DE3048401C2 - Hydraulische Drehvorrichtung für einen an einen Schlepper anhängbaren Drehpflug - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

f) die Drossel druckabhängig verstellbar ist und *ϊ

g) in den Strömungsweg (37,30,31) des Rücklaufs, welcher den nach vollendetem Doppelhub die Last tragenden Arbeitsraum (7) mit dem Vorratsbehälter (50) verbindet, eingebaut ist und weiterhin

h) mit einem Drosselkörper (32) versehen ist, welcher auf einer Wirkfläche (Stirnfläche 34) entgegen der Kraft einer Feder (33) vom Druck des anderen Arbeitsraumes (6) im Sinne einer Vergrößerung des Durchflußquerschnittes des Strömungsweges des Rücklaufs an einer Drosselfläche (39) des Drosselkörpers (32) belastet ist und unterhalb eines bestimmten Grenzdrukkes im Zulauf den Durchflußquerschnitt bis auf eine vergleichsweise kleine Bypass-Öffnung bo (38) schließt und oberhalb des Grenzdruckes den Durchflußquerschnitt zunehmend bis zu einem Maximalwert öffnet.

2. Hydraulische Drehvorrichtung nach An- ·" spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkfläche (Stirnfläche 34) des Drosselkörpers (32) von dem am Druckanschluß (13) herrschenden Druck beaufschlagt ist.

3. Hydraulische Drehvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel in den Strömungsweg (31, 30, 37) zwischen Steuerkolben (10) und entsperrbarem Rückschlagventil (40) eingebaut ist

4. Hydraulische Drehvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel in den Strömungsweg zwischen Steuerkolben (10) und Rücklaufanschluß (20) eingebaut ist.

Eine hydraulische Drehvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist beispielsweise in der zum Stand der Technik gehörenden, älteren Patentanmeldung P 30 07 992.6 (DE-OS 30 07 992) beschrieben. Derartige Drehvorrichtungen bewirken die Drehung eines Drehpfluges in zwei durch eine kinematisch bedingte Totlage getrennten Hubphasen. Das Durchfahren der Totlage kann nur mit einem gewissen Schwung erfolgen.

Andererseits darf es nicht zu extremen Geschwindigkeiten kommen, da sonst die mechanische Beanspruchung der Bauteile zu groß wird. Bei Pflügen, die durch ihre Kinematik und Schwerpunktslage bereits in der ersten Hubphase hydraulischen Druck für die Drehbewegung benötigen, wird üblicherweise das zufließende Druckmittel dosiert. Bei dieser Betriebsweise ist die Drossel, die zum Entsperren des entsperrbaren Rückschlagventils beitragen soll, praktisch entbehrlich. Anders ist die Sachlage, wenn aufgrund besonderer Umstände, wie weit außen liegender Schwerpunkt, Arbeiten in Hanglage oder Schwerpunktverschiebung durch unterschiedliche Verschmutzung der Pflugschare, eine Drehbewegung allein durch die Schwerkraft eingeleitet wird. In diesem Fall muß die Drossel einen vergleichsweise kleinen Strömungsquerschnitt haben, da sonst die Gefahr von Hohlsogbildung verbunden mit einem raschen öffnen und Schließen des Rückschlagventil wegen mangelnder Konstanz des Entsperrdrukkes besteht, was sich bis zum Rattern und dann schnell bis zur Zerstörung des Ventiles ausbilden kann.

Wenn jedoch eine so konzipierte Drehvorrichtung mit einem Pflug zusammenwirken soll, der — wie zuvor beschrieben — bereits Druck in der ersten Hubphase benötigt, besteht die Gefahr, daß der Schwung zum Überfahren der Totlage zu klein ist oder daß durch übermäßigen Druckanstieg im Zulauf Fehlschaltungen im Sinne eines zu frühen Umschaltens entstehen können. Diese Nachteile ließen sich nur durch Anpassen der Drossel an den jeweiligen Einsatzfall beseitigen. Da die Pflughersteller aber nach Möglichkeit universell einsetzbare Drehvorrichtungen anbieten möchten, die ohne Änderung für die verschiedenen Pflugtypen und Schwerpunktlagen einsetzbar sind, ist es Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Drehvorrichtung der in Rede stehenden Art so auszubilden, daß bei Schwerkraftunterstützung in der ersten Drehphase die Einfahrgeschwindigkeit des Drehzylinders durch Drosselung im Ablauf gebremst werden kann, und daß bei entgegengesetzter Schwerpunktlage, d. h. wenn diese in der ersten Drehphase der Drehung entgegen wirkt, ein unzulässig hoher Druckanstieg im Zulauf vermieden wird und eine ausreichende Drehgeschwindigkeit zum Durchfahren der oberen Totlage erreicht werden kann.

