EP1288506A2 - Hydrauliksystem für die Eigengewichtsentlastung von Anbaugeräten - Google Patents

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EP1288506A2
EP1288506A2 EP02018362A EP02018362A EP1288506A2 EP 1288506 A2 EP1288506 A2 EP 1288506A2 EP 02018362 A EP02018362 A EP 02018362A EP 02018362 A EP02018362 A EP 02018362A EP 1288506 A2 EP1288506 A2 EP 1288506A2
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EP
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pressure
hydraulic
hydraulic system
check valve
lifting
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EP1288506A3 (de
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Rolf Isele
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Kuepper Weisser GmbH
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    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic system for connection to a Actuating cylinder to move dynamically vertically over the actuating cylinder to relieve moving implement weight.
  • Such a hydraulic system is particularly useful for unloading your own weight a snow plow attached to a winter service vehicle, but is also in connection with other add-on units such as a mower. It is especially for suitable for all devices that follow the ground contour and are therefore indirect or lie directly on the floor. This should follow on Example of a snow plow mounted on a winter service vehicle are explained.
  • the snow plow lies on the road surface due to its own weight on what is necessary to make snow and ice reliable to clear the surface of the road, but what on the other hand heavy wear on the lower edge of the snow plow and the risk of Damage caused by approaching solid obstacles brings. Therefore, the hydraulic system for lifting and Lowering the plow so designed that the pressure in the lifting chamber of the actuating cylinder responsible for lifting and lowering is increased, without lifting the plow off the road surface. Thereby the weight of the plow is partially transferred to the carrier vehicle, which makes the carrier vehicle easier to steer and drive.
  • the Weight relief is set so that the plow has a residual force rests on the road surface, which is necessary for the reliable clearing of Snow and ice are enough.
  • the hydraulic system from the prior art comprises a first hydraulic line 1 and a second hydraulic line 2, the via a 4/3-way valve alternately with one of an electric motor M driven pump P and a tank 10 are connected.
  • the first Hydraulic line is at its other end to the lifting chamber 101 an actuating cylinder 100 (hereinafter also referred to as “lifting hydraulic line”) and the second hydraulic line 2 to the lowering chamber 102 of the actuating cylinder 100 connected (hereinafter also "sink hydraulic line").
  • lifting hydraulic line actuating cylinder 100
  • second hydraulic line 2 to the lowering chamber 102 of the actuating cylinder 100 connected
  • the backflow from the lifting chamber 101 can be done by means of a check valve device 4 can be blocked to activate a hydraulic accumulator system 5.
  • a check valve device 4 In the position of the check valve 4 shown in FIG Actuating cylinder as usual for lifting and lowering a device to use.
  • the setting of the pressure setpoint thus takes place via the pressure relief valve 9.
  • the in the hydraulic accumulator system 5 prevailing pressure, the pressure of the lifting chamber corresponds, can be read off a manometer 7. Now If the device is run over an elevation, the pressure in the Lifting chamber 101 and oil flows from the hydraulic accumulator 6 into the lifting chamber 101 after, so that the pressure relief is restored. If the device lowers to the normal position, the oil flows back to the hydraulic accumulator.
  • the object of the present invention is therefore a hydraulic system of the type mentioned at the outset, in which the need to Replenish hydraulic fluid is largely reduced.
  • An essential aspect of the invention is the fact that the target pressure not in the hydraulic accumulator system via a pressure relief valve is set passively but instead is actively regulated.
  • There is one Control device is provided which causes hydraulic fluid in the Lifting chamber is pumped in or drained from the lifting chamber when the pressure prevailing in the lifting chamber of the specified target pressure deviates. But as long as the pressure conditions move within a tolerance range around the target pressure the electric motor driving the hydraulic pump is not activated.
  • the pressure measurement is based on which the system is hydraulic fluid is fed in or discharged, a value averaged over time the pressure measured in the lifting chamber.
  • This has the advantage that short-term strong pressure fluctuations outside the tolerance range due to particularly uneven road conditions give rise to constant pressure equalization of the system. Much more such peak pressures are lost in the time average.
  • the tolerance range accordingly can be chosen closely around the setpoint, and if the pressure average moves out of this tolerance range, so this is clearly due to the fact that there is too much in the system or there is insufficient hydraulic fluid. Only in these cases the hydraulic fluid volume can be regulated.
  • valves of the hydraulic system are preferably seat valves executed as seat valves cause almost no leakage and the hydraulic system thus almost no loss of hydraulic fluid inherent in the system must compensate.
  • a check valve device is preferably used to regulate the hydraulic pressure open in the lifting hydraulic line when the pressure in the upper pressure limit of the tolerance range exceeds.
  • Such a check valve device is in the hydraulic system provided anyway to close the hydraulic accumulator system to activate the valve. So there are no additional components required to implement this function.
