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VORflICHTUNG AN FÜR HEBEN BZW. SENKEN EINES SCHWENKBAREN FAHREFHAUSES
VORGESEHENEN HYDRAULZYLINDERN Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung
an solchen Hydraulzylindern, die vorgesehen sind ein schwenkbares Fahrer*-haus so
zu heben bzw. zu senken, daß bei gehobenen Fahrerhaus der Motor des Fahrzeuges zugänglich
ist.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung betrifft, genauer bestimmt, Hydraulzylinder
der vorgenannten Art, bei denen die mit dem Zylinder zusammenwirkende Pumpe arbeiten
muß, um die Senkbewegung zu ermöglichen.
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Mach beendeter Senkbewegung des Fahrerhauses soll es auf einer federnden
Unterstützung zur Ruhelage kommen. Es wurden verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen,
um zu verhüten, daß der Hydraulzylinder auf die Abwärtsfederungsbewegung des Fahrerhauses
hindernd einwirkt.
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Nach der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Hubkolben
im Zylinder in unterster Lage nicht nur druckentlastet, sondern auch ausgekuppelt,
so daß er auch bei ar beiden Enden festmontiertem Hydraulikzylinderdem Fahrerhaus
bei dessen
Schwingbewegungen während des Fahrens folgen kann.
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Eine Art, dieses Problem zu lösen, war bisher z. B. die, daß dem Hydraulikzylinder
an einem oder beiden Enden ein gewisses Spiel gegeben wurde Bei einer anderen Art
wurden komplizierte mechanische Auskupplungsvorrichtungen angeordnet.
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Die Vorrichtung nach der vorliegenden.Erfindung löst dieses Problem
mit Hilfe eines Differentialventilkolbens, der als ein Ruckschlagventil ausgebildet
und vorgesehen ist, mit einem Kanalsystem im Hydraulikzylinder derart zusammenzuwirken,
daß bei Einwärts- und Auswärtsbewegungen des Hubkolbens denen er durch Schwingungen
des Fahrerhauses ausgesetzt wird, öl von der Senkseite an einem Ansaugventil vorüber
in die Ilubseite des Zylinders hineingesaugt wirda wenn der Kolben sich nach außen
bewegt, und bei Einwärtsbewegung des Kolbens das Öl am Differentialkolben vorüber
zur Pumpe zurückgesaugt wird.
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Der eventuelle Mengenunterschied zwischen der Hub- und Senkseite wird
durch einen blfluß durch die offene Hubleitung von der Pumpe kompensiert, wenn der
Umsteller auf Senklage eingestellt ist.
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Das Fahrerhaus erhält hierdurch volle Flexibilität-seiner Federung,
ohne daß die Hydraulik zusätzlichen Beanspruchungen ausgesetzt wird.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in denen Fig. 1 ein Lastwagen-Fahrerhaus
mit einem Hydraulzylinder zum Heben und Senken des Fahrerhauses zeigt; Fig. 2 den
Schaltplan f-ür einen Hydraulikzylinder nach der Erfindung mit zugehörigem Regler
zeigt, Fig. 3 ein Schnitt (längs A-A in Fig. 4) des doppeltwirkenden, in Fig. 2
gezeigten Hydraulikzylinders ist, Fig. 4 ein Schnitt längs der Linie B-B in Fig.
3 ist, und Fig. 5 ein Schnitt längs der Linie C-C in Fig. 3 ist.
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Das LKW-Fahrerhaus in Fig. 1 ist mit 1 bezeichnet und um eine Achse
2 drehbar, um die auch ein Hubarm 3 drehbar angeordnet ist. Das eine Ende 4 des
Hubarmes 3 ist zwischen Schenkeln 5 und 6 eines U-förmigen Bügels 7, der mit dem
Fahrerhaus 1 fest verbunden ist, angeordnet. Zwischen dem Hubarm 3 und dem Rahmen
8 des LKW ist ein Hydraulikzylinder angeordnet, dessen Zylinderteil 10 mit einer
Halteöse lOA versehen ist, die im Rahmen 8 drehbar angeordnet ist. Der Kolbenteil
11 der Hydraulikzylinder ist mit dem Hubarm 3 drehbar verbunden.
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Das Fahrerhaus 1 ruht in abgesenkter Lage (Fahrlage) auf federnden
Stutzen (nicht gezeigt) auf dem Rahmen 8 des LKW.
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Bei herkömmlichen Konstruktionen dieser Art war man, um ein Federn
des Fahrerhauses zu ermöglichen, gezwungen, zwischen den Schenkeln 5 und 6 des Bügels
7 und dem Hubarmende 4 einen Spielraum zu lassen, der in Beziehung zum Rahmen 8
unveränderlich war. Man hat, wie bereits erwähnt, auch andere Auswege versucht,
z. B. mechanische Auskupplungsvorrichtungen für die Verbindung des Hydraulikzylinders
mit dem Fahrerhaus.
