DE4123151C2 - Vorrichtung zur Entlastung mindestens eines Krafthebers eines Nutzfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entlastung mindestens eines Krafthebers eines Nutzfahrzeugs gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der CH-Patentschrift Nr. 593 002 ist ein Erntefahrzeug mit hydraulischer Hebe- und Senkvorrichtung für die Arbeits­ gerätschaft und mit einer umsteuerbaren Hydraulikanlage bekannt, die - abgesehen von einer Hebe- und Senkstellung und einer neutralen Haltestellung - auch eine Entlastungsstellung aufweist, bei welcher eine beschränkte Hubkraft auf die Arbeitsgerätschaft wirkt. Dabei ist ein Druckspeicher vorgesehen, der bei Entlastungsstellung mit mindestens einem Hubzylinder für die Arbeitsgerätschaft verbunden ist, und der auf einen durch ein Druckbegrenzungsventil bestimmten Entlastungsdruck aufladbar ist.

Eine solche Vorrichtung erweist sich indessen als relativ träge im Hinblick auf den Druckspeicher und die Anpassung des Krafthebers und des Anbaugerätes im Gelände.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Vorrich­ tung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der kein Druckspeicher notwendig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausge­ staltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung beispielsweise anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Hydraulikanlage nach dem Stand der Technik, jedoch mit einer elektrohydraulischen Vorrichtung zur Entlastung der Anbaugeräte des Krafthebers eines Nutzfahrzeugs nach der Erfindung, und

Fig. 2 das Blockschaltbild einer erfindungsgemässen elektro­ hydraulischen Vorrichtung zur Entlastung der Anbaugeräte des Krafthebers eines Nutzfahrzeugs.

In einem Nutzfahrzeug, insbesondere einem Traktor, besteht die Hydraulikanlage beispielsweise aus einer Pumpe 1, einer Anhängerbremse 2, einer Zusatzsteuerventileinheit 3, einer Vorrichtung 4 zur hydraulischen Entlastung, einer Hubzylinde­ reinheit 5 und einem Tank 6, die über Oelleitungen einen ge­ schlossenen Kreislauf bilden. Die Hubzylindereinheit 5 wird auch Kraftheber genannt. Hydraulikanalgen dieser Art können in verschiedenen Varianten aufgebaut werden, ohne das Erfin­ dungsprinzip zu verlassen, das darin besteht, dass eine spezielle Vorrichtung 4 zur hydraulischen Entlastung mit einer elektrischen Steuervorrichtung 7 vorgesehen ist. Im Beispiel nach Fig. 1 sind die Zusatzsteuerventileinheit 3 und die Vorrichtung 4 mittels drei Oelleitungen 8, 9 und 10 miteinander verbunden, während die Vorrichtungen 4 und 7 über vier elektrische Drahtleitungen 11, 12, 13 und 14 miteinander verbunden sind. Beispielsweise ist die Leitung 9 eine Druck­ weiterführung, die Leitung 10 eine Druckleitung: Einfach- /Steuerventil und die Leitung 8 für den Lecköl-Rücklauf zum Tank vorgesehen.

Die Arbeitsweise einer Vorrichtung nach Fig. 1, jedoch ohne die Steuervorrichtung 7 und mit einer Vorrichtung 4 anderer Art, ist an sich bekannt und wird daher nicht näher beschrie­ ben. Es sei lediglich darauf hingewiesen, dass eine derartige Vorrichtung normalerweise mit drei Prioritäten arbeitet, und zwar derart, dass die Anhängerbremse 2 die erste, die Zusatz­ steuerventileinheit 3 die zweite und die Vorrichtung 4 zur Kraftheberentlastung die dritte Priorität hat. In Fig. 1 kann die Kombination bestehend aus der hydraulischen Vorrichtung 4 und der elektrischen Steuervorrichtung 7 als die erfin­ dungsgemässe Vorrichtung zur Entlastung der Anbaugeräte des Krafthebers eines Nutzfahrzeugs betrachtet werden, wie sie in Fig. 2 in Detail dargestellt ist.

In Fig. 2 ist die Zusatzsteuerventileinheit 3 nochmals mit dem Bezugszeichen 3 und die elektrische Steuervorrichtung ebenfalls mit dem Bezugszeichen 7 dargestellt. Alle anderen Elemente in Fig. 2 gehören der Vorrichtung 4 nach Fig. 1.

