DE4416228A1 - Hydraulische Anlage für ein mobiles Arbeitsgerät, insbesondere für einen Radlader - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Anlage, die für ein mobiles Arbeitsgerät, insbesondere für einen Radlader ver­ wendet wird und die die Merkmale aus dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 aufweist.

Aus der DE 39 09 205 C1 ist es bekannt, die Nickschwingungen von Radladern, die insbesondere bei gefüllter Ladeschaufel und höhe­ rer Fahrgeschwindigkeit auftreten, mit einem Dämpfungssystem zu dämpfen, das Bestandteil der hydraulischen Anlage des Radladers ist. Zur Schwingungsdämpfung sind die im allgemeinen zwei hydraulischen Liftzylinder zum Heben und Senken der Ladeschaufel über ein Absperrventil an einen Hydrospeicher anschließbar, der von einer Hydropumpe über eine Fülleitung aufgeladen werden kann. Das zwischen dem Hydrospeicher und den Liftzylindern ange­ ordnete Absperrventil ist geschlossen, solange mit der Lade­ schaufel gearbeitet wird, und kann vom Fahrer oder automatisch geöffnet werden, sobald beim Fahren Nickschwingungen auftreten oder sobald die Fahrgeschwindigkeit über einem bestimmten Wert von z. B. 6 km/h liegt. Zu einer hydraulischen Steueranordnung eines Radladers gehören, wie dies auch die DE 39 09 205 C1 zeigt, mehrere Wegeventile, von denen eines dazu dient, um zum Heben und Senken der Ladeschaufel die Liftzylinder mit Druckmit­ tel zu versorgen. Nach der DE 39 09 205 C1 besitzt dieses Wege­ ventil auch eine Schaltstellung, in der die beiden Druckräume jedes Liftzylinders mit dem Tank verbunden sind. In dieser Schaltstellung des Wegeventils liegt die Ladeschaufel mit ihrem Gewicht auf dem Boden auf und kann zur Planierung über diesen gezogen oder geschoben werden. Sie schwimmt gleichsam auf dem Boden, weshalb die betreffende Schaltstellung des Wegeventils auch als die Schaltstellung "schwimmen" bezeichnet wird. Die Funktion "Schwimmen" kann, wie dies der DE 41 29 509 A1 entnehm­ bar ist, auch durch ein zusätzliches Wegeventil realisiert wer­ den, das in einer Schaltstellung die beiden Druckräume jedes Liftzylinders miteinander und mit Tank verbindet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steueranordnung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß eine kompakte und platzspa­ rende Bauweise möglich ist, daß der Verrohrungsaufwand verrin­ gert wird und daß die Herstellung kostengünstig sein kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine hydraulische An­ lage gelöst, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist und bei der gemäß dem kennzeichnenden Teil dieses An­ spruchs das Absperrventil derart in das Wegeventil, über das die beiden Druckräume des Hydraulikzylinders getrennt mit Druck be­ aufschlagbar und/oder gemeinsam mit dem Tank verbindbar sind, integriert ist, daß der Hydrospeicher und der erste Druckraum des Hydrozylinders über den Steuerschieber des Wegeventils mit­ einander verbindbar sind. Bei einer erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Anlage ist also neben den Wegeventilen nicht auch noch ein zusätzliches Absperrventil vorhanden. Vielmehr erfüllt eines der Wegeventile auch die Funktion des Absperrventils. Damit wird der Aufwand für die Verrohrung geringer, die Bauweise ist kompakt und platzsparend, und die Kosten sind reduziert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen hydrauli­ schen Anlage kann man den Unteransprüchen entnehmen.

So wird gemäß Anspruch 2 während einer Verbindung des ersten Druckraums mit dem Hydrospeicher gleichzeitig der zweite Druck­ raum mit dem Tank verbunden. Somit kann im zweiten Druckraum kein Unterdruck entstehen und der Kolben des Hydrozylinders kann kavitationsfrei schwingen.

Gemäß Anspruch 3 sind in Übereinstimmung mit der hydraulischen Anlage nach der DE 41 29 509 A1 ein erstes Wegeventil, über das die beiden Druckräume des Hydrozylinders wechselweise mit einer Hydropumpe und mit dem Tank verbindbar sind, und ein zweites We­ geventil vorhanden, über das die beiden Druckräume gemeinsam mit dem Tank verbindbar sind, durch das also die Funktion "Schwimmen" realisierbar ist. Vorteilhafterweise ist nun das Ab­ sperrventil in das zweite Wegeventil integriert, weil dann keine vierte Schaltstellung für das erste Wegeventil notwendig ist.

