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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Radlader mit einer Laderarmanordnung,
die ein Arbeitswerkzeug trägt,
wobei die Laderarmanordnung mit der Karosserie verbunden ist und
durch eine durch ein Hydrauliksystem gesteuerte Hydraulikkolbeneinrichtung
oder einen Hydraulikzylinder zwischen einer erhöhten und einer abgesenkten
Position beweglich ist.
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Hintergrundtechnik
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Es
sind Maßnahmen
zum Verbessern der Fahrteigenschaften eines Radladers bekannt, gemäß denen
ein Hydraulikdruckspeicher in eine Hydraulikleitung eingefügt wird,
die der Hubseite der Kolbeneinrichtungen für die anhebbare und absenkbare
Laderarmanordnung Fluid zuführt.
Dadurch wird, wenn der Radlader über
eine Baustelle oder mit hoher Geschwindigkeit auf einer Straße fährt, die
Laderarmanordnung durch den Druckspeicher auf federähnliche
Weise schwebend gehalten. Durch die Fahrt des Fahrzeugs über eine
unebene Oberfläche verursachte
plötzliche
Bewegungen des Arms können
gedämpft
werden, indem ermöglicht
wird, dass Druckschwankungen im Trägerzylinder (bzw. in den Trägerzylindern)
durch den Druckspeicher absorbiert werden. Auf diese Weise ist der
Radlader in der Lage, mit geringerer Stampf- und Rückprallbewegung zu
fahren als dies ansonsten der Fall wäre.
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Ein
Radlader, bei dem die Hubseite der Hydraulikkolbeneinrichtung den
Hubarm bezüglich
der Karosserie aufwärts- oder abwärts bewegt,
muss durch ein Leitungsberstventil ge schützt werden, wobei das Ventil
ohne die Verwendung einer Leitung direkt an der Hydraulikkolbeneinrichtung
befestigt sein kann, und wobei diese Ventil permanent in der Hydraulikschaltung
in Betrieb sein muss, um eine unbeabsichtigte Abwärtsbewegung
im Fall eines Leitungsdefekts zu verhindern.
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In
der europäischen
Patentanmeldung
EP-A2-1157963 ist
ein System beschrieben, in dem die Druckspeicher direkt auf den
Zylindern montiert und unter Verwendung von Stahlrohren zwischen
der Kolbeneinrichtung und dem Leitungsberstventil mit der Hubseite
der Hydraulikkolbeneinrichtung verbunden sind.
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Ein
bei der letztgenannten Lösung
auftretendes Problem ist, dass für
das Berstventil und die am Zylinder befestigten starren Stahlrohre
Installationsraum erforderlich ist, so dass die Designfreiheit für eine derartige
Hydraulikkolbeneinrichtung eingeschränkt sein kann. In einigen Fällen ist
die Hydraulikkolbeneinrichtung nicht der geeignetste Platz für einen
Druckspeicher und zugeordnete Controller, weil die erforderliche
Position zu einem Konflikt mit einem gewünschten Design oder einer gewünschten Funktion
einer Hydraulikkolbeneinrichtung oder einer ähnlichen Vorrichtung führen kann.
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Im
der Präambel
von Patentanspruch 1 entsprechenden
US-Patent Nr. 5513491 ist
ein System beschrieben, in dem Druckspeicher über ein elektrisch gesteuertes
Ventil, das dazu geeignet ist, inakzeptable Federablenkungen zu
steuern, mit den Zylindern verbunden sind. In diesem Fall wird eine
Störung
oder ein Defekt in der Hydraulikleitung zu einer unkontrollierten
Absenkung des Zylinders führen, weil
das Hydrauliksystem kein Berstventil aufweist.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend erwähnten Probleme
durch Bereitstellen eines verbesserten Aufhängungs- bzw. Federungssystems
zu lösen,
durch das ermöglicht
wird, dass der Druckspeicher und zugeordnete Regelventile in den
Leitungen, "die
Fluid vom Richtungsventil der Hubseite der Kolbeneinrichtung zuführen, an
einer beliebigen geeigneten Position auf der Maschine montiert werden
können,
ohne dass die Funktion des Leitungsberstventils beeinflusst wird.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vollständige Federung
bzw. Aufhängung
der Laderarmanordnung während
der Fahrt zu ermöglichen,
ohne dass der Laderarm aufgrund eines Lecks in der Hydraulikschaltung
allmählich
absinkt.
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Kurze Beschreibung der Erfindung
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Die
vorstehenden Probleme werden erfindungsgemäß durch einen Radlader mit
einem Hydrauliksystem nach Patentanspruch 1 gelöst.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf einen Radladertyp beschrieben,
der allgemein als "Telehandler" bekannt ist und
einen Teleskoparm mit einer Hub- oder Greifeinrichtung aufweist.
Die Erfindung ist jedoch auf alle Fahrzeugtypen anwendbar, die mindestens
einen hydraulisch oder pneumatisch betätigten Zylinder zum Anheben
und Absenken eines Arms oder eines Auslegers aufweisen.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
betrifft die Erfindung einen Radlader mit einer Laderarmanordnung,
die an einem ersten Ende mit dem Radlader verbunden ist und an einem
zweiten Ende ein Arbeitswerkzeug trägt, wobei der Radlader mit
einem Hydrauliksystem ausgestattet ist. Der Laderarm ist durch mindestens
einen Hydraulikzylinder oder eine Kolbeneinrichtung beweglich zwischen
einer angehobenen und einer abgesenkten Position, wobei mindestens
ein Hydraulikdruckspeicher mit der Hydraulikkolbeneinrichtung verbunden
sein kann. Die Kolbeneinrichtung kann zwei Kammern aufweisen, die durch
einen Kolben voneinander getrennt sind, wobei der Kolben mit einer
Kolbenstange verbunden ist, die den Laderarm anhebt und absenkt.
