DE9212617U1 - Entlastungsvorrichtung für einen an einem Trägerfahrzeug anbaubaren Schneepflug - Google Patents

Description

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Entlastungsvorrichtung für einen an einem Trägerfahrzeug anbaubaren Schneepflug

Die Erfindung betrifft eine Entlastungsvorrichtung für einen an einem Trägerfahrzeug anbaubaren Schneepflug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine gattungsbildende Entlastungseinrichtung ist aus der DE 36 28 427 0.2. bekannt geworden. Mit dieser Entlastungsvorrichtung ist eine Druckentlastung zur Verringerung der Schürf- oder Auflagekräfte der Pflugschar möglich. Darüber können auch während des Räumvorganges ständig die tatsächlichen Auflagekräfte auf einen gewünschten einstellbaren Sollwert geregelt werden. Es handelt sich hierbei um einen aktiven und dynamischen Regelungsprozeß.

Eine derartige Entlastungsvorrichtung hat sich in der Praxis sehr bewährt.

Die bekannte Entlastungsvorrichtung umfaßt dabei einen Entlastungszylinder, der in der Regel aus dem Hubzylinder

zum Heben und Senken der Pflugschar selbst besteht. Die Druckentlastungs-Steuerungseinrichtung umfaßt eine zwischen der Hochdruck- und der zum Tank führenden Rücklaufleitung vorgesehene Zweigleitung mit einem dort angeordneten Regelventil, welches in Abhängigkeit der Differenz zwischen dem Druck-Sollwert und dem Druck-Istwert im Entlastungszylinder entsprechend öffnet und schließt und darüber unter gleichzeitiger Druckabsenkung oder Druckerhöhung eine Verbindung zwischen der Hochdruckleitung und der Rückleitung herstellt.

Da also über die auf dem Fahrzeug vorgesehene Hydraulikpumpe das Hydraulikmedium stets voll gegen das Regelventil fördert, werden zum Teil beachtliche Öllaufmengen umgewälzt, die zu einer entsprechenden Erwärmung führen.

Dabei ist vor allem zu bedenken, daß die umgewälzte Hydraulikmenge letztendlich durch die auf dem Nutzfahrzeug von Hause aus installierte Hydraulikpumpe festgelegt ist. Da es sich hierbei in der Regel um Hydrostatpumpen mit hohem Fördervolumen handelt, ergibt sich von daher der Nachteil, daß eine entsprechend große Hydraulikmenge umgewälzt und erhitzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsbildende Entlastungsvorrichtung so weiterzubilden, daß das umgewälzte Hydraulikmedium sich nicht unzulässig stark erwärmt.

0 Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein völlig neuer Weg eingeschlagen, um eine unerwünschte zu hohe Aufwärmung

oder Überwärmung des Hydraulikmediums zu gewährleisten. An sich könnte daran gedacht werden, zusätzliche Kühleinrichtungen vorzusehen.

Ebensowenig ist die Verwendung von nach Art von "Druckwaagen" arbeitenden Mengenteilern geeignet, da hier das in der Hochdruckleitung umströmende und von der auf dem Nutzfahrzeug installierten Hydrostatpumpe bereitgestellte Hydraulikmedium ebenfalls wieder mit vollem Hochdruck gegen das Regelventil arbeiten muß, sich also ebenfalls die gesamte Hyraulikmenge entsprechend erhitzt.

Im Gegensatz dazu wird erfindungsgemäß eine kurz auch als "hydraulischer Transformator" bezeichnete Übersetzungseinrichtung verwandt.

