DE69003414T2

DE69003414T2 - Hydraulischer Kreis zum Gebrauch in Hebemechanismen bei Arbeitsfahrzeugen.

Info

Publication number: DE69003414T2
Application number: DE90103800T
Authority: DE
Inventors: Hirofumi Iritani
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-03-08
Filing date: 1990-02-27
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2010-02-28
Also published as: JPH02236002A; EP0386591A2; DE69003414D1; EP0386591B1; KR900014771A; EP0386591A3; KR940001872B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hydraulikkreis zum Einsatz in einer Hebemechanik eines Arbeitsfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Ein Hydraulikkreis dieser Art ist aus der FR-PS A-228 08 15 bekannt.
Wenn bei einem Hydraulikkreis der vorbeschriebenen Art die Hydraulik ein Hydrostatgetriebe ist und das Hydrostatgetriebe (im allgemeinen als HST bezeichnet) mit einem geschlossenen Kreislauf ausgebildet ist, kann das diesem Getriebe zuzuführende Füllöl in einer Menge vorliegen, die gerade klein genug ist, um die Leckmenge auszugleichen. Aus diesem Grund ist es allgemein üblich, die Hydraulikkraftversorgung für die Betätigung des Arbeissfahrzeugs auch als Füllölversorgung für das Hydrostatgetriebe einzusetzen und so die Anzahl der Versorgungseinheiten auf ein Mindestmaß zu verringern und infolgedessen den gesamten Aufbau des Kreislaufs zu vereinfachen.
Außerdem wird bei einem solchen Hydraulikkreis für die Hebemechanik eines Arbeitsfahrzeugs bekanntlich eine vom Betätigungsorgan des Arbeitswerkzeugs kommende Ölrückführleitung an einen Eingangsanschluß der Füllölleitung angeschlossen (vgl. japanisches Gebrauchsmuster Nr. 1706048).
Außerdem ist es denkbar, einer von einem Sicherheitsventil für die Ölzuführleitung für das Betätigungsorgan des Arbeitswerkzeugs kommenden Rückölleitung an den Eingangsanschluß der Füllölleitung anzuschließen (vgl. US-PS A-4 631 980).
Bei der ersteren Konstruktion wirkt der Druck in der Füllölleitung für die Drehzahlumschaltung unweigerlich als Rücklaufdruck für das Betätigungsorgan des Arbeitswerkzeugs. Dies ist besonders in den Fällen von Nachteil, in denen ein Betätigungsorgan mit einem einfach wirkenden Arbeitszylinder vorgesehen ist. Das bedeutet, daß bei einem Betätigungsorgan dieser Art die Absenkung des Werkzeugs allein vom Gewicht desselben abhangig ist, und damit erfoigt die Werkzeugabsenkung eher langsam mit unzureichendem Hub, wenn das Werkzeug ein geringes Gewicht besitzt.
Bei der zweiten Bauweise ist der Druck am Sicherheitsventil auf wenige 10 bar eingestellt, während der Druck in der Füllölleitung auf fünf bar eingestellt ist. Dementsprechend wirkt wie bei der ersten Konstruktion der Druck in der Füllölleitung, der gegenüber dem Öldruck am Sicherheitsventil vergleichsweise hoch ist, häufig als ausreichend hoher Rücklaufdruck, der den einwandfreien Betrieb des Sicherheitsventils stören kann, wodurch das Sicherheitsventil gegebenenfalls in unerwarteter Weise wirksam wird.
Der Erfindung legt somit die Aufgabe zugrunde, einen weiterentwickelten Hydraulikkreis zum Einsatz in der Hebemechanik eines Arbeitsfahrzeugs zu schaffen, der eine reibungslose und zuverlässige Absenkbewegung des Arbeitswerkzeugs auch dann gestattet, wenn das Werkzeug ein geringes Gewicht besitzt, und das außerdem einen einwandfreien Betrieb einer Ölzuführleitung für das Betätigungsorgan des Arbeitswerkzeugs und des Sicherheitsventils für die Füllölleitung ermöglicht.