DE2454661A1 - Steuerschieberanordnung fuer eine mehrzahl von hydraulischen motoren - Google Patents

Steuerschieberanordnung fuer eine mehrzahl von hydraulischen motoren

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DE2454661A1 DE19742454661 DE2454661A DE2454661A1 DE 2454661 A1 DE2454661 A1 DE 2454661A1 DE 19742454661 DE19742454661 DE 19742454661 DE 2454661 A DE2454661 A DE 2454661A DE 2454661 A1 DE2454661 A1 DE 2454661A1
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Description

Steuerschieberanordnung für eine Mehreahl von hydraulischen Motoren.
Sie Erfindung betrifft eine Steuerschieberanordnung but Steuerung von Hydraulikzylindern oder anderen Hydromotoren und bezieht sich insbesondere auf eine Automatisierung und Koordinierung der Bewegungen einer Anzahl von hydraulisch betätigten Maschinenteilen, die einsein und/ oder gemeinsam aufeinander abgeatinat betätigt werden nüssen, um eisen bestirnten Arbeitszyklus ausm&ftthre&o
frontlader und Luffelbetter aind beispielsweise Q«rät«v deren Geräteteile hydraulisch betätigt und besUglieh ihrer Bewegung so koordiniert werden müssen, daß el» su— vor festgelegter Arbeiteablauf erfolgt· Bein !frontlader
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handelt ea sich beispielsweise um die Ladeschwinge und die Sehauf el am Außenende der Schwinge , deren Bewegung«! koordiniert werden müssen, um den Scbaufelzyklus des Profc*ladere zu bewirken. Bein Löffelbagger handelt es eich dagegen um drei hydraulisch betätigte Maschinenteile, deren Bewegungen koordiniert werden nüssen, um den Sch»ufelsyklus su bewirken· Es handelt sich hier um die Schwinge, den gelenkig an Außenende der Schwinge befestigten Löffelstiel und den eigentlichen Löffel, der gelenkig am Außenende des Löffelstieles angeschlossen ist·
Sie Bedienungsperson eines Löffelbaggers muß in der korrekten Bedienung konrentlonelier Steuerventile, welche die Bewegung von Schwinge, Löffelstiel und Löffel während des Baggerns steuern, sehr erfahren sein· Bei Beginn eines Baggersyklusses muß beispielsweise die Bedienungsperon das Steuerventil für den Löffelstieleylinder in die EInstiohatellung bringen, so daß der Löffelstiel den an seinem Außenende befindlichen Löffel in den Boden einsticht· Sann muß er sofort bewirken, wenn der Schaufel» druok einen unsulädig hohen Werfe erreicht, um su diesem Zeitpunkt den Löffel in eine weniger effektive Schaufel-» stellung su bringen, in der der übermäßige SehaufeldXMtc 'nachläßt· Zu gewissen Zeitpunkten auft er auch die
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fUllbewegung aittele dee !»of f elstieles durch Betätigung de« entsprechenden Steuerventils unterbrechen, um die Belastung an lOffelstlelcylinder auereichend su vermindern« Häufig miß die Bedienungsperson aber auch, wenn der Löffel gegen ein Hindernis anläuft oder auf übermäßig stark rerdichteten Boden trifft» die Schwinge schneller anheben, um die gewünschte Verminderung der Belastung an den hydraulisch angetriebenen Seilen zu vermindern·
Aus dem Torstehenden ergibt sich, daß es mitunter durchaus vorkommen kann, daß die Bedienungsperson kontinuierlich die Betätigungshebel aller drei Steuerventile für die hydraulisch angetriebenen feile« d.h. für löffelstiel» Löffel und Schwinge gleichseitig bedienen muß· Dies 1st überaus schwierig und führte dazu, daß die Bedienung von Löffeibaggern nur solchen Personen anvertraut werden konnte, die die erforderliche große Erfahrung für ein wirtschaftliches Baggern haben.
Man hat in der Vergangenheit schon häufig versucht, das Arbeiten mit Löffelbaggern su automatisieren, damit auch weniger erfahrene Bedienungspersonen und nicht nur die in den Geräteverlelhbetrieben Angestellten diese Geräte bedienen können. Biese Bestrebungen haben nur zu mehr
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oder weniger indifferenten Erfolgen geführt· Die Hauptgründe dafür lieges la der bisher kostspieligen und komplisierten Steuerung, die man für ein solohes automatisohee Baggern benötigt. In einigen füllen bedurfte es svei yollstBndiger Steuergerätesätse und zwar einen für eine manuell· Steuerung jedes einselnen .«a Cterät arbeitenden Seiles und weiteren Steuerorganen für die automatische Steuerung der Hydraulikzylinder für die arbeitenden Geräteteile· Die hohen Oestehungs- und Wartungskosten eines solchen Systems scur automatischen Arbeit liegen auf der Hand.
Ausgehend von vorstehender Betrachtung liegt die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Steuersohleberanordnung, die sich trotz ihrer Fähigkeit sur automatischen koordinierten Betätigung einer Hehrzahl von Hydraulikzylindern oder Hydromotoren durch eine besondere Einfachheit auszeichnet» die man bisher bei automatischen Steuerungen von StrSmuxigsmittelmotoren nicht kannte» und die im wesentlichen konventionell ausgebildete Uraateuerventile verwenden kann.
Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.
