EA012366B1

EA012366B1 - Гидравлическое устройство

Info

Publication number: EA012366B1
Application number: EA200970084A
Authority: EA
Inventors: Маркус Биттер
Original assignee: Дир Энд Компани
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2009-10-30
Also published as: WO2008006730A1; AR064234A1; EP2043422A1; DE502007005771D1; EP2043422B1; EA200970084A1; BRPI0713275A2; US8230771B2; US20090255248A1; UA93721C2; MX2008014463A; BRPI0713275B1; ATE488987T1; DE102006032599A1

Abstract

Предложено гидравлическое устройство для регулировки подъемного механизма (12) сельскохозяйственной машины (10). Гидравлическая компоновка (16) содержит гидроцилиндр (24), имеющий нагружаемую давлением камеру (50), пропорционально регулируемый приточный клапан (22), соединенный со стороны выхода через первый питающий трубопровод (30) с камерой (50) и соединенный со стороны входа с гидравлическим насосом (18, 18'), первый отводной трубопровод (32), обеспечивающий соединение между камерой (50) и гидравлическим баком (20), средство (42, 44) регулировки для выработки сигнала регулировки для гидроцилиндра (24) и электронного блока (40) управления. Для создания конструктивно простой и занимающей немного места системы регулировки предлагается, что в первом отводном трубопроводе (32) расположен первый электропропорциональный клапан (26) ограничения давления, а в питающем трубопроводе (30) расположен обратный клапан (28), закрывающийся в направлении приточного клапана (22), а также предусмотрены один или несколько датчиков (36, 38), выдающих сигнал, взаимодействующих с гидроцилиндром (24), причем клапан (26) ограничения давления управляется или регулируется в зависимости от одного или нескольких сигналов датчика и/или от сигнала регулировки.

Description

Гидравлическое устройство для регулировки подъемного механизма сельскохозяйственной машины, содержащее по меньшей мере один первый гидроцилиндр, снабженный нагружаемой давлением камерой, пропорционально регулируемый приточный клапан, соединенный со стороны выхода через первый питающий трубопровод с камерой и соединенный со стороны входа с гидравлическим насосом, по меньшей мере один первый отводной трубопровод, обеспечивающий соединение между камерой и гидравлическим баком, средство регулировки для выработки сигнала регулировки для гидроцилиндра и электронного блока управления.

Сельскохозяйственные машины, например уборочные машины или тракторы, располагают приставным оборудованием или навесным оборудованием, расположенным посредством так называемых подъемных механизмов на переднем или заднем участке машин. Подъемные механизмы делают возможными подъем и опускание приставного оборудования или навесного оборудования в транспортное или рабочее положение. Известны подъемные механизмы, располагающие, наряду с регулируемой посредством гидроцилиндра функцией подъема и опускания, функцией регулировки давления на грунт для приставного оборудования или навесного оборудования или обеспечивающие выравнивание положения приставного оборудования или навесного оборудования.

Пример такого подъемного механизма известен из И8 6901729 В1. В этой публикации предлагается гидравлическая компоновка для подъемного механизма уборочного навесного оборудования уборочной машины, предоставляющая возможность выполнять как функцию подъема и опускания, так и функцию регулировки давления на землю и выравнивание положения при наклонном положении уборочного навесного оборудования, причем применяются два зависящих друг от друга гидроцилиндра, включаемые так, что автоматическое выравнивание положения происходит при выравнивании давления расположенных на подъемной стороне камер. Кроме того, изменяется также давление прижима для уборочного навесного оборудования посредством подключаемого гидравлического аккумулятора. Предложенная в заявке гидравлическая компоновка имеет, наряду с громоздким гидравлическим аккумулятором, большое количество конструктивных элементов гидравлических компонентов, требующих значительных конструктивных и финансовых затрат.

Задача изобретения состоит в разработке гидравлического устройства вышеуказанного типа, лишенного упомянутых недостатков.

Задача решается признаками п.1 формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению гидравлическая компоновка вышеуказанного типа выполняется так, что в первом отводном трубопроводе расположен первый электропропорциональный клапан ограничения давления, а в первом питающем трубопроводе - первый обратный клапан, закрывающийся в направлении приточного клапана, а также предусмотрены один или несколько датчиков, выдающих сигнал, взаимодействующий, по меньшей мере, с первым гидроцилиндром, причем, по меньшей мере, первый клапан ограничения давления управляется или регулируется в зависимости от одного или нескольких сигналов датчика и/или от сигнала регулировки. Камера гидроцилиндра может целенаправленно опорожняться посредством компоновки электронно-пропорционально управляемого клапана ограничения давления в отводном трубопроводе гидроцилиндра, так что в сочетании с пропорционально регулируемым или управляемым приточным клапаном может осуществляться как функция подъема и опускания, так и дозируемая нагрузка давлением камеры, например, для регулировки давления на землю установленного на подъемном механизме сельскохозяйственной машины навесного оборудования. Опорожнение камеры происходит только через клапан ограничения давления в сливном трубопроводе, поскольку опорожнение камеры предотвращается через приточный клапан компоновкой обратного клапана в питающем трубопроводе. Целенаправленное управление или регулировка клапана ограничения давления происходит через электронный блок управления, посредством которого создаются сигналы управления для клапана ограничения давления и приточного клапана в зависимости от одного или нескольких сигналов датчика и/или в зависимости от регулировки сигнала, которым инициируется, например, наполнение или опорожнение камеры, или функция подъема или опускания. Кроме того, опорожнение камеры может происходить с разной скоростью также посредством различных проходных сечений клапана ограничения давления, поскольку проходное сечение клапана ограничения давления ограничивает вытекающую массу рабочей жидкости. Предложенная гидравлическая компоновка выполнена так, что за счет функции подъема и опускания в комбинации с регулируемым ограничением давления создается возможность для реализации различных функций. В частности, приставное оборудование или навесное оборудование сельскохозяйственной машины, укрепленное на подъемном механизме, приводимом в действие гидравлической компоновкой, может приподниматься и опускаться или приводиться из положения транспортировки в рабочее положение, причем, например, в рабочем положении может задаваться давление на землю. Кроме того, предложенная гидравлическая компоновка делает возможными другие функции, например регулировку положения или выравнивание положения, гашение колебаний, плавающее положение, а также регулировку силы тяги, причем отдельные названные функции в дальнейшем иллюстрируются примерами выполнения.