Erfindungsgemäß ist dazu ein primärer Hydraulikkreis vorgesehen, welcher von der auf dem Fahrzeug befindlichen Hochdruck-Hydraulikpumpe zum Tank führt, wobei in dieser Hochdruckleitung ein über das umgewälzte Hochdruckmedium antreibbare Hydraulikmotor geschaltet ist. Dieser steht in Triebverbindung mit einer hydraulischen Hilfspumpe, die nunmehr in einer zu der primären Hochdruckleitung sekundären Leitung den entsprechenden Druckraum des Entlastungs-Zylinders und des Regelventils druckbeaufschlagt. Diese Trennung ergibt die Möglichkeit, eine hydraulische Pumpe in der Zweigleitung einzusetzen, deren Fördervolumen sehr viel geringer ist. Dadurch bedingt wird nur eine Teilmenge des hydraulischem Mediums entsprechend der unterschiedli-0 chen Förderleistung des in der primären Hochdruckleitung angeordneten hydraulischen Motors und der in der Zweigleitung angeordneten hydraulischen Pumpe aufgeheizt. Da der entsprechend größere Anteil des über die primäre Hochdruckleitung umströmenden Hydraulikmediums sich vergleichsweise wenig erwärmt, kann über dieses in der primären Hochdruckleitung umströmende Hydraulikmedium das in

der Zweigleitung sehr viel stärker aufgewärmte Hydraulikmedium durch Vermischen im Tank gekühlt werden.

In bevorzugten Ausführungsformen können der hydraulische Motor aus einem Hydraulikmotor und die hydraulische Pumpe in der Zweigleitung aus einem damit in Triebverbindung stehenden Hydromotor bestehen. Möglich ist aber beispielsweise genauso der Einsatz einer Zahnradpumpe in beiden Zweigen, die entweder über ein Übersetzungsgetriebe in Triebverbindung stehen, oder bei der beispielsweise die Zahnräder allesamt direkt mit gleicher Drehzahl angetrieben werden, dabei aber die geometrischen Abmessungen anders sind. Beispielsweise kann die Zahnradpumpe in der Entlastungsdruckleitung in der Breite schmälere Zahnräder aufweisen, so daß entsprechend der unterschiedlichen Dicke der Zahnräder eine vorwählbare Mengenbegrenzung in der Zweigleitung erzielbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen:

Figur 1 : eine schematische Schaltungsanordnung für die Entlastungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Druckentlastungsstellung;

Figur 2 : ein zu Figur 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel ebenfalls in Druckentlastungsstellung.

Die in Figur 1 gezeigte Druckentlastungsvorrichtung 1 ist über eine Schnittstelle 3, d.h. über entsprechende Anschlüsse 5 und 7 an den Hydraulikkreis eines Nutzfahrzeuges angeschlossen. Anschluß 5 ist beispielsweise an die vom Nutzfahrzeug kommende Hochdruckleitung mit einer dort fahrzeugseitig installierten Hydraulikpumpe und Anschluß

7 an die entsprechende nutzfahrzeugseitige zum Tank führende Rücklaufleitung angeschlossen. Durch die strichlierte Einrahmung 8 ist angedeutet, daß der erwähnte Teil der Hochdruckleitung 9, der Tank 11 und die Rücklauf leitung 13 auf dem nicht näher dargestellten Nutzfahrzeug installiert sind.

Die Druckentlastungsvorrichtung 1 umfaßt eine primäre Förderleitung 17, die über ein Umschaltventil 19, vorzugsweise ein magnetisch betätigbares Umschaltventil 19 und einen dazu in Reihe geschalteten Hydraulik-Motor 21 zum Anschluß T und damit zum Tank 11 führt. Über eine dem Umschaltventil 19 in Durchströmrichtung nachgeordnete Verzweigungsstelle 23 steht die primäre Ölleitung 17 mit der Saugleitung der Pumpe 31 in Verbindung.

Eine Förderleitung 29 steht auf der Saugseite der Hilfspumpe 31 mit der Rücklauf leitung 17" in Verbindung. Die Hochdruckseite 29' der sekundären Förderleitung 29 ist über eine Verzweigungsstelle 23 mit der Entlastungsleitung 33 zum einen und zum anderen über die Regelleitung 34 mit einem weiteren Umschaltventil 35, vorzugsweise ein magnetisch betätigbares Umschaltventil 35, in Verbindung, über welches in der entsprechenden Schaltstellung eine Verbindung zu einem Regelventil 39 und von dort zum Rücklaufleitungs-Anschluß 7 besteht.

Der zweite Druckraum des Entlastungszylinders 25 ist über eine Rücklaufleitung 27 mit dem freien Rücklauf zum Tank 0 11 verbunden.

