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Die Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltung zum
Betreiben eines ein Arbeitsgerät betätigenden Zylinders.
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Die GB-A 2 199 115 beschreibt eine hydraulische Schaltung
zum Betreiben eines ein Arbeitsgerät betätigenden Zylinders
zum Zuführen von Druckfluid, das durch eine hydraulische
Purape abgegeben wird, über ein Betätigungsventil mit
geschlossener Mittelstellung in eine Kammer zum Absenken des
Arbeitsgeräts und eine Kammer zum Anheben desselben des
Zylinders zur Betätigung des Arbeitsgeräts, welche
hydraulische Schaltung umfasst einen Ventilkörper, der gleitend in
einer Ventilbohrung des Gehäuses des Betätigungsventils
angeordnet liegt, so dass er zwischen einer ersten
Betätigungsposition, in der ein zweiter mit der Absenkungsseite
der Kammer des Arbeitsgeräts verbundener Anschluss des
Betätigungsventils mit einem zweiten Behälteranschluss und
zugleich ein mit der Anhebungsseite der Kammer des
Arbeitsgeräts verbundener erster Anschluss des Betätigungsventils mit
einem ersten Pumpenanschluss in Verbindung steht, und einer
zweiten Betätigungsposition beweglich ist, in welcher der
zweite mit der Absenkungsseite der Kammer des Arbeitsgeräts
verbundene Anschluss des Betätigungsventils mit einem
zweiten Pumpenanschluss und zugleich der mit der
Anhebungsseite der Kammer des Arbeitsgeräts verbundene erste
Anschluss des Betätigungsventils mit einem ersten
Behälteranschluss in Verbindung steht, sowie einen Rückkopplungs-
Fluidkanal, der es gestattet, den mit der Anhebungsseite des
Arbeitsgeräts verbundenen ersten Anschluss mit dem zweiten
Anschluss zu verbinden, der mit der Absenkungsseite der
Kammer des Arbeitsgeräts verbunden ist.
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Ein Erdaushubgerät ist versehen mit einem Ausleger, der
durch einen Ausleger-Betätigungszylinder nach oben und unten
geschwenkt werden kann, einem mit dem Ausleger verbundenen
Arm, dessen Heb- und Senkbewegungen durch einen
Arm-Betätigungszylinder bewirkt werden, und einer mit dem Arm
verbundenen Schaufel zum Heben und Senken durch einen
Schaufel-Betätigungszylinder, in einer Anordnung dergestalt, dass
Ausleger, Arm und Schaufel zur Durchführung von
Erdaushubarbeiten gehoben und gesenkt werden können.
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Die hydraulische Schaltung zum Betreiben eines solchen
Arbeitsgeräts ist so konzipiert, dass von einer hydraulischen
Pumpe abgegebenes Druckfluid über ein
Ausleger-Betätigungsventil dem Ausleger-Betätigungszylinder zugeführt wird, dass
das Druckfluid über ein Arm-Betätigungsventil in den Arm-
Betätigungszylinder gelangt, und dass weiterhin Druckfluid
über ein Schaufel-Betätigungsventil in den
Schaufel-Betätigungszylinder eingebracht wird.
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Eine hydraulische Schaltung zum Zuführen von Druckfluid, das
durch eine hydraulische Pumpe abgegeben wird, die das
Druckfluid über ein Betätigungsventil in eine Kammer zum Anheben
und eine Kammer zum Absenken eines jeden der
Betätigungszylinder des Arbeitsgeräts leitet, um so die Kolbenstange in
jedem Zylinder aus- und einfahren zu können, ist allgemein
bekannt.
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Als Betätigungsventile zum Einsatz in einer solchen
hydraulischen Schaltung sind bereits Ventile mit geschlossener
Mittelstellung bekannt, die sich besonders für solche Fälle
anbieten, wo eine Anzahl von Betätigungsventilen
gleichzeitig betätigt werden müssen, um von einer einzelnen
hydraulischen Pumpe abgegebenes Druckfluid in eine Anzahl von
Hydraulikzylindern zu leiten, da bei in neutraler Stellung
befindlichem Betätigungsventil dessen Pumpenanschluss
geschlossen ist.
