DE3916992A1

DE3916992A1 - Hydraulikschaltung fuer einen loeffelbagger

Info

Publication number: DE3916992A1
Application number: DE3916992A
Authority: DE
Inventors: Shizuo Shimoie
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1989-05-24
Publication date: 1990-02-01
Also published as: GB8913458D0; US4986075A; KR930002370B1; DE3916992C2; FR2634806B1; GB2222809A; KR900001936A; FR2634806A1; GB2222809B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hydraulikschaltung für einen Löffelbagger mit mit einer ersten, zweiten und dritten Hyraulikpumpe, die alle durch denselben Motor angetrieben werden, einem Paar rechter und linker Fahrzeugantriebs-Betätigungsventile, wobei eines der Ventile des Ventilpaares und ein Löffelstiel-Betätigungsventil über einen ersten Ölzuführkanal mit der ersten Hydraulikpumpe verbunden sind, das andere Ventil des Ventilpaares, ein Ausleger- Betätigungsventil und ein Löffelbetätigungsventil über einen zweiten Ölzuführkanal mit der zweiten Hydraulik pumpe verbunden sind, und ein Schwenkbetätigungsventil mit der dritten Hydraulikpumpe verbunden ist.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein Löffelbagger der oben genannten Art ist beispielsweise durch das unter der Showa Nr. 62-31 166 offengelegte japanische Gebrauchsmuster bekannt, bei dem der Entlastungsdruck der an dem Ölzuführkanal, der sich von der ersten Hyraulikpumpe erstreckt und dem Ölförderkanal, der sich von der zweiten Hydraulik pumpe erstreckt, wirkt, festgehalten ist.

Die bekannte Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß die volle Maschinenleistung weder zum Antrieb des Fahr zeuges noch für die Durchführung von Erdarbeiten ausge nützt werden kann. Wenn insbesondere in Bezug auf den oben genannten, bekannten Löffelbagger eine Situation betrachtet wird, bei der ein mit der ersten Hydraulik pumpe verbundenes Betätigungsorgan, ein mit der zweiten Hydraulikpumpe verbundenes Betätigungsorgan und ein mit der dritten Hydraulikpumpe verbundenes Betätigungs organ gleichzeitig betrieben werden, dann ist die Motor leistung so eingestellt, daß ein Stillstand des Motors selbst dann verhindert ist, wenn der Ölförderdruck aller Hydraulikpumpen von der ersten bis zur dritten den Überströmdruck erreicht haben. Bei einem Betrieb des Fahrzeuges zum Fahren oder zur Durchführung von Erdarbeiten wird das von der ersten und zweiten Hydraulikpumpe zugeführte Öl zum Betrieb der Betätigungsorgane verwendet und demzufolge hat der Motor eine große Leistung für den Antrieb der ersten und zweiten Hydraulikpumpe zu erbringen, während eine derartig große Leistung zum Antrieb der dritten Hydraulikpumpe vom Motor nicht erbracht werden muß. Aus diesem Grunde ist die Tendenz vorhanden, daß die gesamte Motorleistung kleiner ist als ein zulässiger Maximalwert. Mit anderen Worten, wird die Motorleistung während eines Betriebs des Fahrzeuges zum Fahren oder zur Durchführung von Erdarbeiten nicht voll ausgenützt.

Der Erfindung liegt als Hauptaufgabe zugrunde, eine Konstruktion zu schaffen, die es ermöglicht, daß die Motorleistung selbst dann weitestgehend ausgenutzt wird, wenn die Antriebsorgane allein durch die erste und zweite Hydraulikpumpe angetrieben werden, wobei die Konstruktion einfach und leicht zusammenbaubar sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Hydraulik konstruktion für einen gattungsgemäßen Löffelbagger dadurch gelöst, daß der erste Ölzuführkanal und der zweite Ölzuführkanal mit dem gleichen Entlastungsöl kanal verbunden sind, wobei der Entlastungsölkanal ein Hochdruckentlastungsventil, ein Niederdruckent lastungsventil und ein Schaltventil aufweist zum Um schalten eines Entlastungsdruckes des Entlastungs ölkanals zwischen einem hohen durch das Hochdruck entlastungsventil vorgegebenen Druck und einem niedrigen, durch das Niederdruckentlastungsventil vor gegebenen Druck. Funktion und Wirkungsweise dieser Konstruktion werden als nächstes beschrieben.

