AT500715A1

AT500715A1 - Vorrichtung zum wahlweisen verbinden zweier hydraulikanschlüsse einer arbeitsmaschine mit paarweise vorgesehenen hydraulikanschlüssen wengistens eines arbeitsgerätes

Info

Publication number: AT500715A1
Application number: AT2322004A
Authority: AT
Original assignee: Ausserwoeger Gottfried
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2006-03-15

Description


  (32 734) II
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum wahlweisen Verbinden zweier einem Hydraulikmittelzu- und -rücklauf zugeordneter Hydraulikanschlüsse einer Arbeitsmaschine mit paarweise vorgesehenen Hydraulikanschlüssen für den Hydraulikmittelzu- und -rücklauf wenigstens eines Arbeitsgerätes, wobei jedes Paar der Hydraulikanschlüsse des Arbeitsgerätes mit den beiden Hydraulikanschlüssen der Arbeitsmaschine durch Verbindungsleitungen mit je einem als Sitzventil ausgebildeten Schaltventil für den Hydraulikmittelzu- und -rücklauf verbunden sind.
Um an Arbeitsmaschinen, insbesondere Schlepper und Baufahrzeuge, mehrere Arbeitsgeräte oder ein Arbeitsgerät mit mehreren Arbeitsfunktionen von der Arbeitsmaschine her mit hydraulischem Druckmittel versorgen zu können,

   sind für jedes Arbeitsgerät und jede Arbeitsfunktion Hydraulikanschlüsse für einen Hydraulikmittelzu- und -rücklauf vorzusehen, obwohl in vielen Fällen die verschiedenen Arbeitsgeräte bzw. Arbeitsfunktionen nicht gleichzeitig genützt werden können. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, werden zwei Hydraulikanschlüsse für einen Hydraulikmittelzu- und -rücklauf einer Arbeitsmaschine zwei Paaren von Hydraulikanschlüssen für wenigstens ein Arbeitsgerät zugeordnet, um wahlweise das eine oder das andere Paar der Hydraulikanschlüsse des Arbeitsgerätes mit den beiden Hydraulikanschlüssen der Arbeitsmaschine zu verbinden.

   Zu diesem Zweck sind die paarweise vorgesehenen Hydraulikanschlüsse des Arbeitsgerätes jeweils über gesonderte Verbindungsleitungen mit den beiden Hydraulikanschlüssen der Arbeitsmaschine verbunden, wobei in den Verbindungsleitungen Schaltventile für den Hydraulikmittelzu- und -rücklauf vorgesehen sind. Diese Schaltventile, die die paarweise angeordneten Hydraulikanschlüsse des Arbeitsgerätes wahlweise mit den Hydraulikanschlüssen der Arbeitsmaschine verbinden oder von diesen An-
NACHGEREICHT Schlüssen absperren, werden als Kugelsitzventile ausgebildet, um die jeweilige Beaufschlagung des Arbeitsgerätes beeinträchtigende Leckströmungen des Hydraulikmittels über längere Zeitabschnitte zu vermeiden.

   Diese Kugelsitzventile müssen allerdings von Hand aus betätigt werden, weil hiefür geeignete Stelltriebe einen für das beschränkte Platzangebot einen zu grossen Platzbedarf aufweisen. Die Handbetätigung von Schaltventilen bringt aber nicht nur einen erhöhten Bedienungsaufwand mit sich, sondern vergrössert auch die Gefahr von Fehlbedienungen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum wahlweisen Verbinden zweier Hydraulikanschlüsse einer Arbeitsmaschine mit paarweise vorgesehenen Hydraulikanschlüssen wenigstens eines Arbeitsgerätes der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, dass bei einer gedrängten Konstruktion eine einfache und sichere Ansteuerung der paarweise vorgesehenen Hydraulikanschlüsse des Arbeitsgerätes gewährleistet werden kann,

   ohne einen Leckstrom des Hydraulikmittels befürchten zu müssen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die in einem die Verbindungsleitungen bildenden Gehäuseblock eingesetzten, im Öffnungssinn federbelasteten Schaltventile einen Schliesskolben in Form eines Differentialkolbens aufweisen und dass die Schliesskolben der Schaltventile über ebenfalls in den Gehäuseblock eingesetzte Steuerventile beaufschlagbar sind, die die Beaufschlagungsseite der Schliesskolben wahlweise mit einer am zulaufseitigen Hydraulikanschluss der Arbeitsmaschine angeschlossenen Steuerleitung oder einer Tankleitung verbinden.
Durch das Vorsehen von Schaltventilen mit Schliesskolben in Form von Differentialkolben wird zunächst sichergestellt,

