DE3817218A1 - Hydraulisches steuersystem fuer einen hydraulikbagger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuersystem für einen Hydraulikbagger mit mehreren Druckmittelpumpen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei einem hydraulischen Steuersystem nach der DE-AS 16 34 790 vermeidet ein in einer Abflußleitung des Drehwerkes angeordnetes Umschaltventil, daß die Pumpe des Drehwerkes gegen den von der Pumpe der Hydraulikzylinder erzeugten Druck arbeiten muß. Das Umschaltventil wird bei einem bestimmten Differenzdruck umgeschaltet, wobei die Ursache der Druckdifferenz unterschiedlich sein kann. Bei diesem Steuersystem wird bei nicht geschaltetem Umschaltven­ til der Drehmotor sowohl auf der Zulaufseite als auch auf der Ablaufseite gleichzeitig mit hohem Druck beaufschlagt, was sich nachteilig auf die Lebensdauer des Drehmotors auswirkt.

Bei Hydraulikbaggern mit einer Dreikreishydraulik werden üblicherweise zwei Pumpen für die Arbeitswerkzeuge und ein separater Kreis für das Drehwerk benutzt. Die dem Drehwerk zugeordnete Pumpe läuft außer bei Betätigung des Drehwerkes leer mit. Da getrennte und unterschiedliche Regelcharakteristiken notwendig sind, ist diese Dreikreishydraulik insoweit unterschiedlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Hydrauliksystem für einen Hydraulikbagger so zu gestalten, daß ein gezieltes Umschalten der Pumpe des Drehwerkes zum System der Hydraulik-Arbeitszylinder mit geringem Aufwand möglich ist. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Pumpen haben erfindungsgemäß einen gleichen Regler, der für den Betrieb mit dem Grenzlastventil geeignet ist: Bei großem Druckabfall an der Drosselstelle des Grenzlastventiles stellen sich die Pumpen auf die große Fördermenge ein. Es führt vom Wechselventil des Drehwerks-Steuerschiebers eine Leitung zu einem Hilfsventil zwischen der Verstellung der Drehwerks-Pumpe und einem Grenzlastventil, das mit der Verstellung der Pumpe über eine Steuerleitung verbunden ist.

Wenn vom Baggerführer der Steuerschieber des Drehwerkes betätigt wird, wird über eine Steuerleitung auch das Hilfsventil betätigt, und die Verstellung der Drehwerks-Pumpe wird von dem Grenzlastventil getrennt. Der jetzt wirksame Steuerdruck veranlaßt das Einstellen der Drehwerks-Pumpe auf die volle Fördermenge. Solange das Drehwerk noch nicht in der Lage ist, die volle Fördermenge seiner Pumpe aufzunehmen, erfolgt eine Begrenzung der Fördermenge über sein Druckschaltventil, durch das der Steuerdruck in der Steuerleitung vermindert wird. Dieser Steuerdruck beeinflußt die Pumpenverstellung zur Reduzierung der Fördermenge der Pumpe. Bei Mehraufnahme des Drehwerkes erfolgt eine entsprechende Änderung der Verstellung bis zur vollen Fördermenge der Pumpe.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Steuersystems lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• - es können für das Drehwerk wie auch die Arbeitswerkzeuge identische Pumpen und Steuerblöcke verwendet werden, d. h. die Pumpen sind gleich und tauschbar, und aufgrund der größeren Serienstückzahl werden die Pumpen und Steuerblöcke kostengünstiger;
• - drei Bewegungen, z. B. Ausleger, Stiel, Löffel können unabhängig und mit vollem Druck durchgeführt werden;
• - die Förderleistung der Pumpe für das Drehwerk kann - bei Nichtbetätigung des Drehwerkes - für die anderen Arbeitswerk­ zeuge genutzt werden und läuft nicht leer mit;
• - der Drehwerkspumpe steht ein konstanter Druck von etwa 300 bar zur Verfügung, so daß eine hohe Beschleunigung erreichbar ist;
• - gegenüber herkömmlichen, vergleichbaren Hydraulikbaggern ist eine Verringerung des Treibstoffverbrauches von etwa 20% erreichbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden erläutert.

