DE4416228A1 - Hydraulische Anlage für ein mobiles Arbeitsgerät, insbesondere für einen Radlader - Google Patents
Hydraulische Anlage für ein mobiles Arbeitsgerät, insbesondere für einen RadladerInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Anlage, die für
ein mobiles Arbeitsgerät, insbesondere für einen Radlader ver
wendet wird und die die Merkmale aus dem Oberbegriff des An
spruchs 1 aufweist.
Aus der DE 39 09 205 C1 ist es bekannt, die Nickschwingungen von
Radladern, die insbesondere bei gefüllter Ladeschaufel und höhe
rer Fahrgeschwindigkeit auftreten, mit einem Dämpfungssystem zu
dämpfen, das Bestandteil der hydraulischen Anlage des Radladers
ist. Zur Schwingungsdämpfung sind die im allgemeinen zwei
hydraulischen Liftzylinder zum Heben und Senken der Ladeschaufel
über ein Absperrventil an einen Hydrospeicher anschließbar, der
von einer Hydropumpe über eine Fülleitung aufgeladen werden
kann. Das zwischen dem Hydrospeicher und den Liftzylindern ange
ordnete Absperrventil ist geschlossen, solange mit der Lade
schaufel gearbeitet wird, und kann vom Fahrer oder automatisch
geöffnet werden, sobald beim Fahren Nickschwingungen auftreten
oder sobald die Fahrgeschwindigkeit über einem bestimmten Wert
von z. B. 6 km/h liegt. Zu einer hydraulischen Steueranordnung
eines Radladers gehören, wie dies auch die DE 39 09 205 C1
zeigt, mehrere Wegeventile, von denen eines dazu dient, um zum
Heben und Senken der Ladeschaufel die Liftzylinder mit Druckmit
tel zu versorgen. Nach der DE 39 09 205 C1 besitzt dieses Wege
ventil auch eine Schaltstellung, in der die beiden Druckräume
jedes Liftzylinders mit dem Tank verbunden sind. In dieser
Schaltstellung des Wegeventils liegt die Ladeschaufel mit ihrem
Gewicht auf dem Boden auf und kann zur Planierung über diesen
gezogen oder geschoben werden. Sie schwimmt gleichsam auf dem
Boden, weshalb die betreffende Schaltstellung des Wegeventils
auch als die Schaltstellung "schwimmen" bezeichnet wird. Die
Funktion "Schwimmen" kann, wie dies der DE 41 29 509 A1 entnehm
bar ist, auch durch ein zusätzliches Wegeventil realisiert wer
den, das in einer Schaltstellung die beiden Druckräume jedes
Liftzylinders miteinander und mit Tank verbindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische
Steueranordnung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des An
spruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß eine kompakte und platzspa
rende Bauweise möglich ist, daß der Verrohrungsaufwand verrin
gert wird und daß die Herstellung kostengünstig sein kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine hydraulische An
lage gelöst, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs
1 aufweist und bei der gemäß dem kennzeichnenden Teil dieses An
spruchs das Absperrventil derart in das Wegeventil, über das die
beiden Druckräume des Hydraulikzylinders getrennt mit Druck be
aufschlagbar und/oder gemeinsam mit dem Tank verbindbar sind,
integriert ist, daß der Hydrospeicher und der erste Druckraum
des Hydrozylinders über den Steuerschieber des Wegeventils mit
einander verbindbar sind. Bei einer erfindungsgemäßen hydrauli
schen Anlage ist also neben den Wegeventilen nicht auch noch ein
zusätzliches Absperrventil vorhanden. Vielmehr erfüllt eines der
Wegeventile auch die Funktion des Absperrventils. Damit wird der
Aufwand für die Verrohrung geringer, die Bauweise ist kompakt
und platzsparend, und die Kosten sind reduziert.
Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen hydrauli
schen Anlage kann man den Unteransprüchen entnehmen.
So wird gemäß Anspruch 2 während einer Verbindung des ersten
Druckraums mit dem Hydrospeicher gleichzeitig der zweite Druck
raum mit dem Tank verbunden. Somit kann im zweiten Druckraum
kein Unterdruck entstehen und der Kolben des Hydrozylinders kann
kavitationsfrei schwingen.