   dass mit dem Hydraulikmitteldruck des zulaufseitigen Hydraulikanschlusses der Arbeitsmaschine ein ausreichender Steuerdruck zum Schliessen der Steuerventile verfügbar ist, weil ja die Schliesskraft zur Überwindung des im Öffnungssinn auf den Schliesskolben wirkenden, durch die Öffnungsfeder vermehrten Hydraulikdruckes durch die Differenz der beidseitigen Beaufschlagungsflächen des als Differentialkolben ausgebildeten Schliesskolbens konstruktiv unter der Voraussetzung vorgegeben werden kann, dass ein vorgege-
NACHGEREICHT bener Mindestdruck des Hydraulikmittels nicht unterschritten wird.

   Es können daher die Schliesskolben der Schaltventile über Steuerventile beaufschlagt werden, die die Beaufschlagungsseite der Schliesskolben wahlweise mit einer am zulaufseitigen Hydraulikanschluss der Arbeitsmaschine angeschlossenen Steuerleitung oder einer Tankleitung verbinden, so dass in der einen Schaltstellung des Steuerventils die angeschlossenen Schaltventile geschlossen und in der anderen Schaltstellung geöffnet werden. Die Federbelastung der Schaltventile im Öffnungssinn vergrössert zwar die erforderliche Schliesskraft für die Schaltventile, doch wird im Gegensatz zu Schaltventilen mit Schliessfedern das Nachsaugen von Hydraulikmittel durch die Arbeitsgeräte ermöglicht, so dass es zu keiner Unterbrechung der Hydraulikströmung kommen kann.

   Das Vorsehen eines Gehäuseblockes, der nicht nur die Schaltventile mit den Verbindungsleitungen, sondern auch die Steuerventile mit der Steuerleitung aufnimmt, stellt eine wesentliche Voraussetzung für eine gedrängte, konstruktiv vergleichsweise einfache Bauweise dar, so dass sich durch die erfindungsgemässe Vorrichtung bauliche und schaltungstechnische Vorteile verbinden, zumal hinsichtlich der Anschlüsse von unterschiedlichen Arbeitsgeräten keine Einschränkungen gemacht werden müssen, weil diese Arbeitsgeräte über einheitliche Steckkupplungen ohne bauliche Änderungen hydraulisch angeschlossen werden können.
Um für den die Schliesskolben der Schaltventile beaufschlagenden Steuerdruck den jeweils grössten Hydraulikmitteldruck in dem durch die angeschlossenen Arbeitsgeräte bestimmten Hydraulikkreis zur Verfügung stellen zu können,

   können die Steuerventile an einer gemeinsamen Steuerleitung angeschlossen werden, die über Rückschlagventile mit den Verbindungsleitungen vor und hinter den Schaltventilen verbunden ist. Über diese Rückschlagventile wird somit die gemeinsame Steuerleitung mit dem jeweils grössten Hydraulikmitteldruck beaufschlagt, was eine sichere Schliesskraft für alle geschlossenen oder zu schliessenden Schaltventile mit sich bringt.
Da sich insbesondere beim Anschliessen der Steuerventile an einer gemeinsamen Steuerleitung Leckströme des Hydraulikmittels auch über die Steuerventile erge-
NACHGEREICHT ben können und sich mit solchen Leckströmen die Beaufschlagung der Schliesskolben der Schaltventile ändern kann, empfiehlt es sich,

   auch für die Steuerventile Sitzventile vorzusehen.
Mit einer vorzugsweise elektromagnetischen Ansteuerung der Steuerventile lassen sich die paarweise angeordneten Hydraulikanschlüsse der Arbeitsgeräte den jeweiligen Anforderungen entsprechend über die Schaltventile umschalten. Um während des Umschaltens eine gegenseitige Beeinflussung der einzelnen Arbeitsgeräte bzw. der unterschiedlichen Arbeitsfunktionen eines Arbeitsgerätes zu vermeiden, ist dafür zu sorgen, dass vor dem Öffnen eines Paares der Hydraulikanschlüsse alle paarweisen Hydraulikanschlüsse des Arbeitsgerätes bzw. der Arbeitsgeräte abgesperrt sind. Dies ist mit Hilfe der Steuerventile in einfacher Weise möglich, wenn entsprechende Steuerprogramme zum Ansteuern der Steuerventile vorgesehen sind.