Der Hydraulikbagger wird von seinem Baggerführer über die Steuerknüppel der Steuerkästen A und B bedient. Beim Betätigen des Steuerknüppels A wird das Steuersignal über gestrichelt gezeichnete Leitungen zum Verstellen eines Drehwerks-Steuerschiebers 6 aufgegriffen und auch seinem Wechselventil 6 a zugeführt. Von diesem erhält ein Hilfsventil 10 über eine Leitung 18 ein Signal und schaltet so eine Verbindung zu einem Regler 5 der Pumpe 2 von einem Grenzlastventil 11 auf den konstanten Ausgangsdruck um. Dieser wird durch ein Stauventil 14 bestimmt.

Die Arbeitspumpen 1, 1 a und 1 b versorgen über Ventile 8, 8 a und 8 b die Arbeitszylinder 9, 9 a und 9 b über ihre Leitungen 16, 16 a und 16 b mit Druckmittel. Die Drehwerks-Pumpe 2 versorgt über eine Leitung 17 und dem Drehwerks-Steuerschieber 6 vor allem das Drehwerk 7 mit Druckmittel. Solange der Steuerschieber 6 nicht betätigt wird, versorgt die Pumpe 2 zusätzlich über einen oder mehrere Zylinder-Steuerschieber 8′, den Arbeitszylinder 8′ oder die anderen Arbeitszylinder 9 bis 9 b mit weiterem Druckmittel. Vom Rückschlagventil 8 a des Drehwerks-Steuerschiebers 6 führt die Leitung 18 zu dem Hilfsventil 10, das in einer Leitung 21 zwischen einem Grenzlastventil 11 und der Verstellung der Pumpe 2 angeordnet ist. Zwischen den Leitungen 21 und 17 ist ein Druckzuschaltventil 13 angeordnet; gleich Druckschlagventile 12, 12 a und 12 b sind zwischen den Leitungen 16, 16 a und 16 b und der Leitung 20 angeordnet, von der die Verstellungen 4, 4 a und 4 b über Abzweigleitungen 20′ angesteuert werden. Die Verstellungen 4, 4 a und 4 b steuern die Arbeitspumpen 1, 1 a und 1 b der Arbeitszylinder 9, 9 a und 9 b.

Eine Pilotpumpe 3 versorgt das Grenzlastventil 11 mit Druckmittel und führt weiter über ein Stauventil 14 zum Tank 15, zu dem auch die Abläufe der Ventile 8′, 8, 8 a und 8 b führen.

Die Pumpen 1, 1 a und 1 b sind übliche Haupt-Arbeitspumpen, von denen bei Baggern mit vielseitigen Einsatzmöglichkeiten mehrere vorhanden sind. Die Pumpen 1, 1 a, 1 b und 2 haben die gleichen Verstellungen 4, 4 a, 4 b und 5, die für den Betrieb mit dem Grenzlastventil 11 geeignet sind. Bei großem Druckabfall in dem Grenzlastventil 11 stellen sich die Pumpen 1, 1 a, 1 b und 2 auf große Fördermengen ein. Wenn das Drehwerk 7 betätigt wird, wird über die Leitung 18 und das Hilfsventil 10 die Verstellung 5 der Pumpe 2 von dem Grenzlastreglerventil 11 getrennt. Danach wird die Verstellung 5 der Pumpe 2 über das umgestellte Hilfsventil 10 über die Leitungen 21 und 22 mit dem konstanten Druck des Stauventiles 14 beaufschlagt. Durch diesen höheren Druck schwenkt die Drehwerks-Pumpe 2 über ihre Verstellung 5 auf volle Fördermenge um. Es steht damit für den Kreislauf des Drehwerkes 7 die volle Fördermenge der Pumpe 2 zur Verfügung; sie wird durch das Druckzuschaltventil 13 jedoch auf die jeweils benötigte Menge begrenzt.

