DE60106671T9

DE60106671T9 - Hydraulisches System für einen Radlader

Info

Publication number: DE60106671T9
Application number: DE60106671T
Authority: DE
Inventors: David Cook; Ben Covell
Original assignee: JC Bamford Excavators Ltd
Current assignee: JC Bamford Excavators Ltd
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-24
Publication date: 2005-09-15
Also published as: EP1428789B1; US7089734B2; EP1522520A2; EP1157963A3; EP1428789A3; GB2365407A; ATE280733T1; ES2240952T3; EP1522520B1; PT1428789E; ATE501974T1; ATE294133T1; EP1157963B1; GB0012602D0; ES2362809T3; ATE399142T1; DE60110472T2; DK1157963T3; EP1961694A1; EP1428789A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches System für einen Radlader, der eine Ladearmanordnung aufweist, die ein Arbeitsgerät trägt, und wobei die Ladearmanordnung mit dem Fahrgestell verbunden ist und zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Position mit Hilfe einer hydraulischen Stempeleinrichtung bewegbar ist.
Es ist bekannt, das Fahrverhalten eines solchen Radlagers dadurch zu verbessern, daß ein hydraulischer Speicher in den Hydraulikschlauch eingeschaltet wird, der Hydraulikfluid in die genannte Stempeleinrichtung zuführt, um die Ladearmanordnung anzuheben. Als Ergebnis davon wird dann, wenn der Radlader über ein Gelände fährt oder eine Straße entlangfährt und eine gewisse Geschwindigkeit aufweist, die Ladearmanordnung auf eine federartige Weise durch den Speicher aufgehängt bzw. abgestützt, so daß der Radlader in der Lage ist, mit weniger Nickbewegungen und Rückprallbewegungen zu fahren, als dies anderweitig der Fall wäre.
Allerdings ist ein solches System zum Verbessern des Fahrverhaltens bislang nicht vorgesehen worden bei einem Ladefahrzeug, das eine Ladearmanordnung aufweist, die an dem Fahr gestell an oder in der Nähe des hinteren Endes des Fahrgestells angeschlossen ist, so daß sich die Ladearmanordnung nach vorn erstreckt, wobei in einer abgesenkten Position der Armanordnung das Arbeitsgerät vor dem Fahrgestell angeordnet ist. Ein solches Fahrzeug ist mit einem Schlauchplatz-Rückschlagventil versehen.
Aus der US-A-4658970 , die dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 entspricht, ist ein fahrbarer Kran mit einem Ausleger bekannt, der ein System zum Verbessern des Fahrverhaltens der vorgenannten Art aufweist, bei dem, wenn es sich in Eingriff befindet, beide Sei ten des Hubstempels in einem geschlossenen Kreis miteinander und mit einem Speicher verbunden sind, der Schwingungen des Auslegers dämpft, wenn das Fahrzeug fährt.
Aus der JP-A-58-121305 ist eine Maschine mit einem Ausleger bekannt, bei dem ein hydraulischer Speicher vorgesehen ist, um zu ermöglichen, daß der Öldruck auf einer Ringraumseite eines Hubstempels im Falle einer Leckage von Öl oder einer Schrumpfung aufgrund einer Abkühlung des Öls "aufgefüllt" werden kann, so daß die Position des Kolbens in dem Hubstempel fest beibehalten werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Radlader nach Anspruch 1 bereitgestellt.
Es kann vorgesehen sein, daß die Umsteuerventileinrichtung von Hand betätigbar ist. Es kann vorgesehen sein, daß die Steuerventile elektrisch betätigte Solenoidventile sind, an die ein Strom durch eine von Hand betätigbare Schalteinrichtung zugeführt wird, um einen Betrieb der Einrichtung zum Verbessern des Fahrverhaltens zu veranlassen, wenn die Ventile so positioniert sind, daß sie einen Durchgang von Hydraulikfluid zulassen. Die Umschaltventileinrichtung kann mit einer Schalteinrichtung versehen sein, um die Position der Umsteuerventileinrichtung zu erfassen, um das zweite Steuerventil zu schließen, wenn der Ausleger abgesenkt ist und wenn sich die Steuerventile in ihren zweiten Positionen befinden.
Es kann vorgesehen sein, daß der Speicher und die Steuerventile und die Rückschlagventile unmittelbar auf der hydraulischen Stempeleinrichtung angebracht sind. Es kann vorgesehen sein, daß zumindest eines der Elemente: Speicher, Steuerventile und Rückschlagventile und Anschlußleitungen, aus Metall bestehen, vorzugsweise aus Stahl.