   Solche Massnahmen sind jedoch wirkungslos, wenn kein Hydraulikmitteldruck von der Arbeitsmaschine her verfügbar ist. In diesem Fall ist aufgrund der Öffnungsfedern von der Offenstellung aller Schaltventile auszugehen. Für den Anschluss verschiedener Arbeitsgeräte ist unter Umständen eine geschlossene Schaltstellung der Schaltventile erforderlich. Um diese Schliessstellung zu erreichen, kann die Steuerleitung einen über ein Rückschlagventil gesicherten Eingangsanschluss für eine gesonderte Steuerhydraulik aufweisen.

   An diese Steuerhydraulik sind keine hohen Anforderungen zu stellen, weil es ja nur gilt, die Kraft der Schliessfeder und die Reibungskräfte im Bereich des jeweiligen Schaltventils zu überwinden.
Um eine besonders gedrängte Bauweise für den Gehäuseblock zu erreichen, kann der Gehäuseblock zwei Durchgangsbohrungen für flüssigkeitsdicht einsetzbare Befestigungsschrauben aufweisen, die mit stirnseitigen Sacklöchern und mit radialen Anschlussbohrungen für den Hydraulikmittelzu- und -rücklauf versehen sind. In diesem Fall können die Befestigungsschrauben für den Gehäuseblock als Hydraulikmittelanschlüsse nicht nur für die Arbeitsmaschine, sondern auch für ein Paar der paarweise angeordneten Hydraulikanschlüsse des Arbeitsgerätes herangezogen werden.

   Die radialen Anschlussbohrungen bilden dabei die Übergänge zu den
NACHGEREICHT jeweiligen Verbindungsleitungen, die durch entsprechende Bohrungen im Gehäuseblock ausgebildet sind.
Um für den Gehäuseblock einfachere Konstruktionsbedingungen zu schaffen, kann der Gehäuseblock in wenigstens 2 Abschnitte einerseits für die Schaltventile und anderseits für die Steuerventile unterteilt werden, so dass diese Abschnitte für sich gefertigt und anschliessend gefügt werden können. Die Zuordnung der Schaltventile zu dem einen und der Steuerventile zum anderen der Gehäuseblockabschnitte erlaubt eine weitgehende Trennung der Steuer- von den Arbeitskreisen.

   Beim Vorsehen einer gemeinsamen Steuerleitung für die Steuerventile empfiehlt es sich, auch die zugehörigen Rückschlagventile, über die die Steuerleitung mit den Verbindungsleitungen in Strömungsverbindung stehen, dem Abschnitt für die Steuerventile zuzuordnen.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum wahlweisen Verbinden zweier Hydraulikanschlüsse einer Arbeitsmaschine mit paarweise vorgesehenen Hydraulikanschlüssen wenigstens eines Arbeitsgerätes in einem vereinfachten Blockschaltbild gezeigt.
Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein Steuerblock 1 einer Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Ackerschleppers, zwei Hydraulikanschlüsse 2a, 2b für einen Hydraulikmittelzu- und -rücklauf auf,

   wobei über ein elektromagnetisch betätigbares 4/3 Wegeventil 3 mit Federzentrierung je nach der Beaufschlagung aus einer mittleren Rücklaufstellung die Hydraulikanschlüsse 2a, 2b hinsichtlich des Hydraulikmittelzu- und -rücklaufes vertauscht werden können. Über die Hydraulikanschlüsse 2a, 2b sollen zwei Arbeitsfunktionen eines Arbeitsgerätes oder zwei Arbeitsgeräte wahlweise beaufschlagt werden, wie dies durch die Arbeitszylinder 4 und 5 angedeutet ist, deren Hydraulikanschlüsse mit 4a, 4b und 5a, 5b bezeichnet sind.

