DE3444144C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptschieber zur Steuerung der Beaufschlagung eines Arbeitszylinders mit Arbeits­ druckflüssigkeit zum vertikalen Verschwenken eines Hebe­ maschinenauslegers, gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs.

Ein derartiger Hauptschieber ist zum Beispiel aus der DE-AS 17 50 510 oder der US-PS 31 20 858 bekannt. Bei diesem Hauptschieber erfolgt die Verstellung des Schie­ berkolbens direkt durch Handbetätigung über ein mecha­ nisches Lenkergestänge. Ein solcher mechanisch betätigter Schieberkolben kann von Hand in jede gewünschte Ver­ schiebestellung gebracht werden und ohne weiteres in eine Steuerstellung geschoben werden, die zwischen der neu­ tralen Mittelstellung und dem Hubende des Schieberkolbens liegt und keine Anschlagbegrenzung hat. Ein Hauptschie­ ber mit einem solchen Schieberkolben ist jedoch in der Fahrerkabine eines Baggers oder dergleichen in der Nähe des Steuerhebelgestänges für die direkte Handbetätigung des Schieberkolbens anzuordnen und muß dann durch Lei­ tungen, die unter dem hohen Druck der Arbeitshydraulik stehen, mit den außerhalb der Fahrerkabine liegenden Aggregaten der Arbeitshydraulik, wie insbesondere der Hydraulikpumpe und dem Arbeitszylinder, verbunden werden. Deshalb werden vielfach hydraulische Steuerungen ange­ wendet, bei denen der Schieberkolben des Hauptschiebers mittels einer Steuerdruckflüssigkeit betätigt wird, deren Druck von einer Steuerdruckpumpe erzeugt wird und mit einer manuell betätigbaren Steuerschieberkolbeneinrichtung verändert wird, so daß der Hauptschieber nahe bei den Aggregaten der Arbeitshydraulik angeordnet werden kann und die vom Hauptschieber zu der handbetätigten Hilfs- Steuerschieberkolbeneinrichtung in der Fahrerkabine zum Beispiel eines Baggers führenden Leitungen nur unter dem niedrigen Druck der Hilfs-Steuerhydraulik stehen. Bei der hydraulischen Betätigung des Schieberkolbens bewirkt eine Druckbeaufschlagung des Schieberkolbens mit Steuerdruckflüssigkeit, daß sich der Schieberkolben in der Beaufschlagungsrichtung bewegt, nicht aber, wie weit er sich in der Druckbeaufschlagungs- bzw. Ver­ schieberichtung bewegt. Die zur hydraulischen Arbeits­ zylindersteuerung gebräuchlichen Hauptschieber mit hydraulisch betätigbarem Schieberkolben haben deshalb zwei durch Gehäuseanschläge begrenzte Steuerstellungen des Schieberkolbens für das kraftschlüssige Heben und Senken des Hebemaschinenauslegers, und um zur Verrin­ gerung des Verbrauchs an Antriebsenergie für die Ar­ beitsdruckpumpe den Ausleger auch drucklos senken zu können, ist bisher zusätzlich zu dem Hauptschieber mit hydraulisch betätigtem Schieberkolben ein gesondertes Ventil angewendet worden und notwendig gewesen, mit dem zwar der Arbeitszylinder auf Schwimmstellung einstellbar war, um dann mittels des Hauptschiebers den Ausleger drucklos senken zu können, mit dem es aber in Verbindung mit dem Hauptschieber nicht möglich war, wahlweise zwischen kraftschlüssigem Senken des Auslegers mit ab­ geschalteter Schwimmstellung des Arbeitszylinders und drucklosem Senken des Auslegers mit eingeschalteter Schwimmstellung des Arbeitszylinders beliebig umzu­ schalten.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Haupt­ schieber zu schaffen, der statt einer direkten mecha­ nischen Handbetätigung die mit Vorteilen verbundene hydraulische Betätigung mittels einer Hilfs-Steuer­ hydraulik ermöglicht und dabei alle Funktionen in sich integriert, um mit der Steuerdruckflüssigkeit wahlweise von der Beaufschlagung des Arbeitszylinders mit Arbeits­ druckflüssigkeit zum kraftflüssigem Senken auf die Schwimmstellung des Arbeitszylinders zum drucklosen Senken oder auch umgekehrt umschalten zu können, bei­ spielsweise um einen Ausleger erst drucklos zu senken und unmittelbar anschließend kraftschlüssig weiter ab­ wärts zu drücken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Ausbildung des Hauptschiebers mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Die Ausbildung und Wirkungs­ weise des erfindungsgemäßen Hauptschiebers wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt den Hauptschieber schematisiert im axialen Längsschnitt, wobei in den Fig. 1 bis 4 verschiedene Funktionsstellungen des Haupt­ schiebers dargestellt sind.