Bei dem genannten Rückschlagventil kann es sich um ein Schlauchplatz-Rückschlagventil handeln.
Die genannte eine Kammer kann auf der gegenüberliegenden Seite des Ventils bezüglich der Kolbenstange angeordnet sein, und die genannte andere Kammer kann eine ringförmige Kammer sein, die die Kolbenstange umgibt.
Ein Beispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Seitenansicht eines Radladers nach der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 ein schematisches Schaltbild zeigt, in dem die Strömung des Hydraulikfluids und Ventilstellungen bei normalem Betrieb des Laders beim Anheben des Arms dargestellt sind,
3 eine ähnliche Ansicht wie 2 zeigt, in der allerdings der normale Betrieb während des Absenkens des Arms dargestellt ist,
4 eine ähnliche Ansicht wie die nach 2 zeigt, wobei allerdings eine Fahrposition des Laders dargestellt ist, in der sich die Einrichtung zum Verbessern des Fahrverhaltens in Eingriff befindet,
5 eine ähnliche Ansicht wie die nach 4 zeigt, wobei aber eine Stellung zum Anheben des Auslegers dargestellt ist, wobei die Einrichtung zum Verbessern des Fahrverhaltens in Eingriff ist, und
6 eine Ansicht ähnlich der nach 4 zeigt, wobei allerdings der Strom des Fluids in einer Position zum Absenken des Auslegers dargestellt ist und wobei die Einrichtung zum Verbessern des Fahrverhaltens in Eingriff steht.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weist ein Radladefahrzeug ein Fahrgestell 10 auf, das in herkömmlicher Weise auf zwei Paaren von vorderen und hinteren Rädern 11, 12 abgestützt ist, von denen jedes lenkbar ist und jedes durch eine geeignete Getriebe- und Differentialeinrichtung durch einen Motor angetrieben ist, der nach Wunsch bzw. Zweckmäßigkeit auf dem Fahrzeug angeordnet sein kann. Das Fahrgestell 10 weist ein hinteres Ende 13 und ein vorderes Endes 14 auf. Eine Ladearmanordnung 16 ist an einer Position benachbart zu ihrem hinteren Ende schwenkbar an dem Fahrgestell 10 in der Nähe des hinteren Endes 13 des Fahrgestells um eine Achse 15 angebracht. Die Ladearmanordnung 16 besteht in dem vorliegenden Beispiel aus einem zweiteiligen Ausleger mit einem äußeren Teil 16a, innerhalb dessen ein innerer Teil 16b teleskopartig geführt ist, wobei die Teile relativ zueinander durch eine hydraulische Stempeleinrichtung verschieblich sind, um eine ausfahrbare Ladearmanordnung zu bilden. Wenn gewünscht, kann das Fahrzeug einen zwei- oder mehrteiligen Ausleger oder einen nicht ausfahrbaren, einteiligen Ausleger aufweisen.
An dem vorderen Ende der Auslegeranordnung 16 befindet sich ein sich nach unten erstreckender vorspringender Abschnitt 17, durch den ein Arbeitsgerät 18 lösbar in bekannter Weise gehalten ist. Wenn gewünscht, kann es sich bei dem Arbeitsgerät 18 um ein Paar Hubgabeln handeln, wie dargestellt, oder es kann sich um ein Fördergefäß oder um ein sonstiges geeignetes Arbeitsgerät handeln.
Die Ladearmanordnung kann mit dem Fahrgestell an oder benachbart zu dessen hinterem Ende durch eine beliebige geeignete Schwenkeinrichtung verbunden sein, die an oder benachbart zu dem hinteren Teil der Ladearmanordnung angeordnet ist.
Die Ladearmanordnung 16 ist um die Achse 15 zwischen angehobenen und abgesenkten Stellungen schwenkbar. In der abgesenkten Stellung befindet sich das Arbeitsgerät 18 vor dem vorderen Ende 14 des Fahrzeugs. Die Ladearmanordnung 16 ist zwischen den genannten angehobenen und abgesenkten Stellungen durch eine Stempelanordnung 20 bewegbar, die in dem vorliegenden Beispiel aus einem einzelnen Stempel besteht. Die Stempelanordnung 20 weist in herkömmlicher Weise einen Zylinderabschnitt 21 und eine Kolbenstange 22 auf. Die Kolbenstange 22 ist an einem Ende mit einem Tragarm 23 verbunden, der nach unten von der Unterseite des Teils 16a der abgesenkten Armanordnung abgeht, und zwar mittels eines Schwenkzapfens 24a, während der Zylinder 21 an seinem unteren Ende durch einen Schwenkzapfen 24b mit einem Teil des Fahrgestells 10 verbunden ist. Wie offensichtlich ist, hat ein Ausfahren und ein Ziehen der Kolbenstange 22 aus dem Zylinder 21 ein schwenkendes Anheben und Absenken der Armanordnung 16 zur Folge.