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Das Betätigungsventil mit geschlossener Mittelstellung weist
auf eine neutrale Stellung, in welcher ein Pumpenanschluss,
ein Behälteranschluss sowie ein erster und ein zweiter
Anschluss abgesperrt sind, eine erste Beätigungsposition, in
welcher der Pumpenanschluss mit dem ersten und der
Behälteranschluss mit dem zweiten Anschluss in Verbindung stehen,
sowie eine zweite Betätigungsposition, in welcher der
Pumpenanschluss mit dem zweiten Anschluss und der
Behälteranschluss mit dem ersten Anschluss verbunden sind. Dieses
Betätigungsventil ist so konzipiert, dass es in jede dieser
Positionen überführt wird, wenn ein im Ventilgehäuse
gleitend angeordneter Ventilkörper bewegt wird, und zwar
dergestalt, dass bei einer Bewegung des Ventilkörpers aus seiner
neutralen Stellung in Richtung erste Betätigungsposition der
Behälteranschluss mit dem zweiten Anschluss verbunden und
damit die Ausmeßseite und bei weiterer Bewegung des
Ventilkörpers in gleicher Richtung der Pumpenanschluss mit dem
ersten Anschluss verbunden und damit die Einmeßseite geöffnet
wird, und dass der Öffnungsguerschnitt eines jeden der
Anschlüsse
im Verhältnis zum jeweiligen Hub des Ventilkörpers
vergrössert wird (Figur 1).
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Dies gilt für den Fall, da der Ventilkörper in die zweite
Betätigungsposition gebracht wird.
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Weiter gibt es Fälle, in denen der Ausleger des
vorbeschriebenen Arbeitsgeräts durch sein Eigengewicht abgesenkt wird,
um die Schaufel zur Durchführung von Erdverdichtungsarbeiten
mit dem Boden in Kontakt zu bringen. In solchen Fällen wird
das Ausleger-Betätigungsventil aus seiner neutralen in eine
solche Stellung überführt, in der die Ausmeßseite geöffnet
ist und die Einmeßseite eine nur geringfügige Öffnung
aufweist, damit der Ausleger durch sein Eigengewicht absinken
kann.
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Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist jedoch der Hub des
Ventilkörpers bis zum Öffnen der Einmeßseite nach Öffnen der
Ausmeßseite sehr kurz, so dass der Ventilkörper zuweilen in
eine Position gelangt, wo die Einmeßseite weit geöffnet ist
und der Druck in der Ausleger-Absenkungsseite der Kammer
erhöht wird mit dem Ergebnis, dass ein zwangsweises Absenken
durch den Ausleger-Betätigungszylinder erfolgt. Dadurch wird
die Schaufel mit grosser Kraft gegen das Erdreich gefahren
und der Geräteaufbau hochgehoben, wodurch die
Bodenverdichtung mittels der Schaufel erschwert wird.
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Kurz gesagt kann selbst bei einer Vergrösserung des
Ventilkörperhubs bis zum Öffnen der Einmeß- nach Öffnen der
Ausmeßseite die Kolbenstange im Ausleger-Betätigungszylinder
erst dann eingefahren werden, wenn die Einmeßseite effektiv
geöffnet ist, so dass der Ventilkörper bis zum Erreichen
einer leichten Öffnung der Einmeßseite bewegt werden muss.
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Weiter ist bei anderen als Bodenverdichtungsarbeiten ein
schnelles Betätigen des Arbeitsgeräts im Interesse einer
schnellen Durchführung der jeweiligen Operation
erforderlich.
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Um die Arbeitsgeschwindigkeit der
Ausleger-Betätigungszylinder in der vorbeschriebenen hydraulischen Schaltung zu
vergrössern, wird eine Anordnung dahingehend getroffen, dass
ein Teil des von der Ausleger-Anhebungsseite der Kammer
zurückfliessenden Druckfluids in die Ausleger-Absenkungsseite
der Kammer eingeleitet wird, um ein schnelles Aus- und
Einfahren der Kolbenstange im Ausleger-Betätigungszylinder zu
bewirken.