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Hydraulikkreis zum Einsatz in der Hebemechanik eines Arbeitsfahrzeugs gelöst, welcher folgendes aufweist: eine Versorgung für die Hydraulikkraft; einen Öltank; eine Ölzuführleitung zum Zuführen von Öl von der Hydraulikkraftversorgung zu einem einzigen hydraulischen Arbeitszylinder zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Arbeitswerkzeugs; eine Füllölleitung zum Zuführen von Öl von der Hydraulikkraftversorgung zu einer hydraulischen Vorrichtung; und Sicherheitsventile für die Ölzuführleitung und die Füllölleitung; wobei die Ölzuführleitung und die Füllölleitung jeweils relativ zueinander parallel zur Hydraulikkraftversorgung angeschlossen sind; und eine erste Ölrückführleitung vom Zylinder und eine zweite Ölrückführleitung von dem Sicherheitsventil direkt mit dem Öltank so verbunden sind, daß beim Absenken des Arbeitswerkzeugs vom Zylinder zurückgeführtes Öl direkt in den Öltank zurückgefördert wird, und vom Sicherheitsventil zurückgeführtes Öl ebenfalls direkt in den Öltank zurückgefördert wird, bei welchem die hydraulische Vorrichtung ein Hydrostatgetriebe ist; und die Ölzuführleitung ein Hauptventil zur Umschaltung des Drucks auf den Hydraulikzylinder zwischen einer Anhebeposition, einer neutralen Position und einer Absenkposition aufweist, wobei die erste Ölrückführleitung ein Tellerventil zum Öffnen und Schließen der ersten Ölrückführleitung gegenüber dem Öltank entsprechend der Absenkposition bzw. der Anhebeposition bzw. der neutralen Position des Hauptventils aufweist, und wobei an einem Einlaßbereich der Füllölleitung ein Austragsventil vorgesehen ist, welches den Eintritt von Öl aus der Hydraulikkraftversorgung in die Füllölleitung entsprechend der Anhebeposition des Hauptventil verhindert und den Eintritt von Öl in die Fuullölleitung entsprechend der Absenkposition und der neutralen Position des Hauptventils gestattet.
Bei solchen betrieblichen Anordnungen fließt beim Absenken des Arbeitswerkzeugs das Öl vom Betätigungsorgan über die erste Ölrückführleitung direkt in den Öltank zurück, also ohne durch einen Rücklaufdruck irgendwelcher Art beeinflußt zu werden. In gleicher Weise kann das Sicherheitsventil immer korrekt arbeiten, da es direkt mit dem Öltank verbunden ist, ohne daß irgendein Rücklaufdruck störenden Einfluß nimmt
Aus diesem Grund ist gemäß den vorstehend umrissenen kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung die Füllölleitung nicht in Reihe zur Ölzuführleitung gelegt und außerdem wird das vom Betätigungsorgan zurückfließende Öl über die erste Ölruckführleitung zum Öltank zurückgeführt, ohne daß ein Rücklaufdruck darauf Einfluß nimmt. Somit kann sogar ein Arbeitswerkzeug von geringem Gewicht wegen der reibungslosen Rückführung des vom Betätigungsorgan zurückströmenden Öls reibungslos und zuverlässig abgesenkt werden. Dies ist besonders bei dem vorstehend beschriebenen einfach wirkenden Zylinder von Vorteil.
Da außerdem die zweite Ölrückführleitung für das Sicherheitsventil nicht an die Füllölleitung angeschlossen sondern direkt mit dem Öltank verbunden ist, kann das Sicherheitsventil immer mit dem eingestellten vorgegebenen Druck korrekt arbeiten, ohne daß sich darauf der Rücklaufdruck störend auswirkt Infolgedessen können bei dem erfindungsgemäßen Hydraulikkreis sowohl das Arbeitswerkzeug als auch das Sicherheitsventil immer stabil korrekt arbeiten, ohne nachteilig vom Rücklaufdruck aus der Füllölleitung für die Drehzahlumschaltung beeinlußt zu werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines rückwärtigen Teils eines Arbeitsfahrzeugs, hier exemplarisch eines landwirtschaftlichen Zugfahrzeugs;