Innerhalb des Zylinders 21 befindet sich eine erste Kammer 25 auf einer Seite des Kolbens 27, die eine zylindrische Konfiguration aufweist, und eine zweite Kammer 26 auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens 27, wobei auf 2 bis 5 verwiesen sei, bezüglich der ersten Kammer 25, die im Querschnitt eine ringförmige Konfiguration aufweist. Auf dem Zylinder 21 ist eine herkömmlicher Speichereinrichtung 30 angebracht, die in dem dargestellten Beispiel aus Stahl besteht und durch eine Leitung 21 mit einem ersten Steuerventil 32 verbunden ist. Ein zweites Steuerventil 33 ist durch eine Leitung 34, die flexible Schläuche und/oder starre Leitungen umfaßt, an einen hydraulischen Behälter oder einen sonstigen auf niedrigem Druck befindlichen Bereich 35 angeschlossen.
Jedes Steuerventil 32, 33 ist ein elektrisch betätigtes Solenoidventil, das zwischen einer ersten oder Ruhestellung, in dem ein Durchgang von Fluid in einer Richtung des Ventils 32 und in beiden Richtungen in dem Ventil 33 verhindert ist, und einer zweiten Stellung, in dem der Durchgang des Fluids möglich ist, bewegbar. Beide Steuerventile 32, 33 sind normalerweise federvorgespannt durch ein Federmittel 36 in die Position, in der eine Strömung des Fluids verhindert ist, wie in 2 und 3 dargestellt ist.
Eine Leitung 38, die eine starre Rohrleitung 38a und eine flexible Leitung 38b umfaßt, verbindet die erste Kammer 25 des Stempels 20 mit einem ersten Anschluß 40a eines Umsteuerventils 40 über ein Schlauchplatz-Rückschlagventil 39. Das erste Steuerventil 32 ist durch eine Leitung 37, die eine starre Rohrleitung umfaßt, an die Leitung 38 zwischen der Kammer 25 des Stempels und dem Schlauchplatz-Rückschlagventil 39 angeschlossen. Das Schlauchplatz-Rückschlagventil 39 ist ein Servoventil, das normalerweise in der Richtung geschlossen gehalten wird, in der ein Strom von Fluid unter Druck von der Kammer 25 zu dem Ventil 40 verhindert ist, aber es kann dadurch geöffnet werden, daß ein Servodruck auf der Leitung 41, die eine starre Rohrleitung umfaßt, von einer Leitung 42 zugeführt wird, die eine starre Rohrleitung 42a und flexible Schläuche 42b umfaßt, die sich zwischen einem zweiten Anschluß 40b des Umsteuerventils 40 und der Kammer 26 des Stempels 20 erstreckt. Die Leitung 42 ist durch eine Leitung 43 mit dem zweiten Steuerventil 33 verbunden.
Im Gebrauch, wie am besten in 2 dargestellt ist, beim normalen Betrieb, wenn es gewünscht ist, den Arm anzuheben, wird Fluid unter Druck von dem ersten Anschluß 40a des Umsteuerventils 40 entlang der Leitung 38 durch das Einwege-Rückschlagventil innerhalb des Schlauchplatz-Rückschlagventils 39 zugeführt. Da eine Aufhängung des Auslegers nicht ausgewählt worden ist, besteht keine elektrische Stromzuführung zu den Ventilen 32 und 33, so daß sie in dem normalerweise geschlossenen Zustand verbleiben. Wenn der teleskopierbare Ausleger 16 angehoben wird, aufgrund der Zufuhr von Fluid in die Kammer 25, wird ein unter niedrigem Druck bestehendes Fluid aus der Kammer 26 entlang der Leitung 42 in einen Anschluß 40b des Umsteuerventils 40 zugeführt. Das Ventil 33 wird selbstverständlich ebenso wie das Ventil 32 in der Position gehalten, die in 2 dargestellt ist, um einen Strom von Fluid durch dieses hindurch zu verhindern, dadurch daß kein elektrischer Strom an dessen Solenoid zugeführt wird.