  • that is Check valve device preferably in the context of an electronic Regulation of the hydraulic system as an electrically switchable valve.
  • Hydraulic system comprises a first hydraulic line 1, the the lifting chamber 101 of an actuating cylinder 100 is connected, and a second hydraulic line 2 connected to the sink chamber 102 thereof Actuating cylinder 100 is connected. Both hydraulic lines 1, 2 are via a spring-centered, electromagnetically operated 4/3-way valve 3 mutually connected to a pump P and a tank 10. The pump P is driven by an electric motor M.
  • the aforementioned Elements are used for lifting and lowering, for example a snow plow by means of the actuating cylinder 100. That is, if that Control valve 3 from the blocking position shown in Figure 1 is shifted to the left, hydraulic fluid into the lifting chamber 101 of the Actuating cylinder 100 are pumped to raise the plow.
  • the hydraulic accumulator system 5 is switched on.
  • the check valve 8 activated. That is, by electromagnetic Operation is the shut-off valve 8 from the position shown in Figure 1 switched to the other of the two possible positions to To connect the hydraulic accumulator system 5 to the lifting hydraulic line 1.
  • a one-way check valve 12 is activated. That is, the check valve 12 becomes by electromagnetic actuation brought into its locked position so that the hydraulic accumulator system apart is closed by the connection to the lifting hydraulic line 1.
  • the check valve 12 has only the function, the pressure in the hydraulic accumulator system 5 drain when the hydraulic accumulator system 5 by switching off of the check valve 8 separated from the lifting hydraulic line 1 becomes. On the check valve 12 and the associated hydraulic line 13 to tank 10 can therefore be dispensed with if necessary. Finally the check valve 4 also becomes active as shown in FIG Position switched. When the hydraulic accumulator system 5 is activated all valves 4, 8, 12 in their active position, so that between the Actuating piston 103 of the actuating cylinder 100, the check valve 11 of the Check valve 4 and the check valve of the check valve 12 a hydraulic fluid column is clamped.
  • a change in volume of the lifting chamber 101 of the actuating cylinder 100 due to a movement of the actuating piston 103 is then only from the hydraulic accumulator 6 of the hydraulic accumulator system 5 balanced. Furthermore, the control valve 3 at activated hydraulic storage system 5 moved to the left to the sink chamber 102 of the actuating cylinder 100 to be connected to the tank 10, so that the adjusting piston 103 can perform free movements.
  • a pressure relief valve 9 provided, which, unlike in the prior art according to FIG. 2, is not used to set a pressure setpoint, but only that Function of a safety valve takes over. Because hydraulic accumulators are Energy sources with pressurized gases that can explode and therefore equipped with safety valves and emergency devices Need to become.
  • the pressure relief valve 9 according to Figure 1 is therefore set to a pressure value that is far above the usual working pressure, namely the permissible maximum pressure of the hydraulic accumulator 6 lies.
  • the hydraulic accumulator 6 is preferably designed as a membrane accumulator, for example, has a content of 1.4 liters and for a normal one Working pressure range from 45 bar to 140 bar is designed, whereby the maximum permissible pressure to which the safety pressure relief valve 9 is set, is far above this work area.
  • the desired set pressure in the activated hydraulic accumulator system 5 is by means of the electric motor M and the pump P via the hydraulic lifting line 1 built. At high target pressure values of 80, for example bar, this pressure can be reached exactly with relative ease. The However, pressure builds up so quickly in the lower pressure range that a lower set pressure of, for example, only 50 bar in this way can no longer be set exactly. Hence the regulatory system of the hydraulic system programmed so that the target pressure of one higher pressure is regulated starting.
  • control valve 3 is then moved to the right position around the lifting hydraulic line 1 to connect to the tank 10, and then that Shut-off valve 4 operated briefly until the pressure in the lifting hydraulic line 1 and the hydraulic accumulator system 5 connected to it the desired one Target pressure has reached.
  • the same regulation based on A higher pressure on the desired pressure can also be immediate when lowering the plow.
  • the one-sided, adjustable throttles 14 in the two hydraulic lines 1, 2 are used thereby preventing the system from swinging open.
  • an electronic pressure switch 15 is provided which has a tolerance range p 2 ⁇ p S ⁇ p 1 around the desired set pressure p S defined. Only when the pressure p in the lifting hydraulic line 1 drops below the lower tolerance value p 2 or rises above the upper tolerance value p 1 , is hydraulic fluid pumped in or discharged. The pressure p is then preferably adjusted back to the set pressure p s .
  • Adjusting the pressure p prevailing in the system to a desired pressure value p S which lies between the upper and lower tolerance values p 1 and p 2 , has the advantage that the electric motor driving the pump is only required if the pressure p is below the lower tolerance value p 2 decreases. This protects the battery driving the electric motor. Within this tolerance range, the hydraulic fluid flows associated with the pressure fluctuations are absorbed by the hydraulic accumulator 6.