Fig. 2 eine schematische Darstellung des gesamten Aufbaus des Hydraulik kreises;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Hydraulikkreises im Betrieb bei m Anheben eines Arbeitswerkzeugs, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Hydraulikkreises im Betrieb bei m Absenken des Arbeitswerkzeugs.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Im folgenden wird nun insbesondere unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen rückwärtigen Abschnitt einer landwirtschaftlichen Zugmaschine als Beispiel für ein Arbeitsfahrzeug. Dieses Fahrzeug weist ein Schaltgetriebe 4, ein Hydrostatgetriebe 5 (das im folgenden einfach als HST-Einheit kurz bezeichnet wird), das auf der Vorderseite des Schaltgetriebes 4 angebracht ist, ferner ein am rückwartigen Ende des Fahrzeugrahmens angebrachtes Hebewerkzeug mit Dreipunktgelenk, das mittels eines einseitig wirkenden Zylinders 1 als hydraulisches Betätigungsorgan relativ zum Fahrzeug angehoben und abgesenkt werden kann, sowie einen Kreiselpflug 3, der am rückwärtigen Ende des Hebewerkzeugs 2 als Arbeitswerkzeug angesetzt ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird im folgenden der Aufbau eines Hydraulikkreises zur Betätigung des Hebezylinders 1 und der HST-Einheit 5 im einzelnen beschrieben.
Gemäß der Figur ist eine Hydraulikpumpe P als die über einen Motor 6 angesteuerte Hydraulikkraftversorgung über eine Versorgungsölleitung 100 mit einer Ölzuführleitung 101 für den Hebezylinder 1 und außerdem mit einer Füllölleitung 102 für die HST-Einheit 5 verbunden. Des weiteren sind die Ölzuführleitung 101 und die Füllölleitung 102 relativ zueinander parallel zur Hydraulikkraftversorgung P geschaltet. Neben der Verbindungsstelle zwischen der Versorgungsölleitung 100 und der Ölzuführleitung 101 ist eine Steuerölleitung 104 angeordnet, um an dieser Stelle einen Steuerdruck zu erzeugen.
Des weiteren sind bei dem vorstehend beschriebenen Kreislaufaufbau in ein Positionssteuerventil 7, das in Fig. 2 durch Linien mit langem Strich im Wechsel mit zwei kurzen Strichen umrissen ist, Abzweigverbindungen der jeweiligen Ölleitungen 100, 101, 102 und 104 einbezogen. Dieses Positionssteuerventil 7 besteht im wesentlichen aus einem Hauptventil 8, einem Tellerventil 9 und einem Entleerungsventil 10.
Das Hauptventil 8 ist in die Ölzuführleitung 101 einbezogen und funktioniert in der Weise, daß es den Hebezylinder 1 zwischen einer Anhebeposition U, einer neutralen Position N und einer Absenkposition D umschaltet. Mit anderen Worten wird durch Umschalten dieses Hauptventils 8 das Arbeitswerkzeug 3 mittets des Hebezylinders 1 angehoben und abgesenkt. Das Hauptventil 8 ist außerdem mit der Steuerölleitung 104 so verbunden, daß der vorstehend erläuterte Umschaltvorgang auch eine Umschaltung eines Steuerdrucks vom Hauptventil 8 an das Entleerungsventil 10 übermittelt wird. Das Hauptventil 8 ist mechanisch mit dem Tellerventil 9 verbunden und somit zieht die Umschaltung dieses Hauptventils 8 auch eine Umschaltung des Tellerventils 9 nach sich.
Das Tellerventil 9 befindet sich in einer ersten Ölrückführleitung 103a. Diese erste Ölrückführleitung 103a zweigt von der Ölzuführleitung 101 an einer abströmseitig vom Hauptventil 8 gelegenen Stelle ab und führt zum Hebezylinder 1. Wie vorstehend erläutert, ist dieses Tellerventil wirksam mit dem Hauptventil 8 verbunden. Wird somit das Hauptventil 8 in die Absenkposition D gesteuert, öffnet sich das Tellerventil 9, damit das Öl in den Tank T zurückfließen kann. Wird dagegen das Hauptventil 8 in die Anhebeposition U oder in die neutrale Position N gesteuert, so schließt sich das Tellerventil 9 und damit wird die erste Ölrückführleitung 103a verschlossen.
Das Entleerungsventil 10 ist nahe der Verbindung zwischen der Füllölleitung 102 und der Ölversorgungsleitung 100 zu Steuerzwecken angeordnet, d.h. um selektiv dem Ölzustrom in die Füllölleitung 102 freizugeben oder zu sperren. Wie vorstehend bereits erläutert, wird außerdem dieses Entleerungsventil 10 entsprechend seiner Betriebsstellung mit dem Steuerdruck vom Hauptventil 8 beaufschlagt. Insbesondere funktioniert bei Ansteuerung des Hauptventils 8 in die Anhebeposition U das Entleerungsventil 10 in der Weise, daß es den Ölzustrom in die Füllölleitung 102 sperrt. Wird das Hauptventil 8 in die neutrale Position N bzw. in die Absenkposition D gesteuert, so funktioniert das Entleerungsventil 10 so, daß der Ölzustrom in dIe Füllölleitung 102 freigegeben wird.