Dabei ist auch die Möglichkeit gegeben, für die Umsteuerung Druckkompensationevent11β su verwenden» die einerseits die Arbeitsgeschwindigkeit der Zylinder steuern und andererseits automatisch sicherstellen, daS es su der koordinierten ZylinäerTbetatigung kommt, die so -wesentlich für ein §ffektives Arbeiten mit Löffelbaggern ist.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen sseigen; Fig· 1 eine schematische Darstellung eines erfin-
dungsgemäBen gestapelt ausgebildeten Steueraggregates mit drei Steuerventilen,
Pig· 2 eine schemetische Barstellung der drei arbeitenden Bauelemente eines SieflSffelbaggers bei Beginn des Arbeltssyklusses In ausgestreckter Stellung»
Flg. 5 eine schematisehe !Darstellung eines erfindungsgemäßen Steuerventilaggregates, wobei die Schieberkolben aller drei Steuerventile in der automatischen Baggeretellung stehen,
Pig. 4 eine schematische Darstellung der drei Druakkompensatloneventlle der Figuren 1 und 3, welche während des Baggersvklusees übermäßige irbeitsdruokbelastungen abbauen und
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g 5 de» Figuren 1 und 3 ähnliche Darstellungen und 6
einer abgewandelten Ausführungeform der Erfindung.
Sas in Pig· 1 dargestellte gestapelt aufgebaute Ventil«· aggregat 9 besteht aus drei Steuerabschnitten 10,11 und 12. Das Ventilaggregat gemäß Fig. 1 entspricht einem Steuerschieberaggregat mit freiem Durchlauf des Druckmittels in der Keutralstellung, wie es in der deutschen Patentschrift (Patentanmeldung P 22 52 772.6)
in fig. 2 dargestellt ist. Bezüglich einer ausführlicheren Besehreibung wird auf die vorerwähnte Patentschrift verwiesen. Die erheblichen Verbesserungen des vorerwähnten Steueraggregates gemäß der vorliegenden Erfindung sollen nachfolgend ausführlicher erläutert werden.
Als Beispiel sei angenommen, daß das Steuerventilaggregat gemäß Pig. 1 but Steuerung eines Tieflöffelbaggers dient und mit den Ventllabschnitten 10,11 und 12 den Löffelstiel ., den Löffel und die Schwinge steuern soll.
Pig. 2 «rlftutert schematise» die !ausbildung <§®r arbeitenden Bauelemente eines f ieflöffelbaggers In Yftrbinäung mit den »«gehörigen Brtätlgamgeftjlindere· Bi@ Schwinge 13, der Löffelstiel 14 und der Löffel 15 werden mit doppelt
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wirkenden Hydraulikzylindern 13514* und 15* "betätigt.
Xn üblicher Weise ist das innere Ende der Schwinge 13
■f . ■
an einem nicht dargestellten festen Bauteil des Tieflöffelbagger s angelenkt. Das innere Ende des Löffelstiels ist gelenkig mit dem Außenende der Schwinge 13 verbunden und der Löffel 15 ist schwenkbar am Außenende des Löffelst iela angelenkt.
Die Steuerabschnitte 10,11 und 12 sind mit Sruckkompen« satloneventllen 17»18 und 19 verseben. Diese Ventile 17»18 und 19 sind in größerer Entfernung vom Einlaßanschluß 16 angeordnet und mit dem letzteren über eine gemeinsame Speiseleitung L1 verbunden. In jedemSteuerabschnitt ist das Schiebergehäuse mit swei parallelen Bohrungen 23 und versehen. Jede der Bohrungen 24 enthält einen Schieberkolben 25 und in jeder Bohrung 23 befindet sich der Kolben 26 des zugehörigen Druckkompensationsventils·
Das eine Ende der Speiseleitung L1 ist mit dem Einlaßanschluß 16 und das andere Ende mit einem Rückflußanschluß im unteren Endabschnitt des Ventilstapels verbunden. Die Speiseleitung LI durchquert der Reihe nach die Bohrungen 23 der drei Druckkompensationsventile· Zur Speiseleitung L1 gehören vordere und hintere Speiseleitungsarme 20 und 21 * die jeweils die Bohrungen 23 an axial auseinanderliegenden
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Zonen schneiden. Den hinteren Speiseleitungearm 21 eines jeden Steuerabschnittes 10 und 11 kann man als Seil der ▼orderen Speiseleitungsarme 20 der Steuerabschnitte 11 und 12 ansehen·
Der ijBffelstiel-steuerschleher 10 ist mit seinen Motoranechlüseen 27 und 28 an die l»pf- und stangenseitigen Enden des Löffelstielsylinders 14* angeschlossen. Der Löffelsteuerschieber 11 ist mit ähnlichen Hotoranschlüssen 27 und 28 mit den topf- und etangenseitigen Enden des Löffelzylinders 15* verbunden. Schließlich sind auch die Motoranschlüsse 27 und 28 des SchwingenSteuerschiebers mit dem stangenseitigen oder Hub-Ende und dem Kopfende des schwingeneylinder» 13* verbunden.
