DE3337789A1

DE3337789A1 - Hydraulische schwebeanordnung

Info

Publication number: DE3337789A1
Application number: DE3337789A
Authority: DE
Inventors: Harold K. 67062 Newton Kan. Garrison; Jean Paul 85800 St. Gilles Martin
Original assignee: Hesston Corp 67062 Hesston Kan; Hesston Corp
Current assignee: Hesston Braud SA
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1983-10-18
Publication date: 1984-04-26
Also published as: IT8349201A0; FR2534771A1; FR2534771B1; IT1170530B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schwebeanordnung 5

für ein senkrecht verstellbares Kopfstück einer landwirtschaftlichen Maschine o.a., um die Belastung zu erleichtern, welche durch verhältnismäßig schwere Erntemaschinen- -Kopf stücke o.a. auf den Erdboden wirken, wenn die Maschine während des Erntens fährt, so daß das Kopfstück schneller und leichter anhebbar ist und über Erdbodenhindernisse bewegt werden kann, wenn diese bei der Arbeit berührt werden.

Gas/Öl-Sammler, durch welche eine nachgiebige Vorspannkraft durch ein komprimierbares Gas im Sammler ausgeübt wird, werden für eine Anzahl von landwirtschaftlichen Maschinen verwendet. Besondere Zylinder mit sogenannten "schwimmenden Kolben" sind an sich bekannt und es sind auch bereits besondere Zylinder bekannt, welche den ^ Sammler und den schwimmenden Kolben zu einer Einheit integriert haben.

Gassammler erfordern jedoch ein periodisches Wiederbefüllen der Gaskammern, um .diejenige Gasmenge aufzufüllen, ^⁰ die während der Feldarbeit ausströmt, was für den Landwirt einen beträchtlichen Nachteil darstellt, insbesondere, wenn er mitten in der Ernte steht. Außerdem werden landwirtschaftliche Kopfstücke häufig an verschiedene Basiseinheiten angekoppelt, und wenn bekannte Sammler in Verbindung mit Schwebeanordnungen für solche Kopfstücke verwendet werden, dann ist e.s nicht möglich, die Anordnung üo einzustellen, daß .sie an das Gewicht unterschiedlicher Kopfstücke anpaßbar j-.t ohne daß Gas aus dem Sammler abgelassen oder in diesen eingefüllt werden muß. '-'^J Dies bedeutet für den Landwirt natürlich einen weiteren

Nachteil beim Betrieb einer solchen Maschine.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Schwebeanordnung zu schaffen, bei der die von dem mit komprimiertem Gas betriebenen Akkumulator oder Sammler 'ausgeübte Kraft leicht einstellbar Ist, ohne daß dem Sammler Gas zugeführt oder von diesem abgeleitet werden muß, so daß die Bedienbarkeit der Anordnung für die Bedienungsperson besser als beim Stand der Technik ist und Kopfstücke mit unterschiedlichem Gewicht angeschlossen werden können, ohne daß sich die Wirksamkeit der Schwebeanordnung verschlechtert.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen bei einer Anordnung dor eingangs genannten Art die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Die erfindungsgemäße Anordnung weist einen mit Gas gefüllten Sammler auf, der parallel· zu Hubzylindern für das Anheben oder Absenken eines KopfStücks geschaltet Lst. Zu den Hubzylindern strömendes Drucköl strömt somit auch zu dem Sammler und bei geschlossenem Hauptwahlventil wird ein Fluidvolumen in der Anordnung eingeschlossen, um das-Kopfstück in einer vorgewählten Höhe entweder oberhalb oder in leichter Berührung mit der Hrdober L" 1 üche zu halten. Das komprimierte Gas in dem Sammler übt rme Kraft auf Kopfstück durch das eingeschlossene Öl aus und trägt einen Teil der [,äst den Kopfstücks, wodurch (hose;·;

3Q leicht an Krdbodenhindernissen hochgleitot und i".bi>r tiiesp hinweoläuft. Ein in <ion S t rönv.ingspf ad von d^n lh:b::y L · ndern zum Sammler ο ir.qoscha lLc t er 2yl Lnrior ··.·(.· ι st i-mon schwimmenden Kolbon au! , der sich an ein Endo lies ZyLmders an Legt, wenn der; Druck vom Gewicht, da· Kopl :.; t iu-K s

