EP1574474A2 - Hydraulische Anordnung - Google Patents

Hydraulische Anordnung Download PDF

Info

Publication number
EP1574474A2
EP1574474A2 EP05101767A EP05101767A EP1574474A2 EP 1574474 A2 EP1574474 A2 EP 1574474A2 EP 05101767 A EP05101767 A EP 05101767A EP 05101767 A EP05101767 A EP 05101767A EP 1574474 A2 EP1574474 A2 EP 1574474A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydraulic
valve
pressure
switching
arrangement according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05101767A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1574474A3 (de
Inventor
Marcus Bitter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deere and Co filed Critical Deere and Co
Publication of EP1574474A2 publication Critical patent/EP1574474A2/de
Publication of EP1574474A3 publication Critical patent/EP1574474A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/044—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the return line, i.e. "meter out"
    • F15B11/0445—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the return line, i.e. "meter out" with counterbalance valves, e.g. to prevent overrunning or for braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/065—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks non-masted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66F—HOISTING, LIFTING, HAULING OR PUSHING, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, e.g. DEVICES WHICH APPLY A LIFTING OR PUSHING FORCE DIRECTLY TO THE SURFACE OF A LOAD
    • B66F9/00—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes
    • B66F9/06—Devices for lifting or lowering bulky or heavy goods for loading or unloading purposes movable, with their loads, on wheels or the like, e.g. fork-lift trucks
    • B66F9/075—Constructional features or details
    • B66F9/20—Means for actuating or controlling masts, platforms, or forks
    • B66F9/22—Hydraulic devices or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50—Pressure control
    • F15B2211/505—Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50509—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means
    • F15B2211/50545—Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a pressure upstream of the pressure control means using braking valves to maintain a back pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/76—Control of force or torque of the output member
    • F15B2211/761—Control of a negative load, i.e. of a load generating hydraulic energy

Definitions

  • Hydraulic arrangement for the realization of a floating position for a hydraulic cylinder, with a first and a second chamber having hydraulic cylinder, a Hydraulic tank, one pumping a hydraulic fluid Conveying, one between the first and the second chamber arranged hydraulic line, one in the hydraulic line arranged switching valve, one in the hydraulic line arranged volume flow dependent controlling valve device, a first supply line for the first Chamber, a second supply line for the second chamber, one arranged in the first supply line Pipe burst protection device and a control unit with at least three switching positions, which are a lifting position, a lowered position and a neutral position for the Include hydraulic cylinder.
  • Hydraulic arrangements with implemented floating positions, whereby a free movement of a hydraulic cylinder allows are known in the art. Both are Connection sides of the hydraulic cylinder with each other as also low pressure or without pressure with a tank or Hydraulic tank connected. Such hydraulic arrangements found in construction or loading vehicles, such.
  • B. Telehandler or front loader vehicles use in which by means of a Lifting cylinder raised a boom or a rocker or can be lowered.
  • the function of the floating position is for example, needed to be independent of the position and location of the vehicle to allow a tool on Boom or on the rocker of the vehicle, the bottom contour can follow the contour. The tool is just pressed to the ground by gravity.
  • Hydraulic arrangements with floating positions are taking shape especially then as very expensive if a load-holding valve is provided, which for safety reasons at emergence a leakage in the connection between cylinder and Control unit unintentional lowering of the boom or the swingarm should prevent or slow down much.
  • a control pressure through which the valve is opened.
  • In the Floating position is a non-pressurized state of the hydraulic Consumer, so that without additives no tax pressure is buildable.
  • To build up this control pressure anyway can, such hydraulic arrangements are to additional switching valves and / or hydraulic lines extended. By this extension should then if necessary a Connection of the rod side of the hydraulic cylinder with the Hydraulic tank to be made or separated.
  • DE 100 06 908 A1 discloses a hydraulic Piston-cylinder unit for agricultural machines with a load-holding valve, in which a working position is reached, in which a constant pressure in the piston bottom side cylinder space is adjustable. This can a boom or a tool located there always rest on the ground with preselected contact force.