Zur HST-Einheit 5 gehört eine vom Motor 6 und einem Elektromotor 12 angetriebene Verdrängerpumpe 11 mit veränderlichem Fördervolumen, wobei der Elektromotor 12 über einen geschlossenen Ölkreislauf so mit der Pumpe 11 verbunden ist, daß ein Antrieb in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit möglich ist und die HST-Einheit 5 von der Füllölleitung 102 aus mit Betriebsöl versorgt wird.
Ein Sicherheitsventil 13a (13) ist außerdem für die Versorgungsölleitung 100 vorgesehen, während für den Hebezylinder 1 ein Sicherheitsventil 13b (13) vorgesehen ist. Bei Anwendung dieses Aufbaus des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels in der Praxis wird das Sicherheitsventil 13a auf 150 bar eingestellt, während das Sicherheitsventil auf einen Druck von 200 bar eingestellt ist. Außerdem wird das von diesen Sicherheitsventilen 13a und 13b kommende Rückführöl direkt über eine zweite Ölrückführleitung 103b zum Öltank T zurückgeführt. Diese sicherheitsventile 13a und 13b sind zur Regelung des Drucks in der Ölzuführleitung 101 und in der Füllölleitung 102 vorgesehen. Außerdem ist zur Entlastung eines Druckstoßes, der in Verbindung mit einer Umschaltung des Hauptventils 8 erzeugt wird, ein zusätzliches Entlastungsventil 14 vorgesehen. Ein weiteres Entlastungsventil 15 dient dazu, außerdem den Druck an dieser Stelle auf einem Wert von rund 10 bar zu halten.
Im folgenden werden nun die Funktionen des vorstehend beschriebenen Hydraulikkreises erläutert.
Gemäß Fig.2 bleibt das Tellerventil 9 geschlossen, wenn das Hauptventil 8 in die neutrale Position N gesteuert wird, wodurch der Hebezylinder 1 durch ein Gleichgewicht zwischen dem Hydraulikdruck aus der Ölzuführleitung 101 und dem Eigengewicht des Arbeitswerkzeugs 3 in einem Gleichgewichtszustand gehalten wird. In diesem Zustand wird das Entleerungsventil 10 nicht mit einem Steuerdruck beaufschlagt und somit kann Öl in die Füllölleitung 102 einströmen.
Wird anschließend das Hauptventil 8 in die Anhebeposition U geschaltet, die in Fig. 3 dargestellt ist, so sind sowohl das Tellerventil 9 als auch das Entleerungsventil 10 geschlossen, so daß das Öl nur dem Hebezylinder 1 zugeführt wird. Mit anderen Worten wird der gesamte von der Pumpe P zugeieitete Öldruck nur zum Anheben des hydraulischen Betätigungsorgans 1 eingesetzt. Und dieser Hydraulikdruck wird durch den Einstelldruck des Sicherheitsventils 13 bestimmt Deshalb fließt von der Füllölleitung 102 kein Öl in die HST-Einheit 5.
Wird als nächstes das Hauptventil 8 in die in Fig. 4 dargestellte Absenkposition D gesteuert, so bleiben das Entleerungsventil 10 und das Tellerventil 9 offen, wodurch das Öl der Füllölleitung 102 zugeleitet wird und das rückzuführende Öl vom Zylinder 1 über die erste Ölrückführleitung 103a zum Öltank T zurück fließt. Da das vom Hebezylinder 1 kommende Öl direkt über das Tellerventil 9 in den Tank T zurückgeführt wird, wird somit der Hebezylinder 1 nicht mit einem Rücklaufdruck vom Öltank T beaufschlagt.
Der vorstehend erläuterte Aufbau eines Hydraulikkreises gemäß dem hier besprochenen Ausführungsbeispiel eignet sich besonders gut für leichte Fahrzeuge zur Bodenbearbeitung, z.B. einen Rasenmäher.
Auch wenn in den beiliegenden Ansprüchen Bezugszeichen und Hinweise angegeben sind, um so den Querbezug zu der beigefügten Zeichnung zu vereinfachen, versteht es sich von selbst, daß diese Bezugszeichen und Hinweise in keiner Weise den Umfang der Erfindung auf die in der Zeichnung dargestellten Auslegungen einschränken

