DE3801343A1 - Steuerung von hydraulisch betaetigten antrieben an landmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Hydraulisch betätigte Antriebe haben sich im Landmaschinenbau in vielfacher Weise seit langem einge­ bürgert und vom Prinzip her auch bewährt. Im Betrieb von Landmaschinen und insbesondere bei der Förderung von zum Verklemmen neigenden Gütern können aber durch ein solches Verklemmen oder Verkeilen der hydraulisch angetriebenen Teile Situationen eintreten, die zum völligen Stillstand des hydraulischen Antriebes führen. Dies kann zur Beschädi­ gung des Antriebes und der zugehörigen Hydraulikmittel, ins­ besondere aber auch zur Beschädigung der davon angetriebenen Teile der landwirtschaftlichen Maschine führen. Beispiels­ weise ist dabei an Walzen, Räder, Scheiben oder dergleichen gedacht, die vom hydraulischen Antrieb betätigt werden und z.B. Zuckerrüben fördern, die mit Steinen und Erdklumpen durchsetzt sind. Dabei kann z.B. ein Stein zwischen die Walzen, Räder oder Scheiben geraten und diese bzw. ihre Antriebswellen so verkeilen, daß sie an der weiteren Dre­ hung verhindert sind. Ähnliche Situationen können sich auch bei anderen landwirtschaftlichen Antrieben, z.B. bei Schneidrotoren mit zulaufendem Förderband ergeben.

Der Erfindung liegt, ausgehend von der Erkenntnis des vorgenannten Problems, die Aufgabe zugrunde, eine Steue­ rung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubil­ den, daß derartige Verklemmungen und dergleichen und deren Folgen selbsttätig und bei Entlastung der Hydrau­ lik (einschließlich des Antriebes) von schädlichen Über­ drücken ohne spürbare Störung des Arbeitsbetriebes be­ seitigt werden.

Die Lösung dieser Aufgabe wird zunächst, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1, in den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 gesehen. Tritt einer der geschilderten Fälle eines Verklemmens oder Verkeilens der entsprechenden Teile der landwirtschaftlichen Maschi­ ne oder eines von der Maschine betriebenen Aggregates ein, so geschieht dann sofort aufgrund des sich aufbauen­ den hydraulischen Überdruckes die Umsteuerung der Fluß­ richtung des hydraulischen Mediums. Dies hat aber nicht nur eine entsprechende Entlastung der Hydraulik, sondern vor allem auch eine Umkehr der Drehrichtung der betreffen­ den, verklemmten oder verkeilten Bauteile zur Folge. Damit wird die Ursache der Verklemmung, z.B. ein Stein oder ein dicker Erdbrocken, ausgeworfen. Der Überdruck in den hydraulischen Antriebsleitungen fällt auf den Normal­ wert oder sogar darunter zurück und hat gemäß der Lehre der Erfindung dann die Aufhebung der Umsteuerung, d.h. die selbsttätige Wiederherstellung des ursprünglichen und normalen Antriebszustandes zur Folge.

Die Merkmale des Anspruches 2 stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, die sich durch ihre kompakte und robuste Bauweise in Form eines in zwei Arbeitsstellungen bringbaren Steuerventiles auszeichnet.

Die Merkmale des Anspruches 3 betreffen eine vorteil­ hafte Ausführung der Hydraulik für die Betätigung des Steuerventiles.

Die Merkmale des Anspruches 4 sind eine weitere bevor­ zugte Ausführungsform des Steuerventiles, die sich durch eine besondere Robustheit auszeichnet.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen, sowie der nachfolgenden Be­ schreibung und der zugehörigen, im wesentlichen schema­ tischen Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungs­ beispielen zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein prinzipielles Schaltbild einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung,

Fig. 2 eine Einbau- bzw. Anwendungs­ möglichkeit bei einer Walzen­ reinigungsstrecke für Hack­ früchte,

Fig. 3 eine Einbau- bzw. Anwendungs­ möglichkeit bei einem Schneid­ rotor mit Förderband.

Das Beispiel der Fig. 1 zeigt eine Hydraulikpumpe 1, welche über eine Druckleitung 2 und ein noch näher zu beschreibendes Steuerventil 3 das hydraulische Medium (hier ein Hydrauliköl) aus dem Öltank 4, über die Tanklei­ tung 5, die vorstehend bereits genannte Druckleitung 2 und deren Fortsetzung 2′ der Zulauföffnung 6 für Normal­ betrieb des hydraulischen Antriebes 7 zuführt. Von des­ sen Ablauföffnung 8 fließt bei normalem Betrieb das Öl über die Ablaufleitung 9, das Steuerventil 3 und die Leitung 10 sowie einen Rücklauffilter 11 in den Öltank 4 zurück.

Die Druckleitung 2 ist über eine Abzweigung 12 mit einem Druckbegrenzungsventil 13 verbunden, wobei in Weiterführung dieser Leitung gemäß Ziffer 12′ eine einstellbare Drossel 14 vorgesehen ist. Mit dieser Dros­ sel ist der Querschnitt der Leitung 12′ veränderbar. Die Leitung 12′ mündet in die o.g. Rücklaufleitung 10 zum Tank 4.