Wird das Drehwerk 7 über den Steuerschieber 6 nicht mit Druckmittel versorgt, kann die hydraulische Leistung über das nachgeschaltete Ventil 8′ für den Arbeitszylinder 9′ oder einen anderen Verbraucher genutzt werden, wobei das Hilfsventil 10 wieder für die entsprechende Funktion der Verstellungen 5 sorgt.

Claims (2)

1. Hydraulisches Steuersystem für einen Hydraulikbagger mit mehreren Druckmittelpumpen, von denen mindestens eine dem Drehwerk des Baggers und die übrigen den sonstigen Verbrauchern wie Fahrwerken und den zur Betätigung der Arbeitswerkzeuge dienenden hydraulischen Zylindern zugeordnet sind, wobei die Verbindungen zwischen den Pumpen und Verbrauchern durch Steuerschieber hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl dem Drehwerk wie auch den Arbeitswerkzeugen und Fahrwerken Druckmittelpumpen (1, 1 a, 1 b, 2) mit gleicher Verstellcharakteristik zugeordnet sind, wobei die Druckmittelpumpen durch eine Feder auf kleinem Schwenkwinkel gehalten werden und durch einen von einem Grenzlastventil (11) erzeugten Steuerdruck gegen die Federkraft ausgeschwenkt werden, wobei das Grenzlastventil (11) von einer als Meßpumpe arbeitenden Pilotpumpe (3) mit Steueröl versorgt wird und hierdurch einen von der Drehzahl des Antriebsmotores abhängigen Steuerdruck erzeugt, wobei bei zunehmender Drehzahl des Antriebsmotores der Steuerdruck steigt, die Druckmittelpumpen (1, 1 a, 1 b, 2) ausschwenken und somit die Fördermengen zunehmen, daß ferner jeder Druckmittelpumpe (1, 1 a, 1 b, 2) ein Druckzuschaltventil (12, 12 a, 12 b, 13) zugeordnet ist, mit dem der vom Grenzlastventil (11) erzeugte Steuerdruck für jede Druckmittelpumpe (1, 1 a, 1 b, 2) einzeln zum Tank hin drucklos geschaltet wird, wenn der Arbeitsdruck der zugehörigen Pumpe in der Leitung (16, 16 a, 16 b, 17) den am Druckzuschaltventil (12, 12 a, 12 b, 13) als maximalen Arbeitsdruck eingestellten Druckwert überschreitet, und hierdurch die Druckmittelpumpe (1, 1 a, 1 b, 2) infolge der Federkraft solange zurückschwenkt und die Fördermenge verringert, bis der Arbeitsdruck den eingestellten Druckwert wieder unterschreitet, daß weiterhin in dem Regelkreis der dem Drehkranz zugeordneten Druckmittelpumpe (2) ein Hilfsventil (10) vorgesehen ist, das bei Betätigung des Schwenkantriebes diese Druckmittelpumpen (2) vom Grenzlastventil (11) trennt und mit einem konstanten Steuerdruck beaufschlagt, der die Druckmittelpumpe (2) auf den größten Schwenkwinkel und somit auf größte Fördermenge einstellt, und daß das Druckventil (13) bewirkt, daß die Druckmittelpumpe (2) den Drehantrieb (7) während der Drehbeschleunigungsphase mit gerade soviel Drucköl mit vorgegebenem Druck versorgt, wie der Drehantrieb in Abhängigkeit seiner Drehzahl benötigt, so daß die Restleistung des Antriebsmotores von den Druckmittelpumpen (1, 1 a, 1 b) für die übrigen Verbraucher nutzbar ist.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Pilotpumpe (3) eine Leitung (19) über das Grenzlastventil (11) zu einem Stauventil (14) und weiter zu einem Tank (15) führt.