DE3841369A1 - Pulshydraulik - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Pulshydraulik und ein Verfahren zum Betreiben einer Pulshydraulik gemäß den unabhängigen Patentansprüchen.

Es ist bekannt, bei einem Bagger eine starre Verbindungs­ strebe zwischen einem Kniehebel und der Baggerschaufel durch einen Pulszylinder einschließlich einer Pulshydrau­ lik zu ersetzen. Mit Hilfe dieser Baueinheit kann dann die Baggerschaufel in vibrierende Bewegung versetzt werden. Nachteilig an dieser bekannten Ausführungsform ist der hohe Umrüstaufwand beispielsweise beim nachträglichen Anbau einer derartigen Baueinheit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pulshydrau­ lik bereitzustellen, die mit wenig Aufwand an ein Ar­ beitgsgerät anrüstbar ist. Zudem soll ein Verfahren ange­ geben werden, mit dem ein erfindungsgemäß ausgerüstetes Arbeitsgerät vorteilhaft betrieben werden kann. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Lösungen anzuge­ ben, mit denen die Wirkung der Pulshydraulik verbessert werden kann.

Die erfindungsgemäße Pulshydraulik weist zur Lösung der Aufgabe einen Hydraulikzylinder auf, der mit von der Puls­ hydraulik erzeugten Bewegungsimpulsen und/oder mit von einer Verstellhydraulik des Arbeitsgerätes erzeugten Bewe­ gungsimpulsen beaufschlagbar ist. Dadurch, daß der Hydrau­ likzylinder diese Doppelfunktion wahrnimmt, kann auf einen separaten Pulszylinder verzichtet werden. Gemäß dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren zum Betreiben wird die Pulshydrau­ lik als adaptives System in ein bestehendes Hydrauliksy­ stem eingesetzt, wobei die vorhandenen Funktionen des Hydrauliksystems erhalten bleiben und die Pulshydraulik unabhängig von dem Hydrauliksystem schaltbar ist und die von der Pulshydraulik erzeugbaren Bewegungen denen des Hydrauliksystems überlagerbar sind. Durch dieses Verfahren wird das vorhandene Hydrauliksystem mit einem Hydraulikzy­ linder zur Bewegung einer Arbeitsvorrichtung optimal ge­ nutzt. Wird an dem feststehenden Teil des Hydraulikzylin­ ders eine Zusatzmasse angebracht, wird bei entsprechender Abstimmung des Massesystems die Wirkung der Pulshydraulik mit einfachen Mitteln erhöht. Dabei ist die Anbringung der Zusatzmassen nicht nur auf die Pulshydraulik gemäß der vorliegenden Erfindung mit von einer Pulshydraulik und einer Verstellhydraulik beaufschlagbaren Hydraulikzylin­ dern anwendbar, sondern auch bei beispielsweise nur von einer Pulsyhdraulik beaufschlagten Pulszylindern.

In Weiterbildung der Erfindung ist in die Hydraulikzulauf­ leitung zu dem Hydromotor, der die Impulshydraulik an­ treibt, ein Mengenregulierventil eingesetzt. Mit diesem Mengenregulierventil kann die den Pmpulsgenerator durch­ strömende Hydraulikflüssigkeitsmenge reguliert werden und dementsprechend werden die von dem Impulsgenerator ausge­ henden Bewegungsimpulse geändert.

In Weiterbildung der Erfindung ist in die Hydraulikzulauf­ leitung zu dem Hydromotor und dem Impulsgenerator ein von der übrigen Verstellhydraulik unabhängig schaltbares Hy­ draulikventil eingesetzt. Durch diese Trennung kann der Hydraulikzylinder in gewohnter Weise zur Lageveränderung der Arbeitsvorrichtung von dem Verstell-Hydraulikventil angesteuert werden und bei Bedarf durch das unabhängig schaltbare Hydraulik-Ventil zusätzlich durch die Pulshy­ draulik in vibrierende Bewegungen versetzt werden.