  • the pressure p in the system is preferably measured as the mean pressure over time. This is represented in FIG. 1 by a slow-acting manometer 7. According to the preferred embodiment, however, the pressure averaging over time is carried out by a computer, so that the setpoint pressure regulation can take place without a time delay on the basis of the instantaneous pressure that is actually present at the respective time. Only after adjustment to the target pressure p S is the computer-controlled pressure averaging carried out.
  • the pressure averaging has the advantage that extreme unevenness in the floor not immediately to add or drain the hydraulic oil cause what the electric motor and thus the electric motor driving battery can also be protected.
  • valves 4, 8, 12 for activation of the hydraulic accumulator system and to control the pressure when activated Hydraulic accumulator systems are controlled by an electronic control system Control device controlled.
  • the valves are therefore each as Solenoid valves executed.
  • an operating variant sees a step by step Adjustment of the counter pressure instead of a continuous one Adjustment before. Accordingly, the operator can choose between three relief settings, namely "minimal relief”, “medium relief” and “maximum relief”.
  • the minimal relief corresponds approximately to the floating position of the plow, whereas the mean plow relief, for example a remaining plow weight of 400 kg and the maximum plow relief a remaining Plow weight of 300 kg corresponds.

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Abstract

Ein Hydrauliksystem zum Anschluß an einen Stellzylinder (100) zur Eigengewichtsentlastung von sich dynamisch vertikal bewegenden Anbaugeräten, insbesondere Schneepflug, besitzt eine elektronische Regelungseinrichtung zum Einregeln des Drucks p zum Anheben des Anbaugeräts auf einen Solldruck ps, wobei die Regelungseinrichtung des weiteren dafür sorgt, daß der Druck p, wenn sich der Druck aus einem vorgegebenen Toleranzdruckbereich p1, p2 um den Solldruck ps herausbewegt, so erhöht oder erniedrigt wird, daß der Druck wieder in den Toleranzdruckbereich zurückgeführt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Hydrauliksystem zum Anschluß an einen Stellzylinder, um über den Stellzylinder ein sich dynamisch vertikal bewegendes Anbaugerät gewichtszuentlasten.
Ein solches Hydrauliksystem ist insbesondere zur Eigengewichtsentlastung eines an einem Winterdienstfahrzeug befestigten Schneepflugs geeignet, ist aber genauso im Zusammenhang mit anderen Anbauaggregaten wie beispielsweise einem Mähwerk verwendbar. Es ist insbesondere für alle solche Geräte geeignet, die der Bodenkontur folgen und daher mittelbar oder unmittelbar auf dem Boden aufliegen. Dies soll nachfolgend am Beispiel eines an einem Winterdienstfahrzeug montierten Schneepflugs erläutert werden.
Der Schneepflug liegt aufgrund seines Eigengewichts auf der Fahrbahnoberfläche auf, was einerseits notwendig ist, um Schnee und Eis zuverlässig von der Fahrbahnoberfläche zu räumen, was aber andererseits einen starken Verschleiß der Schneepflugunterkante und die Gefahr von Beschädigungen durch ein Anfahren von festen Hindernissen mit sich bringt. Daher wird üblicherweise das Hydrauliksystem zum Heben und Senken des Pflugs so ausgebildet, daß der Druck in der Hebenkammer des für das Heben und Senken zuständigen Stellzylinders erhöht wird, ohne dabei den Pflug von der Fahrbahnoberfläche abzuheben. Dadurch wird das Eigengewicht des Pflugs teilweise auf das Trägerfahrzeug übertragen, wodurch das Trägerfahrzeug besser lenk- und fahrbar wird. Die Gewichtsentlastung ist so eingestellt, daß der Pflug mit einer Restkraft auf der Fahrbahndecke aufliegt, die zum zuverlässigen Räumen von Schnee und Eis ausreicht.
Wird der Pflug über eine Bodenwelle oder durch eine Bodensenke hinwegbewegt, so ist dies mit einem Anheben bzw. Absenken des Pflugs verbunden. Beim Anheben reduziert sich der Druck in der Hebenkammer des Stellzylinders und beim Absenken steigt der Druck. Entsprechend geringer bzw. höher ist in diesem Moment die Gewichtsentlastung des Pflugs. Dies kann bei kurzen, tiefen Bodensenken dazu führen, daß der Pflug vollständig von der Fahrbahndecke abhebt. Um auch bei solchen, sich vertikal bewegenden Anbaugeräten eine zeitlich konstante Eigengewichtsentlastung zu erreichen, wird der Entlastungsdruck in der Hebenkammer des Stellzylinders mittels schnell reagierenden Ventilen auf einem möglichst konstanten Druckniveau gehalten, indem entweder Hydraulikfluid abgelassen oder nachgepumpt wird. Dieses Prinzip ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß die Hydraulikpumpe ständig in Betrieb ist, um den Hydraulikdruck in dem Stellzylinder konstant zu halten. Dies ist bei Systemen, die an eine Kommunalhydraulik des Trägerfahrzeugs angeschlossen sind oder einen separaten Motor mit Hydraulikpumpe besitzen, ein geringeres Problem als bei auf ein nicht mit Hydraulik vorbereitetes Fahrzeug angebauten Geräten, die eine Elektrohydraulikanlage nutzen. Denn die Batterie des die Hydraulikanlage antreibenden Elektromotors ist mit einer solchen Leistung überfordert. Bei Elektrohydraulikanlagen wird daher häufig auf eine Pflugentlastung verzichtet.