Unter Bezugnahme auf 3 wird dann, wenn es gewünscht ist, die Ladearmanordnung abzusenken, das Ventil 40 betätigt, um unter Druck stehendes Fluid durch den Anschluß 40b entlang der Leitung 42 in die Kammer 26 einzuleiten, und somit wird unter niedrigem Druck stehendes Fluid aus der Kammer 25 entlang der Leitung 38 durch das Schlauchplatz-Rückschlagventil 39 zugeführt, das in einer offenen Position gehalten wird, dadurch daß ein Servodruck auf der Leitung 41 zugeführt wird, die sich von der Leitung 42 erstreckt.
Nunmehr auf 4 bezugnehmend, wird das System dann, wenn es gewünscht ist, das Mittel zum Verbessern des Fahrverhaltens zu betätigen, d. h. das Mittel zum Aufhängen des Auslegers, durch Betätigung einer geeigneten elektrischen Steuerung aktiviert, so daß elektrischer Strom zu den Ventilen 32 und 33 zugeführt wird, um diese aus den Positionen, die in 2 und 3 dargestellt sind, in die Positionen, die in 4 bis 6 dargestellt sind, zu bewegen, in denen ein Durchgang von Hydraulikfluid möglich ist.
In dieser Position kann Fluid sowohl zu dem Speicher 30 als auch zu dem Behälter 35 strömen, in Übereinstimmung mit den äußeren Kräften, die auf den Kolben 27 ausgeübt werden, um Fluid in die oder aus den Kammern 25, 26 zu verdrängen. Ein solcher Zustand ist in 4 dargestellt. Als Ergebnis davon wird der Ladearm durch die Wirkung des Speichers auf das hydraulische Fluid abgestützt und es wird eine federartige Wirkung erzielt.
Nunmehr bezugnehmend auf 5 wird dann, wenn es gewünscht ist, die Ladearmanordnung abzusenken, während die Einrichtung zum Verbessern des Fahrverhaltens eingeschaltet bzw. in Eingriff ist, das Ventil 40 betätigt, um Fluid von dem Anschluß 40a unter Druck entlang der Leitung 38 in die Kammer 25 einzuspeisen, während Fluid aus der Kammer 26 entlang der Leitung 42 zurück zu dem Ventil 40 strömt. Zur gleichen Zeit wird die Aufhängung der Armanordnung durch den Speicher 30 aufgehängt, wie vorstehend im Zusammenhang mit 4 beschrieben.
Nunmehr bezugnehmend auf 6, hat dann, wenn es gewünscht ist, den Ausleger abzusenken, während die Einrichtung zum Verbessern des Fahrverhaltens eingeschaltet bzw. in Eingriff ist, die Betätigung des Ventils 40 zum Anheben des Drucks an dem Anschluß 40b aufgrund des Schalters 44 die Wirkung, daß das elektrische Signal an das Ventil 33 zusammenbricht, so daß dieses geschlossen wird und dadurch ermöglicht, daß der Druck in der Leitung 42 ansteigt, wodurch unter Druck stehendes Fluid in die Kammer 26 zugeführt wird, während Fluid in der Kammer 25 über die Leitung 38 durch das Schlauchplatz-Rückschlagventil 39 zu dem Anschluß 40a des Ventils 40 geleitet wird. Das Schlauchplatz-Rückschlagventil 39 wird durch Fluid unter Servodruck auf der Leitung 41, die sich von der Leitung 42 erstreckt, offen gehalten.
Während in dem beschriebenen Beispiel der Speicher 30, die Ventile 32, 33 und das Rückschlagventil 39 alle auf dem Zylinder 21 angeordnet sind, kann, wenn gewünscht, eine oder mehrere dieser Komponenten nach Wunsch angeordnet werden, und sie können aus einem gewünschten Material hergestellt sein, das durch die jeweiligen Vorschriften zugelassen ist.
In der vorliegenden Beschreibung hat "umfaßt" die Bedeutung "enthält oder besteht aus", und "umfassend" hat die Bedeutung von "beinhaltend oder bestehend aus".

