EP1743979A1 - Hydraulische Anordnung - Google Patents

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EP1743979A1
EP1743979A1 EP06116997A EP06116997A EP1743979A1 EP 1743979 A1 EP1743979 A1 EP 1743979A1 EP 06116997 A EP06116997 A EP 06116997A EP 06116997 A EP06116997 A EP 06116997A EP 1743979 A1 EP1743979 A1 EP 1743979A1
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EP
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hydraulic
switching
valve
chamber
switching valve
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Marcus Bitter
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Deere and Co
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    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/72—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor having locking means

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic arrangement for a tool locking a charger, comprising a first and a second chamber having hydraulic cylinder having a first position for unlocking and a second position for locking, a hydraulically connected to the first chamber first supply line, one with the second chamber hydraulically connected second supply line and a hydraulically connected to the first chamber switching valve.
  • Hydraulic arrangements for locking work tools on loaders such.
  • hydraulic cylinders are used as locking cylinder, so that the working tools can be hydraulically mounted on the tool carrier of the charger.
  • the control of the locking cylinder on the tool carrier which are used for example for attaching tools such as blades, for example, via manually operated 6/2 way valves with which the locking cylinder can be switched on and off.
  • 6/2 way valves are arranged so that at the same time no other hydraulic functions can be operated on the tool. Only by switching the 6/2 way valve in its second switching position, the tool is controlled, but at the same time interrupted the hydraulic supply of the locking cylinder.
  • the object underlying the invention is seen to provide a hydraulic arrangement of the type mentioned by which with respect to the hydraulic cylinder, the risk of incorrect operation by the operator is minimized.
  • a hydraulic arrangement of the type mentioned is formed such that the switching valve has a first switching position and a second switching position, wherein the switching valve in the first switching position allows a hydraulic flow only in the direction of the first chamber and in the second switching position a hydraulic flow both out to the first chamber and out of the first chamber and wherein the switching valve is controlled such that it assumes the first switching position when the hydraulic cylinder assumes its first position to prevent incorrect operation of the hydraulic cylinder.
  • the switching valve is automatically switched to its first switching position when the hydraulic cylinder assumes its first position, it is ensured that no more hydraulic oil can escape from the first chamber of the hydraulic cylinder.
  • a safety function is created because the hydraulic cylinder can indeed be hydraulically brought into its second position, but it can not be moved back hydraulically from its second position to the first position without bringing the switching valve in its second switching position (in the first switching position the switching valve is only allowed a hydraulic flow in the direction of the first chamber).
  • An operator is therefore always forced to perform an additional activity on the hydraulic arrangement (namely to bring the switching valve in the second switching position), if he wants to bring the hydraulic cylinder hydraulically from its second position to its first position. This considerably reduces the risk of incorrect operation of the hydraulic arrangement or of the hydraulic cylinder.
  • the switching valve is preferably latched in its second position, so that the switching valve has taken a somewhat secure switching position when it is in the second position.
  • the switching valve is preferably placed manually in the second position, so that the operator must go to the switching valve to adjust the second switching position. Thus, incorrect operation is unlikely because the operator can bring the switching valve aware and not accidentally in the second switching position. Nevertheless, a remote control is conceivable, for example by an electric switch or by a hydraulic valve control, which moves the switching valve in its second switching position. Thus, the risk of misuse would still be relatively low, as the operator is then forced to actuate at least one activation switch to activate the remote control.
  • a control pressure arrangement is provided, with which the switching valve can be brought into its first switching position.
  • the switching valve is then hydraulically switchable from its second switching position to the first switching position.
  • the control pressure arrangement is replaced by an electronic circuit.
  • the control valve would then be designed as an electrically switchable valve and could be switched from its second switching position electrically switchable in the first switching position.
  • the control pressure arrangement is in hydraulic communication with the second chamber. This ensures that, as soon as the hydraulic cylinder has moved to its first position, a sustained hydraulic supply of the hydraulic cylinder leads to an increase in pressure in the control pressure arrangement until a certain switching pressure is reached and the switching valve is hydraulically and automatically brought into its first switching position.
  • the control pressure arrangement is provided with an openable in the direction of the switching valve pressure relief valve, which can be controlled by a pressure prevailing in the second chamber. This ensures that a certain control pressure must be achieved before the control pressure line of the switching valve is supplied with a hydraulic control pressure.
  • the control pressure arrangement further comprises a check valve which can be opened in the direction of the first chamber, the check valve being in hydraulic communication with the second chamber parallel to the pressure relief valve.
  • the control pressure built up in the control pressure line can be reduced in this way if the switching operation of the switching valve has been made.
  • control pressure arrangement has a means for pressure shut-off, in particular a screw plug, with which the control pressure for switching the switching valve is turned off. This allows an operator to lock the automatic control pressure arrangement for the switching valve or to deactivate the control pressure arrangement.
  • the means for pressure shut-off between the pressure relief valve and the second supply line is arranged.
  • the screw plug can help, since this is basically open, but can also be closed.
  • the switching valve can be arbitrarily adjusted and the hydraulic cylinder can be moved from its second to its first position without the switching valve is automatically pressed into its first switching position.
  • this mode of operation should not be attempted, since there is a risk that the operator forgets to switch the switching valve by hand to its first switching position.
  • the means for pressure shut-off between the switching valve and the first supply line and between the means for pressure shut-off and the first supply line is in the direction of the first supply line opening Check valve arranged.
  • the screw plug is permanently closed as a means for pressure limiting and is only opened for deactivation. If the screw plug is open, the oil can flow off via the non-return valve without pressure.
  • the hydraulic arrangement is designed as a valve block, in particular as an end plate design.
  • the components required for the hydraulic arrangement according to the invention separately.