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So ist beispielsweise das Betätigungsventil mit einem
Fluidkanal in seinem Ventilkörper und einem Rückschlagventil
versehen, so dass beim Zuführen von Druckfluid in die Ausleger-
Absenkungsseite der Kammer des
Ausleger-Betätigungszylinders ein Teil des aus der Anhebungsseite der Kammer
zurückströmenden Druckfluids über den Fluidkanal und das
Rückschlagventil in die Ausleger-Absenkungsseite der Kammer
gelangen kann, bzw. wahlweise mit einem Rückkopplungsventil in
einem Verbindungskreis zwischen dem Betätigungsventil und
dem Ausleger-Betätigungszylinder, so dass aus der Ausleger-
Anhebungsseite der Kammer rückströmendes Druckfluid ohne
Passieren des Betätigungsventil direkt in die
Ausleger-Absenkungsseite der Kammer eingeleitet werden kann.
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Bei der erstgenannten Ausführung ist die Querschnittsfläche
des Fluidkanals eingeschränkt, da der im Ventilkörper
ausgebildete Fluidkanal vom Durchmesser des Ventilkörpers
abhängig ist, wodurch der dem Druckfluid entgegenwirkende
Strömungswiderstand und damit der Druckverlust vergrössert
wird.
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Da in der letztgenannten Ausführung das Rückkopplungsventil
separat vom Betätigungsventil angeordnet wird, muss eine
komplizierte Verrohrung in Kauf genommen werden.
ZUSAMMENFASSENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit der vorliegenden Erfindung sollen die vorbeschriebenen
Nachteile des Stands der Technik ausgeschaltet werden, so
dass eine Aufgabe in der Schaffung einer hydraulischen
Schaltung zum Betreiben eines ein Arbeitsgerät betätigenden
Zylinders zum Zuführen von Druckfluid besteht, die so
konzipiert ist, dass nach dem Öffnen der Ausmeßseite die
Einmeßseite geöffnet wird und gleichzeitig mit dem Öffnen der
Ausmeßseite die Anhebungsseite der Kammer des Arbeitsgeräts
über einen Rückkopplungskreis mit der Absenkungsseite der
Kammer in Verbindung gelangt dergestalt, dass die
Kolbenstange im Betätigungszylinder des Arbeitsgeräts durch das
Gewicht des Arbeitsgeräts eingefahren werden kann, ohne die
Einmeßseite öffnen zu müssen, so dass ein Absenken des
Arbeitsgeräts durch sein Eigengewicht möglich ist.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung
einer hydraulischen Schaltung zum Betreiben eines ein
Arbeitsgerät betätigenden Zylinders, die dahingehend
konzipiert ist, dass bei Einleitung des von der Pumpe abgegebenen
Druckfluids in die Absenkungsseite der Kammer des
Arbeitsgeräts das in der Anhebungsseite der Kammer befindliche
Druckfluid zusammen mit dem von der hydraulischen Pumpe
abgegebenen in die Absenkungsseite der Kammer eingebracht
werden kann.
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Zu Lösung dieser Aufgaben wird erfindungsgemäss eine
hydraulische Schaltung zum Betreiben eines ein Arbeitsgerät
betätigenden Zylinders zum Zuführen von Druckfluid geschaffen,
das durch eine hydraulische Pumpe abgegeben wird, wobei die
Zufuhr über ein Betätigungsventil mit geschlossener
Mittelstellung in eine Kammer zum Absenken des Arbeitsgeräts und
eine Kammer zum Anheben desselben des Zylinders zur
Betätigung des Arbeitsgeräts erfolgt, welche hydraulische
Schaltung umfasst einen Ventilkörper, der gleitend in einer
Ventilbohrung des Gehäuses des Betätigungsventils angeordnet
liegt, so dass er zwischen einer ersten Betätigungsposition,
in der ein zweiter mit der Absenkungsseite der Kammer des
Arbeitsgeräts verbundener Anschluss des Betätigungsventils
mit einem zweiten Behälteranschluss und zugleich ein mit der
Anhebungsseite der Kammer des Arbeitsgeräts verbundener
erster Anschluss des Betätigungsventils mit einem ersten
Pumpenanschluss in Verbindung steht, und einer zweiten
Betätigungsposition beweglich ist, in welcher der zweite mit der
Absenkungsseite der Kammer des Arbeitsgeräts verbundene