Im Gegensatz zu der Konstruktion, gemäß der der erste Ölzuführkanal bzw. der zweite Ölzuführkanal mit ge trennten Entlastungsölkanälen verbunden sind, ermöglicht es die erfindungsgemäße Konstruktion, daß der Ent lastungsdruck für das von der ersten und der zweiten Hydraulikpumpe geförderte Drucköl variiert wird, während die Anzahl der erforderlichen Entlastungsölkanäle reduziert wird. Weiterhin ist es dann, wenn die Antriebsorgane allein durch die erste und zweite Hydraulikpumpe angetrieben werden, wenn der Entlastungs druck einstellbar für die Hochdruckseite vergrößert wird, die maximale Leistung des Motors so eingestellt ist, daß sie für den Antrieb der Antriebsorgane durch alle Pumpen ausreicht, möglich, daß die erste und zweite Hydraulikpumpe mit einer größeren als derjenigen Leistung angetrieben werden, die für sie dann bereit steht, wenn der Motor alle Pumpen antreibt. Folglich können die erste und zweite Hydraulikpumpe die Be tätigungsorgane kraftvoll antreiben, indem ihnen Öl mit einem höheren Druck zugeführt wird als dies bei der Betriebsart der Fall ist, bei der alle Pumpen angetrieben werden.

Da der Entlastungsdruck variabel ist, kann der Motor ausgang nicht nur dann effizient eingesetzt werden, wenn Betätigungsorgane über alle Hydraulikpumpen an getrieben werden, sondern auch in einem Fahrzustand des Fahrzeuges und bei der Durchführung von Erdarbeiten. Da die Antriebsorgane mit großer Leistung über den Motor antreibbar sind, kann das Fahrzeug auch bergauf fahren oder Erdarbeiten effizienter durchführen.

Da darüber hinaus die Entlastungskonstruktion für die erste Hydraulikpumpe mit wirksam ist als diejenige für die zweite Hydraulikpumpe, kann die Gesamt konstruktion einfach aufgebaut sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Entlastungsölkanal durch einen einen Ölkanal bildenden Block gebildet, der das Hochdruckentlastungs ventil, das Niederdruckentlastungsventil und das Schalt ventil enthält. Gemäß diesem Merkmal der Erfindung kann beim Ausbilden der unterschiedlichen Betätigungs ventile als Mehrfachventilkonstruktion die die Mehrfach ventilkonstruktion bildende Ventilgruppe integral mit dem einen Ölkanal bildenden Block ausgebildet werden.

Weiterhin kann, wenn der einen Ölkanal bildende Block so ausgebildet ist, daß der Entlastungsölkanal mit dem ersten Ölzuführkanal, dem zweiten Ölzuführkanal und dem Ölabflußkanal der Ventilgruppe nach dem Zu sammenbau des Blockes verbunden ist, der Zusammenbau des Entlastungsventils und des Schaltventils gleich zeitig ausgeführt werden.

Da der Zusammenbau der Ölkanäle und des Schaltventils für die Entlastungskonstruktion zu einer Zeit allein mit dem Zusammenbau des einen Ölkanal bildenden Blocks erfolgen kann, ist der Zusammenbau der gesamten Konstruktion vereinfacht, so daß aufgrund des einfachen Aufbaus und des einfachen Zusammenbaus eine Reduzierung der Kosten ermöglicht ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für eine Hydraulik schaltung eines Löffelbaggers nach der Erfindung ist anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines kompletten, mit einem Planierschild versehenen Löffelbaggers,

Fig. 2 einen Schaltplan der Hydraulikschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine geschnittene Seitenansicht eines Ölkanäle bildenden Blockes,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Ölkanäle bildenden Blockes; und

Fig. 5 und 6 Schaltpläne betreffend Hydraulik schaltungen alternativer Ausführungsbei spiele für die Erfindung.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel betreffend die Erfindung wird nachfolgend beschrieben.