  • valve block in the end plate design enables the valve block to have suitable connections for the connection of hydraulic quick couplers. Furthermore, such a valve block may also be provided with further connections, to which further electrically switchable valves, for example 6/2-way valves, can be flanged.
  • a hydraulic arrangement according to the invention is particularly suitable as a locking system for a working tool of a loader vehicle, with which a security compared to conventional locking systems with respect to operator errors is created.
  • FIG. 1 shows a hydraulic arrangement 10 which comprises a hydraulic cylinder 12, a first supply line 14, a second supply line 16, a switching valve 18 and a control pressure arrangement 20.
  • the hydraulic cylinder may be connected to a mechanism, not shown, which serves for locking and unlocking a working tool on a tool carrier.
  • the supply lines 14, 16 are connected in a known manner with a hydraulic supply device 22, not shown, which comprises a hydraulic tank, a hydraulic pump and a control unit for controlling the hydraulic fluid delivered by the hydraulic pump or for hydraulically actuating the hydraulic cylinder 12.
  • the hydraulic cylinder 12 has a first chamber 24 and a second chamber 26 and a piston 30 connected to a piston rod 28.
  • the piston-side chamber of the Hydraulic cylinder 12, the first chamber 24 and the rod-side chamber, the second chamber 26 represents.
  • the chambers 24, 26 of the hydraulic cylinder can of course be assigned in the reverse manner, the piston rod 28 and the piston 30.
  • the first chamber 24 is hydraulically connected to the first supply line 14.
  • the second chamber 26 is hydraulically connected to the second supply line 16.
  • a mechanism for locking or unlocking a working tool (also not shown) connected to a tool carrier (not shown), for example a loader bucket or a loading fork, is actuated become.
  • the switching valve 18 is disposed in the first supply line 14. It is preferably designed as a valve slide and has a first switching position 32 and a second switching position 34 and is urged by a spring 36 in the first switching position. Further, the switching valve 18 has a first switching position 32 associated control pressure port 38 through which the switching valve 18 is hydraulically switchable in its first switching position 32. About a second switching position 34 associated manual actuator 40, the switching valve 18 can be brought into its second switching position 34.
  • the actuating device 40 additionally has a latching device 42, with which the switching valve 18 can be latched into its second switching position 34 after manual actuation.
  • the first switching position 32 is designed such that a hydraulic flow through the first supply line 14 is permitted only in the direction of the first chamber 24 of the hydraulic cylinder 12.
  • the second switching position 34 is designed such that a hydraulic flow through the first supply line 14 is permitted in both directions, ie both out to the first chamber 24 of the hydraulic cylinder 12 and out of the first chamber 24 of the hydraulic cylinder 12 out.
  • the control pressure arrangement 20 has a first and a second hydraulic line 50, 52, wherein the first hydraulic line 50 represents a control pressure line from the second supply line 16 to the control pressure port 38 of the switching valve 18.
  • the second hydraulic line 52 represents a bypass line extending between the first hydraulic line 50 and the second supply line 16 and having a common connection point 54 with the first hydraulic line 50.
  • a pressure relief valve 56 is arranged between the connection point 54 and the second supply line 16, which is biased by a spring 58 in a closed position and can be controlled via a control pressure line 60.
  • a pressure relief valve 56 is arranged in the direction of the second supply line 16 in the second hydraulic line 52 a in the direction of the second supply line 16 opening check valve 62 is arranged.
  • a means 64 designed for example as a screw plug is arranged for pressure shutoff.
  • the second chamber 26 of the hydraulic cylinder 12 is hydraulically pressurized to retract the hydraulic cylinder 12 and the piston rod 28 and bring the hydraulic cylinder 12 in a first position, an unlocking position.
  • the first chamber 24 is hydraulically pressurized to extend the hydraulic cylinder 12 and the piston rod 28 and bring the hydraulic cylinder 12 in a second position, a locking position.
  • the first supply line 14 is pressurized via the hydraulic supply device 22 with hydraulic fluid.
  • the switching valve 18 is in its first switching position 32, ie it is a hydraulic flow only in the direction of the first chamber 24 approved.
  • the first chamber 24 is filled with hydraulic oil and the hydraulic cylinder is moved to its second position or into the locking position. Due to the fact that the switching valve 18 in its first switching position 32 does not permit any hydraulic flow out of the first chamber 24, the hydraulic cylinder 12 remains in its locking position, even if the second supply line 16 or the second chamber 26 would be pressurized with hydraulic fluid. Only by Switching the switching valve 18 in its second switching position 34, a drainage of the hydraulic fluid from the first chamber 24 is allowed.
  • the switching valve 18 must first be manually operated by an operator, which then engages in its second switching position 34. Only then can be pressurized by pressurizing the second supply line, which is carried out by appropriate control of the supply device 22, the second chamber with hydraulic fluid. Since in the second switching position 34 of the switching valve 18, a hydraulic flow in both directions is allowed, the hydraulic fluid can flow out of the first chamber 24, so that the hydraulic cylinder 12 is moved to its first position or in the unlocked position. As soon as the hydraulic cylinder 12 assumes its first position, the pressure in the second chamber 26 or in the second supply line 16 and thus also in the first hydraulic line 50 increases.
  • the increase in pressure causes the pressure relief valve 56 is opened via the control pressure line 60 and the switching valve 18 is acted upon by a control pressure, which moves it back into its first switching position 32.
  • the established control pressure can relax or the hydraulic fluid can flow off via the second supply line 16 when the hydraulic pressure in the second supply line 16 has dropped.
  • the hydraulic cylinder 12 can now be extended again in a further cycle and brought into the locking position. As already described above, it can then only retracted again, or be brought into the unlocked position when the switching valve 18 is previously brought by the operator into its second switching position 34.