Die Zusatzsteuerventileinheit 3 ist über die Oelleitung 8 und eine Oelabzweigung 80 einerseits über eine Oelleitung 81 mit einem ersten Anschluss eines sogenannten direkt gesteuerten Druckbegrezungsventils 15 und andererseits über eine Oellei­ tung 82 mit einem ersten Anschluss eines 4/3-Wege-Schieber­ ventils 16 verbunden, wobei ein zweiter Anschluss des Ventils 15 über eine Oelleitung 83 mit einem zweiten Anschluss des Ventils 16 und ein dritter Anschluss des Ventils 16 über eine Oelleitung 84 mit einem ersten Anschluss eines sogenannten vorgesteuerten Druckbegrenzungs- und Druckminder-Ventils 17 verbunden ist. An die Oelleitung 83 ist ein Manometer 85 angeschlossen.

Die Zusatzsteuerventileinheit 3 ist auch über die Oelleitung 9 und eine Oelabzweigung 90 einerseits über eine Oelleitung 91 mit einem zweiten Anschluss des Ventils 17 und anderer­ seits über eine Oelleitung 92 mit einem ersten Anschluss eines elektrisch betätigten 2/2-Wege-Sitzventils 18 verbun­ den. Das Ventil 17 weist einen Anschluss 171 auf, die zur Druckweiterleitung oder zum Tank 6 (Fig. 1) führt. Die Vorrichtung 4 weist zudem ein weiteres elektrisch betätigtes 2/2-Wege-Sitzventil 19, dessen erster Anschluss über die Oelleitung 10 mit der Zusatzsteuerventileinheit 3 einfachwir­ kend verbunden ist. Je ein weiterer Anschluss der Ventile 18 und 19 sind jeweils über eine Oelleitung 93 bzw. 101 mittels einer an eine weitere Oelleitung 102 angeschlossene Abzwei­ gung 100 zusammengefasst.

Das Ventil 15 kann beispielsweise eine sogenannte direktge­ steuerte Druckbegrenzungspatrone in Sitzausführung mit dynamischer Hubhilfe und Schwingungsdämpfung sein, wie sie als Sicherheits- oder Vorspannventile oder als Fern-Vorsteu­ erventile zur Regelung von 0 bis zu überdurchschnittlich hohen Durchflussmengen eingesetzt werden.

Das Ventil 16 kann beispielsweise ein sogenanntes direktge­ steuertes Magnet-Schieberventil, wie sie als Wege-Schieber­ ventile eingesetzt werden, die Start, Stop und Durchfluss­ richtung eines Flüssigkeitstromes steuern, und deren Betäti­ gung durch Elektromagnete erfolgt.

Das Ventil 17 kann beispielsweise eine sogenannte vorgesteu­ erte Druckbegrenzungs- und Druckminderpatrone sein, und zwar vorzugsweise in einer Ausführung mit integriertem Umgehungs- Kolbenrückschlagventil.

Die Ventile 18 und 19 können sogenannte elektrisch betätigte 2/2 Wege-Sitzventile in Steckpatronen-Ausführung oder in Gewindeanschlusskörper sein.

Die Leitungen 8, 81, 82 und 111 sind Leckölleitungen oder Rücklaufleitungen, die Leitungen 9, 91, 92, 83 und 84 Speiseleitungen zu den Ventilen und die Leitungen 93, 101, 102 und 104 Druckleitungen zum Kraftheber. Die Leitung 112 ist eine Rücklauf-Speiseleitung.

Die Steuervorrichtung 7 umfasst drei Schalter 20, 21 und 22 mit je einer ersten Position a, c, bzw. e und mit je einer zweiten Position b, d, bzw. f, die jeweils über eine Anzei­ gelampe 24, 25, bzw. 26 mit Masse verbunden sind. Es ist noch ein Doppelschalter 23 mit zwei ersten Positionen g bzw. j und zwei zweiten Positionen h und k vorhanden, wobei die Position k über eine Lampe 27 mit Masse verbunden ist. Elektrisch ist das Ventil 19 über die Drahtleitung 11 an die Position a, das Ventil 18 über die Drahtleitung 12 an die Positionen d und h, die erste Wicklung 28 des Ventils 16 über die Drahtleitung 13 an die Position f und die zweite Wicklung 29 des Ventils 16 über die Drahtleitung 14 an die Position k angeschlossen. Die Positionen b, c und d sind je mit einem der festen Kontakte der Schalter 21, 23 bzw. 22 verbunden, wobei der feste Kontakt des Schalters 20 an den Pluspol einer 12-Volt- Batterie angeschlossen ist. Die Funktion der Steuervorrich­ tung 7 könnte auch mit einem einfachen vierten Schalter 23 realisiert werden.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 funktioniert folgendermassen:

