EP1574626A1 - Hydraulische Anordnung - Google Patents

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EP1574626A1
EP1574626A1 EP05101766A EP05101766A EP1574626A1 EP 1574626 A1 EP1574626 A1 EP 1574626A1 EP 05101766 A EP05101766 A EP 05101766A EP 05101766 A EP05101766 A EP 05101766A EP 1574626 A1 EP1574626 A1 EP 1574626A1
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EP
European Patent Office
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hydraulic
control unit
switching
switching valve
chamber
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EP05101766A
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French (fr)
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EP1574626B1 (de
Inventor
Marcus Bitter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
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Publication date
Application filed by Deere and Co filed Critical Deere and Co
Publication of EP1574626A1 publication Critical patent/EP1574626A1/de
Application granted granted Critical
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/2207—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/003—Systems with load-holding valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50545—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using braking valves to maintain a back pressure

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic arrangement for a passive suspension system, with a first and a second Chambered hydraulic cylinder, a hydraulic tank, a hydraulic fluid conveying means, a Hydraulic accumulator, one between hydraulic accumulator and first Chamber arranged hydraulic line, one in the Hydraulic line arranged switching valve, a first Supply line for the first chamber, a second Supply line for the second chamber, one in the first Supply line arranged pipe rupture protection device and a control unit with at least three switch positions, which a lifting position, a lowered position and a Include neutral position for the hydraulic cylinder.
  • a hydraulic suspension system to use the boom or the rocker cushions to a total of the vehicle improved suspension comfort, especially while driving, to achieve.
  • This is done by means of a suitable hydraulic arrangement of valves the lifting side of a Hydraulic cylinder connected to a hydraulic accumulator around one To effect suspension through the hydraulic accumulator.
  • the Lower side of the hydraulic cylinder with a hydraulic tank connected, on the one hand to a cavitation on the lowering side avoid and on the other hand a free movement of the piston rod to allow during the suspension process.
  • EP 1 157 963 A2 relates to a monitoring device pointed in the form of a sensor on the control unit, with the is to be detected, whether the boom should lower or Not. Without or with defective monitoring device for the Control unit or for the "lowering function" it could Faulty circuits in the hydraulic arrangement come.
  • the object underlying the invention is seen therein a hydraulic arrangement of the type mentioned above create by which an effort to realize the "lowering function" is reduced. In particular, a malfunction should the hydraulic arrangement for the "lowering function" at nonexistent or defective monitoring device be excluded.
  • a hydraulic arrangement of the above mentioned type designed such that the control unit, a has further switching position, which is a suspension position represents, in which by the control unit at least the second supply line is connectable to the tank and at the same time connections of both supply lines to Subsidies are interrupted.
  • the controller has a fourth switching position, can on a second Switching valve for connecting the second chamber of Hydraulic cylinder with a tank, as with conventional Solutions provided is waived. With it reduced the technical effort is considerable, especially because of because monitoring the "lowering function" for the Hydraulic cylinder is eliminated.
  • only one Switching valve used with the only the stroke side of the Hydraulic cylinder is connected to the hydraulic accumulator.
  • a fourth shift position according to the invention provides the Advantage that in addition to a lifting position and a lowered position furthermore a neutral position for the hydraulic cylinder can be provided in both supply lines are closed.
  • the connection should between the lower side of the hydraulic cylinder and the tank preferably be closed, since there are applications with Wheel loaders, telehandlers and front loaders are, where a certain contact pressure under one on the boom attached tool is to be produced, resulting in a permanent connection to the tank would not be possible and so on would lead to a disadvantage compared to competing products. It is therefore an advantage of a fourth invention To add switching position and both the lifting and To provide lowering and neutral position.
  • the control unit may be configured such that fourth Switching a so-called floating position switched becomes.
  • the floating position is the first supply line interconnected with the second supply line and both supply lines connected to the tank, the second input to the control unit is closed, so no Supply on the part of the subsidy takes place.
  • a Floating position as fourth switching position is not mandatory required, it is sufficient if the fourth Switch position only the second chamber of Hydraulic cylinder connects to the tank.
  • the controller connects the second Supply line or the second and the first Supply line directly to tank, i. there will be no other valves or means needed (except one Connecting line from the control unit to the tank).
  • the control unit can be designed manually or electrically operated, Of course, other methods are conceivable are, for example, pneumatic or hydraulic methods, which, however, should not be explained in detail.
  • the switching valve preferably has a closed position and an open position, wherein the switching valve in the Closed position in one or both flow directions closes, but in the open position in both Flow directions opens so that a suspension function in Connection with the hydraulic accumulator occurs.
  • the Switching valve may be formed such that in the Closed position hydraulic fluid from the hydraulic cylinder to Hydro Eat can flow through, so that the hydraulic accumulator is always preloaded with the highest load pressure during a work cycle occurs. Furthermore, the switching valve also be designed such that it in the closed position seals in the opposite direction or in both directions. Furthermore, there are also bypasses of Switching valve by means of check valves and diaphragms conceivable to charge the hydraulic accumulator.
  • the switching valve is preferably electrically actuated. It goes without saying also conceivable that other types of actuation of the switching valve be used, for example, a manual, pneumatic or hydraulic actuation.
  • the suspension should be activated, which means a Switch can happen that the operator in the cabin of the Vehicle actuated, or for example by a Speed signal, so the switching valve is in his Open position and the controller in its fourth Switched position switched to the first chamber of the Hydraulic cylinder to connect to the tank.
  • a Switch can happen that the operator in the cabin of the Vehicle actuated, or for example by a Speed signal, so the switching valve is in his Open position and the controller in its fourth Switched position switched to the first chamber of the Hydraulic cylinder to connect to the tank.
  • the switching valve is preferably always then automatically closed, d. H. brought into the closed position, when the controller is in its neutral position, while the suspension is active.
  • a passing of the For example, neutral position may be required if the neutral position on the control unit directly between the lifting and Lowering position is arranged and from a lifting position to be switched directly into a lowered position.
  • the Time delay element provides that when simple Passing the neutral position switching the switching valve is not made. Only when a presettable Retention time is reached in neutral position, the Switching valve brought into the closed position.
  • an electronically or electrohydraulically controlled Control unit can, for example, in the control software also be taken into account that, for example, not operated joystick the control unit with activated suspension basically not in its neutral position but in the fourth switching position is moved. It would be too conceivable that, as usual with some wheel loaders, during the Lifting and lowering of the boom or the rocker the Suspension is always disabled. As a very simplified version of the system it would also be conceivable that the suspension is only active when the Control unit is located in its fourth switching position. On This type of electronic effort could be considerably reduce, since only one switch is needed, the Switching valve opens or closes.
  • the control device is preferably as a slide valve formed, which four switch positions, each with two Has inputs and outputs. In the individual positions are the supply lines in different ways according to the setting function (lifting, lowering, neutral position (Hold) and suspension) of the control unit with the funding or connected to the tank or closed.