Der Hauptschieber enthält ein Schiebergehäuse 1 mit ei­ nem darin verschiebbaren Schieberkolben 2. Im Prinzip wie bei den gebräuchlichen Hauptschiebern sind auf der Innenseite des Schiebergehäuses ringnutartige Kanäle aus­ gebildet, an die, wie in der Zeichnung vereinfachend dargestellt ist, unter anderem ein Arbeitszylinder 3 zum Heben und Senken eines Auslegers, eine Arbeitsdruck­ pumpe 4 für die Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders 3 mit Arbeitsdruckflüssigkeit und ein Tank 5 für den Rücklauf von Arbeitsdruckflüssigkeit angeschlossen sind. In ebenfalls an sich bekannter Weise ist der Schieber­ kolben 2 auf seiner Außenseite mit mehreren ringnut­ artigen Kanälen ausgebildet, die je nach der Verschie­ bestellung des Schieberkolbens 2 mit zugeordneten ring­ nutartigen Kanälen des Schiebergehäuses 1 trennend be­ ziehungsweise absperrend oder verbindend beziehungs­ weise Arbeitsdruckflüssigkeit durchlassend zusammen­ wirken, wie noch im einzelnen beschrieben wird. Die Ver­ schiebung des Schieberkolbens 2 in die Steuerstellungen erfolgt mit einer Steuerdruckflüssigkeit, die dem Hauptschieber von einer Steuerdruckpumpe durch Leitungen 6 beziehungsweise 7 zugeführt wird und mit der der Schieberkolben 2 wechselseitig an der einen oder anderen Kolbenstirnseite beaufschlagt wird. Die Größe des Ver­ schiebeweges des Schieberkolbens 2 richtet sich nach der Größe des einwirkenden Steuerdruckes.

An dem über die Leitung 6 mit Steuerdruck zum Heben des Auslegers beaufschlagbaren Ende besitzt der Schieberkol­ ben 2 eine Kolbenstange 8, auf der zwei Federteller 9 beziehungsweise 10 verschiebbar angeordnet sind. Zwischen den beiden Federtellern 9 und 10 ist eine Druckfeder 11 angeordnet. Durch diese Feder sind die beiden Federtel­ ler 9 und 10 bis gegen zwei Kolbenstangenschultern 12 beziehungsweise 13 auseinanderdrückbar, von denen die Kolbenstangenschulter 13 sogleich von der Stirnfläche des Schieberkolbens 2 gebildet wird. Durch die Druckfeder 11 oder auch durch Verschieben des Schieberkolbens 2 sind die beiden Federteller 9 und 10 ferner gegen zwei Gehäuseanschläge 14 beziehungsweise 15 des Schieberge­ häuses 1 andrückbar. Der bei Steuerdruckbeaufschlagung des Schieberkolbens 2 über die Leitung 7 zum Senken des Auslegers wirksam werdende Gehäuseanschlag 15 ist in einer Gehäusekammer 16 des Schiebergehäuses 1 kolben­ artig verschiebbar angeordnet. Die Gehäusekammer 16 ist über eine Leitung 17 mit Steuerdruckflüssigkeit beauf­ schlagbar, zweckmäßigerweise mit dem ungeregelten, unge­ drosselten Flüssigkeitsdruck der Steuerdruckpumpe.

