DE7438461U - Pendelachsabstützventil - Google Patents

Description

PatentanwSlte Dr.O. Loesenbedc : .··. ,: ..· DipUng. Stracks :j · j. j_a :' ^: -:· [I DipUng. Loesenbeck / U Bielefeld, Herfontor Strake 17

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WIHAG Westfälische Industrie- und Handelsgesellschaft mbH & Co

4812 Brackwede, Bielefleder £tr. 66

Pendelachsabstützventil für Fahrzeuge, insbesondere für Baustellen fahrzeuge wie Bagger, Lader od.dgl.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Pendelachsabstutzventil für Fahrzeuge, insbesondere für Baustellenfahrzeuge wie Bagger, Lader od.dgl«, bestehend aus einem mit zwei Anschlüssen versehenen Gehäuse, in dem ein vorzugsweise durch Druckluft betätigbarer Steuerkolben mit einer die beiden Anschlüsse verbindenden Ringnut gegen eine Feder verschiebbar angeordnet ist und einem Ausgleichsbehälter, von dem aus bedarfsweise Differenaöl- * mengen zu den beiden Anschlüssen nachsaugbar sind.

Bei bestimmten Fahrzeugen wie beispielsweise Baggern, Ladern od.dgl. wird das Chassis gegenndie Pendelachse mittels sogenannter Plunger abgestützt. Der Drehpunkt der Pendelachse liegt dabei bekanntlich oberhalb oder unterhalb der Verbindungslinie der Plungerenden in Neutralstellung, d.h. in Horizontallage. Die Plunger sind dabei in Betriebsstellung über das eingeschaltete Pendelachsabstütsventil miteinander verbunden.

Erfolgt nun eine Auspendelung der A~hse, so ergeben sich für die Plunger verschiedenartig große Hübe, so daß im an sich abgeschlossenen Hydrauliksystem der Plunger eine gewisse Ölmenge fehlt, wobei das Volumen dieser fehlenden Ölmenge, die auch als Differanz ölmenc.*» bezeichnet wird, abhängig ist von der wirksamen Querschnittsfläche der Plungerkolben sowie von der Differenz der

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unterschiedlich großen Hübe der beiden Plungerkolben.

Es sind deshalb Pendelachsabstützventile der eingangs er-vähnten Art bekannt, welche die Möglichkeit bieten, bei Auspendeln der Pendelachse die jeweils benötigte Differenzölmenge in den Plungerkreislauf nachzusaugen. Bei den bisher bekannten Pendelachsabs tut zvent ilen erfolgt die Nachsaugung der benötigten Differenzölmenge über Rückschlagventile, welche in unmittelbar zu den beiden Plungeranschlüssen geführten Zulaufbohrungen angeordnet sind.

Durch diese Ausbildung der Pi-ndelachsabstützventile ist es zwar möglich, die beim Auspendeln der Achse auftretende Differenzölmenge in den Plungerkreislauf hineinzusäugen, ein umgekehrtes Entweichen der Differenzölmenge beim Zurückschwenken der Pendelachse in die Neutrallage ist aber nicht möglich, da in diesem Falle die Rückschlagventile den Rückfluß der überschüssigen Ölmenge verhindern.

Daraus ergeben sich gewisse Nachteile, die vor allen Dingen darin liegen, daß sich innerhalb der Plunger ein erhöhter Druck aufbaut, der die Achse gegenüber dem Chassis verspannt. Außerdem entsteht durch diesen Effekt des sich "Aufpumpens" der Plunger bei Radialbewegungen der Plungerkolbenenden auf deren Auflageflächen eine hohe Reibung und somit überhöhter Verschleiß 2ür Plunger und Auflageflächen.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Pendelachsabstützventil der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß einerseits bei Auspendeln der Pendelachse die benötigte Differenzölmenge nachgesaugt werden kann und daß bei Rückschwenken der Pendelachse in ihre Neutrallage die nunmehr überschüssige ölmenge aus dem Plungerkreislauf entweichen kann, wobei das sich durch diese Möglichkeiten auszeichnende Ventil in seinem konstruktiven Aufbau nicht komplizierter und aufwendiger sein soll als die bisher bekannten Ventile der eingangs erwähnten Art.