Über die Verzweigungsstellung 2 3 besteht ferner noch eine Leitungsverbindung 33' zu dem in der primären Förderleitung 17 angeordneten Umschaltventil 19.
35

Der erwähnte Hydraulikmotor 21 und die Hilfspumpe 31 ste-

hen beispielsweise über eine Welle 41 in Triebverbindung, wobei das Fördervolumen der Hilfspumpe 31 kleiner ist als das Schluckvolumen des Hydraulikmotors 21. Das Verhältnis der Durchsatzmengen kann beispielsweise 1:10 betragen. Es kann aber auch in anderen Bereichen gewählt werden, wobei vorzugsweise ein Übersetzungsverhältnis kleiner als 7:10, 6:10, 5:10 oder 4:10, 3:10 oder 2:10 möglich und sinnvoll ist. Die Abstimmung kann hier entsprechend den Erfordernissen oder Gegebenenheiten erfolgen.

Nachfolgend wird auf die Funktionsweise eingegangen, wobei zunächst vorausgesetzt wird, daß die beiden Umschaltventile 19 und 35, bei denen es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um zwei Zweistellungs-Zweiwege-Ventile handelt, in ihre jeweils von der gezeigten Darstellung abweichende andere Schaltstellung geschaltet sind.

In dieser Schaltstellung ist die Druckentlastungsschaltung abgeschaltet. D.h., der von der auf dem Nutzfahrzeug installierten Hochdruckpumpe bereitgestellte Hochdruck wirkt über die primäre Förderleitung 17, die Leitungsvervbindung 33' und die Entlastungsleitung 33 im entsprechenden Druckraum des Entlastungszylinders 25. Durch das Umschaltventil 19 ist der Hydraulikmotor 21 vom Hochdruckkreis abgeschaltet, so daß der Hydraulikmotor 21 steht und über die Triebverbindung auch die Hilfspumpe 31. Zudem ist über das zweite Umschaltventil 35 die Verbindung von in diesem Betriebszustand unter dem vollen Betriebs-Hochdruck stehenden Entlastungsleitung 33 zum Rücklaufleitungs-Anschluß 7 unterbrochen. Damit der von dem Nutzfahrzeug bereitgestellte Hochdruck nicht die Hilfspumpe 31 beaufschlagt, ist hier ein der Hilfspumpe 31 in Förderrichtung nachgeschaltetes Rückschlagventil 43 vorgesehen und wirksam.

Soll nunmehr der Schneepflug abgesenkt und die Entlastungseinrichtung wirksam werden, so werden die beiden

Umschaltventile 19, 35 jeweils in ihre in Figur 1 dargestellte Stellung umgeschaltet.

Danach strömt nunmehr das vom Nutzfahrzeug bereitgestellte gesamte Hochdruckmedium über die primäre Förderleitung 17 über den Hydraulikmotor 21 zum Rücklaufleitungs-Anschluß 1'. Über den Hydraulikmotor 21 und die bestehende Triebverbindung 41 wird nunmehr die Hilfspumpe 31 angetrieben, der über die Verzweigungsstelle 23 eine Teilmenge des umströmenden Hydraulikmediums zugeführt wird, worüber unter Hochdruck stehendes Medium einmal der Druckentlastungskammer des Entlastungszylinders 25 und zum anderen über das nunmehr durchgeschaltete zweite Umschaltventil 35 dem Regelventil 39 zugeführt wird. Gleichzeitig ist über das erste Umschaltventil 19 die Leitungsverbindung 33' zwischen der Hochdruckseite 17' der primären Förderleitung 17 und der von der Hilfspumpe 31 druckbeaufschlagten Entlastungsleitung 3 3 unterbunden.

Entsprechend dem am Regelventil 39 eingestellten Wert, der beliebig verändert werden kann, wird nunmehr der darüber eingestellte herrschende Druck-Istwert in der Druckentlastungsleitung 33 bei einer Abweichung von einem durch das Regelventil 39 eingestellten Druck-Sollwert auf den eingestellten Druck-Sollwert nachgestellt. Denn steigt der Druck über den eingestellten Soll-Wert an, so öffnet das Regelventil 39 entsprechend, um über die hergestellte Verbindung zum Rücklauf 7 den Druck wieder zu senken. Fällt umgekehrt der Ist-Wert des Entlastungsdruckes unter den eingestellten Soll-Wert, schließt das Regelventil 39 weiter, um den von der Hilfspumpe 31 bereitgestellten Entlastungsdruck wieder zu erhöhen.