  • the pressure on the pressure relief valve 56 can be switched off so that it is ensured that a control pressure is not already achieved by friction of the hydraulic cylinder 12 and the associated locking mechanism or components and so accidentally the switching valve 18 is brought into its first switching position 32.
  • the screw 64 can help, since this is basically open, but can also be closed. Then, the switching valve 18 can be adjusted as desired and the hydraulic cylinder 12 are moved from its second to its first position without the switching valve 18 is automatically pressed into its first switching position 32.
  • valve spool designed as a switching valve 18 is actuated, but only the latching device 42 is unlatched by hydraulic pressure, so that the switching valve by means of a return spring from the second switching position 34 out is brought back into its first switching position 32.
  • a third hydraulic line 66 is provided, which extends from the first hydraulic line 50 to the first supply line 14.
  • a further connection point 67 is provided between the connection point 54 and the switching valve 18, which connects the third hydraulic line 66 with the first hydraulic line 50.
  • the closure screw is arranged as means 64 for pressure shut-off in the third hydraulic line 66.
  • a check valve 68 opening in the direction of the first supply line 14 is provided between the means 66 for switching off the pressure and the first supply line 14.
  • the mode of operation essentially corresponds to the mode of operation described in FIG.
  • the hydraulic arrangement according to the invention is designed as a valve block 70, as shown schematically in FIG.
  • the implementation of the hydraulic arrangement as a valve block 70 in the end plate design allows the valve block 70 to have suitable ports for the connection of hydraulic quick couplers 72.
  • the hydraulic arrangement can be made in a particularly compressed and space-saving way.
  • the valve block is arranged as a contiguous building block between the hydraulic cylinder 12 and the quick couplers 72.
  • the concept of the valve block construction illustrated in FIG. 3 is suitable both for the embodiment illustrated in FIG. 1 and for the exemplary embodiment illustrated in FIG.

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Abstract

Die hydraulische Anordnung für eine Werkzeugverriegelung eines Ladegeräts umfasst einen Hydraulikzylinder (12), welcher eine erste Stellung zum Entriegeln und eine zweite Stellung zum Verriegeln aufweist, eine erste Versorgungsleitung (14), eine zweite Versorgungsleitung (16) und ein mit einer ersten Kammer (24) hydraulisch verbundenes Schaltventil (18). Das Schaltventil (18) weist eine erste Schaltstellung (32) und eine zweite Schaltstellung (34) auf, wobei das Schaltventil (18) in der ersten Schaltstellung (32) einen hydraulischen Fluss nur in Richtung der ersten Kammer (24) zulässt und in der zweiten Schaltstellung (34) einen hydraulischen Fluss sowohl zur ersten Kammer (24) hin als auch aus der ersten Kammer (24) heraus zulässt und wobei das Schaltventil (18) derart ansteuerbar ist, dass es die erste Schaltstellung (32) einnimmt, wenn der Hydraulikzylinder (12) seine erste Stellung einnimmt. Um den Hydraulikzylinder (12) aus seiner zweiten Stellung in seine erste Stellung zu bringen muss das Schaltventil (18) immer zuerst in seine zweite Schaltstellung (34) gebracht werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anordnung für eine Werkzeugverriegelung eines Ladegeräts, mit einem eine erste und eine zweite Kammer aufweisenden Hydraulikzylinder, welcher eine erste Stellung zum Entriegeln und eine zweite Stellung zum Verriegeln aufweist, einer mit der ersten Kammer hydraulisch verbundenen ersten Versorgungsleitung, einer mit der zweiten Kammer hydraulisch verbundenen zweiten Versorgungsleitung und einem mit der ersten Kammer hydraulisch verbundenen Schaltventil.
  • Hydraulische Anordnungen zur Verriegelung von Arbeitswerkzeugen an Laderfahrzeugen, wie z. B. Teleskopladern oder Frontladern sind bekannt. Dabei werden Hydraulikzylinder als Verriegelungszylinder eingesetzt, so dass die Arbeitswerkzeuge hydraulisch an die Werkzeugträger des Ladegeräts montiert werden können. Die Ansteuerung der Verriegelungszylinder am Werkzeugträger, die beispielsweise zum Befestigen von Werkzeugen wie Schaufeln verwendet werden, erfolgt beispielsweise über handbetätigte 6/2 Wegeventile, mit denen der Verriegelungszylinder zu- und weggeschaltet werden kann. Derartige 6/2 Wegeventile werden so angeordnet, dass gleichzeitig keine anderen hydraulischen Funktionen am Werkzeug betätigt werden können. Erst durch Umschalten des 6/2 Wegeventils in seine zweite Schaltstellung wird das Werkzeug angesteuert, gleichzeitig jedoch die hydraulische Versorgung des Verriegelungszylinders unterbrochen. Eine Bedienperson merkt also schnell, dass sie etwas vergessen hat, wenn sie eine hydraulische Funktion am Werkzeug betätigen möchte und das 6/2 Wegeventil nicht in seine zweite Schaltstellung gebracht wurde. Bei einer derartigen hydraulischen Anordnung besteht jedoch die Gefahr, dass das Verriegeln des Verriegelungszylinders vergessen und in die zweite Schaltstellung zum Betreiben des Werkzeugs geschaltet wird. Dabei kann ein Werkzeug, beispielsweise beim Auskippen einer Schaufel, plötzlich abfallen, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt. Ferner sind derartige 6/2 Wegeventile gegenüber einfacheren Schaltventilen teurer.