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Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtungen ist an
und für sich bekannt. Zwecks Verdeutlichung der erfilldungsgemäßen Vorrichtung und
ihres funktionsmäßigen Zusammenhanges wird jedoch nachstehend eine kurze Beschreibung
gegeben.
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Wenn das Fahrerhaus in Fig. 1 gehoben werden soll, wird, in der Regel
mit einer Handpumpe (nicht gezeigt), öl zum Zylinder 9 gepumpt. Hierbei wird anfangs
der Hubarm 3 aufwärts geschwenkt, so daß sein Ende 4 den Schenkel 5 (oder einen
entsprechenden Zapfen) aufwärts preßt. Das Fahrerhaus 1 wird dabei gehoben und schwenkt
um seine Achse 2. Nach einem gewissen Schwenkungswinkel A befindet sich der Schwerpunkt
13 des Fahrerhauses in gerader Linie über der Achse 2. Danach trägt das eigene Gewicht
des Fahrerhauses dazu bei, es in seine Endlage zu schwenken (mit dem Schwerpunkt
13 ganz rechts in Fig. 1). Das Hubarmende 4, das bei fruheren Konstruktionen zwischen
den Schenkeln 5 und 6 angeordnet war und zwischen diesen pendeltev liegt bei
der
Vorrichtung nach der Erfindung fest zwischen diesen Schenkeln (oder lagert auf einem
Zapfen), aber das Drehmoment, das das Fahrerhaus auf den Hubarm ausübt, ändert die
Richtung, wenn der Schwerpunkt 13 des Fahrerhaus es seine höchste Lage passiert
hat.
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en das Fahrerhaus zurückgeschwenkt werden soll, wird die Pumprichtung
umgesteuert, so däß der Kolben in den Zylinder hineingedrückt wird. Dabei nimmt
er den Hubarm 3 mit sich und zieht damit auch das Fahrerhaus an der labilen Gleichz,ewichtslage
des Fahrerhauses, wenn der Schwerpunkt 13 sich in gerader Linie über der Achse 2
befindet, vorüber. Das Fahrerhaus ist danach bestrebt, durch sein eigenes GevJicht
längs dem Winkel A zurückzusinken. Um den Senkverlauf unter Kontrolle zu haben,
wurde früher im lIydraulzylinder ein Rückschlagventil angeordnet, das so arbeitete,
daß, Senken des Fahrerhauses vorausgesetzt, gleichzeitig Druckmittel zum.
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Zylinder gepumpt wurde. Die Senkbewegung hat somit fotgesetztes Pumpen
vorausgesetzt. Wenn dieses Pumpen aufhört, war der Kolben im Zylinder fixiert, solange
kein erneutes Pumpen erfolgte. Auch frühere Konstruktionen dieser Art waren unter
Berücksichtigung dessen ausgeführt, daß es für eine mit-Konstruktionen dieser Art
nicht näher vertraute Person naheliegt, das Pumpen abzubrechen, sobald das Fahrerhaus
auf seiner federnden Unterlage ruht. Es wurden verschiedene Sicherheitsanordnungen
getroffen um zu verhindern, daß der
Hydraulikzylinder beim Federn
des Fahrerhauses während der Fahrt sozusagen in die Klemme kommt. Einige dieser
Anordnungen haben zufriedenstellend gearbeitet, jedoch war z. B. das Spiel, das
zwischen den Schenkeln 5 und 6 vorausgesetzt wurde, ein Nachteil. Außer den vorgenannten
mechanischen Auskupplungen wurden hydraulische Anordnungen angewendet, um den Hydraulikzylinder
von seiner Einwirkung auf das Fahrerhaus in Zusammenhang mit dessen Federn mehr
oder weniger zu befreien.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung hat die Aufgabe, dieses Problem
zu lösen. Fig, 2 zeigt einen IIydraulzylinder nach der Erfindung und die Art seiner
Kopplung an einen Umsteller 14 mit einer Hublage 15 und einer kombinierten Senk-
und Federlage 16.
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äußerlich ungleich gegenüber früheren bekannten Konstruktionen dieser
Art ist die Halteöse für den Kolbenteil 11. Bei herkömrnlichen Konstruktionen ist
diese Halteöse gewöhnlich länglich mit einem gewissen Spiel (und den Ungelegenheiten,
die ein solches Spiel mit sich bringt). Nach der Erfindung ist dieses unnötig, so
daß eine gewöhnliche Lagerung rund um einen runden Zapfen mit einem Minimum an Spiel
möglich ist.
