DE3239952A1

DE3239952A1 - Hydraulische einrichtung zur hubwerksregelung

Info

Publication number: DE3239952A1
Application number: DE19823239952
Authority: DE
Inventors: Günther 7141 Möglingen Schwerin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-10-28
Filing date: 1982-10-28
Publication date: 1984-05-03
Also published as: IT1171780B; FR2535151B1; IT8323419A0; FR2535151A1

Description

R. 18161

25.10.1982 My/Pi

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Hydraulische Einrichtung zur Hubwerksregelung Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Einrichtung zur Hubwerksregelung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solche Einrichtung aus der EP-A1 000^35^· Gekannt, hei der die vollhydraulisch arbeitende Hubwerksregelung für einen Schlepper mit einer hydraulischen Endabschaltung ausgerüstet ist. Zu diesem Zweck ist in einem. als Vollbrückenschaltung ausgebildeten Steuerkreis ein von einem Kraftheber betätigbares Schaltventil angeordnet, das bei einem vorbestimmten Grenzhub des Hubwerks die Entlastung des Steuerkreises zum Tank unterbricht. Nachteilig hierbei ist, daß das Schaltventil in einer von beiden Istwertgebern für Lage und Zugkraft zum Tank führenden, gemeinsamen Ablaufleitung liegt. Diese Schaltung für die Endabschaltung führt dazu, daß das Regelventil Undefiniert in Richtung Senken verstellt wird und nicht zwangsläufig seine neutralst ellung findet. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß die Endabschaltung wegen der notwendigerweise kleinen Drosseln in der Brücke zu langsam arbeitet und deshalb der mit beträchtlichen Kräften arbeitende Hubmechanismus des

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Krafthebers gegen einen mechanischen Anschlag fährt, was jedoch vermieden verden soll. Zudem kann es bei dieser Einrichtung zur Hubwerksregelung vorkommen, daß die Schaltvorgänge während der Endabschaltung zu langsam ablaufen und das den Kraftheber steuernde Wegeventil, das in einem Regelkreis liegt, festdrosselt. Dabei arbeitet dann die Einrichtung gegen Lastdruck, ohne daß sich der Kraftheber selbst bewegt.

Ferner ist aus der DE-AS 12"UU 363 eine hydraulische Einrichtung zur Hubwerksregelung bei einem Schlepper bekannt, die mit einem mechanisch betätigten, vorgesteuerten Regelventil sowie mit einer hydraulischen Endabschaltung arbeitet. Für die Endabschaltung wird hier bereits ein Dreiwege-Zweistellungs-Schaltventil verwendet, das in den hydraulischen Steuerkreis eines Hauptventils geschaltet ist. Nachteilig bei dieser Einrichtung ist, daß es sich nicht für eine vollhydraulisch arbeitende Hubwerks-Regeleinrichtung eignet, da der Vorsteuerschieber des Regelventils mechanisch betätigt wird. Zudem ist der Hauptsteuerschieber aus seiner Grundstellung heraus durch Steuerdruckmittel nur in einer Richtung auslenkbar.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße hydraulische Einrichtung zur Hubwerksregelung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie eine sicher und schnell arbeitende Endauslösung erlaubt. Zwischen den Steueranschlüssen des Regelventils wird ein Druckausgleich gesteuert, so daß der Steuerschieber garantiert seine Neutralstellung findet. Zudem kommt sie mit relativ geringem Aufwand hinsichtlich

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Verschaltungsaufwand und kleinem Leistungsbedarf aus. Vor allem aber wird die Gefahr, daß das in einem Regelkreis liegende Regelventil festdrosseln könnte, erheblich verringert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus der Zeichnung in Verbindung mit der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine hydraulische Einrichtung zur Hubwerksregelung bei einem Schlepper in vereinfachter Darstellung und Figur 2 einen Teil der Einrichtung nach Figur 1 mit .bei Endauslösung betätigtem Schaltventil und einem teilweisen Längsschnitt des nach Stellung Senken ausgelenkten Wegeventils.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur 1 zeigt eine Einrichtung 10 zur Hubwerksregelung bei einem Schlepper und weist einen hydraulischen Arbeitskreis 11 sowie einen hydraulischen Steuerkreis 12 zur rein hydraulischen Signalverarbeitung auf.