Entsteht z.B. durch die o.g. Möglichkeiten einer Ver­ klemmung oder Verkeilung oder auch durch eine Verstop­ fung usw. eine ganz oder teilweise Blockierung des Antriebes 7, so hat dies eine entsprechende Zunahme des Öldruckes in der Leitung 2, 2′ zur Folge. Dies bewirkt über das Druckbegrenzungsventil 13 und bei entsprechend eingestellter Drossel 14 einen Ölfluß in der von der Leitung 12′ abzweigenden Steuerleitung 15, von der dann ein entsprechender Druck in Pfeilrichtung 16 auf das in dieser Richtung verschiebbare Steuerventil 3 ausgeübt wird.

Das Steuerventil 3 besteht aus zwei Abteilungen 17, 18, die in der o.g. Verschieberichtung 16 hintereinander angeordnet sind. Bei Normalbetrieb verbindet die Abteilung 17 mit den Verbindungskanälen oder -öffnungen 19, 20 die Zuleitungen 2 und 2′, sowie die Ableitungen 9 und 10 miteinander. Tritt der vorgenannte Überdruck und damit ein Öldruck in der Steuerleitung 15 ein, so wird hiermit direkt oder indirekt das Steuerventil 3 in die strichpunktiert dargestellte Lage nach unten ("unten" bezogen auf die Darstellung in Fig. 1) verschoben (zweite Arbeitsstellung). Dann ist die zweite Abteilung 18 des Steuerventiles 3 mit ihren Verbindungska­ nälen oder -öffnungen 21, 22 zwischen die Zu- und Ablauf­ leitungen des hydraulischen Antriebes geschaltet. In diesem Fall verbindet Kanal oder Öffnung 21 die Leitungen 2 und 9 miteinander, während Kanal oder Öffnung 22 die Leitungen 2′ und 10 miteinander verbindet. Dies hat, da die Triebrichtung der Pumpe 1 sich nicht ändert, eine Umkehrung der Dreh- oder Antriebsrichtung des Antriebes 7 zur Folge. Damit wird die o.g. Blockade, Verstopfung oder dergleichen aufgehoben, z.B. ein eingeklemmter Stein ausgeworfen. Zugleich damit wird der Überdruck in der Leitung 2 abgebaut. Sobald er unter einen bestimmten Wert - dieser kann mit der Drossel 14 eingestellt werden - gesunken ist, wird der Öldruck in der Steuerleitung 15 aufgehoben. Eine schematisch gezeichnete Federanordnung 23, welche durch das Verschieben des Steuerventiles 3 in die strichpunktierte Darstellung zusammengedrückt war, bewegt dann das Steuerventil wieder in die ursprüngliche, in der Zeichnung mit durchgezogenen Linien dargestellte Position (erste Arbeitsstellung) zurück. Dann liegen wieder normale Antriebs- und Arbeitsverhältnisse vor.

Es kann noch ein weiteres Druckbegrenzungsventil 24 vor­ gesehen sein, das erst auf wesentlich stärkere Drücke reagiert als das zur vorgenannten Umsteuerung vorgesehene und erläuterte Druckbegrenzungsventil 13. Das Druckbe­ grenzungsventil 24 sorgt dafür, daß bei Extremfällen der Überdruck durch Abfließen von Öl über die Leitung 25 in den Tank 4 abgebaut wird.

Wesentlich ist, daß mit der Erfindung in allen den ge­ schilderten Fällen einer Blockierung, Verklemmung oder dergleichen selbsttätig auf die Gegendrehrichtung des Antriebes 7 umgeschaltet und die Störung beseitigt, sowie anschließend dann wieder selbsttätig auf den normalen Arbeitsbetrieb in der gewollten Drehrichtung zurückgeschaltet wird. Die Bedienungsperson muß in solchen Störfällen also nicht die Maschine anhalten, vom Führerstand herunterklettern und den Schaden be­ heben (was u. U. mit Gefährdungen verbunden ist). Viel­ mehr kann sie die Feldarbeit in einem Zuge durchfahren.

Der Buchstabe P bezeichnet den normalen Anschluß des Steuerventiles 3 für die Pumpenleitung 2 und der Buch­ stabe T den normalen Anschluß für die Tankleitung 10. A und B sind die normalen Anschlüsse für die Zuleitung 2′ und die Ableitung 9 zum, bzw. vom Antrieb 7.