Gemäß Anspruch 3 sind in Übereinstimmung mit der hydraulischen
Anlage nach der DE 41 29 509 A1 ein erstes Wegeventil, über das
die beiden Druckräume des Hydrozylinders wechselweise mit einer
Hydropumpe und mit dem Tank verbindbar sind, und ein zweites We
geventil vorhanden, über das die beiden Druckräume gemeinsam mit
dem Tank verbindbar sind, durch das also die Funktion
"Schwimmen" realisierbar ist. Vorteilhafterweise ist nun das Ab
sperrventil in das zweite Wegeventil integriert, weil dann keine
vierte Schaltstellung für das erste Wegeventil notwendig ist.
Gemäß Anspruch 4 kann nicht nur die Verbindung des ersten Druck
raums des Hydrozylinders mit dem Hydrospeicher, sondern auch die
Verbindung des zweiten Druckraums mit dem Tank durch eine Betä
tigung des zweiten Wegeventils hergestellt werden. Sieht man
einmal von einem eventuellen Vorsteuerventil für das zweite We
geventil ab, so muß also außer diesem Wegeventil kein weiteres
Wegeventil für die Funktion "Dämpfen" der hydraulischen Anlage
betätigt werden.
Gemäß Anspruch 5 sind für das zweite Wegeventil und ein weiteres
Wegeventil, die benachbarte Sektionen eines Ventilblocks bilden,
im wesentlichen gleich ausgebildete Ventilgehäuse verwendet.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen
Anlage ist in der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Zeichnung
wird die Erfindung nun näher erläutert.
In der Zeichnung erkennt man ein erstes Wegeventil 10 und ein
zweites Wegeventil 11, die unmittelbar benachbarte Sektionen ei
nes Ventilblocks 12 bilden, zu dem noch weitere nicht näher dar
gestellte Wegeventilsektionen gehören. Das Wegeventil 10 dient
dazu, um zwei parallel zueinander geschaltete Liftzylinder zu
betätigen und über diese die Ladeschaufel eines Radladers zu he
ben und zu senken. Jeder Liftzylinder 13 enthält in einem Zylin
dergehäuse 14 einen eine Kolbenstange 16 aufweisenden Kolben 15,
der das Innere des Gehäuses 14 in einen kolbenstangenseitigen,
ringförmigen Druckraum 17 und in einen kolbenstangenabseitigen
Druckraum 18 aufteilt. Die kolbenstangenseitigen Druckräume 17
der Liftzylinder 13 sind über eine Verbraucherleitung 19 mit ei
nem ersten Anschluß 20 des Wegeventils 10 verbunden. Die
Druckräume 18 sind über eine Leitung 21 mit einem Anschluß 21
des Wegeventils 10 verbunden.
Dieses Wegeventil 10 besitzt ein Ventilgehäuse 25, durch das in
Richtung der Aneinanderreihung mit dem Wegeventil 11 ein Druck
kanal 26, der mit dem Druckanschluß einer Hydropumpe 27 verbun
den ist, und ein Tankkanal 28 hindurchgehen, der in einen Tank
29 mündet. Die Öffnungsquerschnitte dieser beiden Kanäle werden
durch die Position des Steuerschiebers 30 des Wegeventils 10
nicht beeinflußt. Ein weiterer durch das Ventilgehäuse 25 hin
durchgehender Kanal 31 wird als Umlaufkanal bezeichnet, der in
einer Mittelstellung des Steuerschiebers 30 offen ist und bei
einer Verlagerung des Steuerschiebers 30 aus der federzentrier
ten Mittelstellung heraus in die eine oder in die andere Rich
tung bis zur völligen Absperrung immer mehr verschlossen wird.
Der Umlaufkanal 31 führt auch durch die weiteren auf der der We
geventilsektion 11 abgelegenen Seite der Sektion 10 angeordneten
Wegeventilsektionen des Ventilblocks 12 hindurch, ist durch die
Steuerschieber der weiteren Wegeventilsektionen genauso wie
durch den Steuerschieber 30 beeinflußbar und letztendlich mit
dem Druckkanal 26 verbunden. Bei einer Verlagerung des Steuer
schiebers 30 aus der Mittelstellung heraus werden der Anschluß
21 mit dem Druckkanal 26 und der Anschluß 20 mit dem Tankkanal
28 verbunden. Dadurch werden die Druckräume 18 mit Druck beauf
schlagt und die Druckräume 17 zum Tank entlastet. Die Kolben
stangen 16 fahren aus, die Ladeschaufel des Radladers wird geho
ben. Bei einer Verlagerung des Steuerschiebers 30 in die entge
gengesetzte Richtung werden die Druckräume 17 mit Druck beauf
schlagt und die Druckräume 18 zum Tank entlastet. Die Ladeschau
fel senkt sich.