Гидравлическое устройство может содержать, наряду с первым гидроцилиндром, также второй гид

- 1 012366 роцилиндр, приводимый в действие, по существу, таким же способом, в частности аналогично первому гидроцилиндру, через второй приточный клапан, подсоединенный соответственно через второй питающий трубопровод параллельно первому приточному клапану. Таким же способом могут быть расположены и приводиться в действие и другие гидроцилиндры. Таким образом, может быть предусмотрен параллельно первому гидроцилиндру, по меньшей мере, второй, нагружаемый давлением гидроцилиндр, имеющий камеру, снабженный аналогично первому гидроцилиндру вторым, имеющим второй обратный клапан питающим трубопроводом и вторым, снабженным вторым электропропорциональным клапаном ограничения давления отводным трубопроводом, причем второй клапан ограничения давления управляется или регулируется в зависимости от одного или нескольких сигналов датчика и/или от сигнала регулировки. Аналогично, могут быть предусмотрены также другие гидроцилиндры с соответствующими другими приточными клапанами, а также подводными и отводными трубопроводами или клапанами ограничения давления и обратными клапанами. Ими могут приводиться в действие два или несколько гидроцилиндров независимо друг от друга, однако, синхронно друг с другом изменяющие положения своих поршней в зависимости от сигналов управления.

Предпочтительно, чтобы второй или другой гидроцилиндр мог управляться также в зависимости от присоединенного к нему самому датчика. Для этого могут быть предусмотрены один или несколько датчиков, находящиеся во взаимодействии со вторым или другими гидроцилиндрами. В этом случае второй или другие клапаны ограничения давления могут управляться или регулироваться одним или несколькими сигналами с датчиков, находящихся во взаимодействии со вторым или другими гидроцилиндрами. Таким образом, гидроцилиндры могут управляться независимо друг от друга так, что, например, может происходить управляемая регулировка положения в соответствии с компоновкой и ориентацией отдельных гидроцилиндров в подъемном механизме, в то время как разные гидроцилиндры имеют разные положения поршня.

Средства регулировки выполнены, предпочтительно, в виде рычага управления, в частности джойстика, или тумблера управления. В этом случае оператор при приведении в действие рычага управления или джойстика или при включении тумблера управления может выполнять различные функции, например подъем или опускание навесного оборудования перед межой поля или при транспортировочном движении. При приведении в действие средства регулировки соответствующие сигналы посылаются в блок управления, реализующий их для генерирования соответствующих сигналов управления для приточного клапана и клапана ограничения давления. При этом для генерирования сигналов управления могут использоваться как одиночный сигнал регулировки, так и другие сигналы, переданные датчиками, чтобы, например, при опускании дополнительно контролировалась также скорость опускания посредством соответствующего сигнала датчика и, соответственно, ограничивалось давление открытия или проходное сечение клапана ограничения давления.

Датчики могут быть выполнены, например, как позиционные датчики, посылающие пропорциональный сигнал датчика для одного положения поршня гидроцилиндра. Они могут контролировать перемещения поршня, а посланные сигналы использоваться, например, для регулировки или управления скоростями движения (скоростями опускания) или также для гашения колебательных движений.

Датчики могут быть выполнены также в виде датчиков давления, посылающих сигнал, пропорциональный давлению в камере гидроцилиндра. Посредством их можно контролировать параметры давления, а посланные сигналы использовать, например, для регулировки или управления давлением в камере гидроцилиндра, причем в зависимости от компоновки гидроцилиндра эти сигналы датчика делают возможной, например, регулировку или управление давлением прижима для приставного оборудования или навесного оборудования, а также силой тяги для транспортируемого сельскохозяйственного орудия. Вместо датчиков давления, в качестве альтернативы, могут применяться также измерительные винты или другие датчики, информирующие о преобладающем в камере гидроцилиндра давлении.

Кроме того, предложенное гидравлическое устройство может содержать также одно или несколько регулирующих устройств, предпочтительно взаимодействующий с блоком управления потенциометр, посредством которого задается управляющий параметр для блока управления. За счет этого можно задавать величину установки или заданную величину посылаемого датчиком сигнала так, чтобы можно было регулировать или ограничивать, например, действующее в камере давление или скорость движения поршня гидроцилиндра. В этом случае оператор может задавать, например при приведении в действие регулирующего устройства, максимальное давление прижима, после чего блок управления генерирует соответствующий сигнал управления или соответствующий алгоритм управления. Аналогично, регулирующее устройство задает заданную величину другого управляющего параметра, например скорости опускания, причем в этом случае регулируется или ограничивается позиционное изменение поршня гидроцилиндра за единицу времени.