Von der Firma Blust Kommunaltechnik, Schluchsee, ist eine unter der Bezeichnung VS 190 vertriebene Hydraulikanlage zur Gewichtsentlastung von Anbaugeräten bekannt, die dieses Problem teilweise, wenn auch noch nicht befriedigend, löst. Demnach ist an die mit dem Hubzylinder verbundene Hydraulikleitung ein Hydrospeicher in Form eines Stickstoffspeichers angeschlossen, um den Druck in dem Hubzylinder konstant zu halten. Fährt der Pflug über eine Bodenwelle, so daß der Druck in dem Hubzylinder aufgrund des Anhebens des Anbaugeräts sinkt, so strömt Hydrauliköl aus dem Stickstoffspeicher nach und hält den Entlastungsdruck in dem Hubzylinder aufrecht. Wenn der Pflug wieder in die Normalposition absenkt, strömt das Hydrauliköl aus dem Hubzylinder zurück in den Stickstoffspeicher. Dieser Vorgang geschieht so schnell, daß der Pflug immer exakt auf der Oberfläche gleitet, ohne dabei zu hohen Bodendruck auszuüben.
Die Funktionsweise des zuvor genannten Hydrauliksystems wird nachfolgend anhand der Figur 2 näher erläutert.
Das Hydrauliksystem aus dem Stand der Technik gemäß Figur 2 umfaßt eine erste Hydraulikleitung 1 und eine zweite Hydraulikleitung 2, die über ein 4/3-Wegeventil wechselseitig mit einer von einem Elektromotor M angetriebenen Pumpe P und einem Tank 10 verbunden sind. Die erste Hydraulikleitung ist mit ihrem anderen Ende an die Hebenkammer 101 eines Stellzylinders 100 (nachfolgend auch "Hebenhydraulikleitung") und die zweite Hydraulikleitung 2 an die Senkenkammer 102 des Stellzylinders 100 angeschlossen (nachfolgend auch "Senkenhydraulikleitung"). Der Rückfluß aus der Hebenkammer 101 kann mittels einer Sperrventileinrichtung 4 blockiert werden, um ein Hydrospeichersystem 5 zu aktivieren. In der in Figur 2 dargestellten Position des Sperrventils 4 ist der Stellzylinder wie gewohnt zum Anheben und Absenken eines Geräts zu benutzen.
Beim Anheben des Stellkolbens 103 (Füllen der Hebenkammer 101 mit Hydrauliköl) mit geschlossener Sperrventileinrichtung 4, d.h. bei aktiviertem Hydrospeichersystem, schließt das zufließende Öl über das Sperrventil 8 das Hydrospeichersystem 5 ab und der Aushub erfolgt über das Rückschlagventil 11 der Sperrventileinrichtung 4 ohne Zeitverzögerung. Beim Absenken des Geräts erhöht sich jedoch der Druck in der Hebenkammer 101, da ein Rückfluß in den Tank 10 durch das Sperrventil 4 blockiert wird, und die Funktion des Hydrospeichersystems 5 wird automatisch zugeschaltet, indem das federbelastete Sperrventil 8 in die in Figur 2 dargestellte inaktive Position zurückschaltet. Das Öl aus der Hebenkammer 101 wird in den Stickstoffspeicher 6 geleitet. Sobald dieser auf einen eingestellten Sollwert gefüllt ist, fließt das restliche Öl über ein Druckbegrenzungsventil 9 ab. Die Einstellung des Drucksollwertes erfolgt somit über das Druckbegrenzungsventil 9. Der in dem Hydrospeichersystem 5 herrschende Druck, der dem Druck der Hebenkammer entspricht, kann über ein Manometer 7 abgelesen werden. Wird nun eine Erhebung von dem Gerät überfahren, so sinkt der Druck in der Hebenkammer 101 und aus dem Hydrospeicher 6 fließt Öl in die Hebenkammer 101 nach, so daß die Druckentlastung wieder hergestellt ist. Senkt sich das Gerät wieder auf die Normalposition ab, so fließt das Öl zurück in den Hydrospeicher.