Wie in Fig. 1 dargestellt, enthält ein mit einem Planierschild versehener Löffelbagger einen über Raupen bewegbaren Fahrzeugkörper, der mit einem Planierschild 1 versehen ist, sowie einem mit dem Fahrzeugkörper verbundenen Schwenktisch 2, der eine Motoreinheit 3 aufweist, eine Fahrkabine 4 und eine Löffelbaggerein richtung 6, die an dem Schwenktisch und gegenüber diesem schwenkbar über einen Drehbügel 5 befestigt ist.

Zum Betätigen des Flanierschildes 1, des Schwenktisches 2, der Bewegungsmittel und der Löffelbaggereinrichtung 6 sind erste bis dritte hydraulische Pumpen P 1, P 2 und P 3 vorgesehen, die über einen einzigen Motor E antreibbar sind und es ist ferner eine Hydraulikschaltung vorgesehen, deren Aufbau nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben wird.

In der Hydraulikschaltung ist eine Mehrfachventil konstruktion der mit einem zentralen Entlastungskanal versehenen Art vorgesehen, mit einem Service-Anschluß betätigungsventil S, einem Löffelstielbetätigungs ventil V 1 für einen Löffelstielzylinder 7, einem konvergierenden Abstandsblock 8 (converging spacer) einem konvergierenden Ventil (converging valve) V 2, einem Betätigungsventil V 3 für einen der rechten und der linken Fahrzeugantriebsmotor M 1 und M 2 und einem konvergierenden Ventil (converging valve) V 4, wobei die Ventilkonstruktion mit einer ersten Hydraulikpumpe P 1 über einen ersten Ölzuführkanal 9 verbunden ist. Es ist weiter eine Mehrfachventilkonstruktion der einen zentralen Entlastungskanal aufweisenden Art vorgesehen, mit einem Betätigungsventil V 5 für den anderen der rechten und linken Fahrzeugantriebsmotore M 1 und M 2, einem Auslegerbetätigungsventil V 6 für einen Auslegerzylinder 10, einem Löffelbetätigungsventil V 7 für einen Löffelzylinder 11, wobei die weitere Ventilkonstruktion mit der zweiten Hydraulikpumpe P 2 über einen zweiten Ölzuführkanal 12 verbunden ist. Es ist ferner eine weitere Ventilkonstruktion der einen zentralen Entlastungskanal aufweisenden Art angeordnet, die ein Schwenkbetätigungsventil V 8 für einen Schwenk motor M 3 aufweist, ein Drehbetätigungsventil V 9 für einen Drehzylinder 13 und ein Planierschildbetätigungs ventil V 10 für einen Planierzylinder 14, wobei die Ventilkonstruktion mit einer dritten Hydraulikpumpe P 3 über einen dritten Ölzuführkanal 15 verbunden ist. Die Betätigungsventile V 3 und V 5 zum Antreiben des Motors sind durch ein Paar nicht dargestellter, getrennter Betätigungshebel umschaltbar. Das Ausleger betätigungsventil V 6 und das Löffelbetätigungsventil V 7 sind über einen einzigen, nicht dargestellten, Be tätigungshebel umschaltbar. Das Schwenkbetätigungs ventil V 8 und das Drehbetätigungsventil V 9 sind wahl weise über einen einzigen, nicht dargestellten Be tätigungshebel betätigbar. Das Löffelstielbetätigungs ventil V 1 und das Schwenkventil V 8 oder das Löffelbe tätigungsventil V 1 und das Drehbetätigungsventil V 9 sind durch einen, nicht dargestellten, quer schwenkbaren Betätigungshebel umschaltbar. Ein Entlastungsölkanal 19 enthält ein Hochdruck entlastungsventil 16, ein Niederdruckentlastungsventil 17 und ein Paar Rückschlagventile 20, 21 und ist mit dem ersten Ölkanal 9 und dem zweiten Ölkanal 12 derart verbunden, daß das eine Rückschlagventil 20 eine Um kehrströmung in den ersten Ölzuführkanal 9 und das andere Rückschlagventil 21 eine Umkehrströmung in den zweiten Ölzuführkanal 12 hemmt. Während des Betriebes, wenn das Umschaltventil 18 durch die Einwirkung einer Feder 22 geöffnet ist, dann wird das