-.- den Fluiddruck vom Sammler iiboryte iqt , .·λ χ lurch li.i.s Kopr-

.ORIGINAL INSPECTED,

stück eher fest als schwammig oder federartig gehalten wird. Eine den Zylinder mit dem schwimmenden Kolber umgehende Nebenleitung enthält ein Ablaßventil, welches _r wahlweise geöffnet werden kann, um Teile des Strömungspfades an beiden Seiten des schwimmenden Kolbens miteinander zu verbinden und dadurch den vom Sammler ausgeübten Hydraulikdruck einzustellen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht von einem Teil einer Erntemaschine, welche eine erfindungsgemäße hydraulische Schwebeanordnung verwendet und wobei Teile des Kopfstücks zur Darstellung von Einzelheiten weggebrochen sind;
Figur 2 eine Schemazeichnung der Schwebeanordnung im

normalen Feldarbeitszustand;

Figur 3 e'ine Schemazeichnung ähnlich v/ie Figur 2, wobei jedoch das Hauptsteuerventil in eine Stellung zum Absenken des Kopfstücks gebracht ist;

Figur 4 eine Schemazeichnung ähnlich wie die Figuren 2 und 3, wobei jedoch das Hauptsteuerventil m eine Stellung zum Anheben des Kopfstücks gebracht ist; und"
2b

Figur 5 eine Schemazeichnung ähnlich den Figuren 2, 3

und 4, .wobei ein Ablaßventil in einer Neben-

■JLcitung in eine geöffnete Stellung gebracht ist,

um den Fluiddruck in demjenigen Teil der Leitung

oinzustcJlen, der xwLschen einen Sammler und 30

einem Zylinder mit- otnem scrr.virr.menaen Kolben

1iegt.

Die in Figur 1 dargestellte Erntemaschine 10 wo ist uinr· Hauptbasis oder einen Zugmaschinenteil 12 auf, an den im η Kopfstück 14 während der Bewegung der Erntemaschine 10

über ein Feld auf und ab bewegbar ist. Das Kopfstück 14 5

ist in der Figur 1 fin Schwadaufnehmer; es kann jedoch ebenso wie die Hauptbasis anders gebaut sein und zu anderen Zwecken dienen. Ein horizontaler Schwenkpunkt 16 bildet eine Achse für die vertikale Schwenkbewegung dos Kopfstücks 14 und ein Paar hydraulischer Hubzylinder 18 dient zum Anheben und Absenken des Kopfstücks 14 bei Beaufschlagung von hydraulischen Leitungen 20 und 22.

Gemäß Figur 2 werden üblicherweise zwei Hubzylinder 18 verwendet, wobei die Leitung 20 eine Hochdruckleitung für

die Hubzylinder 18 darstellt, während die Leitung 22 eine Niederdruck- oder Rückflußleitung von-den Hubzylindern 18 ist. Die HD-Leitung 20 ist an ein Ende der Hubzylinder L8 unter deren Kolben 24 angeschlossen, während dir ND-Leitung 22 an die gegenüberliegenden Enden der Hub—

zylinder 18 und an der gegenüberliegenden Seite dc*r Kolben 24 angeschlossen ist. Eine Pumpe 26j fördert öl. /.u drn Hubzylindern 18 durch eine Leitung 28, ι welche von einem Vorratsbehälter 30 kommt, während eine Lextung 32 in den Vorratsbehälter 30 führt und unter entsprechenden Bed in-

-· ' ' I

gungen 01 aus der Anlage abläßt. Ein Dreiwege-Venti1 34 ist als Hauptventil zwischen die Leitungen 20,28 und 22,32 geschaltet, um die Leitungen untereinander aut verschiedene Weise entsprechend der Stellung des Ventil:-; U zu verbinden, wobei die neutrale Stellung des Ventils -M,

30

welche in Figur 2 gezeigt ist, diejenige Stellung ist , in der das VentiL 34 im Arbei tsbet- r ieb :;Leht, um die Kolben 24 mit ihren Kolbenstangen teilweise au:>qo t:ahrrn ::u halten, damit das Kopfstück 14 in oinor qnwiinsrhton Höhe steht. Ein Rückschlagventil 3d liegt in ch>r Leitunq „o und verhindert c« i ne Rückstreuung des Fluid:; qr-irn <in·

ORIGINAL INSPECTED

Richtung des Pfeils 38. Es kann über eine Steuerleitung 40 geöffnet werden, welche an die Leitung 22 angeschlossen ist.