Die Lösung dieser Aufgab« besteht nach der Erfirv^irg darin, daß zwi sehen dem Steuerkolben und der Feder ein Ausgleichskolben mit einer Nachsaugbohrung undeinen Rückschlagventil angeordnet und zwischen Steuerkol.ben und Ausgleichskolben eine Ausgleichskammer geschaffen ist, die mit der Ringnut des Steuerkolbens durch Zuführungsbohrungen verbunden ist, wobei das Volumen der Ausgleichskammer veränderlich ist und in der äußersten Verschiebeatellung des Ausgleichskolbens etwa dea Volumen der maximalen Differensölmenge entspricht.

™ Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen im wesentlichen A darin, daß durch die Anordnung des Ausgleichskolbens mit verhältnismäßig geringem konstruktiven und fertigungstechnischen Aufwand die Möglichkeit gegeben ist, die einmal in den Plungerkreislauf hineingegebena Differenzölmenge wieder aus diesem entweichen zu lassen, so daß also bei Rückschwanken der Pendelachse in Neutralstellung eine Verspannung der Achse gegenüber dem Unterwagen vermieden ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung des in Sl den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles. Es zeigen:

« Fig. 1 das Einbauschema eines Pendelachsabstützventiles,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung für die Entstehung der sogenannten Differenzölmenge,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Pendelachsabstutζventi1·

Aus dem in Fig. 1 gezeigten Einbauscheiaa ergibt sich, daß sich auf der Pendelachse 1 die Plunger 2 über die Plungerkolben 3 abstutzen.» Die beiden Plunger 2 sind durch Zuleitungen 4 und 5 mit. einander verbunden, wobei zwischen den Zuleitungen 4 und 5 das eigentliche Pendelac&saDsrü-czventii 6 angeuxüueL I»L. Bei dem dargestellten Äusführungsbeispiel ist dieses Pendel achsabs tut ζ-

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vr.ntil 6 pneumatisch betätigbar, und zwar durch ein Schaltventil 7, welches die Beaufschlagung des Pendelachsabstützventiles 6 durch Zuführung von Druckluft aus einem Druckluftbehälter θ ermöglicht.

Selbstverständlich ist es abweichend von diesem Ausfünrungsbeispiel auch denkbar, das Pendelachsabstutzventil 6 beispielsweise von Hand, hydraulisch ode«, auch elektromagnetisch zu steuern.

Anhand der Fig. 2 soll im folgenden erläutert werden, wodurch die sogenannte "Differenzölmenge" bei Pendelachsabstützungen gemäß der Fig. 1 entsteht. Bei dem in Fig. 2 gegebenen Beispiel liegt der Pendeldrehpunkt "p" oberhalb der Pendelachsauflagefläche 1; es ist aber auch möglich, diesen Pendelachsdrehpunkt unterhalb der Pendelachsauflagefläche 1 anzuordnen. Dies hängt lediglich von der Gesamtkonstruktion des jeweiligen Fahrzeuges ab und hat keinerlei Einfluß auf die hier zu behandelnde Entstehung der Differenzölmenge. Befindet sich die Pendelachse 1 in Neutralstellung, also in Horizontallage, so sind die beiden Plungerkolben 3, die sich auf dieser Pendelachse 1 abstützen, gleich weit ausgefahren. Erfolgt nunmehr eine Auspendelung der Pendelachse 1 um den Winkel 2, so liegt der Schnittpunkt der Verbindungslinie der Plun-

Ά gerkolbenenden "A-A" um das Maß b versetzt auf der Verbindungslinie der Plungerkolbenenden in Neutralstellung der Pendelachse

* Daraus folgt, daß in ausgeschwenkter Stellung der Pendelachse 1 die Ankatheten C und d unterschiedlich groß sind und demzufolge auch die Gegenkatheten e und f unterschiedlich groß sind, was bedeutet, daß der Ausfahrhub der beiden Plungerkolben 3 unterschiedlich groß ist. Durch den weiter ausfahrenden Plungerkolben 3 wird also eine Differenzölmenge erforderlich, deren Volumen von der Querschnittsfläche des Plungerkolbens 3 sowie von der Differenz der unterschiedlich großen Gegenkatheten f und e abhängig ist.

Diese Differenzölmenge wird durch das Pendelachsabstutzventil 6 bei Auspendein der Pendelachse 1 in den Piungerkreislauf nachgesaugt, so daß also ein vollständiges Ausfahren des Plungerkolbens gewährleisLeL ist, dessen Ausfshrhub infolge der vorstehend erläuterten Ursachen größer ist als der Einfahrhub des gegenüber-

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liegenden. Plungei,;olbens 3.

