-
Mehrbereich-Ventil
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrbereich-Ventil zur Steuerung
eines hydraulischen Arbeitszylinders einer Arbeitsgerätschaft, wie insbesondere
des Hubzylinders für den Ährenköpfer eines Mähdreschers, der über das Steuerventil
einer Steuerdruckpumpe und an eine drucklose Ablaßleitung angeschlossen ist, mit
einem ersten und einem zweiten Magnetschaltventil, durch welche eine erste und eine
zweite Drossel eines.
-
jeweils zugeordneten Plungerventils in die Anschlußleitung an den
Arbeitszylinder einschaltbar sind.
-
Speziell zur Steuerung des Hubzylinders für den Ährenköpfer eines
Mähdreschers ist bei einem Mehrbereich-Ventil der vorgenannten Art nach der DE-OS
28 44 334 vorgesehen, in die Anschlußleitung an die Steuerdruckpumpe zwei in Reihe
liegende Drosseln einzubauen, von denen die in der Reihe zweite Drossel stromabwärts
von der Steuerdruckpumpe einen wesentlich größeren Durchtrittsquerschnitt aufweist
als die in der Reihe erste Drossel und für eine bezüglich der drucklosen Ablaßleitung
wirksame Sperrstellung durch das eine Magnetschaltventil ein- und ausschaltbar ist,
dessen zugeordnetes Plungerventil eine im wesentlichen parabolische Steuerfläche
an
seinem Plunger zum Auf- und Zusteuern der parallel angeordneten, in dieses Plungerventil
integrierten Drossel aufweist. Eine essentiell gleiche Ausbildung und Anordnung
ist auch für das andere Magnetventil und das zugeordnete Plungerventil verwirklicht,
mit der Besonderheit, daß damit eine normal geschlossene Verbindung der beiden zueinander
parallel angeordneten Drosseln des Magnetschaltventils und des Plungerventils mit
der drucklosen Ablaßleitung besteht, während diese Verbindung bei dem einen Magnetschaltventil
und seinem Plungerventil normal offen ist. Ein Mehrbereich-Ventil dieser Ausbildung
macht es möglich, daß der Ährenköpfer des Mähdreschers aus jeder ruhenden Anfangsstellung,
die entweder auf seine Arbeitshöhe oder auf seine Freihöhe eingestellt ist, verhältnismäßig
schnell in die jeweils andere Stellung übergewechselt werden kann, die dann ebenso
ruhend beibehalten wird, indem alle in der einen oder in der anderen Stellung des
Ährenköpfers als Folge einer dynamischen Belastung des Mähdreschers auftretenden
Druckstöße durch die Drosseln der Plungerventile entsprechend gedämpft werden. Es
ist damit möglich, auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten des Mähdreschers und unter
bodenbedingt besonders ungünstigen Voraussetzungen eine exakte Schnitthöhe für die
Ährenköpfe einzuhalten und entsprechend eng tolerierte Schnittlängen vorzugeben.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, dieses bekannte Mehrbereich-Ventil
so auszubilden, daß es ohne eine wesentliche bauliche Vergrößerung auch eine Druckfühlung
des Arbeitsdruckes erlaubt, der für den Arbeitszylinder des Arbeitsgerätschaft resp.
für den Hubzylinder des Ährenköpfers eines Mähdreschers zumindest für dessen Uberführung
aus der Arbeitshöhe in die Freihöhe sowie die Beibehaltung dieser Freihöhe bereitgestellt
wird.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Mehrbereich-Ventil
der eingangs genannten Art stromabwärts von der Drossel mindestens des einen Plungerventils
eine als Druckfühler genutzte und mit einem
gegen das Plungerventil
sperrenden Einwegventil versehene Zweigleitung von der Anschlußleitung an den Arbeitszylinder
abgezweigt ist. Diese als Druckfühler genutzte Zweigleitung ist dabei vorzugsweise
stromaufwärts von einem in die Anschlußleitung an den Arbeitszylinder eingebauten
Rückschlagventil abgezweigt. Es wird damit ein Mehrbereich-Ventil erhalten, bei
dem mit der Zuleitung des Steuerdruckes an den Arbeitszylinder automatisch auch
eine Druckabfühlung erhalten wird, ohne daß dafür ein besonderes Betätigungsorgan
oder eine weitere Steuerfläche an dem Plunger des Plungerventils vorzusehen wäre.
Der gesamte Ventilaufbau kann folglich entsprechend einfach gehalten werden.