  • Ferner ist es auch bekannt, derartige hydraulische Anordnung anstelle des handbetätigten 6/2 Wegeventils mit einem Kugelhahn zu betreiben. Dieser Kugelhahn muss von der Bedienperson geschlossen werden, nachdem die Verriegelungszylinder zum Verriegeln ausgefahren worden sind. Das Schließen des Kugelhahns ist erforderlich, damit es bei einer Fehlbedienung der hydraulischen Steuergeräte, nicht versehentlich zu einem Entriegeln der Verriegelungszylinder kommt und somit ein Werkzeug sich plötzlich vom Werkzeugträger lösen und herunterfallen kann. Dies ist jedoch bei geöffneten Kugelhähnen möglich und stellt ein entsprechendes Fehlbedienungspotential dar. Dabei wirkt sich zudem nachteilig aus, dass eine Bedienperson alle anderen hydraulischen Zusatzfunktionen am Werkzeug betätigen kann, auch wenn der Kugelhahn nicht geschlossen ist.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine hydraulische Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, durch welche bezüglich des Hydraulikzylinders das Risiko einer Fehlbedienung durch die Bedienperson minimiert wird.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Erfindungsgemäß wird eine hydraulische Anordnung der eingangs genannten Art derart ausgebildet, dass das Schaltventil eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung aufweist, wobei das Schaltventil in der ersten Schaltstellung einen hydraulischen Fluss nur in Richtung der ersten Kammer zulässt und in der zweiten Schaltstellung einen hydraulischen Fluss sowohl zur ersten Kammer hin als auch aus der ersten Kammer heraus zulässt und wobei das Schaltventil derart ansteuerbar ist, dass es die erste Schaltstellung einnimmt, wenn der Hydraulikzylinder seine erste Stellung einnimmt, um einer Fehlbedienung des Hydraulikzylinders vorzubeugen. Dadurch, dass das Schaltventil automatisch in seine erste Schaltstellung geschaltet wird, sobald der Hydraulikzylinder seine erste Stellung einnimmt, ist gewährleistet, dass kein Hydrauliköl mehr aus der ersten Kammer des Hydraulikzylinders austreten kann. Dadurch wird eine Sicherheitsfunktion geschaffen, da der Hydraulikzylinder zwar hydraulisch in seine zweite Stellung gebracht werden kann, er jedoch nicht wieder hydraulisch aus seiner zweiten Stellung in die erste Stellung zurückgefahren werden kann, ohne das Schaltventil in seine zweite Schaltstellung zu bringen (in der ersten Schaltstellung des Schaltventils ist nur ein hydraulischer Fluss in Richtung der ersten Kammer zugelassen). Eine Bedienperson ist demnach stets gezwungen eine zusätzliche Tätigkeit an der hydraulischen Anordnung vorzunehmen (nämlich das Schaltventil in die zweite Schaltstellung zu bringen), wenn er den Hydraulikzylinder hydraulisch aus seiner zweiten Stellung in seine erste Stellung bringen will. Dies vermindert das Risiko einer Fehlbedienung der hydraulischen Anordnung bzw. des Hydraulikzylinders erheblich.
  • Das Schaltventil ist vorzugsweise in seiner zweiten Stellung einrastbar, so dass das Schaltventil eine gewissermaßen gesicherte Schaltstellung eingenommen hat, wenn es sich in der zweiten Stellung befindet.
  • Das Schaltventil wird vorzugsweise manuell in die zweite Stellung gebracht, so dass die Bedienperson sich zu dem Schaltventil begeben muss, um die zweite Schaltstellung einzustellen. Damit werden Fehlbedienungen unwahrscheinlich, da die Bedienperson das Schaltventil bewusst und nicht versehentlich in die zweite Schaltstellung bringen kann. Trotzdem ist auch eine Fernsteuerung denkbar, beispielsweise durch einen elektrischen Schalter oder auch durch eine hydraulische Ventilsteuerung, die das Schaltventil in seine zweite Schaltstellung rückt. Damit würde das Risiko einer Fehlbedienung immer noch relativ gering sein, da die Bedienperson dann gezwungen ist, wenigstens einen Aktivierungsschalter zur Aktivierung der Fernsteuerung zu betätigen.
  • Vorzugsweise ist eine Steuerdruckanordnung vorgesehen, mit der das Schaltventil in seine erste Schaltstellung bringbar ist. Das Schaltventil ist dann aus seiner zweiten Schaltstellung in die erste Schaltstellung hydraulisch schaltbar. Denkbar ist jedoch auch, dass die Steuerdruckanordnung durch eine elektronische Schaltung ersetzt wird. Das Steuerventil wäre dann als elektrisch schaltbares Ventil ausgebildet und könnte von seiner zweiten Schaltstellung elektrisch schaltbar in die erste Schaltstellung geschaltet werden.
    In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung steht die Steuerdruckanordnung mit der zweiten Kammer in hydraulischer Verbindung. Dadurch wird erreicht, dass sich, sobald sich der Hydraulikzylinder in seine erste Stellung bewegt hat, eine anhaltende hydraulische Versorgung des Hydraulikzylinders zu einer Druckzunahme in der Steuerdruckanordnung führt, bis ein gewisser Schaltdruck erreicht wird und das Schaltventil hydraulisch und automatisch in seine erste Schaltstellung gebracht wird. Damit wird gewährleistet, dass das Schalten des Schaltventils direkt mit der Stellung des Hydraulikzylinders in Verbindung steht und somit das Schaltventil in Abhängigkeit von der Stellung des Hydraulikzylinders automatisch geschaltet wird. Im Falle einer elektronischen Schaltung bzw. Ansteuerung für das Schaltventil könnte ein Sensor oder Schalter eingesetzt werden, der die Stellung des Hydraulikzylinders detektiert und bei Erreichen der ersten Stellung ein Schaltsignal generiert.