Gemäß Anspruch 4 kann nicht nur die Verbindung des ersten Druck­ raums des Hydrozylinders mit dem Hydrospeicher, sondern auch die Verbindung des zweiten Druckraums mit dem Tank durch eine Betä­ tigung des zweiten Wegeventils hergestellt werden. Sieht man einmal von einem eventuellen Vorsteuerventil für das zweite We­ geventil ab, so muß also außer diesem Wegeventil kein weiteres Wegeventil für die Funktion "Dämpfen" der hydraulischen Anlage betätigt werden.

Gemäß Anspruch 5 sind für das zweite Wegeventil und ein weiteres Wegeventil, die benachbarte Sektionen eines Ventilblocks bilden, im wesentlichen gleich ausgebildete Ventilgehäuse verwendet.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anlage ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.

In der Zeichnung erkennt man ein erstes Wegeventil 10 und ein zweites Wegeventil 11, die unmittelbar benachbarte Sektionen ei­ nes Ventilblocks 12 bilden, zu dem noch weitere nicht näher dar­ gestellte Wegeventilsektionen gehören. Das Wegeventil 10 dient dazu, um zwei parallel zueinander geschaltete Liftzylinder zu betätigen und über diese die Ladeschaufel eines Radladers zu he­ ben und zu senken. Jeder Liftzylinder 13 enthält in einem Zylin­ dergehäuse 14 einen eine Kolbenstange 16 aufweisenden Kolben 15, der das Innere des Gehäuses 14 in einen kolbenstangenseitigen, ringförmigen Druckraum 17 und in einen kolbenstangenabseitigen Druckraum 18 aufteilt. Die kolbenstangenseitigen Druckräume 17 der Liftzylinder 13 sind über eine Verbraucherleitung 19 mit ei­ nem ersten Anschluß 20 des Wegeventils 10 verbunden. Die Druckräume 18 sind über eine Leitung 21 mit einem Anschluß 21 des Wegeventils 10 verbunden.

Dieses Wegeventil 10 besitzt ein Ventilgehäuse 25, durch das in Richtung der Aneinanderreihung mit dem Wegeventil 11 ein Druck­ kanal 26, der mit dem Druckanschluß einer Hydropumpe 27 verbun­ den ist, und ein Tankkanal 28 hindurchgehen, der in einen Tank 29 mündet. Die Öffnungsquerschnitte dieser beiden Kanäle werden durch die Position des Steuerschiebers 30 des Wegeventils 10 nicht beeinflußt. Ein weiterer durch das Ventilgehäuse 25 hin­ durchgehender Kanal 31 wird als Umlaufkanal bezeichnet, der in einer Mittelstellung des Steuerschiebers 30 offen ist und bei einer Verlagerung des Steuerschiebers 30 aus der federzentrier­ ten Mittelstellung heraus in die eine oder in die andere Rich­ tung bis zur völligen Absperrung immer mehr verschlossen wird. Der Umlaufkanal 31 führt auch durch die weiteren auf der der We­ geventilsektion 11 abgelegenen Seite der Sektion 10 angeordneten Wegeventilsektionen des Ventilblocks 12 hindurch, ist durch die Steuerschieber der weiteren Wegeventilsektionen genauso wie durch den Steuerschieber 30 beeinflußbar und letztendlich mit dem Druckkanal 26 verbunden. Bei einer Verlagerung des Steuer­ schiebers 30 aus der Mittelstellung heraus werden der Anschluß 21 mit dem Druckkanal 26 und der Anschluß 20 mit dem Tankkanal 28 verbunden. Dadurch werden die Druckräume 18 mit Druck beauf­ schlagt und die Druckräume 17 zum Tank entlastet. Die Kolben­ stangen 16 fahren aus, die Ladeschaufel des Radladers wird geho­ ben. Bei einer Verlagerung des Steuerschiebers 30 in die entge­ gengesetzte Richtung werden die Druckräume 17 mit Druck beauf­ schlagt und die Druckräume 18 zum Tank entlastet. Die Ladeschau­ fel senkt sich.