Die Wirkungsweise des Hauptschiebers ist folgende:

In der Fig. 1 befindet sich der Schieberkolben 2 in der Neutralstellung, bei der über die Leitungen 6 und 7 kein Steuerdruck zum Heben oder zum Senken des Auslegers zuge­ leitet wird. Die Gehäusekammer 16 ist über die Leitung 17 mit Steuerdruck beaufschlagt, der den verstellbaren Gehäuseanschlag 15 in der rechten Position in Fig. 1 hält. Die zwischen den Federtellern 9 und 10 gefesselte Druckfeder 11 drückt die beiden Federteller gleichzeitig gegen die Kolbenstangenschultern 12 und 13 sowie gegen die Gehäuseanschläge 14 und 15. Hierdurch wird der Schie­ berkolben 2 in der Neutralstellung fixiert, in der er die vom Schiebergehäuse 1 zum Arbeitszylinder 3 abge­ henden Leitungen 18 und 19 absperrt, so daß der Ausleger nicht gehoben wird und sich auch nicht senken kann. Die von der Arbeitsdruckpumpe 4 und dem Tank 5 am Schieber­ gehäuse 1 ankommenden Leitungen 20 und 21 werden durch den Schieberkolben 2 kurzgeschlossen, so daß die von der Pumpe 4 geförderte Arbeitsdruckflüssigkeit direkt zum Tank 5 zurückfließt. Um diese Neutralstellung des Schie­ berkolbens 2 vor allem bei vertikaler Einbaulage des Hauptschiebers auch dann zu gewährleisten, wenn die Steuerdruckpumpe still steht und die Gehäusekammer 16 nicht mit Steuerdruck beaufschlagt ist, kann in der Ge­ häusekammer 16 eine gegen den verstellbaren Gehäusean­ schlag 15 drückende Feder angeordnet sein, die das Eigen­ gewicht des Schieberkolbens 2 und des verstellbaren Ge­ häuseanschlages 15 kompensiert.

In der Fig. 2 wird ausgehend von der Neutralstellung der Fig. 1 der Schieberkolben 2 durch die Leitung 6 mit Steuerdruck beaufschlagt und nach rechts verschoben. Die Kolbenstangenschulter 13 hebt sich von dem Federteller 10 ab, der Federteller 9 wird von der Kolbenstangenschulter 12 mitgenommen und gegen die Kraft der Druckfeder 11 von dem verstellbaren Gehäuseanschlag 15 abgehoben, der von der Gehäusekammer 16 her mit Steuerdruck beaufschlagt bleibt. In der Steuerstellung der Fig. 2 zum Heben des Auslegers verbindet der Schieberkolben 2 die von der Pumpe 4 ankommende Leitung 20 mit der zum Arbeitszylinder 3 weiterführenden Leitung 18. Für die Druckentlastung des Arbeitszylinders 3 auf der anderen Beaufschlagungsseite wird die Leitung 19 durch den Schieberkolben 2 über eine Leitung 22 mit der zum Tank 5 rückführenden Leitung 21 verbunden.

In der Fig. 3 ist die Schwimmstellung zum drucklosen Senken des Auslegers dargestellt. Der verstellbare Ge­ häuseanschlag 15 bleibt von der Gehäusekammer 16 her unter Steuerdruck. Über die Leitung 7 wird der Schieber­ kolben 2 mit geregeltem Steuerdruck beaufschlagt. Der Schieberkolben 2 verschiebt sich, den Federteller 10 gegen die Kraft der Feder 11 vom Gehäuseanschlag 14 ab­ hebend, nach links, bis die Kolbenstangenschulter 12 gegen den verstellbaren Gehäuseanschlag 15 anstößt. In dieser Steuerstellung verbindet der Schieberkolben 2 die Leitung 20 mit der Leitung 21, so daß von der Pumpe 4 ge­ förderte Arbeitsdruckflüssigkeit zum Tank 5 zurückfließt, und verbindet der Schieberkolben die Leitungen 18 und 19 durch eine Leitung 23. Dadurch ist der Arbeitszylinder 3 in die Schwimmstellung geschaltet, in der Arbeitsdruck­ flüssigkeit zwischen den beiden Beaufschlagungsseiten des Arbeitszylinders 3 durch die Leitungen 18, 23 und 19 hin und her fließen kann und dadurch der Ausleger drucklos etwa nur durch sein Eigengewicht abgesenkt werden kann.