  • the pipe rupture protection device preferably comprises a in Direction of the control unit closing check valve and a pressure relief valve, wherein the pressure relief valve through prevailing in the connecting lines pressures is controllable.
  • the control is done by Pilot pressure lines, which of the pressure relief valve in lead the first and the second supply line.
  • the Check valve is in a pressure relief valve arranged bypass bypass, wherein the Check valve opens towards the first chamber.
  • Other Possibilities for pipe burst protection are also conceivable.
  • duck switches can also be used in case of pressure drop, actuate a switching valve.
  • a hydraulic arrangement 10 shown in FIG. 1 shows Inventive embodiment for realizing a Suspension.
  • the hydraulic assembly 10 includes a switchable Control unit 12, for example, a slide valve, which via Hydraulic lines 14, 16 with a pump 18 and a Hydraulic tank 20 is connected, wherein the control unit 12 in four operating positions, lifting, neutral, lowering and Suspension position, is switchable.
  • the switching of the control unit 12 is preferably done by hand, but can also electrically, hydraulically or pneumatically.
  • first and second supply line 22, 24 is the Control unit 12 connected to a hydraulic cylinder 26, wherein the first supply line 22 into a first chamber 28 of the Hydraulic cylinder 26 and the second supply line 24 in a second chamber 30 of the hydraulic cylinder 26 leads.
  • One Piston 29 separates the two chambers 26, 28 from each other.
  • the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26 provides the piston-side or lift-side chamber, whereas the second chamber 30, the piston rod side and the lower side Represents chamber of the hydraulic cylinder.
  • the pipe rupture protection device 32 includes a pressure and spring-controlled pressure relief valve 34, as well a hydraulic cylinder side opening check valve 36, which via a bypass line 38 parallel to Pressure relief valve 34 is arranged.
  • a first Pressure line 40 is a pressure connection from Pressure limiting valve 34 to the hydraulic cylinder side Section of the first supply line 22 made.
  • a second pressure line 42 is another pressure connection from the pressure relief valve 34 to the second supply line 24th produced.
  • a spring 44 holds the Pressure limiting valve 34 in the closed position.
  • a hydraulic line 46 connects the first chamber 28 and the first supply line 22 with a hydraulic reservoir 48, wherein the end 50 not connected to the hydraulic accumulator 48 the hydraulic line 46 between the first chamber 28 and the Pipe rupture protection device 32 is arranged.
  • a switching valve 52 is arranged in the hydraulic line 46.
  • the switching valve 52 is an electrically switchable Seat valve is, which via a spring 54 in Closed position is held and a solenoid 56 in an open position can be brought.
  • the switching valve 52 seals in the closed position in the direction of Hydraulic accumulator 48 from.
  • the switching valve can also be designed so that it is in both directions seals leak-free.
  • In the open position is to Production of a suspension function between hydraulic cylinders 26 and hydraulic accumulator 48 a hydraulic flow in both Directions guaranteed.
  • the individual operating states can now via the Control unit 12 and controlled via the switching valve 52 become.
  • the control unit 12th held in neutral position by adjusting springs 60, 62.
  • the Switching valve 52 is in a closed position. about a control signal or, as shown in Figure 1, by manual operation, the control unit 12 by means of a Actuator 58 from the neutral position in the Lifting, lowering or suspension position brought. It can to be a manual, electric, hydraulic or pneumatic actuator 58 act.
  • Switch or sensor 64 will be the neutral position of Controller 12 detects and a signal to a control unit 66 sent.
  • the control unit 66 is connected to the switching valve 52 connected and holds or brings the switching valve 52 in Closed position when the control unit 12 in Neutral position is located.
  • the control unit 66 provided with a time delay element which causes only after a presettable dwell time of the controller 12 in the neutral position, the control unit 66, the switching valve 52 brings in the closed position. This will ensure that not every time the controller 12 switches, if only is switched over the neutral position, the Control unit 66, the switching valve 52 closes. The switching valve 52 is brought into the closed position only if the Control unit 12 actually switched to the neutral position becomes.
  • the pipe rupture device 32 thus ensures that the hydraulic cylinder 26 in neutral position maintains or in lifting and neutral position no oil from the pressurized first chamber 28 escape and that in Lowering the oil from the first chamber 28 over the open Pressure relief valve 34 can drain.
  • the lifting side of the side of the Hydraulic cylinder 26 is in which a pressure for lifting a load is built.
  • the stroke side is the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26, by turning the hydraulic cylinder 26 and the second Chamber 30 could serve as a lifting side.
  • the first pressure line 40 represents an overload protection, so that too high Operating pressures in the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26, for example, caused by excessive loads can, in the first pressure line 40 reaches a limit pressure is that opens the pressure relief valve 34 to reduce pressure.
  • connection is the second supply line 24 with the hydraulic tank 20th produced.
  • the connection of the first supply line 22 to the pump 18 or to the hydraulic tank 20 is closed or the connection remains closed when out of neutral is switched out into the suspension position.
  • alternative solution may also be in the suspension position Floating position to be switched. In such a Floating position is then the first supply line 22 through the control unit 12 with the second supply line 24th connected, wherein both supply lines 22, 24 with the Hydraulic tank 20 connected and the input to the control unit, on the pump 18 is connected to be closed. So long the switching valve 52 is in the closed position, i.
  • the Hydraulic accumulator 48 is separated from the hydraulic cylinder 26 and thereby the suspension is deactivated, the Piston 29 in the suspension position only in the direction of the second Move chamber 30. Only by activating the suspension, i. by adding the hydraulic accumulator 48, the Move plunger 29 resiliently, ie traversing in both directions.
  • the suspension is activated via a Activation switch 68, which sends an activation signal to the Control unit 66 outputs, whereupon they the switching valve 52 in Opening position brings.
  • the activation of the Suspension can also be done automatically by a Activation signal is generated as soon as the control unit 12 in the fourth switching position is switched.
  • FIG. 2 shows a mobile telescopic loader 82 with a on a housing 84th or frame of the telehandler 82 pivotally hinged, Telescopically extendable outrigger 86. Between outrigger 86 and housing 84 is a hydraulic cylinder 26 for lifting and Lowering of the boom 86 is arranged.
  • the hydraulic cylinder 26 is at a first and a second bearing 88, 90th hinged pivotally, wherein the piston rod side 92 at the second bearing 90 on the boom 86 and the piston bottom side 94 is hinged to the first bearing 88 on the housing 84.
  • the hydraulic tank 20, the pump 18 and the Control unit 12 is positioned on or in the housing 84 and over Hydraulic lines 14, 16, 96 connected to each other. Further are the supply lines 22, 24 between the control unit 12 and hydraulic cylinders 26 in FIG. 2.