Niederdruck entlastungsventil 17 mit den Rückschlagventil 20 und 21 verbunden und wirkt, während es das Hochdruckent lastungsventil 16 übersteuert derart, daß in dem Ent lastungsölkanal 19 ein niedriger Entlastungsdruck herrscht. Wenn andererseits das Schaltventil 18 durch ein manuelles Umschalten geschlossen ist, dann wird das Niederdruckentlastungsventil 17 von den Rückschlag ventilen 20 und 21 getrennt, während das Hochdruck entlastungsventil 16 mit den Rückschlagventilen 20 und 21 verbunden bleibt, wodurch das Hochdruckent lastungsventil 16 in dem Entlastungsölkanal 19 einen hohen Entlastungsdruck ermöglicht. Das heißt, wenn angefangen von der ersten bis zu der dritten Hydraulikpumpe P 1, P 2 und P 3 alle Hydraulik pumpen zum Betätigen der Antriebsorgane in Betrieb sind, dann ist der Entlastungsdruck betreffend das durch die erste Hydraulikpumpe P 1 und die zweite Hydraulikpumpe P 2 zugeführte Öl auf den niedrigen Druck eingestellt, der durch das Niederdruckentlastungs ventil 17 ermöglicht wird, so daß der Motor selbst dann nicht angehalten wird, wenn der Druck des Öls, das durch alle der Hydraulikpumpen P 1 bis P 3 erbracht wird, den Entlastungsdruck erreicht. Andererseits ist im Fall eines Fahrens des Fahrzeuges oder einer Durch führung von Erdarbeiten in dem die Betätigungsorgane lediglich durch die erste Hydraulikpumpe P 1 und die zweite Hydraulikpumpe P 2 angetrieben werden, mit einem Umschaltvorgang betreffend das Schaltventil 18 der Entlastungsdruck betreffend das durch die erste Hydraulikpumpe P 1 und die zweite Hydraulikpumpe P 2 geförderte Öl auf den hohen Druck, der durch das Hoch druckentlastungsventil 16 ermöglicht wird, eingestellt, so daß der Ausgang des Motors E in vollen Umfang zum Antreiben der ersten und der zweiten Hydraulikpumpe P 1 und P 2 verwendet werden kann. Folglich können die erste und zweite Hydraulikpumpe P 1 und P 2 Öl mit ver größertem Druck fördern, wodurch die Leistung der Motore M 1 und M 2 und der Zylinder 10 und 11 gesteigert wird. Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, wird ein Abschnitt 9a des ersten Ölzuführkanals 9, ein Abschnitt 12 a des zweiten Ölzuführkanals 12 und der Entlastungsölkanal 19 dadurch ausgebildet, daß ölkanalbildende Öffnungen in einem einen Ölkanal bildenden Block B ausgebildet sind. Weiterhin sind die Rückschlagventile 20 und 21, das Hochdruckentlastungsventil 16, das Niederdruckent lastungsventil 17, das Schaltventil 18 und die Vorspann feder 22 in Befestigungsöffnungen gehalten, die in dem einen Ölkanal bildenden Block B ausgebildet sind.

Der einen Ölkanal bildende Block B ist derart konfiguriert, daß die Befestigung einer Ventilgruppe A bestehend aus der Mehrfachventilkonstruktion des Ventiles S und der Ventile V 1 bis V 7 ermöglicht ist. Wenn dieser Block zusammengebaut ist, ist der Abschnitt 9a des ersten Ölzuführkanals mit der Pumpe über einen Pumpenanschluß p 1 und mit dem Betätigungsventil über einen Ventilanschluß gemäß v 1 verbunden; der Abschnitt 12a des zweiten Ölzuführkanals ist mit der Pumpe über den Pumpenanschluß p 2 und mit dem Betätigungsventil über einen Ventilanschluß v 2 verbunden und der Ent lastungsölkanal 19 ist mit Ölabflußkanälen 23a und 23 b der Ventilgruppe A über ein Paar Behälteranschlüsse t 1 und t 2 verbunden. Es können somit allein durch den Zusammenbau des einen Ölkanal bildenden Blocks B mit der Ventilgruppe A der Entlastungsölkanal 19, die Ent lastungsventile 16 und 17 und das Schaltventil 18 mit einander zusammengebaut werden.