   Um nun die Hydraulikanschlüsse 4a, 4b des Arbeitszylinders 4 einerseits und die Hydraulikanschlüsse 5a, 5b des Arbeitszylinders 5 anderseits wahlweise mit den Hydraulikanschlüssen 2a und 2b verbinden zu können, ist an
NACHGEREICHT » den Steuerblock 1 der Arbeitsmaschine ein Gehäuseblock 6 angeschlossen, der voneinander gesonderte Verbindungsleitungen 7 und 8 bildet, wobei die Verbindungsleitungen 7 die Hydraulikanschlüsse 2a, 2b des Steuerblockes 1 mit den Hydraulikanschlüssen 4a, 4b des Arbeitszylinders 4 und die Verbindungsleitungen 8 diese Hydraulikanschlüsse 2a, 2b mit den Hydraulikanschlüssen 5a, 5b des Arbeitszylinders 5 verbinden.

   Die Anordnung ist dabei so getroffen, dass die Hydraulikanschlüsse 2a und 2b durch Befestigungsschrauben 9 für den Gehäuseblock 6 geführt werden, die abgedichtet in Durchgangsbohrungen 10 des Gehäuseblockes 6 eingesetzt sind und an Ihren Stirnseiten Sackbohrungen 11 sowie radiale Anschlussbohrungen 12 für die Verbindungsleitungen 7 aufweisen, so dass die Hydraulikanschlüsse 4a und 4b ebenfalls durch die Befestigungsschrauben 9 geführt werden.

   Die Verbindungsleitungen 8 für die Hydraulikanschlüsse 5a, 5b zweigen zwar ebenfalls von radialen Anschlussbohrungen 12 im Bereich der Hydraulikanschlüsse 2a, 2b ab, müssen jedoch gesondert aus dem Gehäuseblock 6 geführt werden.
In den einzelnen Verbindungsleitungen 7, 8 sind Schaltventile 13 vorgesehen, die als Sitzventile ausgebildet sind, deren Ventilkörper 14 über einen Schliesskolben 15 gegen die Kraft einer Öffnungsfeder 16 betätigt werden. Für die Beaufschlagung der in Form von Differentialkolben ausgebildeten Schliesskolben 15 sind Steuerventile 17 vorgesehen, die als 3/2 Wegeventile einerseits an einer Steuerleitung 18 und anderseits an eine Tankleitung 19 angeschlossen sind.

   Die Steuerleitung 18 wird über Rückschlagventile 20 von den Verbindungsleitungen 7 und 8 her mit Hydraulikmittel beaufschlagt, und zwar über Stichleitungen 21 , die vor und hinter den Schaltventilen 13 an die Verbindungsleitungen 7, 8 anschliessen, so dass die Steuerleitung 18 jeweils mit dem höchsten in diesem Hydrauliksystem wirksamen Hydraulikmitteldruck beaufschlagt wird.
Wie dem Blockschaltbild entnommen werden kann, ist gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Gehäuseblock 6 in 2 Blockabschnitte 6a und 6b unterteilt, von denen der Blockabschnitt 6a die Schaltventile 13 aufnimmt, während die Steuerventile 17 mit der Steuerleitung 18 und den zugehörigen Rückschlagventilen 20
NACHGEREICHT dem Blockabschnitt 6b zugehören.

   An die Tankleitung 19 im Blockabschnitt 6b schliessen ausserdem die Leckleitungen 22 der Schaltventile 13 an.
Gemäss dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Arbeitszylinder 4 über die Hydraulikanschlüsse 2a, 2b der Arbeitsmaschine mit Hydraulikmittel beaufschlagt, während der Arbeitszylinder 5 abgeschaltet ist. Demgemäss sind die Schaltventile 13 in den Verbindungsleitungen 7 zu den Hydraulikanschlüssen 4a, 4b in der Offenstellung, die Schaltventile 13 in den Verbindungsleitungen 8 für die Hydraulikanschlüsse 5a, 5b jedoch in der Schliessstellung.