Jede Kammer der Hydraulikkolbeneinrichtung kann mit einer Auswahlventileinrichtung
verbunden sein, die dazu geeignet ist, unter Druck stehendes Fluid
einer ersten Kammer der Kolbeneinrichtung zuzuführen und Fluid mit einem niedrigeren
Druck von einer zweiten Kammer der Kolbeneinrichtung abzuleiten,
um die Laderarmanordnung anzuheben, oder unter Druck stehendes Fluid
der zweiten Kammer der Hydraulikkolbeneinrichtung zuzuführen und
Fluid mit einem niedrigeren Druck von der ersten Kammer der Hydraulikkolbeneinrichtung
abzuleiten, um die Laderarmanordnung abzusenken. Das Auswahlventil
kann ein manuell betätigtes,
ein hydraulisch fernbetätigtes
oder elektro-hydraulisch betätigtes
Richtungssteuerungsventil sein.
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Das
Hydrauliksystem weist mehrere Ventile zum Steuern der Fuidströmung auf.
Diese Ventile weisen mindestens eine erste und eine zweite Ventileinrichtung
auf, die jeweils beweglich sind zwischen einer ersten Position,
in der der Durchlass von Hydraulikfluid durch die Ventileinrichtung
in einer Richtung verhindert wird, und einer zweiten Position, in der
der Durchlass von Hydraulikfluid durch die Ventileinrichtung ermöglicht wird.
Die erste Ventileinrichtung ist zwischen der zweiten Kammer und
einem Niedrigdruckbereich, z. B. einem Speicherbehälter oder
einem Ableitungsbehälter,
verbunden. Diese erste Ventileinrichtung kann ein solenoidgesteuertes Ventil
oder ein ähnliches
Ventil sein, wobei das Ventil durch eine Feder auf eine erste Position
vorgespannt ist, in der eine Fluidströmung vom Auswahlventil oder von
der zweiten Kammer zum Ableitungsbehälter verhindert wird. Wenn
der Solenoid aktiviert wird, öffnet
er das Ventil gegen die Kraft der Feder, um, während der Laderarm angehoben wird,
eine Fluidströmung
primär
von der zweiten Kammer zum Ableitungsbehälter zu ermöglichen.
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Die
zweite Ventileinrichtung ist zwischen der ersten Kammer und der
Auswahlventileinrichtung verbunden. Die zweite Ventileinrichtung
kann durch eine Feder zu ihrer ersten Position hin vorgespannt werden,
in der ein Absperrventil oder ein ähnliches Ventil eine Fluidströmung in
Richtung der ersten Kammer ermöglicht.
Die zweite Ventileinrichtung kann eine erste, auf Hydraulikfluid
ansprechende Einrichtung zum Bewegen der zweiten Ventileinrichtung
zu ihrer zweiten Position hin aufweisen, wodurch eine Fluidströmung in
beiden Richtungen zugelassen wird. Zu diesem Zweck kann eine Einrichtung
zum Verbinden der auf Hydraulikdruck ansprechenden Einrichtung mit
der ersten Kammer bereitgestellt werden, um die zweite Ventileinrichtung
zu ihrer zweiten Position zu bewegen. Das Absperrventil in der zweiten
Ventileinrichtung kann dazu verwendet werden, zu verhindern, dass
der Laderarm aufgrund eines über
das Auswahlventil auftretenden Lecks absinkt.
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Eine
dritte Ventileinrichtung ist zwischen der ersten Kammer und der
zweiten Ventileinrichtung verbunden, wodurch die dritte Ventileinrichtung
normalerweise geschlossen wird, um zu verhindern, dass unter Druck
stehendes Fluid von der ersten Kammer zur Auswahlventileinrichtung
strömt.
Die dritte Ventileinrichtung kann ein Rückschlagventil und ein Laststeuerungsventil
aufweisen. Das Laststeuerungsventil weist eine auf Hydraulikdruck
ansprechende Einrichtung in der Form einer Fluidleitung auf, die
dazu geeignet ist, das Laststeuerungsventil gegen die Kraft einer
Feder zu öffnen,
und das Rückschlagventil
zu umgehen. Die Fluidleitung ist direkt mit der ersten Kammer und über das
Rückschlagventil
mit der Fluidleitung zwischen der zweiten und der dritten Ventileinrichtung
verbunden, wenn das Absperrventil offen ist. Wenn der Fluidleitung
ausreichend Druck zugeführt
wird, wird das Laststeuerungsventil gegen die Kraft der Feder zu seiner
offenen Position bewegt, um eine Fluidströmung in beiden Richtungen zu
ermöglichen.
Die Feder ist derart dimensioniert, dass sie den über die Fluidleitung
auf das Laststeuerungsventil wirkenden Hydraulikdruck ausgleicht,
so dass dieses Ventil normalerweise geschlossen ist.
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Das
Hydrauliksystem weist ferner einen oder mehrere Druckspeicher oder
Behälter
auf, die über eine
Ventilanordnung zwischen der zweiten Ventileinrichtung und der dritten
Ventileinrichtung verbunden sind. Das System weist außerdem eine
Ventilanordnung auf, die selektiv beweglich ist zwischen einem ersten
Zustand, in dem ein Durchlass von Hydraulikfluid zwischen der ersten
Kammer und dem Druckspeicher verhindert wird, und einem zweiten
Zustand, in dem der Durchlass von Hydraulikfluid zwischen der ersten
Kammer und dem Druckspeicher zugelassen wird. Der erste Zustand
wird vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, während eines Betriebs
der Hydraulikkolbeneinrichtung ausgewählt, während das Fahrzeug stationär ist oder
still steht, z. B. während
Lade- oder Entladevorgängen.