Als nachteilhaft bei dieser Lösung hat sich erwiesen, daß das aus der Hebenkammer 101 verdrängte Öl beim Durchfahren einer Senke über das den Solldruckwert vorgebende Druckbegrenzungsventil 9 zurück in den Tank fließt. Das System verliert somit ständig Öl, welches durch Anschalten des Elektromotors M über die Pumpe P nachgefördert werden muß. (Dieses Problem würde sich übrigens selbst dann stellen, wenn das Druckbegrenzungsventil 9 nach dem Einstellen des Drucksollwertes auf einen höheren Druckgrenzwert eingestellt würde. Denn dann würden jedenfalls größere Überdrücke, wie sie sich bei stark unebener Fahrbahn bisweilen einstellen, dennoch zu einem Ölverlust führen, der über die Pumpe P und den Elektromotor M ausgeglichen werden müßte. Das Betätigen des Elektromotors würde außerdem dazu führen, daß sich zuerst ein Druck entsprechend dem höheren Grenzwert einstellt, was eventuell zum Ausheben des Pflugs führen kann).
Für den Fahrzeugführer, an den im Winterdienst im Pflugbetrieb ohnehin schon sehr hohe Anforderungen an die Aufmerksamkeit gegenüber der zu räumenden Straße gestellt werden und der durch die üblicherweise schlechten Sichtverhältnisse bei Schneegestöber möglichst nicht abgelenkt werden soll, bedeutet das, daß er noch das Manometer 7 überwachen muß, um bei abfallendem Druck rechtzeitig den Elektromotor M zum erneuten Druckaufbau zu starten. Selbst wenn die Druckerfassung und das Starten des Elektromotors automatisch erfolgen, so hat sich doch gezeigt, daß durch das ständige Starten des Elektromotors in kurzen Abständen die Batterie zum Kochen gebracht werden kann. Im Normalfall besteht daher die Gefahr, daß die Ladeleistung der Lichtmaschine nicht ausreicht, um die hohe Leistung, welche die Elektrohydraulikanlage verbraucht, nachzuspeisen, und daß sich die Batterie im Betrieb kontinuierlich entleert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Hydrauliksystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Notwendigkeit, Hydraulikfluid nachzufördern, weitgehend reduziert wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Solldruck im Hydrospeichersystem nicht über ein Druckbegrenzungsventil passiv eingestellt sondern stattdessen aktiv geregelt wird. Dazu ist eine Regeleinrichtung vorgesehen, die veranlaßt, daß Hydraulikfluid in die Hebenkammer hineingepumpt wird oder aus der Hebenkammer abgelassen wird, wenn der in der Hebenkammer vorherrschende Druck von dem vorgegebenen Solldruck abweicht. Solange sich aber die Druckverhältnisse innerhalb eines Toleranzbereichs um den Solldruck bewegen, wird der die Hydraulikpumpe treibende Elektromotor nicht aktiviert.
Vorzugsweise ist der Druckmeßwert, auf Basis dessen dem System Hydraulikfluid zu- oder abgeführt wird, ein zeitlich gemittelter Wert über den in der Hebenkammer gemessenen Druck. Das hat den Vorteil, daß kurzzeitige starke, außerhalb des Toleranzbereichs liegende Druckschwankungen aufgrund besonders unebener Straßenverhältnisse nicht zu einem ständigen Druckausgleich des Systems Anlaß geben. Vielmehr gehen solche Spitzendrücke im zeitlichen Mittelwert unter. Der Toleranzbereich um den Sollwert kann dementsprechend eng gewählt werden, und wenn sich der Druckmittelwert aus diesem Toleranzbereich herausbewegt, so ist dies eindeutig darauf zurückzuführen, daß im System zu viel oder zu wenig Hydraulikfluid vorhanden ist. Nur in diesen Fällen muß das Hydraulikfluidvolumen reguliert werden.
Vorzugsweise sind die Ventile des Hydrauliksystems als Sitzventile ausgeführt, da Sitzventile nahezu keine Leckströmung verursachen und das Hydrauliksystem somit nahezu keinen systemimmanenten Hydraulikfluidverlust ausgleichen muß.
Vorzugsweise wird zur Regelung des Hydraulikdrucks eine Sperrventileinrichtung in der Hebenhydraulikleitung geöffnet, wenn der Druck in der Hebenkammer den oberen Druckgrenzwert des Toleranzbereichs überschreitet. Eine solche Sperrventileinrichtung ist in dem Hydrauliksystem ohnehin vorgesehen, um das Hydrospeichersystem durch Schließen des Ventils zu aktivieren. Es sind also insoweit keine zusätzlichen Bauelemente zur Realisierung dieser Funktion erforderlich. Allerdings ist die Sperrventileinrichtung vorzugsweise im Rahmen einer elektronischen Regelung des Hydrauliksystems als elektrisch schaltbares Ventil ausgerührt.
