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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem hydraulischen Steuersystem
für Fahrzeuge nach der Gattung des Ilauptanspruchs. Es ist schon ein hydraulisches
Steuersystem für Fahrzeuge bekannt (US-PS 3 165 113), bei der eine einzige Pumpe
über ein Speicherladeventil eine hydrostatische Lenkeinrichtung in einer Ausführung
als offener Kreislauf sowie einen als geschlossenen Kreislauf mit Speicher ausgebildeten
Bremskreis mit Druckmittel versorgt. Diese Bauart hat den Nachteil, daß sie sich
außer den genannten Verbrauchern nicht für zusätzliche Verbraucher eignet, bei denen
Druck und Verbrauchsnienge infolge unterschiedlicher Belastungen stark schwanken.
Dies gilt vor allem dann, wenn zudem ein guter Wirkungsgrad des Systems erreicht
werden soll. Bei der bekannten Bauart wird fernerhin ein aufwendiges Spezialventil
verwendet, da das Speicherladeventil zusätzlich die Funktion eines Stromregelventils
ausüben muß. Zusätzlich ist am Spezialventil der Energiespeicher angeordnet. Gerade
bei Ackerschleppern mit mehreren Verbrauchern, an welche die unterschiedlichsten
Anforderungen gestellt werden, ist eine optimale Ausnutzung des Systems kaum möglich.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße hydraulische Steuersystem
für Fahrzeuge mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber
den Vorteil, daß es sich für ein System eignet, bei dem neben Verbrauchern, die
vorteilhaft in einem offenen Kreislauf arbeiten und solchen Verbrauchern, die vorteilhaft
in einem geschlossenen Kreislauf arbeiten auch für solche Verbraucher eignet, die
entsprechend ihrer Betriebseharakteristik wahlweise an den einen oder den anderen
Kreislauf angeschlossen werden müssen, um eine optimale Energieversorgung zu erreichen.
Dabei wird zusätzlich sichergestellt, daß die Funktion der in den geschlossenen
Kreislauf geschalteten, zweiten Verbraucher stets gewährleistet ist.
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Auf diese Weise können Verbraucher mit den verschiedensten Anforderungen
hinsichtlich Druck und Menge in ein System mit nur einer Pumpe geschaltet werden
und es kann dabei ein guter Wirkungsgrad erreicht werden. Zudem ist von Vorteil,
daß sich das System mit handelsüblichen Ventilen verwirklichen läßt und dabei billig
baut. Auch vermeidet es Energieverluste, wie sie bei der Verwendung von Stromregelventilen
auftreten.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Steuersystem
möglich, die vor allem ein Aufladen des Energiespeichers bei möglichst vielen Betriebsbedingungen
sicherstellen. Äußerst vorteilhaft läßt sich das System einsetæen, wenn als dritter
Verbraucher die Pflugregeleinrichtung eines Ackerschleppers vorgesehen wird, um
für die eigentliche Regelung des Pfluges eine kleine Menge bei konstantem Versorgungsdruck
und beim Ausheben des Pfluges eine große Menge mit abhängig von der jeweiligen Last
stark schwankendem Druck zur Verfügung zu stellen.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
anhand einer Figur dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein hydraulisches Steuersystem für einen Ackerschlepper
in vereinfachter Darstellung.
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Beschreibung der Erfinclung In der Figur ist das Steuersystem mit
10 bezeichnet. Es hat eine Pumpe 11, die Druckmittel über eine Saugleitung 12 aus
einem Behalter 13 saugt und über eine Druckleitung 14 zu einem ersten Anschluß 15
eines Speicherladeventils 16 fördert. Von einem
zweiten Anschluß
17 des Ladeventils 16 führt eine zweite Druckleitung 18 zu einem ersten Anschluß
19 eines Umschaltventils 21, dessen zweiter Anschluß 22 über eine dritte Druckleitung
23 mit dem Anschluß 24 eines hyiropneumatischen Energiespeichers 25 verbunden ist.
Das Ladeventil 16 hat einen dritten Anschluß 2G, Vo dem eine Urnlaufleitung 27 zu
einem ersten Verbraucher 28 führt, der hier als Frontladeeinrichtung für einen Ackerschlepper
ausgeführt ist und ein 4/3-Wegeventil 29 mit zugeordneten Arbeitszylindern 31 aufweist.
