DE3145720C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuer­ einrichtung zur Hubwerksregelung bei Schleppern u. dgl. nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist schon eine solche Steuereinrichtung aus der DE-OS 28 11 585 be­ kannt, bei der das im hydraulischen Arbeitskreis lie­ gende Regelventil hydraulisch über einen Steuerkreis angesteuert wird, der als Vollbrückenschaltung ausge­ bildet ist. Über diese Vollbrückenschaltung mit ihren Istwert- und Sollwert-Gebern fließt beim Betrieb des Schleppers eine nicht unbeträchtliche Menge Steueröl zum Tank ab, was zu entsprechenden Energieverlusten führt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß durch die Brücken­ schaltung das von der Steuerölpumpe ständig geförderte Druckmittel auf einen Druck von etwa 10 bis 20 bar an­ gedrosselt wird. Von Nachteil bei dieser Steuerein­ richtung ist nun, daß der Arbeitskreis und der Steuer­ kreis von miteinander gekoppelten Pumpen stets mit Druck­ mittel versorgt werden und im Steuerkreis keine Mittel vorgesehen sind, um diese Energieverluste zu verringern. Dies führt nicht nur zu einem relativ hohen Leistungs­ bedarf zur Steuerung der vollhydraulischen Hubwerksrege­ lung, sondern es kann bei Verschmutzung einer Drossel darüber hinaus auch zu unkontrollierten Bewegungen am Hubwerk kommen. Insbesondere ist von Nachteil, daß dem Mischventil außer seiner Funktion des Umschaltens von Lageregelung auf Kraftregelung und des Mischens die­ ser beiden Regelungsarten keine zusätzliche Funktion zu­ kommt.

Ferner ist aus der DE-OS 25 33 829 eine hydraulische Steuereinrichtung zur elektrohydraulischen Fernsteue­ rung von Regelventilen bekannt, die neben einem Arbeits­ kreis einen Vorsteuerkreis aufweist. Um hier die Energie­ verluste infolge des Steuerölstromes gering zu halten, ist in die Steuerleitung stromaufwärts von der elektro­ hydraulischen Verstelleinrichtung ein 2/2-Magnetventil geschaltet. Bei dieser Steuereinrichtung liegt jedoch keine Brückenschaltung mit ständig fließenden Steueröl­ strömen vor. Auch sind hier keine Mittel vorhanden, die zum Mischen zweier Regelgrößen dienen. Hinzu kommt, daß es sich hier um eine elektrohydraulische Fernverstellung von Wegeventilen handelt, bei der zur Betätigung des die Steuerleitung absperrenden Schaltventiles eine gesonderte Ansteuerung vorgesehen werden muß.

Weiterhin ist aus der DE-PS 17 50 500, Fig. 24 eine hydraulische Steuereinrichtung bekannt, die mit einer Brückenschaltung arbeitet. Die Brückenschaltung wird hier von einer Verstellpumpe mit zugeordnetem Pumpen­ regler mit Druckmittel versorgt, wobei zur Verringerung der Energieverluste bei nicht betätigten Wegeventilen der Pumpenregler einen Minimalstrom der Verstellpumpe über ein Niederdruck-Entlastungsventil zum Tank führt.

Von Nachteil bei dieser Steuereinrichtung ist, daß diese Mittel zur Verringerung der Energieverluste sehr aufwendig bauen. Vor allem fehlt bei dieser Steuereinrichtung ein die Mischung zweier Regel­ größen steuerndes Ventil.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuereinrichtung zu schaffen, deren Leistungsbedarf verringert, deren Betätigung er­ leichtert und deren Sicherheit erhöht sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekenn­ zeichneten Steuereinrichtung gelöst.