In Fig. 5 und 6 sind alternative Ausführungsbeispiele eines Entlastungsölkanals 19 dargestellt. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist das Schaltventil 18 als Strömungskanalschaltventil ausgebildet. Während des Betriebes wird, wenn dieses Schaltventil 18 durch eine Vorspannfeder 22 in eine Lage bewegt ist, das Niederdruckentlastungsventil 17 mit den Rückschlag ventilen 20 und 21 verbunden, wobei das Niederdruck entlastungsventil 17 einen niedrigen Entlastungsdruck in dem Entlastungsölkanal 19 ermöglicht. Wenn anderer seits das Schaltventil 18 durch manuelle Betätigung in die andere Lage gebracht ist, dann wird das Hoch druckentlastungsventil 16 mit den Rückschlagventilen 20 und 21 verbunden, wobei das Hochdruckentlastungs ventil 16 einen hohen Entlastungsdruck in dem Ent lastungsölkanal 19 ermöglicht.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist das Schalt ventil 18 als ein Öffnungs/Schließventil ausgebildet. Das heißt, wenn dieses Öffnungs/Schließventil 18 durch die Vorspannfeder 22 geöffnet ist, ist ein Ölkanal geschaffen, in dem das Öl von dem Niederentlastungs ventil 17 in einer Nebenleitung unter Umgehung des Hochdruckentlastungsventils 16 direkt in den Behälter zurückgeführt wird, wobei das Niederdruckentlastungs ventil 17 für einen niedrigen Entlastungsdruck in dem Entlastungskanal 19 sorgt. Wenn auf der anderen Seite das Öffnungs/Schließventil 18 in seine Schließstellung umgeschaltet ist, dann ist lediglich ein einziger Öl kanal geschaffen, in dem das Öl von dem Niederdruck entlastungsventil 17 durch das Hochdruckentlastungs ventil 16 läuft, um in den Behälter zurückzukehren, wobei das Hochdruckentlastungsventil 16 für einen hohen Entlastungsdruck in dem Entlastungsölkanal 19 sorgt.

Bei den obigen Ausführungsbeispielen ist ferner nur ein Paar der Hochdruckentlastungsventile 16 und der Niederdruckentlastungsventile 17 eingesetzt, um die zwei Stufen des hohen und niedrigen Entlastungsdruckes vorzusehen. Statt dessen kann der Entlastungsölschalt kreis mehr als zwei Entlastungsventile aufweisen, um mehr als zwei Stufen von Öldrücken vorzusehen.

Obwohl in den Patentansprüchen zur Herstellung eines Bezuges zu der Zeichnung Bezugszeichen angegeben sind, sind diese nicht als Beschränkung des Schutzbereichs der Erfindung auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele zu verstehen.