Das Druckmittel aus der Speiseleitung L1 erreicht den einen oder anderen Moteranschluß 27»28 eines jeden Steuerabschnittes bei entsprechender Betätigung des Schieberkolbens über einen Speisekanal mit einem vorderen Speisekanalarm 31t der die Bohrungen 23,24 des zugehörigen Steuerabschnittes durchquert. Jeder dieser Speisekanalarme tritt in die Bohrung 23 des Druckkompensationsventils in einer Zone ein, die von der Einmündung des vorderen Speiseleitungsarmes 20 entfernt ist und an der Seite liegt, die von der Einmündung des hinteren Speiseleitungsarmes 21 in die Bohrung 2'3 abgelegen ist.
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Der vordere Speisekanalarm Jt und ein zweiter hinterer Speisekanalarm4durchqueren die Bohrung 24 eines jeden Steuerabschnittes an axial auseinanderliegenden Zonen, die miteinander über üiafangsrinnen des Schieberkolbens 25 verbunden werden können, wenn man den Schieberkolben aus der Neutralstellung in eine der beidseitig der Heutralstellung liegenden Arbeitsstellungen verschiebt·
Der zweite oder hintere Speisekanalarm 33 eines jeden Ventilabschnittes führt über ein Rückschlagventil 34 zu einem U-förmigen Brtickenäänal 32. Dieser Brückenkanal 32 bildet praktisch einen dritten Arm des Speisekanals· Die beiden Schenkel des Brückenkanals 32 liegen neben den Motoranschlüssen und sind nach innen gerichtet, um sie selektiv mit den letzteren über die Bohrung 24 zu verbinden, wenn der Steuerschieber entsprechend betätigt wird«
Die in jedem Steuerabschnitt vorgesehenen Abfluökanäle schneiden der Bohrung 24 an Stellen, die außerhalb neben den Motoranschlüssen liegen, um ebenfalls selektiv mit den letzteren verbindbar zu sein, wenn man den Schieberkolben in der Bohrung 24 verschiebt.
Der Sohieberkolben 25 i» Steuerabechnitt 10 sorgt dafür, wenn man ihn gemäß Pig· 3 nach rechts in eine Einstich-
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etellung bringt, daß das Druckmittel vom Speiseleitungsarm 20 über die Speisekanalarme 31,33,32 und die Bohrung 24 zum Motoranschluß 27 strömt, welcher mit dem Kopfende des Löffelstielzylinders 14· verbunden ist. Hierdurch wird der Kolben im Zylinder 14' ausgefahren, so daß sich der Löffelstiel 14 nach unten bewegt· Sas am stangenseitigen Ende des Zylinders 14* abströmende Druckmittel tritt am Arbeitsanschluß 28 aus und erreicht den benachbarten Abflußkanal 30.
Es sollte noch erwähnt werden, daß das von der Pumpe kommende Druckmittel vom Einlaßanschluß 16 normalerweise über
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ein Entlastungsventil^^ einem mit dem Sammelbehälter verbundenen Nebenschluß 70 atrömt. Demzufolge muß die Betätigung irgendeines der Schieberkolben 25 in eine Arbeitsstellung zunächst bewirken, daß das Entlastungsventil geschlossen wird, bevor Druckmittel aus der Speiseleitung L1 in den vorderen Speisekanalarm 31 eintreten kann· Nachfolgend soll nun zunächst beschrieben werden, wie dieses Entlastungsventil arbeitet.
In allen fällen muß das zu irgendeinem Speisekesalam 31 strömende Druckmittel die Bohrung 23 des zugehörigen Druckkompensationevent ils 17 durchströmen·
Wie in der zuvor angeführten älteren deutschen Pateutan-
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meldung erläutert, arbeiten die Kolben 26 aller Druckkompensationsventile in Reihen-Parallelschaltung, so daß di· in Str&oungsrichtung vorn liegenden Steuerschieber bevorrechtigt werden. Wenn also der Schieberkolben 25 in irgendeine« Steuerabschnitt 10 oder 11 in der rechts liegenden Einstichstellung steht, nimmt der Kolben 26 des EUgehörigen Kompensationsventile 17 eine Stellung ein, in der der Druckmittelfluß durch den hinteren Speiseleitungsarm 21 zum Druckkompensationsventil des nachfolgenden Steuerabschnittes abgesperrt ist· Wenn nur der Löffelstiel-Steuerschieber 10 in eine Arbeitsstellung gebracht wurde, kann das von der Druckmittel quelle kommende Druckmittel nur zum Motoranschluß 27 des Löiχeistie1-SteuerSchiebers 10 und zum Kopfende des Löffelstiel-Zylinders 14' gelangen»
Wenn - wie Pig. 1 zeigt - die Schieberkolben aller Steuerschieber in der Neutralstellung stehen, werden die Kolben aller Druckkompensationsventile 17,18 und 19 in der geschlossenen Stellung gehalten, in denen der Durchfluß zwischen den vorderen Speiaekanalarmen 20 und den hinteren Speisekanalamen 21 unterbunden ist· Relativ starke Federn 39 in Druckkammern 42 an den rechten Enden der Kolben 26 sorgen dafür, daß die Kolben in der Schließstellung gehalten werden· Die linken Enden der Kolben 26 ragen in Druckkammern 41 hinein, die den Druck des eingespeisten Druckmittels
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im vorderen Speisekanalarm 31 empfangen· Zu diesem Zweck sind in den Kolben 26 ,Radialbohrungen 45 vorgesehen, über welche die Druckkammern 41 über die hohlen linken End teile der Kolben 26 mit den vorderen Speisekanalarmen 31 in Verbindung treten können.