Ein Sammler 42 weist einen Behälter 44 mit zwei inneren Kammern 46 und 48 auf, welche so gestaltet sind, daß sie ein komprimierbares Gas bzw. ein unkomprimierbares hydraulisches Fluid aufnehmen können. Die Kammer 46 wird von einer aufblasbaren Blase 50 gebildet, während die Kammer ^y

48 von dem Raum im Behälter 44 gebildet wird, der nicht von der Blase 50 eingenommen ist. Dadurch liegen Öl in der Kammer 4 8 und Gas in der Kammer 4 6 im Kräftegleichgewicht, wobei das Ausmaß der Ausdehnung der Blase

50 von dem vom Öl in der Kammer 48 ausgeübten Druck 15

abhängt. Somit hängt die Größe der von dem komprimierten Gas in der Blase 50 ausgeübten Kraft von dem Grad der Zusammendrückung der Blase 50 und der Gasmenge ab, welche in die Blase 50 eingeleitet wurde.

Eine Leitung 52 führt von dem Behälter 44 zu einem Ende eines Zylinders 54, welcher einen schwimmenden Kolben 56 enthält. Die Leitung 52 ist an die Kammer 48 angeschlossen. Der schwimmende Kolben 56 liegt mit seinem Umfang

dichtend an den Innenwandflachen des Zvlinders 54 an und 25

ist darin in Abhängigkeit von der Druckdifferenz an seinen beiden Flächen verschiebbar. Gegenüberliegende Enden 58 und 60 des Zylinders 54 bilden Anschläge für die Begrenzung der Bewegung des schwimmenden Kolbens 56, wenn

dieser dagegen stößt. Eine weitere Leitung 62 vom Ende 60 ".JO

des Zylinders 54 verbindet diesen mit der Leitung 20 von den Hubzylindern 18.

Eine Nobcnlei turnj f>4 umgoht den Zylinder 'J4 und schließt die hydrau L i licho Leitung an die Loitiunq u'l an. Dadurch dient, die Nebenloit ung 64 sozusagen als Durchgang, durch

den in der Kammer 48 des Behälter? 44 unter Druck stehendes ÖL mit Öl an der gegenüberliegenden Seite des .schwimmenden Kolbens 56 in den Leitungen 20, 22 und d2 und umgekehrt verbindbar ist. Diese Verbindung wird von einem Ablaßventil 66 gesteuert, welches in Figur 2 geschlossen .ist und die zuvor erwähnte Verbindung unterbricht. Zwei Druckmeßgeräte 68 und 70 sind an die Nebenleitung 64 an gegenüberliegenden Seiten des Ablaßventils 66 angeschlossen, um den Druck des Hydraulikfluids in den jeweiligen Leitungszweigen an gegenüberliegen Seiten des schwimmenden Kolbens 56 anzuzeigen.

Während des Arbeitsbetriebs wird das Kopfstück 14 in einer gewünschten Höhe gehalten, welche von dem Maß des Ausfahrens der Kolbenstangen der Kolben 24 der HubzyLinder 18 abhängt. Um dieses Ausfahren zu erreichen, wird das als Hauptsteuerventil dienende Ventil 34 in die in Figur 4 dargestellte Lage gebracht, in der die HD-LeiIung

28 durch das Ventil 34 an die Leitung 20 und die ND-Lei-20

tung 22 an die zum Abfließen dienende Leitung 32 angeschlossen ist. Dies hat die Wirkung, daß die Kolbenstangen der Kolben 24 gemäß Figur 4 ausgefahren werden. Wenn die gewünschte Höhe erreicht ist, was unter Umständen nur geringfügig über .der Erdoberfläche sein kann, über welche das Kopfstück 14 dahinstreicht, dann wird das Ventil 34 wieder in seine neutrale Stellung gemäß Figur .1 gebracht. Dies hat die Wirkung, daß eine Ö]mcnge in den Leitungen 20, 22, in den unteren Enden der Hubzylinder

18, in der Leitung 62, im Zylinder 54, an der Hubzylindor-30

seite des schwimmenden Kolbens 56 und in der Neben Lei t unq 64 an der Hubzylindcrseite des Ablaßventils hf> i-inq<·- schlossen wird. Solange der schwimmende Kolben ''■>*' .in Ί<\·π Ende ">H anliegt und eine¹ weitere Bewegung in Richtung ml den Sammler 42 verhindert wird, wird das Kopfstück 14 "-in

-LO-

der unzusammendriickbaren Fluidmenge fest gegen ein Absinken aus der oder unter die gewählte Höhe gehalten.