  • These Working position is achieved by the pressure chambers of Piston-cylinder unit to be associated with each other And via a pressure control valve, a pressure equalization between the both pressure chambers takes place. If the pressure drops below one preselected value, closes the pressure control valve.
  • a Floating position is only possible if the preselected Value is set to zero, so no pressure control he follows. The disadvantage is that when switching under load, the boom or the tool uncontrolled would sink.
  • the object underlying the invention is seen therein a hydraulic arrangement of the type mentioned to improve that the effort to realize a "lowering function" under load reducible and at the same time a fully functional floating position is feasible. In particular, switching relationships less complex and the risk of incorrect operation and unwanted switching states can be reduced.
  • a hydraulic arrangement of the above mentioned type designed such that the control unit, a has further switching position, which is a floating position represents, in which by the control unit at least the second supply line is connectable to the tank and at the same time connections of both supply lines to Subsidies are interrupted.
  • the controller has a fourth switching position, can on a second Switching valve for connecting the second chamber of Hydraulic cylinder with a tank, as in previous ones Solutions provided is waived. With it reduced the technical effort is considerable, especially because of because an additional hydraulic arrangement for the realization one of the "lowering function" under load is eliminated.
  • a fourth shift position provides the Advantage that in addition to the lifting position and the lowering position furthermore a neutral position for the hydraulic cylinder can be provided in both supply lines are closed.
  • the connection should between the lower side of the hydraulic cylinder and the Hydraulic tank should preferably be closed, as there are applications with wheel loaders, telescopic loaders and also front loaders are at which a certain contact pressure under one on the boom attached tool is to be produced, resulting in a permanent connection to the tank would not be possible and so on would lead to a disadvantage compared to competing products. It is therefore an advantage of a fourth invention To add switching position and both the lifting and To provide lowering and neutral position.
  • the control unit may be designed such that in the fourth switching position, the first supply line with the second supply line interconnected and both Supply lines are connected to the hydraulic tank, the second input to the controller being closed, so that there is no supply from the subsidy.
  • a such fourth switching position as floating position is not mandatory, it is sufficient if the fourth Switch position only the second supply line of the Hydraulic cylinder connects to the hydraulic tank.
  • control unit In the floating position, the control unit connects the second Supply line or the second and the first Supply line directly to the hydraulic tank, i. it No additional valves or means are required (except one) Connecting line from the control unit to the tank).
  • the control unit can be designed manually or electrically operated, Of course, other methods are conceivable are, for example, pneumatic or hydraulic methods, which, however, should not be explained in detail.
  • the switching valve preferably has a closed position and an open position, wherein the switching valve in the Closing position preferably closes in both flow directions and opens in the open position in both directions of flow, so that a floating position for the hydraulic cylinder entry.
  • the switching valve is preferably electric actuated. It is of course also conceivable that other types of actuation of the switching valve are used, for example, a manual, pneumatic or hydraulic Activity.
  • the floating position to be activated it will Switching valve in its open position and the control unit in its fourth switching position switched to the first and the second chamber of the hydraulic cylinder with each other and with the Hydraulic tank to connect. So that the hydraulic arrangement as easy to use and the possibilities for a Operator error is minimized the switching valve is preferably always opened automatically, d. H. brought into open position when the control unit in its floating position. Preferably, they are Provided with funds to determine whether the Control unit is in its floating position or not. This can be implemented, for example, in the form of a switch be in connection or depending on the Floating position is switched on the control unit.
  • the boom or the rocker to hold under load or with a certain contact pressure. This is from a lifting or lowering position directly into the Neutral position switched and by the lifting or Lowering built contact pressure held. As a result of that the switching valve in the lifting, neutral and lowered position always automatically held in the closed position, no Pressure equalization between the chambers occur.
  • the functions for lifting and lowering of the hydraulic cylinder carried at closed switching valve by switching the control unit in Lifting or lowering in a known manner.
