DE2363828C3 - Hydraulische Drehvorrichtung für einen an einen Schlepper anhängbaren Drehpflug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Drehvorrichtung für einen an einen Schlepper anhängbaren Drehpflug mit einem doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, dessen unterer Zylinderraum über eine Außenlcitung mit einem Zulauf mit der Schlepperhydi aulik und dessen oberer Zylinderrauin über eine Leitung mit dem Zulauf und über einen Kanal mit dem Rücklauf verbunden sind, und Leitung und Kanal sich mit steuerbarem Durchgang in einem den Hydraulikzylinder auf der einen Seite abschließenden Steuergerät befinden und durch eine Verschiebung eines Steuerschiebers im Steuergerät die Kolbenbewcgung im Hydraulikzylinder selbsttätig umsteuerbar ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DT-OS 20 58 049) bedarf es für die Verriegelung eines eigenen Zylinders, der über unter Hochdiuck stehende Leitungen an das eigentliche Steuergerät angeschlossen ist. Zur mechanischen Verriegelung muß ein Bolzen in ortsfeste öffnungen im Gestell eindringen, der Bolz.en und eine Rückziigfeder sind starken Verschmutzungen unterworfen, die auftretenden Querkräfte zerstören Dichtungen im Zylinder. Mit dem Riegelzylinder müssen Hochdruckschläuche mit verschwenkt werden, die wegen des großen Schwenkweges eine extreme Länge aufweisen müssen. Dadurch, daß der Hub eines Schiebers und der Hub des Kolbens im Steuergerät für die Umsteuerung exakt aufeinander abgestimmt sein müssen, ergeben sich leicht Störungen mit der Folge, daß die Umschaltung nicht rechtzeitig oder überhaupt nicht eintritt. Der als Differentialkolben ausgebildete Kolben des Hydraulikzylinders muß grob dimensioniert sein.

Bei einer anderen bekannten Ausführung (DT-OS 2129 862) wird die Kolbenbcwegung im oberen Totpunkt automatisch umgesteuert, es bedarf aber hierzu außenlicgender Hilfsmittel, die einer hohen Verschmutziingsgefahr und leicht Beschädigungen unterworfen sind. Für die Wendearbeit ist ein Gasdruck-

oeicher notwendig, der mit einer Hochdruckfüllung rbeiten muß und deshalb groß und kostspielig ist und

r Überwachung durch den TUV unterliegt. Da der vuck des Gasdruckspeichers mit zunehmender Entlee- *ne abfällt, also gerade dann, wenn für das Wenden 5 ines schwereren Pfluges die größten Drück*· eingesetzi 'den müssen, muß der Speicher gro.1 dimensioniert ve'den. Die Bedienung ist umständlich, da zwei Schaltstellungen aufgesucht werden müssen. Auch hier \ der Kolben als Differentialkolben ausgebildet, cias 10 erfordert zur Aufbringung der notwendigen Kräfte einen voluminösen und damit teuren Zylinder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Drehvorrichtung zu schaffen, mit der in beiden Wendephassrn ein kraftbetätigtcs Arbeiten 15

öelich ist und bei einfacher Bedienung die automatiche Umsteuerung im Totpunkt ohne Hilfsmittel von außen bei sicherem Funktionsablauf erreicht werden kann und die ohne besondere Vorrichtung für die Verriegelung preisgünstig und kompakt hc.stellbar ist. 20 _Dj_e der Wendesteuerung bzw. der Verriegelung dienenden Teile sollen nicht nach außen dringen und damit vor Verschmutzung und Zerstörung gesichert sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die beiden Zylinderräume des Hydraulikzylinders über eine im Kolben befindliche Leitung miteinander unter Einschaltung eines Rückschlagventils verbunden sind, die Leitung im Umschalt/eitpunkt duich ein Sperrorgan verschließbar ist, neben dem Steuerschieber im Steuergerät ein Umschaltkolben und ein im Rücklaufkanal dem Umschaltkolbcn nachgeschaltetcs Umschaltventil vorgesehen sind, der Umschiltkolben in der mit einem Rückschlagventil versehenen Leitung zwischen Zulauf und oberem Zylinderraum angeordnet ist und gegen einen durch das Unischaltventil festgelegten Druck, den Durchgang bestimmend, verschiebbar ist, die den Zulauf und den oberen Zylinderraum verbindende Leitung durch einen Kanal mit der einen Steuerschieberzylinderseile in Verbindung steht und der Steuerschieber den Durchging von Zulauf und Außenlcitung und von Außenleitung und Rücklauf bestimmt und ein Druckventil zwischen Rücklauf und oberem Zylinderraum steuert. Auf diese Weise ergibt sich bei einfacher Bediemine - es muß nur kurzfristig eine Schaltstelle aufgesucht weruen - eine für beide Wendephasen kraftbetätigte Bewegung des Kolbens bei automatischer Umsteuerung in der Totpunktlage, ohne daß für die Umsteuerung irgendwelche außenliegende Mittel benötiet würden. Die Verriegelung erfolgt hydraulisch ohne äußere Hilfsmittel, sie ist durch den Einsatz der entsprechenden Ventile unabhängig von der Funktionsfähigkeit von Dichtungen. Die Drehvorrichtung baut klein und kompakt, der Arbeitszylinder kann, weil einfach wirkend, klein gehalten werden, der Fertigungsaufwand ist gering. Da bis auf die Kolbenstange keine beweglichen Teile nach außen dringen, sind Störungen durch Verschmutzung und Beschädigung vermieden. Das dem Umschaltkolben nachgeschahetc Umschaltventil das Druckventil und die Rückschlagventile können in einfacher Weise als druckfederbelastete Kugelventile ausgebildet sein, deren Fertigung keinerlei Probleme aufwerfen.