  • the Pipe burst protection device 32 and the switching valve 52nd are located in a common valve block directly on the Hydraulic cylinder 26.
  • the hydraulic accumulator 48 is preferably also arranged directly on the hydraulic cylinder 26, so that between the common valve block and the Hydraulic accumulator 48, the hydraulic line 46 as a rigid Connection can be formed, no separate Raw rupture protection device required. About one not Control shown are generated control or switching signals, with which the control unit 12 and the switching valve 52 (see Fig. 1) are controlled or switched.

Abstract

Es wird eine hydraulische Anordnung (10) für ein passives Federungssystem beschrieben. Die Anordnung (10) umfasst einen eine erste und eine zweite Kammer (28, 30) aufweisenden Hydraulikzylinder (26), einen Hydrauliktank (20), ein eine Hydraulikflüssigkeit förderndes Fördermittel (18), einen Hydraulikspeicher (48), eine zwischen Hydraulikspeicher (48) und erste Kammer (28) angeordnete Hydraulikleitung (46), ein in der Hydraulikleitung (46) angeordnetes Schaltventil (52), eine erste Versorgungsleitung (22) für die erste Kammer (28), eine zweiten Versorgungsleitung (24) für die zweite Kammer (30), eine in der ersten Versorgungsleitung (22) angeordnete Rohrbruchsicherungseinrichtung (32) und ein Steuergerät (12) mit wenigstens drei Schaltstellungen, welche eine Hebestellung, eine Senkstellung und eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder (26) umfassen. Um eine Federungsfunktion und eine Senkstellung für den Hydraulikzylinder (26) ohne Anordnung eines zweiten Schaltventils und einer damit verbundenen Überwachungseinrichtung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, das Steuergerät (12) mit einer weiteren Schaltstellung zu versehen, welche eine Federungsstellung darstellt, in welcher durch das Steuergerät (12) wenigstens die zweite Versorgungsleitung (24) mit dem Hydrauliktank (20) verbindbar ist und gleichzeitig Verbindungen beider Versorgungsleitungen (22, 24) zum Fördermittel (18) unterbrochen sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anordnung für ein passives Federungssystem, mit einem eine erste und eine zweite Kammer aufweisenden Hydraulikzylinder, einem Hydrauliktank, einem eine Hydraulikflüssigkeit fördernden Fördermittel, einem Hydraulikspeicher, einer zwischen Hydraulikspeicher und ersten Kammer angeordneten Hydraulikleitung, einem in der Hydraulikleitung angeordneten Schaltventil, einer ersten Versorgungsleitung für die erste Kammer, einer zweiten Versorgungsleitung für die zweite Kammer, einer in der ersten Versorgungsleitung angeordneten Rohrbruchsicherungseinrichtung und einem Steuergerät mit wenigstens drei Schaltstellungen, welche eine Hebestellung, eine Senkstellung und eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder umfassen.
Bei landwirtschaftlichen Maschinen, wie z.B. Teleskoplader, Radlader oder Frontlader an Traktoren, ist es bekannt, ein hydraulisches Federungssystem einzusetzen, das den Ausleger bzw. die Schwinge abfedert, um einen insgesamt am Fahrzeug verbesserten Federungskomfort, insbesondere während der Fahrt, zu erzielen. Hierbei wird mittels einer geeigneten hydraulischen Anordnung von Ventilen die Hubseite eines Hydraulikzylinders mit einem Hydrospeicher verbunden um eine Federung durch den Hydrospeicher zu bewirken. Ferner wird die Senkseite des Hydraulikzylinders mit einem Hydrauliktank verbunden, um zum einen eine Kavitation auf der Senkseite zu vermeiden und zum anderen ein freies Bewegen der Kolbenstange während des Federungsvorganges zu ermöglichen. Zur Erhöhung der Sicherheit gegen ein plötzliches Absinken des Auslegers bzw. der Schwinge können diese Federungssysteme, zur Absicherung des Hydraulikzylinders gegen Schlauchbrüche, mit Lasthalteventilen versehen sein. Zum Absenken des Hydraulikzylinders ist es dann jedoch erforderlich die Tankverbindung der Senkseite des Hydraulikzylinders zu schließen, damit sich ein erforderlicher Druck aufbauen kann, um das Lasthalteventil zu öffnen. Erst wenn das Lasthalteventil geöffnet wird, kann Öl aus der Hubseite des Hydraulikzylinders abfließen.
Eine hydraulische Anordnung für ein derartiges Federungssystem wird in der EP 1 157 963 A2 offenbart. Es wird ein Federungssystem für den Ausleger eines Teleskopladers vorgeschlagen, welches zur Absicherung des Auslegers gegen Absinken ein Lasthalteventil bzw. eine Rohrbruchsicherungseinrichtung vorsieht. Um einerseits das Lasthalteventil öffnen zu können und andererseits eine Federungsfunktion auch in Neutralstellung des Hydraulikzylinders bereitzustellen ist ein gesondertes Schaltventil angeordnet, welches geschlossen werden muss, um eine für die Federung hergestellte Verbindung zum Tank zu schließen und den zur Öffnung des Lasthalteventils notwendigen Druck in der Versorgungsleitung aufbauen zu können. Dieser Umstand macht es erforderlich, dass die "Absenken-Funktion" für den Hydraulikzylinder an geeigneter Stelle erfasst bzw. überwacht und in der Schaltlogik der Federung zur Schließung des Schaltventils berücksichtigt werden muss, was sich besonders bei rein mechanisch betätigten Steuergeräten als aufwändig und problematisch erweist. In diesem Zusammenhang wird in der EP 1 157 963 A2 auf eine Überwachungseinrichtung in Form eines Sensors am Steuergerät hingewiesen, mit dem erfasst werden soll, ob sich der Ausleger senken soll oder nicht. Ohne bzw. bei defekter Überwachungseinrichtung für das Steuergerät bzw. für die "Absenken-Funktion" könnte es zu Fehlschaltungen in der hydraulischen Anordnung kommen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine hydraulische Anordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die ein Aufwand zur Realisierung der "Absenken-Funktion" reduziert wird. Insbesondere soll eine Fehlschaltung der hydraulischen Anordnung für die "Absenken-Funktion" bei nicht vorhandener oder defekter Überwachungseinrichtung ausgeschlossen werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Erfindungsgemäß ist eine hydraulische Anordnung der eingangs genannten Art derart ausgebildet, dass das Steuergerät, eine weitere Schaltstellung aufweist, welche eine Federungsstellung darstellt, in welcher durch das Steuergerät wenigstens die zweite Versorgungsleitung mit dem Tank verbindbar ist und gleichzeitig Verbindungen beider Versorgungsleitungen zum Fördermittel unterbrochen sind. Dadurch, dass das Steuergerät eine vierte Schaltstellung aufweist, kann auf ein zweites Schaltventil zur Verbindung der zweiten Kammer des Hydraulikzylinders mit einem Tank, wie es bei konventionellen Lösungen vorgesehen ist, verzichtet werden. Damit reduziert sich der technische Aufwand erheblich, insbesondere deswegen, weil eine Überwachung der "Absenken-Funktion" für den Hydraulikzylinder entfällt. Somit wird vorzugsweise nur ein Schaltventil verwendet, mit dem lediglich die Hubseite des Hydraulikzylinders mit dem Hydrospeicher verbunden wird.