-
Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind
in den weiteren Ansprüchen erfaßt.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Perspektivansicht
des Mehrbereich-Ventils in einer Ausbildung zur Steuerung der beiden Arbeitszyklen
eines Hubzylinders für den Ährenköpfer eines Mähdreschers, Fig. 2 einen Längsschnitt
durch dieses Ventil nach der Linie 2 - 2 in Fig.1, Fig. 3 einen entsprechenden Längsschnitt
nach der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 einen Längsschnitt nach der Linie 4-4 in Fig.1
und
Fig. 5 eine Schemadarstellung des Hydraulikkreises, der bei
diesem Mehrbereich-Ventil verwirklicht ist.
-
Das in seiner Gesamtheit mit 11 bezeichnete Mehrbereich-Ventil weist
ein Ventilgehäuse 12 auf, das zur Anordnung von drei Magnetschaltventilen 15,40
und 55 ausgebildet ist.
-
Über das eine Magnetschaltventil 15 ist der Hubzylinder 30 (Fig.5)
für den Ährenköpfer 85 eines Mähdreschers für dessen Anheben aus einer Arbeitshöhe
in eine Freihöhe steuerbar, während für dessen Absenken aus der Freihöhe in die
Arbeitshöhe das Magnetschaltventil 55 betätigt werden muß.
-
Die beiden Magnetschaltventile 15 und 55 sind im normal ausgeschalteten
Zustand ihres Solenoids geschlossen und können beispielsweise die nach der US-PS
3 737 141 bekannte Ausbildung haben, wobei mit jedem Magnetschaltventil 15, 55 noch
eine Stoßdämpferanordnung 26 bzw. 66 gekoppelt ist, um so die Offnungsbewegung dieser
Schaltventile entsprechend zu dämpfen. Der für den Hubzylinder 30 des Ährenköpfers
85 benötigte Arbeitsdruck wird durch eine Steuerdruckpumpe 80 bereitgestellt, deren
Steuerung durch eine in einer Zweigleitung 43 der Anschlußleitung 44 an den Hubzylinder
30 stattfindende Druckfühlung vorgenommen wird. In die Zweigleitung 43 ist für diesen
Zweck ein Rückschlagventil 48 eingebaut, stromabwärts von dem eine Verbindungsleitung
46 mit einem Steuerteil 81 der Steuerdruckpumpe 80 besteht.
-
Das dritte Magnetschaltventil 40 ist in eine weitere Verbindungsleitung
50 dieser Zweigleitung 43 mit der Druckleitung der Steuerdruckpumpe 80 eingebaut,
und auch dieses Magnetschaltventil 40, das anders ausgeführt sein kann als die beiden
Magnetschaltventile 15 und 55, ist im noch mal ausgeschalteten Zustand seines Solenoids
geschlossen.
-
Zum Ein- und Ausschalten der beiden Magnetschaltventile 15 und 55
resp. des jeweiligen Solenoids 20,21 und 60,61 ist bei einem Mähdrescher normalerweise
eine entweder
mit dem Hub zylinder 30 oder mit dem Ährenköpfer 85
gekoppelte Nockensteuerung vorgesehen, durch welche folglich die beiden Arbeitszyklen
des Hubzylinders für die Überführung des Ährenköpfers zwischen seiner Arbeitshöhe
und der Freihöhe festgelegt ist. Jedem der beiden Magnetschaltventile 15 und 55,
die eine integrierte Drossel 24a und 62 umfassen, ist ein Plungerventil 25 und 65
zugeordnet, deren Plunger 25a und 65a eine im wesentlichen parabolische Steuerfläche
25b und 65b aufweist, durch die jeweils eine integrierte Drossel 25c und 65c auf-
und zusteuerbar ist. Die vorerwähnten Stoßdämpfer 26 und 66 sind für eine Beeinflussung
der'Plunger 25a und 65a angeordnet, wenn diese bei der Einschaltung des jeweils
zugeordneten Magnetschaltventils für eine Aufsteuerung der zugeordneten Drossel
in der jeweiligen Ventilkammer 25e und 65e axial verschoben werden. Die im wesentlichen
parabolischen Steuerflächen 25b, 65b an den Plungern 25a, 65a sind dabei so gestaltet,
daß sich für die Zusteuerung der jeweiligen Drossel 25c, 65c ein im wesentlichen
linearer Wechsel der Fließrate des Druckfluids ergibt, um auch dann eine minimale
Stoßbelastung des Hub zylinders 30 resp. des Ährenköpfers 85 zu erhalten. Die konstruktiven
Einzelheiten, die insoweit von Bedeutung sind, sind in der US-PS 3 980 o27 näher
erläutert.