In besonders vorteilhafter Weise besteht das Sperrorgan aus einem im Boden des Zylinders angeordneten IJmschaltbolzcn. der im oberen loik-h die im Kolben befindliche, die beiden Zylinderräume verbindende Leitung verschließt Der Schaltbolzen ist axial gesichert und radial mit Spiel gehalten, er weist einen Einlaufkegel auf, so dab er sicher in die Leitung im Kolben einlaufen kann, ohne daß übermäßige Ansprüche an die Fertigungsgenauigkeit gesellt werden müssen. Der Rücklaufweg wird damit etwa 5 vor dem oberen Totpunkt verriegelt, so daß der Druck im System bis zu einer Höhe ansteigt, die durch ein Druckbegrenzungsventil festgelegt ist, das als der Pumpe üblicherweise nachgeschaUetcs Sicherheitsventil ausgebildet sein kann. In der ersten Drehphase, in der die Kolbenstange nach innen läuft, wird der Kolben mit einem Druck von etwa 40 bis 90 bar, der gleichzeitig den Differenzdruck darstellt, beaufschlagt, in der zweiten Drehphase, wenn also der Kolben nach außen gedrückt wird wird mit einem Druck von etwa 150 bis 180 bar gearbeitet. Zur Geschwindigkeitssteuerung der zweiten Drehphase ragt in die Zulaufleiiung eine von außen einstellbare Drossel hinein.

Damit eine etwaige Einschaltspitzc nicht zur Auswirkung kommen und den Um.schalikolbcn betätigen kann ist vorgesehen, daß zwischen Umsehallkolben und Umschaltventil ein Dämpfungskolben geschaltet ist. Vorzugsweise ist der Umschaltkolben als Hohlkolben mit einer eingebauten Drossel ausgebildet, so daß auch bei etwaigen Leckölverkisten der Umschaltkolben in seiner ordnungsgemäßen Lage bleibt und kurze Umschaltzeiten erreichbar sind. Damit das Ausschicben des Kolbens ohne Gegendruck vorgenommen weiden kann ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Verbindungskanal vorgesehen, der cmmal in die Außenleituns und einmal in den Raum des Steuerschiebers mündeu wobei der Steuerschieber diesen Verbindungskanal in der ersten Drehphase verschließt und in der /weiten Drehphasc öffnet. Dadurch wird der eine Zylinderraum beim Ausfahren des Kolbens mit dem Tank verbunden, die Flüssigkeit kann frei abfließen.

Ein A-usführungsbeispiel der Erfindung ist in dei Zeichnung dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben. Es zeigt .

F i g. I eine Ansicht der Drehvorrichtung in schcmati-

schcr Darstellung, .

F i g 2 einen Längsschnitt durch den doppelt wirkenden Zylinder und das Steuergerät bei abgesperrtem Zulauf, _r.. τ,-Fig 3 einen entsprechenden Schnitt zu F 1 g. 2 bei geöffnetem Zulauf bei der Bewegung des Kolbens nach innen (Beginn 1. Drehphase),

Fig 4 einen entsprechenden Schnitt zu F ig. 2 bei geöffnetem Zulauf und der Bewegung des Kolbens nach der Umschaltung nach außen (Beginn 2. Drehphase).