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung werden im Zusammenhang mit dem nachfolgend anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausrührungsbeispiel erläutert. In den Figuren zeigen:
  • Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für ein Hydrauliksystem gemäß der vorliegenden Erfindung; und
  • Figur 2 ein Hydrauliksystem gemäß dem Stand der Technik.
    • Die in Figur 1 dargestellte besondere Ausrührungsform des erfindungsgemäßen Hydrauliksystems umfaßt eine erste Hydraulikleitung 1, die an die Hebenkammer 101 eines Stellzylinders 100 angeschlossen ist, und eine zweite Hydraulikleitung 2, die an die Senkenkammer 102 desselben Stellzylinders 100 angeschlossen ist. Beide Hydraulikleitungen 1, 2 werden über ein federzentriertes, elektromagnetisch betätigtes 4/3-Wegeventil 3 wechselseitig mit einer Pumpe P und einem Tank 10 verbunden. Die Pumpe P wird von einem Elektromotor M angetrieben. Die vorgenannten Elemente dienen zum Anheben und Absenken beispielsweise eines Schneepflugs mittels dem Stellzylinder 100. Das heißt, wenn das Steuerungsventil 3 aus der in Figur 1 dargestellten Sperrposition nach links verschoben wird, kann Hydraulikfluid in die Hebenkammer 101 des Stellzylinders 100 gepumpt werden, um den Pflug anzuheben. Umgekehrt kann durch Pumpen von Hydraulikfluid in die Senkenkammer 102 des Stellzylinders 100 der Pflug abgesenkt werden, wenn das Steuerungsventil nach rechts verschoben wird. Beim Absenken des Pflugs muß allerdings das einseitig sperrende 2/2-Wegeventil 4 in der Hebenhydraulikleitung 1 aus der in Figur 1 dargestellten Position nach rechts verschoben werden, um einen Hydraulikstrom in Richtung zum Tank 10 zu ermöglichen.
    Um nun den abgesenkten Pflug in seiner Betriebsposition zu entlasten, damit er nicht mit seinem vollen Eigengewicht auf dem Boden aufliegt, wird das Hydrospeichersystem 5 hinzugeschaltet. Dazu wird einerseits das Sperrventil 8 aktivgeschaltet. Das heißt, durch elektromagnetische Betätigung wird das Sperrventil 8 aus der in Figur 1 dargestellten Position in die andere der beiden möglichen Positionen geschaltet, um das Hydrospeichersystem 5 mit der Hebenhydraulikleitung 1 zu verbinden. Andererseits wird ein einseitig wirkendes Sperrventil 12 aktivgeschaltet. Das heißt, durch elektromagnetische Betätigung wird das Sperrventil 12 in seine Sperrposition gebracht, so daß das Hydrospeichersystem abgesehen von der Verbindung zur Hebenhydrau- likleitung 1 geschlossen ist. Das Sperrventil 12 hat lediglich die Funktion, den Druck im Hydrospeichersystem 5 abzulassen, wenn das Hydrospeichersystem 5 durch Abschalten des Sperrventils 8 von der Hebenhydraulikleitung 1 getrennt wird. Auf das Sperrventil 12 und die zugehörige Hydraulikleitung 13 zum Tank 10 kann daher im Bedarfsfall auch verzichtet werden. Schließlich wird auch das Sperrventil 4 in die in Figur 1 dargestellte aktive Stellung geschaltet. Bei aktiviertem Hydrospeichersystem 5 sind somit alle Ventile 4, 8, 12 in ihrer aktiven Stellung, so daß zwischen dem Stellkolben 103 des Stellzylinders 100, dem Rückschlagventil 11 des Sperrventils 4 und dem Rückschlagventil des Sperrventils 12 eine Hydraulikfluidsäule eingespannt ist. Eine Volumenänderung der Hebenkammer 101 des Stellzylinders 100 aufgrund einer Bewegung des Stellkolbens 103 wird dann nur noch von dem Hydrospeicher 6 des Hydrospeichersystems 5 ausgeglichen. Desweiteren wird das Steuerungsventil 3 bei aktiviertem Hydrospeichersystem 5 nach links verschoben, um die Senkenkammer 102 des Stellzylinders 100 mit dem Tank 10 zu verbinden, damit der Stellkolben 103 freie Bewegungen durchführen kann.
    Im Hydrospeichersystem 5 ist desweiteren ein Druckbegrenzungsventil 9 vorgesehen, welches, anders als im Stand der Technik gemäß Figur 2, nicht zur Einstellung eines Drucksollwertes dient, sondern lediglich die Funktion eines Sicherheitsventils übernimmt. Denn Hydrospeicher sind Energieträger mit unter Druck stehenden Gasen, die explodieren können und deshalb mit Sicherheitsventilen und Not-Einrichtungen versehen werden müssen. Das Druckbegrenzungsventil 9 gemäß Figur 1 ist daher auf einen Druckwert eingestellt, der weit über dem üblichen Arbeitsdruck, nämlich dem zulässigen Maximaldruck des Hydrospeichers 6 liegt.