  • the control device is preferably as a slide valve formed, which four switch positions, each with two Has inputs and outputs. In the individual positions are the supply lines in different ways according to the actuating functions (lifting, lowering, Neutral position (holding) and floating position) of the control unit connected to the conveyor or to the tank or closed.
  • the pipe rupture protection device preferably comprises a in Direction of the control unit closing check valve and a pressure relief valve, wherein the pressure relief valve through prevailing in the connecting lines pressures is controllable.
  • the control is done by Pilot pressure lines, which of the pressure relief valve in lead the first and the second supply line.
  • the Check valve is in a pressure relief valve arranged bypass bypass, wherein the Check valve opens towards the first chamber.
  • Other Possibilities for pipe burst protection are also conceivable.
  • pressure switches can also be used in case of pressure drop, actuate a switching valve.
  • a volume flow dependent controlling valve device has the Advantage that regardless of the hydraulic pressure in the Hydraulic line the volume flow is controllable, so that both at low and high hydraulic load only a certain flow through the hydraulic line and thus a security function is offered. Becomes for example, while the first chamber of the Hydraulic cylinder is pressurized, the hydraulic Arrangement brought into floating position by the switching valve by moving the control unit into the floating position in Flow position is switched, then ensures the Volume flow dependent controlling valve device that the flow rate is only in., regardless of the level of pressure does not change certain limits or a certain value will exceed.
  • the valve device preferably includes a Flow opening changing adjusting means, for example a slider or closing elements, on the one hand a Pressure of the first chamber and on the other hand a pressure of the Container and optionally exposed to a spring force is. Depending on a pressure difference between the two flow sides, which correspond to one prevailing volumetric flow, changed or closes the flow opening of the actuating means.
  • a Flow opening changing adjusting means for example a slider or closing elements
  • the valve device preferably has means that with rising (falling) pressure drop over the Valve device reduce the flow area (expand). If due to increasing pressure in the Hydraulic line increases the flow, so does the Pressure gradient between the flow inlet and Flow outlet side on. At the same time then reduces the flow area across the valve means, so that the pressure gradient drops again. As a result of the declining Pressure gradient is reduced again Flow cross-section of the valve device, so that a controlling state that sets the Volume flow in the presence of a pressure gradient keeps as far as possible or within certain limits constant.
  • the valve device may include a flow control valve, which changes the volume flow as a function of flow and on limits a predefinable maximum value.
  • Flow control valves are, for example, from the company "HYDAC International. "An exact description of the DIN-ISO 1219 are removed.
  • a flow control valve has via a differential pressure controller, the volume flow dependent on a control piston, a compression spring, a control panel and over a set screw for adjusting the control pressure difference the Flow controls or regulates. With increasing volume flow or increasing flow d. H. increasing pressure gradient is the cross section of the control panel according to the increased Reduced pressure drop until again Force balance is present.
  • the control direction preferably the outflow direction of the hydraulic fluid the pressurized chamber of the Hydraulic cylinder, preferably the lifting side of the Hydraulic cylinder, in the direction of the container corresponds.
  • the valve can be flowed through unregulated.
  • Such a valve has the advantage that even at extreme high pressure loads always one of the control pressure difference adjusts corresponding volume flow, the Control pressure difference can be specified via the adjusting screw. This As a result, when switching from operating position in Floating position under load a controlled pressure decrease, largely independent of the amount of the prevailing Pressure, takes place and thus a safety precaution in Switching to the floating position is given.
  • the valve means includes a parallel to Flow control valve arranged check valve, which in Direction of the first chamber opens. This will ensure that flowing in the direction of the container Hydraulic fluid is forced through the flow control valve to flow and accordingly controlled from the high Pressure applied chamber drains, whereas an inflow from the opposite direction can take place unhindered.
  • Valve means means that when exceeding a predeterminable pressure gradient reduce the volume flow or interrupt. This will ensure that when it reaches a volume flow, the predetermined pressure drop causes the connection is interrupted, so that the Pressure in the pressurized first chamber or is held in the first hydraulic line. If the pressure falls Once again, the connection is restored as soon as that specifiable pressure gradient is reached or a Volume flow that causes a pressure gradient, which is less than or equal to the predeterminable pressure gradient.