-
Das Magnetschaltventil 15, dessen Solenoid 20,21 für die Überführung
des Ährenköpfers 85 aus der Arbeitshöhe in die Freihöhe eingeschaltet werden muß,
um die öffnung dieses Ventils zu erhalten, ist mittels eines zentralen Schraubteils
22 an dem Gehäuse 12 verschraubt. Das Schraubteil 22 nimmt einen durch eine Feder
belasteten Plunger 23 auf, dessen spitz zulaufendes Ende 23a eine in einem Einsatz
stück 24 ausgebildete Drossel 24a steuert, die über eine Bohrung 24b des Einsatzstückes
24 an die Bohrung 25e des Plungerventils 25 angeschlossen ist.
-
Das Schraubteil 22 ist durch einen O-Ring 13 gegen das
Ventilgehäuse
12 abgedichtet, ein weiterer O-Ring 13' dichtet auch das Einsatzstück 24 gegen das
Ventilgehäuse 12 ab. Die Drossel 24a resp. eine Einlaßbohrung des Magnetschaltventils
15 ist über eine stromaufwärts angeordnete Drossel 24d an die Druckleitung der Steuerdruckpumpe
80 angeschlossen.
-
Der Stoßdämpfer 26, durch welchen die öffnungsbewegung des Plungers
25a gedämpft wird, umfaßt ein in das Ventilgehäuse 12 eingeschraubtes Schraubteil
26a, das ein durch eine Feder 26c belastetes Einsatzstück 26b aufnimmt. Das Einsatzstück
26b ist durch einen O-Ring 26d gegen das Schraubteil 26a abgedichtet und durch die
Feder 26c in eine Berührungsstellung mit dem Plunger 25a gedrückt, indem die Feder
26c an einem durch einen weiteren O-Ring 26h gegenüber dem Schraubteil 26a abgedichteten
Anschlagstift 26g abgestützt ist. Der Anschlagstift 26g kann mittels einer Schraube
26i und einer Gegenmutter 26j für eine Veränderung der Federspannung verstellt werden,
so daß damit auch die Stoßdämpfung des Plungers 25a beeinflußt wird. Eine solche
Veränderungsmöglichkeit ist beispielsweise für verschiedene Gewichte des Ährenköpfers
gewünscht.
-
An einer Stelle stromaufwärts von der Drossel 24a des Magnetschaltventils
15 und der damit in Reihe liegenden Drossel 24d ist in die Druckleitung der Steuerdruckpumpe
80 ein Druckausgleichventil 27 eingebaut. Dieses Druckausgleichventil 27 ist dadür
vorgesehen, in der Freihöhe des Ährenköpfers 85 eine bestimmte Druckdifferenz zwischen
der Einlaßseite und der Auslaßseite des Ventils beizubehalten unabhängig davon,
ob durch die Steuerdruckpumpe 80 andere hydraulische Hilfsgeräte versorgt werden
oder nicht. Das Druckausgleichventil 27 umfaßt einen durch eine Feder 27b vorgespannten
Kolben 27a, der zur Unterteilung der Ventilbohrung in die beiden Kammern 27h und
27i durch einen O-Ring 27g gegen das Ventilgehäuse
12 abgedichtet
ist. Die Ventilbohrung ist durch Verschlußkappen 27c und 27d verschlossen, die durch
weitere O-Ringe 27e und 27f gegen das Ventilgehäuse 12 abgedichtet sind. An der
durch das Druckausgleichsventil 27 bewirkten Druckregelung nimmt außer der Feder
27b auch noch eine Drossel 27j teil, über welche die eine Ventilkammer 27i an den
einen Teilraum 28 der Bohrung 25e des Plungerventils 25 angeschlossen ist, der normal
durch das Zusammenwirken der Steuerfläche 25b des Plungers 25a und der Drossel 25c
zugesteuert ist, solange das Solenoid 20,21 des Magnetschaltventils 15 ausgeschaltet
bleibt.