Anschluss des Betätigungsventils mit einem zweiten
Pumpenanschluss und zugleich der mit der Anhebungsseite der Kammer
des Arbeitsgeräts verbundene erste Anschluss des
Betätigsventils mit einem ersten Behälteranschluss in Verbindung
steht, sowie einen Rückkopplungs-Fluidkanal in dem
Ventilgehäuse, der es gestattet, den mit der Anhebungsseite des
Arbeitsgeräts verbundenen ersten Anschluss mit dem zweiten
Anschluss zu verbinden, der mit der Absenkungsseite der Kammer
des Arbeitsgeräts verbunden ist, und der ein
Rückschlagventil aufweist, wobei die Schaltung derart aufgebaut ist,
dass, wenn der Ventilkörper aus seiner neutralen Stellung in
Richtung seiner zweiten Betätigungsposition bewegt wird, in
der von der Hydraulikpumpe abgegebenes Druckfluid in die
Absenkungsseite der Kammer des Arbeitsgeräts gelangt, nur die
Ausmeßseite geöffnet ist, und zugleich der erste Anschluss
durch den Rückkopplungs-Fluidkanal mit dem zweiten Anschluss
verbunden ist und folglich, wenn der Ventilkörper weiter in
seine zweite Betätigungsposition bewegt wird, der zweite
Pumpenanschluss auf der Einmeßseite verbunden ist mit dem
zweiten Anschluss in dem Zustand, in dem der erste Anschluss
durch den Rückkopplungs-Fluidkanal in Verbindung mit dem
zweiten Anschluss gehalten wird.
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Diese Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bieten
die folgenden Vorteile:
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Wird zunächst der gleitend im Betätigungsventil der
hydraulischen Schaltung angeordnete Ventilkörper aus seiner
neutralen Stellung in die zweite Betätigungsposition bewegt, in
welcher Druckfluid in die Absenkungsseite der Kammer des das
Arbeitsgerät betätigenden Zylinders gelangt, so ist nur die
Ausmeßseite geöffnet und steht der mit der Anhebungsseite
der Kammer verbundene erste Anschluss über den
Rückkopplungs-Fluidkanal mit dem zweiten Anschluss, der mit der
Absenkungsseite der Kammer verbunden ist, in Verbindung, so
dass ein Teil des in der Anhebungsseite der Kammer
befindlichen Druckfluids in die Absenkungsseite derselben
eingeleitet wird und so eine Absenkungbwegung durch das
Eigengewicht des Arbeitsgeräts erfolgen kann. Da in diesem Zustand
also der zweite Pumpenanschluss auf der Einmeßseite nicht in
Verbindung mit dem zweiten Anschluss gelangen kann, wird der
Bewegungshub des Ventilkörpers bis zur Herstellung der
vorbeschriebenen Verbindung auf der Einmeßseite nach Öffnen der
Ausmeßseite vergrössert in der Weise, dass beim Absenken des
Arbeitsgeräts die Absenkbewegung nicht zwangsweise über die
Funktion des Betätigungszylinders erfolgen kann und die zum
Bodenverdichten mittels Schaufel erforderlichen
Voraussetzungen geschaffen werden.
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Dagegen wird bei anderen als Bodenverdichtungsarbeiten beim
Zuführen von Druckfluid, das von der Hydraulikpumpe
abgegeben wird, in die Absenkungsseite der Kammer des
Betätigungszylinders des Arbeitsgeräts ein Teil des in der
Anhebungsseite der Kammer des Betätigungszylinders befindlichen
Druckfluids über den Rückkopplungs-Fluidkanal zusammen mit
dem von der Pumpe abgegebenen Druckfluid in die
Absenkungsseite dieser Kammer geleitet mit dem Ergebnis, dass die
Kolbenstange im Betätigungszylinder des Arbeitsgeräts schnell
eingefahren wird und eine schnelle Betätigung des
Arbeitsgeräts möglich ist.
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Da weiterhin der vorbeschriebene Rückkopplungs-Fluidkanal
mit eingebautem Rückschlagvlentil nicht in dem
Ventilkörper, sondern im Gehäuse des Betätigungsventils ausgebildet
ist, kann der Durchmesser des Rückkopplungs-Fluidkanals ohne
Einschränkung durch den Durchmesser des Ventilkörpers
vergrössert werden dergestalt, dass die Druckverluste in diesem
Rückkopplungs-Fluidkanal verringert werden und auch die
Anordnung besonderer Leitungen nicht erforderlich ist.