Согласно изобретению гидравлический насос гидравлического устройства может быть выполнен в виде насоса с постоянным потоком, причем приточный клапан также имеет соединение с гидравлическим баком со стороны выхода наряду с соединением с гидроцилиндром (питающим трубопроводом). Это позволяет, при отсутствии необходимости протекания рабочей жидкости в камеру, все же сохранить поток рабочей жидкости, направляемой затем в бак, так что насос может постоянно продолжать перекач

- 2 012366 ку. Давление в камере регулируется в этом случае не массой перекачиваемой насосом рабочей жидкости, а перекачиваемой насосом постоянно пропускаемой через приточный клапан массой.

Альтернативная форма выполнения предусматривает, чтобы гидравлический насос был выполнен как регулируемая система насосов, регулируемая в зависимости от давления, действующего в первом и/или втором либо в другом питающем трубопроводе, причем предусмотрено устройство измерения нагрузки (устройство определения нагрузки или определения давления в питающем трубопроводе), посредством которого можно производить установку или регулировку системы насосов. Для этого приточный клапан со стороны входа соединен с гидравлическим баком, причем возрастающее в питающем трубопроводе давление при закрытом со стороны входа в регулируемую систему насосов приточном клапане может быть понижено через бак, так что находящийся в питающем трубопроводе обратный клапан закрывается, а устройство измерения нагрузки соответствующим образом разгружается. При этом производительность регулируемой системы насосов изменяется в зависимости от потребности через соединенное с питающим или питающими трубопроводами устройство измерения нагрузки, так что давление в камере гидроцилиндра при открытом со стороны входа в регулируемую систему насосов приточном клапане определяется непосредственно посредством массы рабочей жидкости, перекаченной регулируемой системой насосов.

Кроме того, предложенная гидравлическая компоновка может быть соединена с другими датчиками, например с контактными датчиками, посредством которых контролируется положение закрепленного на подъемном механизме сельскохозяйственной машины приставного оборудования или навесного оборудования относительно поверхности земли, так что регулировка положения приставного оборудования или сельскохозяйственного орудия относительно поверхности земли может осуществляться посредством соответствующего управления гидравлическими компонентами гидравлической компоновки. Таким образом, может происходить, например, выравнивание машины на склоне, так что приставное оборудование или сельскохозяйственное орудие постоянно направляется параллельно к поверхности земли, а неровности земли, которые могут отрицательно сказаться на результате работы, компенсируются. Такие контактные датчики могут быть расположены, например, с двух сторон подъемного механизма, или приставного оборудования, или сельскохозяйственного орудия и отображать сигнал рассогласования, как только сторона подъемного механизма, или приставного оборудования, или сельскохозяйственного орудия изменяет расстояние до земли.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием вариантов его осуществления со ссылками на фигуры сопровождающих чертежей, на которых:

фиг. 1 изображает сельскохозяйственную машину в виде зерноуборочного комбайна с предложенной гидравлической компоновкой для подъемного механизма;

фиг. 2 - блок-схему предложенного гидравлического устройства с системой насосов с постоянным потоком;

фиг. 3 - блок-схему предложенной гидравлической компоновки с регулируемой системой насосов.

На фиг. 1 показана сельскохозяйственная машина 10 в виде зерноуборочного комбайна с подъемным механизмом 12, имеющим выполненное в виде мотовила приставное оборудование 14. Подъемный механизм 12 приводится посредством гидравлического устройства 16, более детально показанного на фиг. 2 и 3. Изображение сельскохозяйственной машины 10 в виде зерноуборочного комбайна приводится в качестве примера. Так же и другие сельскохозяйственные машины могут оснащаться предложенным гидравлическим устройством 16 для изменения положения или поднимания или опускания орудия труда или приставного оборудования 14. Таким образом, изобретение может найти применение, например, также для тракторов или других сельскохозяйственных машин, в которых используются подъемные механизмы 12 для подъема и опускания сельскохозяйственных орудий или приставного оборудования 14.

Согласно изобретению гидравлическое устройство 16 содержит гидравлический насос 18, гидравлический бак 20, пропорционально регулируемый приточный клапан 22, гидроцилиндр 24, электрический клапан 26 ограничения давления, закрывающийся в направлении приточного клапана 22 обратный клапан 28, питающий трубопровод 30, первый отводной трубопровод 32 и второй отводной трубопровод 34.

Кроме того, предусмотрен позиционный датчик 36 и датчик 38 давления.

Для управления гидравлическим устройством 16 предусмотрен электронный блок 40 управления, соединенный со средством 42 регулировки, с многопозиционным тумблером 44 управления, а также с регулирующим устройством 46 и принимающий и обрабатывающий электронные сигналы с датчиков 36, 38, средств 42 регулировки, тумблера 44 управления и регулирующего устройства 46, а также генерирующий и передающий сигналы управления для электронно-управляемых гидравлических компонентов (приточный клапан 22, клапан 26 ограничения давления).