   Um den Arbeitszylinder 4 abzuschalten und den Arbeitszylinder 5 mit dem Steuerblock 1 der Arbeitsmaschine zu verbinden, werden zunächst die Schaltventile 13 in den Verbindungsleitungen 7 geschlossen, indem das diesen beiden Schaltventilen 13 zugeordnete Steuerventil
17 angesteuert wird, so dass die Beaufschlagungsleitung 23 an die Steuerleitung
18 angeschlossen ist. Die dadurch bedingte Beaufschlagung der Schliesskolben 15 der Schaltventile 13 in den Verbindungsleitungen 7 hat ein Schliessen dieser Schaltventile 13 zur Folge. Es können daher die Schaltventile 13 in den Verbindungsleitungen 8 geöffnet werden, was eine Umschaltung des zugehörigen Steuerventils 17 von der dargestellten Beaufschlagungsstellung in die Entlastungsstellung erfordert, in der die Beaufschlagungsleitung 23 der Schliesskolben 15 mit der Tankleitung 19 verbunden wird.

   Die Entlastung der Schliesskolben 15 bewirkt ein Öffnen der Schaltventile 13 in den Verbindungsleitungen 8 zufolge des anstehenden Hydraulikdruckes sowie durch die Öffnungsfedern 16. Mit dem Öffnen der Schaltventile 13 in den Verbindungsleitungen 8 ist der Umschaltvorgang beendet.
Um bei drucklosen Hydraulikanschlüssen 2a, 2b eine vorgegebene Schaltstellung für die Schliessventile 13 erreichen zu können, die ja aufgrund der Öffnungsfedern 16 in der Offenstellung gehalten werden, ist die Steuerleitung 18 über ein Rückschlagventil 24 mit einem Eingangsanschluss 25 versehen, der von einer externen Steuerhydraulik beaufschlagt werden kann.

   Der Steuerdruck dieser Steuerhydraulik braucht lediglich die Schliesskolben 15 entgegen den wirksamen Reibungskräften und der Öffnungsfedern 16 zu verstellen, so dass an diesen Steuerdruck keine hohen Anforderungen zu stellen sind.
NACHGEREICHT

Claims

Dipl.-Ing. Gerhard Hü scher Dipl.-Ing. Helmut Hübscher Spittelwiese 7, A-4020 Linz (32 734) P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Vorrichtung zum wahlweisen Verbinden zweier einem Hydraulikmittelzu- und -rücklauf zugeordneter Hydraulikanschlüsse einer Arbeitsmaschine mit paarweise vorgesehenen Hydraulikanschlüssen für den Hydraulikmittelzu- und -rücklauf wenigstens eines Arbeitsgerätes, wobei jedes Paar der Hydraulikanschlüsse des Arbeitsgerätes mit den beiden Hydraulikanschlüssen der Arbeitsmaschine durch Verbindungsleitungen mit je einem als Sitzventil ausgebildeten Schaltventil für den Hydraulikmittelzu- und -rücklauf verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die in einem die Verbindungsleitungen (7, 8) bildenden Gehäuseblock (6) eingesetzten, im Öffnungssinn federbelasteten Schaltventile (13) einen Schliesskolben (15) in Form eines Differentialkolbens aufweisen und dass die Schliesskolben (15) der Schaltventile (13) über ebenfalls in den Gehäuseblock (6) eingesetzte Steuerventile (17)

beaufschlagbar sind, die die Beaufschlagungsseite der Schliesskolben (15) wahlweise mit einer am zulaufseitigen Hydraulikanschluss (2a, 2b) der Arbeitsmaschine angeschlossenen Steuerleitung (18) oder einer Tankleitung (19) verbinden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (17) an einer gemeinsamen Steuerleitung (18) angeschlossen sind, die über Rückschlagventile (20) mit den Verbindungsleitungen (7, 8) vor und hinter den Schaltventilen (13) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventile (17) als Sitzventile ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (18) einen über ein Rückschlagventil (24) gesicherten Eingangsanschluss (25) aufweist.

NACHGEREICHT

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseblock (6) zwei Durchgangsbohrungen (10) für flüssigkeitsdicht einsetzbare Befestigungsschrauben (9) aufweist, die mit stirnseitigen Sacklöchern (11) und mit radialen Anschlussbohrungen (12) für den Hydraulikmittelzu- und -rücklauf versehen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseblock (6) in wenigstens zwei Abschnitte (6a, 6b) einerseits für die Schaltventile (13) und anderseits für die Steuerventile (17) unterteilt ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseabschnitt (6b) mit den Steuerventilen (17) die Steuerleitung (18) mit den Rückschlagventilen (20) umfasst.

Linz, am 13. Februar 2004 Gottfried Ausserwöger <EMI ID=9.1>

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