Jeder der Druokkompensationskolben dient zur Regelung des Druckmitteldurchflusses zum vorderen Speisekanalarm 31 in Abhängigkeit von der Druckdifferenz suischen dem vorderen Speisekanalarm und dem zugehörigen hinteren Speisekanalarm 33· Wenn also irgendeiner der Schieberkolben 25 in einer Arbeltsstellung steht, wird der Kolben des zugehörigen Druckkompensationsventils in Abhängigkeit von Schwankungen des Druckabfalles am Schieberkolben oberhalb des zugehörigen lasthaltenden Rückschlagventils in solcher Richtung bewegt, daß der Druckabfall wieder hergestellt wird, welcher der gei-iünschten Arbeitsgeschwindigkeit entspricht. Hierdurch wird sichergestellt, daß der hydraulische Motor stets mit gleichförmiger Geschwindigkeit betätigt wird.
Zu diesem Zeitpunkt beaufschlagt der Druck des eingespeisten Druckmittels im vorderen Speisekanalarm 31 eine Fläche am linken Ende des Kolbens in der Druckkammer 41. Das rechte Ende des Kolben 26 steht unter einem Druck, der den Druck in dem hinteren Speisekanalarm 33 entsp?i@ht»
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Um den letzterwähnten Druck zu erzeugen, verbindet eine Leitung 47 den hinteren Speisekanalarm 33 eines jeden Ventilalsschnittes, mit der die Druckfeder 39 enthaltenden Druckkammer 42 des zugehörigen Druekkompensationsventile. Somit ist das in dieser Kammer 42 befindliche Ende dee Kolbens einer Rückstellkraft unterworfen, die sich mit der Belastung des gesteuerten Hydromotors ändert· Diese Rückstellkraft arbeitet der Kraft entgegen« die über den Speisekanalana 31 am linken Ende des Kolbens in der Kammer 41 ausgeübt wird·
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Druckkoapensationsventile 17 und 18 des ersten und zweiten Steuerabschnittes 10 und 11 mit "Überdruckventilen R1 und R2 versehen. Diese Überdruckventile haben die Aufgabe, die Drückkammern 42 der zugehörigen Druckkompensationeventile zu belüften, wenn die Drücke des rückgeführten Druckmittels einen zuvor festgelegten Grenzwert übersteigen. Zu diesem Zwecke ist in dem das rechte Ende der Bohrung 23 eines jeden der Steuerabschnitte 10 und 11 abschließenden Stopfens 44 ein Kanal 60 vorgesehen» Diese Kanäle 60 führen nach innen zu den Druckkammern 42. Die äußeren Enden der Kanäle 60 Bind über Leitungen 61 mit den zugehörigen Überdruckventilen RI und R2 verbunden. .
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Wenn also der Druck des riickgeftthrten Druckmittels in der Kammer 42 des Druekkompensationsventils 17 auf einen übermäßig hohen Wert τοη beispielsweise 175 atü ansteigt» öffnet das überdruckventil R1 und verbindet die Druckkammer 42 mit dem Sammelbehälter, um den Überdruck abzubauen· Sobald die Druckkammer 42 mit dem Überdruckventil R1 belüftet ist» bewirkt der Druck in der Kammer 41 am gegenüberliegenden Ende des Druokkompeneationsventils 17 eine solche Verschiebung des Solbens 26» daß sich ein Nebenschluß öffnet» der Speisefluß zum vorderen Speisekanalarm 31- aufhört und das eingespeiste Druckmittel zum Einlaß des Druckkompensationeventils 18 im Löffel-Steuerabschnitt 11 strömt.
Das Überdruckventil E2 in der mit Feder versehenen Druckkammer 42 des Löffel-Druckkompensationsventils 18 bewirkt in ähnlicher Weise eine Betätigung seines Kolbens 26» «n einen Kebenechluß su öffnen. Geschieht dies» hört der Zustrom zum vorderen Speisekanalarm 31 auf und es strömt das eingespeiste Druckmittel sum Einlaß des DruckkompensatlMisventils 19 des Schwingen-Steuerschiebers 12. Bei diesen Überdruckventil R2 ist jedoch vorzugsweise die Einstellung so vorgenommen» daß eine Vent Hoffnung erst auftritt» «nn der Druck des zurückgeführten Druckmittels in der «ugenöri« gen» mit Feder versehenen Druckkammer 42 einen Werf «r-
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reicht, der höher liegt als es der Überdruckeinstellung de» Ventils B.1 iHiim Iiöff elstie^Eruckkovpeneationaventll 17 entspricht. Beispielsweise kann hier an einen Auslusedruck von 205 attt gedacht «ein.
Die vorerwähnten Überdruckventile sind der Kernpunkt der vorliegenden Erfindung, da sie nicht nur die Möglichkeit geben, mit den zugehörigen Druckkoapeneationsventilen die Arbeitsgeschwindigkeit der Zylinder in Abhängigkeit von laetschwankungen zu regeln, sondern da β ie darüber hinaus auch noch als automatisch« Absperrventile für die nugehörigen Steuerabschnitte dienen« wenn die Arbeitsdrücke In den von ihnen gesteuerte» Zylindern zuvor festgelegte hohe Werte überschreiten· Dies heißt mit anderen Worten, daß ein Hehrsohieber-Steuerventilaggregat gemäß der vorerwähnten deutschen Patentanmeldung sich leicht so isawandeln läßt, daß es eine autonatlsche Baggerarbelt erlaubt, indem man lediglich für die alt federn versehenen Druckkammern der Löffelstiel- und Löffel-Konpensationsventile geeignete Überdruckventile vorsieht.