Das Ladeventil 16 hat ein von einer Feder 32 in Richtung. Ausgangsstellung 33 belastetes
Steuerglied 34, das in der Ausgangsstellung 33 den ersten (15) mit dem zweiten Anschluß
17 verbindet und den dritten Anschluß 26 blockiert. Vor Druck in der zweiten Ducltitung
18 wird das Steuerglied 34 über eine Steuerleitung 35 in Richtung einer Arbeitsstellung
36 belastet, in der es alle drei Anschlüsse 15, 17, 26 miteinander verbindet. In
die zweite Druckleitung 18 ist ein das Umschaltventil 21 absicherndes Rückschlagventil
37 geschaltet. Ferner ist parallel zum Umschaltventil 21 ein zweites, den Speicher
25 absicherndes Rückschlagventil 38 in eine Leitung 39 geschaltet, welche die zweite
(18) und dritte Druckleitung 23 miteinander verbindet. Von der dritten Druckleitung
23 führt eine Versorgungsleitung 41 zu zweite Verbrauchern 42, die hier als ein
4/3-Wegeventil 43 mit Zylinder 44 für eine Fahrersitz-Verstellung sowie als ein
4/3-Wegeventil 45 mit Zylinder 46 für eine Differentialsperre im Ackerschlepper
ausgebildet sind. Von einem dritten Anschluß 47 des Umschaltventils 21 führt eine
Arbeitsleitung 48 zu einem dritten Verbraucher, der hier vereinfacht als Pflugregeleinrichtung
49 des Ackerschleppers dargestellt ist. Das Umschaltventil 21 hat einen Steuerkörper
51, der vom Druck des Speichers 25 in Richtung einer ersten Stellung 52 belastet
ist, in der er alle Anschlüsse 19, 22, 47 miteinander verbindet und von einer Feder
53 in Richtung einer zweiten Stellung 54 belastet wird, in der er den ersten (19)
und dritten Anschluß 47 miteinander verbindet und den zweiten Anschluß 22 blockiert.
Somit ist das dem ersten Verbraucher 28 zugeordnete Wegeventil 29 für offenen Kreislauf
(open center) ausgebildet. Die Wegeventile 43, 45 für die zweiten Verbraucher 42
sowie
die Wegeventile für den dritten Verbraucher 9 sind in einer Ausführung für geschlossenen
Kreislauf (closed center) ausgebildet. Die I'flugregeleinrichtung 49 hat ein Regelventil
55, das einen Kraftheber 56 steuert und das von einer Handsteuerung 57, einem kraftabhängigen
Regelgestänge 58 sowie von einem lageabhängigen Regelgestänge 59 beeinflußbar ist.
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Die Wirkungsweise des Steuersystems 10 ist wie folgt: Ist das System
10 noch drucklos, so befindet sich das Steuerglied 34 des Ladeventils 16 in der
gezeichneten Ausgangsstellung 33 und der Steuerkörper 51 des Umschaltventils 21
in seiner zweiten Stellung 54. Beginnt die Pumpe 11 zu fördern, so strömt Druckmittel
über die erste und zweite Druckleitung 14, 18, die Leitung 39 mit Rückschlagventil
38 und die dritte Druckleitung 23 in den Speicher 25 und ladet ihn auf. Wird dabei
ein vorbestimmter Schaltdruck überschritten, so drückt er den Steuerkörper 51 in
seine zweite Stellung 52. 'arnit wird die Verbindung vom Speicher 25 zur Pflugregeleinrichtung
49 über das Umschaltventil 21 aufgesteuert. Nun steigt der Druck weiter, bis er
schließlich den Abschaltdruck des Speichers 25 und damit den maximalen Betriebsdruck
des Systems 10 erreicht, der beträchtlich höher liegt als der Schaltdruck des Umschaltventils
21. Ist dies der Fall, so steuert das Speicherladeventil 16 um in Arbeitsstellung
36. Während das erste Rückschlagventil 37 den Speicher 25 absichert, wird die Pumpe
11 dabei vom Ladeventil 16 über die Umlaufleitung 27 und das Wegeventil 29 des ersten
Verbrauchers 28 zum Behälter 13 entlastet.
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Der erste Verbraucher 28 kann nach dem Laden des Speichers 25 jederzeit
mit Hilfe des Wegeventils 29 betätigt werden, um eine Arbeitsfunktion auszuführen.
Da bei diesem Frontlader (28) infolge der unterschiedlichen Lasten die auftretenden
Drücke stark schwanken und meist große Mengen notwendig sind, arbeitet der erste
Verbraucher vorteilhaft in einem System mit offenem Kreislauf.
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Nach dem Laden des Speichers 25 kann gleichzeitig mit der Betätigung
der erwähnten Arbeitsfunktion oder nacheinander eine Hilfsfunktion im Ackerschlepper
gesteuert werden, indem mit dem Wegeventil 43 und Zylinder 44 ein Fab@ersit verstellt
wird oder mit
dem Zylinder 46 eine Diffrentialspere eingelegt wird.