In Weiterbildung der Erfindung sind in den Verbindungslei­ tungen zwischen Impulsgenerator und Hydraulikzylinder entriegelbare Rückschlagventile eingesetzt, wobei die Rückschlagventile vorzugsweise hydraulisch entriegelbar sind. Durch die Rückschlagventile wird bei einer Bewegung der Hydraulikzylinderkolben durch die Verstellhydraulik der Abfluß von Hydraulikfluid über den Impulsgenerator sicher vermieden. Vorteilhaft werden derartige Rückschlag­ ventile auch in den Zulaufleitungen von der Verstellhy­ draulik zu dem Hydraulikzylindern angeordnet.

Gemäß vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung erzeugen die von der Pulshydraulik ausgehenden Bewegungsimpulse Wegänderungen des Hydraulikzylinderkolbens von bis zu maximal 10 mm. Dabei genügt bei vielen Anwendungsfällen aber schon eine wesentlich geringere Wegänderung im Be­ reich bis zu 4 mm.

Die an dem feststehenden Pulszylinder bzw. Hydraulikzy­ linder angeordneten Gewichte können lösbar an dem entspre­ chenden Zylinder befestigt sein oder fest in den Zylinder integriert sein beispielsweise durch entsprechend dickere Wandstärken des Zylinders. Dabei können diese Gewichte sowohl bei einer Pulshydraulik und zusätzlich von einer Verstellhydraulik beaufschlagten Hydraulikzylindern als auch nur bei von einer Pulshydraulik beaufschlagten Puls­ zylindern angebaut werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der Zeichnungsbeschreibung zu entnehmen, in der ein in der Figur dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist.

Die Pulshydraulik weist ein zentrales Steuergerät 1 auf, in den im wesentlichen ein Hydromotor 2, ein Impulsgenera­ tor 3, eine Drossel 4 und entriegelbare Rückschlagventile 5, 6, 7, 8 angeordnet sind.

Ausgangsseitig des Steuergerätes 1 sind die Rückschlagven­ tile 5, 6, 7, 8 über Leitungen 9 und 10 mit zwei parallel geschalteten Hydraulikzylindern 11 und 12 verbunden. Ver­ sorgt wird das Steuergerät 1 mit Hydraulikflüssigkeit von einer Hydraulikpumpe 13, die Hydraulikflüssigkeit aus einem Reservoir 14 ansaugt und in eine sich verzweigende Druckleitung 15, 15 a, 15 b fördert. Im Druckleitungszweig 15 a ist ein Überdruckventil 16 eingesetzt. Weiter führt der Druckleitungszweig 15 a zu einem 6/3-Wege-Hydraulikven­ til 17, mit dem die Verstellhydraulik des Arbeitsgerätes gesteuert wird. Der Druckleitungszweig 15 b führt zu einem 6/2-Wege-Hydraulikventil 18, wobei sich die nachfolgende Hydraulikzulaufleitung 19 zu dem Steuergerät 1 in eine Hydraulikzulaufleitung 19 a zu dem Impulsgenerator 3 und eine Hydraulikzulaufleitung 19 b zu dem Hydromotor 2 auf­ teilt. In die Zulaufleitung 19 b zu dem Hydromotor 2 ist weiterhin ein Mengenregulierventil 20 eingesetzt.