Для ограничения давления перекачиваемой гидравлическим насосом 18 рабочей жидкости предусмотрен элемент 48 ограничения давления, направляющий избыточную рабочую жидкость в гидравлический бак 20.

Гидроцилиндр 24 имеет нагружаемую давлением камеру 50, замкнутую вокруг подвижного поршня 52, причем поршень 52 соединен через шток 54 поршня с возможностью поворота с подъемным меха

- 3 012366 низмом 12, а гидроцилиндр 24 соединен со стороны дна поршня, с возможностью поворота, с элементом 56 рамы сельскохозяйственной машины 10. В данном случае может также найти применение и противоположная компоновка.

Приточный клапан 22 выполнен в виде пропорционально регулируемого трехходового двухпозиционного клапана, причем он соединен со стороны входа с гидравлическим насосом 18, а со стороны выхода, с одной стороны, - с питающим трубопроводом 30, а, с другой стороны, - со вторым отводным трубопроводом 34. Второй отводной трубопровод 34 подведен через первый отводной трубопровод 32 к гидравлическому баку 20. Однако он может быть направлен также непосредственно в бак 20. В первом примере выполнения гидравлический насос 18 выполнен как насос с постоянным потоком. Второй отводной трубопровод 34 обеспечивает вытекание лишней рабочей жидкости в гидравлический бак 20 при закрытом со стороны выхода положении приточного клапана 22 к питающему трубопроводу 30.

Питающий трубопровод 30 соединяет приточный клапан 22, электронно-управляемый через электронный блок 40 управления и подпружиненный посредством предварительно поджатой пружины 58 в закрытом исходном положении относительно питающего трубопровода 30, с камерой 50 гидроцилиндра, причем питающий трубопровод 30 впадает в первый отводной трубопровод 32. Тем не менее, питающий трубопровод 30 может также впадать в камеру как отдельно подведенный трубопровод. Обратный клапан 28 расположен с возможностью блокировки противотока, подведенной по питающему трубопроводу гидравлическим насосом 18 в камеру 50 рабочей жидкости, причем обратный клапан 28 расположен между примыканием питающего трубопровода 30 в отводной трубопровод 32 и приточным клапаном.

Первый отводной трубопровод 32 соединяет камеру 50 с гидравлическим баком 20, причем клапан 26 ограничения избыточного давления расположен так, чтобы могло происходить контролируемое или управляемое либо регулируемое вытекание рабочей жидкости из камеры 50 через первый отводной трубопровод 32 в гидравлический бак 20. Клапан 26 ограничения давления выполнен как электрически управляемый или регулируемый клапан 26 ограничения давления и подпружинен посредством пружины, предварительно поджатой пружины 60 в закрытом исходном положении. Посредством электромагнитной регулирующей катушки 62 клапан 26 ограничения давления может срабатывать или отпираться либо регулироваться электронным блоком 40 управления, т.е. регулируемое в клапане 26 ограничения давления давление открытия может быть задано так, что в зависимости от преобладающего в камере 50 гидравлического давления может происходить отток рабочей жидкости из камеры 50 в гидравлический бак 20. При выходе из строя электроники клапан 26 ограничения давления автоматически приводится предварительно поджатой пружиной 60 в закрытое исходное положение. Линия 64 управления, соединенная со стороны гидроцилиндра с первым отводным трубопроводом 32, обеспечивает защиту от избыточного давления, так что при установленном посредством предварительно поджатой пружины 60 предельном давлении открывается клапан 26 ограничения давления. В результате, сток рабочей жидкости из камеры 50 в гидравлический бак 20 может происходить только через клапан 26 ограничения давления, так как стоку через питающий трубопровод 30 препятствует обратный клапан 28.

Датчик 38 давления расположен так, чтобы действующее в камере 50 давление регистрировалось и могло обрабатываться электронным блоком 40 управления или чтобы сигнал, пропорциональный давлению в камере 50, мог влиять на формирование сигналов управления. В представленном примере выполнения датчик 38 давления расположен между клапаном 26 ограничения давления и гидроцилиндром 24 в первом отводном трубопроводе 30.

Позиционный датчик 36 соединен с поршнем 52 или штоком 54 поршня и регистрирует изменение положения поршня 52 в пределах гидроцилиндра 24. Точно так же сигналы позиционного датчика 36 посылаются электронному блоку 40 управления и могут обрабатываться в нем или учитываться для генерирования сигналов управления.

С помощью средств 42 регулировки, выполненных, например, как рычаг управления или джойстик, от оператора, например, из кабины 66 сельскохозяйственной машины 10 наружу может поступать сигнал регулировки, обеспечивающий, например, подъем или опускание, который соответственно регистрирует и обрабатывает электронный блок 40 управления и посылает соответствующий сигнал управления для управления гидравлическими элементами (приточный клапан 22, клапан 26 ограничения давления). То же самое относится к тумблеру 44 управления, посредством которого регулируется определенный режим (например, предмежевой режим, режим давления на землю, плавающий режим или режим амортизации, или другой режим, выдающий сигнал на определенную процедуру управления для электронного блока 40 управления) и выдается сигнал об определенном, записанном в электронном блоке 40 управления или хранимом в памяти (предварительно заданном) алгоритме управления или соответствующей процедуре управления.