Ein Zylinder 1 und ein Steuergerät 2 bilden eine Baueinheit, die über einen Ausleger 3 in einem Lager an einer Anbauvorrichtung 5 schwenkbar geha ten ist. Am freien Ende einer Kolbenstange 6 ist über ein Kugelauge 7 ein Hebel 8 angeschlossen der mit einer Drehwelle 9 fest verbunden ist. Der Hebel 8 diqnt gleichzeitig zur Aufnahme eines Rahmens des in der Zeichnung nicht näher dargestellten Pfluges^

Das Steuergerät 2 ist mit seinem Gehäuse ,-.irnscitig auf den Zylinder 1 aufgeschweißt und bildet dessen Boden. Es weist im wesentlichen eine Steuerschieber 10. einen Umschaltkolben 11. lh Umschaltventil 12. ein Druckventil 13, em Sperrorga, 14 und eine Drossel 15 auf. wobei die eine Seite de Steuerschiebers 10 und des Umschaltkolbens 11 ubo einen Kanal 16 mit einem Zulauf 17 verbunden sind. Da Drossel 15 ist in einer Leitung 18 angeordnet, die en

Rückschlagventil 19 enthält und durch den Umschaltkolben 11 vom Zulauf 17 trennbar ist. Das Umschaltventil 12, das Druckventil 13 und das Rückschlagventil 19 sind als Kugelventile ausgebildet, die durch Druckfedern 20 bis 22 belastet sind. Das Sperrorgan 14 hat die Gestalt eines Umschaltbolzens 24, dessen Kopf 25 zentrisch zum Zylinder 1 in das Steuergehäuse 23 eingesetzt und dort über einen Sprengring 26 festgehalten ist. Dabei ist die Aufnahmcbohrung 27 im Durchmesser größer als der Kopf 25, so daß eine seitliche Verschiebung möglich ist. Am freien Ende weist der Umschaltbolzen 24 einen Einlaufkcgcl 28 auf.

Der Umschaltkolben 11 steuert neben der Verbindung des Kanales 16 mit der Leitung 18 auch die Verbindung des Kanales 16 mit einem Kanal 29, der auf die Rückseite des Steuerschiebers 10 führt, dessen Vorderseite über den Kanal 16 mit dem Zulauf 17 in Verbindung steht. Ein Kanal 30 mündet in einen Rücklauf 31, er führt die Flüssigkeit aus dem Umschaltventil 12 und etwaiges Lecköl vom Umschaltkolben 11 ab und dient insbesondere dem Rücklauf aus dem Zylinderraum 32 über das Druckventil 13.

Der Zylinderraum 32 ist mit dem anderen Zylinderraum 33 auf der anderen Seite des Kolbens 43 durch eine Leitung 34 verbunden, in die ein Rückschlagventil 35, dessen Kugel durch eine Druckfeder 37 auf ihren Sit/ gepreßt wird, eingesetzt ist. Eine Außenleilung 36 führt zum Zylinderraum 33, ihre Verbindung mit dem Zulauf 17 ist über den Steuerschieber 10 steuerbar. Zwischen der Außenleitung 36 und dem Steuerschieberraum erstreckt sich ein durch den Steuerschieber iO verschließbarer Verbindungskanal 48.

Der Zulauf 17 und der Rücklauf 31 sind an die Schlepperhydraulik angeschlossen. In der Fig. 2 sind schematisch ein einfach wirkendes Wegeventil 38. eine Pumpe 39, ein als Sicherheitsventil 40 ausgebildetes Druckbegrenzungsventil 41 und ein Tank 42 dargestellt. Das Wegeventil 38 kann ebenso gut doppelt wirkend ausgebildet sein.