Die gesamte Einrichtung arbeitet wie folgt:
Mit dem 6/3-Wege-Hydraulikventil 17 wird bei der Schalt­ stellung a ein Ausfahren der Hydraulikzylinder 11, 12 bewirkt, während bei der Schaltstellung b ein Einfahren der Hydraulikzylinder 11, 12 erfolgt. Bei dem Ausfahren der Hydraulikzylinder 11, 12 gelangt über das Rückschlag­ ventil 5 Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 9 in die jeweiligen Ausfahrarbeitsräume der Hydraulikventile 11, 12. Gleichzeitig wird das Rückschlagventil 8 über die hydraulische Entriegelungsleitung 21 entriegelt und der bei dem Ausfahrvorgang der Kolben 11 a, 11 b der Hydraulik­ zylinder 11, 12 aus den entsprechenden Einfahrarbeitsräu­ men verdrängte Hydraulikflüssigkeit wird über die Leitung 10 und das entriegelte Rückschlagventil 8 über das 6/3-Wege-Hydraulikventil 17 in eine Rückführleitung 22 in das Reservoir 14 zurückgeleitet. Wird das 6/3-Wege-Hydrau­ likventil 17 in die Schaltstellung b bewegt, wird das Rückschlagventil 8 über seinen Zulauf mit Hydraulikflüs­ sigkeit versorgt und leitet diese weiter in die Leitung 10, die wiederum mit dem Rückführarbeitsraum der Hydrau­ likzylinder 11, 12 verbunden ist. Gleichzeitig ist das Rückschlagventil 5 über die Entriegelungsleitung 21 a ent­ riegelt, so daß die in dem Ausfahrarbeitsraum der Hydrau­ likzylinder 11, 12 befindliche Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 9 und das 6/3-Wege-Hydraulikventil 17 eben­ falls in die Rückführleitung 22 abgeführt wird. In der neutralen Schaltstellung c des 6/3-Wege-Hydraulikventils 17 ist die Druckleitung 15 a über eine Kurzschlußleitung mit der Rückführleitung 22 verbunden. Das weitere Lei­ tungssystem ist abgesperrt und die Hydraulikzylinder 11, 12 verharren folglich in ihrer augenblicklichen Position.

Wird das 6/2-Wege-Hydraulikventil 18 von seiner Ruhe-Schaltstellung a in die Schaltstellung b bewegt, wird die Hydraulikzulaufleitung 19 und weiter die Hydraulikzu­ laufleitung 19 a zu dem Impulsgenerator und gleichzeitig die Zulaufleitung 19 b mit dem nachfolgenden Mengenregu­ lierventil 20 zu dem Hydromotor 2 mit Hydraulikflüssigkeit versorgt. Der Hydromotor 2 treibt über eine geeignete Verbindung den Impulsgenerator 3 an, der in die Ausgangs­ druckleitung 23 Druckimpulse abgibt, die über das Rück­ schlagventil 6 in die Ausfahrarbeitsräume der Hydraulikzy­ linder 11, 12 geleitet werden. Gleichzeitig werden über die mit der Hydraulikzulaufleitung 19 a verbundenen Entrie­ gelungsleitung 21 b die Rückschlagventile 6, 7 entriegelt, so daß bei einem von dem Impulsgenerator 3 erzeugten Im­ puls die Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 10 und das Rückschlagventil 7 über die Drossel 4 in den Impulsgenera­ tor 3 zurückfließen kann und während der auf den Impuls folgenden Impulspause umgekehrt die Kolben 11 a, 12 a bei der Einfahrbewegung die Hydraulikflüssigkeit über die Leitung 9 und das Rückschlagventil 6 in den Impulsgenera­ tor 3 zurückbefördern.

Mit dem Mengenregulierventil 20 wird die dem Hydromotor 2 zugeführte Hydraulikflüssigkeitsmenge geregelt und folg­ lich die Drehzahl des Hydraulikmotors variiert. Dadurch wird entsprechend auch die von dem Impulsgenerator 3 aus­ gehende Frequenz der Druckimpulse geregelt. An den Hydrau­ likzylindern 11, 12 können an deren mit dem Arbeitsgerät verbundenen Teil Massen 24, 25 angeordnet sein. Dabei kann die Masse 24 lösbar, beispielsweise an einem Befestigungs­ bolzen 26 des Hydraulikzylinders 11 als ein- oder mehrtei­ lige Masse 24 befestigt sein. Alternativ kann die Masse 25 auch in den Hydraulikzylinder 12 integriert sein, was beispielsweise durch entsprechende Vergrößerung der Wand­ stärken des Hydraulikzylinders 12 erfolgen kann. Anzumer­ ken ist, daß insbesondere die Masse 24 auch elastisch an dem Hydraulikzylinder befestigt werden kann. Dabei ist dann die elastische Verbindung so abzustimmen, daß eine Verstärkung der Bewegungsimpulse, die von dem Impulsgene­ rator 3 erzeugt werden, erzielt wird. Dabei kann gegebe­ nenfalls die Elastizität einstellbar sein, wobei dann vorteilhaft die entsprechende Einstellung zusätzlich in geeigneter Weise von dem Mengenregulierventil 20 vorgenom­ men wird.

