DE4021018A1 - Hydraulische steuervorrichtung mit nachsaugeeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuervorrichtung mit Nachsaugeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Derartige Steuervorrichtungen werden insbesondere für mobile Radlader eingesetzt, um neben der normalen Auskippbewegung der Schaufel noch eine schnellere Auskippbewegung (Ausschlagbewegung) durchführen zu können, damit das restliche Ladegut aus der Schaufel zu entfernen ist.

Bei bekannten hydraulischen Steuervorrichtungen wird zur Erfüllung dieser Anforderungen die normale Auskippbewegung der Schaufel mit durch gedrosselter Stellung des Steuerventils begrenzter Pumpenfördermenge durchgeführt und eine schnellere Geschwindigkit für die Ausschlag­ bewegung der Schaufel mit der vollen Pumpenfördermenge bei ganz durchgeschaltetem Steuerventil erreicht. Die gedrosselte Stellung des Steuerventils legt ein zusätzliches mit dem Vorsteuergerät zusammen­ arbeitendes Steuerelement fest, das für die ungedrosselte Schaltstellung betätigt werden muß. Für die schnellere Bewegung der Schaufel zum Aus­ schlagen des restlichen Ladegutes muß im bekannten Fall die Pumpe eine entsprechend große Arbeitsflüssigkeit liefern.

Für den Bediener erfordert es außerdem zusätzliche Anforderungen während der Ausschlagbewegung der Schaufel neben dem Vorsteuergerät (Hebel) ein zusätzliches Steuerelement zu betätigen, um die Drossel­ stellung des Steuerventils aufzuheben.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine hydraulische Steuervor­ richtung, insbesondere für Radlader zu schaffen, die für die Ausschlag­ bewegung der Schaufel mit einer kleineren Pumpenfördermenge auskommt und darüber hinaus eine bedienungsfreundliche Betätigung der Steuer­ vorrichtung erlaubt. Dies wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 erzielt.

Durch die veränderbare Druckeinstellung des in der Tankleitung angeordneten Druckventils wird für die Ausschlagbewegung der Schaufel das Druckventil auf einen solchen Wert eingestellt, daß die aus dem Kolbenstangenraum des Arbeitszylinders austretende und über das Steuerventil zurückgeführte Arbeitsflüssigkeit über das Nachsaugeventil unmittelbar in den Kolbenraum des Arbeitszylinders strömt. Damit kann gegenüber dem Stand der Technik eine Pumpe mit kleinerer Fördermenge eingesetzt werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Hydraulikschaltplan einer hydraulischen Steuervorrichtung für einen Radlader mit drei Verbrauchern und

Fig. 2 den konstruktiven Aufbau eines Druckbegrenzungsventils für zwei Druckeinstellungen.

In Fig. 1 bezeichnet B einen Steuerventilblock mit den Steuerventilen 4, 14 und 15 für drei Verbraucher. Das Steuerventil für den ersten nicht dargestellten Verbraucher wird über die Steuerleitungen a1 bzw. b1 von einem nicht dargestellten Steuergerät hydraulisch angesteuert. Die Steuerdruckleitungen zum Steuerventil 4 sind mit a2, b2 und die Verbraucherleitungen zu den parallel geschalteten Schaufelzylindern 3 sind mit A2, B2, der Pumpenanschluß mit P und der Tankanschluß mit T bezeichnet. Das Vorsteuergerät 8 weist einen allseitig verschwenkbaren Steuerhebel auf, der mit vier den Steuerdruck festlegenden Druckregel­ ventilen S, H, E, A zusammenarbeitet. Die Druckregelventile sind paarweise S, H bzw. E, A auf zueinander senkrecht stehenden Steuerebenen angeordnet. Aus der Ausgangsstellung des Hebels heraus wird je nach Schwenkrichtung des Hebels jeweils ein Druckregelventil eines der Druck­ regelventilpaare S, H oder E, A angesteuert. Zur Betätigung des den Schaufelzylindern 3 zugeordneten Steuerventils 4 dient das Druckregel­ ventilpaar E, A und zur Betätigung des den nicht dargestellten Hub­ zylindern zugeordneten Steuerventils 15 dient das Druckregelventil­ paar S, H. Dem Steuerventil 14 ist ein eigenes nicht dargestelltes Vorsteuergerät zugeordnet.