Das Gehäuse 35 des Wegeventils 11 ist weitgehend gleich dem Ge­ häuse 25 des Wegeventils 10. Es besitzt einen Kanal 36 in Ver­ längerung des Druckkanals 26 des Ventils 10, einen Tankkanal 38 in Verlängerung des Tankkanals 28 und einen durchgehenden Um­ laufkanal 41, der den Umlaufkanal 31 des Wegeventils 10 fort­ setzt. Der Umlaufkanal 41 ist, wie man aus dem Schaltsymbol er­ sieht, in jeder Position des Steuerschiebers 40 des Wegeventils 11 mit dem Tankkanal 38 verbunden, so daß es auch möglich ist, eine dauernde Verbindung zwischen dem Umlaufkanal 31 und dem Tankkanal 28 im Gehäuse 25 des Wegeventils 10 herzustellen und auf einen Umlaufkanal im Gehäuse 35 des Wegeventils 11 zu ver­ zichten. Die Tankkanäle 28 und 38 sind nämlich zueinander offen. Dagegen ist der Kanal 36 des Ventilgehäuses 35 zum Druckkanal 26 des Ventilgehäuses 25 hin abgesperrt. Diese Absperrung kann schon in der Gußform für das Ventilgehäuse 35 vorgesehen sein, jedoch auch erst nachträglich erfolgen. Zur dem Wegeventil 10 abgewandten Seite des Ventilgehäuses 35 hin ist der Kanal 36 of­ fen. Er ist an einen Hydrospeicher 42 angeschlossen.

Wie das Wegeventil 10 besitzt auch das Wegeventil 11 zwei Ver­ braucheranschlüsse 20 und 21, wobei der Verbraucheranschluß 20 wie der entsprechende Anschluß des Wegeventils 10 mit den Druck­ räumen 17 und der Verbraucheranschluß 21 wie der entsprechende Anschluß des Wegeventils 10 mit den Druckräumen 18 der Liftzy­ linder 13 verbunden ist. In der wiederum federzentrierten Mit­ telstellung des Steuerschiebers 40 sind die beiden Verbraucher­ anschlüsse 20 und 21 sowie die Kanäle 36 und 38 gegeneinander abgesperrt. In der einen seitlichen Stellung sind die Verbrau­ cheranschlüsse 20 und 21 mit dem Kanal 38 und somit mit dem Tank 29 verbunden, während der Kanal 36 abgesperrt ist. Somit herrscht in beiden Druckräumen 17 und 18 der Liftzylinder 13 Tankdruck. Die Ladeschaufel eines Radladers kann zum Planieren des Bodens über diesen hinweggezogen werden. Durch die entspre­ chende Betätigung des Steuerschiebers 40 wird also die Funktion "Schwimmen" realisiert. Bei einer Verlagerung des Steuerschie­ bers 40 aus der Mittelstellung heraus in die entgegengesetzte Richtung wird der Anschluß 20 des Wegeventils 11 mit dem Kanal 38, also mit dem Tank 29, und der Anschluß 21 mit dem Kanal 36, also mit dem Hydrospeicher 42 verbunden. Die Druckräume 17 der Liftzylinder 13 sind dadurch zum Tank entlastet, während die Druckräume 18 mit dem Hydrospeicher 42 verbunden sind. Es kann also Öl zwischen den Druckräumen 18 und dem Hydrospeicher 42 hin und her geschoben werden, so daß der Ausleger des Radladers mit der Ladeschaufel und der Lader selbst kein starres System mehr bilden und Nickschwingungen gedämpft werden.

Durch die weitere seitliche Stellung des Steuerschiebers 40 ist also die Funktion "Dämpfen" realisiert.

Eine Verlagerung des Steuerschiebers 40 in diese Position er­ folgt willkürlich vom Fahrzeugführer oder automatisch dann, wenn der Radlader eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit erreicht hat. Es wird dann ein elektromagnetisch betätigbares Vorsteuerventil 50 betätigt und ein Steuerdruckraum 51 des Wegeventils 11, der in der Ruhestellung des Ventils 50 zum Tank entlastet ist, mit ei­ ner Leitung 52 verbunden, die vom maximalen Steuerdruck, der für die Betätigung der Wegeventile des Blocks 12 zur Verfügung steht, beaufschlagt ist.