  • Die Steuerdruckanordnung ist mit einem in Richtung des Schaltventils öffenbaren Überdruckventil versehen, welches durch einen in der zweiten Kammer herrschenden Druck aufsteuerbar ist. Dadurch wird gewährleistet, dass ein gewisser Steuerdruck erreicht werden muss, bevor die Steuerdruckleitung des Schaltventils mit einem hydraulischen Steuerdruck beaufschlagt wird.
  • Die Steuerdruckanordnung umfasst ferner ein in Richtung der ersten Kammer öffenbares Rückschlagventil, wobei das Rückschlagventil parallel zum Überdruckventil mit der zweiten Kammer hydraulisch in Verbindung steht. Der sich in der Steuerdruckleitung aufbauende Steuerdruck kann sich auf diese Weise abbauen, wenn der Schaltvorgang des Schaltventils getätigt wurde.
  • Vorzugsweise weist die Steuerdruckanordnung ein Mittel zur Druckabschaltung auf, insbesondere eine Verschlussschraube, mit dem der Steuerdruck zum Schalten des Schaltventils abstellbar ist. Dies ermöglicht einer Bedienperson die automatische Steuerdruckanordnung für das Schaltventil zu sperren bzw. die Steuerdruckanordnung zu deaktivieren.
  • Vorzugsweise ist das Mittel zur Druckabschaltung zwischen dem Überdruckventil und der zweiten Versorgungsleitung angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Druck für das Überdruckventil so auf einen Wert eingestellt werden kann, bei dem sichergestellt ist, dass dieser Druck nicht bereits durch Reibung des Hydraulikzylinders bzw. der damit verbundenen Teile erreicht wird und so aus Versehen das Schaltventil in seine erste Schaltstellung gebracht wird. Für den Fall, dass die Reibung zu hoch wird und das Schaltventil immer wieder in seine erste Schaltstellung geschaltet wird, kann die Verschlussschraube abhelfen, da diese grundsätzlich geöffnet ist, jedoch auch geschlossen werden kann. Dann kann das Schaltventil beliebig verstellt werden und der Hydraulikzylinder von seiner zweiten in seine erste Stellung bewegt werden, ohne dass das Schaltventil automatisch in seine erste Schaltstellung gedrückt wird. Diese Betriebsart sollte jedoch nicht angestrebt werden, da hier die Gefahr besteht, dass der Bediener vergisst, das Schaltventil von Hand in seine erste Schaltstellung zu schalten.
  • In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel zur Druckabschaltung zwischen dem Schaltventil und der ersten Versorgungsleitung und zwischen dem Mittel zur Druckabschaltung und der ersten Versorgungsleitung ein in Richtung der ersten Versorgungsleitung öffnendes Rückschlagventil angeordnet. Damit ist eine weitere Möglichkeit zur Deaktivierung der automatischen hydraulischen Drucksteuerung des Schaltventils gegeben. Hierbei ist die Verschlussschraube als Mittel zur Druckbegrenzung ständig geschlossen und wird nur zur Deaktivierung geöffnet. Ist die Verschlussschraube geöffnet, kann das Öl über das Rückschlagventil drucklos abfließen.
  • Vorzugsweise ist die hydraulische Anordnung als Ventilblock, insbesondere als Endplattendesign ausgebildet. Hierbei ist es jedoch auch denkbar die zur erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung erforderlichen Bauteile getrennt anzuordnen.
  • Die Ausführung der hydraulischen Anordnung als Ventilblock im Endplattendesign ermöglicht es, dass der Ventilblock für den Anschluss von hydraulischen Schnellkupplern geeignete Anschlüsse aufweist. Ferner kann ein derartiger Ventilblock auch mit weiteren Anschlüssen versehen sein, an die weitere elektrisch schaltbaren Ventile, beispielsweise 6/2-Wegeventile, geflanscht werden können.
  • Eine erfindungsgemäße hydraulische Anordnung eignet sich insbesondere als Verriegelungssystem für ein Arbeitswerkzeug eines Laderfahrzeugs, mit dem eine gegenüber üblichen Verriegelungssystemen höhere Sicherheit bezüglich Bedienerfehlern geschaffen wird.
  • 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
    einen schematischen Schaltplan eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung,
    Fig. 2
    einen schematischen Schaltplan eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung und
    Fig. 3
    einen schematischen Schaltplan gemäß dem Ausführungsbeispiel in Figur 1 als Ventilblockbauweise.
  • In Figur 1 ist eine hydraulische Anordnung 10 dargestellt, die einen Hydraulikzylinder 12, eine erste Versorgungsleitung 14, eine zweite Versorgungsleitung 16, ein Schaltventil 18 und eine Steuerdruckanordnung 20 umfasst. Der Hydraulikzylinder kann mit einer nicht dargestellten Mechanik verbunden sein, die zum Verriegeln und Entriegeln eines Arbeitswerkzeugs an einem Werkzeugträger dient. Die Versorgungsleitungen 14, 16 sind in bekannter Weise mit einer nicht näher dargestellten hydraulischen Versorgungseinrichtung 22 verbunden, welche einen Hydrauliktank, eine Hydraulikpumpe und ein Steuergerät zum Steuern der von der Hydraulikpumpe geförderten Hydraulikflüssigkeit bzw. zum hydraulischen Betätigen des Hydraulikzylinders 12 umfasst.