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Die vorbeschriebenen sowie weitere Aufgaben, Ausgestaltungen
und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den
Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf
die beiliegenden Zeichnungen, welche bevorzugte
Ausführungsformen mit den grundsätzlichen Merkmalen der Erfindung
lediglich als Beispiel wiedergeben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es bedeutet:
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Figur 1 ein Diagramm, aus dem das Verhältnis zwischen dem
Hub eines Ventilkörpers in einem Betätigungsventil einer
hydraulischen Schaltung der vorbeschriebenen Art nach dem
Stand der Technik und dem Öffnungsquerschnitt sowohl der
Ein- als auch der Ausmeßseite desselben hervorgeht;
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Figur 2 eine schematische Gesamtansicht einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Figur 3 ein Diagramm, aus dem das Verhältnis zwischen dem
Hub eines Ventilkörpers in einem Betätigungsventil gemäss
der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung und dem Öffnungsquerschnitt sowohl der
Einals auch der Ausmeßseite desselben hervorgeht;
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Figur 4 eine Schemaansicht des in der Ausführungsform nach
Figur 2 eingesetzten Betätigungsventils;
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Figur 5 eine Schemaansicht eines in der ersten
Ausführungsform einsetzbaren abgewandelten Betätigungsventils;
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Figur 6 eine schematische Gesamtansicht einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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Figur 7 eine Schemaansicht des in der Ausführungsform nach
Figur 6 eingesetzten Betätigungsventils.
EINZELBESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFUHRUNGSFORMEN
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Es folgt eine detaillierte Beschreibung bevorzugter
Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen.
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Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist auf einem Fahrzeugaufbau 1
ein Arbeitsgerät (Ausleger) 2 durch einen
Ausleger-Betätigungszylinder 3 heb- und senkbar angeordnet. Weiter ist ein
Arm 4 mit dem Ausleger 2 so verbunden, dass dieser durch
einen Arm-Betätigungszylinder 5 gehoben und gesenkt werden
kann, wobei an dem Arm 4 eine Schaufel 6 angeordnet ist in
der Weise, dass Heb- und Senkbewegungen der Schaufel durch
einen Schaufel-Betätigungszylinder 7 bewirkt werden.
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Damit ergibt sich ein aus Ausleger, Arm und Schaufel
bestehendes Arbeitsgerät.
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Ein Betätigungsventil 10 zum Betätigen eines Arbeitsgeräts
bzw. Auslegers 2 umfasst einen Ventilkörper 13, der gleitend
in einer Ventilbohrung 12 eines Ventilgehäuses 11 angeordnet
ist. Mit der Ventilbohrung 12 im Ventilgehäuse 11 sind
ausgebildet ein in der Längsrichtung von dieser abgesetzter
Behälteranschluss 14, ein erster Anschluss 15, ein
Rückkopplungsanschluss 16, ein erster Pumpenanschluss 17, ein
erster Auslass 18, ein zweiter Auslass 19, ein zweiter
Pumpenanschluss 20, ein zweiter Anschluss 21 sowie ein zweiter
Behälteranschluss 22. Die ersten und zweiten
Behälteranschlüsse 14 und 22 sind mit einem Fluidbehälter verbunden. Der
erste Anschluss 15 steht mit der Ausleger-Anhebungsseite der
Kammer 3a des Ausleger-Betätigungszylinders 3 in Verbindung
und der zweite Anschluss 21 mit der Ausleger-Absenkungsseite
der Kammer 3b. Die ersten und zweiten Pumpenanschlüsse 17
und 20 sind mit der Druckseite 23a einer Pumpe 23 verbunden.
Über ein Rückschlagventil 24 können der erste Auslass 18 mit
dem ersten Anschluss 15 und der zweite Auslass 19 mit dem
zweiten Anschluss 21 verbunden werden. Der
Rückkopplungsanschluss 16 ist über ein Rückschlagventil 25 und einen
Fluidkanal 26, die den Rückkopplungs-Fluidkanal bilden, mit dem
zweiten Anschluss 21 in Verbindung bringbar.