Wie die schematische Darstellung der Fig· 3 zeigt, beginnt der automatische Arbeitszyklus des Baggers, wenn sich Schwinge, Löffelstiel und Löffel in der ausgestreckten Stellung gemäß Pig. 2 befinden. Die Schieberkolben 25
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der drei Steuerabschnitte stehen in ihren rechts gelegenen Arbeitastellungen,um eine nach unten gerichtete Einstichbewegung des Löffelstiels, ein nach innen gerichtetes Anziehen des Löffels und ein Anheben der Schwinge zu bewirken·
Da die Kolben 26 der Druckkompensationsventile 17 und 18 entsprechend ihrer Reihenfolge bevorrechtigt sind, gelangt das Druckmittel zunächst nur in den Löffelstielzylinder 14S um den Arbeitszyklus durch die nach unten gerichtete Einstechbewegung des Löffelstiels zu beginnen· Die Einstechbewegung des Löffelstiels dauert so lange an, bis der Strömungsmitteldruck am sich auffüllenden Ende des Löffelstielzylinders 14', welcher auch in dem hinteren Speisekanalana 33 des Löffelstielsteuerschiebers 10 und in der die Feder enthaltenden Druckkammer 42 des zugehörigen Druckkömpensationsventiies 17 erfaßt wird, einen Druck von 175 atil erreicht und/oder überschreitet und das überdruckventil H1 anspricht·
Sobald ein solcher Lastdruck erreicht wird, kommt es zu einer Belüftung der mit Feder versehenen Druckkammer 42 über das Überdruckventil R1· Wegen der hierdurch bedingten vergrößerten Druckdifferenz an den Enden des Druckkompensationskolbens bewegt sich der letztere in die in Fig. 4
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gezeigte rechte Stellung, so daß der Ströraungsmittelzufluß zum Löffelstielzylinder 14* aufhört und das Druckmittel zum Einlaß des Druckkompensationsventils 18 für den Löffelsteuerschieber weitergeleitet wird«. Es ist zu beachten» daß der Schieberkolben 25 für den Löffelstielssylinder zu diesem Zeitpunkt in seiner "Einstech"-Stellung gehalten werden soll.
Das aus der Speiseleitung L1 kommende Druckmittel gelangt dann über den Schieberkolben des zweiten Steuerabschnittes 11 zum kopfseitigen Ende des Löffelzylinaers 15 \ um den Löffel in eine weniger wirksame Baggerstellung zu bringen« Normalerweise vermindert sich hierdurch die Belastung des Löffelzylinders 15 * in solchem HaSe9 daß der sich vermindernde Strömungsmitteldruck am linken Ende des Kolbens in der Druckkammer 41 des Lc5ffeistleldruclrkompensatlonoventils nicht mehr die Kraft der am Kolben angreifenden starken Feder 39 überwinden kann. Somit wird der Kolben 26 im Löffelstiel-Druckkompensationsventil von der Peder 39 nach links verschoben, um wiederum die Speiseleitung mit dem vorderen Spei3ekanalarm 31 des Löffelstielsteuerschlebers zu verbinden und den Zufluß zum Löffelsteuerschieber 11 zu unterbrechen. Auf diese Welse wird die Anzugsbewegung des Löffels unterbrochen und die Einstichbewegung des Löffelstiels wieder aufgenommen. .
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Sollte Bich beim Anziehen des Löffels der Einstichdruek nicht vermindern, öffnet das Überdruckventil R2t wenn der Druck am Kopfende des LSf felzylinders 15f· der auch in der mit Feder versehenen Druckkammer 42 des Druckkompensation s vent ils 18 erfaßt wird» einen zweiten zuvor festgelegten Wert von beispielsweise 205 atü erreicht. Ist dies der lall, wird der Kolben 26 des Löffel-Druckkompensationsventils in die rechte Crrenzstellung verschoben, so daß der Speieezufluß zum Löffelsylinder 15* aufhört und die Speiseleitung mit dem Einlaß des Druckkompensationsventils 19 für den Schwingensteuerschieber 12 verbunden wird· Hunmehr gelangt das Druckmittel nur noch sum Kopf- bzw· Hubende des Schwingenzylinders 13% damit sich die Schwinge soweit anhebt, daß die übermäßigen Arbeitsdrücke in den Löffel- und Löffelstiel-Zylindern vermindert werden.
Diese vorerwähnten Drücke sinken dann schnell auf Werte ab, bei denen die Federn 39 an den Kolben der Druckkompensationsventile 17,18 und 19 wieder in der Lage sind, die Kolben in ihre linken Stellungen zurückzuführen. Dies führt dann dazu, daß der Löffelstielzylinder 14* automatisch die Arbeit wieder aufnimmt, während die Löffel- und Schwingenzylinder inaktiv bleiben.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist erkennbar, daß der Baggersyklua der arbeitenden Bauelemente automatisch erfolgt,
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wenn auch ein vollständiger Arbeitszyklus ein mehrfaches Anziehen des BSffels und/oder Anheben der Schwinge heinhalten kannρ je nach der Art und der Dichte des auszubaggernden Bodens·
falls erwünscht, kann das Druckkompensationsventil 17 für ' den St euer sch !eher 10 mit einem zweiten Überdruckventil R3 versehen werden* das parallel zum Überdruckventil R1 liegt und einen geringeren Auslösedruck hat. Lediglich als Beispiel sei angegeben, daß das Überdruckventil R3 so eingestellt sein kann, daß es bei einem Druck von 195 atü öffnet.