Регулирующее устройство 46 выполнено, предпочтительно, как регулируемая ручка настройки или поворотный тумблер, приводимый в действие оператором, например, из кабины 66 сельскохозяйственной машины 10. Посредством регулирующего устройства 46 могут вводиться заданные величины или предельные величины, которые должны учитываться электронным блоком 40 управления в определенном алгоритме управления или процедуре управления. Например, может задаваться величина давления или предельная величина давления, после чего электронный блок управления инициирует соответст

- 4 012366 вующий алгоритм управления или соответствующую процедуру управления, при котором или при которой не превышается или не понижается предварительно установленная величина давления. Подобное возможно, например, также при установке определенной величины скорости для скорости опускания подъемного механизма. Электронный блок 40 управления сообщает в этом случае, например, в соответствии с посланными от позиционного датчика 54 сигналами (в зависимости от времени) скорость опускания поршня 52 и инициирует соответствующий алгоритм управления или соответствующую процедуру управления, при котором или которой не превышается или не снижается установленная заданная величина или предельная величина. Возможно использование и других датчиков, необходимых для инициирования других контрольных функций.

Предложенное гидравлическое устройство может содержать, как показано на фиг. 2, один или несколько дополнительных блоков 68 с другими описанными выше гидравлическими компонентами, поэтому дополнительно предусмотрен еще один дополнительный гидроцилиндр 24', имеющий соответствующую камеру 50' или поршень 52', а также шток 54' поршня и аналогичным способом располагающий питающим трубопроводом 30', снабженным обратным клапаном 28', и первым отводным трубопроводом 32', в котором аналогичным способом расположен соответствующий клапан 62' ограничения давления, причем гидроцилиндр 24' соединяется соответствующим образом с позиционным датчиком 36' и датчиком давления 38'. Кроме того, второй приточный клапан 22' предусмотрен для обеспечения равномерного снабжения обоих гидроцилиндров 24, 24', причем второй приточный клапан 22' расположен параллельно к первому приточному клапану 22 или снабжается параллельно гидравлическим насосом 18 и также соединен со стороны выхода через второй отводной трубопровод 34' с баком 20. Компоновка дополнительного гидроцилиндра 24' позволяет производить регулировку положения (выравнивание наклонного положения) подъемного механизма 12 при раздельном друг от друга включении обоих гидроцилиндров 24, 24'. Раздельное включение осуществляется в общем гидравлическом насосе 18 посредством произведенных или инициируемых электронным блоком 40 процедур управления, поскольку электронный блок 40 управления выполнен так, что оба гидроцилиндра 24, 24' включаются или поднимаются и опускаются независимо друг от друга электропропорциональными клапанами 26, 26' ограничения давления или параллельно снабжаемыми гидравлическим насосом 18 приточными клапанами 22, 22'. В частности, подъемный механизм 12 в соответствии с позиционированием гидроцилиндров 24, 24' может быть по-разному приподнят или опущен, а, например, косо или непараллельно расположенное к поверхности земли сельскохозяйственное орудие или приставное оборудование 14 - выровнено.

В показанном на фиг. 2 примере выполнения гидравлический насос 18 выполнен как насос постоянного потока или как система насосов постоянного потока. Также возможно, как показано на фиг. 3, выполнение гидравлического насоса 18' в виде регулируемого насоса или в виде регулируемой системы насосов. При этом изменение включения гидравлического насоса 18' происходит в зависимости от действующего в камере 50 или 50' давления, при необходимости в сочетании с инициированными электронным блоком 40 управления или средствами 42 регулировки сигналами управления, так что рабочая жидкость перекачивается только тогда, когда гидроцилиндр 24, 24' (гидроцилиндры) должен приподниматься. Для управления выполненным как регулируемая система насосов гидравлическим насосом 18' на фиг. 3, альтернативно к датчикам 38, 38' давления, также может быть предусмотрено устройство 69 измерения нагрузки, посредством которого регистрируется давление в питающем трубопроводе 30, 30' (трубопроводах) и производится регулировка гидравлического насоса 18' в зависимости от переданных устройством 69 измерения нагрузки сигналов о давлении. На случай, когда включается только один гидроцилиндр 24, т. е. предусмотрен только один приточный клапан 22, устройство 69 измерения нагрузки продолжается между питающим трубопроводом 30 и гидравлическим насосом 18'. При двух включенных гидроцилиндрах 24, 24' устройство 69 измерения нагрузки продолжается соответственно между обоими питающими трубопроводами 30, 30', причем соответственно сигнал о более высоком давлении регистрируется расположенным в устройстве 69 измерения нагрузки клапаном 69' постоянной разности давления и используется для управления гидравлическим насосом 18'. В показанном на фиг. 3 примере выполнения приточные клапаны 22 и 22' также выполнены, как трехходовые двухпозиционные клапаны, но с двумя со стороны гидравлического насоса входами (на положение включения) и только с одним со стороны гидроцилиндра выходом (на положение включения), таким образом, что в данном случае второй отводной трубопровод 34' простирается со стороны входа приточного клапана 22 или 22' до гидравлического бака 20, причем приточный клапан 22 или 22' не соединен со стороны выхода с гидравлическим баком 20, а питающий трубопровод 30 или 30', при закрытом со стороны входа приточном клапане 22 или 22' к гидравлическому насосу 18' положении, может вентилироваться, так что обратный клапан 28 или 28' закрывается. При применении устройства 69 измерения нагрузки для управления давлением для гидравлического насоса 18' устройство 69 измерения нагрузки разгружается, в частности, в бак 20. Устройство 48 ограничения давления по фиг. 2 может отсутствовать в представленном на фиг. 3 примере выполнения. Как было упомянуто выше, описанное в данном случае включение может использоваться для включения одного или нескольких гидроцилиндров 24 или 24', причем только в одном гидроцилиндре 24 могут отсутствовать соответствующие показанные в блоке 68 и соединенные со вторым или другим гидроцилиндром 24' элементы.