Die Schalter 20, 21 und 22 sind vorzugsweise Rast-Schalter, die in der jeweiligen Schaltstellung verbleiben, bis sie er­ neut betätigt werden. Der vierte Schalter 23 hingegen ist vorzugsweise ein Tast-Schalter, der selbsttätig in seine Ausgangslage zurückkehrt, wenn die Betätigungskraft nicht mehr einwirkt. Wenn der Schalter 20 nicht gedrückt ist (Position a) fliesst ein Strom vom Pluspol der Batterie über die Drahtleitung 11 zur Wicklung des Ventils 19, das dadurch ständig geöffnet bleibt, so dass über die Oelleitungen 10 und 102 Oel von der Zusatzsteuerventileinheit 3 einfachwirkend mit Schwimmstellung zu den hydraulische Zylindern der Einheit 5 (Fig. 1) vor und zurück fliessen kann. Wenn der Schalter 20 gedrückt wird (Position b), schliesst das Ventil 19. Gleichzeitig leuchtet die Anzeigelampe oder Leuchtdiode 24, und die Positionen c, g und j liegen ebenfalls auf einem Potential von etwa 12 Volt, jedoch ohne Wirkung. Werden dann die Schalter 21 und 22 gleichzeitig oder nacheinander eingeschaltet (Positionen d bzw. f), so leuchten die Lampen 25 und 26 und über die Drahtleitung 12 fliesst ein Strom zur Wicklung des Ventils 18, das daher geöffnet wird, und über die Drahtleitung 13 ein Strom zur ersten Wicklung des Ventils 16, dessen erste Seite 30 ebenfalls geöffnet wird. Danach ist es möglich, das Ventil 15 manuell, beispielsweise durch Drehen oder elektrisch über ein Potentiometer, zu betäti­ gen, um den Gegendruck für die zu entlastende Maschine nach Bedarf einzustellen.

Wenn sich die Schalter 20, 21 und 22 in den Positionen b, d bzw. f befinden, sind die Ventile 18 und 30 offen und die Ventile 19 geschlossen, so dass Oel über die Leitungen 9, 90, 92, 93 und 102 zu den Zylindern mit dem durch das Ventil 15 eingestellten Druck fliesst, der beispielsweise zwischen 0 und 80 bar einstellbar ist, wobei das restliche Oel über die Oelleitung 81 in den Tank über die Zusatzsteuerventileinheit 3 geführt wird. Das Oel fliesst daher zunächst über die Oel­ leitungen 9, 90 und 91 und dann sowohl über die Oelleitung 171 weiter als auch über die Oelleitungen 84 und 83 zum Ventil 15 und weiter über die Oelleitung 81 zum Tank.

Der Fall, bei dem der vierte Schalter 23 eingeschaltet wird (Position h und k), bezieht sich auf die sogenannte Hebepha­ se, bei der sich die Schalter 20, 21 und 22 in den Positionen b, c bzw. e befinden, so dass ein Strom von der Batterie über die Kontakte in den Positionen c, h und k und über die Drahtleitungen 12 und 14 die Wicklungen der Ventile 18 und 3 und 31 aktivieren, die somit geöffnet werden. Somit fliesst das mittels der Ventile 17 und 31 gestaute Oel von 180 bar über die Leitungen 84, 9, 90, 92, 93 und 102 zu den Zylindern des Krafthebers. Das Lecköl wird über die Leitungen 82, 80 und 8 zurück zum Tank geführt. Der vierte Schalter 23 wird daher betätigt, wenn man den maximalen Druck von 180 bar braucht und zu diesem Zweck die linke Seite 31 des Ventils 16 aktiviert wird.

Mit der Vorrichtung nach der Erfindung sind somit drei wichtige Funktionen möglich.

• 1. Funktion: Die vier Schalter 20, 21, 22 und 23 befinden sich in der ersten Position (a, b, c bzw. d), so dass nur das Ventil 19 aktiviert ist. In diesem Fall kann über die Zusatz­ steuerventileinheit 3 wie üblich über ein einfach wirkendes Steuerventil ein maximaler Druck von beispielsweise 180 bar angesteuert werden.
• 2. Funktion: Die Entlastungphase nach der Erfindung wird mit Hilfe der Schalter 20, 21 und 22 eingeleitet, indem sie auf die Positionen b, d bzw. f umgeschaltet werden. In diesem Fall werden die Ventile 18 und 30 aktiviert, so dass über das Ventil 15 ein beispielsweise zwischen 0 und 80 bar ein­ stellbarer Gegendruck für die Entlastung eingestellt wird.
• 3. Funktion: Durch Umschalten der Schalter 21 und 22 zurück auf die Positionen c bzw. e und Einschalten des Drucktasters 23 auf sie Positionen h und k kann der Druck sehr schnell wieder auf den maximalen Wert von beispielsweise 180 bar gebracht werden, um das Anbaugerät auf seiner Arbeitsstellung (Arbeitsposition) nach oben zu ziehen.