Die erfindungsgemäße hydraulische Steuereinrichtung zur Hubwerksre­ gelung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß bei ihr auf einfache Weise der Leistungsbedarf für die Steuerung herabgesetzt wird, wobei die Bedienungsperson beim Ab­ schalten der Steuereinrichtung in der Regel keinen zusätzlichen Handgriff ausführen muß. Ferner wird die Gefahr einer Verschmutzung von Drosseln und damit von unkontrollierten Bewegungen am Hubwerk herabgesetzt, wodurch sich die Sicherheit der Steuereinrichtung er­ höht. So kann es bei abgeschaltetem Steuerkreis und bei unbeabsich­ tigter Betätigung des Sollwertgebers nicht zu unerwünschten Bewe­ gungen am Hubwerk kommen. Durch die äußerst zweckmäßige Kombination dieser Abschaltfunktion des Steuerkreises mit dem Mischventil wird kein zusätzlicher Betätigungshebel benötigt, wodurch sich nicht nur die Bauweise der Steuereinrichtung, sondern auch deren Bedienung vereinfacht. Die Energieersparnis bei dieser Steuereinrichtung für Hubwerke gewinnt auch deswegen besonders an Bedeutung, weil die Re­ gelung meistens nur während eines Bruchteils der gesamten Betriebs­ zeit arbeitet, insbesondere weniger als die Hälfte der Betriebszeit wirksam ist. So kann z. B. bei Transportarbeiten eines Schleppers das Steueröl ungedrosselt zum Tank abfließen. Zudem baut die vorgeschla­ gene Steuereinrichtung platzsparend und kostengünstig und läßt sich leicht bei vorhandenen Anlagen nachrüsten.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Steuereinrichtung mög­ lich. Besonders zweckmäßig ist eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 2, da nur in Lageregelung das Hubwerk abhängig von der Einstellung am Sollwertgeber eine genau definierte, räumliche Lage einnimmt und daher eine Bedienungsperson vor der Durchführung irgendwelcher Inspektionen das Mischventil ohnedies nach Lageregelung schalten wird. Dieses Umschalten nach Lageregelung kann somit mit dem Ausschalten des Steuerkreises im gleichen Handgriff durch­ geführt werden. Mit diesem einen Handgriff erreicht die Bedienungsperson zusätzlich auch eine Sicherheitsfunk­ tion, da nun eine ungewollte Betätigung des Sollwert­ gebers infolge der unwirksamen Brückenschaltung nicht mehr zu einer ungewollten Bewegung am Hubwerk führt. Beim Abschalten des Steuerkreises wird das Hubwerk selbst durch das Regelventil hydraulisch blockiert und damit in seiner jeweiligen Lage gehalten. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri­ gen Ansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine hydraulische Steuereinrichtung zur Hubwerksregelung bei Schleppern mit der Mischeinrichtung in vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 als Einzelheit den Betätigungshebel der Misch­ einrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine zweite Ausfüh­ rungsform der Mischeinrichtung.

Die Fig. 1 zeigt eine hydraulische Steuereinrichtung 10 zur Betätigung des Dreipunkt-Regelgestänges 11 eines Schleppers. Ein Unterlenker 12 des Regelgestänges 11 ist über eine am Gehäuse 13 des Schleppers befestigte Blattfeder 14 gelenkig aufgehängt. Ein Hubarm 15 ist am Schwenkpunkt 16 gehäusefest gelagert und steht mit einem Kraftheber 17 in Wirkverbindung. Der Kraftheber 17 ist ein Teil eines hydraulischen Arbeitskreises 18, zu dem ein Regel-Wegeventil 19 sowie eine Hauptpumpe 21 zählen. Ein Steuerschieber des Regelventiles 19 ist von Federn 22 in einer Mittelstellung zentriert, in der er den Kraftheber 17 hydraulisch blockiert. Das Regelventil 19 wird hydraulisch angesteuert und ist damit zugleich ein Teil eines hydraulischen Steuerkreises 23, der hier als Vollbrücke ausgebildet ist. Der Steuerkreis 23 wird von einer Steuerölpumpe 24 mit Druckmittel versorgt, die hier als Konstantpumpe ausgebildet ist und zugleich mit der Hauptpumpe 21 angetrieben wird. Das Regelventil 19 ist mit seinen Steueranschlüssen in eine Brückendiagonale 24 geschaltet, welche die Vollbrücke in vier Brücken­ zweige 25, 26, 27, 28 unterteilt. In den beiden strom­ aufwärts der Brückendiagonale 24 liegenden, ersten (25) und dritten Brückenzweig 27 ist jeweils eine Festdrossel 29 bzw. 31 geschaltet. Im vierten Brückenzweig 28 liegt ein als hydromechanischer Druck-Weg-Wandler ausgebilde­ ter Sollwertgeber 32. Im zweiten Brückenzweig 26 liegt stromabwärts von der Brückendiagonalen 24 ein Mischven­ til 33, das zwei Ausgänge 34, 35 aufweist. Vom ersten Ausgang 34 führt eine erste Leitung 36 über einen ersten Istwertgeber 37 zu einem Tank 38, während vom zweiten Ausgang 35 eine zweite Leitung 39 über einen zweiten Istwertgeber 41 zum Tank 38 führt. Beide Leitungen 36, 39 zusammen bilden den zweiten Brückzweig 26. Beide Istwertgeber 37, 41 sind als hydromechanische Weg-Druck- Wandler ausgebildet, wobei der erste Istwertgeber 37 vom Hubarm 15 ein lageabhängiges Signal abnimmt, während der zweite Istwertgeber 41 von der Blattfeder 14 ein zugkraftabhängiges Signal aufnimmt. Ein Steuerglied 42 des Mischventiles 33 ist von einem Betätigungshebel 43 in einer zweiten Endlage 44 gehalten, in der nur die Ver­ bindung zum zweiten Istwertgeber 41 aufgesteuert ist und somit nur die Zugkraftregelung wirksam werden kann. In der anderen, ersten Endlage 45 wird nur die Lageregelung wirksam. In der Zwischenstellung 46 zwischen den erwähn­ ten Endlagen 44, 45 können die Anteile der beiden Rege­ lungsarten kontinuierlich und stetig gemischt werden. Das Mischventil 33 ist Teil einer Mischeinrichtung 47, die ein zusätzliches 2-Wege-2-Stellungs-Schaltventil 48 aufnimmt. Dieses Schaltventil 48 ist in eine Verbindung 49 geschaltet, die vom ersten Brückenzweig 25 stromauf­ wärts der Festdrossel 29 abzweigt und zum Tank 38 führt. Ein Schaltglied des Schaltventils 48 wird von einer Feder 51 in Richtung einer Sperrstellung 52 belastet. Das Schalt­ glied ist ferner gegen die Kraft der Feder 51 mechanisch in eine Durchgangsstellung 53 auslenkbar. Zu diesem Zweck ist es über eine mechanische Wirkverbindung 54 mit dem Betätigungshebel 43 gekoppelt, der zur Betätigung des Schaltventils 48 aus seiner der Lageregelung zugeordneten, ersten Endlage 45 zusätzlich noch in eine Aus-Stellung 55 verstellbar ist.