Eine erfindungsgemäße vierte Schaltstellung bietet den Vorteil, dass neben einer Hebestellung und einer Senkstellung weiterhin eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder bereitgestellt werden kann, in der beide Versorgungsleitungen geschlossen sind. In der Neutralstellung soll die Verbindung zwischen der Senkseite des Hydraulikzylinders und dem Tank vorzugsweise geschlossen sein, da es Anwendungen mit Radladern, Teleskopladern und auch Frontladern gibt, bei denen ein bestimmter Anpressdruck unter einem am Ausleger befestigten Werkzeug erzeugt werden soll, was bei einer ständigen Verbindung zum Tank nicht möglich wäre und so zu einem Nachteil gegenüber Konkurrenzprodukten führen würde. Es ist daher von Vorteil eine erfindungsgemäße vierte Schaltstellung hinzuzufügen und sowohl die Hebe- und Senkstellung als auch die Neutralstellung bereitzustellen.
Das Steuergerät kann derart ausgebildet sein, dass als vierte Schaltposition eine sogenannte Schwimmstellung geschaltet wird. In der Schwimmstellung ist die erste Versorgungsleitung mit der zweiten Versorgungsleitung zusammengeschaltet und beide Versorgungsleitungen mit dem Tank verbunden, wobei der zweite Eingang zum Steuergerät geschlossen ist, so dass keine Versorgung seitens des Fördermittels erfolgt. Eine Schwimmstellung als vierte Schaltstellung ist nicht zwingend erforderlich, es ist ausreichend, wenn die vierte Schaltstellung lediglich die zweite Kammer des Hydraulikzylinders mit dem Tank verbindet.
In der Federungsstellung verbindet das Steuergerät die zweite Versorgungsleitung bzw. die zweite und die erste Versorgungsleitung unmittelbar mit Tank, d.h. es werden keine weiteren Ventile oder Mittel benötigt (außer einer Verbindungsleitung vom Steuergerät zum Tank). Das Steuergerät kann manuell oder auch elektrisch betätigbar ausgebildet sein, wobei selbstverständlich auch noch andere Methoden denkbar sind, beispielsweise pneumatische oder hydraulische Methoden, die jedoch nicht näher erläutert werden sollen.
Das Schaltventil weist vorzugsweise eine Schließstellung und eine Öffnungsstellung auf, wobei das Schaltventil in der Schließstellung in eine oder in beide Fließrichtungen schließt, jedoch in der Öffnungsstellung in beide Fließrichtungen öffnet, so dass eine Federungsfunktion in Verbindung mit dem Hydraulikspeicher eintritt. Das Schaltventil kann derart ausgebildet sein, dass in der Schließstellung Hydraulikflüssigkeit vom Hydraulikzylinder zum Hydrospeicher durchströmen kann, so dass der Hydrospeicher immer mit dem höchsten Lastdruck vorgespannt wird, der während eines Arbeitszyklus auftritt. Ferner kann das Schaltventil auch derart ausgebildet sein, dass es in der Schließstellung in die entgegengesetzte Richtung hin abdichtet oder auch in beide Richtungen. Des Weiteren sind auch Umgehungen des Schaltventils mittels Rückschlagventilen und Blenden denkbar, um den Hydrospeicher aufzuladen. Das Schaltventil ist vorzugsweise elektrisch betätigbar. Es ist selbstverständlich auch denkbar, dass andere Betätigungsarten des Schaltventils eingesetzt werden, beispielsweise eine manuelle, pneumatische oder hydraulische Betätigung.
Soll nun die Federung aktiviert werden, was mittels eines Schalters geschehen kann, den der Bediener in der Kabine des Fahrzeugs betätigt, oder beispielsweise auch durch ein Geschwindigkeitssignal, so wird das Schaltventil in seine Öffnungsstellung und das Steuergerät in seine vierte Schaltstellung geschaltet, um die erste Kammer des Hydraulikzylinders mit dem Tank zu verbinden. Während einer Anregung durch das Fahrwerk der Arbeitsmaschine können stoßartige Beschleunigungen durch das freie Schwingen des Auslegers bzw. der Schwinge abgedämpft werden, so dass eine Steigerung des Fahrkomforts erzielbar ist.
Wird der Ausleger bzw. die Schwinge bei aktivierter Federung abgesenkt, wird durch Verstellen des Steuergerätes in die Senkstellung automatisch die Verbindung der zweiten Kammer des Hydraulikzylinders mit dem Tank geschlossen und Hydraulikflüssigkeit strömt in die zweite Kammer des Hydraulikzylinders, wo jetzt ein ausreichend hoher Druck aufgebaut werden kann, um das Lasthalteventil zu öffnen, was zum Absenken des Auslegers bzw. der Schwinge zwingend erforderlich ist. Bei den marktüblichen Federungssystemen mit Lasthalteventil bzw. mit einer Rohrbruchsicherungseinrichtung wird ein zweites Schaltventil benötigt, welches die für eine Federungsfunktion erforderliche Verbindung zum Tank herstellt und welches geschlossen werden muss, um den erforderlichen Druckaufbau zu gewährleisten.
Wird der Ausleger bzw. die Schwinge bei aktivierter Federung mit der Hebestellung des Steuergerätes angehoben, ist automatisch die zweite Kammer des Hydraulikzylinders mit dem Tank verbunden, damit die durch den Hebevorgang verdrängte Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder zum Tank strömen kann. Sollte während des Hebevorgangs ein Stoß auf den Ausleger bzw. auf die Schwinge übertragen werden, kann dieser bzw. diese ohne der Gefahr einer Kavitation einfedern, da die zweite Kammer zum Tank hin entlastet ist.