Der zweite Zustand wird vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise,
ausgewählt,
wenn der Radlader fährt, unabhängig davon,
ob die Hydraulikkolbeneinrichtung betätigt wird oder nicht. Im letztgenannten
Fall ist der Druckspeicher mit der Hydraulikkolbeneinrichtung verbunden,
um als Dämpfer
zu dienen, wobei eine Aufwärts-
und Abwärtsbewegung
bezüglich
einer Anfangsposition des Laderarms zugelassen wird.
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Die
Ventilanordnung kann eine vierte Ventilanordnung aufweisen, die
beweglich ist zwischen einer ersten Position, in der Hydraulikfluid
durch die vierte Ventileinrichtung strömt, um auf eine fünfte Ventileinrichtung
zu wirken und zu verhindern, dass die fünfte Ventileinrichtung öffnet, und einer
zweiten Position, in der Hydraulikfluid die vierte Ventileinrichtung
zu einer zweiten auf Hydraulikfluid ansprechenden Einrichtung in
der zweiten Ventileinrichtung durchströmt, um die zweite Ventileinrichtung
zu ihrer ersten Position zu bewegen. Die vierte Ventileinrichtung
kann ein solenoidgesteuertes Ventil oder ein ähnliches Ventil sein, das durch
eine Feder auf seine erste Position vorgespannt wird, um die fünfte Ventileinrichtung
zu schließen.
Wenn der Solenoid aktiviert wird, öffnet er das Ventil gegen die
Kraft der Feder, um zu ermöglichen,
dass der durch die vierte Ventileinrichtung auf die fünfte Ventileinrichtung
ausgeübte Druck
zu einem Niedrigdruckbereich, z. B. zu einem Behälter, abgeleitet wird. Der
Niedrigdruckbereich kann aus mehreren Behältern oder aus einem für das Hydrauliksystem
bereitgestellten gemeinsamen Behälter
bestehen.
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Die
fünfte
Ventileinrichtung kann beweglich sein zwischen einer ersten Position,
in der der Durchlass von Hydraulikfluid durch die fünfte Ventileinrichtung
zwischen der ersten Kammer und dem Druckspeicher verhindert wird,
und einer zweiten Position, in der der Durchlass von Hydraulikfluid
zwischen der ersten Kammer und dem Druckspeicher zugelassen wird.
Die fünfte
Ventileinrichtung kann ein Sitzventil oder ein Schieberventil mit
einem Kolben mit verschiedenen Durchmessern aufweisen. Die fünfte Ventileinrichtung
kann außerdem
durch eine Feder zu ihrer ersten, geschlossenen Position hin vorgespannt
sein. Daher wird, wenn auf beide Seiten oder Kammern der fünften Ventileinrichtung
ein Druck von der gleichen Quelle wirkt, das Ventil durch die Wirkung
der Feder geschlossen bleiben. Wenn der Druck von der durch die
vierte Ventileinrichtung gesteuerten Seite entfernt wird, wird die
fünfte
Ventileinrichtung öffnen
und die erste Kammer mit dem Druckspeicher verbinden. Die fünfte Ventileinrichtung
wird vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, durch Hydraulikdruck
vom Auswahlventil in ihrer ersten Position gehalten, wenn die vierte
Ventileinrichtung auf ihre erste, inaktive Position eingestellt
ist. Die fünfte Ventileinrichtung
wird vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, durch Hydraulikdruck
vom Auswahlventil oder von der ersten Kammer in ihrer zweiten Position
gehalten, wenn die vierte Ventileinrichtung auf ihre zweite, aktive
Position eingestellt ist.
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Außerdem kann
die Ventilanordnung ferner eine sechste Ventileinrichtung aufweisen,
die vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, ein Absperrventil
aufweist. Die sechste Ventileinrichtung ist zwischen der ersten
Kammer und der vierten Ventileinrichtung verbunden. Die sechste
Ventileinrichtung kann dazu geeignet sein, zu ermöglichen,
dass Hydraulikfluid ungehindert von der ersten Kammer zur vierten
Ventileinrichtung hin strömen
kann. Diese sechste Ventileinrichtung kann außerdem eine Begrenzungseinrichtung
aufweisen, die dazu geeignet ist, das Absperrventil in der sechsten
Ventileinrichtung zu umgehen, um permanent eine begrenzte Hydraulikfluidströmung durch
die sechste Ventileinrichtung zu ermöglichen. Wenn die vierte Ventileinrichtung
auf ihre erste Position eingestellt ist, ist die Verbindung zwischen
der ersten Kammer und dem Druckspeicher unterbrochen. In diesem
Fall vermindert die Begrenzungseinrichtung jeglichen Durchfluss
in einer Richtung von der fünften
Ventileinrichtung weg, um zu gewährleisten,
dass sie geschlossen bleibt. Wenn die vierte Ventileinrichtung auf
ihre zweite Position eingestellt ist, dämpft die Begrenzungseinrichtung
die Fluidströmung
von der zweiten, auf Druck ansprechenden Einrichtung zur dritten Ventileinrichtung,
um zu gewährleisten,
dass sie offen bleibt. Gleichzeitig dämpft sie die Fluidströmung von
einer zweiten, auf Druck ansprechenden Einrichtung der zweiten Ventileinrichtung,
um zu gewährleisten, dass
sie auf ihre erste, geschlossene Position eingestellt bleibt.