In Fig. 2 ist die konstruktive Ausbildung dieser me­ chanischen Wirkverbindung 54 am Betätigungshebel 43 näher dargestellt. Zu diesem Zweck ist an einer Lager­ hülse 56 des Betätigungshebels 43 eine Nase 57 ausge­ bildet, die beim Schwenken des Betätigungshebels 43 in die erste Endlage 45 an einem Stößel 58 des Schaltven­ tiles 48 zur Anlage kommt und beim Weiterschwenken des Hebels 43 in seine Aus-Stellung 55 das Schaltglied in seine Durchgangsstelle 53 steuert. Der Betätigungshebel 43 wird zudem in seiner Aus-Stellung 55 durch eine Rast­ einrichtung 59 gehalten.

Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 wird wie folgt erläutert, wobei die Arbeitsweise des Regelventils 19 zum Heben und Senken des Hubarms 15 mit Hilfe des Krafthebers 17 in Abhängigkeit der im hydraulischen Steu­ erkreis 23 wirksamen Signale von Sollwertgeber 32 und Istwertgeber 37 bzw. 41 als an sich bekannt vorausgesetzt wird. Dasselbe gilt für die Funktion des Ventils 33, das aus der gezeichneten Endstellung 44 mit der wirksamen Zugkraftregelung über den Bereich der Mischregelung hin­ weg in die andere Endstellung 45 schaltbar ist, in wel­ cher die Lageregelung wirksam wird. Es sei nun davon aus­ gegangen, daß die Steuereinrichtung 10 sich im Gleich­ gewicht befindet und der Arbeitskreis 18 sowie der Steuerkreis 23 von der Hauptpumpe 21 bzw. der Steueröl­ pumpe 24 mit Druckmittel versorgt werden. Hierbei muß die Steuerölpumpe 24 infolge der drosselnden Wirkung der Brückenschaltung gegen einen Druck von ca. 10 bis 20 bar fördern, was zu einem entsprechend hohen Lei­ stungsbedarf für die Steuerung führt.

Wird nun die Steuereinrichtung 10 zum Regeln des Hubwerks 11 nicht mehr benötigt, während jedoch die Hauptpumpe 21 nicht näher gezeichnete zusätzliche, hydraulischer Ver­ braucher mit Druckmittel versorgt, so bewegt die Bedie­ nungsperson den Betätigungshebel 43 aus der Endlage 44 für Kraftregelung heraus in die andere Endlage 45 für Lageregelung, wodurch das Regelgestänge 11 eine genau definierte Lage einnimmt und drückt daraufhin den Betä­ tigungshebel 43 in die gerastete Aus-Stellung 55. Im Schaltventil 48 wird dabei durch die Nase 57 das Schalt­ glied gegen die Kraft der Feder 51 in seine Durchgangs­ stellung 53 gedrückt, wodurch die Steuerölpumpe 20 unmit­ telbar über den ersten Brückenzweig 25 und die Verbindung 49 zum Tank 38 entlastet wird. Das von der Steuerölpumpe 20 geförderte Druckmittel kann somit nahezu drucklos ab­ strömen. In Aus-Stellung 55 des Betätigungshebels 43 wird durch das Abschalten der Brückenschaltung zugleich eine Sicherheitsfunktion erreicht, da nunmehr eine ungewollte Betätigung des Sollwertgebers 32 nicht mehr zu einer Bewe­ gung am Regelgestänge 11 führen kann. Da die Steuerein­ richtung 10 zur Hubwerksregelung vielfach nur ein Fünf­ tel bis ein Drittel der gesamten Betriebszeit benötigt wird, ergibt sich hierbei eine spürbare Verringerung des Leistungsbedarfes. Durch Abschalten des Steuerkreises 23 wird zudem die Gefahr verringert, daß es durch Verschmut­ zung von Festdrosseln oder Gebern zu unkontrollierten Bewegungen am Hubwerk kommen kann. Vorteilhaft ist dabei, daß das Abschalten des Steuerkreises 23 aus der Endstel­ lung 45 für die Lageregelung erfolgt, da dann dem Hub­ werk eine genau definierte Lage zugeordnet ist, die nach dem Abschalten beibehalten wird. Durch die Kombination dieser Abschaltvorrichtung mit dem Mischventil 33 wird nicht nur eine einfache Bauweise erreicht, die mit einem einzigen Betätigungshebel 43 auskommt, sondern auch die Bedienung der Steuereinrichtung 10 erleichtert sich da­ durch.