In F i g. 2 ist die Drehvorrichtung abgeschaltet, die Pumpe 39 ist vom Zulauf 17 über das Wegeventil 38 getrennt. Nach der Einschaltung fördert die Pumpe 39 Öl über den Zulauf 17 in den Kanal 16, so daß der Steuerschieber 10 und der Umschallkolben 11 mit Druck beaufschlagt werden. Wegen der Flächenverhältnisse am Steuerschieber 10 (ungefähr 1 :3,5) genügt ein Druck von etwas mehr als 40 bar bei einem Gegendruck im Zylinderraum 32 von etwa 140 bar, um den Steuerschieber 10 nach unten zu bewegen und dabei das Druckventil 13 zu öffnen, die Außenleitung 36 freizugeben und die eine Mündung des Verbindungskanales 48 zu schließen (Fig. 3). Jetzt strömt Drucköl über den Zulauf 17 und die Außenleitung 36 in den Zylinderraum 33 und drückt den Kolben 43 in der Zeichnung nach oben, die Kolbenstange 6 wird nach innen gezogen. Bei dem Vorhandenen Druck öffnet das Rickschlagventil 35, so daß das überschüssige Drucköi in den Zylinderraum 32 und die daraus verdrängte Flüssigkeit über das Druckventil 13, den Kanal 30 und den Rücklauf 31 in den Tank 42 abfließt

Die Druckfeder 20 des Umschaltveritiles 12 ist so eingestellt, daß der Umschaltkolben 11 in seiner in Fi g. 2 gezeigten Ausgangsstellung verbleibt und durch den Druck von ungefähr 40 bar nicht nach unter gedruckt werden kann. Der Umschallkolben Il ist al· Hohlkolben ausgebildet, durch den die Druckflüssigkei über eine Drossel 44 und eine Durchlaufdrosscl 45 ir einem im Umschaltkolben 11 geführten Dämpl'ungskol bcn 46 am Umschaltventil 12 ansteht. Der Dämpfungs kolben 46, der durch eine Druckfeder 47 von Umschaltkolben It weggedrückt wird, hai die Aufgabe eine ungewollte öffnung des Umschaltventil 12 durch einen erhöhten Einschaltdruck und damit eine Bewe gungdes Umschaltkolbens 11 nach unten zu verhindern Die Nachinnenbewegung der Kolbenstange 6 enisprichi der ersten Drehphase von 0 bis 90°.

Im Bereich der oberen Totpunktlage fährt die Leitung 34 im Kolben 43 bei dessen Abwärtsbewegung in der Umschaltbolzen 24 ein, so daß die Leitung 34 verschlossen wird. Da das überschüssige Öl nicht mehl in den Tank 42 abfließen kann, steigt der Druck im Kanal 16 an. und zwar so weit, wie es das Druckbegrenzungsventil 41 zuläßt, z.B. auf 150 bar Durch diesen Druckanstieg öffnet das Umschaltventil 12 und der Umschaltkolben 11 wird nach unten gedruckt. Dadurch werden der Kanal 29 und die Leitung 18 mit dem Zulauf 17 verbunden. Durch die Flächen verhältnisse am Steuerschieber 10 wird dieser bei Gleichdruck nach oben geschoben, die Außenleilung 36 und das Druckventil 13 werden geschlossen, der Verbindungskanal 48 wird geöffnet (I" i g. 4).

letzt strömt Öl mit hohem Druck über den Zulauf 17 unter Öffnung des Rückschlagventils 19 in den Zylinderraum 32 und drückt den Kolben 43 nach unten. Die Kolbenstange 6 fährt aus, die zweite Drehphase von 90 bis 180 hat automatisch eingesetzt. Die Geschwindigkeit in dieser Drehphase kann über die Drossel 15 von außen eingestellt werden. Beim Ausfahren des Kolbens 43 ist das Rückschlagventil 35 geschlossen, der Zylinderraum 33 ist über die Außenleitung 36 und den Verbindungskanal 48 mit dem Rücklauf 31 \ erblinden, so daß die Kolbenbewegung ohne Gegendruck geschieht. Die Wirkfläche 49 auf der Seite dos Zylinderraumes 32 ist etwa 2.6 mal so groß wie die Wirkfläche 50 auf der Seite des Zylinderraumes 3?

Am Ende des Ausschubes, also am Hndc der /weiten Drchphasc. wird das Wegeventil 38 am Schlepper wieder in die Ncutrallage gebrachl. so daß der ÖlzufliiU aufhört. Bei Entlüftung schließt die Druckfeder 22 das Rückschlagventil 19 und die Druckfeder 47 schiebt den Umschaltkolben 11 wieder nach oben in seine Ausgangsstellung, wobei das Öl über die Drossel 44 in den Hohlraum des Umschaltkolbens 11 nachslrömt. Das Umschaltventil 12 schließt unter dem Druck der Feder 20, damit ist die Ausgangsposition erreicht und die Schahvorgänge können sich wiederholen.