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Das
Hydrauliksystem kann ferner eine siebente Ventileinrichtung aufweisen,
die vorzugsweise zwischen der vierten Ventileinrichtung und einer
weiteren auf Hydraulikfluid ansprechenden Einrichtung verbunden
ist, die dazu geeignet ist, die dritte Ventileinrichtung zu öffnen, wenn
die vierte Ventileinrichtung auf ihre zweite, aktive Position eingestellt
ist. Diese siebente Ventileinrichtung ist vorzugsweise auch mit
der Fluidleitung zwischen der zweiten Kammer und der Auswahlventileinrichtung
verbunden. Wenn die zweite Kammer unter Druck gesetzt ist, führt diese
Fluidleitung der auf Hydraulikdruck ansprechenden Einrichtung der
dritten Ventileinrichtung Hydraulikdruck zu, um die dritte Ventileinrichtung
zu öffnen.
Dadurch wird gewährleistet,
dass die erste Kammer entleert werden kann, wenn die zweite Kammer
unter Druck gesetzt wird, um den Laderarm abzusenken. Zum Dämpfen von
Druckimpulsen oder -stößen weist
die erste auf Hydraulikdruck ansprechende Einrichtung, die dazu
geeignet ist, die zweite Ventileinrichtung zu öffnen, eine Begrenzungseinrichtung
zum Begrenzen der Hydraulikströmung
zur ersten auf Fluiddruck ansprechenden Einrichtung der zweiten
Ventileinrichtung auf. Durch Hydraulikfluid, das aus der ersten
Kammer gezwungen wird, wenn die zweite Kammer unter Druck gesetzt
wird, wird veranlasst, dass die zweite Ventileinrichtung öffnet, so
dass Hydraulikfluid über
das Auswahlventil abgeleitet werden kann.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen Radlader mit einem vorstehend beschriebenen
Hydrauliksystem.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Diese Zeichnungen dienen lediglich zur Erläuterung
und sollen den Umfang der Erfindung in keinerlei Hinsicht einschränken; es
zeigen:
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1 einen
Radlader mit einem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem;
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2 eine
schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hydrauliksystems;
und
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3 eine
schematische Ansicht des Hydrauliksystems von 2 mit
einer aktiven Aufhängungsanordnung.
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Ausführliche
Beschreibung von Ausführungsformen der
Erfindung
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1 zeigt
einen Radlader mit einem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem. Der Radlader
von 1 ist ein Telehandler 1 mit einem Teleskop-Laderarm 2.
Der Laderarm 2 ist an einem Ende an einer Drehachse 3 befestigt
und weist am anderen Ende eine Hubeinrichtung 4 auf. Der
Teleskop-Laderarm 2 weist
einen hydraulisch betätigten
Zylinder 5 oder eine Kolbeneinrichtung auf, der/die ausgefahren wird,
um den Laderarm 2 anzuheben, oder eingefahren wird, um
den Laderarm 2 abzusenken. In der Fahrerkabine sind Steuerungseinrichtungen
(nicht dargestellt) vorgesehen, die es einem Fahrer ermöglichen,
den Teleskoparm unter Verwendung des (durch gestrichelte Linien
dargestellten) Hydrauliksystems zu betätigen, sowie mehrere andere
elektrische und hydraulische Funktionen auszuführen. Ein derartiger Radlader
ist bekannt, so dass seine allgemeine Konstruktion nicht näher beschrieben
wird.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßem Hydrauliksystems
H. Wie in der Figur dargestellt ist, weist der Hydraulikzylinder 5 zwei Kammern 5a, 5b auf,
die durch einen Kolben 7 getrennt sind, wobei der Kolben
mit einer Kolben stange 8 verbunden ist, die den Laderarm
anhebt und absenkt. Jede Kammer des Hydraulikzylinders kann mit einer
Richtungssteuerungsauswahlventileinrichtung 9 verbunden
sein, die dazu geeignet ist, einer ersten Kammer 5a des
Hydraulikzylinders oder der Kolbeneinrichtung 5 Fluid unter
Druck zuzuführen
und Fluid mit einem niedrigeren Druck von einer zweiten Kammer 5b des
Hydraulikzylinders 5 abzuleiten, um die Laderarmanordnung
anzuheben; oder Fluid unter Druck der zweiten Kammer 5b des
Hydraulikzylinders 5 zuzuführen und Fluid mit einem niedrigeren Druck
von der ersten Kammer 5a des Hydraulikzylinders 5 abzuleiten,
um die Laderarmanordnung abzusenken. Das Auswahlventil kann ein
manuell betätigtes,
hydraulisch fernbetätigtes
oder elektro-hydraulisch betätigtes
Richtungssteuerungsventil sein.
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Das
Hydrauliksystem weist mehrere Ventile zum Steuern einer Fluidströmung auf.
Diese Ventile weisen eine erste und eine zweite Regelventileinrichtung 10, 11 auf,
die jeweils beweglich sind zwischen einer ersten Position, in der
der Durchlass von Hydraulikfluid durch die jeweilige Regelventileinrichtung in
eine Richtung verhindert wird, und einer zweiten Position, in der
der Durchlass von Hydraulikfluid durch die jeweilige Regelventileinrichtung
zugelassen wird. Die erste Ventileinrichtung 10 ist mit
einer Fluidleitung 12 zwischen der Auswahlventileinrichtung 9 und
der zweiten Kammer 5b verbunden, so dass die zweite Kammer
mit einem Ableitungsbehälter 13 verbunden
wird. Die erste Ventileinrichtung 10 ist ein solenoidgesteuertes
Ventil, das durch eine Feder zu einer ersten Position hin vorgespannt
ist, um eine Fluidströmung
vom Auswahlventil 9 oder von der zweiten Kammer 5b in
den Behälter 13 zu
verhindern. Wenn der Solenoid aktiviert ist, öffnet er die zweite Regelventileinrichtung 10 gegen
die Kraft der Feder, um, während
der Laderarm angeho ben wird, eine Fluidströmung, primär von der zweiten Kammer 5b,
zum Behälter 13 zu
ermöglichen.