Wenn zwei Überdruckventile R1 und R3 parallel zueinander und zur Druckkammer 42 des Druckkompensationsventlls 17 geschaltet sind, verbindet man mit den Auslässen der Überdruckventile' ein manuell bedienbares Umschaltventil 63, um wahlweise eines dieser beiden Ventile in Betrieb zu nehmen. Wenn auf diese Weise für das Druckkompensationeventil 17 ein hoher und ein niedriger Auslösewert zur Verfügung stehen« kann der den Bagger bedienende jeweils auswählen und die Einstellung verwenden, die für den jeweiligen Baggervorgang besonders geeignet ist.
Es ist auch ersichtlich, daß gewünsohtenfalls die Druck-
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kammern 40 der Druekkompensationsventile für die Löffelstiel- und Löffel-Steuerschieber 10 und 11 auch mit dem Einlaß eines gemeinsamen Überdruckventils verbunden werden können· Ebenfalls ist es möglich, getrennte Überdruckventile nit gleich großen Auslösewerten zu verwenden. Wenn in diesen Fällen is Hydrauliksystem beim Baggern eine Überlastung auftritt, welche ausreicht« um das gemeinsame Überdruckventil oder sämtliche getrennten Überdruckventile zu Öffnen« ergibt sich ebenfalls eine Abtrennung der Löffelstiel- und Löffel-Steuerschieber von der Speiseleitung und ein Anheben der Schwinge durch den zugehörigen Schwingenzylinder, so daß die Arbeltsdrücke vermindert werden.
Bin weiteres wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Steuerschieberanordnung liegt darin, dessen Einlaßabschnitt 65 mit einem Entlastungsventil 66 zu versehen. Hier wird ein Ventilkörper 63 mit geringer Kraft in die Schließstellung gedrückt· Diese in Schließrichtung wirkende Kraft liefert eine Feder 69* die ganz wesentlich schwächer ist als die starken Federn 39» die an den Diruckkompensationskolben angreifen·
Der Einlaß 16 der S teuer schieberanordnung befindet sich in dem einen Endabsohnitt 65 des Ventilaggregates. Dieser Einlaß 16 kann über einen ringförmigen Ventilsitz 71, der
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normalerweise von dem Ventilkörper 68 mittels der kleinen Kraft der Fedär 69 verschlossen gehalten wird, mit eine» zum Sammelbehälter führenden Nebenschluß 70 verbunden werden. Der Strömungsmitteldruck am Einlaß 16 übersteigt ständig die Öffnungskraft des seinen Ventilsitz 71 beaufschlagenden Ventilkörpers 68» Eine öffnung des Ventile 66 ist jedoch nur möglich, wenn sämtliche Steuerschieber 25 in den in Pig· 1 gezeigten Neutralstellungen stehen· Su diesem Zeitpunkt wird eine Druckkammer 72, in die das vom Sitz 71 abgelegene Ende des Ventilkörpers 68 hineinragt, über einen sum Sammelbehälter führenden Kanal 75 belüftet, w&cher der Reihe nach die Bohrungen 24 alles Schieberkolben 25 durchquert und von diesen Sohieberkolben 25 gesteuert wird.
Sofern man nur einen der Schieberkolben 25 geringfügig verschiebt» kommt es zu einer Absperrung des Sammelbehälterkanals 73, so daß das Druckmittel vom Einlaß in die Kamme? 72 eintritt. Sie Druckkammer 72 befindet sich hinter dem Ventilkörper 68, um dort eine Schließkraft auszuüben, die die Öffnungekraft übersteigt, welche von dem gleichen Druck sur gleichen Zeit sitzseltig aufgebracht wird* Die Druckkammer 72 kann mit dem Einlaß 16 in beliebiger Welse verbunden werden, beispielsweise mittels eines Axialkanals welcher durch den Ventilkörper In Längsrichtung hindurchführt.