_u Normalerweise werden während des Arbeitsbetriebs das in der Kammer 48 des Sammlers 42 eingeschlossene Fluid, die Leitung 52 und der auf der Sammlerseite des Ablaßventils 66 liegende Teil der Nebenleitung 64 auf einem geringeren Druck als an der Hubzylinderseite des Ablaßventils 66 und des schwimmenden Kolbens 56 gehalten. Dies wird durch die Anzeige der Druckmeßgeräte 68 und 70 in Figur 2 angedeutet und es gewährleistet, daß der schwimmende Kolben 56 an dem Ende 58 des Zylinders 54 anliegt.

Dadurch ergibt sich, daß das Kopfstück 14 nicht schwammig auf dem Gaspolster des in der Kammer 46 des Sammlers 42 komprimierten Gases reitet. Da aber das Öl in der Leitung 52 zu diesem Zeitpunkt weiterhin gegen den schwimmenden Kolben 56 drückt, ist die für das Anheben dos Kopfstücks

L4 über ein Hindernis erforderliche äußere Kraft die .'0

Differenz zwischen den auf die qc-yenübor ι ι ogenden Seiter. dos schwimmenden Kolbens 56 wirkenden Kräften. Somit drückt nicht das voile Gewicht dos Kopfstücks 14 gegen ein Erdbodenhindornis, wenn das Kopfstück 14 daran -hochrutscht und über dieses gleiten wlIL, sondern es wird jedes Anheben dos Kopi s t üeks 14 durch F.rdbodenemi iüsse von dem komprimierten Gas Ln dor Kammer 16 des Sammlers 42 unterstützt, welches sich bis zu dom zulässigen Maß auszLidenon versucht und dadui eh den schwimmenden Kolben 56 in don Figuren nach recht:; ι i: Rujhtun·.¹ λ\ιϊ die ausgefahrenen KolbonsLanqon der Kolben J4 vorschiebt. Kenn das Hindernis genommen ist , f .'i ■ 1 t .las '»'< >pfstück 14 in qodämp f t or" Weise zurück, ι!,ι .I.j:; <;,u; in <ior iTjnunor iu W Leder z'.iSiiiiiiuonqodrüekt '.vn il, Ι·;:· der :.c!r./1 lniriondo Kolben '>() wieder in dom Ktide ΊΗ dos Av 1 Inders ·>4 .;ni lecjt .

ORIGINAL INSPECTED

_ II —

Wenn die vom Sammler 42 erzeugte Hilfskraft verstellt werden' soll, so läßt sich dies auf einfache Weise ohne Befüllen oder Entlüften der Kammer 46 erreichen. Soll beispielsweise die Hilfskraft vom Sammler 42 erhöht werden, dann wird das Ablaßventil 66 gemäß Figur 5 geöffnet, wenn verhältnismäßig hoher Druck an der Hubzylinderseite des schwimmenden Kolbens 56 herrscht, was dann der Fall ist, wenn beispielsweise die Kolbenstangen der KoI-ben 24 zumindest teilweise ausgefahren sind. Dadurch kann Öl mit höherem Druck durch die Nebenleitung 64 um das sonst vom schwimmenden Kolben gebildete Hindernis strömen und dadurch das Gas in der Kammer 4 6 weiter komprimieren. Wird hierauf das Ablaßventil 66 geschlossen, dann herrscht an der Sammlerseite des Ablaßventils 66 und dos schwimmenden Kolbens 56 ein höherer Druck, der eine größere Hilfskraft zum Anheben des KopfStücks 14 bildet. Solange der Druck jedoch kleiner als der Druck an der Hubzylinderseite des Ablaßventils 66 und des .schwimmendem Kolbens 56 ist, verbleibt der schwimmende Kolben 56 .im Ende 58 des Zylinders 54 und bildet ο i no kräftige Unterstützung für das Kopfstück 14.