- 5 012366

Далее описываются несколько функций, которые выполняются предложенным гидравлическим устройством, в том числе подъем и опускание, гашение колебаний, плавающее положение, регулировка давления на землю, регулировка положения и регулировка силы тяги.

Подъем и опускание осуществляется, как уже было сказано выше, предпочтительно посредством приведения в действие устройства 42 регулировки. Если устройство 42 регулировки (например, рычаг управления джойстика) приводится в положении подъема, генерируется сигнал регулировки, посылаемый на электронный блок 40 управления. Этим повторно генерируемым в соответствии с реализуемой процедурой управления сигналом управления для приточного клапана 22 он перемещается в положение открытия для питающего трубопровода 30 или 30'. В случае регулируемой системы насосов одновременно срабатывает гидравлический насос 18' (либо электронно-гидравлически через датчики 38, 38' давления и блок 40 управления, либо гидравлически посредством устройства 69 измерения нагрузки) и соответственно прокачивается рабочая жидкость. Через открывшийся обратный клапан 28 или 28' рабочая жидкость поступает в камеру 50 или 50' гидроцилиндра 24 или 24', так что поршень 52 или 52' перемещается или поднимается в направлении штока 54 или 54' поршня. Устройство 42 регулировки имеет наряду с положением подъема нейтральное положение и положение опускания. В нейтральном положении находящаяся в камере 50 или 50' рабочая жидкость удерживается автоматически закрывающимся обратным клапаном 28 или 28' и закрытым клапаном 26 или 26' ограничения давления, причем приточный клапан 22 снова перемещается соответствующим генерированным электронным блоком 40 управления сигналом управления в закрытое исходное положение для питающего трубопровода 30 или 30'. В случае гидравлического насоса 18 с постоянным потоком продолжающая постоянно нагнетаться рабочая жидкость может вытекать по второму отводному трубопроводу 34 в гидравлический бак 20. В случае гидравлического насоса 18', выполненного как регулируемая система насосов, рабочая жидкость, находящаяся в питающем трубопроводе 30 или 30' между обратным клапаном 28 или 28' и приточным клапаном 22, может вытекать по второму отводному трубопроводу 34' в гидравлический бак, так что возросшее в нем давление снижается, а обратный клапан 28 или 28' автоматически закрывается. Если исполнительное устройство 42 приводится в положение опускания, снова выдается сигнал регулировки, посылаемый электронному блоку 40 управления. Он снова генерирует согласно реализуемой процедуре управления сигнал управления для клапана 26 или 26' ограничения давления, который регулируется на более низкое давление открытия, чем преобладающее в камере 50 или 50', так что клапан 26 или 26' ограничения давления открывается, и находящаяся в камере 50 или 50' рабочая жидкость может вытекать в гидравлический бак 20, а поршень 52 или 52' опускается.

Гашение колебаний становится возможным при целенаправленной обработке и использовании сигналов с датчиков 36, 38 или 36', 38'. Основной принцип основывается на том, что нагрузка прикладывается через гидроцилиндр 24 или 24' к электропропорциональному клапану 26 или 26' ограничения давления и за счет этого можно поглощать возможные удары. Для этого в блоке управления 40 реализована соответствующая процедура управления, вызывающая генерирование сигналов управления для гашения колебаний. Процедура управления активируется, например, посредством тумблера 44 управления. Клапан 26 или 26' ограничения давления срабатывает так, что при превышении предварительно устанавливаемого предельного давления рабочая жидкость может вытекать из камеры 50 или 50', что создает функцию демпфирования. При этом предварительно устанавливаемое предельное давление может предварительно подбираться посредством регулирующего устройства 46 или может быть предварительно запрограммировано в процедуре управления. При получении гидроцилиндром 24 или 24' удара, вызывающего повышение давления в системе, превышающего предварительно устанавливаемое предельное давление, самостоятельно открываются клапаны 26, 26' ограничения давления и вызывают ход гидроцилиндра 24, 24' или вызывают амортизацию (ход) поршня 52, 52'. Одновременно посредством позиционного датчика 36 или 36' регистрируется положение поршня 52 или 52', и поршень 52 или 52' снова переводится в соответствии с функцией подъема в свое первоначальное положение (положение перед амортизацией). Если поршень 52 или 52' вследствие удара должен перемещаться в противоположном направлении, то блок 40 управления регистрирует через позиционные датчики 36, 36' соответствующий путь перемещения поршня 52, 52' и вызывает посредством процедуры управления немедленное пополнение рабочей жидкости в соответствии с функцией поднимания. Затем после регистрации положения поршня 52 или 52' вызывается соответствующая функция опускания и поршень 52 или 52' снова приводится в свое исходное положение. Эти процессы могут повторяться соответствующим образом сколько угодно раз, так что для гашения колебаний предусмотрена функция амортизации, тем более что предложенная гидравлическая компоновка имеет высокую динамику, имеющую значение особенно для приставного оборудования (уборочного навесного оборудования). Кроме того, предложенная гидравлическая компоновка имеет высокое качество регулирования, так как, например, при регистрации переданных датчиком 38 или 38' давления сигналов распознается, сократилась ли в данном случае нагрузка в гидроцилиндре 24 или 24', так что может следовать соответствующая корректировка для включения клапана ограничения давления, достаточная для изменившихся условий давления.