Fig. 4 zeigt die Steuerstellung des Schieberkolbens zum kraftschlüssigen Senken des Auslegers. Die Gehäusekammer 16 wird hier von Steuerdruck entlastet, so daß der ver­ stellbare Gehäuseanschlag 15 eine nach links verschobene Position einnehmen kann. Der Schieberkolben 2 wird über die Leitung 7 mit geregeltem Steuerdruck beaufschlagt und gegenüber der Fig. 3 noch weiter nach links verscho­ ben unter Zurückdrückung des verstellbaren Gehäusean­ schlags 15 von der Position der Fig. 3 in die Position der Fig. 4. In dieser Steuerstellung verbindet der Schie­ berkolben 2 jetzt die von der Pumpe 4 ankommende Leitung 20 über eine Leitung 23 mit der zum Arbeitszylinder 3 weiterführenden Leitung 19; zur Druckentlastung der an­ deren Beaufschlagungsseite des Arbeitszylinders wird die Leitung 18 durch den Schieberkolben jetzt über eine Lei­ tung 24 mit der zum Tank 5 zurückführenden Leitung 21 ver­ bunden.

Praktisch nur durch eine auf den verstellbaren Gehäusean­ schlag 15 einwirkende Beaufschlagung der Gehäusekammer 16 mit Steuerdruck oder Entlastung der Kammer von Steuerdruck kann wahlweise und unmittelbar von der Schwimmstellung des Arbeitszylinders 3 zum drucklosen Senken des Auslegers auf das kraftschlüssige Senken des Auslegers umgeschaltet werden wie auch umgekehrt zurückgeschaltet werden.

Claims (1)

1. Hauptschieber zur Steuerung der Beaufschlagung eines Ar­ beitszylinders (3) mit Arbeitsdruckflüssigkeit zum verti­ kalen Verschwenken eines Hebemaschinenauslegers, wobei der im Schiebergehäuse (1) längsverschiebbare Schieber­ kolben (2) an einem Kolbenende (8) zwei Federteller (9, 10) enthält, die durch eine zwischen ihnen angeordnete Druck­ feder (11) gegen zwei Kolbenschultern (12, 13) und zu­ gleich gegen zwei Gehäuseanschläge (14, 15) auseinander­ drückbar sind und hierdurch den Schieberkolben im Schieber­ gehäuse in der Neutralstellung fixieren, in der der Schie­ berkolben Gehäuseanschlußleitungen zu beiden Beaufschla­ gungsseiten des Arbeitszylinders absperrt und aus der der Schieberkolben unter Abheben des einen oder des anderen Federtellers vom zugeordneten Gehäuseanschlag gegen die Kraft der Druckfeder in zwei Steuerstellungen für die kraftschlüssige Arbeitszylinderbetätigung und in eine dritte Steuerstellung für die Schwimmstellung des Arbeits­ zylinders verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieberkolben (2) durch wechselseitige Beaufschlagung mit einer Steuerdruckflüssigkeit im Schiebergehäuse (1) ver­ stellbar ist und zwischen den beiden den Federtellern (9, 10) zugeordneten Gehäuseanschlägen (14, 15) beiderseits der Neutralstellung in zwei Steuerstellungen verschiebbar ist, von denen eine die Steuerstellung für die Schwimm­ stellung des Arbeitszylinders ist, und daß einer der bei­ den Gehäuseanschläge (15) kolbenartig in einer mit Steuer­ druckflüssigkeit beaufschlagbaren Gehäusekammer (16) an­ geordnet ist und durch Änderung der Druckbeaufschlagung der Gehäusekammer vom Schieberkolben in eine zweite An­ schlagstellung zurückdrückbar ist, in der der Schieber­ kolben durch Steuerdruckflüssigkeit von der Steuerstellung für die Schwimmstellung des Arbeitszylinders in die zwei­ te Steuerstellung für die kraftschlüssige Arbeitszylinder­ betätigung weiterverschiebbar ist.