Die Möglichkeit der Nachsaugung von Differenzölmengen ist schon bei bisher bekannten Pendelachsabstützventilen gegeben, allerdings besitzen die bekannten Pendelachsabstützventile nicht die Möglichkeit, bei RückSchwenkung der Pendelachse 1 in ihre Neutrallage die nunmehr überschüssige Differenzölmenge aus dem Plungerkreislauf 2 abzuführen.

Dies wird durch das erfindungsgemäße Pendelachsabstutzventil 6 erreicht, welches in Schnittdarstellung in Fig. 3 gezeigt ist und dessen Aufbau und Wirkungsweise im folgenden näher erläutert wird.

Das Pendelachsabstutzventil 6 besteht aus einem Gehäuse 9, welche: zwei Anschlüsse 4a und 5a für die beiden Plunger 2 aufweist. In dem Gehäuse Γ ist ein Steuerkolben 10 verschiebbar anggeordnet, wobei dieser Steuerkolben 10 mit einer Ringnut 11 versehen ist, welche bei entsprechender Verschiebung des Steuerkolbens 10 die beiden Anschlüsse 4a und 5a miteinander verbindet. Der Steuerkolben 10 ist durch einen Luftkolben 12 betätigbar, welcher Luftkolben 12 durch das in Fig. 1 gezeigte Schaltventil 7 durch Druck luft beaufschlagbar ist.

Dem Steuerkolben 10 ist ein Ausgleichskolben 13 nachgeordnet, der eine Nachsaugbohrung 14 sowie ein Rückschlagventil 15 aufweist, welches diese Nachsaugbohrung 14 abdichtet. Der Ausgleichs kolben 13 wird durch eine Feder 16 beaufschlagt, die sich an ihre anderen Ende an einem das Gehäuse 9 abschließenden Deckel 17 abstützt. Durch die Feder 16 wird der Ausgleichskolben 13 an den Steuerkolben 10 angedrückt. Auf der Oberseite des Gehäuses 9 ist ein Ausgleichsbehälter 18 vorgesehen, der durch eine Bohrung 19 mit dem Inneren des Gehäuses 9 in Verbindung steht. Der Ausgleichsbehälter 18 dient als© Ölvorratsbehälter.

Der Ausgleichskolben 13 ist auf der dem Steuerkolben 10 zugewandten Seite mit einer Ausgleichskammer 20 versehen, wobei diese Ausgleichskiunmer 20 durch Zuführungsbohrungen 21 innerhalb des Steuerkolbens 10 mit der Ringnut 11 verbunden ist. Weiterhin weist der Ausgleichskolben 13 an seinem äußeren Rand zwei Abspritzbohrungen 22 auf. Diesen Abspritzbohrungen 22 ist eine Abspritzkante 23 im Bereich des Verschiebeweges des Ausgleichskolbens 13 im Gehäuse 9 zugeordnet.

Die vorstehend beschriebene konstruktive Ausbildung des Pendelachabstützventiles 6 ermöglicht nunmehr folgende Wirkungsweise:

Durch Beaufschlagung des Luftkolbens 12 mit Druckluft wird der Steuerkolben 10 sowie der Ausgleichskolben 13 entgegen der Wirkung der Feder 16 verschoben, bis die Ringnut 11 die beiden Anschlüsse 4a und 5a miteinander verbindet. In dieser Einschaltstellung sind also die beiden Plunger 2 miteinander verbunden. Erfolgt nun eine Auspendelung der Pendelachse 1, so wird die benötigte Differenzölmenge, deren Entstehung weiter oben beschrieben ist, durch die Nachsaugbohrung 14 durch Öffnen des RUckschlagventiles 15 über die Ausgkeichskammer 20 und die Zu-

A fUhrungsbohrungen 21 den beiden Anschlüssen 4a und 5a zugeführt. Tritt nun der Fall ein, daß die Pendelachse 1 in ihrer Moutral-

* lage zurückschwenkt, so wird die nun nicht mehr benötigte Differenzölmenge in umgekehrter Richtung in die Ausgleichskammer 20 zurückfließen und eine Verschiebung des Ausgleichskolbens 13 entgegen der Wirkung der Feder 16 verursachen, wobei der Ausgleichskolben 13 vom Steuerkolben 10 abhebt. Je nach der Größe des Volumens der zurückströmenden Differenzölmenge findet dabei eine mehr oder weniger große Verschiebung des Ausgleichskolbens 13 statt« Erfolgt das Zurückpendeln der Pendelachse 1 aud der maximal möglichen Verschwenkposition heraus, was der Rückführung der maximal möglichen Differenzölnenge entspricht, so wird der Ausgleichskolben 13 so weit in Richtung des Deckels 17 verschoben, daß die Abspritxbohrungen 22 über die Abspritzkante 23 hinausragen, so daß also die überschüssige Differenzölmenge in den Ausgleichsbehälter 1Θ zurückfließen kann.