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Die
zweite Ventileinrichtung 11 ist in einer Fluidleitung 14 zwischen
der ersten Kammer 5a und der Auswahlventileinrichtung 9 angeordnet.
Die zweite Ventileinrichtung 11 ist durch eine Feder zu
ihrer ersten Position hin vorgespannt, in der ein Absperrventil
eine Strömung
in Richtung der ersten Kammer 5a ermöglicht. Die zweite Ventileinrichtung 11 weist eine
erste auf Hydraulikfluid ansprechende Einrichtung in der Form einer
Begrenzungsleitung 15 auf, um die zweite Ventileinrichtung 11 zu
ihrer zweiten Position hin zu bewegen, in der eine Fluidströmung in beide
Richtungen zugelassen wird. Zu diesem Zweck ist die Begrenzungsleitung 15 zwischen
der zweiten Ventileinrichtung 11 und der ersten Kammer 5a mit der
Leitung 14 verbunden. Wenn der Begrenzungsleitung 15 ein
ausreichender Druck zugeführt
wird, wird die zweite Ventileinrichtung 11 gegen die Kraft einer
Feder zu ihrer zweiten Position bewegt. Das Absperrventil in der
zweiten Ventileinrichtung 11 wird dazu verwendet, zu verhindern,
dass der Laderarm aufgrund eines über das Auswahlventil 9 auftretenden
Lecks absinkt.
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Eine
dritte Ventileinrichtung 16 ist zwischen der ersten Kammer 5a und
der zweiten Ventileinrichtung 11 verbunden, so dass die
dritte Ventileinrichtung 16 normalerweise geschlossen ist,
um zu verhindern, dass unter Druck stehendes Fluid von der ersten
Kammer 5a zur zweiten Ventileinrichtung 11 und
zum Auswahlventil 9 strömt.
Die dritte Ventileinrichtung weist ein Rückschlagventil und ein Laststeuerungsventil
auf. Das Laststeuerungsventil weist eine auf Hydraulikdruck ansprechende
Einrichtung in der Form einer Fluidleitung 17 auf, die
dazu geeignet ist, das Laststeuerungsventil gegen die Kraft einer
Feder zu öffnen
und das Rückschlagventil
zu umgehen. Die Fluidleitung 17 ist direkt mit der ersten
Kammer 5a und über
das Rückschlagventil
mit der Fluidleitung 14 verbunden, wenn das Absperrventil
offen ist. Wenn der Fluidleitung 17 ein ausreichender Druck
zugeführt
wird, wird das Laststeuerungsventil gegen die Kraft der Feder zu
seiner offenen Position bewegt, um eine Fluidströmung in beide Richtungen zu
ermöglichen.
Die Feder ist derart dimensioniert, dass sie den auf das Laststeuerungsventil über die
Fluidleitung 17 wirkenden Hydraulikdruck ausgleicht, so dass
dieses Ventil normalerweise geschlossen ist. Das Laststeuerungsventil öffnet, wenn
in der ersten Kammer 5a übermäßige Druckimpulse erzeugt werden.
Um das Laststeuerungsventil aktiv zu öffnen, wird eine weitere auf
Fluid ansprechende Einrichtung bereitgestellt, die nachstehend beschrieben
wird.
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Das
Hydrauliksystem weist ferner ein Paar Druckspeicher 18, 19 auf,
die zwischen der dritten Ventileinrichtung 16 und der zweiten
Ventileinrichtung 11 über
eine Ventilanordnung 20, 21, 22, 23 mit der
Fluidleitung 14 verbunden sind. Das System weist ferner
eine Ventilanordnung 20, 21, 22, 23 auf, die
selektiv beweglich ist zwischen einem ersten Zustand auf, in dem
ein Durchlass von Hydraulikfluid zwischen der ersten Kammer 5a und
den Druckspeichern 18, 19 verhindert wird, und
einem zweiten Zustand, in dem ein Durchlass von Hydraulikfluid zwischen
der ersten Kammer 5a und den Druckspeichern 18, 19 zugelassen
wird. Der erste Zustand wird während
des Betriebs des Hydraulikzylinders 5 ausgewählt, wenn
der Radlader stationär
ist, z. B. während
Lade- oder Entladevorgängen. Der
zweite Zustand wird ausgewählt,
wenn der Radlader fährt,
unabhängig
davon, ob die Hydraulikkolbeneinrichtung betätigt wird oder nicht. Im letztgenannten
Fall sind die Druckspeicher 18, 19 mit der ersten
Kammer 5a des Hydraulikzylinders verbunden, um als Dämpfungseinrichtungen
zu dienen, wobei eine Auf- und Abwärtsbewegung des Laderarms bezüglich einer Anfangsposition
ermöglicht
wird.
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Die
Ventilanordnung 20, 21, 22, 23 weist
eine vierte Ventilanordnung 20 auf, die ein Vierwege-Zweipositions-Richtungsventil ist.