Bei jeder Konstruktion sind die Kraftreserven so groß, daß die Drehvorrichtung sowohl für Dreischar- als auch für Vierscharpflüge geeignet ist und ein funktionell optimales Verhalten erreicht wird. Die ölerwärmung ist durch den geringen Druck in der ersten Drehphase gering. Zur Erleichterung der Längenanpassung ist das Kugelauge 7 in die Kolbenstange 6 eingeschraubt und über eine Kontermutter 53 in der eingestellten Lage gesichert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Drehvorrichtung für einen an einen Schlepper anhängbaren Drehpflug mit einem doppelt wirkenden Hydraulikzylinder, dessen unierer Zylinderraum über eine Außenlcitung mit einem Zulauf mit der Schlepperhydraulik und dessen oberer Zylinderraum über eine Leitung mit dem Zulauf und über einen Kanal mit dem Rücklauf verbunden sind, und Leitung und Kanal sich mit steuerbarem Durchgang in einem der Hydraulikzylinder auf der einen Seite abschließenden Steuerge- ■ rät befinden und durch eine Verschiebung eines Steuerschiebers im Steuergerät die Kolbenbewegung im Hydraulikzylinder selbsttätig umsteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zylinderräume (32, 33) des Hydraulikzylinders (1) über eine im Kolben (43) befindliche Leitung (34) miteinander unter Einschaltung eines Rückschlagventils (35) verbunden sind, die Leitung (34) im Umschaltzeitpunkt durch ein Sperrorgan (14) verschließbar ist, neben dem Steuerschieber (10) im Steuergerät (2) ein Umschaltkolbcn (II) und ein im Rücklaufkanal (30) dem Umschalikolben (I I) nachgeschaltetes Umschaltventil (12) vorgesehen sind. der Umschaltkolben (11) in der mit einem Rückschlagventil (19) versehenen Leitung (18) zwischen Zulauf (17) und oberem Zylinderraum (32) angeordnet ist und gegen einen durch das Umschaltventil (12) festgelegten Druck, den Durchgang bestimmend, verschiebbar ist, die den Zulauf (17) und den oberen Zylinderraum (32) verbindende Leitung (18) durch einen Kanal (29) mit der einen Steuerschieberzylinderseite in Verbindung steht und der Steuerschieber (10) den Durchgang von Zulauf (17) und Außenleitung (36) und von Außenleitung (36) und Rücklauf (31) bestimmt unu ein Druckventil (21) zwischen Rücklauf (31) und oberen? Zylinderraum (32) steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (12), das Druckventil (13) und die Rückschlagventile (19, 35) als druckfederbelastete Kugelventile ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan (14) aus einem im Boden des Zylinders (1) angeordneten Umschaltbolzen (24) besteht, der im oberen Totpunktbereich die im Kolben (43) befindliche, die beiden Zylinderräume (32,33) verbindende Leitung (34) verschließt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltbolzen (24) axial gesichert und radial mit Spiel gehalten ist und einen Einlaufkegel (28) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltbolzen (24) in der Zylindermitte mit einom Kopf (25) im Steuergehäuse (23) des Steuergerätes (2) gehalten ist, das auf den Zylinder (1), dessen Boden bildend, aufgeschweißt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zulaufleitung (18) eine von außen einstellbare Drossel (15) hineinragt.

7. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Umschaltkolben (11) und Umschaltventil (12) ein Dämpfungskolbcn (46) geschaltet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltkolben (11) als Hohlkolben ausgebildet ist. in den eine Drossel (44) eingebaut ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8. dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskolben (46) napfförmig ausgebildet ist, eine Durchlaufdrossel (45) aufweist, im Hohlkolben geführt ist und zwischen Umschaltkolben (11) und Dämplungskoiben(46)eine Druckfeder (47)gespannt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungskanal (48) vorgesehen ist, der einmal in die Außenleitung (36) und einmal in den Raum des Steuerschiebers (10) mündet und der Steuerschieber (10) den Kanal (48) in der ersten Drehphase verschließt und in der zweiten Drehphase öffnet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wirkfläche (49,50) des Kolbens (43) etwa wie 1 :2.5 verhält und bei der Bewegung des Kolbens (43) in der einen Richtung ein Druck von etwa 40 bis 90 bar und bei der Bewegung des Kolbens (43) in der anderen Richtung ein Druck von etwa 150 bis 180 bar wirksam ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß als Druckbegrenzungsventil (41) ein der Pumpe (39) nachgeschaltetes Sicherheitsventil (40) dient.