Selbst wenn infolge von Betätigungen der ersten (28) oder dritten Verbraucher 49
der Druck im System sinken sollte und dabei den vorgegebenen Schaltdruck unterschreitet,
sperrt das Umschaltventil 21 und das zweite Rückschlagventil 38 den Speicher 25
rechtzeitig ab und sichert auf jeden Fall die Ausführung einer oder mehrerer Hilfsfunktionen
mit einem zweiten Verbraucher 42.
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Zusätzlich zu den ersten (28) und zweiten Verbrauchern 42 wird auch
die Pfl.,gregeleinrichtung 49 mit Druckmittel versorgt. Werden von der Pflugregeleinrichtung
9 nur reine Regelvorgänge durchgeführt um den Pflug z.B. ireringfügig zu heben oder
zu senken, so bedarf es hierzu nur einer relativ geringen Leistung. Die erforderliche
Energie kann der geladene Speicher 25 zur Verfügung stellen) wobei Druckmittel von
ihm über das in seiner ersten Stellung 52 befindliche Umschaltventil 21 und die
Arbeitsleitung 48 zur Pflugregeleinrichtung 49 strömt. Währenddessen kann die Pumpe
11 über das in Arbeitsstellung 36 befindliche Steuerglied 34, die UmlauRleitung
und das Wegeventil 29 ungehindert in den Behälter 13 fördern nach Art eines offenen
Kreislaufs. Der Speicher 25 ist seiner Größe nach so ausgelegt, daß er neben den
Hilfsfunktionen der zweiten Verbraucher 42 auch den dritten Verbraucher 49 bei solchem
geringen Leistungsbedarf mit Druckmittel versorgen kann. Tritt dagegen bei der Pflugregeleinrichtung
49 beim Ausheben des Pfluges am Feldrand mittels Handsteuerung 57 ein großer Leistungsbedarf
auf, so sinkt der Druck in der Arbeitsleitung 48 und damit auch der Druck in der
Steuerleitung 35 unter den Abschaltdruck. Das Ladeventil 16 nimmt dadurch seine
Ausgangsstellung 33 ein und blockirt nun den dritten Anschluß 26. Die volle Fördermenge
der Pumpe 11 steht somit - wenn die zweiten Verbraucher 42 gerade nicht betätigt
werden - für das schnelle Ausheben des Pfluges zur Verfügung. Bei dieser Stellung
des Ladeventils 16 wird somit ein geschlossener Kreislauf (closed center) für den
dritten Verbraucher 49 erreicht. Sinkt dabei der Druck am Ausgang der Pumpe 11 aus
irgendwelchen Gründen noch weiter ab und unterschreitet dabei den chaltdruck, so
steuert das Umschaltventil in seine zweite Stellung 54 und blockiert den zweiten
Anschluß 22.
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Der Schaltdruck ist so hoch gewh7t, daß für die Durchführung von Hilfsfunktionen
mit den zweiten Verbrauchern 42 immer noch ausreichend Energie für einige Schaltspiele
zur Verfügung steht.
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Ein Laden des Speichers 25 unterhalb des Schaltdruckes kann von der
Pumpe 11 aus jederzeit über das Rückschlagventil 38 erfolgen, während der Pflug
selbst bei niederem Druck rasch ausgehoben wird. Ein Laden des Speichers 25 findet
natürlich in Arbeitsstellung 36 des Ladeventils 16 auch dann statt, wenn der Betriebsdruck
des ersten Verbrauchers 28 höher liegt als der augenblickliche Druck des Speichers
-25. Mit vorliegendem Steuersystem 10 können demnach eine Reihe von Verbrauchern,
an welche hinsichtlich Druck und Menge des erforderlichen Druckmittelstroms stark
unterschiedliche Anforderungen gestellt werden, optimal mit Druckmittel versorgt
werden, um einen für das gesamte System 10 möglichst günstigen Wirkungsgrad zu erzielen
und trotzdem eine einfache Bauweise des Systems zu erreichen. Darüber hinaus wird
die Funktion der zweiten Verbraucher 42 stets sichergestellt.
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Selbstverständlich ist das Steuersystem 10 nicht auf die gezeigte
Ausführungsform beschränkt. So können mit dem ersten, zweiten und dritten Verbraucher
auch andere Arbeitsfunktionen mit hohem Leistungsbedarf, Hilfsrutionen mit geringerem
Leistungsbedarf und sonstige Funktionen mit gemischtem Leistungsbedarf eines Ackerschleppers
durchgeführt werden. Auch ist das Steuersystem auf andere Fahrzeuge anwendbar, bei
denen ähnliche Verhältnisse vorliegen.