Die Ausgestaltung soll einfach, funktionssicher und

billig sein und sich mit einem geringen Einbauraum und wenigen und einfachen Teilen verwirklichen lassen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgerr.äß mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Anspruch 2 richtet sich auf eine günstige Zuleitung des Druckmittels zur Wirkfläche des Drosselkörpers.

Die Ansprüche 3 und 4 richten sich auf zwei grundsätzliche Einbaumöglichkeiten der Drossel.

Die Erfindung wird anhand eines in der Abbildung dargeste'l'en Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Abbildung zeigt eine Kolben-Zylinder-Einheit mit im Zylinderkopf angeordneten Ventilen und einem symbolisch dargestellten externen Steuerventil 48. Eine Kolben-Zylinder-Einheit 1 besitzt einen Zylinder 2 mit einem Zylinderkopf 3. Im Innern des Zylinders 2 teilt ein mit einer nach außen geführten Kolbenstange 4 verbundener, abgedichtet gleitender Kolben 5 einen die Kolbenstange 4 umgebenden, ringförmigen ersten Arbeitsraum 6 ab, u jlchem jenseits x. des Kolbens 5 ein zweiler Arbeitsraum 7 gegenüberliegt. Im Zylinderkopf 3 ist eine axial gerichtete, von einem Dichtstopfen 8 nach außen verschlossene Bohrung 9 angebracht, in welcher ein Steuerkolben 10 gleitbar angeordnet ist.

Die Bohrung 9 hat einen flachen Boden 11, vcn dem ein Druckkanal 12 konzentrisch ausgeht, der innerhalb des Zylinderkopfes 3 zu einem Druckanschluß 13 verläuft. Die Kante zwischen dem Druckkanal 12 und dem Boden 11 dient als Sitz für ein Sitzventil 14, das mit w dem Steuerkolben 10 in fester Wirkverbindung steht. Der Steuerkolben 10 besitzt eine innere Sackbohrung 15, in welcher eine Rückstellfeder 16 geführt ist, die sich am Dichtstopfen 8 abstützt. Innerhalb des Dichtstopfens 8 verläuft ein Kanal 17, der an einer Andrehung 18 am j=, äußeren Mantel des Dichtstopfens 8 mündet. Der Andrehung 18 liegt ein Kanal 19 gegenüber, der zu einem Rücklaufanschluß 20 führt.

Die Bohrung 9 erweitert sich jeweils mit axialen Abständen vom Boden 11 zu Ringnuten 21, 22 und 23. Am äußeren Mantel des Steuerkolbens JO sind Ringnuten 24 und 25 angeordnet, wobei die Breite der Ringnut 24 kleiner ist als der Abstand der Ringnuten 21 und 22. Eine Querbohrung 26 verbindet die Ringnut 24 mit der Sackbohrung 15. Die die Ringnuten begrenzen- 4i den Steuerkanten sind jeweils mit der Bezugszahl der Ringnut und dem Zusatz »a« bzw. »b« bezeichnet, so daß z. B. die Steuerkanten der Ringnut 21 mit 21a und 216 bezeichne; sind. Die stirnseitige, auf der Seite des Sitzventiles 14 angeordnete Steuerkante des Steuerkol- so bens 10 hat die Bezugszahl 27. Zwischen Boden 11 und Steuerkolben 10 befindet sich ein Steuerraum 28.

Vor der Ringnut 21 führt ein kurzer Kanal 29 zu einer Ringnut 30, welche eine Bohrung 31 umgibt.