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Der erwähnte Ventilkörper 13 ist versehen mit einer ersten
Nut 27 zur Verbindung des ersten Behälteranschlusses 14 mit
dem ersten Anschluss 15, einer zweiten Nut 28 zur Verbindung
des ersten Anschlusses 15 mit dem Rückkopplungskanal 16,
einer dritten Nut 29 zur Verbindung des ersten
Pumpenanschlusses 17 mit dem ersten Auslass 18, einer vierten Nut 30 zur
Verbindung des zweiten Auslasses 19 mit dem ersten
Puinpenanschluss 20 und einer fünften Nut 31 zur Verbindung des
zweiten Anschlusses 21 mit dem zweiten Behälteranschluss 22.
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Durch die Kraft einer Feder 32 wird der Ventilkörper 22 in
seiner neutralen Stellung gehalten, wobei seine Anordnung so
gewählt ist, dass er unter der Einwirkung eines in die erste
Druckkammer 33 eingeleiteten Steuerdruckfluids in eine erste
Betätigungsposition I und unter der Einwirkung eines in die
zweite Druckkammer 34 eingeleiteten Steuerdruckfluids in
eine zweite Betätigungsposition II geschaltet wird.
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Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise der
erfindungsgemässen hydraulischen Schaltung.
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Wird der Ventilkörper 13 durch Zuführen von Steuerdruckfluid
in die zweite Druckkammer 34 in der Zeichnung nach rechts in
die zweite Betätigungsposition II verschoben, so wird über
die Nut 27 der erste Anschluss 15 mit der zweiten Nut 28 im
Rückkopplungskanal 16 verbunden. Die vierte Nut 30 kann
jedoch noch nicht zum zweiten Pumpenanschluss 20 hin öffnen,
so dass die Verbindung zwischen dem zweiten Pumpenanschluss
20 und dem zweiten Auslass 19 noch nicht hergestellt und
damit die Einmeßseite B geschlossen ist. Zur Erfüllung
dieser Einsatzbedingung ist das Verhältnis zwischen den Längen
der ersten, zweiten und vierten Nuten entsprechend der
Gleichung S&sub1; = S&sub2; > S&sub3; zu wählen.
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Dies hat zur Folge, dass das in der Ausleger-Anhebungsseite
der Kammer 3a des Ausleger-Betätigungszylinders 3
befindliche Druckfluid in den ersten Behälteranschluss 14 und den
Rückkopplungskanal 16 sowie von dort in das Rückschlagventil
25 nach Aufstossen desselben in Richtung Fluidkanal 26 und
schliesslich über den zweiten Anschluss 21 in die Ausleger-
Absenkungsseite der Kammer 3b strömt, wodurch der Ausleger 2
durch sein Eigengewicht absenken kann.
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Da die Kolbenstange im Ausleger-Betätigungszylinder 3 also
nur durch das Gewicht des Auslegers 2 unter Öffnen der
Ausmeßseite
A eingefahren wird, kann wie durch das Kurvenbild
in Figur 2 dargestellt die bis zum Öffnen der Einmeßseite B
anstehende Hublänge des Ventilkörpers 13 verlängert werden,
so dass die Einmeßseite B nicht innerhalb kurzer Zeit
geöffnet werden und bei Bodenverdichtungsarbeiten mit der
Schaufel 6 auch kein Druckfluid in die Ausleger-Absenkungsseite
der Kammer 3b des Ausleger-Betätigungszylinders 3 gelangen
kann.
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Das vorerwähnte Betätigungsventil zum Betätigen des
Arbeitsgeräts bzw. Auslegers ist schematisch in Figur 4
dargestellt, kann aber wahlweise auch die in Figur 5 dargestellte
konstruktive Gestaltung aufweisen.
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Gemäss Figur 4 und 5 wird der Druck in entweder dem ersten
Anschluss 15 oder dem zweiten Anschluss 21 über den
Druckerfassungsanschluss 35 erfasst und dieser erfasste Druck
über ein Wechselventil 36 mit dem Druck eines anderen
Betätigungsventils verglichen sowie der höhere Druck an ein
Druckausgleichventil 24 zwecks Einstellung desselben mit dem
höheren Druck übergeben, so dass also die Möglichkeit
besteht, bei gleichzeitiger Betätigung einer Anzahl von
Betätigungsventilen von ein und derselben Pumpe abgegebenes
Druckfluid in mit unterschiedlichen Lasten arbeitende
Ausleger-Betätigungszylinder einzuleiten.