Das Gehäuse 35 des Wegeventils 11 ist weitgehend gleich dem Ge
häuse 25 des Wegeventils 10. Es besitzt einen Kanal 36 in Ver
längerung des Druckkanals 26 des Ventils 10, einen Tankkanal 38
in Verlängerung des Tankkanals 28 und einen durchgehenden Um
laufkanal 41, der den Umlaufkanal 31 des Wegeventils 10 fort
setzt. Der Umlaufkanal 41 ist, wie man aus dem Schaltsymbol er
sieht, in jeder Position des Steuerschiebers 40 des Wegeventils
11 mit dem Tankkanal 38 verbunden, so daß es auch möglich ist,
eine dauernde Verbindung zwischen dem Umlaufkanal 31 und dem
Tankkanal 28 im Gehäuse 25 des Wegeventils 10 herzustellen und
auf einen Umlaufkanal im Gehäuse 35 des Wegeventils 11 zu ver
zichten. Die Tankkanäle 28 und 38 sind nämlich zueinander offen.
Dagegen ist der Kanal 36 des Ventilgehäuses 35 zum Druckkanal 26
des Ventilgehäuses 25 hin abgesperrt. Diese Absperrung kann
schon in der Gußform für das Ventilgehäuse 35 vorgesehen sein,
jedoch auch erst nachträglich erfolgen. Zur dem Wegeventil 10
abgewandten Seite des Ventilgehäuses 35 hin ist der Kanal 36 of
fen. Er ist an einen Hydrospeicher 42 angeschlossen.
Wie das Wegeventil 10 besitzt auch das Wegeventil 11 zwei Ver
braucheranschlüsse 20 und 21, wobei der Verbraucheranschluß 20
wie der entsprechende Anschluß des Wegeventils 10 mit den Druck
räumen 17 und der Verbraucheranschluß 21 wie der entsprechende
Anschluß des Wegeventils 10 mit den Druckräumen 18 der Liftzy
linder 13 verbunden ist. In der wiederum federzentrierten Mit
telstellung des Steuerschiebers 40 sind die beiden Verbraucher
anschlüsse 20 und 21 sowie die Kanäle 36 und 38 gegeneinander
abgesperrt. In der einen seitlichen Stellung sind die Verbrau
cheranschlüsse 20 und 21 mit dem Kanal 38 und somit mit dem Tank
29 verbunden, während der Kanal 36 abgesperrt ist. Somit
herrscht in beiden Druckräumen 17 und 18 der Liftzylinder 13
Tankdruck. Die Ladeschaufel eines Radladers kann zum Planieren
des Bodens über diesen hinweggezogen werden. Durch die entspre
chende Betätigung des Steuerschiebers 40 wird also die Funktion
"Schwimmen" realisiert. Bei einer Verlagerung des Steuerschie
bers 40 aus der Mittelstellung heraus in die entgegengesetzte
Richtung wird der Anschluß 20 des Wegeventils 11 mit dem Kanal
38, also mit dem Tank 29, und der Anschluß 21 mit dem Kanal 36,
also mit dem Hydrospeicher 42 verbunden. Die Druckräume 17 der
Liftzylinder 13 sind dadurch zum Tank entlastet, während die
Druckräume 18 mit dem Hydrospeicher 42 verbunden sind. Es kann
also Öl zwischen den Druckräumen 18 und dem Hydrospeicher 42 hin
und her geschoben werden, so daß der Ausleger des Radladers mit
der Ladeschaufel und der Lader selbst kein starres System mehr
bilden und Nickschwingungen gedämpft werden.
Durch die weitere seitliche Stellung des Steuerschiebers 40 ist
also die Funktion "Dämpfen" realisiert.
Eine Verlagerung des Steuerschiebers 40 in diese Position er
folgt willkürlich vom Fahrzeugführer oder automatisch dann, wenn
der Radlader eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit erreicht hat. Es
wird dann ein elektromagnetisch betätigbares Vorsteuerventil 50
betätigt und ein Steuerdruckraum 51 des Wegeventils 11, der in
der Ruhestellung des Ventils 50 zum Tank entlastet ist, mit ei
ner Leitung 52 verbunden, die vom maximalen Steuerdruck, der für
die Betätigung der Wegeventile des Blocks 12 zur Verfügung
steht, beaufschlagt ist.