    Der Hydrospeicher 6 ist vorzugsweise als Membranspeicher ausgebildet, der beispielsweise einen Inhalt von 1,4 Liter besitzt und für einen normalen Arbeitsdruckbereich von 45 bar bis 140 bar ausgelegt ist, wobei der maximal zulässige Druck, auf den das Sicherheitsdruckbegrenzungsventil 9 eingestellt ist, weit über diesem Arbeitsbereich liegt.
    Der gewünschte Solldruck im aktivierten Hydrospeichersystem 5 wird mittels dem Elektromotor M und der Pumpe P über die Hydraulikhebenleitung 1 aufgebaut. Bei hohen Solldruckwerten von beispielsweise 80 bar kann dieser Druck relativ problemlos exakt erreicht werden. Der Druckaufbau erfolgt allerdings im unteren Druckbereich so schnell, daß ein niedrigerer Solldruck von beispielsweise nur 50 bar auf diese Weise nicht mehr exakt eingestellt werden kann. Daher ist das Regelungssystem des Hydrauliksystems so programmiert, daß der Solldruck von einem höheren Druck ausgehend eingeregelt wird. Dazu wird mittels dem Elektromotor M und der Pumpe P zunächst ein über dem Solldruck liegender Druck in der Hebenhydraulikleitung aufgebaut, das Steuerungsventil 3 wird anschließend in die rechte Position verschoben, um die Hebenhydraulikleitung 1 mit dem Tank 10 zu verbinden, und dann wird das Sperrventil 4 kurzzeitig betätigt, bis der Druck in der Hebenhydraulikleitung 1 und dem daran angeschlossenen Hydrospeichersystem 5 den gewünschten Solldruck erreicht hat. Dieselbe Einregelung ausgehend von einem höheren Druck auf den gewünschten Solldruck kann auch unmittelbar beim Absenken des Pflugs erfolgen. Die einseitig wirkenden, einstellbaren Drosseln 14 in den beiden Hydraulikleitungen 1, 2 dienen dabei der Verhinderung eines Aufschwingens des Systems.
    Um nun zu verhindern, daß beim Überfahren von Bodenwellen oder Bodensenken und entsprechendes Anheben bzw. Absenken des Pflugs ständig Hydraulikfluid abgelassen oder nachgepumpt werden muß, ist ein elektronischer Druckschalter 15 vorgesehen, der einen Toleranzbereich p2<pS<p1 um den gewünschten Solldruck pS definiert. Nur wenn der Druck p in der Hebenhydraulikleitung 1 unter den unteren Toleranzwert p2 absinkt oder über den oberen Toleranzwert p1 steigt, wird Hydraulikfluid nachgepumpt bzw. abgelassen. Vorzugsweise wird der Druck p dann wieder auf den Solldruck ps eingeregelt.
    Das Einregeln des in dem System herrschenden Drucks p auf einen Solldruckwert pS, der zwischen den oberen und unteren Toleranzwerten p1 bzw. p2 liegt, hat den Vorteil, daß der die Pumpe treibende Elektromotor nur benötigt wird, wenn der Druck p unter den unteren Toleranzwert p2 absinkt. Dadurch wird die den Elektromotor treibende Batterie geschont. Innerhalb dieses Toleranzbereichs werden die mit den Druckschwankungen einhergehenden Hydraulikfluidströme vom Hydrospeicher 6 absorbiert.
    Vorzugsweise wird der Druck p im System als zeitlicher Druckmittelwert gemessen. Dies ist in Figur 1 durch ein langsam wirkendes Manometer 7 dargestellt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform erfolgt die zeitliche Druckmittelwertbildung allerdings durch einen Computer, damit die Solldruckeinregelung ohne Zeitverzögerung anhand des zum jeweiligen Zeitpunkt konkret vorherrschenden Momentandrucks erfolgen kann. Erst nach der Einregelung auf den Solldruck pS wird auf die computergesteuerte Druckmittelwertbildung umgestellt.
    Die Druckmittelwertbildung hat den Vorteil, daß extreme Bodenunebenheiten nicht unmittelbar zu einem Nachfördern oder Ablassen des Hydrauliköls führen, wodurch der Elektromotor und damit die den Elektromotor antreibende Batterie zusätzlich geschont werden.
    Das Hydrauliksystem und insbesondere die Ventile 4, 8, 12 zur Aktivierung des Hydrospeichersystems und zur Steuerung des Drucks bei aktiviertem Hydrospeichersystem werden mittels einer elektronischen Steuerund Regelungseinrichtung gesteuert. Die Ventile sind daher jeweils als Magnetventile ausgeführt.