  • Der Hydraulikzylinder 12 weist eine erste Kammer 24 und eine zweite Kammer 26, sowie einen mit einer Kolbenstange 28 verbundenen Kolben 30 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel stellt die kolbenseitige Kammer des Hydraulikzylinders 12 die erste Kammer 24 und die stangenseitige Kammer die zweite Kammer 26 dar. Hierbei können die Kammern 24, 26 des Hydraulikzylinders selbstverständlich auch in umgekehrter Weise der Kolbenstange 28 und dem Kolben 30 zugeordnet sein. Die erste Kammer 24 ist hydraulisch mit der ersten Versorgungsleitung 14 verbunden. Die zweite Kammer 26 ist hydraulisch mit der zweiten Versorgungsleitung 16 verbunden. Durch Betätigen des Hydraulikzylinders 12 bzw. durch Ein- und Ausfahren des Kolbens 30 bzw. der Kolbenstange 28 kann eine Mechanik zum Verriegeln bzw. Entriegeln eines an einem nicht dargestellten Werkzeugträger angeschlossenen Arbeitswerkzeugs (ebenfalls nicht dargestellt), beispielsweise eine Laderschaufel oder eine Ladergabel, betätigt werden.
  • Das Schaltventil 18 ist in der ersten Versorgungsleitung 14 angeordnet. Es ist vorzugsweise als Ventilschieber ausgebildet und weist eine erste Schaltstellung 32 und eine zweite Schaltstellung 34 auf und wird durch eine Stellfeder 36 in die erste Schaltstellung gedrängt. Ferner weist das Schaltventil 18 einen der ersten Schaltstellung 32 zugeordneten Steuerdruckanschluss 38 auf, über den das Schaltventil 18 hydraulisch in seine erste Schaltstellung 32 schaltbar ist. Über ein der zweiten Schaltstellung 34 zugeordnete manuelle Betätigungsvorrichtung 40 kann das Schaltventil 18 in seine zweite Schaltstellung 34 gebracht werden. Die Betätigungsvorrichtung 40 weist zusätzlich eine Einrastvorrichtung 42 auf, mit der das Schaltventil 18 nach manueller Betätigung in seiner zweiten Schaltstellung 34 einrastbar ist. Die erste Schaltstellung 32 ist derart ausgebildet, dass ein hydraulischer Fluss durch die erste Versorgungsleitung 14 nur in Richtung der ersten Kammer 24 des Hydraulikzylinders 12 zugelassen ist. In die entgegen gesetzte Richtung schließt das Schaltventil 18 in seiner ersten Schaltstellung 32 leckagedicht. Die zweite Schaltstellung 34 ist derart ausgebildet, dass ein hydraulischer Fluss durch die erste Versorgungsleitung 14 in beide Richtungen zugelassen ist, d.h. sowohl zur ersten Kammer 24 des Hydraulikzylinders 12 hin als auch aus der ersten Kammer 24 des Hydraulikzylinders 12 heraus.
  • Die Steuerdruckanordnung 20 weist eine erste und eine zweite hydraulische Leitung 50, 52 auf, wobei die erste hydraulische Leitung 50 eine Steuerdruckleitung von der zweiten Versorgungsleitung 16 zum Steuerdruckanschluss 38 des Schaltventils 18 darstellt. Die zweite hydraulische Leitung 52 stellt eine Bypassleitung dar, die sich zwischen der ersten hydraulischen Leitung 50 und der zweiten Versorgungsleitung 16 erstreckt und eine gemeinsame Verbindungsstelle 54 mit der ersten hydraulischen Leitung 50 aufweist. In der ersten hydraulischen Leitung 50 ist zwischen der Verbindungsstelle 54 und der zweiten Versorgungsleitung 16 ein Überdruckventil 56 angeordnet, welches durch eine Stellfeder 58 in eine Schließstellung vorgespannt und über eine Steuerdruckleitung 60 aufsteuerbar ist. In der zweiten hydraulischen Leitung 52 ist ein in Richtung der zweiten Versorgungsleitung 16 öffnendes Rückschlagventil 62 angeordnet. Des Weiteren ist zwischen dem Überdruckventil 56 und der zweiten Versorgungsleitung 16 ein beispielsweise als Verschlussschraube ausgebildetes Mittel 64 zur Druckabschaltung angeordnet.
  • Für die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele sei vorausgesetzt, dass ein Ausfahren der Kolbenstange 28 mit einer Verriegelungsstellung des Hydraulikzylinders 12 für ein Arbeitswerkzeug an einem Werkzeugträger verbunden ist bzw. ein Einfahren mit einer Entriegelungsstellung verbunden ist. Selbstverständlich kann durch entgegengesetztes Anordnen des Hydraulikzylinders und eine entsprechende Anordung der nicht dargestellten Verriegelungsmechanik auch eine umgekehrte Funktionsweise erzielt werden.
  • Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die zweite Kammer 26 des Hydraulikzylinders 12 hydraulisch druckbeaufschlagt, um den Hydraulikzylinder 12 bzw. die Kolbenstange 28 einzufahren und den Hydraulikzylinder 12 in eine erste Stellung, einer Entriegelungsstellung, zu bringen. Entsprechend wird die erste Kammer 24 hydraulisch druckbeaufschlagt, um den Hydraulikzylinder 12 bzw. die Kolbenstange 28 auszufahren und den Hydraulikzylinder 12 in eine zweite Stellung, einer Verriegelungsstellung, zu bringen.