Die Ventile 15 und 17 zusammen mit dem Schieberventil 16 bilden eine Entlastungsventileinheit. Die Schalter 20, 21, 22 und gegebenenfalls der Schalter 23 können durch äquivalen­ te Schalt- oder Steuermittel ersetzt werden. Für die Schalter 21 und 22 kann beispielsweise auch ein Doppelschalter vorgesehen sein.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie dem Nutzfahrzeug eine grössere Manövrierfähigkeit im unebenen und steilen Gelände gibt, die sich beispielsweise auf eine sehr günstige Anbaugeräte-, oder Boden- oder Grasnarbenscho­ nung auswirkt. Die Bodenschonung ergibt sich z. B. dadurch, dass das Gewicht des Anbaugerätes sich besser auf die vordere Lenkachse und hintere Triebachse verteilt. Eine Kontrolle der Funktionen kann einfach mit Hilfe eines in der Kabine des Nutzfahrzeugs vorgesehenen Manometers erfolgen, um die Entla­ stungsfunktion manuell oder elektrisch durchführen zu können. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann in vorzüglicher Weise sowohl zur Bedienung eines Frontkrafthebers oder eines Heck­ krafthebers oder auch mehrerer hydraulischer Einrichtungen vorne und/oder hinten eingesetzt werden.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Entlastung mindestens eines Krafthebers eines Nutzfahrzeugs, die nebst einer Hebe- und Senkstellung sowie einer neutralen Hal­ testellung auch eine Entlastungsstellung aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine von einer elektrischen Steuervorrichtung (7) gesteuerte hydraulische Vorrichtung (4) vorhan­ den ist die ein elektrisch aktivierbares, über eine hydraulische Hauptleitung (10) mit einer Zusatz­ steuerventileinheit (3) verbundenes Hauptventil (19) aufweist,
daß die hydraulische Vorrichtung (4) ein elektrisch aktivierbares Zusatzventil (18) aufweist, das über eine hydraulische Zusatzleitung (9, 92) mit der Zu­ satzsteuerventileinheit (3) ist, und eine elektrisch aktivierbare, mit der Zusatzsteuerventileinheit (3) verbundene Entlastungsventileinheit (15, 16, 17) umfaßt, und
daß die elektrische Steuervorrichtung (7) Steuer­ mittel (20, 21, 22) aufweist um entweder das Haupt­ ventil (19) oder das Zusatzventil (18) und die Entla­ stungsfunktion (15, 30) der Entlastungsventileinheit (15, 16, 17) zu aktivieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Entlastungsventileinheit (15, 16, 17) ein erstes, über eine erste Abzweigung (90) an die Zusatzleitung (9, 92) angeschlossenes Ventil (17) ein zweites, über eine zweite Abzweigung (80) an die Zusatzsteuerventileinheit (3) angeschlossenes Ventil (15) und ein Schieberventil (16) aufweist, das an diese zwei Ventile (15, 17) und an die zweite Abzweigung (80) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (7) wei­ tere Steuermittel (23) umfaßt, um bei Deaktivie­ rung der Entlastungsfunktion (15, 30) der Entla­ stungsventileinheit (15, 16, 17) das Zusatzventil (18) und die Hebefunktion (13) der Entlastungsventil­ einheit (15, 16, 17) zu aktivieren.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Schieberventil (16) zwei Ventile (30, 31) umfaßt, derart daß das eine Ventil (30) bei der Entlastungsfunktion und das andere Ventil (31) bei der Hebefunktion mitwirkt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (20, 21, 22) mindestens zwei Drucktaster mit selbsttäti­ gem Rückgang aufweisen, um einerseits das Haupt­ ventil (19) und andererseits das Zusatzventil (18) und die Entlastungsfunktion (30) der Entlastungs­ ventileinheit (15, 16, 17) zu betätigen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Schalt­ mittel (23) der Steuervorrichtung (7) einen Druck­ schalter ohne selbsttätigen Rückgang umfassen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil (17) der Entlastungsventileinheit (15, 16, 17) ein vorge­ steuertes Druckbegrenzungs- und Druckminder- Ventil ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (15) der Entlastungsventileinheit (15, 16, 17) ein direkt­ gesteuertes Druckbegrenzungsventil ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberventil (16) ein direktgesteuertes Magnetschieberventil ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die Entlastungs­ ventileinheit (15, 16, 17) ein Manometer (85) ange­ schlossen ist.