Die Nachsaugeeinrichtung für die parallel geschalteten Schaufelzylinder 3 besteht aus einem Rückschlagventil 1 sowie einem mit einer Rückschlag­ funktion ausgestatteten Druckbegrenzungsventil 2 mit einem Schaltkolben 7 zur Einstellung von zwei Druckstufen. Die in den Arbeitsleitungen A2, B2 angeordneten Druckbegrenzungsventile, die mit 9 und 10 bezeichnet sind, dienen zur Druckabsicherung bei Überlast. Bei Betätigung des Druckregel­ ventils A des Vorsteuergerätes 8 mittels des Steuerhebels wird der damit ausgelöste Steuerdruck über die Steuerleitung a2 an das Steuerventil 4 weitergeleitet und verschiebt dessen Steuerkolben aus der gezeigten Ausgangsstellung in Richtung der Schaltstellung "Auskippen", wobei der mittels des Hebels am Vorsteuergerät eingestellte Steuerdruck die Schalt­ lage des Steuerkolbens festlegt. Die damit über das Steuerventil strömende Arbeitsflüssigkeitsmenge von der Pumpe P über die Leitung 30 mit Rück­ schlagventil 31 sowie der Arbeitsleitung A2 zu den Kolbenräumen 33 der parallel geschalteten Arbeitszylinder 3 verschiebt deren Kolben 34 mit Kolbenstangen 35 in Richtung der Kolbenstangenräume 36 und damit in Richtung "Auskippen" der nicht dargestellten mit den Kolbenstangen ver­ bundenen Schaufel. Die aus den Kolbenstangenräumen 36 verdrängte Arbeits­ flüssigkeit strömt über die Arbeitsleitung B2 durch das Steuerventil 4, weiter zu der Tankleitung 11 und von dort weiter über das einstellbare Druckventil 2 zum Tank T. Vor dem Druckventil 2 baut sich in der Tankleitung 11 ein der Druckeinstellung des Druckventils 2 entsprechend großer Druck auf, durch den bei ziehender Last an der Kolbenstange 35 und bei nicht ausreichender Pumpenfördermenge die aus den Kolbenstangen­ räumen verdrängte Arbeitsflüssigkeit über den Leitungszweig 37 mit Nachsaugeventil 1 unmittelbar zu der zu den Kolbenräumen 33 führenden Arbeitsleitung A2 gedrückt wird.

Der am Druckregelventil A mittels des Steuerhebels einzustellende Steuer­ druck läßt sich über den die Endstellung des Steuerventils 4 festgelegten Wert nach Überwinden eines Druckpunktes noch weiter erhöhen, um über den Steuerleitungsabschnitt 38 ein Wegeventil 5 in seine Arbeitsstellung zu schalten, in der der am Druckregelventil A eingestellte Steuerdruck über das Wegeventil 5 und Steuerleitung 6 einen mit der Druckfeder 13 des Druckventils 2 in Kraftschluß stehenden Schaltkolben 7 beaufschlagt. Durch diese Druckbeaufschlagung verschiebt sich der Schaltkolben 7 in eine zweite Stellung, in der dieser die Druckfeder 13 weiter vorspannt und damit eine höhere Druckeinstellung am Druckventil 2 festlegt.

Diese höhere Druckeinstellung entspricht dem zum Ausschlagen des restlichen Ladegutes aus der Schaufel erforderlichen Druck.

Die aus dem Kolbenstangenraum 36 in die Leitung 11 verdrängte Arbeits­ flüssigkeit wird somit bis zu diesem eingestellten Druck über das Nachsaug- bzw. Rückschlagventil 1 zwangsweise in die Arbeitsleitung A2 mit eingespeist und damit eine schnellere Auskippbewegung der Schaufel erzielt. Beim Zurückstellen des Druckregelventils A zum Druckpunkt schaltet das Wegeventil 5 infolge der dann überwiegenden Kraft der Feder 12 in seine gezeigte Ausgangsstellung zurück, in der die Steuer­ leitung 6 mit dem Tank verbunden ist. Dadurch wird der Schaltkolben 7 entlastet, so daß dieser durch die Vorspannkraft der Feder 13 in seine die niedrigere Druckeinstellung festlegende Ausgangslage zurückbewegt wird. Beim Unterschreiten des Druckpunktes am Druckregelventil A bewegt sich auch das Steuerventil 4 in Richtung seiner Ausgangslage zurück. Beim Ansteuern des Druckregelventils E am Vorsteuergerät 8 wird der Steuer­ kolben des Steuerventils 4 in Richtung "einkippen" der Schaufel verschoben.