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Wenngleich die vorbeschriebene Ausführungsform für eine
hydraulische Schaltung zum Betreiben eines
Ausleger-Betätigungszylinders im Rahmen von Bodenverdichtungsarbeiten
beschrieben wurde, ist ein Arbeitsgerät dieser Art natürlich
auch für andere Arbeitsvorgänge einsetzbar, die ein
schnelles Betätigen des Auslegers erfordern.
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Die nachfolgend beschriebene zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltung,
die ein schnelles Betätigen des Arbeitsgeräts gewährleisten
soll.
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Wie aus Figur 6 ersichtlich, ist ein Betätigungsventil 10
mit dem druckseitigen Anschluss 23a einer Pumpe 23 verbunden
dergestalt, dass beim Umschalten des Betätigungsventils 10
das von der Pumpe 23 abgegebene Druckfluid in entweder die
Ausleger-Anhebungsseite der Kammer 3a des
Ausleger-Betätigungszylinders 3 oder in die Ausleger-Absenkungsseite 3b
desselben eingeleitet wird, um das Arbeitsgerät bzw. den
Ausleger 2 nach oben oder unten zu fahren.
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Das vorerwähnte Betätigungsventil 10 umfasst einen
Ventilkörper 13, der gleitend in einer Ventilbohrung 12 eines
Ventilgehäuses 11 angeordnet ist. Mit der Ventilbohrung 12
im Ventilgehäuse 11 sind ausgebildet ein in der
Längsrichtung von dieser abgesetzter Behälteranschluss 14, ein erster
Anschluss 15, ein Rückkopplungsanschluss 16, ein erster
Pumpenanschluss 17, ein erster Auslass 18, ein zweiter Auslass
19, ein zweiter Pumpenanschluss 20, ein zweiter Anschluss 21
sowie ein zweiter Behälteranschluss 22. Die ersten und
zweiten Behälteranschlüsse 14 und 22 sind mit einem
Fluidbehälter verbunden. Der erste Anschluss 15 steht mit der
Ausleger-Anhebungsseite der Kammer 3a des
Ausleger-Betätigungszylinders 3 in Verbindung und der zweite Anschluss 21 mit der
Ausleger-Absenkungsseite der Kammer 3b. Die ersten und
zweiten Pumpenanschlüsse 17 und 20 sind mit der Druckseite 23a
einer Pumpe 23 verbunden. Über ein Rückschlagventil 24
können der erste Auslass 18 mit dem ersten Anschluss 15 und der
zweite Auslass 19 mit dem zweiten Anschluss 21 verbunden
werden. Der Rückkopplungsanschluss 16 ist über ein
Rückschlagventil 25 und einen Fluidkanal 26 mit dem zweiten
Anschluss 21 in Verbindung bringbar.
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Der erwähnte Ventilkörper 13 ist versehen mit einer ersten
Nut 27 zur Verbindung des ersten Behälteranschlusses 14 mit
dem ersten Anschluss 15, einer zweiten Nut 28 zur Verbindung
des ersten Anschlusses 15 mit dem Rückkopplungskanal 16,
einer dritten Nut 29 zur Verbindung des ersten
Pumpenanschlusses 17 mit dem ersten Auslass 18, einer vierten Nut 30 zur
Verbindung des zweiten Auslasses 19 mit dem ersten
Pumpenanschluss 20 und einer fünften Nut 31 zur Verbindung des
zweiten Anschlusses 21 mit dem zweiten Behälteranschluss 22.
Durch die Kraft einer Feder 32 wird der Ventilkörper 22 in
seiner neutralen Stellung gehalten, wobei seine Anordnung so
gewählt ist, dass er unter der Einwirkung eines in die erste
Druckkammer 33 eingeleiteten Steuerdruckfluids in eine erste
Betätigungsposition I und unter der Einwirkung eines in die
zweite Druckkammer 34 eingeleiteten Steuerdruckfluids in
eine zweite Betätigungsposition geschaltet wird.
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Der erwähnte erste Behälteranschluss 14 kann über ein
Geschwindigkeits-Umschaltventil 35 mit einem Ventileinsatz 36,
der durch die Kraft einer Feder 32 gegen einen Sitz 38
gedrückt wird, mit dem ersten Anschluss 15 verbunden bzw. von
diesem getrennt werden. Der vorbeschriebene Aufbau ist
schematisch in Figur 7 dargestellt.