Claims

1. Hydraulikkreis zum Einsatz in einer Hebemechanik eines Arbeitsfahrzeugs, welcher folgendes aufweist:

eine Versorgung (P) für die Hydraulikkraft;

einen Öltank (T);

eine Ölzuführleitung (101) zum Zuführen von Öl von der Hydraulikkraftversorgung (P) zu einem einzigen hydraulischen Arbeitszylinder (1) zum Aufwärts- und Abwärtsbewegen eines Arbeitswerkzeugs (3);

eine Füllölleitung (102) zum Zuführen von Öl von der Hydraulikkraftversorgung (P) zu einer hydraulischen Vorrichtung; und Sicherheitsventile (13a, 13b, 14, 15) für die Ölzuführleitung (101) und die Füllölleitung (102);

wobei die Ölzuführleitung (101) und die Füllölleitung (102) jeweils relativ zueinander parallel zur Hydraulikkraftversorgung (P) angeschlossen sind;

und eine erste Ölrückführleitung (103a) vom Zylinder (1) und eine zweite Ölrückführleitung (103b) von dem Sicherheitsventil (13) direkt mit dem Öltank (T) so verbunden sind, daß beim Absenken des Arbeitewerkzeugs (3) vom Zylinder (1) zurückgeführtes Öl direkt in den Öltank (T) zurückgefördert wird, und vom Sicherheitsventil (13) zurückgeführtes Öl ebenfalls direkt in den Öltank (T) zurückgefördert wird

dadurch gekennzeichnet, daß

die hydraulische Vorrichtung ein Hydrostatgetriebe (5) ist; und daß die Ölzuführleitung (101) ein Hauptventil (8) zur Umschaltung des Drucks auf den Hydraulikzylinder (1) zwischen einer Anhebeposition (U), einer neutralen Position (N) und einer Absenkposition (D) aufweist, wobei die erste Ölrückführleitung (103a) ein Tellerventil (9) zum Öffnen und Schließen der ersten Ölrückführleitung (103a) gegenüber dem Öltank (T) entsprchend der Absenkposition (D) bzw. der Anhebeposition (U) bzw. der neutralen Position (N) des Hauptventils (8) aufweist, und wobei an einem Einlaßbereich der Füllölleitung (102) ein Austragsventil (10) vorgesehen ist, welches den Eintritt von Öl aus der Hydraulikkraftversorgung (P) in die Füllölleitung (102) entsprechend der Anhebeposition (U) des Hauptventil (8) verhindert und den Eintritt von Öl in die Füllöleitung (102) entsprchend der Absenkposition (D) und der neutralen Position (N) des Hauptventils (8) gestattet.

2. Hydraulikkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptventil (8), das Tellerventil (9) und das Austragsventil (10) in Form eines Positionssteuerventils (7) integriert sind.