Die erfindungsgemäße Pulshydraulik kann an jeder Art von Arbeitsgeräten wie beispielsweise, Bagger, Schaufellader, Kommunalfahrzeugen, Raupen und ähnlichen oder aber auch bei mit hydraulisch bewegbaren Zusatzgeräten versehenen landwirtschaftlichen Fahrzeugen angebracht werden. Dabei ist inbesondere bei Anwendung der Pulshydraulik bei Bag­ gern der bzw. die Hydraulikzylinder 11, 12 der die Bagger­ schaufel bewegende Hydraulikzylinder. Somit kann bei Ar­ beitseinsätzen des Baggers mit beispielsweise gelockertem Erdreich nur die normale Verstellhydraulik betätigt wer­ den, während bei fester Bodenbeschaffenheit (Fels) zusätz­ lich die Pulshydraulik in Betrieb gesetzt wird, die die entsprechende Bewegung der Verstellhydraulik unterstützt.

Claims (12)

1. Pulshydraulik, die zumindest einen Impulsgenerator (3) sowie einen als Hydromotor (2) ausgebildeten An­ triebsmotor aufweist, wobei der Impulsgenerator (3) mit zumindest einem Pulszylinder an einem Arbeitsgerät verbun­ den ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsgerät zumindest einen Hydraulikzylinder (11, 12) aufweist, der mit von der Pulshydraulik erzeugten Bewegungsimpulsen und/oder mit von einer Verstellhydraulik des Arbeitsgerätes erzeugten Bewe­ gungsimpulsen beaufschlagbar ist.

2. Pulyhydraulik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in die Hydraulikzu­ laufleitung (19 b) zu dem Hydromotor (2) ein Mengenregu­ lierventil (20) eingesetzt ist.

3. Pulshydraulik nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Hydraulikzulaufleitung (19) zu dem Hydromotor (2) und dem Impulsgenerator (3) ein von der Verstellhydraulik unabhängig schaltbares Hydrau­ likventil (18) eingesetzt ist.

4. Pulshydraulik nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungsleitungen zwischen Impulsgenerator (3) und Hydraulikzylinder (11, 12) entriegelbare Rückschlagventile (6, 7) eingesetzt sind.

5. Pulshydraulik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungsleitungen zwischen Verstell-Hydraulikventil (17) und Hydraulikzy­ linder (11, 12) entriegelbare Rückschlagventile (5, 8) eingesetzt sind.

6. Pulshydraulik nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (5, 6, 7, 8) hydraulisch entriegelbar sind.

7. Pulshydraulik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Pulshydraulik erzeugbaren Bewegungsimpulse Wegänderungen des Kolbens (11 a, 12 a) des Hydraulikzylinders (11, 12) von bis zu 10 mm erzeugen.

8. Pulshydraulik, die zumindest einen Impulsgenerator (3) sowie einen als Hydromotor (2) ausgebildeten Antriebs­ motor aufweist, wobei der Impulsgenerator (3) mit zumin­ dest einem Pulszylinder an einem Arbeitsgerät verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem feststehenden Pulszy­ linderteil Gewichte (24, 25) angeordnet sind.

9. Pulshydraulik nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichte (24) lösbar an dem Pulszylinder befestigt sind.

10. Pulshydraulik nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß die Gewichte (25) in den Puls­ zylinder integriert sind.

11. Pulshydraulik nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichte (24, 25) an einem Hydraulikzylinder (11, 12) nach Anspruch 1 bis 7 anbring­ bar sind.

12. Verfahren zum Betreiben einer Pulshydraulik, die zumindest einen Impulsgenerator (3) sowie einen Hydromotor (2) aufweist, wobei der Impulsgenerator (3) mit zumindest einem Pulszylinder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulshydraulik als adap­ tives System in ein bestehendes Hydrauliksystem einsetzbar ist, wobei die vorhandenen Funktionen des Hydrauliksystems erhalten bleiben und die Pulshydraulik unabhängig von dem Hydrauliksystem schaltbar ist und die von der Pulshydrau­ lik erzeugbaren Bewegungsimpulse den Bewegungen des Hy­ drauliksystems überlagerbar sind.