Zum hydraulischen Arbeitskreis 11 gehören eine Pumpe 13, ein als Regelventil arbeitendes 3/3-Wegeventil lh, sowie ein von letzterem gesteuerter Kraftheber 15. Das Wegeventil ]k hat einen Steuerschieber 16, der von Federn 17 in einer Neutralstellung 18 zentriert wird. Durch Druckbeauf-

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schlagung in einem ersten Steueranschluß 19 ist der Steuerschieber 16 entgegen der Kraft der Feder in eine Hebenstellung 21 auslenkbar. Entsprechend wird "bei Druckbeaufschlagung eines zweiten Steueranschlusses 22 der Steuerschieber 16 in eine Senkenstellung 23 verstellt. Der Kraftheber 15 betätigt in an sich bekannter Weise einen Hubarm 2U, der an einem nicht näher gezeichneten, üblichen Dreipunktgestänge eines Schleppers angreift.

Der hydraulische Steuerkreis 12 wird von einer Steuerpumpe 25 mit Druckmittel versorgt und weist zur Signalverarbeitung eine Vollbrücke auf, in der ein erster (26) sowie ein zweiter Brückenzweig 27 parallel von der Steuerpumpe 25 zu einem Tank 28 geführt sind. In jedem Brückenzweig 26, 27 liegt als Festwiderstand eine erste Drosselstelle 29 bzw. 31 sowie in Serie dazu jeweils eine zweite, verstellbare Drosselstelle 32 bzw. 33. Die zweite Drosselstelle 32 im ersten Brückenzweig 26 arbeitet als Sollwertgeber für die Hubwerks-Regeleinrichtung 10. Die verstellbare Drosselstelle 33 im zweiten Brückenzweig 27 arbeitet als Istwertgeber. Sie ist zu diesem Zweck über ein mechanisches Gestänge 3^- mit einem Geber 35 gekoppelt, der von der Lage des Hubarms 2h abhängige Signale erzeugt. Das Wegeventil 1U ist mit seinen Steueranschlüssen 19, 22 in die Diagonale 38 der Vollbrücke geschaltet. Der Druck P1 am Mittendruckabgriff 36 zwischen den beiden Drosselstellen 29, 32 im ersten Brückenzweig 26 wirkt somit im ersten Steueranschluß 19· In entsprechender Weise kann der Druck P2 am Mittendruckabgriff 37 zwischen den beiden Drosselstellen 31, 33 im zweiten Brü.ckenzweig über einen Abschnitt der Brückendiagonale 38 im zweiten Steueranschluß 22 wirken.

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In dem hydraulischen Steuerkreis 12 ist ferner zur hydraulischen Endabschaltung ein 3/2-Schaltventil Ui angeordnet, das im wesentlichen parallel zur Brückendiagonale 38 geschaltet ist. Das Schaltventil kl hat einen ersten Anschluß k2, der mit dem ersten Steueranschluß 1° und somit auch mit dem Mittendruckabgriff 36 in Verbindung steht. In die zum ersten Anschluß k2 hin führende Leitung k3 ist ein erstes Rückschlagventil kk geschaltet, das zum ersten Anschluß h2 hin öffnet. Ein zweiter Anschluß U5 des Schaltventils kl ist über eine zweite Leitung kS mit dem zweiten Steueranschluß 22 verbunden. Ein dritter Anschluß UT des Schaltventils k\ hat über eine dritte Leitung k8 Verbindung mit dem Mittendruckabgriff 37. Außerdem ist in dem Teil der Brückendiagonale 38 zwischen dem Mittendruckabgriff 37 und dem zweiten Steueranschluß 22 ein zu letzterem hin öffenendes, zweites Rückschlagventil k9 geschaltet.

Das Schaltventil Ui nimmt in einem Gehäuse 51 ein als Kolbenschieber ausgebildetes Schließglied 52 auf. Das Schließglied 52 wird von einer Feder 53 in einer Ausgangsstellung gehalten, in der es den ersten Anschluß k2 blockiert und den zweiten Anschluß U 5 mit dem dritten Anschluß kj verbindet. Das Schließglied 52 ist durch einen mit dem Hubarm 2H fest verbundenen Anschlag 5^· gegen die Kraft der Feder 53 in eine Arbeitsstellung auslenkbar, in welcher der erste Anschluß k2 mit dem zweiten Anschluß U 5 verbunden ist, 'während der dritte Anschluß U7 hydraulisch blockiert wird, wie dies Figur 2 näher zeigt.

Die Wirkungsweise der hydraulischen Einrichtung 10 wird wie folgt erläutert:

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Es sei davon ausgegangen, daß sich die hydraulische Hubwerks-Regeleinrichtung 10 im Gleichgewicht befindet, wobei der an die zweite Drosselstelle 33 zurückgemeldete Istwert dem eingestellten Sollwert an der Verstelldrossel 32 entspricht. Die Drücke P1 und P2 sind gleich groß und der Steuerschieber 16 des Wegeventils 1U wird von seinen Federn 17 in der Neutralstellung 18 zentriert, in der er den Kraftheber 15 hydraulisch blockiert.