Diese vierte Ventileinrichtung 20 ist beweglich zwischen
einer ersten Position, in der Hydraulikfluid die vierte Ventileinrichtung 20 durchströmt, um auf
eine fünfte
Ventileinrichtung 21 zu wirken und zu verhindern, dass
die fünfte
Ventileinrichtung 21 öffnet,
und einer zweiten Position, in der Hydraulikfluid die vierte Ventileinrichtung 20 zu
einer zweiten auf Hydraulikdruck ansprechenden Einrichtung in der
Form einer Fluidleitung 24 durchströmt, die an der bezüglich der
Begrenzungsleitung 15 gegenüberliegenden Seite mit einer zweiten
auf Druck ansprechenden Einrichtung der zweiten Ventileinrichtung 11 verbunden
ist. Wenn der Leitung 24 ein ausreichender Druck zugeführt wird, wirkt
der Druck in Verbindung mit der Feder, um die zweite Ventileinrichtung 11 zu
ihrer ersten Position zu bewegen. Die vierte Ventileinrichtung 20 ist
ein solenoidgesteuertes Ventil, das durch eine Feder auf seine erste
Position vorgespannt ist, um die fünfte Ventileinrichtung 21 zu
schließen.
Wenn der Solenoid aktiviert ist, öffnet er die vierte Ventileinrichtung 20 gegen
die Kraft der Feder, um zu ermöglichen,
dass der durch die vierte Ventileinrichtung 20 auf die
fünfte Ventileinrichtung 21 ausgeübte Druck
zu einem Behälter 25 abgeleitet
wird. Dieser Behälter 25 ist
vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, der gleiche wie der Behälter 13.
In der Regel wird jegliche von einem Ventil eines derartigen Systems
abgeleitete Hydraulikflüssigkeit
zu einem gemeinsamen Behälter zurückgeführt.
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Die
fünfte
Ventileinrichtung 21 ist beweglich zwischen einer ersten
Position, in der ein Durchlass von Hydraulikfluid durch die fünfte Ventileinrichtung 21 zwischen
der ersten Kammer 5a und den Druckspeichern 18, 19 verhindert
wird, und einer zweiten Position, in der der Durchlass von Hydraulikfluid
zwischen der ersten Kammer 5a und den Druckspeichern 18, 19 zugelassen
wird. Die fünfte
Ventileinrichtung 21 weist ein Sitzventil oder ein Schieberventil
mit einem Kolben mit verschiedenen Durchmessern auf. Die fünfte Ventileinrichtung 21 wird
ebenfalls durch eine Feder zu seiner ersten, geschlossenen Position
vorgespannt. Daher wird, wenn auf beide Seiten oder Kammern des
Ventils ein Druck von der gleichen Quelle, d. h. von der Fluidleitung 14, wirkt,
das Ventil geschlossen gehalten. Wenn der Druck von der durch die
vierte Ventileinrichtung 20 gesteuerten Seite entfernt
wird, wird die fünfte
Ventileinrichtung 21 gegen die Kraft einer Feder öffnen und
die erste Kammer 5a mit den Druckspeichern 18, 19 verbinden.
Die fünfte
Ventileinrichtung 21 wird durch Hydraulikdruck vom Auswahlventil 9 oder
von der ersten Kammer 5a in ihrer ersten, geschlossenen Position
gehalten, wenn die vierte Ventileinrichtung 20 auf ihre
erste, inaktive Position eingestellt ist. Die fünfte Ventileinrichtung 21 wird
durch Hydraulikdruck vom Auswahlventil 9 oder von der ersten
Kammer 5a in ihrer zweiten, offenen Position gehalten,
wenn die vierte Ventileinrichtung 20 auf ihre zweite, aktive
Position eingestellt ist.
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Außerdem weist
die Ventilanordnung 20, 21, 22, 23 eine
sechste Ventileinrichtung 22 mit einem Absperrventil auf.
Die sechste Ventileinrichtung 22 ist dazu geeignet, eine
uneingeschränkte
Hydraulikfluidströmung
von der ersten Kammer 5a zur vierten Ventileinrichtung 20 hin
zu ermöglichen.
Diese sechste Ventileinrichtung 22 weist außerdem eine
Begrenzungseinrichtung 26 auf, die derart angeordnet ist, das
sie das Absperrventil umgeht, um eine begrenzte Hydraulikfluidströmung durch
die sechste Ventileinrichtung zu ermöglichen. Wenn die vierte Ventileinrichtung 20 auf
ihre erste Position eingestellt ist, begrenzt die Begrenzungseinrichtung 26 die
Fluidströmung
von der fünften
Ventileinrichtung 21, um zu gewährleisten, dass sie geschlossen
bleibt.
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Fluiddruck
wird außerdem
einer weiteren, auf Druck ansprechenden Einrichtung in der Form
einer Fluidleitung 28 zugeführt, die parallel zur Fluidleitung 17 mit
dem Laststeuerungsventil der dritten Ventileinrichtung 16 verbunden
ist. Die Fluidleitung 28 wird bereitgestellt, um zu gewährleisten,
dass die dritte Ventileinrichtung 16 geöffnet bleibt, um zu ermöglichen,
dass der. Hydraulikzylinder 5 durch die Druckspeicher 18, 19 gedämpft wird.