Функция плавающего положения может быть очень просто реализована при медленном открывании электропропорционального клапана 26 или 26' и задвигании вследствие этого поршня 52 или 52' гидро

- 6 012366 цилиндра 24 или 24'. Если поршень 52 или 52' дальше не задвигается, клапан 26 или 26' ограничения давления продолжает быть открытым, так что рабочая жидкость может свободно перетекать назад-вперед без сопротивления между гидравлическим баком 20 и гидроцилиндром 24 или 24', а гидроцилиндр 24 или 24' вместе с приставным оборудованием или навесным оборудованием или весь подъемный механизм может свободно перемещаться в соответствии с контуром поверхности земли. Для этого клапаны 26, 26' ограничения давления могут быть снабжены подсасывающим устройством 70 или 70' для поддержания вытекания рабочей жидкости из бака 20. При этом скорость опускания поршня 52 или 52' можно контролировать посредством позиционного датчика 36 или 36' так, чтобы поршень 52 или 52' гидроцилиндра 24 или 24' слишком быстро не входил и не вызывал возможных повреждений. Активизация функции плавающего положения может инициироваться также тумблером 44 управления, после чего осуществляется соответствующая реализованная в блоке 40 управления процедура управления, вызывающая генерирование соответствующих сигналов управления для функции плавающего положения.

Функция регулировки давления на землю также активируется тумблером 44 управления. Соответствующая процедура управления реализована в электронном блоке 40 управления. Процедура управления вызывает постоянный поток объема рабочей жидкости в камеру 50 или 50' гидроцилиндра 24 или 24', который одновременно вытекает через электропропорциональный клапан 26 или 26' ограничения давления в гидравлический бак 20. Это создает возможность для исключительно эффективной регулировки давления на землю, поскольку само давление на землю определяется регулировкой клапана 26 или 26' ограничения давления, и не требуется больших расходов на электронную регулировку. Посредством регулирующего устройства 46 можно задавать предельное давление, важное для отпирания клапана 26 или 26' ограничения давления, так что камера 50 или 50' нагружается соответствующим образом регулирующим устройством 46 заданной величиной предельного давления, вызывающего соответствующее давление на землю. Поступающая в камеру 50 или 50' масса рабочей жидкости регулируется так, что оказанное массой собственного веса подъемного механизма 12 (вместе с приставным оборудованием или навесным оборудованием) на поверхность земли давление на землю компенсируется требуемой, заданной регулирующим устройством 46 величиной так, что, например, при полной компенсации усилия собственной массы подъемного механизма общее результирующее давление на землю равно нулю. В соответствии с этим достигают максимального результирующего давления на землю, в то время как вся собственная масса подъемного механизма давит своей тяжестью на поверхность земли, а камера 50 или 50' соответственно гидростатически уравновешена. Очевидно, что давление на землю регулируется посредством обработки поступающих от датчика давления 38 или 38' сигналов при непрерывном подъема и опускании поршня 52 или 52' гидроцилиндра 24 или 24'.

Регулировки положения достигают посредством учета и контроля сигналов, посланных позиционными датчиками 36 или 36'. Активацию регулировки положения также можно вызывать тумблером 44 управления. Соответствующая процедура управления реализована в электронном блоке 40 управления. При этом электронный блок 40 управления сравнивает посланные позиционными датчиками 36 и 36' сигналы и вызывает соответствующую коррекцию гидроцилиндров 24 и 24'. Вместе с тем, с одной стороны, можно выравнивать наклонные положения подъемного механизма 12, тем не менее, с другой стороны, наклонные положения также можно вызывать целенаправленно, в то время как, например, посредством других датчиков 72, расположенных на сельскохозяйственной машине 10, или подъемном механизме 12, или на приставном оборудовании 14, или на сельскохозяйственном орудии, передаются соответствующие сигналы, которыми инициируется изменение положения подъемного механизма 12, или приставного оборудования 14, или сельскохозяйственного орудия. Такие датчики 72 могут быть выполнены, например, как контактные датчики, расположенные на обеих сторонах подъемного механизма 12, или приставного оборудования 14, или сельскохозяйственного орудия, и сигнализировать об изменении расстояния одной из сторон до земли, после чего происходит подрегулировка соответствующего гидроцилиндра 24, 24' для компенсации посланного контактными датчиками сигнала рассогласования для обеспечения параллельного относительно поверхности земли направления подъемного механизма 12, или приставного оборудования 14, или навесного оборудования. Подрегулировка или регулировка гидроцилиндров 24, 24' происходит, как уже описано выше, аналогично функциям подъема и опускания.