-
Die von der Anschlußleitung 44 an den Hubzylinder 30 abgezweigte,
als Druckfühler genutzte Zweigleitung 43 ist stromabwärts von dem Rückschlagventil
48 an eine Auslaßbohrung 45 des Ventils 11 angeschlossen. Über ein weiteres Rückschlagventil
49 ist die Anschlußleitung 44 an eine Anschlußbohrung 51 für den Hubzylinder 30
angeschlossen. An die Auslaßbohrung 45 ist außerdem die Leitung 50 angeschlossen,
in welche das Magnetschaltventil 40 eingebaut ist, das im eingeschalteten Zustand
seines Solenoids 41 eine direkte Verbindung der Auslaßbohrung 45 mit der Druckleitung
der Steuerdruckpumpe 80 über seinen dann aufgesteuerten Durchlaßkanal 42 erlaubt.
Solange das Solenoid 41 des Magnetschaltventils 40 ausgeschaltet ist, ist diese
Verbindung unterbrochen. Über die Zweigleitung 43 resp. eine davon stromabwärts
von dem Rückschlagventil 48 abgezweigte drucklose Ablaßleitung 53,54,55' sowie eine
in diese drucklose Ablaßleitung eingebaute Drossel 47 ist auch eine Verbindung mit
einer weiteren Auslaßbohrung 65d hergestellt, über die eine Verbindung mit dem Vorratsbehälter
für das Druckfluid besteht. Der Stoßdämpfer 66 hat im übrigen einen gleichen Aufbau
wie der Stoßdämpfer 26, so daß auf eine detaillierte Beschreibung desselben verzichtet
werden kann.
-
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ableitbar, daß die Steuerdruckpumpe
80 an ihrer Druck leitung über das Druckausgleichventil 27 und die Drossel 25c des
in seinen geöffneten Zustand überführten Plungerventils 25 sowie das Rückschlagventil
49 der Anschlußleitung 44 an den Hubzylinder 30 angeschlossen ist. Andererseits
besteht über die Drossel 24d und die damit in Reihe angeordnete Drossel 24a des
Magnetschaltventils 15 eine Verbindung mit der als Druckfühler genutzten Zweigleitung
43, die stromabwärts von dem in sie eingebauten Rückschlagventil 48 auch an die
drucklose Ablaßleitung des Ventils 11 angeschlossen ist. Die Zweigleitung 43 ist
außerdem an das Steuerteil 81 der Steuerdruckpumpe 80 angeschlossen sowie auch an
das in die Leitung 50 eingebaute Magnetschaltventil 40. Der Hubzylinder 30 hat andererseits
über eine stromabwärts von dem Rückschlagventil 49 von der Anschlußleitung 44 abgezweigte
Leitung 31 eine Verbindung mit dem Magnetschaltventil 55, dessen Drossel 62 im eingeschalteten
Zustand seines Solenoids 60,61 eine direkte Verbindung mit dem Vorratsbehälter 35
für das Druckfluid hat. Von der Leitung 31 ist stromaufwärts von einer in Reihe
mit der Drossel 62 angeordneten weiteren Drossel 67 auch eine Verbindungsleitung
mit dem Plungerventil 65 abgezweigt, dessen Drossel 65c bei betätigtem Magnetschaltventil
55 dann ebenfalls an den Vorratsbehälter 35 angeschlossen ist. Durch den Plunger
23 des Magnetschaltventils 15 ist im Zusammenwirken mit dessen Drossel 24a folglich
die Verbindung zwischen der Teillänge 24e der Druckleitung der Steuerdruckpumpe
80 und den Leitungen 43 und 44 gesteuert, in welche die beiden Rückschlagventile
48 und 49 eingebaut sind, während andererseits durch den entsprechenden Plunger
des anderen Magnetschaltventils 55 die Verbindung mit dem Vorratsbehälter 35 für
das Druckfluid gesteuert wird.
-
In der Ruhestellung des Ventils 11 sind die drei Magnetschaltventile
15,40 und 55 ausgeschaltet. Der durch die Steuerdruckpumpe 80 zur Verfügung gestellte
Leerlaufdruck wirkt dann an den beiden Seiten des Plungers 25a des Plungerventils
25, so daß der Plunger in einer Schließstellung bezüglich der integrierten Drossel
25c gehalten wird. Gleiche Verhältnisse liegen an dem Plunger 65a des Plungerventils
65 vor, der folglich ebenfalls in einer Schließstellung bezüglich der integrierten
Drossel 65c gehalten wird. Zum Anheben des Ährenköpfers 85 in eine Freihöhe muß
das eine Magnetschaltventil 15 resp. dessen Solenoid 20,21 eingeschaltet werden.