Claims

1. Hydraulikschaltung für einen Löffelbagger mit:
einer ersten Hydraulikpumpe (P 1), einer zweiten Hydraulikpumpe (P 2) und einer dritten Hydraulik pumpe (P 3), die durch einen gemeinsamen Motor (E) antreibbar sind,
ein Paar rechter und linker Betätigungsventile (V 3) und (V 5) für den Fahrzeugantrieb, wobei ein Ventil (V 3) oder (V 5) und ein Löffelstiel-Be tätigungsventil (V 1) mit der ersten Hydraulik pumpe (P 1) über einen ersten Ölzuführkanal (9) verbunden sind und wobei das andere Ventil (V 3) oder (V 5) ein Ausleger-Betätigungsventil (V 6) und ein Löffelbetätigungsventil (V 7) mit der zweiten Hdyraulikpumpe (P 2) über einen zweiten Ölzuführkanal (12) verbunden sind, und
ein Schwenkbetätigungsventil (V 8), das mit der dritten Hydraulikpumpe (P 3) verbunden ist,
wobei der erste Ölzuführkanal (9) und der zweite Ölzuführkanal (12) mit dem gleichen Entlastungs kanal (19) verbunden sind, der Entlastungsölkanal (19) ein Hochdruckentlastungsventil (16), ein Niederdruckentlastungsventil (17) und ein Schalt ventil (18) enthält zum Umschalten eines Ent lastungsdruckes des Entlastungsölkanals (19) zwischen einem durch das Hochdruckentlastungs ventil (16) vorgesehenen hohen Druck und einem, durch das Niederdruckventil (17) vorgesehenen niederen Druck.

2. Hydraulikschaltung für einen Löffelbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ent lastungsölkanal (19) durch einen einen Ölkanal bildenden Block (B) einschließlich des Hochdruck entlastungsventils (16), des Niederdruckentlastungsventils (17) und des Umschaltventils (18) gebildet ist.

3. Hydraulikschaltung für einen Löffelbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ent lastungsölkanal (19) direkt mit dem Hochdruck entlastungsventil (16) verbunden ist, und daß das Schaltventil (18) ein Öffnungs-/Schaltventil (opening/closing valve) zum wahlweisen Verbinden des Entlastungsölkanals (19) mit dem Niederdruck entlastungsventil (17) ist.

4. Hydraulikschaltung für einen Löffelbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt ventil (18) ein Strömungskanal-Schaltventil zum wahlweisen Verbinden des Entlastungsölkanals (19) mit dem Niederdruck- und dem Hochdruckentlastungs ventil (17 bzw. 16) ist.

5. Hydraulikschaltung für einen Löffelbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nieder druckentlastungsventil (17) und das Hochdruck entlastungsventil (16) in dieser Reihenfolge in Reihe von der Eingangsseite des Entlastungsöl kanals (19) verbunden sind, und daß das Schalt ventil (18) ein Öffnungs/Schließventil zum Öffnen/ Schließen einer Nebenleitung (Bypass) aufweist, die sich von einem Verbindungskanal zwischen den Entlastungsventilen (17 und 16) zu dem Rückfluß kanal erstreckt.

6. Hydraulikschaltung für einen Löffelbagger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ent lastungsölkanal (19) ein Paar Rückschlagventile (20 und 21) für den ersten Ölzuführkanal (9) bzw. den zweiten Ölzuführkanal (12) aufweist.

7. Hydraulikschaltung für einen Löffelbagger mit:
einer ersten Hydraulikpumpe (P 1), einer zweiten Hydraulikpumpe (P 2) und einer dritten Hydraulik pumpe (P 3), die alle durch den gleichen Motor (E) antreibbar sind,
einem Paar rechter und linker Betätigungsventile (V 3) und (V 5) für eine Fahrzeugbewegung, wobei ein Ventil (V 3) oder (V 5) und ein Löffelstiel- Betätigungsventil (V 1) mit der ersten Hydraulik pumpe (P 1) über einen ersten Ölzuführkanal (9) verbunden sind, das andere Ventil (V 3) oder (V 5), ein Auslegerbetätigungsventil (V 6) und ein Löffel betätigungsventil (V 7) mit der zweiten Hydraulik pumpe (P 2) über einen zweiten Ölzuführkanal (12) verbunden sind, und
ein Schwenkbetätigungsventil (V 8) mit der dritten Hydraulikpumpe (P 3) verbunden ist,
wobei der erste Ölzuführkanal (9) und der zweite Ölzuführkanal (12) mit dem gleichen Entlastungs ölkanal (19) verbunden sind, der Entlastungsöl kanal (19) eine Gruppe von Entlastungsventilen und eine Gruppe von Schaltventilen aufweist, um in auswählbarer Weise eine Vielzahl von Stufen für Entlastungsöldrücke vorzusehen.