In der Bohrung 31 ist ein Drosselkörper 32 geführt, der von einer sich im Zylinderkopf 3 abstützenden Feder 33 belastet wird. Die der Feder gegenüberliegende Stirnfläche 34 dient als wirksame Fläche und ist durch Druck beaufschlagbar. Das Druckmittel wird über einen Kanal 35 vom Druckkanal 12 abgezweigt. Der Drosselkörper 32 besitzt eine Taille 36. in deren Bereich ein weiterer Kanal 37 mündet. Im Innern des Drosselkörpers 32 ist eine Bypass-Öffnung 38 angeordnet. Die Drosselung erfolgt an einer konischen Drosselfläche 39. Der Kanal 37 führt zu einem *^r entsperrbaren Rückschlagventil 40, welches einen Sitzkörper 41 besitzt, der von einer Feder 42 belastet ist und in Richtung des Arbeiisraumes 7 öffnet, in den ein zugehöriger Arbeitsanschiuß 43 mündet. Der Sitzkörper 41 kann von einem Entsperrkolben 44 über einen Stößel

45 von seinem Sitz abgehoben werden. Der Entsperrkolben 44 wird hydraulisch vom Druck in einer Leitung

46 beaufschlagt, welche die Ringnut 22 mit einem in den Arbeitsraum 6 mündenden Arbeitsanschluß 47 verbindet. Der Druckanschluß 13 ist mit einem Anschluß eines externen Steuerventils 48 verbunden. Weitere Anschlüsse A, P und T sind in dieser Reihenfolge mit dem Rücklaufanschluß 20, einer Druckmittelquelle 49 sowie einem Vorratsbehälter 50 verbunden. Das Steuerventil besitzt drei Schaltstellungen »0«, »a« und »b«, welche den Verbindungen P-T. A-Tund P-Bsowie P-A und B-T entsprechen.

Zur Erläuterung der Funktion sei angenommen, daß sich der Kolben 5 stationär in der gezeichneten Stellung befinde und von einer Last im Sinne des Einfahrens belastet werde. Durch das Rückschlagventil 41 wird die Last gehalten. Ein solcher Fall ist z. B. dann gegeben, wenn die Schwerpunktlage eines Pfluges relativ zur Drehachse so ist, daß eine Drehung selbsttätig durch Schwerkraft eingeleitet wird. Wenn nun das Steuerventil 48 wie dargestellt in die Schaltstellung »a« geschaltet wird, gelangt Druckmittel von der Druckmittelquelle 49 über die Verbindung P-B in das System 13,12,23,25,22, 46, 47 und schließlich in den Arbeitsraum 6. Der dabei entstehende Druck reicht zunächst aus, um mittels des Entsperrkolbens 44 den Sitzkörper 41 von seinem Sitz abzuheben.

Die Höhe dea Entsperrdruckes ist dabei im wesentlichen vom Verhältnis des Entsperrkolben-Querschnittes zum Sitzquerschnitt bestimmt und wird im Hinblick auf die ins Auge gefaßten Pflugtypen so gewählt, daß eine Entsperrung zwar stattfindet, der Drosselkörper 32 jedoch noch durch die Feder 33 in seiner geschlossenen Stellung gehalten wird. Selbstverständlich reicht dieser Druck auch nicht aus, um das Sitzventil 14 abzuheben.

