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Fahrbares Ladegerät, insbesondere Laderaupe, mit hydraulischem Antrieb
für mehrere Funktionen Die bekannten fahrbaren Ladegeräte, insbesondere Laderaupen,
ob Front- oder überkopflader, sind im allgemeinen mit einer Einkreishydraulik ausgerüstet.
Bei derartigen Anlagen werden alle vorhandenen Arbeitszylinder, die zur Betätigung
der Ladeeinrichtung mit Kippvorrichtung sowie der Anbaugeräte dienen, von einer
einzigen Pumpe gespeist. Die Erfindung bezieht sich auf ein solches fahrbares Ladegerät
mit hydraulischem Antrieb für mehrere Funktionen, z. B. für »Laden«, »Planieren«
und »Anbaugeräte«. Da die einzelnen Funktionen durch verschiedene Steuerventile
nicht nur getrennt, sondern zum Teil auch gleichzeitig ausgelöst werden, muß eine
einzige Pumpe für eine große Förderleistung ausgelegt werden. Da die Förderpumpe
von der Fahrmaschine des Ladegerätes angetrieben wird, wird die Schubleistung der
Maschine häufig mehr als nötig beeinträchtigt. Aus diesem Grunde begrenzt man die
Antriebsleistung an einzelnen Verbrauchern, obwohl sie an sich ein Maximum an Leistung
erforderten.
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Für hydraulische Krantriebwerke ist es bekannt, mehrere Förderpumpen
für die verschiedenen Triebwerke vorzusehen und durch eine automatische Schaltung
die Pumpen der jeweils nicht eingeschalteten Triebwerke auf das oder die eingeschalteten
Triebwerke arbeiten zu lassen. Hierdurch soll an installierter Pumpenleistung gespart
werden.
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Dieses Problem wird bei der Erfindung nicht berührt, obwohl sie von
dem Gedanken, mehr als eine Pumpe für verschiedene Funktionen und entsprechende
Schaltmittel vorzusehen, Gebrauch macht. Eine automatische Zuschaltung aller Pumpen
auf beispielsweise nur einen beliebigen, gerade eingeschalteten Verbraucher wird
jedoch den besonderen Betriebsbedingungen eines fahrbaren Ladegerätes nicht gerecht,
da beim Planieren zum feinfühligen Steuern des Planierschildes eine geringere Pumpenleistung
erwünscht ist als beim Ladebetrieb. Eine geringere Pumpenleistung beim Planieren
käme andererseits der Fahrmaschine zugute, die beim Planierbetrieb höchste Leistung
abzugeben hat.
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In Erkenntnis dieser Zusammenhänge wird ein fahrbares Ladegerät mit
hydraulischem Antrieb für mehrere Funktionen, bestehend aus mehreren Pumpen und
Schaltmitteln zum Verteilen oder Zusammenfassen der Pumpenleistungen auf die verschiedenen
Triebwerk gemäß der Erfindung durch einen mehrere Schaltstellungen zulassenden Vorwähldrehschieber
mit drei Eingängen gesteuert, von denen zwei für den Anschluß zweier Förderpumpen
verschiedener Leistung und einer für den Anschluß des einen Zweiges einer Schleife
in der Steuerleitung für die Hubzylinder bestimmt sind, und mit mehreren Ausgängen,
von denen der eine zum Steuerventil der Hubzylinder und weitere zu den Steuerventilen
von Zusatzgeräten, wie Aufreißer und Grabenbagger führen, während an einen weiteren
Ausgang der andere Zweig der Steuerleitungsschleife der Hubzylinder gelegt ist und
ein Ausgang mit einem hydropneumatischen Kraftspeicher in Verbindung steht. Der
hydropneumatische Kraftspeicher hat dabei die Aufgabe, beim Ladebetrieb Lastspitzen
aufzufangen, und wirkt insoweit als dritte Kraftquelle, ebenfalls zu dem Zweck,
eine weitgehende Unabhängigkeit der Leistung bzw. Schluckfähigkeit der Arbeitszylinder
für die verschiedenen Funktionen zu erhalten.
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Es ist beispielsweise eine Schaltstellung des Vorwähldrehschiebers
für Ladebetrieb vorgesehen, in der die Ladeeinrichtung an die größere und der Heckaufreißer
an die kleinere Pumpe angeschlossen ist. Beim Einsatz eines Heckaufreißers ist das
Ladegerät bekanntlich in Fahrbewegung, so daß von der kleineren Pumpe für den Heckaufreißer
ein kleinerer Leistungsanteil der Fahrmaschine abgezweigt wird, als wenn der Heckaufreißer
an eine einzige, größere, für den Ladebetrieb ausgelegte Pumpe angeschlossen wäre.