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Die vorstehend beschriebene Steuerschieberanordnung läßt sich als Yentilaggregat mit freiem Durchfluß in der MIttelstellungun<i entsprechend ihrer Reihenfolge bevorrechtigten Kolbenschiehern ansprechen· Sie Bevorrechtigung der einseinen Steuerschieber beruht darauf, daß die DruckkompensationskoTben 26 so bemessen sind, daß sie das Druckmittel au den srngehSrige» Steuerahschnitten hindurchlassen und gleichseitig den Durchfluß isu in Strömungsrichtung nachgeschalteten Steuerabschnitten verhindern. Der freie Durchfluß in der Mittelstellung ergibt sich dadurch, daß der hintere Speiseleitungsarm 21 des letzten Steuerabschnittes 12 alt einem Rückflußanschluß 22 in dem unteren Endabschnitt H des Steuerschieberstapeis verbunden ist»
Bei der Steuerschieberanordnung gemäß Pig· 5 und 6 handelt es sich um eine parallelgeschaltete Steuerschieberanordnung mit abgesperrtem Durchfluß In Hittelstellung· Somit entspricht dieses Steuersshleheraggregat einer Anordnung, wie sie in Pig· 7 der vorerwähnten deutschen Patentam&eldnra& ? 22 52 772.6 dargestellt ist« Ton dem vorstehend beschriebenen bevorrechtigten Tentilaggregat mit freiem Durchfluß In der Mittelstellung unterscheidet es sich dadurch, daß der hintere Speiseleitungearm 21 des Schwingen-DrucklEompensationsventlls 19 im unteren Endabschnitt des Steuer-
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schleberstapeis abgesperrt ist« Die zugehörigen Druckkorapensationskolben 126 sind mit einer breiteren UHfangerinn e versehen, so daß sie nur den Zufluß des Bruckmitteis zu den zugehörigen vorderen Speisekanalaraen 31 unterbrechen können. Die Entlastungeventil-Druckkaimer 72 empfängt seinen Arbeitsdruck von dem vorderen Speiaekenalarm 31 eines jeden Steuerabschnittes» wenn in diesen der Sehieberkolben in eine Arbeltsstellung verschoben wird· Zu diesem letzterwähnten Zweck sind Steuerleitungen 173 vorgesehen.
Ein besonderes Merkmal der Steuerschieberanordnung gemäß Fig. 5 und 6 liegt darin, daß sie durch gleichzeitige Versorgung aller Zylinder eine EinetIchbewegung dee Löffelstiels, ein Anziehen des Löffels und ein Anheben der Schwinge bewirken kann. I1Qr eine solche Arbeitsweise kann es jedoch erforderlich sein, den Arbeitshub der Schieberkolben durch Anschläge 80 zu begrenzen« wie es in fig· 1 angedeutet ist. Auf diese Weise kann der Zufluß des Druckmittels zu den Löffel- und Schwingensylindern in bestimmter Größe dosiert werden·
Auch hier werden zur Einleitung eines Arbeitezyklueaee dl· Steuerschieber von Löffelstiel-, Löffel- und Schwingen-Steuerschiebern in die Einstich-Anzieh- und Hub-Stellungen
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betätigt. Die Antrlebssjlinder der vorerwähnten arbeitenden Bauelemente werden hierdurch wirksam, obwohl verständlicberveiee der Bruckeitteliufluß sum Luff el- und Hubsylinder so beschränkt sein kann, daß der Löffel nur langsam angesogen und die Schwinge nur langsam angehoben wird« während der Löffelstiel wesentlich schneller in Eineticbrichtung vorbewegt wird*
Sollte nun der Arbeitsdruck Im Löffelatielzylinder auf einen Wert ansteigen» der so groß 1st» daß er das Überdruckventil R1 dee Löfffelstiel-JJruckkoiapensationeventila 17 öffnet» wird der Kolben dee Ventile 17 in die rechte Grenzstellung bewegt, eo daß der liruckmittelaufluß zum Kopfende des LöffelBtieleylindera aufhört· (Fig. 6). Das Druckaittel fließt dann aber welter In dosierten Hangen su den Löffel- und Sohwingensylittdem« um dann automatisch sehr schnell die Arbeitsbelastung auf einen Wert ßu vermindern, bei dem der Kolben des Druokkoepensat ions ventil β 17 mit federkraft wieder in eine Stellung gelangt» bei der das eingespeiste Druckaittel sum Kopfende des Löffelstielzylindere strömen kann» so daß der Einstichvorgang mittels des Löffelstielee wieder aufgenommen wird.
Sie beschriebene Parallel-Steuerechieberanordnung l&ßt sich
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bei Frontladern verwenden, um während eines Arbeiteayklusaea automatisch die 3teueraylinder für Schwinge und Schaufel au bewegen. In diesem lalle wird die Schwinge für den Schaufelvorgang mit Ihr am Zylinder angehoben. Bas ihr sugeordnete IJrackkompensatlonsventll sohlieBt iaaer dann den ItaxckmlttelzufluS au» Schwingensyllnder» wenn der Arbeitadruck des Auelösewert des Überdruckventils für den Sohwlngen-Sruckkompensator übersteigt· Seven ein nachfolgendes Anziehen ubv Schaufel versindert sich der Arbeitadruck soweit« daß der Kolben des Sobwingen-Bruek« kompensatlonsventils in seine Ausgangsstellung aurückkehrt, damit nachfolgend der Hub- oder Schaufelvorgang mittels der Schwinge wieder aufgenommen wird·
Auch in diesem falle sollte der Huh des Steuerschiebers · für den Schaufel-Steuerschieber begrenst werden, um innerhalb des Arbeitsjsykluases ein langsames Ansieben der Schaufel su bewirken·
Aus der vorstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ist *u entnehmen, daß es durch die Erfindung mit einfachen und sehr billigen Steueraggregaten möglich wird« eine Anaabi von hydraulisch angetriebenen arbeitenden Bauelementen automatisch und koordiniert su betreiben·
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Claims (1)

  1. - 26 -Patentansprüche
    1. Steuereehieberanoränung für eise Hehrzahl von hydraulischen Motoren alt mindestens awei selektiv bedienbaren Steuerschiebern, die in der Arbeitsstellung mit ihren Sohieberkolben jeweils zugehörige Motoranschlußlcanäle und aus einer Bruckmittelquelle versorgte Speieefcanäle verbinden können, gekennzeichnet durch ein mit der von der Bruekmittelquelle (P) kommende Speiseleitung (ItI) und mit dem ersten Steuerschieber (10) verbundenes Umsteuerventil (17)» dessen Yentilkörper (26) durch den Strömungsmitteldruck im Motoranschlußkanal (2?) des ersten Steuerschiebers (10) in einer ersten Steuerstellung gehalten wird und die Speiseleitung (L1) mit dem Speisekanal (31) des ersten Steuerschiebers (10) verbindet und vom Speisekanal (31) des zweiten Steuerschiebers (11) abtrennt, aber bei Ansteigen des Druckes im HotoranschluBkanal (27) des ersten Steuerschiebers (10) über einen suvor festgelegten Druck hinaus in eine zweite Steuereteilung gebracht wird, in der die Verbindung swiaeaen Speiseleitung (£1) und Speisekanal (31) des ersten Steuerschiebers (10) unterbrochen und eine Verbindung swisohen der Speiseleitung (L1) und dem «weiten Steuerschieber (11) hergestellt wird.