Lediglich in der Neutralstellung des Steuergerätes muss das Schaltventil, das die erste Kammer mit dem Hydrospeicher verbindet, geschlossen werden, da hier beim Einfedern des Auslegers bzw. der Schwinge die Gefahr besteht, dass in der zweiten Kammer des Hydraulikzylinders ein Unterdruck (Kavitation) entsteht, der die Dichtungen des Hydraulikzylinders beschädigen kann. Damit es zu einem problemlosen Bedienen des Auslegers bzw. der Schwinge kommen kann, wird das Schaltventil vorzugsweise immer dann automatisch geschlossen, d. h. in Schließstellung gebracht, wenn sich das Steuergerät in seiner Neutralstellung befindet, während die Federung aktiv ist. Vorzugsweise sind dazu Mittel vorgesehen, mit denen ermittelt wird, ob sich das Ventil in seiner geschlossenen Neutralstellung befindet oder nicht. Dies kann beispielsweise in Form eines Schalters umgesetzt werden, der in Verbindung bzw. in Abhängigkeit von der Neutralstellung am Steuergerät geschaltet wird. Bei elektrohydraulisch angesteuerten Steuergeräten ist ein derartiger Schalter meist nicht erforderlich, da diese Aufgabe von der Software einer elektronischen Steuereinheit übernommen werden kann. Es ist darüber hinaus auch unerheblich, wie und wo die Schaltstellung des Steuergerätes erfasst wird, da lediglich das Ergebnis als solches von Interesse ist. Ein oben genannter Schalter kann an einem Joystick, an einer Betätigungsmechanik inkl. Seilzug oder auch direkt am Steuergerät angebracht werden. Denkbar ist hier auch ein Sensor, der ein proportionales Signal aufnimmt, welches in einer geeigneten Auswerteelektronik in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, welches das Schaltventil in Schließstellung schaltet. Auch wäre es denkbar, einen Druckschalter oder Drucksensor zu verwenden, der den Vorsteuerdruck, der von einem hydraulischen Joystick als Stellsignal an das Steuergerät geschickt wird, bestimmt. Es ergeben sich somit eine Vielzahl von Möglichkeiten die Schaltposition des Steuergeräts zu bestimmen.
Um zu ermöglichen, dass bei aktiver Federung die Neutralstellung passierbar ist, ohne das sofort in die Schließstellung des Schaltventils geschaltet wird, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Zeitverzögerungselement vorgesehen. Ein Passieren der Neutralstellung kann beispielsweise erforderlich sein, wenn die Neutralstellung am Steuergerät direkt zwischen der Hebe-und Senkstellung angeordnet ist und von einer Hebestellung direkt in eine Senkstellung geschaltet werden soll. Das Zeitverzögerungselement sieht vor, dass beim einfachen Passieren der Neutralstellung das Schalten des Schaltventils nicht vorgenommen wird. Erst wenn eine voreinstellbare Verweilzeit in Neutralstellung erreicht ist, wird das Schaltventil in die Schließstellung gebracht.
Bei einem elektronisch oder elektrohydraulisch angesteuerten Steuergerät kann beispielsweise in der Steuersoftware auch berücksichtigt werden, dass beispielsweise bei nicht betätigtem Joystick das Steuergerät bei aktivierter Federung grundsätzlich nicht in seine Neutralstellung sondern in die vierte Schaltstellung verfahren wird. Ebenfalls wäre es auch denkbar, dass wie bei einigen Radladern üblich, während des Hebens und Senkens des Auslegers bzw. der Schwinge die Federung grundsätzlich deaktiviert wird. Als eine sehr vereinfachte Version des Systems wäre es auch denkbar, dass die Federung ausschließlich dann aktiv ist, wenn sich das Steuergerät in seiner vierten Schaltstellung befindet. Auf diese Art ließe sich der elektronische Aufwand erheblich verringern, da lediglich ein Schalter benötigt wird, der das Schaltventil öffnet oder schließt.
Das Steuergerät ist vorzugsweise als Schieberventil ausgebildet, welches vier Schaltstellungen mit jeweils zwei Ein- und Ausgängen aufweist. In den einzelnen Stellungen werden die Versorgungsleitungen auf unterschiedliche Weise entsprechend den Stellfunktion (Heben, Senken, Neutralstellung (Halten) und Federung) des Steuergeräts mit dem Fördermittel oder mit dem Tank verbunden bzw. geschlossen.
Die Rohrbruchsicherungseinrichtung umfasst vorzugsweise ein in Richtung des Steuergeräts schließendes Rückschlagventil und ein Druckbegrenzungsventil, wobei das Druckbegrenzungsventil durch in den Verbindungsleitungen vorherrschenden Drücken ansteuerbar ist. Die Ansteuerung erfolgt durch Pilotdruckleitungen, welche von dem Druckbegrenzungsventil in die erste und in die zweite Versorgungsleitung führen. Das Rückschlagventil ist in einer das Druckbegrenzungsventil umgehenden Bypass-Leitung angeordnet, wobei das Rückschlagventil in Richtung der ersten Kammer öffnet. Andere Möglichkeiten zur Rohrbruchsicherung sind ebenfalls denkbar. So können beispielsweise auch Duckschalter verwendet werden, die bei Druckabfall, ein Schaltventil betätigen.
Im Vergleich zu üblichen Federungssystemen ergibt sich ein kostengünstigere hydraulische Anordnung, da das erforderliche zweite Schaltventil samt dessen Verschlauchung auf der Seite der zweite Kammer des Hydraulikzylinders entfällt und statt dessen ein handelsübliches Schieberventil mit Schwimmstellungsfunktion verwendet werden kann. Durch den Wegfall eines zweiten Schaltventils wird auch die Anzahl möglicher Fehlerquellen verringert, da eine Komponente weniger eingesetzt wird. Des Weiteren ergeben sich günstigere gestalterische Möglichkeiten, da weniger Bauraum benötigt wird.
Besonders bei Traktoren mit Frontlader ist es üblich, dass die hydraulische und elektrische Verbindung zwischen Frontlader und Traktor mittels sogenannter Multikuppler sichergestellt wird, die ein schnelles und einfaches Verbinden und Trennen ermöglichen. Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung können diese Multikuppler beibehalten werden, da kein zusätzlicher Schlauch zur Verbindung der Senkseite des Hydraulikzylinders mit dem Tank erforderlich ist. Aufgrund der internen Verbindung des Steuergerätes in seiner vierten Schaltposition mit dem Tank, kann die zweite Kammer des Hydraulikzylinders mittels des bereits vorhandenen zweiten Versorgungsschlauches versorgt werden.
Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1
eine hydraulische Anordnung für ein Federungssystem eines Hydraulikzylinders und
Fig. 2
eine schematische Darstellung eines Teleskopladers mit einer hydraulischen Anordnung aus Figur 1.
Eine in Fig. 1 dargestellte hydraulische Anordnung 10 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zur Realisierung einer Federung. Die hydraulische Anordnung 10 enthält ein schaltbares Steuergerät 12, beispielsweise ein Schieberventil, welches über Hydraulikleitungen 14, 16 mit einer Pumpe 18 und einem Hydrauliktank 20 verbunden ist, wobei das Steuergerät 12 in vier Betriebsstellungen, Hebe-, Neutral-, Senk- und Federungsstellung, schaltbar ist. Das Schalten des Steuergeräts 12 erfolgt vorzugsweise handgesteuert, kann aber auch elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.