Bei einem Untersetzungsverhältnis von beispielsweise 10:1 von dem Hydraulikmotor 21 zur Hilfspumpe 31 wird ungefähr nur 1/10 der gesamten Hydraulikmenge auf entsprechend hohe

Temperaturwerte durch das Fördern der Hilfspumpe gegen das Regelventil aufgeheizt. Da sich diese aufgeheizte Teilmenge mit der übrigen Hydraulikmenge bereits in der Rücklaufleitung und dann im Tank weiter vermischt und dieser durch den Hydraulikmotor umströmende größte Teil des Hydraulikmediums nicht auf diese hohen Temperaturwerte aufgeheizt wird, bleibt die Gesamterwärmung des umströmenden Hydraulikmediums auf vergleichsweise niedrigem Niveau.

Das in Figur 1 ferner noch dargestellte parallel zur Hilfspumpe 31 geschaltete Überdruckventil 45 und das rücklaufseitig dem zweiten Umschaltventil 35 nachgeschaltete Rückschlagventil 47 hat lediglich Sicherheitsfunktion.

Nachfolgend wird auf das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 Bezug genommen. Dabei werden gleiche Teile oder funktionstechnisch gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

0 In diesem Ausführungsbeispiel wird als Hydraulikmotor eine Zahnradmotor 21' und als Hilfspumpe 31 ebenfalls eine Hilfs-Zahnradpumpe 31' verwandt, die ebenfalls wieder in Triebverbindung stehen. Hierdurch wird ein Zahnradmengenteiler gebildet.

Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß in diesem Ausführungsbeispiel das Umschaltventil 19 in Förderrichtung dem Zahnradmotor 21' nachgeordnet ist und daß ferner nicht nur der den Hydraulikmotor darstellende Zahnradmotor 21', sondern auch die die Hilfspumpe darstellende Hilfs-Zahnradpumpe 31' eingangsseitig an der Hochdruckseite 17' der primären Förderleitung 17 angeschlossen sind.

Das Fördervolumen des den Hydraulikmotor darstellenden Zahnradmotors 21' und der Hilfs-Zahnradpumpe 31' wird, wie bei ersten Ausführungsbeispiel, entsprechend abgestuft

gewählt. Zahnradmotor und Hilfs-Zahnradpumpe können dabei unterschiedlich groß dimensioniert sein, durch eine geeignete Getriebeübersetzung in Triebverbindung stehen oder aber, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel dargestellt ist, eine gemeinsame Zahnradordnung umfassen, die alle gemeinsam in Triebverbindung stehen. Lediglich die Breite der Zahnnräder und damit der jeweilige Durchlaßquerschnitt ist hier entsprechend abgestuft so gewählt, daß sich das gewünschte Untersetzungsverhältnis und die gewünschte Aufteilung der Hydraulikströme ergibt.

Ansonsten ist Aufbau und Funktionsweise vergleichbar mit dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1.

Bei Außerbetriebschaltung der Entlastungseinrichtung sind dabei die beiden Umschaltventile 19 und 3 5 in der in Figur

2 nicht dargestellten anderen Schaltstellung umgeschaltet, in der dann beide Zahnradpumpen 21' und 31' gemeinsam den Schneepflug anhebenden Druckraum des Entlastungszylinders 25 druckbeaufschlagen, d.h. bei Verwendung als Hubzylinder den Schneepflug in die angehobene Stellung anheben. Das Regelventil 39 ist durch das vorgeschaltete Umschaltventil

3 5 gesperrt.