    Da die technischen Zusammenhänge des Gegendruckaufbaus in der Hebenkammer zum Zwecke der Pflugentlastung für den Bediener nicht unbedingt verständlich sind, sieht eine Bedienungsvariante eine schrittweise Verstellmöglichkeit des Gegendrucks anstelle einer kontinuierlichen Verstellmöglichkeit vor. Demnach hat der Bediener die Wahl zwischen drei Entlastungseinstellungen, nämlich "minimaler Entlastung", "mittlerer Entlastung" und "maximaler Entlastung". Die minimale Entlastung entspricht annähernd der Schwimmstellung des Pflugs, wohingegen die mittlere Pflugentlastung beispielsweise einem verbleibenden Pfluggewicht von 400 kg und die maximale Pflugentlastung einem verbleibenden Pfluggewicht von 300 kg entspricht. Selbstverständlich sind diese Werte je nach verwendetem Pflug oder sonstigen Anbaugerät einstellbar und veränderbar.

    Claims (17)

    1. Hydrauliksystem zum Anschluß an einen Stellzylinder (100) zur Eigengewichtsentlastung von sich dynamisch vertikal bewegenden Anbaugeräten, insbesondere Schneepflug, umfassend
      eine Hydraulikleitung (1) zum Anschluß des Hydrauliksystems an eine Hebenkammer (101) des Stellzylinders (100),
      eine Steuerungsventileinrichtung (3) zum Verbinden der Hydraulikleitung (1) mit einer Pumpe (P) und einem Tank (10),
      eine Sperrventileinrichtung (4) in der Hydraulikleitung (1), mittels welcher der Rückfluß aus der Hebenkammer (101) sperrbar ist,
      ein Hydrospeichersystem (5), welches zwischen der Sperrventileinrichtung (4) und der Hebenkammer (101) an die Hydraulikleitung (1) angeschlossen ist und einen Hydraulikspeicher (6) besitzt,
      eine Druckmeßeinrichtung (7) zum Messen eines auf die Hebenkammer (101) wirkenden Drucks (p) im Hydrauliksystem,
      gekennzeichnet durch eine elektronische Regelungseinrichtung zum Einregeln des Drucks (p) auf einen Solldruck (ps), wobei die Regelungseinrichtung desweiteren dafür sorgt, daß der Druck (p), wenn sich der Druck aus einem vorgegebenen Toleranzdruckbereich (p1, p2) um den Solldruck (pS) herausbewegt, so erhöht oder erniedrigt wird, daß der Druck wieder in den Toleranzdruckbereich zurückgeführt wird.
    2. Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei die Regelungseinrichtung einen sich aus dem Toleranzbereich herausbewegenden Druck (p) auf den Solldruck (pS) zurückführt.
    3. Hydrauliksystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Regeleinrichtung einen elektronischen Druckschalter (15) umfaßt.
    4. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der von der Druckmeßeinrichtung gemessene Druck (p) ein zeitlich gemittelter Wert ist, außer gegebenenfalls während der Sollwerteinregelung, bei welcher als Druckmeßwert der momentan herrschende Druck berücksichtigt wird.
    5. Hydrauliksystem nach Anspruch 4, wobei die Regelungseinrichtung bei der Sollwerteinregelung den momentan herrschenden Druck berücksichtigt.
    6. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zur Verminderung des Drucks (p) die Sperrventileinrichtung (4) kurzzeitig geöffnet wird.
    7. Hydrauliksystem nach Anspruch 6, wobei die Sperrventileinrichtung (4) ein elektrisch zuschaltbares Rückschlagventil ist.
    8. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einer weiteren Hydraulikleitung (13) zum Verbinden des Hydrospeichersystems (5) mit einem Tank (10).
    9. Hydrauliksystem nach Anspruch 8 mit einer weiteren Sperrventileinrichtung (12) in der weiteren Hydraulikleitung (13).
    10. Hydrauliksystem nach Anspruch 9 mit einem Sicherheitsdruckbegrenzungsventil (9) zur Umgehung der weiteren Sperrventileinrichtung (12).
    11. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer einseitig wirkenden, einstellbaren Strömungsdrossel (14) in der Hebenund/oder Senkenhydraulikleitung (1, 2).
    12. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einem elektrisch gesteuerten Sperrventil (8) zum Trennen des Hydrospeichersystems (5) von der Hydraulikleitung (1).
    13. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Sperrventileinrichtung bzw. Sperrventileinrichtungen (4, 8, 12) als Sitzventile ausgeführt sind.
    14. Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die genannte Hydraulikpumpe (P) und/oder der genannte Tank (10) Bestandteil des Hydrauliksystems sind.
    15. Hydrauliksystem nach Anspruch 14, wobei die Hydraulikpumpe (P) eine elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe ist.
    16. Fahrzeug mit Anbaugerät und mit einem Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Gewichtsentlastung des Anbaugeräts.
    17. Fahrzeug nach Anspruch 16 als Winterdienstfahrzeug mit Schneepflug als Anbaugerät.
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