Aus dem Arbeitsraum 7 strömt Druckmittel über den Arbeitsanschluß 43 und das System 37,38,31, 21, 24, 26, 15,9,18,19 zum Rücklaufanschluß 20 und von dort über die Verbindung A-T zum Vorratsbehälter 50 zurück. Der Kolben 5 bewegt sich dabei zwar zügig, aber nicht zu schnell, da der Querschnitt der Bypass-Öffnung 38 vergleichsweise klein ist. Die Druckmittelquelle ist daher in der Lage, den Arbeitsraum 6 ausreichend zu füllen. Eine Hohlsogbildung oder ein Zusammenbrechen des zum Entsperren des Tückschlagventiles 40 notwendigen Druckes sind vermieden. Wenn nun durch besondere kinematische Bedingungen während der Einfahrbewegung keine Schwerkraftunterstützung mehr stattfindet (die gleichen Vorgänge spielen sich ab. wenn von vornherein keine Schwerkraftunterstützung vorhanden ist), wird im Arbeitsraum 6 ein höherer hydraulischer Druck notwendig sein, um den Kolben 5 nun entgegen der zu bewegenden Last einfahren zu lassen. Dieser Druck wirkt auch auf die Stirnfläche 34 des Drosselkörpers 32 und verschiebt diesen gegen die Kraft der Feder 33. Dadurch entsteht an der Drosselfläche 39 ein wesentlich größerer Durchflußquerschnitt verbunden mit einer entsprechenden Verminderung des Durchflußwiderstandes. Würde diese Verminderung nicht stattfinden, würde im Arbeitsraum 6 ein zusätzlicher Druck in Höhe des Durchflußwidersundes multipliziert mit dem Flächenverhältnis der Arbeitsräume 7 und 6 notwendig sein. Dieser zusätzliche Druck könnte ein frühzeitiges unbeabsichtigtes Öffnen des Sitzventiles 14 bewirken. Wenn der Kolben 5 im Verlauf seines Hubes seine durch die äußere Kinematik

bedingte Totlage erreicht hat, entsteht im Arbeitsraum 6 ein wesentlicher Druckanstieg, der zum Öffnen des Sitzventiles 14 ausreicht. Druckmittel gelangt dann in den Steuerraum 28 und unter die gesamte Querschnittsfläche des Steuerkolbens 10. Da diese Querschnittsfläche um ein Vielfaches größer ist als die wirksame Fläche des Sitzventiles 14, wird der Steuerkolben 10 in seine andere Schaltstellung geschaltet und verbleibt auch dort, wenn der Druck bis auf vergleichsweise kleine Werte abfallen würde. Das Druckmittel gelangt nun vom Druckanschluß 13 über den Druckkanal 12 in den Steuerraum 28 und von dort an der Steuerkante 27 vorbei in die Ringnut 21, den Kanal 29 und die Ringnut 30.

Nach wie vor belastet das Druckmittel auch die Stirnfläche 34 des Drosselkörpers 32. Je nach Druck gelangt das Druckmittel von der Ringnut 30 über die Bypass-Öffnung 38 oder einen an der Drosselfläche 39 entstehenden Durchflußquerschnitt in die Bohrung 31 und von dort über den Kanal 37, das nun selbsttätig geöffnete Rückschlagventil 40 und den Arbeitsanschluß 43 in den Arbeitsraum 7. Der Kolben 5 fährt aus und verdrängt Druckmittel aus dem Arbeitsraum 6 über den Arbeitsanschluß 47, die Leitung 46, die Ringnuten 22 und 24, den Kanal 26, die Bohrung 15, den Kanal 17, die Andrehung 18 und den Kanal 19 zum Rücklaufanschluß 20 und von dort über die Verbindung A-T zum Vorratsbehälter 50 zurück. Wenn der Kolben 5 seinen Ausfahrhub beendet hat, d. h. wenn der Pflug gewendet wurde, wird das Steuerventil 48 in seine Schaltstellupg »0« zurückgeschaltet. Der Steuerkolben 10 wird dann durch die Rückstellfeder 16 in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben. Dabei zu verdrängendes Quetschöl gelangt über das Passungsspiel zur anderen Kolbenseite oder fließt durch Spalte am Steuerventil 48 ab. Es ist aber auch möglich, das Sitzventil 14 als Doppelsitzventil mit einer gewissen axialen Beweglichkeit und einem seinen Schaft umgebenden Überstromspalt auszustatten. Diese Lösung bietet sich an, wenn sehr kurze Rückstellzeiten wünschenswert erscheinen.

Die Erfindung ist keinesfalls auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise der Steuerkolben in weiten Grenzen variiert werden, solange die geforderte Schaltfunktion — insbesondere die eines 4/2-Wege-Ventiles — erhalten bleibt. Soweit der Drosselkörper betroffen ist, sind selbstverständlich aile bekannten Drosselformen, wie Ringspalte, Bohrungen, Kerben, Kommas usw. brauchbar. Vom Ort des Einbaues her gesehen, bietet sich entweder die dargestellte Lage zwischen Steuerkolben und entsperrbarem Rückschlagventil an, oder es ist auch möglich, die Drossel zwischen Steuerkclber. und RücklaufanschhiB einzubauen.