Über eine erste und zweite Versorgungsleitung 22, 24 ist das Steuergerät 12 mit einem Hydraulikzylinder 26 verbunden, wobei die erste Versorgungsleitung 22 in eine erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26 und die zweite Versorgungsleitung 24 in eine zweite Kammer 30 des Hydraulikzylinders 26 führt. Ein Kolben 29 trennt die beiden Kammern 26, 28 voneinander. Die erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26 stellt die kolbenbodenseitige bzw. hubseitige Kammer dar, wohingegen die zweite Kammer 30 die kolbenstangenseitige bzw. senkseitige Kammer des Hydraulikzylinders darstellt.
In der ersten Versorgungsleitung 22 ist eine Lasthalteventilanordnung oder Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 vorgesehen. Die Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 enthält ein druck- und federgesteuertes Druckbegrenzungsventil 34, sowie ein zur Hydraulikzylinderseite öffnendes Rückschlagventil 36, welches über eine Bypassleitung 38 parallel zum Druckbegrenzungsventil 34 angeordnet ist. Über eine erste Druckleitung 40 ist eine Druckverbindung vom Druckbegrenzungsventil 34 zum hydraulikzylinderseitigen Abschnitt der ersten Versorgungsleitung 22 hergestellt. Über eine zweite Druckleitung 42 ist eine weitere Druckverbindung vom Druckbegrenzungsventil 34 zur zweiten Versorgungsleitung 24 hergestellt. Des Weiteren hält eine Stellfeder 44 das Druckbegrenzungsventil 34 in Schließstellung.
Eine Hydraulikleitung 46 verbindet die erste Kammer 28 bzw. die erste Versorgungsleitung 22 mit einem Hydraulikspeicher 48, wobei das nicht mit dem Hydraulikspeicher 48 verbundene Ende 50 der Hydraulikleitung 46 zwischen der ersten Kammer 28 und der Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 angeordnet ist.
In der Hydraulikleitung 46 ist ein Schaltventil 52 angeordnet. Das Schaltventil 52 stellt ein elektrisch schaltbares Sitzventil dar, welches über eine Stellfeder 54 in Schließstellung gehalten wird und über eine Magnetspule 56 in eine Öffnungsstellung gebracht werden kann. Das Schaltventil 52 dichtet dabei in Schließstellung in Richtung des Hydraulikspeichers 48 ab. Hierbei kann das Schaltventil auch derart ausgebildet sein, dass es in beide Richtungen leckagefrei abdichtet. In der Öffnungsstellung ist zur Herstellung einer Federungsfunktion zwischen Hydraulikzylinder 26 und Hydraulikspeicher 48 ein hydraulischer Fluss in beide Richtungen gewährleistet.
Die einzelnen Betriebszustände können nun wie folgt über das Steuergerät 12 sowie über die Schaltventil 52 angesteuert werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Steuergerät 12 durch Stellfedern 60, 62 in Neutralstellung gehalten. Das Schaltventil 52 befindet sich in einer Schließstellung. Über ein Steuersignal oder, wie in Figur 1 dargestellt, durch manuelle Betätigung wird das Steuergerät 12 mittels einer Betätigungsvorrichtung 58 aus der Neutralstellung heraus in die Hebe-, Senk- oder Federungsstellung gebracht. Dabei kann es sich um eine manuelle, elektrische, hydraulische oder pneumatische Betätigungsvorrichtung 58 handeln.
Anhand eines mit der Betätigungsvorrichtung 58 verbundenen Schalters oder Sensors 64 wird die Neutralstellung des Steuergeräts 12 detektiert und ein Signal an eine Steuereinheit 66 gesendet. Die Steuereinheit 66 ist mit dem Schaltventil 52 verbunden und hält bzw. bringt das Schaltventil 52 in Schließstellung, wenn sich das Steuergerät 12 in Neutralstellung befindet. Vorzugsweise ist die Steuereinheit 66 mit einem Zeitverzögerungsglied versehen, welches bewirkt, dass erst nach einer voreinstellbaren Verweilzeit des Steuergeräts 12 in der Neutralstellung die Steuereinheit 66 das Schaltventil 52 in Schließstellung bringt. Dadurch wird gewährleistet, dass nicht bei jedem Schaltvorgang des Steuergeräts 12, wenn nur über die Neutralstellung hinweg geschaltet wird, die Steuereinheit 66 das Schaltventil 52 schließt. Das Schaltventil 52 wird nur dann in Schließstellung gebracht, wenn das Steuergerät 12 tatsächlich in die Neutralstellung geschaltet wird.
In der Hebestellung wird die Verbindung der ersten Versorgungsleitung 22 mit der Pumpe 18 und die Verbindung der zweiten Versorgungsleitung 24 mit dem Hydrauliktank 20 hergestellt. Die mit dem Hydrauliktank 20 verbundene Pumpe 18 befüllt über die erste Versorgungsleitung 22 und über das Rückschlagventil 36 der Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 (das Druckbegrenzungsventil 34 der Lasthalteanordnung 32 befindet sich in Schließstellung) die erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26. In Folge dessen bewegt sich der Kolben 29 in Richtung der zweiten Kammer 30 und drückt das dort vorhandene Öl durch die zweite Versorgungsleitung 24 heraus in den Hydrauliktank 20. Wird nun wieder in die Neutralstellung geschaltet, so unterbricht das Steuergerät 12 die Verbindungen zur Pumpe 18 und zum Hydrauliktank 20, so dass der Druck in den beiden Kammern 28, 30 des Hydraulikzylinders 26 beibehalten und die Bewegung des Kolbens 29 aufgehoben wird. Der Kolben 29 bleibt stehen.
In der Senkstellung wird die Verbindung der ersten Versorgungsleitung 22 mit dem Hydrauliktank 20 und die Verbindung der zweiten Versorgungsleitung 24 mit der Pumpe 18 hergestellt. Die Pumpe fördert Öl in die zweite Kammer 30 des Hydraulikzylinders 26, wobei der sich in der zweiten Versorgungsleitung 24 aufbauende Druck das Druckbegrenzungsventil 34 über die zweite Druckleitung 42 der Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 öffnet. Gleichzeitig wird der Kolben 29 in Richtung der ersten Kammer 28 bewegt, so dass das aus der ersten Kammer 28 strömende Öl über die erste Versorgungsleitung 22 und über das geöffnete Druckbegrenzungsventil 34 in den Hydrauliktank 20 gelangt.