Soll hingegen die vom Sammler 42 zur Verfugung gestellte Hilfskraft verringert werden, dann wird die Nebenleitung 64 wiederum durch geeignete Verstellung des Ablaßventils 66 geöffnet, jedoch diesmal, wenn ein geringerer Druck .in der Hubzylinderseite dos Ablaßventils 66 und dos schwimmenden Kolbens 56 herrscht. Unter diesen in Figur J dargostellten Bedingungen bleibt, beispielsweise der schwimmende Kolben "ί(Ί am rechten Ende: 60 dos ZyI indor.s '.1 stehen (obgleich das Ablaßventil 66 geschlossen dargestellt ist) und jede öffnung elos AbLaßvont.j Is hf> ι»τ"ΐιι«i<ι — licht ey, (laß in <iei Lei Hing 5.? und .in de'r S. lium 1 t * ι":;»■ ι ι < · 3f5 · des Ab lußvc-nt ι 1 hii stehendes i>\ (lurch die Neben 1 e ι ι ιπιί >>·1

zur Hubzylindorseite des Strömungsweges zwischen Sammler 42 und Hubzylindern 18 strömt, wodurch sich das Gas in der Kammer 4 6 ausdehen kann. Wird hierauf das Ablaßventil 66 geschlossen und das als Hauptventil wirkende Ventil 34 in die Stellung gemäß Figur 4 gebracht, um HochdruckÖl in die Hubzylinder 18 einzuleiten, dann wird der schwimmende. Kolben 56 wieder zum Ende 58 des Zylinders 54 zurückbewegt und die zum Heben diende Hilfskraft vom Sammler 42 ist geringer als bei der vorhergehenden Einstellung.

L eersei te

Claims

Patentansprüche

IJ Hydraulische Schwebeanordnung für ein vertikal verstellbares Kopfstück einer landwirtschaftlichen Maschine o.a., gekennzeichnet durch:

- eine durch Fluiddruck betriebene Hubeinrichtung (18), die mit dem Kopfstück (14) funktionsmäßig verbunden ist und zum Anheben oder Absenken desselben dient;

- eine an die Hubeinrichtung (18) strömungsmäßig angeschlossene Einrichtung (26,30,34) für die unter Druck erfolgende Zufuhr von Arbeitsfluid zu der Hubeinrichtuncj (18);

- nachgebende, durch Fluiddruck betätigte Vorspannungseinrichtungon, welche in Fluidströmungsverbindung mit der Einrichtung zur Ausübung einer nachgebenden Vorspannkraft auf das Kopfstück (14) durch ■den Strömungspfad zwischen der Einrichtung und dor Vorspanneinrichtung stehen, wenn das Fluid in dom Pfad von der Fördere j nr ichtuing ο ingeschlo.ssen ist ;

- ein in dem Pfad angeordnetes, verschiebbares und auf Fluiddruck ansprechendes Element (56), welches an seiner Vorspannseite einen Anschlag aufweist, um seine Verschiebung in Richtung auf die Vorspanneinrichtung zu begrenzen, wenn der Fluiddruck an der Seite der Vorspanneinrichtung geringer als der Fluiddruck an der Seite der Hubeinrichtung (18) ist; und

- eine Einrichtung (66) zum einstellbaren Steuern des Fluiddrucks in demjenigen Teil des RückstrÖmungspfades, der zwischen dem verschiebbaren Teil (56) und der Vorspanneinrichtung (42) liegt, um eine variable, einstellbare Schwebekraft auf das Kopfstück (14) auszuüben.

Schwebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (66) eine Nebenleitung (64) für Fluid aufweist, welche den ersten Teil des Strömungspfades mit einem zweiten TeiL des Strömungspfades verbindet, der zwischen der Einrichtung und dem Teil (56) liegt, wobei die Steuereinrichtung außerdem ein in der Nebenleitung (64) liegendes Ventil (66) aufweist, welches zum wahlweisen Öffnen und Schließen der Nebenleitung (64) dient.

Schwebeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung einen Behälter (42) mit zwei inneren, gegeneinander wirkenden Kammern (46,48) für ein komprimierbaros Gas und ein im wesentlichen unkomprimierbares Fluid aufweist, wobei das Teil (56) mit einem von dorn Behälter (42) getrennten

Zylinder (54) versehen ist und wobei das Teil [''A)) unter Abdichtung der Wände des Zylinders (54) hin und her verschiebbar ist, und daß der erste Teil des Pfades eine Leitung aufweist, welche die Kammer (48) für das unkomprimierbare Fluid des Behälters (42) mit dem Zylinder (54) verbindet.

4. Schwebeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (58) von einem Ende des Zylinders (54) gebildet ist.

5. Schwebeanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung außerdem zwei Druckmeßgeräte (68,70) aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten des Ventils (66) angeordnet sind.