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Für den Planierbetrieb hingegen, bei dem ebenfalls die Ladeeinrichtung
zum Betätigen des Planierschildes gesteuert :sein muß, ist eine Schaltstellung des
Vorwähldrehschiebers vorgesehen, in der die Ladeeinrichtung an die kleinere Pumpe
und der Heckaufreißer an die größere Pumpe angeschlossen ist. Bei dieser Schaltstellung
wird für die Ladeeinrichtung nur die Förderleistung einer kleineren Pumpe von der
Schubleistung der Fahrmaschine abgezweigt, in der Erkenntnis, daß zum Bewegen eines
Planierschildes
kleinere Fördermengen erforderlich sind als beim Laden und Kippen.
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In der Zeichnung ist dasAusführungsbeispiel eines Schaltschemas für
die hydraulische Antriebsanlage eines Front- und überkopfladers gemäß der Erfindung
dargestellt. Die Zweikreishydraulikanlage wird von einer größeren Pumpe
1 mit einer Förderleistung Q, von z. B. 40 LfMin. und einer Pumpe 2 mit einer
Förderleistung
von z. B. 201/Min. gespeist. Zwischen den Pumpen und den Steuerventilen für die
einzelnen Verbraucher, von denen lediglich das Steuerventil 3 für die Hubzylinder
4 der Ladeeinrichtung dargestellt' ist, liegt ein Vorwähldrehschieber 5 mit sechs
Schaltstellungen I bis VI. Der Vorwähldrehschieber hat drei Eingänge A, B
und C sowie sechs Ausgänge D; E, F, G, H, I. Die von diesen Ausgängen abgehenden
Leitungen d, e, g führen zu den Steuerventilen für verschiedene Anbaugeräte,
wogegen der Ausgang F zum Steuerventil 3 der Ladeeinrichtung führt. Der Ausgang
H ist an einen hydropneumatischen Kraftspeicher 6 angeschlossen, wogegen der Ausgang
l'an die Steuerleitung 7 zum »Heben« der Ladeeinrichtung angeschlossen ist, die
als Schleife über den Eingang C des Vorwähldrehschiebers 5 rückgeführt ist.
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Ein Sperrblock 8 zwischen dem Steuerventil 3 und den Hubzylindern
4, bestehend aus einem Doppelrückschlagventil, verhifideit beim überkopfladen
die Entstehung von negativen Drücken in den Zylindern 4.
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In die Leitungen 7 und 9 sind zwischen dem Sperrblock 8 und den Hubzylindern
4 Mengenbegrenzungsventile 10 und 11 für eine Begrenzung der jeweiligen
Rücklaufölmenge vorgesehen. Mit der eingestellten Rücklaufmeilge werden die nicht
dargestellten Kippzylinder der Ladeeinrichtung über die Leitungen 12 und 13 und
den Sperrblock 14 versorgt, so daß durch die Begrenzung der Rückölmenge das Geschwindigkeitsverhältnis
zwischen den Hubzylindern 4 und den Kippzylindern eingestellt ist.
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Die Wirkungsweise des Vorwähldrehschiebers 5 wird wie folgt beschrieben:
Stellung I »Ladebetrieb« Die von der Pumpe 1 geförderte Ölmenge läuft über den Anschluß
A zum Anschluß F und von hier zum Steuerventil 3, über welches das Öl bei
Neutralstellung des Steuerventils drucklos zum Behälter umläuft.
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Die Fördermenge der Pumpe 2 läuft vom Anschluß B zum Anschluß G des
Vorwählschiebers 5 und von hier zur Steuerleitung g des Aufreißers, über die das
Öl bei Neutralstellung des Steuerventils drucklos umläuft. Bei Betätigung
des Steuerventils 3 auf Stellung »Heben« strömt das Öl der Pumpe 1 über den Sperrblock
8 zu den Hubzylindern 4, und zwar kolbenseitig. Die Zylinder 4 dienen zur Betätigung
der Ladeeinrichtung. Diese Ölmenge fließt jedoch nicht direkt zu den Zylindern 4,
sondern in einer Schleife nochmals über den Vorwählschieber 5. Sie tritt ein am
Anschluß C und verteilt sich auf die Anschlüsse H und 1. Von dem Anschluß
I strömt das Öl dann zu den Zylindern 4. An den Anschluß H ist der
Hydraulikspeicher 6 angeschlossen. Da die Anschlüsse H und 1 in dieser Position
parallel geschaltet sind, ein Rückschlagdrosselventil 15 mit dem nachgeordneten
Hydraülikspeicher 6 also in Nebenschluß zur Leitung 7 geschaltet ist, werden alle
in den Zylindern 4 durch Lastmomente hervorgerufenen Druckspitzen durch den Hydraulikspeicher
aufgefangen. Die Rückschlagdrossel 15 dient dazu, den durch eventuelle Stöße aufgeladenen
Hydraulikspeicher 6 an einer schlagartigen Entladung zu hindern.