Das in Fig. 2 im Schnitt gezeigte Druckbegrenzungsventil 2 ist als vorgesteuertes Ventil ausgebildet. Der Vorsteuerventilkegel ist mit 14, der den Vorsteuerventilsitz 15 aufweisende Gehäusekörper ist mit 41, der Hauptsteuerkolben mit 16 und die den Hauptventilsitz 40 aufweisende Buchse ist mit 17 bezeichnet. Im Hauptsteuerkolben 16 befindet sich eine Drosselbohrung, die mit 18 bezeichnet ist. Der Pumpenanschluß ist mit P, der Tankanschluß mit T und der Steuerdruckanschluß mit X bezeichnet. Der Vorsteuerventilkegel 14 wird von der Druckfeder 13 auf den Vorsteuer­ ventilsitz 15 entsprechend der Vorspannung der Druckfeder 13 gepreßt. Die Druckfeder 13 stützt sich mit ihrem einen Ende am Vorsteuerventilkegel und mit ihrem anderen Ende an einem verschiebbaren Bolzen 25 ab, der sich mit seinem anderen Ende am Schaltkolben 7 abstützt. Der Schaltkolben 7 ist in einer Schraubhülse 23 mit Steueranschluß X geführt. Das äußere Ende des Schaltkolbens 7 liegt im drucklosen Zustand an einem einwärts gerichteten Vorsprung 23a der Schraubhülse 23 an. Die Schraubhülse ist in einem hülsenförmigen Einschraubkörper 21 eingeschraubt, in dem in einer Axialbohrung 21a der Bolzen 25 geführt ist. Das dem Schaltkolben 7 zugewandte Ende der Axialbohrung 21a führt in eine erweiterte Ausnehmung 21b des Einschraubkörpers, dessen ebene Fläche 21e den zweiten Anschlag für den Schaltkolben 7 bildet. Die erweiterte Ausnehmung 21b des Einschraub­ körpers weist gleichzeitig ein Aufnahmegewinde 21d für den den Schaltkolben aufnehmenden Einschraubkörper 23 auf. Die Einstellung der Vorspannung der Druckfeder 13 für die untere Druckeinstellung des Druckbegrenzungs­ ventils 2 erfolgt durch Veränderung der Einschraubtiefe des Einschraub­ körpers 21 im Gehäusekörper 41, wodurch sich die Lage des Schaltkolbens 7 relativ zum Vorsteuerventilsitz 15 ändert und damit die Vorspannung der Druckfeder 13. Die obere Druckeinstellung ergibt sich durch den Kolben­ hub Δ S des Schaltkolbens bei dessen Steuerdruckbeaufschlagung. Die Länge des Kolbenhubes wird von der Einschraubtiefe der den Schaltkolben führenden Schraubhülse 23 in dem Einschraubkörper 21 festgelegt. Der von der Anschlagfläche 21c und Schaltkolben 7 begrenzte Raum 21e steht über eine Bohrung 42 im erweiterten Bereich 21f des Einschraub­ körpers 21 mit der Atmosphäre in Verbindung. Mit den Kontermuttern 22, 24 wird die Einschraubtiefe vom Einschraubkörper 21 und Schraubhülse 23 gesichert.

Wenn der Steuerdruckanschluß X über das in Fig. 1 dargestellte Wegeventil 5 zum Tank entlastet wird, ist die Druckfeder 13 für die untere Druckstufe eingestellt. Schaltet das Wegeventil 5 nach dem Druckpunkt am Vorsteuer­ geber 8 in die Arbeitsstellung, dann gelangt der Steuerdruck über die Leitung 6 zum Steuerdruckanschluß X und beaufschlagt den Schaltkolben 7, so daß sich dieser um den Kolbenhub Δ S bis zur Anlagefläche 21e verschiebt und damit die Druckfeder 13 zur Einstellung der höheren Druckstufe um den Betrag des Kolbenhubes Δ S weiter vorspannt.

Anstelle der hydraulischen Druckeinstellung am Druckventil 2 ist es auch möglich, die Druckeinstellung mit elektrischen Mitteln vorzunehmen.

Claims (6)

1. Hydraulische Steuervorrichtung mit Nachsaugeeinrichtung mit in der Tankleitung angeordneten Druckventil und zwischen Druck­ ventil und Steuerventilausgang angeordnetes Nachsaugeventil, dessen Ausgang unmittelbar mit der Kolbenseite des Arbeitszylinders verbunden ist, insbesondere für Radlader mit Parallelkinematik für die Schaufel, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinstellung des in der Tankleitung angeordneten Druckventils (2) veränderbar ist.

2. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 1 mit über ein Vorsteuer­ gerät hydraulisch ansteuerbarem Steuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Druckeinstellung am Druckventil (2) durch einen mit der Druckfeder des Druckventils in Kraftschluß stehenden und vom Steuerdruck beaufschlagbaren Schaltkolben mit zwei von Anschlägen begrenzten Stellungen erfolgt.

3. Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerventil (4) und dem Schalt­ kolben (7) dieselbe Steuermittelquelle zugeordnet ist, wobei der Schaltkolben unter einem höheren Steuerdruck anspricht als der für die jeweilige Endschaltstellung des Steuerventil erforderliche Druck.

4. Hydraulische Steuervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, daß dem Schaltkolben das Steuermittel über ein Wegeventil (5) zuführbar ist.

5. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 4, daß das Wegeventil hydraulisch aus der Ausgangs- in die Schaltstellung betätigbar ist und die hydraulische Betätigung über ein Vorsteuergerät (8) für ein Steuerventil (4) erfolgt, und zwar mit einem höheren Steuerdruck als der zur Erreichung der Endstellung des betreffenden Steuerventils erforderliche Steuerdruck.

6. Hydraulische Steuervorrichtung nach Anspruch 5, daß das Wege­ ventil als 3-Wegeventil mit zwei Schaltstellungen ausgebildet ist, das in seine unter Federkraft stehenden Ausgangsstellung die mit Steuerdruck zu beaufschlagende Kolbenfläche des Schaltkolbens (7) mit dem Tank verbindet und in der Schalt­ stellung die betreffende Kolbenfläche des Schaltkolbens mit dem vom Vorsteuergerät festgelegten Steuerdruck.