Der Speicher 42 ist über eine Füllventilanordnung 60 bis zu ei
nem einstellbaren Höchstdruck aufladbar und dazu über die Füll
ventilanordnung 60 mit den Druckräumen 18 der Liftzylinder 13
verbunden. Im vorliegenden Beispiel geschieht dies dadurch, daß
die Ventilanordnung 60 innerhalb des Ventilgehäuses 35 des Wege
ventils 11 mit einem zum Anschluß 21 dieses Ventils führenden
Kanal verbunden ist. Die Anbindung könnte jedoch auch außerhalb
des Ventilgehäuses 35 oder innerhalb des Gehäuses 25 erfolgen.
Die Ventilanordnung 60 umfaßt ein Druckminderventil 61 und ein
zwischen das Druckminderventil und den Hydrospeicher 42 geschal
tetes, zum Hydrospeicher hin öffnendes Rückschlagventil 62.
Wenn durch eine Betätigung des Wegeventils 10 die Druckräume 18
der Liftzylinder 13 mit Druck beaufschlagt werden, so wird der
Hydrospeicher 42 über die Ventile 61 und 62 bis zu dem in den
Druckräumen 18 herrschenden Druck gefüllt, sofern dieser Druck
einen am Druckminderventil eingestellten Wert nicht überschrei
tet. Üblicherweise bleibt der Druck in den Druckräumen 18 unter
halb des eingestellten Wertes, so daß im Hydrospeicher 42 der
aufgetretene Höchstdruck herrscht, der durch das Rückschlagven
til 62 im Hydrospeicher gehalten wird.
Claims (5)
1. Hydraulische Anlage für ein mobiles Arbeitsgerät, insbe
sondere für einen Radlader, mit einem über mindestens einen
Hydraulikzylinder (13) betätigbaren Arbeitswerkzeug, insbeson
dere Ladeschaufel, mit einem das Innere des Hydraulikzylinders
(13) in zwei Druckräume (17, 18) aufteilenden Kolben (15), mit
einem Absperrventil, über das ein erster der beiden Druckräume
(17, 18) mit einem über eine Fülleitung aufladbaren Hydrospei
cher (42) verbindbar ist, und mit einem Wegeventil (11) mit ei
nem Steuerschieber (40) zur getrennten Druckbeaufschlagung
und/oder zur Verbindung der beiden Druckräume (17, 18) des
Hydraulikzylinders (13) mit einem Tank (29), dadurch gekenn
zeichnet, daß das Absperrventil derart in das Wegeventil (11)
integriert ist, daß der Hydrospeicher (42) und der erste Druck
raum (18) des Hydrozylinders (13) über den Steuerschieber (40)
des Wegeventils (11) miteinander verbindbar sind.
2. Hydraulische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß während einer Verbindung des ersten Druckraums
(18) mit dem Hydrospeicher (42) der zweite Druckraum (17) mit
dem Tank (29) verbunden ist.
3. Hydraulische Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die beiden Druckräume (17, 18) des Hydrozylin
ders (13) über ein erstes Wegeventil (10) wechselweise mit einer
Hydropumpe (27) und mit dem Tank (29) verbindbar sind, daß die
beiden Druckräume (17, 18) über ein zweites Wegeventil (11)
gemeinsam mit dem Tank verbindbar sind und daß das Absperrventil
in das zweite Wegeventil (11) integriert ist.
4. Hydraulische Anlage nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch
gekennzeichnet, daß sowohl die Verbindung des ersten Druckraums
(18) des Hydrozylinders (13) mit dem Hydrospeicher (42) als auch
die Verbindung des zweiten Druckraums (17) mit dem Tank (29)
durch eine Betätigung des zweiten Wegeventils (11) herstellbar
ist.
5. Hydraulische Anlage nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das zweite Wegeventil (11) und ein weiteres
Wegeventil (10) benachbarte Sektionen eines Ventilblocks (12)
sind, daß das zweite Wegeventil (11) und das weitere Wegeventil
(10) Ventilgehäuse (25, 35) besitzen, die im wesentlichen gleich
ausgebildet sind und einen in Richtung der Aneinanderreihung
verlaufenden, mit dem Kanal (36, 26) des anderen Ventilgehäuses
(35, 25) fluchtenden Kanal (26, 36) aufweisen, von dem aus eine
Verbindung zur den jeweiligen Steuerschieber (30, 40) auf nehmen
den Ventilbohrung besteht, daß die beiden Kanäle (26, 36) gegen
einander abgesperrt sind und daß der Kanal (36) des zweiten We
geventils (11) mit dem Hydrospeicher (42) und der Kanal (26) des
weiteren Wegeventils (10) mit dem Druckanschluß der Hydropumpe
(27) verbunden ist.
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