Die Fig. 3 zeigt als weitere Ausführungsform eine Misch­ einrichtung 70, die sich von der Mischeinrichtung 47 in Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Bei dieser Misch­ einrichtung 70 ist die Funktion des Schaltventils 48 un­ mittelbar in das Steuerglied 42 durch eine zusätzliche, vierte Schaltstellung 71 integriert, in der die Verbin­ dung 49 aufgesteuert wird. In den übrigen Schaltstellun­ gen 44, 45, 46 ist dagegen die Verbindung 49 unterbrochen. Zudem sind in dieser vierten Schaltstellung 71 die Aus­ gänge 34, 35 blockiert, wodurch die Sicherheit gegen eine ungewollte Bewegung des Hubwerks weiter erhöht wird. Beim Auslenken des Betätigungshebels 43 von der Endlage 45 in die Aus-Stellung 55 wird das Steuerglied 42 in die vierte Schaltstellung 71 gebracht und damit die Brückenschaltung abgeschaltet. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 10 mit der zweiten Mischeinrichtung 70 derjenigen nach Fig. 1.

Es kann die kombinierte Misch- und Abschalt­ einrichtung auch bei Steuereinrichtungen verwendet werden, deren Steuerkreis mit einer Halbbrückenschaltung arbeitet. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung kann auch verwen­ det werden, wenn mehr als zwei Regelgrößen oder auch andere Regelgrößen verarbeitet werden sollen und wenn eine diese Regelgrößen mischende Vorrichtung vorhanden ist.

Claims (6)

1. Hydraulische Steuereinrichtung zur Hubwerksregelung bei Schleppern und dergleichen, mit einem ein Regel­ ventil enthaltenden hydraulischen Arbeitskreis und ei­ nem zur Ansteuerung des Regelventils dienenden hydrau­ lischen Steuerkreis, der in Form einer Brückenschaltung ausgebildet ist und neben einem Sollwertgeber wenigstens zwei Istwertgeber, insbesondere zur Ermittlung von Lage und/oder Zugkraft eines am Hubwerk angelegten Anbauge­ räts, aufweist, sowie mit einem den beiden Istwertgebern vorgeschalteten Mischventil, das neben zwei mit den Ist­ wertgebern verbundenen Ausgängen einen mit einer Steuer­ druckmittelquelle verbundenen Eingang und ein handbetä­ tigbares Bedienelement aufweist, das in seinen beiden Endlagen jeweils nur eine der beiden Regelgrößen zur Wir­ kung kommen läßt und im Zwischenbereich eine Mischrege­ lung erlaubt, dadurch gekennzeichnet, daß im Steuerkreis (23) stromaufwärts von den Brückenwiderständen (29, 31) eine Verbindung (49) zum Tank (38) abzweigt, in die vom Bedienelement (43) des Mischventils (33) betätigbare Ventilmittel (48) geschaltet sind und daß das Bedienele­ ment (43) angrenzend an eine seiner Endlage (45) eine diese Ver­ bindung (49) zum Tank (38) entlastende Aus-Stellung (55) aufweist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aus-Stellung (55) an die der Lageregelung zugeordnete Endstellung (45) unmittelbar anschließt.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel als 2-Wege-2-Stel­ lungsventil (48) ausgebildet sind, dessen Schließglied von einer Feder (51) in Richtung einer Sperrstellung (52) belastet ist und vom Bedienelement (43) gegen die Kraft der Feder (51) in eine Durchgangsstellung (53) schaltbar ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilmittel (71) unmittelbar am Steuerglied (42) des Mischventils (33) ausgebildet sind (Fig. 3).

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Aus-Stellung (55) die mit den Ist­ wertgebern (37, 41) verbundenen Ausgänge (34, 35) am Mischventil (33) blockiert sind.

6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Ventilmitteln (48, 71) in Aus-Stellung (44) eine Rasteinrichtung (59) zugeordnet ist.