  • Ausgehend von einer Entriegelungsstellung des Hydraulikzylinders 12 wird die erste Versorgungsleitung 14 über die hydraulische Versorgungseinrichtung 22 mit Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagt. Das Schaltventil 18 befindet sich dabei in seiner ersten Schaltstellung 32, d. h. es ist ein hydraulischer Fluss nur in Richtung der ersten Kammer 24 zugelassen. Die erste Kammer 24 wird mit Hydrauliköl gefüllt und der Hydraulikzylinder wird in seine zweite Stellung bzw. in die Verriegelungsstellung, bewegt. Dadurch, dass das Schaltventil 18 in seiner ersten Schaltstellung 32 keinen hydraulischen Fluss aus der ersten Kammer 24 heraus zulässt, verbleibt der Hydraulikzylinder 12 in seiner Verriegelungsstellung, selbst wenn die zweite Versorgungsleitung 16 bzw. die zweite Kammer 26 mit Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagt würde. Erst durch Schalten des Schaltventils 18 in seine zweite Schaltstellung 34 wird ein Abfließen der Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Kammer 24 zugelassen. Dazu muss von einer Bedienperson zuerst das Schaltventil 18 manuell betätigt werden, welches dann in seiner zweiten Schaltstellung 34 einrastet. Erst dann kann durch Druckbeaufschlagung der zweiten Versorgungsleitung, was durch entsprechende Steuerung der Versorgungseinrichtung 22 erfolgt, die zweite Kammer mit Hydraulikflüssigkeit druckbeaufschlagt werden. Da in der zweiten Schaltstellung 34 des Schaltventils 18 ein hydraulischer Fluss in beide Richtungen zugelassen ist, kann die Hydraulikflüssigkeit aus der ersten Kammer 24 herausfließen, so dass der Hydraulikzylinder 12 in seine erste Stellung bzw. in die Entriegelungsstellung bewegt wird. Sobald der Hydraulikzylinder 12 seine erste Stellung einnimmt, steigt der Druck in der zweiten Kammer 26 bzw. in der zweiten Versorgungsleitung 16 und damit auch in der ersten hydraulischen Leitung 50 an. Der Druckanstieg führt dazu, dass über die Steuerdruckleitung 60 das Überdruckventil 56 geöffnet wird und das Schaltventil 18 mit einem Steuerdruck beaufschlagt wird, der es zurück in seine erste Schaltstellung 32 bewegt. Über das Rückschlagventil 62 kann sich der aufgebaute Steuerdruck entspannen bzw. die Hydraulikflüssigkeit über die zweite Versorgungsleitung 16 abfließen, wenn der Hydraulikdruck in der zweiten Versorgungsleitung 16 abgesunken ist. Der Hydraulikzylinder 12 kann nun in einem weiteren Zyklus wieder ausgefahren und in die Verriegelungsstellung gebracht werden. Wie oben bereits beschrieben, kann er dann erst wieder eingefahren, bzw. in die Entriegelungsstellung gebracht werden, wenn das Schaltventil 18 zuvor durch die Bedienperson in seine zweite Schaltstellung 34 gebracht wird. Dies stellt gegenüber üblichen Funktionsweisen von Verriegelungseinrichtungen an Laderfahrzeugen bzw. an Werkzeugträgern, eine erhöhte Sicherheit gegen Fehlbedienung der Verriegelungseinrichtung dar, da eine Bedienperson nicht versehentlich den Hydraulikzylinder 12 aus seiner Verriegelungsstellung in seine Entriegelungsstellung bewegen kann. Hierzu muss zuerst eine bewusste und gewollte Aktion der Bedienperson erfolgen, nämlich das Schalten des Schaltventils 18 in seine zweite Schaltstellung 34, da nach jedem Einfahren des Hydraulikzylinders 12 das Schaltventil 18 automatisch durch die Steuerdruckanordnung 20 in die erste Schaltstellung 32 bewegt wird.
  • Die Verschlussschraube 64 dient zur Abschaltung des Öffnungsdrucks für das Überdruckventil 56. Der Druck auf das Überdruckventil 56 kann so abgeschaltet werden, dass sichergestellt ist, dass ein Steuerdruck nicht bereits durch Reibung des Hydraulikzylinders 12 bzw. der damit verbundenen Verriegelungsmechanik bzw. Bauteile erreicht wird und so aus Versehen das Schaltventil 18 in seine erste Schaltstellung 32 gebracht wird. Für den Fall, dass die Reibung zu hoch wird und das Schaltventil 18 immer wieder in seine erste Schaltstellung geschaltet wird, kann die Verschlussschraube 64 abhelfen, da diese grundsätzlich geöffnet ist, jedoch auch geschlossen werden kann. Dann kann das Schaltventil 18 beliebig verstellt werden und der Hydraulikzylinder 12 von seiner zweiten in seine erste Stellung bewegt werden, ohne dass das Schaltventil 18 automatisch in seine erste Schaltstellung 32 gedrückt wird.
  • Grundsätzlich ist es denkbar, dass mittels des Steuerdrucks am Schaltventil 18 nicht das ganze als Ventilschieber ausgebildete Schaltventil 18 verschoben wird, sondern nur ein kleiner Stößel, der beispielsweise ein die erste Schaltstellung 32 darstellendes Rückschlagventil aufdrückt, um eine Schaltstellung entsprechend der zweiten Schaltstellung 34 des Schaltventils 18 zu schaffen. Hier sind zahlreiche konstruktive Variationen denkbar wobei grundsätzlich das manuelle Öffnen und hydraulische Schließen des Leckagedichten Schaltventils erreicht wird.
  • Ebenfalls ist es denkbar, dass nicht das gesamte als Ventilschieber ausgebildete Schaltventil 18 betätigt wird, sondern lediglich die Einrastvorrichtung 42 durch hydraulischen Druck entrastet wird, so dass das Schaltventil mittels einer Rückstellfeder aus der zweiten Schaltstellung 34 heraus wieder in sein erste Schaltstellung 32 gebracht wird.
  • In einem weiteren in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine dritte hydraulische Leitung 66 vorgesehen, die sich von der ersten hydraulischen Leitung 50 zur ersten Versorgungsleitung 14 erstreckt. Dazu ist zwischen der Verbindungsstelle 54 und dem Schaltventil 18 eine weitere Verbindungsstelle 67 vorgesehen, die die dritte hydraulische Leitung 66 mit der ersten hydraulischen Leitung 50 verbindet. Im Gegensatz zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verschlussschraube als Mittel 64 zur Druckabschaltung in der dritten hydraulischen Leitung 66 angeordnet. Zusätzlich ist zwischen dem Mittel 66 zur Druckabschaltung und der ersten Versorgungsleitung 14 ein in Richtung der ersten Versorgungsleitung 14 öffnendes Rückschlagventil 68 vorgesehen.