Регулировка силы тяги происходит при соответствующей обработке посланных от датчиков 38 или 38' давления сигналов посредством соответствующей реализованной в электронном блоке 40 управления процедуре управления. При этом регулировка силы тяги может активироваться также другим положением переключения тумблера 44 управления. Посредством заданной установки соответствующей величины предельного давления в регулирующем устройстве 46 может происходить регулировка силы тяги в подъемном механизме 12, обусловленной подвешенным к подъемному механизму 12 навесным оборудованием. Эта функция предусмотрена, в первую очередь, для сельскохозяйственных машин, таких как, например, тракторы с подъемными механизмами, выполненными предпочтительно в качестве тяговых сцепных устройств, с тяговыми сцепными устройствами для трехточечной навески, причем возможны также и другие области применения. Так, например, выполненное в качестве почвообрабатывающего инструмента сельскохозяйственное орудие может вызывать силу тяги, определяемую глубиной проникновения сельскохозяйственного орудия в землю. Соответствующая нагрузка давления подъемного механизма

- 7 012366 регистрируется посредством датчиков 38 или 38' давления и регулируется в соответствии с предельной величиной давления, причем также и в данном случае происходит управление или регулировка гидроцилиндров 24, 24' аналогично функциям подъема и опускания, как это уже описано.

Специалист в области техники управления гидравлическими устройствами может предусмотреть различные реализованные в электронном блоке 40 управления процедуры управления, и они не представляют технической трудности. Поэтому представляется излишним подробное описание различных процедур управления, находящихся в сфере компетенции специалиста в данной области техники.

Хотя изобретение было описано в рамках двух вариантов осуществления, специалистом в свете вышеуказанного описания, а также чертежа могут быть реализованы разнообразные альтернативы, модификации и варианты, подпадающие под данное изобретение.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Гидравлическое устройство для регулировки подъемного механизма (12) сельскохозяйственной машины (10), содержащее по меньшей мере один первый гидроцилиндр (24), включающий в себя нагружаемую давлением камеру (50), пропорционально регулируемый приточный клапан (22), соединенный со стороны выхода через первый питающий трубопровод (30) с камерой (50) и соединенный со стороны входа с гидравлическим насосом (18, 18'), по меньшей мере один первый отводной трубопровод (32), обеспечивающий соединение между камерой (50) и гидравлическим баком (20), средство (42, 44) регулировки для выработки сигнала регулировки для гидроцилиндра (24) и электронного блока (40) управления, отличающееся тем, что в первом отводном трубопроводе (32) расположен первый электропропорциональный клапан (26) ограничения давления, а в первом питающем трубопроводе (30) предусмотрен первый обратный клапан (28), закрывающийся в направлении приточного клапана (22), а также предусмотрены по меньшей мере один датчик (36, 38), выдающий сигнал, взаимодействующий по меньшей мере с первым гидроцилиндром (24), причем по меньшей мере первый клапан (26) ограничения давления управляется или регулируется в зависимости от одного или нескольких сигналов датчика и/или от сигнала регулировки.
2. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что параллельно с первым гидроцилиндром (24) предусмотрен по меньшей мере один второй, нагружаемый давлением гидроцилиндр (24'), содержащий камеру (50'), включаемый аналогично первому гидроцилиндру (24) вторым пропорционально регулируемым приточным клапаном (22') и включающий в себя второй, снабженный вторым обратным клапаном (28') питающий трубопровод (30') и второй снабженный вторым электропропорциональным клапаном (26') ограничения давления отводной трубопровод (32'), причем второй клапан (26') ограничения давления управляется или регулируется в зависимости от одного или нескольких сигналов датчика и/или сигнала регулировки.
3. Гидравлическое устройство по п.2, отличающееся тем, что предусмотрен, по меньшей мере, выдающий сигнал датчик (36', 38'), находящийся во взаимодействии со вторым гидроцилиндром (24'), при этом второй клапан (26') ограничения давления управляется или регулируется по меньшей мере одним сигналом с датчиков, находящихся во взаимодействии со вторым гидроцилиндром (24').
4. Гидравлическое устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что средства (42, 44) регулировки выполнены в виде рычага управления, в частности джойстика, или тумблера управления.
5. Гидравлическое устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что по меньшей мере один датчик (36, 36') выполнен как позиционный датчик, посылающий пропорциональный сигнал датчика для одного положения поршня гидроцилиндра (52, 52').
6. Гидравлическое устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что по меньшей мере один датчик (38, 38') выполнен в виде датчика давления или измерительного винта, посылающего сигнал датчика, пропорциональный давлению в камере (50, 50') гидроцилиндра (24, 24').
7. Гидравлическое устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что предусмотрено регулирующее устройство (46), предпочтительно взаимодействующий с блоком (40) управления потенциометр, посредством которого задается управляющий параметр для блока (40) управления.
8. Гидравлическое устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что приточный клапан (22, 22') имеет соединение с гидравлическим баком (20) со стороны выхода, а гидравлический насос (18) выполнен в виде насоса с постоянным потоком.
9. Гидравлическое устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что приточный клапан (22, 22') имеет соединение с гидравлическим баком (20) со стороны входа, а гидравлический насос (18') выполнен в виде управляемой системы насосов, зависящей от действующего в первом и/или втором или другом питающем трубопроводе (30, 30') давления.
10. Гидравлическое устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что предусмотрены другие датчики (72), предпочтительно контактные датчики, регистрирующие положение фиксированного на подъемном механизме (12) сельскохозяйственной машины (10) приставного оборудовании (14) или навесного оборудования относительно поверхности земли и взаимодействующие с электронным блоком (40) управления.