Claims

Radlader mit einem hydraulischen System zum Bereitstellen eines Mittels zur Verbesserung des Fahrverhaltens, wobei das hydraulische System eine Ladearmanordnung (16) umfaßt, die ein Arbeitsgerät (18) trägt und die mit einem Fahrgestell (10) des Laders verbunden ist, wobei die Ladearmanordnung (16) zwischen einer angehobenen und einer abgesenkten Position mit Hilfe einer hydraulischen Stempeleinrichtung (20) bewegbar ist, und wobei ein hydraulischer Speicher (30) mit der hydraulischen Stempeleinrichtung (20) verbunden ist, wobei die Ladearmanordnung (16) an oder benachbart zu dem hinteren Ende davon mit dem Fahrgestell (10) an oder benachbart zu dessen hinterem Ende verbunden ist, so daß sich die Ladearmanordnung (16) nach vorn erstreckt, so daß sich in einer abgesenkten Position der Ladearmanordnung (16) das Arbeitsgerät (18) vor dem Fahrgestell (10) befindet, wobei die erste Kammer (25) und die zweite Kammer (26) der hydraulischen Stempeleinrichtung (20) mit einer Umsteuerventileinrichtung (40) verbunden sind, die dafür bestimmt ist, Fluid unter Druck an die erste Kammer (25) der Stempeleinrichtung (20) zuzuführen und Fluid unter einem niedrigeren Druck von der zweiten Kammer (26) der Stempeleinrichtung (20) aufzunehmen, um die Ladearmanordnung (16) anzuheben, oder um Fluid unter Druck an die zweite Kammer (26) der Stempeleinrichtung (20) zuzuführen und Fluid unter einem niedrigeren Druck von der ersten Kammer (25) der Stempeleinrichtung (20) aufzunehmen, um die Ladearmanordnung (16) abzusenken, wobei das hydraulische System weiterhin ein erstes und ein zweites Steuerventil (32, 33) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuerventil (32) an eine Leitung (38) zwischen der ersten Kammer (25) und der Umsteuerventileinrichtung (40) sowie an den Speicher (30) angeschlossen ist, wobei das erste Steuerventil (32) zwischen einer ersten Position, in der ein Durchgang von hydraulischem Fluid durch dieses zu dem Speicher (30) verhindert ist, und einer zweiten Position, in der ein Durchgang von hydraulischem Fluid durch dieses hindurch möglich ist, bewegbar ist, und wobei das zweite Steuerventil (33) zwischen der zweiten Kammer (26) und einem Bereich mit niedrigem Druck (35) angeschlossen ist, wobei das zweite Steuerventil (33) zwischen einer ersten Position, in der ein Durchgang von hydraulischem Fluid durch dieses hindurch zu dem Bereich mit niedrigem Druck verhindert ist, und einer zweiten Position, in der ein Durchgang von hydraulischem Fluid durch dieses hindurch möglich ist, bewegbar ist, und wobei ein Rückschlagventil (39) in der Leitung (38) zwischen der ersten Kammer (25) und der Umsteuerventileinrichtung (40) angeordnet ist, zwischen der Umsteuerventileinrichtung (40) und dem Anschluß des ersten Steuerventils an die Leitung (38), so daß das Rückschlagventil (39) normalerweise geschlossen ist, um zu verhindern, daß Fluid unter Druck von der ersten Kammer (25) zu der Umsteuerventileinrichtung (40) gelangt, und wobei das Rückschlagventil (39) auf hydraulisches Fluid ansprechende Mittel aufweist, die auf einen hydraulischen Fluiddruck in der zweiten Kammer (26) ansprechen, um das Rückschlagventil (39) zu öffnen, und wobei ein Mittel (41) vorhanden ist, um den hydraulischen Fluiddruck mit der zweiten Kammer (26) zu verbinden.
Radlader nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerventileinrichtung (40) von Hand betätigbar ist.
Radlader nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Rückschlagventile (32, 33) elektrisch betätigte Solenoidventile sind, an die ein Strom durch eine von Hand betätigbare Schalteinrichtung zugeführt wird, um die Steuerventile (32, 33) in ihre zweiten Positionen zu bewegen, um die Einrichtung zur Verbesserung des Fahrverhaltens bereitzustellen.
Radlader nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerventileinrichtung (40) mit einer Schalteinrichtung (44) versehen ist, um die Position der Umsteuerventileinrichtung (40) zu erfassen, um das zweite Steuerventil (33) zu schließen, wenn die Ladearmanordnung (16) abgesenkt ist und wenn sich die Steuerventile (32, 33) in ihren zweiten Positionen befinden.
Radlader nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (30) und die Steuerventile (32, 33) und das Rückschlagventil (39) unmittelbar auf der hydraulischen Stempeleinrichtung (20) angebracht sind.
Radlader nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Elemente: Speicher (30), Steuerventile und Rückschlagventil (39) und Anschlußleitungen, aus Metall bestehen.