    Die Funktionsweise entspricht im Wesentlichen der in Figur 1 beschriebenen Funktionsweise und stellt lediglich eine weitere Möglichkeit dar, mit der das oben geschilderte Problem der Druckabschaltung bei hohen Reibungswiderständen am Hydraulikzylinder 12 oder an der Verriegelungseinrichtung behoben werden kann. Im Normalfall ist die in Figur 2 dargestellte Verschlussschraube geschlossen. Wird die Verschlussschraube 64 geöffnet, dann kann die Hydraulikflüssigkeit, die den Steuerdruck für das Schaltventil liefert über das Rückschlagventil 68 abfließen. Dadurch kann die Steuerdruckeinrichtung quasi deaktiviert bzw. quasi wirkungslos betrieben werden, so dass keine automatische Drucksteuerung für das Schalten des Schaltventils 18 in die erste Schaltstellung 32 erfolgt.
  • Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße hydraulische Anordnung als Ventilblock 70 ausgebildet, wie in Figur 3 schematisch dargestellt ist. Die Ausführung der hydraulischen Anordnung als Ventilblock 70 im Endplattendesign ermöglicht es, dass der Ventilblock 70 für den Anschluss von hydraulischen Schnellkupplern 72 geeignete Anschlüsse aufweist. Die hydraulische Anordnung kann so auf besonders komprimierte und platzsparende Art hergestellt werden. Der Ventilblock wird als zusammenhängender Baustein zwischen Hydraulikzylinder 12 und den Schnellkupplern 72 angeordnet. Das in Figur 3 dargestellte Konzept der Ventilblockbauweise ist sowohl für das in Figur 1 als auch für das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel geeignet.
  • Auch wenn die Erfindung lediglich anhand zweier Ausführungsbeispiele 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 an Stelle einer der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Steuerdruckanordnung auch eine elektronische Ansteuerung des Schaltventils 18 erfolgen, welche durch einen am Hydraulikzylinder 12 positionierten Stellungssensor ausgelöst wird, wobei die erste Stellung oder zweite Stellung des Hydraulikzylinders 12 detektiert und daraufhin ein entsprechendes Schaltsignal für eine mit dem Schaltventil 18 verbundene elektronische Schaltung generiert wird.

Claims (12)

  1. Hydraulische Anordnung für eine Werkzeugverriegelung eines Ladegeräts, mit einem eine erste und eine zweite Kammer (24, 26) aufweisenden Hydraulikzylinder (12), welcher eine erste Stellung zum Entriegeln und eine zweite Stellung zum Verriegeln aufweist, einer mit der ersten Kammer (24) hydraulisch verbundenen ersten Versorgungsleitung (14), einer mit der zweiten Kammer (26) hydraulisch verbundenen zweiten Versorgungsleitung (16) und einem mit der ersten Kammer (24) hydraulisch verbundenen Schaltventil (18), dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (18) eine erste Schaltstellung (32) und eine zweite Schaltstellung (34) aufweist, wobei das Schaltventil (18) in der ersten Schaltstellung (32) einen hydraulischen Fluss nur in Richtung der ersten Kammer (24) zulässt und in der zweiten Schaltstellung (34) einen hydraulischen Fluss sowohl zur ersten Kammer (24) hin als auch aus der ersten Kammer (24) heraus zulässt und wobei das Schaltventil (18) derart ansteuerbar ist, dass es die erste Schaltstellung (32) einnimmt, wenn der Hydraulikzylinder (12) seine erste Stellung einnimmt, um einer Fehlbedienung des Hydraulikzylinders (12) vorzubeugen.
  2. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (18) in seiner zweiten Schaltstellung (34) einrastbar ist.
  3. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (18) manuell in seine zweite Schaltstellung (34) bringbar ist.
  4. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerdruckanordnung (20) vorgesehen ist, mit der das Schaltventil (18) in seine erste Schaltstellung (32) bringbar ist.
  5. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdruckanordnung (20) mit der zweiten Kammer (26) in hydraulischer Verbindung steht.
  6. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdruckanordnung (20) ein in Richtung des Schaltventils (18) öffenbares Überdruckventil (56) umfasst, welches durch einen in der zweiten Kammer (26) herrschenden Druck aufsteuerbar ist.
  7. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdruckanordnung (20) ein in Richtung der zweiten Versorgungsleitung (16) öffenbares Rückschlagventil (62) umfasst, welches parallel zum Überdruckventil (56) mit der zweiten Kammer (26) hydraulisch in Verbindung steht.
  8. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerdruckanordnung (20) ein Mittel (64) zur Druckabschaltung aufweist, insbesondere eine Verschlussschraube, mit dem der Steuerdruck zum Schalten des Schaltventils (18) abstellbar ist.
  9. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (64) zur Druckabschaltung zwischen dem Überdruckventil (56) und der zweiten Versorgungsleitung (16) angeordnet ist.
  10. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (64) zur Druckabschaltung zwischen dem Schaltventil (18) und der ersten Versorgungsleitung (14) und zwischen dem Mittel (64) zur Druckabschaltung und der ersten Versorgungsleitung (14) ein in Richtung der ersten Versorgungsleitung (14) öffnendes Rückschlagventil (68) angeordnet sind.
  11. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Ventilblock (70), insbesondere als Endplattendesign, ausgebildet ist.
  12. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilblock (70) für den Anschluss von hydraulischen Schnellkupplern (72) geeignete Anschlüsse aufweist.
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