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Das Ladesystem sowie das System des Aufreißers werden somit von zwei
getrennt wirkenden Pumpen gespeist, die größenmäßig genau den Anforderungen der
beiden Systeme entsprechen. Beide Systeme können getrennt oder zusammen bedient
werden, ohne daß die Arbeitsgeschwindigkeit eines der beiden Systeme beeinträchtigt
wird. Des weiteren ist das Hubsystem des Laders in diesem Falle durch den Druckspeicher
6 gegen alle auftretenden Druckspitzen abgesichert.
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Stellung II »Anbaugeräte« Bei Stellung 1I des Vorwählschiebers 5 fließt
die Fördermenge der Pumpe 1 und die Fördermenge der Pumpe 2 zusammen über
den Abgang D zu der Leitung d für hydraulisch betätigte Anbaugeräte mit der größten
Schluckmenge, z. B. zum Grabenbagger. Alle übrigen Aggregate der Maschine sind in
diesem Falle verriegelt, wodurch eine unsachgemäße Betätigung derselben ausgeschlossen
ist.
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Stellung III »Anbaugeräte« Bei Stellung III fließt die Fördermenge
der Pumpe 1 über Anschluß A und D des Vorwählschiebers zur Leitung
d für Anbaugeräte. Die kleinere Fördermenge der Pumpe 2 wird hierbei über die Anschlüsse
B und G zur Leitung g für den Aufreißer geleitet. Als Anbaugerät mit geringerer
Schluckfähigkeit als bei Stellung II käme etwa eine Seilwinde oder ein Auslegerkran
in Frage.
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Stellung IV »Ladebetrieb und Anbaugeräte« In dieser Stellung läuft
die Fördermenge der Pumpe 1 über die Anschlüsse A und F des Vorwählschiebers zum
Hubsystem. Die kleinere Fördermenge der Pumpe 2 läuft über die Anschlüsse
B und D zu
der Leitung d für ein Anbaugerät mit kleinster Schluckmenge,
z. B. Arbeitsgeräte mit hydrostatischem Antrieb.
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Stellung V »Anbaugeräte mit Zweikreishydraulik« In dieser Stellung
läuft die Fördermenge der Pumpe 1 über die Anschlüsse A und D zu der
Leitung d für Anbaugeräte. Die kleinere Fördermenge der Pumpe 2 läuft über die Anschlüsse
B und E zu der Leitung e für Anbaugeräte. Diese Stellung gilt für die Verwendung
von Anbaugeräten mit einer Zweikreishydraulik, z. B. Grabenbagger.
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Stellung VI »Planieren« In dieser Stellung läuft die Fördermenge der
Pumpe 1 über den Anschluß A und G zur Leitung g des Aufreißers und bei Nichtbetätigung
drucklos um. Die Fördermenge der Pumpe 2 läuft über die Anschlüsse B und F zum Steuerventil
3 für die Betätigung des Hubwerkes. Bei Nichtbetätigung des Steuerventils läuft
die Fördermenge hierüber drucklos um. Bei Betätigung des Steuerventils 3, Stellung
»Heben«, läuft das Öl über den Sperrblock 8 zurück über die Anschlüsse C und I zu
den Zylindern 4, und zwar kolbenseitig. Die in dem Vorwähldrehschieber 5
eingebaute Rückschlagdrossel15 liegt nun zwischen den
Anschlüssen
C und 1, wodurch die Hubzylinder 4 mit der vollen Fördermenge der kleineren Pumpe
2 gespeist werden. Da diese Stellung für Planierbetrieb gilt und an den Hubarmen
zusätzlich das Planierschild angebaut ist, ergibt sich in den Zylindern 4 kolbenseitig
ein verhältnismäßig hoher statischer Druck. Um ein zu schnelles Absacken des Hubarmes
einschließlich der Planiereinrichtung zu vermeiden, wird bei Stellung »Senken« des
Steuerventils 3 das Rücköl aus den Zylindern 4 beim Rücklauf in der Leitung 7 über
das zwischen dem Anschluß I und C des Vorwählschiebers liegende Rückschlagdrosselventi115
geführt.
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Da die Fördermenge der Pumpe 2 nur der Hälfte der Fördermenge der
Pumpe 1 entspricht, ergibt sich an den Zylindern 4 auch nur die halbe Hubgeschwindigkeit,
wodurch ein sehr exaktes Planieren gewährleistet ist. Der Hydraulikspeicher 6 ist
in dieser Stellung verriegelt, so daß derselbe sich während des Planierens nicht
auf- und entladen kann, wodurch die Planierarbeit erheblich beeinträchtigt würde.
Die Verwendung einer kleineren Pumpe für Planierbetrieb hat außerdem den großenVorteil,
daß bei Betätigung der Hydraulik nur die der kleineren Pumpe entsprechende Leistung
vom Antriebsmotor abgenommen wird und dadurch die Schubleistung der Maschine nur
geringfügig beeinträchtigt wird.
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Die bevorzugte Ausführungsform des Vorwähldrehschiebers hat bei Vorhandensein
von zwei Steuerkreisen für Anbaugeräte und den Steuerkreisen für die Ladeeinrichtung
und den Heckaufreißer sechs Schaltstellungen.