Dies wird erreicht durch Bereitstellen einer zwischen der vierten Ventileinrichtung 20 und
der Fluidleitung 28 verbundenen siebenten Ventileinrichtung 23 im
Hydrauliksystem, um das Laststeuerungsventil in der dritten Ventileinrichtung 16 zu öffnen, wenn
die vierte Ventileinrichtung 20 auf ihre zweite, aktive
Position eingestellt ist. Die siebente Ventileinrichtung 23 weist
ein Wechselventil auf. Wenn die vierte Ventileinrichtung 20 auf
ihre zweite Position eingestellt ist, dämpft die Begrenzungseinrichtung 26 die
Fluidströmung
von der Fluidleitung 28, um zu gewährleisten, dass das Absperrventil 16 offen
bleibt. Gleichzeitig dämpft
sie auch die Fluidströmung
von der Fluidleitung 24, um zu gewährleisten, dass die zweite
Ventileinrichtung 11 in der Richtung des Auswahlventils 9 geschlossen bleibt.
Diese Fluidströmung
kann während
einer Fahrt auftreten, wenn die Druckspeicher mit der Kolbeneinrichtung
verbunden sind, wobei durch Bewegungen der Kolbeneinrichtungen Druckschwankungen
verursacht werden, die eine Strömung über das Absperrventil
und/oder die Begrenzungseinrichtung 26 der sechsten Ventileinrichtung 22 verursachen kann.
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Die
siebente Ventileinrichtung 23 ist außerdem zwischen der zweiten
Kammer 5b und der Fluidleitung 28 verbunden, um die
dritte Ventileinrichtung 16 zu öffnen. Durch die letztgenannte
Verbindung wird gewährleistet,
dass die erste Kammer 5a entleert werden kann, wenn die
zweite Kammer 5b unter Druck gesetzt wird, um den Laderarm
abzusenken. Aus diesem Grunde weist die Fluidleitung 15, die
dazu geeignet ist, die zweite Ventileinrichtung 11 zu öffnen, eine
Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen der Hydraulikströmung zur
Fluidleitung 15 der zweiten Ventileinrichtung 11 auf.
Durch Hydraulikfluid, das aus der ersten Kammer 5a heraus
gezwungen wird, wenn die zweite Kammer 5b unter Druck gesetzt
wird, wird veranlasst, dass das zweite Regelventil 11 öffnet, so
dass Hydraulikfluid durch das Auswahlventil 9 abgeleitet
werden kann.
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2 zeigt
ein schematisches Hydrauliksystem mit einer inaktiven Aufhängungsanordnung,
wobei die Aufhängung
für den
Hydraulikzylinder außer Eingriff
steht. In diesem Modus entleert die vierte Ventileinrichtung 20 im
nicht aktivierten Zustand die Federkammer der zweiten Ventileinrichtung 11 durch die
Leitung 24 zum Behälter 25.
Dadurch wird eine freie Ölströmung vom
Auswahlventil 9 zur ersten Kammer 5a des Hydraulikzylinders 5 und
von der ersten Kammer 5a zurück über die dritte Ventileinrichtung 16 zum
Richtungssteuerungsventil 9 ermöglicht. Die vierte Ventileinrichtung 20 gleicht
außerdem im
nicht aktivierten Zustand den Druck auf beiden Seiten der normalerweise
geschlossenen fünften Ventileinrichtung 21 aus,
so dass dieses Ventil geschlossen gehalten wird und ein freier Ölfluss von
der Vollbohrungsseite der ersten Kammer 5a des Hydraulikzylinders 5 zu
den Druckspeichern 18, 19 verhindert wird.
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Wenn
die erste Ventileinrichtung 10 und die vierte Ventileinrichtung 20 nicht
aktiviert sind, arbeitet das Hydrauliksystem auf eine normale Weise,
wobei die Druckspeicher 18, 19 vollständig vom
System getrennt sind. In diesem Modus dient die dritte Ventileinrichtung 16 als
Leitungsstörungsventil
für den
Fall, dass die Leitung 14 auf irgendeiner Seite der zweiten Ventileinrichtung 11 versagt
oder defekt ist. Falls ein plötzliches
Leck auftreten sollte, wird die dritte Ventileinrichtung 16 schließen und
eine unbeabsichtigte Absenkbewegung der Kolbenstange 8 verhindern, die
den Laderarm steuert. Ähnlicherweise
wird ein plötzliches
Leck in der Leitung 12 während einer Absenkbewegung
des Laderarms veranlassen, dass die dritte Ventileinrichtung 16 schließt und die
Absenkbewegung gestoppt wird.
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3 zeigt
eine schematische Ansicht des Hydrauliksystems mit einer aktiven
Aufhängungsanordnung,
wobei die Aufhängung
für den
Hydraulikzylinder im Eingriff steht.
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Um
die Aufhängungsanordnung
in Eingriff zu bringen, müssen
die erste Ventileinrichtung 10 und die vierte Ventileinrichtung 20 aktiviert
werden. Durch dieses Betriebsverfahren wird gewährleistet, dass eine Unterbrechung
der elektrischen Stromversorgung dazu führt, dass das Aufhängungssystem
außer
Eingriff gebracht wird und das Fahrzeug auf seinen normalen Betriebsmodus
zurückkehrt.
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Die
solenoidbetätigte,
normalerweise geschlossene erste Ventileinrichtung 10 verbindet
im aktivierten Zustand die Ringseite der zweiten Kammer 5b des
Hydraulikzylinders 5 direkt mit dem Behälter 13, ohne dass
das Richtungssteuerungsventil 9 durchlaufen wird.
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Die
vierte Ventileinrichtung 20 verbindet im aktivierten Zustand
die Federkammer der zweiten Ventileinrichtung 11 über die
zweite Ventileinrichtung 11 mit der ersten Kammer 5a des
Hydraulikzylinders 5. Wenn die Drücke auf beiden Seiten des Ventils 11 ausgeglichen
sind, wird es schließen.