Die Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 stellt somit sicher, dass der Hydraulikzylinder 26 in Neutralstellung seine Position beibehält bzw. in Hebe- und Neutralstellung kein Öl aus der druckbeaufschlagten ersten Kammer 28 entweichen und dass in Senkstellung das Öl aus der ersten Kammer 28 über das geöffnete Druckbegrenzungsventil 34 abfließen kann. Um dies zu gewährleisten sollte bzw. muss die Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 sinnvoller Weise wie abgebildet auf der Hubseite des Hydraulikzylinders 26 angeordnet sein, wobei die Hubseite die Seite des Hydraulkzylinders 26 ist, in der ein Druck zum Heben einer Last aufgebaut wird. In den hier dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Hubseite die erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26, wobei durch Umdrehen des Hydraulikzylinders 26 auch die zweite Kammer 30 als Hubseite dienen könnte. Die erste Druckleitung 40 stellt eine Überlastsicherung dar, so dass bei zu hohen Betriebsdrücken in der ersten Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26, die beispielsweise durch zu hohe Traglasten entstehen können, in der ersten Druckleitung 40 ein Grenzdruck erreicht wird, der das Druckbegrenzungsventil 34 zum Druckabbau öffnet.
In der Federungsstellung, die in Figur 1 am Steuergerät 12 als unterste Stellung dargestellt ist, wird die Verbindung der zweiten Versorgungsleitung 24 mit dem Hydrauliktank 20 hergestellt. Die Verbindung der ersten Versorgungsleitung 22 zur Pumpe 18 oder zum Hydrauliktank 20 wird geschlossen bzw. die Verbindung bleibt geschlossen, wenn aus der Neutralstellung heraus in die Federungsstellung geschaltet wird. Als alternative Lösung kann in der Federungsstellung auch eine Schwimmstellung geschaltet werden. Bei einer derartigen Schwimmstellung wird dann die erste Versorgungsleitung 22 durch das Steuergerät 12 mit der zweiten Versorgungsleitung 24 verbunden, wobei beide Versorgungsleitungen 22, 24 mit dem Hydrauliktank 20 verbunden und der Eingang am Steuergerät, an dem die Pumpe 18 angeschlossen ist, geschlossen werden. Solange das Schaltventil 52 in Schließstellung ist, d.h. solange der Hydraulikspeicher 48 von dem Hydraulikzylinder 26 getrennt ist und dadurch auch die Federung deaktiviert ist, kann sich der Kolben 29 in der Federungsstellung nur in Richtung der zweiten Kammer 30 bewegen. Erst durch Aktivierung der Federung, d.h. durch Hinzuschalten des Hydraulikspeichers 48 kann sich der Kolben 29 federnd, d.h in beide Richtungen verfahrend, bewegen. Die Aktivierung der Federung erfolgt über einen Aktivierungsschalter 68, der ein Aktivierungssignal an die Steuereinheit 66 abgibt, woraufhin diese das Schaltventil 52 in Öffnungsstellung bringt. Alternativ könnte die Aktivierung der Federung auch automatisch erfolgen, indem ein Aktivierungssignal erzeugt wird, sobald das Steuergerät 12 in die vierte Schaltstellung geschaltet wird.
Für die Öffnungsstellung des Schaltventils 52, d.h. für die aktivierte Federung ergeben sich entsprechend der verschiedenen Schaltstellungen des Steuergeräts 12 folgende Zustände:
  • In der Senkstellung (oberste Schaltstellung des Steuergeräts aus Figur 1) wird die erste Versorgungsleitung 22 mit dem Hydrauliktank 20 und die zweite Versorgungsleitung 24 mit der Pumpe verbunden. In der zweiten Versorgungsleitung 24 bzw. in der zweiten Kammer 30 baut sich ein entsprechender Druck auf, durch den das Druckbegrenzungsventil 34 über die Druckleitung 42 geöffnet wird, so dass Öl aus der ersten Kammer 28 über die erste Versorgungsleitung 22 in den Hydrauliktank 20 abfließen kann. Gleichzeitig kann der Kolben 29 federnde Bewegungen ausführen, da eine Verbindung zum Hydraulikspeicher 48 auf der Hubseite und eine Verbindung auf der Senkseite zum Hydrauliktank 20 hergestellt ist.
  • In der Neutralstellung (von oben zweite Schaltstellung des Steuergeräts 12 aus Figur 1) werden alle Ein- und Ausgänge am Steuergerät 12 geschlossen, d. h. es kann kein Öl durch die Versorgungsleitungen 22, 24 fließen. Falls es in dieser Stellung zu einem Einfedern des Kolbens 29 kommen würde, bestände die Gefahr einer Kavitationswirkung in der zweiten Kammer 30 des Hydraulikzylinders 26, wodurch Dichtungen im Hydraulikzylinder 26 beschädigt werden könnten. Um dieses zu verhindern signalisiert der Schalter bzw. Sensor 64 ein Signal, welches von der Steuereinheit 66 aufgenommen wird. Die Steuereinheit 66 erzeugt daraufhin unter Berücksichtigung einer Zeitverzögerung, zur Bestätigung einer Verweilzeit in der Neutralstellung, ein Schließsignal für das Schaltventil 52. Sobald das Schaltventil 52 geschlossen ist, kann der Kolben 29 keine Bewegungen mehr ausführen, da alle Leitungen 22, 24, 46 geschlossen sind. Sobald das Steuergerät 12 in eine andere Stellung geschaltet wird, gibt der Sensor 64 ein Signal zum Öffnen des Schaltventils 52 frei. Das Signal des Sensors 64 ist somit dem Aktivierungssignal des Aktivierungsschalters 68 in der Schaltlogik der Steuereinheit 66 übergeordnet, damit trotz eines Öffnungssignals vom Aktivierungsschalter 68 das Schaltventil 52 durch ein Schließsignal des Sensors 64 geschlossen werden kann.
  • In der Hebestellung (von oben dritte Schaltstellung des Steuergeräts 12 aus Figur 1) wird die erste Versorgungsleitung 22 mit der Pumpe 18 und die zweite Versorgungsleitung 24 mit dem Hydrauliktank 20 verbunden. In der ersten Versorgungsleitung 22 bzw. in der ersten Kammer 28 baut sich ein entsprechender Druck auf, durch den der Kolben 29 angehoben wird, so dass Öl aus der zweiten Kammer 30 über die zweite Versorgungsleitung 24 in den Hydrauliktank 20 abfließen kann. Gleichzeitig kann der Kolben 29 federnde Bewegungen ausführen, da eine Verbindung zum Hydraulikspeicher 48 auf der Hubseite und eine Verbindung auf der Senkseite zum Hydrauliktank 20 hergestellt ist.
    Sollte während eines Senk- oder Hebevorgangs ein Stoß auf den Kolben 29 übertragen werden, kann dieser ohne Gefahr der Kavitation einfedern, da die Senkseite zum Hydrauliktank 20 hin entlastet ist.