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Es folgt eine Beschreibung der Funktionsweise der zweiten
Ausführungsform.
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Wird der Ventilkörper 13 durch Zuführen von Steuerdruckfluid
in die zweite Druckkammer 34 in der Zeichnung nach rechts in
die zweite Betätigungsposition verschoben, so wird über die
Nut 27 der erste Anschluss 15 mit dem ersten
Behälteranschluss 14 verbunden und ist über die zweite Nut 28 der
erste Anschluss 15 mit dem Rückkopplungskanal 16 und der
zweite Pumpenkanal 20 über die vierte Nut 30 mit dem zweiten
Auslass 19 bringbar.
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Dies hat zur Folge, dass das von der Pumpe 23 abgegebene
Druckfluid der Ausleger-Absenkungsseite der Kammer 3b
zugeführt wird, während das in der Ausleger-Anhebungsseite 3a
der Kammer befindliche Druckfluid in den ersten
Behälteranschluss 14 und den Rückkopplungskanal 16, anschliessend über
den Rückkopplungskanal 16 in das Rückschlagventil 25 nach
Aufstossen desselben und schliesslich über den Fluidkanal 26
in die Ausleger-Absenkungsseite der Kammer 3b strömt. Damit
wird der Ausleger-Absenkungsseite der Kammer 3b des
Ausleger-Betätigungszylinders Druck mit einer der
Pumpenaustrittgeschwindigkeit entsprechenden Fliessgeschwindigkeit +α
beaufschlagt, wodurch die Einfahrgeschwindigkeit der
Kolbenstange im Ausleger-Betätigungszylinder 3 erhöht wird.
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Kurz gesagt geht das in der Ausleger-Anhebungsseite der
Kammer 3a befindliche Druckfluid in die Absenkungsseite der
Kammer 3b, da durch das Gewicht des Arbeitsgeräts bzw.
Auslegers 2 ein Haltedruck in der Aussleger-Anhebungsseite der
Kammer 3a des Ausleger-Betätigungszylinders 3 erzeugt wird
und dieser höher als als der Druck in der Absenkungsseite
der Kammer 3b wird.
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Da weiterhin das aus der Ausleger-Anhebungsseite der Kammer
zurückströmende Druckfluid auch über die erste Nut 27 in den
ersten Behälteranschluss 14 fliesst, ist die
Strömungsgeschwindigkeit des der Ausleger-Absenkungsseite zuzuführenden
Druckfluids durch Regulierung des Öffnungsguerschnitts der
ersten Nut 27 und der zweiten Nut 28 steuerbar, so dass die
Einfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange im
Ausleger-Betätigungszylinder 3 variierbar ist.
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Ausserdem wird bei ansteigendem Druck des Druckfluids im
Fluidkanal 26 der Ventileinsatz 36 des
Geschwindigkeits-Umschaltventils 35 durch den Fluiddruck vom Sitz 38
weggedrängt, so dass ein Teil des von der Pumpe 23 abgegebenen
und den ersten Anschluss 18 in Richtung
Ausleger-Anhebungsseite der Kammer 3b passierenden Druckfluids über den ersten
Behälteranschluss 14 in den Fluidbehälter fliesst mit dem
Ergebnis, dass die Strömungsgeschwindigkeit des der
Ausleger-Anhebungsseite der Kammer 3a zuzuführenden Druckfluids
verringert wird. Damit lässt sich die Arbeitsgeschwindigkeit
der Kolbenstange im Ausleger-Betätigungszylinder 3 über die
Regelung des Fluiddrucks im Fluidkanal 26 variieren.
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Da das Rückschlagventil 25 im Fluidkanal 26 angeordnet ist,
ist schliesslich der Fluss des Druckfluids vom zweiten
Auslass 21 zum Rückkopplungskanal 16 blockiert, so dass der
Zufluss von Druckfluid aus der Ausleger-Absenkungsseite der
Kammer 3b in die Anhebungsseite der Kammer 3a verhindert
werden kann, wenn der Fluiddruck in der absenkungsseitigen
Kammer 3b höher wird als der in der anhebungsseitigen Kammer
3a.