Von dieser Möglichkeit wird man insbesondere dann Gebrauch machen, wenn man den Ablauf insgesamt drosseln möchte und außerdem den entstehenden Staudruck auf die Rückseite des Steuerkolbens im Sinne eines verstärkten Zuhaltens wirken lassen möchte. Schließlich ist es in der Hydraulik auch üblich, einzelne Ventile als Baueinheit in einem Gehäuse zu integrieren ι oder aber als Einzelelemente zusammenzuschalten.

Bezugszeichenliste

1 Kolben-Zylinder-Einheit

2 Zvlinder <·

35

3 Zylinderkopf

4 Kolbenstange

5 Kolben

6 erster Arbeitsraum

7 zweiter Arbeitsraum

8 Dichtstopfen

9 Bohrung

10 Steuerkolben

11 Boden

12 Druckkanal

13 Druckanschluß

14 Sitzventil

15 Sackbohrung

16 Rückstellfeder

17 Kanal

18 Andrehung

19 Kanal

20 Rücklaufanschluß

21 Ringnut 21a Steuerkante 216 Steuerkante

22 Ringnut 22a Steuerkante 22b Steuerkante

23 Ringnut 23a Steuerkante 23b Steuerkante

24 Ringnut 24a Steuerkante 24b Steuerkante

25 Ringnut 25a Steuerkante 25b Steuerkante

26 Querbohrung

27 Steuerkante

28 Steuerraum

29 Kanal

30 Ringnut

31 Bohrung

32 Drosselkörper

33 Feder

34 Stirnfläche

35 Kanal

36 Taille

37 Kanal

38 Bypass-Öffnung

39 Drosselfläche

40 Rückschlagventil

41 Sitzkörper

42 Feder

43 Arbeitsanschluß

44 Entsperrkolben

45 Stößel

46 Leitung

47 Arbeitsanschluß

48 Steuerventil

49 Druckmittelquelle

50 Vorratsbehälter A

Anschlüsse

B P T

⁰I

a ,'•Schaltstellungen

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Drehvorrichtung für einen an einen Schlepper anhängbaren Drehpflug mit einer doppeltwirkenden Kolben-Zylinder-Einheit und einer Umsteuereinrichtung mit

a) einem Gehäuse

b) Anschlüssen in dem Gehäuse, nämlich

bl) einem Arbeitsanschluß für einen ersten Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Einheit,

b2) einem Arbeitsanschluß für einen zweiten Arbeitsraum der Kolben-Zylinder-Einheit,

b3) einem über ein externes Steuerventil mindestens mit einer Druckmittelquelle verbindbaren Druckanschluß,

b4) einem mit einem Vorratsbehälter oder Zwischenspeicher verbundenen oder verbindbaren Rücklaufanschluß,

c) einem in dem Gehäuse gleitbar angeordneten, ;o zwei Schaltstellungen aufweisenden, von einer Rückstellfeder permanent in Richtung auf eine der Schaltstellungen belasteten Steuerkolben mit einer permanent vom Druck der Druckmittelquelle beaufschlagten, der Rückstellfeder -5 entgegengerichteten Wirkfläche zum automatischen Umsteuern von einer ersten Bewegungsrichtung in eine entgegengesetzte Bewegungsrichtung der Kolben-Zylinder-Einheit bei Erreichen eines bestimmten Druckes an der Wirkflä- w ehe,

d) einem entsperrbaren Rückschlagventil zum hermetisch dichten Abschließen des nach vollendetem Doppeliiub die Last tragenden Arbeitsraumes, welches Rückschlagventil über i"> einen Entsperrkolben mittels des in dem anderen Arbeitsraum herrschenden Druckes entsperrbarist,

e) und einer Drossel zum Erzeugen eines zum Entsperren des entsperrbaren Rückschlagventi- »« les ausreichenden Druckes,