Der Speicher 42 ist über eine Füllventilanordnung 60 bis zu ei­ nem einstellbaren Höchstdruck aufladbar und dazu über die Füll­ ventilanordnung 60 mit den Druckräumen 18 der Liftzylinder 13 verbunden. Im vorliegenden Beispiel geschieht dies dadurch, daß die Ventilanordnung 60 innerhalb des Ventilgehäuses 35 des Wege­ ventils 11 mit einem zum Anschluß 21 dieses Ventils führenden Kanal verbunden ist. Die Anbindung könnte jedoch auch außerhalb des Ventilgehäuses 35 oder innerhalb des Gehäuses 25 erfolgen. Die Ventilanordnung 60 umfaßt ein Druckminderventil 61 und ein zwischen das Druckminderventil und den Hydrospeicher 42 geschal­ tetes, zum Hydrospeicher hin öffnendes Rückschlagventil 62.

Wenn durch eine Betätigung des Wegeventils 10 die Druckräume 18 der Liftzylinder 13 mit Druck beaufschlagt werden, so wird der Hydrospeicher 42 über die Ventile 61 und 62 bis zu dem in den Druckräumen 18 herrschenden Druck gefüllt, sofern dieser Druck einen am Druckminderventil eingestellten Wert nicht überschrei­ tet. Üblicherweise bleibt der Druck in den Druckräumen 18 unter­ halb des eingestellten Wertes, so daß im Hydrospeicher 42 der aufgetretene Höchstdruck herrscht, der durch das Rückschlagven­ til 62 im Hydrospeicher gehalten wird.

Claims (5)

1. Hydraulische Anlage für ein mobiles Arbeitsgerät, insbe­ sondere für einen Radlader, mit einem über mindestens einen Hydraulikzylinder (13) betätigbaren Arbeitswerkzeug, insbeson­ dere Ladeschaufel, mit einem das Innere des Hydraulikzylinders (13) in zwei Druckräume (17, 18) aufteilenden Kolben (15), mit einem Absperrventil, über das ein erster der beiden Druckräume (17, 18) mit einem über eine Fülleitung aufladbaren Hydrospei­ cher (42) verbindbar ist, und mit einem Wegeventil (11) mit ei­ nem Steuerschieber (40) zur getrennten Druckbeaufschlagung und/oder zur Verbindung der beiden Druckräume (17, 18) des Hydraulikzylinders (13) mit einem Tank (29), dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absperrventil derart in das Wegeventil (11) integriert ist, daß der Hydrospeicher (42) und der erste Druck­ raum (18) des Hydrozylinders (13) über den Steuerschieber (40) des Wegeventils (11) miteinander verbindbar sind.

2. Hydraulische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß während einer Verbindung des ersten Druckraums (18) mit dem Hydrospeicher (42) der zweite Druckraum (17) mit dem Tank (29) verbunden ist.

3. Hydraulische Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Druckräume (17, 18) des Hydrozylin­ ders (13) über ein erstes Wegeventil (10) wechselweise mit einer Hydropumpe (27) und mit dem Tank (29) verbindbar sind, daß die beiden Druckräume (17, 18) über ein zweites Wegeventil (11) gemeinsam mit dem Tank verbindbar sind und daß das Absperrventil in das zweite Wegeventil (11) integriert ist.

4. Hydraulische Anlage nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Verbindung des ersten Druckraums (18) des Hydrozylinders (13) mit dem Hydrospeicher (42) als auch die Verbindung des zweiten Druckraums (17) mit dem Tank (29) durch eine Betätigung des zweiten Wegeventils (11) herstellbar ist.

5. Hydraulische Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zweite Wegeventil (11) und ein weiteres Wegeventil (10) benachbarte Sektionen eines Ventilblocks (12) sind, daß das zweite Wegeventil (11) und das weitere Wegeventil (10) Ventilgehäuse (25, 35) besitzen, die im wesentlichen gleich ausgebildet sind und einen in Richtung der Aneinanderreihung verlaufenden, mit dem Kanal (36, 26) des anderen Ventilgehäuses (35, 25) fluchtenden Kanal (26, 36) aufweisen, von dem aus eine Verbindung zur den jeweiligen Steuerschieber (30, 40) auf nehmen­ den Ventilbohrung besteht, daß die beiden Kanäle (26, 36) gegen­ einander abgesperrt sind und daß der Kanal (36) des zweiten We­ geventils (11) mit dem Hydrospeicher (42) und der Kanal (26) des weiteren Wegeventils (10) mit dem Druckanschluß der Hydropumpe (27) verbunden ist.