Die Umschaltung der Umschaltventile in die in Figur 2 dargestellte Schaltstellung bei wirksam werdender Entlastungsregelung bewirkt, daß über den in der primären Förderleitung 17 sitzenden Zahnradmotor 21' nunmehr die Hilfs-Zahnradpumpe 31' antreibt, die nunmehr eine Teilmen-0 ge des Hydraulikmediums von der Hochdruckseite der Entlastungsleitung 33 zuführt. Die Entlastungsleitung 3 3 steht dabei wieder in Wirkverbindung mit dem Regelventil 39.

Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel können die beiden Umschaltventile 19 und 35 auch als gemeinsames Umschaltventil ausgebildet sein.

Schließlich wird ergänzend noch angemerkt, daß bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figur 1 und 2 zwei zum Rücklaufanschluß 7 und 7' führende Rücklaufleitungen vorgesehen sind. Ebenso können beide Rücklaufleitungen über einen gemeinsamen Verbindungspunkt zusammengeführt sein.

Claims (9)

120 G 172 Ansprüche:

1. Entlastungsvorrichtung für einen an einem Trägerfahrzeug anbaubaren Schneepflug, über welche ein Druck zur Verringerung der Schürf- oder Auflagekräfte der Pflugschar durch Ansteuerung eines Entlastungszylinders (25) aufbringbar ist, in dem der in dem Entlastungszylinder (25) herrschende Druck-Istwert bei Abweichung von einem in der Druckentlastungs-Steuereinrichtung einstellbaren Druck-Sollwert auf den eingestellten Druck-Sollwert regelbar ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale

- es ist eine, eine primäre Verbindung von einem trägerfahrzeugseitigen Hochdruck-Anschluß (5) zu einem Rücklauf-Anschluß (7) bildende Förderleitung (17) vorgesehen,

- in der primären Förderleitung (17) ist ein von dem durchströmenden Hydraulikmedium antreibbarer Hydraulik-Motor (21) geschaltet,

- der Hydraulik-Motor (21) steht mit einer Hilfspumpe (31) in Triebverbindung,

- die in einer sekundären Förderleitung (19) geschaltet ist und auf ihrer Hochdruckseite (29') einen Druckent-

lastungsraum des Entlasungszylinders (25) und das Regelventil (39) über eine Entlastungsleitung (33) bzw. Regelleitung (34) druckbeaufschlagt, und

- das Fördervolumen der Hilfspumpe (31) weist zum Schluckvolumen des Hydraulik-Motors (21) ein Verhältnis von weniger als 7:10 auf.

2. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hilfspumpe (31) eingangsseitig mit dem Rücklaufleitungs-Anschluß (7) in Verbindung steht.

3. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hilfspumpe (31) eingangsseitig mit der Rücklaufleitung (17") der primären Förderleitung (17) in Verbindung steht.

4. Entlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulik-Motor (21) aus einem Hydromotor besteht.

5. Entlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfspumpe (31) aus einer Hydropumpe besteht.

6. Entlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulik-Motor (21) und die Hilfspumpe (31) aus einem Zahnradmotor (21') bzw. einer Hilfs-Zahnradpumpe (31') besteht.

7. Entlastungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß das Untersetzungsverhältnis zwischen Zahnradmotor (21') und Hilfs-Zahnradpumpe (31') durch unterschiedliche axiale Dicke der Zahnräder festgelegt ist.

8. Entlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Umschaltventil-Anordnung (19, 35) zur Inbe-

trieb- und Außerbetriebsetzung der Entlastungswirkung, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (19) in der primären Förderleitung (17) in Strömungsrichtung vor dem Hydraulik-Motor (21) angeordnet ist und bei Abschaltung der Entlastungswirkung die Hochdruckseite (17') der primären Förderleitung (17) vom Hydraulik-Motor (21) trennt und die Druckkammer des Entlastungszylinders (25) voll druckbeaufschlagt .

9. Entlastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Umschaltventil-Anordnung (19, 35) zur Inbetrieb- und Außerbetriebsetzung der Entlastungswirkung, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (19) in der primären Förderleitung (17) dem Hydraulik-Motor (21) nachgeschaltet ist, und bei Abschaltung der Entlastungswirkung die Entlastungs-Druckkammer des Entlastungszylinders (25) mit Hochdruck beaufschlagt.