Gleichzeitig wird nun der Druck in der ersten Kammer 5a des
Hydraulikzylinders 5 über
die siebente Ventileinrichtung 23 und die Leitung 28 mit
der auf Druck ansprechenden Seite des Laststeuerungsventils der
dritten Ventileinrichtung 16 verbunden. Dadurch wird die
dritte Ventileinrichtung 16 öffnen. Die solenoidbetätigte vierte
Ventileinrichtung 20 entleert außerdem im aktivierten Zustand
die Federkammer der fünften
Ventileinrichtung 21, die nun öffnet und die Druckspeicher 18, 19 mit
der ersten Kammer 5a des Hydraulikzylinders 5 verbindet.
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Die
Aufhängungsanordnung
steht nun in Eingriff, so dass der Hydraulikzylinder 5 auf
den Druckspeichern 18, 19 aufgehängt ist
und sich frei auf- und abwärts
bewegen kann.
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Wenn
das Fahrzeug fährt,
kann Öl über das Laststeuerungsventil
der dritten Ventileinrichtung 16 und die fünfte Ventileinrichtung 21 in
die erste Kammer 5a des Hydraulikzylinders 5 hinein
und aus der Kammer heraus fließen.
Gleichzeitig kann Öl über die solenoidbetätigte erste
Ventileinrichtung 10 vom Behälter 13 in die zweite
Kammer 5b des Hydraulikzylinders 5 hinein und
aus der Kammer in den Behälter heraus
fließen.
Jegliches Leck über
das Richtungssteuerungsauswahl-Schieberventil 9 wird durch
die zweite Ventileinrichtung 11 von der ersten Kammer 5a des
Hydraulikzylinders 5 isoliert, wodurch eine allmähliche Absenkung
der Laderarmanordnung verhindert wird. Druckschwankungen in der
ersten Kammer 5a des Hydraulikzylinders 5 und/oder
in den Druckspeichern 18, 19 während des Fahrtmodus werden
durch die zweite Ventileinrichtung 11 vom Rest des Systems
isoliert. Dadurch wird gewährleistet,
dass immer ein stabiler Druck bereitgestellt wird, um die zweite
Ventileinrichtung 11 geschlossen und die dritte Ventileinrichtung 16 offen
zu halten.
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Wenn
die Leitung 14 defekt ist, würde ein plötzlicher Druckverlust in dieser
Leitung auftreten. Dieser Druckverlust wäre an der Pilotseite des Laststeuerungsventils
der dritten Ventileinrichtung 16 erfassbar, wodurch veranlasst würde, dass
sie schließt und
jegliche unbeabsichtigte Abwärtsbewegung
der Laderarmanordnung verhindert wird.
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Durch
Einfügen
einer leckverlustarmen Einrichtung in der Form der zweiten Ventileinrichtung 11 in
der Leitung 14 kann eine vollständige Aufhängung der Laderarmanordnung
während
der Fahrt gewährleistet
werden, ohne dass der Laderarm unter gesteuerten Bedingungen allmählich absinkt,
wenn ein Hydraulikfluidverlust über
das Richtungssteuerungsauswahl-Schieberventil 9 auftritt.
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Dieses
System wird durch einen durch eine Bedienungsperson manuell betätigten Schalter
in Eingriff gebracht. Die Aufhängungsanordnung
kann jedoch auch unter Verwendung eines Signals, das anzeigt, dass
das Fahrzeug sich bewegt, automatisch aktiviert werden. Jedes geeignete
Signal, wie ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal, kann für diesen Zweck
verwendet werden.
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Wenn
die Bedienungsperson den Absenkmodus der Laderarmanordnung unter
Verwendung des Richtungssteuerungsventils 9 auswählt, müssen die
solenoidbetätigte
erste Ventileinrichtung 10 und die vierte Ventileinrichtung 20 automatisch
deaktiviert werden, um die Aufhängungsfunktion
zu deaktivieren und das System auf seinen normalen Betriebsmodus zurückzustellen.
Dies kann unter Verwendung eines elektrischen Signals vom durch
die Bedienungsperson betätigten
Auswahlventil 9 implementiert werden.
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Das
System kann durch ein Richtungssteuerungsauswahlventil 9 gesteuert
werden, das durch einen manuellen Hebel direkt betätigt wird,
durch ein hebelbetätigtes
hydraulisch fernbetätigtes
Pilotventil oder durch ein elektrohydraulisches Fernsteuerungssystem
betätigt
wird.
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Wenn
ein manuell betätigtes
Richtungssteuerungsauswahlventil verwendet wird, ist ein elektrischer
Schalter am Ende des Ventilschiebers montiert, der automatisch eingeschaltet werden
kann, sobald der Ventilschieber ausgewählt wird. Ein hydraulisch fernbetätigtes Richtungssteuerungsventil
eines hebelbetätigten
hydraulisch fernbetätigten
Pilotventils kann einen elektrischen Druckschalter aufweisen, der
in die zum Richtungssteuerungsauswahlventil führende Hydraulikleitung eingefügt ist,
um zu erfassen, wenn ein Ventilschieber betätigt ist, oder einen mechanischen
Schalter auf dem Hebel des hydraulisch fernbetätigten Pilotventils.
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Schließlich kann
ein elektro-hydraulisch betätigtes
Richtungssteuerungsauswahlventil eines hebelbetätigten ferngesteuerten elektronischen
Controllers verwendet werden. Ein elektronisches Signal vom elektronischen
Controller oder ein beliebiges der vorstehend beschriebenen Verfahren
kann zum Steuern der Anordnung verwendet werden.