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Die vorstehenden Ausführungen mögen als motiviert angesehen werden,
um die Problemstellung, die der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zugrunde
gelegen hat-, zu verdeutlichen. Fig. 3-5 zeigen einen Hydraulikzylinder mit einem
Zylinderteil 10 und einem Kolbenteil 11. In der gezeigten Ausführungsform
ist
an dem einen Ende des Zylinderteiles 10 ein Differentialkolben 17 für Zusammenwirken
mit einem gedrosselten Ölkanal 18 sowie einem Führungskolben 19 angeordnet. Der
Differentialkolben 17 wird von einer Feder 20 betätigt, die bestrebt ist, den Kolben
17, dessen eines Ende als. konisches Ventil ausgebildet ist, in. dichtende Anlage
gegen die Drosselung 18 zu bringen. Eine zweite Feder 21 ist.bestrebt, den Führungskolben
19 in Richtung von dieser Drosselung des Kanales 18 wegzuführen. Der Führungskolben
19 ist mit einem in Verlängerung des Karales 18 dichtenden Kolben 22 verbunden.
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Der Umsteller 14 (15, 1G) ist auf eine Weise angeordnet, wie sie nI
deutlichsten aus Fig. 2 hervorgeht. Der Anschluß an die Hubsei e ist mit 25, und
der,Anschluß an die Senkseite mit 26 bezeif'!net. In der Zylinderwandung 10 ist
ein Loch für Auskupplung 211 angeordnet und steht über einen Überlaufkanal 27 in
Verbindung mit dem federbelasteten Rückschlagventil 23 (in der Zeichnung als ein
Kugelventil dargestellt).
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Diese Vorrichtung arbeitet wie folgt: Wenn das Fahrerhaus gehoben
werden soll, wird das Drucköl zur Hubseite des Zylinders (rechter Teil in Fig. 3
und 4) am konischen Teil des Differentialkolbens 17 vorüber gepumpt. Das Öl kommt
hierbeiavon oben in Fig. 3, und der Druck bewirkt, daß der Kolben 17 gegen die Wirkung
der Feder 20 rückwärts gedrückt wird. Der Hubkolben 11 wird hierbei nach links in
Fig. 3
und 4 gepreßt, bis er das Auskupplungsloch 24 in der Zylinderwandung
10 passiert. Der öldruck wird nun durch den Uberlaufkanal 27 zur Rückseite des Differentialkolbens
17 (der nach unten gerichtete Teil in Fig. 3) durchgelassen und drückt diesen nach
vorn gegen den Sitz 18. Bei der fortgesetzten Hebung fungiert der Differentialkolben
17 als ein Rückschlagventil und behindert hierdurch ein Zurücksinken des Hubkolbens
ungeachtet welche Lage dem Umsteller 14 (16, 15) gegeben wird.
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Durch den Umstand, daß während des Siebens des Fahrerhauses beide
Seiten des Differentialkolbens demselben Druck ausgesetzt werden, wird die Packung
des Differentialkolbens geschont, was wesentlich zu einer Frhöhung seiner Funktionssicherheit
beiträgt. Wenn das Fahrerhaus gesenkt werden soll, wird das Drucköl durch den Anschluß
26 zur Rückseite des Führungskolbens 19, 22 (obere Fläche in Fig. 3) und zur Senkseite
des Zylinders gepumpt. Wenn ein bestimmter Druck erreicht wird, wird der Führungskolben
19 nach unten in Fig. 3 gedrückt und drückt dabei den Differentialkolben 17 nach
unten, so daß der Kanal 18 geöffnet wird, und der Hubkolben 11 sinkt (in Fig. 3
und 4 sich nach rechts bewegt). Wenn der Hubkolben soweit gekommen ist, daß er das
Auskupelungsloch.24 passiert hat, hört die Wirkung des öldruckes auf die Rückseite
des Differentialkolbens 17 (untere Fläche in Fig. 3) auf, und durch den öldruck
auf die obere Seite des Differentialkolbens öffnet er den Kanal 18 völlig. Dies
bewirkt, daß der Hubkolben 11 ohne Widerstand sinken (in Fig. 3 und 4 zu seiner
rechten Lage gehen) kann.
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Wenn nun das Fahrerhaus in seincr abgesenkten Lage auf seiner Federungseinrichtung
schwingt, wird der Hubkolben Einwärts-und Auswärtsbewegungen ausgesetzt, bietet
jedoch keinen nennenswerten Widerstand. Bei der Auslsärtsbewegung wird öl von der
Senkseite am Ansaugventil 23 vorüber in die Hubseite des Zylinders gesaugt. Bei
der Einwärtsbewegung wird öl am Differentialkolben 17 vorüber zur Pumpe zurückgedrückt.
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Di.e Mengendifferenz zwischen der lIub- und Senkseite wird, wie bereits
erwähnt, durch die offene Hubleitung von der Pumpe kompensiert, wenn das Pumpventil
in Senklage steht.
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Bei praktischer Anwendung, wenn das Fahrerhaus während der Fahrt starlc
scharingt, und die Bewegungsf,r,quenz des Hubkolbens hoch ist, kann das öl aufgrund
von Drosselungen in der Leitung nicht schnell genug durch die Hubleitung gesaugt
werden, um die Mengendifferenz zu kompensieren. Dabei entsteht im Zylinder ein Vakuum,
das jedoch, sobald die Kolbenbewegungen aufhören oder langsam werden, ausgefüllt
wird.