Nachdem durch dieses Zurückfließen in den Ausgleichsbehälter 18 ein Druckausgleich suf beiden Seiten des Ausgleichskolbens 13 erfolgt ist, wird durch die Feder 16 der Ausgleichskolben 13 so weit in Richtung des Steuerkolbens 10 geschoben, daß die Abspritzbohrungen 22 wieder abgedichtet sind. Dabei verbleibt zwischen Steuerkolbar» 10 und Ausgleichskolben 13 ein gewisser Abstand, der durch eine unter Druck stehende Ölsäule ausgefüllt ist. Diese in der aufgrund der Verschiebemöglichkeit des Ausgleichskolben 13 variablen Ausgleichskaimner 20 befindliche Ölroenge wird bei erneuter Ausschwenkung der Pendelachse 1 wieder X den beiden Anschlüssen 4a und 5 a zugeführt mid sorgt somit für *. ein vollständiges Ausfahren bzw. Einfahren der Plungerkolban 3. Wird durch Entlastung des Luftkolbens 12 der Steuerkolben 10 aus der Einschaltstellung herausgefahren, d.h« die beiden Anschlüsse 4a und 5a gegeneinander gesperrt, so sorgt die zwischen Steuerkolben 10 und Ausgleichskolben 13 verbleibende, unter Druck stehende Ölmenge ganz allmählich für einen Ausgleich der immer auftretenden Leckölverluste, wobei sich der Ausgleichskolben 13 in Richtung des Steuerkolbens 10 bewegt und nach einer gewiiisen Zeit wieder an diesem anliegt. Damit ist die Ausgangsstellung, die in Fig. 3 dargestellt ist, wieder erreicht.

. In Abwandlung von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist es auch * denkbar, auf die Abspritzbohrungen 22 sowie auf die Abspritzkant· 23 zu verzichten und den Verschiebeweg des Ausgleichskolbens 13 so groß zu wühlen, daß das Volumen der Ausgleichskwnmer 20 bei maximaler Verschiebestellung des Ausgleichekolbens 13 dem Volumen der maximal möglichen Differenzölmenge entspricht. Entscheidend für die vorteilhaft« Wirkung des erfindungsgemaßen PendelachaabstUtzvAntil·· 6 ist also die Schaffung der veränderlich großen Ausgleichekammer 20 zwischen Steuerkolben 10 und Ausgleichskolben 13.

Abschließend sei d«r Vollständigkeit halber noch darauf hingewiesen, daß das Gehäuse 9 eine Entlüftungebohrung 24 aufweist, welche durch eine Schraube 25 abdichtbar ist, so daß ein· einwandfrei· ölbefüllung das Plung«rkr«islauf«s ermöglicht wird.

Claims (2)

Schutzansprüche

1. Pendelachsabstützvsntil für Fahrzeuge, insbesondere für Baustsllenfahrzeuge wie Bagger, Lader usw., bestehend aus einem mit zwei Anschlüssen versehenen Gehäuse, in dem ein vorzugsweise durch Druckluft betätigbarer Steuerkolben mit einer die beiden Anschlüsse verbindenden Ringnut gegen eine Feder verschiebbar angeordnet ist und einem Ausgleichsbehälter, von dem aus bedarfsweise Differenzölmengen zu den beiden Anschlüssen nachsaugbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dea Steuerkolben (10) und der Feder (16) ein Ausgleichskolben (13) Lit einer Nachsaugbohrung (14) und einem Rückschlagventil (15) angeordnet und zwischen Steuerkolben (10) und Ausgleichskolben (13) eine mit der Ringnut (11) des Steuerkolbens (10) durch Zuführungsbohrungen (21) verbundene und im Volumen veränderliche Auegleichekammer (20) geschaffen ist.

2. Pendelachsabetütiventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (13) alt Abspritzbohrungen (22) versehen ist, die in Verbindung mit der Ausgleichskammer (20) stehen und die in der äussersten Verschiebestellung des Ausgleichskolben^ (I3) über eine Abepritzkante (23) des Gehäuses (9) hinaus verschiebbar sind.

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