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    2, Steuerschleberanordnung nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet* daß das Umsteuerrentil (17) eic» άβια Druck 1» MotoranschluSkanal (27) dee ersten Steuerechiebere (10) ausgesetzte Druckkammer (42) enthält, an die ein Überdruckventil (R1) angeschlossen 1st, das sich bei Überschreiten des zuvor festgelegten Druckse öffnet·
    3. Steuerschieberanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oberdruckventil (1) ein «weites auf einen abweichenden Druck eingestelltes Überdruckventil (R3) parallel geschaltet'1st und daß die Überdruckventile (R1,R2) mit einem umschaltventil (63) selektiv mit der Druckkammer (42) verbindbar sind.
    4· Steuerschieberanordnung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennsselehnet, daß das Umsteuerventli ein Druckkompensationsventil (17) ist, in dessen zwei gegensinnig wirkende Druckkaamern (41,42) voneinander getrennte Abschnitte des Ventilkörpers (26) als Kolben hineinragen, daß die eine Druckkammer (42) mit dem Hotoransohlußkanal (27) des ersten Steuerschiebers (10) verbunden ist und eine den Ventilkörper (26) in die erste Steuerstellung drückende Feder (39) enthalt , und daß die andere Druckkammer (41) über eine Leitungsverbindung (45) den Strö-
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    mungsmitteldruck im Speisekanal (31) des ersten Steuerschiebers (10) ausgesetzt ist, um den Ventilkörper (26) nach Abbau des Druckes In der erstegenannten Druckkammer (42) in die zweite Steuer stellung zu bewegen.
    5· Steuerschieberanordnung mit drei selektiv bedienbaren Steuerschiebern nach Anspruch 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß auch dem zweiten Steuerschieber (11) ein mit dem Speiseleitungsausgang des Umsteuerventils (17) des ersten Steuerschiebers (10) verbundenes ssweltes Umsteiierventll (18) zugeordnet ist, welches unterhalb eines zuvor festgelegten Druckes im Motoranschlußkanal (27) des zweiten Steuerschiebers (11) den letztgenannten Motoranschlußkanal (27) speist und nur oberhalb des zuvor festgelegten Druckes diese Speisung unterbricht und eine Speiseleitungsverbindung zum dritten Steuerschieber (12) herstellt,
    6· Steuerschieberanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zuvor festgelegte Überdruck für die Umschaltung des zweiten Umsteuerventils (18) höher liegt als der zuvor festgelegte Überdruck für die Umschaltung des ersten Umsteuerventils (17)·
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    7· Steuersehieberanordnung nach Anspruch 1 bis 6, für !Tieflöffelbagger, bestehend aus einer hydraulisch anhebbar en» am Baggerrahmen angelenkten Schwinge» einem hydraulisch absenkbaren, am freien Ende der Schwinge angelenkten Löffelstiel und einem hydraulisch unter dem Löffel anziehbaren, am freien Ende des Löffelstiels angelenkten Löffel, dadurch gekennzeichnet, daß den drei hydraulischen Hotoren (13',HS^1) drei selektiv bedienbare Steuerschieber (10,11,12) zugeordnet sind, von denen der Steuerschieber (11) des Löffels (15) nur bei einem Überdruck im Motoranschlußkanal (27) am Steuerschieber (10) des Löffelstiels (14) bei in der zweiten Steuerstellung stehendem Löffelstiel-Umschaltventil (17) und der Steuerschieber (12) der Schwinge (13) nur bei einem Überdruck im Motoranschlußkanal (27) am Steuerschieber (11) des Löffels (15) bei in der zweiten Steuerstellung stehendem Löffel-Umschaltventll (18) gespeist werden,
    8« Steuerschieberanordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckmittelquelle (P) und dem in Strömungsrichtung Vorn liegenden Steuerschieber (10) ein über Steuerleitungen (73) mit allen Steuerschiebern (10,11,12) verbundenes Entlastungsventil (66) angeordnet 1st, dessen Ventilkörper (68) bei in
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    Keutralstellung stehendem Steuerschiebern unter der Einwirkung des Einlaßdruclces die Speiseleitung (L1) mit dem Auslaß (70) verbindet und diese Verbindung ab· sperrt, sobald einer der Steuerschieber (10,11,12) in eine Arbeitsstellung bewegt wird.
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