Bei diesem Einschaltvorgang wird zunächst die Druckleitung der Steuerdruckpumpe
80 über die Drossel 24a an die Anschlußleitung 44 an den Hubzylinder 30 resp. an
deren Zweigleitung 43 an einer Stelle stromaufwärts von dem Rückschlagventil 48
und auch von dem Rückschlagventil 49 angeschlossen, womit in der Zweigleitung 43
stromabwärts von dem Rückschlagventil 48 sofort mit einer entsprechenden Druckabfühlung
begonnen werden kann. Durch diese Druckabfühlung wird das Steuerteil 81 der Steuerdruckpumpe
80 beeinflußt, die folglich dann für eine Druckerhöhung aufgesteuert wird, so daß
der erhöhte Druck an den Hubzylinder 30 angeliefert werden kann, sobald der Druckpunkt
des Rückschlagventils 49 erreicht ist. Die Druckzuteilung an den Hubzylinder 30
wird dabei auch durch das Plungerventil 25 beeinflußt resp. dessen Drossel 25c,
die dann eine Aufsteuerung durch die an dem Plunger 25a ausgebildete Steuerfläche
25b erfährt. Die Aufsteuerung der Drossel 25c resp. die öffnungsbewegung des Plungers
25a wird dabei gedämpft durch den zugeordneten Stoßdämpfer 26. Das Ausmaß dieser
Dämpfung ist dabei außer durch die Feder 26c auch noch durch eine Drossel 26e beeinflußt,
über welche die Bohrung 25e des Plungerventils 25 mit einer Axialbohrung 26k des
Einsatzstückes 26b in Verbindung steht, die an die durch den O-Ring 26d abgedichtete
Bohrung 26f des Schraubteils 26a angeschlossen ist.
-
Diese Dämpfung unterbleibt andererseits bei der Zusteuerung der Drossel
25c, weil dann der Plunger 25a ohne Gegendruck mit seiner Steuerfläche 25b in die
Drossel 25c vorgeschoben wird. Die Zusteuerung der Drossel 25c findet dann statt,
wenn das Magnetschaltventil 15 resp.
-
dessen Solenoid 20,21 ausgeschaltet wird, so daß dann über die zugesteuerte
Drossel 24a kein weiteres Druckfluid mehr zu dem Plungerventil 25 gelangen kann.
Der Schließvorgang des Plungers 25a findet verhältnismäßig schnell statt, indem
eine direkte Verbindung mit der drucklosen Ablaßleitung besteht.
-
Sofern die Steuerdruckpumpe 80 bei einer Druckanfqrderung an der Auslaßbohrung
45 auch ohne eine Betätigung des Magnetschaltventils 15 auf eine Druckerhöhung gesteuert
werden soll, so ist es dazu nur erforderlich, das Magnetschaltventil 40 einzuschalten.
Durch diesen Einschaltvorgang wird dann der in der DruckIeitung der Steuerdruckpumpe
80 vorherrschende Leerlaufdruck über die Leitung 50 und die Rücklaufleitung 46 an
das Steuerteil 81 der Steuerdruckpumpe 80 angeliefert, das somit dann entsprechend
die gewünschte Druckerhöhung ansteuert. Wird das Magnetschaltventil 40 wieder ausgeschaltet,
dann findet an der Auslaßbohrung 45 ein augenblicklicher Druckabbau statt, indem
auch dann eine direkte Verbindung mit der drucklosen Ablaßleitung hergestellt ist.
-
Um den Ährenköpfer 85 aus der Freihöhe in die Arbeitshöhe zu bringen,
muß dazu schließlich nur das Magnetschaltventil 55 resp. dessen Solenoid 60,61 eingeschaltet
werden. Der in der Leitung 31 vorherrschende Rückdruck wird dann über die Drossel
62 an das Plungerventil 65 weitergleitet, womit dessen Plunger 65a zur Aufsteuerung
der integrierten Drossel 65c verschoben wird.
-
Die öffnungsbewegung wird dabei durch den Stoßdämpfer 66 gedämpft.
Wenn das Plungerventil 65 in die Offenstellung
überführt ist,
fließt alles Druckfluid nunmehr direkt über das Plungerventil in die drucklose Auslaßleitung
bzw. in den an diese angeschlossenen Vorratsbehälter zurück. Wird das Magnetschaltventil
55 wieder ausgeschaltet, dann ist diese Verbindung unterbrochen und es kann sich
wieder der Steuerdruck in der Druckleitung der Steuerdruckpumpe 80 aufbauen.
-
Leerseite