Wird nun zum Heben die zweite Drosselstelle 32 für den Sollwert verkleinert, so steigt der Druck P1, der auch im ersten Steueranschluß 19 wirksam wird und drückt'den Steuerschieber des Wegeventils in seine Hebenstellung 21. Von der Pumpe 13 gefördertes Druckmittel fließt über das Wegeventil 1 U zum Kraftheber 15, der den Hubarm 2k weiter hebt. Es sei nun angenommen, daß der an der Drosselstelle 32 eingestellte Sollwert größer ist, als es der obersten Lageposition des Hubarms 2k entspricht, wobei dann die hydraulische Endabschaltung wirksam wird. Nähert sich der Hubarm 2k dieser obersten Lageposition, so kommt der Anschlag 5^- am Schließglied 52 des Schaltventils U1 zur Anlage und bewegt schließlich dieses aus der gezeichneten Ausgangsstellung heraus gegen die Kraft der Feder 53 in seine Arbeitsstellung. Dabei bewegt der Anschlag 5^ das Schließglied 52 so lange nach links - bezogen auf Figur 1 - bis es die Verbindung vom ersten Anschluß ^2 zum zweiten Anschluß ^5 aufsteuert. Ist dies der Fall, so kann der gegenüber dem Druck P2 höhere Druck P1 sich über die Leitung ^3, das Rückschlagventil kk, die vom Schließglied 52 auf gesteuerte Verbindung zwischen den Anschlüssen k2, k'5 und die zweite Leitung k6 im zweiten Anschluß 22 aufbauen., Zugleich blockiert das Schließglied 52 den dritten Anschluß Uj, so daß sich der höhere Druck P1 weder über das Schaltventil k\ noch über das sperrende, zweite Rückschlagventil kg zum Mittendruckabgriff 37 im zweiten Brückenzweig 27 hin ab-

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"bauen kann. In den Steueranschlüssen 1 9 ₅ 22 wird somit ein Druckausgleich hergestellt, so daß die Federn 17 den Steuerschieber 16 in Richtung Neutralstellung 18 verstellen. Der Hebenvorgang hört damit auf·. Diese hydraulische Endabschaltung wird immer garantiert, da der Steuerschieber 16 so -weder in Hebenstellung 21 bleiben noch in die Senkenstellung 23 gelangen kann. Es vird somit auf jeden Fall verhindert, daß der Hubarm 2k gegen seinen mechanischen Anschlag fährt.

Das Schließglied 52 bleibt solange in seiner gedrückten Arbeitsstellung, -wie der Kraftheber 15 und damit der Hubarm 2k in der obersten Lageposition bleiben. Um aus dieser obersten Lageposition herauszukommen, muß der Steuerschieber des Wegeventils 1U in seine Senkenstellung 23 gebracht werden. Dies kann dadurch geschehen, daß die zweite Drosselstelle für den Sollwert weiter geöffnet wird und damit der Druck P1 sinkt. Diesselbe Linksbewegung des Steuerschiebers 16 in Richtung Senkenstellung ergibt sich auch, wenn die zweite Drosselstelle 33 für den Istwert verkleinert und damit der Druck P2 erhöht wird. In jedem Fall wird hierbei der Druck P2 im Mittendruckabgriff 37 größer als der D.ruck P1 im ersten Brückenzweig 26. Während sich das Schließglied 52 noch in seiner gedrückten Arbeitsstellung befindet und den dritten Anschluß^ im Schaltventil !+1 blockiert, kann sich der höhere Druck P2 vom Mittendruckabgriff 37 über einen Abschnitt der Brückendiagonale 38 mit dem sich öffnenden zweiten Rückschlagventil k-9 im zweiten Steueranschluß 22 des Wegeventils Ik aufbauen. Dabei verhindert das erste Rückschlagventil kk in der ersten Leitung k3» daß sich der höhere Druck P2 zum Mittendruckabgriff 36 im ersten Brückenzweig 26 hin abbauen kann. Der Druck P2 wird deshalb den Steuerschieber des Wegeventils Ik in seine Senkenstellung 23 auslenken, wie dies die Figur 2 zeigt. Bei dem nun ablaufenden Senkenvorgang des

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Hubarms 2k entfernt sich der Anschlag 5k vom Schließglied 52, das durch die Kraftwirkung der Feder 53 in seine Ausgangsstellung zurückgeschoben wird. Die Figur 2 zeigt den Beginn dieses Senkenvorgangs bei noch in Arbeitsstellung gedrücktem Schließglied 52 des Schaltventils U1. Der Senkenvorgang wird dann beendet, wenn der an der Verstelldrossel 32 vorgegebene Sollwert mit dem an der zweiten Verstelldrossel 33 zurückgemeldeten Istwert übereinstimmt. Damit ist dann die in Figur 1 gezeichnete Ausgangssituation wieder erreicht. Unabhängig von der hydraulischen Endabschaltung kann somit mit Hilfe des Wegeventils 1^ die Lage des Hubarmes 2k gemäß den Signalen am Sollwertgeber 32 geregelt werden.