  • In der Federungsstellung (unterste Schaltstellung des Steuergeräts 12 aus Figur 1) wird die erste Versorgungsleitung 22 geschlossen und die zweite Versorgungsleitung 24 mit dem Hydrauliktank 20 verbunden. Der Kolben 29 kann in dieser Stellung frei federn. Bewegt er sich durch einen auf ihn übertragenden Stoß abwärts, wird das Öl aus der ersten Kammer 28 in den Hydraulikspeicher 48 gedrängt. Der sich im Hydraulikspeicher 48 aufbauende Druck lässt das Öl wieder zurück in die erste Kammer 28 strömen, so dass der Kolben 29 sich wieder aufwärts bewegt. Diese federnde Bewegung wiederholt sich gegebenenfalls, bis der Stoß vollständig kompensiert wurde. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass sobald das Steuergerät 12 aus der Federungsstellung heraus in eine andere Stellung bewegt bzw. geschaltet wird, anhand des Sensors 64 in der Steuereinheit 66 ein Deaktivierungssignal für die Federung generiert und dadurch das Schaltventil 52 durch ein Schließsignal geschlossen wird.
    • Eine Verwendung für die in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiele wird in Fig. 2 verdeutlicht. Fig. 2 zeigt einen fahrbaren Teleskoplader 82 mit einem an einem Gehäuse 84 bzw. Rahmen des Teleskopladers 82 schwenkbar angelenkten, teleskopartig ausfahrbaren, Ausleger 86. Zwischen Ausleger 86 und Gehäuse 84 ist ein Hydraulikzylinder 26 zum Heben und Senken des Auslegers 86 angeordnet. Der Hydraulikzylinder 26 ist dabei an einer ersten und einer zweiten Lagerstelle 88, 90 schwenkbar angelenkt, wobei die Kolbenstangenseite 92 an der zweiten Lagerstelle 90 am Ausleger 86 und die Kolbenbodenseite 94 an der ersten Lagerstelle 88 am Gehäuse 84 angelenkt ist. Des Weiteren sind der Hydrauliktank 20, die Pumpe 18 sowie das Steuergerät 12 am bzw. im Gehäuse 84 positioniert und über Hydraulikleitungen 14, 16, 96 miteinander verbunden. Ferner sind die Versorgungsleitungen 22, 24 zwischen Steuergerät 12 und Hydraulikzylinder 26 in Fig. 2 zu sehen. Die Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 sowie das Schaltventil 52 befinden sich in einem gemeinsamen Ventilbaustein direkt am Hydraulikzylinder 26. Der Hydraulikspeicher 48 ist vorzugsweise ebenfalls direkt am Hydraulikzylinder 26 angeordnet, so dass zwischen dem gemeinsamen Ventilbaustein und dem Hydraulikspeicher 48 die Hydraulikleitung 46 als starre Verbindung ausgebildet werden kann, die keine gesonderte Rohbruchsicherungseinrichtung erfordert. Über eine nicht gezeigte Steuerung werden Steuer- bzw. Schaltsignale generiert, mit denen das Steuergerät 12 sowie das Schaltventil 52 (siehe Fig. 1) gesteuert bzw. geschaltet werden. Entsprechend der vorhergehend beschriebenen Schaltstellungen kann der Hydraulikzylinder 26 derart betätigt werden, dass der Ausleger 86 angehoben, festgehalten, abgesenkt oder federnd gehalten werden kann. Bei aktivierter Federung und in Federstellung wird gewährleistet, dass während einer Anregung, beispielsweise durch das Fahrwerk des Teleskopladers 82, stoßartige Beschleunigungen aufgrund eines freien Schwingens des Auslegers 86 abgedämpft werden, so dass es zu einer Steigerung des Fahrkomforts kommt, insbesondere dann, wenn mit einem Arbeitswerkzeug 98 Lasten aufgenommen und verfahren werden.
    Auch wenn die Erfindung lediglich anhand von zwei Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung sowie der Zeichnung viele verschiedenartige Alternativen, Modifikationen und Varianten, die unter die vorliegende Erfindung fallen. So kann beispielsweise die hydraulische Anordnung auch an anderen Fahrzeugen angewendet werden, beispielsweise an Radladern oder Frontladern oder auch an Baggern oder Kränen, die hydraulisch betätigbare Komponenten aufweisen, welche angehoben bzw. abgesenkt werden können und bei denen eine Federung sinnvoll erscheint.

    Claims (9)

    1. Hydraulische Anordnung für ein passives Federungssystem, mit einem eine erste und eine zweite Kammer (28, 30) aufweisenden Hydraulikzylinder (26), einem Hydrauliktank (20), einem eine Hydraulikflüssigkeit fördernden Fördermittel (18), einem Hydraulikspeicher (48), einer zwischen Hydraulikspeicher (48) und ersten Kammer (28) angeordneten Hydraulikleitung (46), einem in der Hydraulikleitung (46) angeordneten Schaltventil (52), einer ersten Versorgungsleitung (22) für die erste Kammer (28), einer zweiten Versorgungsleitung (24) für die zweite Kammer (30), einer in der ersten Versorgungsleitung (22) angeordneten Rohrbruchsicherungseinrichtung (32) und einem Steuergerät (12) mit wenigstens drei Schaltstellungen, welche eine Hebestellung, eine Senkstellung und eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder (26) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12) eine weitere Schaltstellung aufweist, welche eine Federungsstellung darstellt, in welcher durch das Steuergerät (12) wenigstens die zweite Versorgungsleitung (24) mit dem Hydrauliktank (20) verbindbar ist und gleichzeitig Verbindungen beider Versorgungsleitungen (22, 24) zum Fördermittel (18) unterbrochen sind.
    2. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Federungsstellung die erste und die zweite Verbindungsleitung (22, 24) durch das Steuergerät (12) mit dem Hydrauliktank (20) verbindbar sind.
    3. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (52) eine Schließstellung und eine Öffnungsstellung aufweist.
    4. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (52) in der Schließstellung in eine oder in beide Fließrichtungen schließt.
    5. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (64, 66) vorgesehen sind, die das Schaltventil (52) in eine Schließstellung bringen, wenn sich das Steuergerät (12) in der Neutralstellung befindet.
    6. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (64, 66) vorgesehen sind, die das Schaltventil (52) in eine Schließstellung bringen, wenn sich das Steuergerät (12) nicht in der Federungsstellung befindet.
    7. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitverzögerungselement vorgesehen ist, welches bei Neutralstellung des Steuergeräts (12) eine voreinstellbare Zeitverzögerung für das Schalten des Schaltventils (52) in die Schließstellung hervorruft.
    8. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12) ein Schieberventil ist, welches für jede Schaltstellung wenigstens zwei Eingänge und zwei Ausgänge aufweist.
    9. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrbruchsicherungseinrichtung (32) ein in Richtung des Steuergeräts (12) schließendes Rückschlagventil (36) und ein Druckbegrenzungsventil (34) umfasst, wobei das Druckbegrenzungsventil (34) durch in den Versorgungsleitungen (22, 24) vorherrschenden Drücken ansteuerbar ist.
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