Fig. 2 zeigt als Anwendungsbeispiel eine Walzenreini­ gungsstrecke 26, bei der auf einer Reihe von Wellen 27 Walzen oder Scheiben 28 vorgesehen sind, die miteinan­ der kämmen. Normalerweise erfolgt eine Förderung des sich aus Rüben, Steinen und Erdklumpen zusammensetzenden Gutgemisches in Richtung 29. Passiert, wie z.B. mit einem Stein 30 angedeutet, ein Verklemmen von Scheiben 28 mit­ einander, so wird dann wie erläutert die gesamte Anord­ nung in der umgekehrten Richtung, d.h. gemäß dem Pfeil 31 bewegt und der Stein 30 weggeschleudert. Danach er­ folgt die Rückschaltung auf die Normal-Antriebsrichtung 29. Die Betätigung der Wellen 27 durch den hydraulischen Antrieb 7 sowie die hydraulischen Mittel gemäß Fig. 1 sind in Fig. 2 der Vereinfachung halber nicht noch einmal dargestellt. Gleiches gilt für das Ausführungsbeispiel der Fig. 3, bei dem ein Schneidrotor 32 umläuft. Das zu schnei­ dende Gut wird ihm mittels eines Förderbandes 33 zuge­ führt, das im Normalbetrieb in Pfeilrichtung 34 umläuft. Wird am Rotor bzw. in dessen Gehäuse 35 der Staudruck des Gutes zu hoch, so hat dies eine Reduzierung der Geschwin­ digkeit des Förderbandes 33, ggfls. sogar dessen Still­ stand zur Folge. Desgleichen kann ein Stillstand oder Blockierung des Rotors 32 eintreten. In diesem Fall er­ folgt dann gemäß der Erfindung ein kurzzeitiger Rücklauf in Richtung der gestrichelten Pfeile 36, ein Auswerfen der die Stauung bewirkenden Menge des Gutes und nach Be­ hebung dieser Störung wieder selbsttätig der Normalbetrieb gemäß Pfeilrichtung 34.

Claims (6)

1. Steuerung von hydraulisch betätigten Antrieben an Landmaschinen, insbesondere zur Förderung von Gütern, die zum Blockieren (Verklemmen, Verkeilen, Verstopfen oder dergleichen) der Fördermittel neigen, gekenn­ zeichnet durch eine auf einen bestimmten Überdruck in der zum Antrieb (7) führenden Hydraulikleitung (2) ansprechende Umsteuerung (13, 3) der Flußrichtung des hydraulischen Mediums im Antrieb, und ferner gekennzeichnet durch Mittel, die bei Abfall des Über­ druckes des hydraulischen Mediums unter den bestimm­ ten Wert die vorgenannte Umsteuerung aufheben und die ursprüngliche Flußrichtung des hydraulischen Mediums im Antrieb wieder herstellen.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerventil (3) mit zwei Arbeitsstellungen vor­ gesehen ist, wobei in der einen ersten Arbeitsstellung ein erster Satz (19, 20) von Verbindungskanälen oder -öffnungen des Steuerventiles die Zu- und Ableitungen (2, 10) des hydraulischen Mediums mit der Zulauföff­ nung (6) und der Ablauföffnung (8) des Antriebes (7) für Normalbetrieb verbindet und wobei ferner bei Be­ tätigung des Steuerventiles (3) durch die Umsteue­ rung (13) das Steuerventil (3) in der zweiten Arbeits­ stellung einen zweiten Satz (21, 22) von Verbindungs­ kanälen oder -öffnungen mit der Zulauföffnung (6) und der Ablauföffnung (8) des Antriebes (7), sowie mit Zulauf- (2) und Ablaufleitung (10) des hydraulischen Mediums derart verbindet, daß die Flußrichtung des Mediums im Antrieb (7) gegenüber der Flußrichtung der ersten Arbeitsstellung für Normalbetrieb umgekehrt ist.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Umsteuerung ein Druckbegrenzungsventil (13) in einer Abzweigung (12, 12′) vorgesehen ist, die von der Druckleitung (2) des hydraulischen Mediums abgeht, die sich von der Pumpe (1) her in Richtung zur Zuflußöffnung (6) des Antriebes (7) bei Normalbetrieb erstreckt, bzw. über das Steuerventil (3) und eine weitere Zulaufleitung (2′) darin mündet, wobei in die­ ser Abzweigung (12′) und dem Druckbegrenzungsventil (13) nachgeschaltet eine einstellbare Drossel (14) vor­ gesehen ist, mit welcher der Querschnitt der Abzweigung (12′) verringerbar ist.

4. Steuerung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeich­ net, daß vom Druckbegrenzungsventil (13) bei Überdruck in der Druckleitung (2) eine von der Abzweigung (12′) abgehende und zum Steuerventil (3) führende Steuer­ leitung (15) mit unter Druck stehendem hydraulischen Medium beaufschlagt wird und daß eine verschiebbare Lagerung des Steuerventiles (3) und eine Drücküber­ tragung (16) vom Medium in der Steuerleitung (15) auf das Steuer­ ventil (3) derart vorgesehen ist, daß dieser Druck gegen Wirkung einer Federanordnung (23) das Steuer­ ventil (3) aus der ersten in die zweite Arbeits­ stellung verschiebt, wobei die Kraft der Federan­ ordnung so groß ist, daß sie nach Wegfall des Druckes in der Steuerleitung (15) das Steuerventil (3) wieder von der zweiten in die erste Arbeits­ stellung zurück bewegt.

5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­ zeichnet durch Anwendung beim Antrieb einer Walzen­ reinigungsstrecke für Hackfrüchte.

6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekenn­ zeichnet durch Anwendung bei einem Schneidrotor mit zulaufendem Förderband.