Bei vorliegender Einrichtung 10 läßt sich somit durch die besondere Anordnung eines 3/2-Schaltvenitls hl sowie zweier Rückschlagventile kk, k9 im wesentlichen parallel zur Brükkendiagonale 38 eines Steuerkreises 12 eine hydraulische Endabschaltung erreichen, bei der der Schieber 16 des Wegeventils 1k mit Sicherheit seine Neutralstellung 18 findet. Zudem baut die hydraulische Einrichtung 10 mit Endabschaltung relativ einfach und kommt ganz ohne Leistungsverluste aus.

Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Einrichtung 10 möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So können die Ist- und Sollwertgeber in den Brückenzweigen auch vertauscht angeordnet werden. Anstelle der Festwiderstände 29, 31 können auch variable Drosselstellen treten. Die gezeigte Lageregelung kann auch mit anderen Regelungsarten kombiniert oder ganz von diesen ersetzt sein. Im Rahmen der bei Brückenschaltungen möglichen Vielfalt bezüglich der Anordnung von Istwertgebern, Sollwertgebern und Festwiderständen sind auch andere Ausführungsformen denkbar, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen.

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Α/Λ Leerseite

Claims

ε.: ι y

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

Π . J Hydraulische Einrichtung zur Hubwerksregelunng bei Schleppern, Mähdreschern und dergleichen, mit einem ein Wegeventil und einen Kraftheber aufweisenden hydraulischen Arbeitskreis und einem hydraulischen Steuerkreis zur hydraulischen Signalverarbeitung, mit in den Steuerkreis geschalteten Istvert- und Sollwertgebern sowie mit zusätzlichen Drosselstellen zur Ausbildung des Steuerkreises als Brückenschaltung, in deren Diagonale das in zwei Richtungen druckbetätigbare Wegeventil mit seinem ersten und zweiten Steueranschluß geschaltet ist und mit Mitteln zur hydraulischen Endabschaltung, wenn das Hubwerk einen vorbestimmten Grenzhub erreicht, wozu in dem Steuerkreis ein vom Kraftheber betätigbares Schaltventil liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil als 3Wege-2Stellungs-Ventil (^-1) ausgebildet ist, dessen erster Anschluß (U2) mit dem ersten Steueranschluß (19) und dessen zweiter Anschluß (1*5) mit dem zweiten Steueranschluß (22) verbunden sind, während der dritte Anschluß (^T) mit dem Mittendruckabgriff (3T) zwischen zwei in Serie liegenden Drosselstellen (31, 33) eines Brückenzweiges (27) verbunden ist, daß dem ersten Anschluß (^2) ein zu letzterem hin öffnendes, erstes Rückschlagventil (UH)

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vorgeschaltet ist und in die Diagonale (38) zwischen Mit-

tendrucka"bgriff (37) und zweiten Steueranschluß (22) ein

zu letzterem hin öffnendes, zweites Rückschlagventil (1+9) geschaltet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventil (U1) ein von einer Feder (53) in Ausgangsstellung gehaltenes Schließglied (52) aufweist, das in der Ausgangsstellung (Figur 1) den ersten Anschluß (1+2) absperrt und den zweiten (1+5) mit dem dritten Anschluß (!+T) verbindet, in ausgelenkter Arbeitsstellung (Figur 2) bei hydraulischer Endabschaltung den dritten Anschluß {hj ) blockiert und den ersten (1+2) mit dem zweiten Anschluß (1+5) verbindet.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis (12) als Vollbrücke ausgebildet ist und in jedem Brückenzweig (26, 27) stromaufwärts der Diagonale (38) die anderen Drosselstellen (29, 31) als Festwiderstände und stromabwärts der Diagonale (38) jeweils die Geber für Ist- und Sollwert als Verstelldrossel (32, 33) ausgebildet sind.

k. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (16) des Wegeventils ( 11+) bei erhöhtem Druck im ersten Steueranschluß (19) eine Hebenstellung (21) und bei erhöhtem Druck im zweiten Steueranschluß (ΐβ) eine Senkenstellung (23) einnimmt .

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