  • the valve device includes a Rohbruchtechnischsventil, which when reaching or Exceeding a predefinable pressure gradient closes or falls below the predetermined pressure gradient opens.
  • Rohbruchtechnischsventile be for example of offered by the company "HYDAC International” detailed in a company catalog “HYDAC INTERNATIONAL - FLUTEC Pipe Fittings RBE “described.” Flutec "Pipe Fuses are volume flow dependent switching Flat seat valves, the impermissible and uncontrolled Avoid movements of a consumer under load.
  • a pipe rupture valve has a closing element, For example, a closing piston in the form of a Poppet valve, which is an open in normal operating condition Has switching position.
  • the closing element is preferably held by a spring in the open state, as long as the Spring force is greater than that through the flow resistance When flowing through force caused on the closing element or on the plate surface of the poppet valve.
  • the valve stays opened and can be flowed through in both directions. exceeds the prevailing volumetric flow when flowing through the valve in a predeterminable direction by the predetermined Pressure drop defined, maximum allowable value is through the flow resistance increase the spring force overcome and the closing element abruptly pressed on the valve seat, so that the flow is interrupted.
  • the valve opens automatically, as soon as a pressure equalization takes place and the Pressure force in front of the valve resulting from spring force and Compressive force behind the valve composing force below.
  • the valve device has a parallel to the pipe rupture valve arranged throttle or orifice, which allows a reduced volume flow when the pipe rupture valve is closed. This ensures that always a certain proportion of the volume flow is passed on, so that the pressure in front of the valve device can not build up.
  • the throttle or orifice can be arranged in a bypass line parallel to the pipe break safety valve or be formed, for example, in the form of a bore directly on the pipe rupture valve, in particular directly on the poppet valve. At high flow rates is thus ensured that the closing of the pipe rupture valve much of the flow is intercepted and only a small portion of the hydraulic fluid passes through the throttle, so that a total of controlled pressure decrease is achieved when switching to the floating position.
  • a telescopic loader in each Operating position also under load with raised boom, in Floating position to be switched.
  • a floating position without described volume flow control would cause with increasing load of the boom more or less uncontrolled Shut down, causing a heightened security risk represents.
  • the floating position is made possible to use when working on the soil surface.
  • the hydraulic cylinder with raised boom through corresponding control via the control valve with the side Pressure to apply, so an accelerated Shutting down the boom entry. In all Operating positions is a secure switch to a Floating position given.
  • the circuit diagram shown in Fig. 1 shows Embodiment of a hydraulic arrangement 10 for Realization of a floating position.
  • the hydraulic arrangement 10 includes a switchable controller 12, for example a Slide valve, which via hydraulic lines 14, 16 with a pump 18 and a hydraulic tank 20 is connected, wherein the control unit 12 in three operating positions, lifting, neutral and Lowering, switchable.
  • the switching of the control unit 12 is preferably done by hand, but can also electrically, hydraulically or pneumatically.
  • first and second supply line 22, 24 is the Control unit 12 connected to a hydraulic cylinder 26, wherein the first supply line 22 into a first chamber 28 of the Hydraulic cylinder 26 and the second supply line 24 in a second chamber 30 of the hydraulic cylinder 26 leads.
  • One Piston 29 separates the two chambers 26, 28 from each other.
  • the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26 provides the piston-side or lift-side chamber, whereas the second chamber 30, the piston rod side and the lower side Represents chamber of the hydraulic cylinder.
  • the Pipe burst protection device 32 includes a pressure and spring-controlled pressure relief valve 34, and a for Hydraulic cylinder side opening check valve 36, which via a bypass line 38 parallel to the pressure relief valve 34 is arranged.
  • a first pressure line 40 is a Pressure connection from the pressure relief valve 34 to Hydraulic cylinder side portion of the first supply line 22 produced.
  • a second pressure line 42 is another pressure connection from the pressure relief valve 34 to second supply line 24 made. Furthermore, holds a spring 44, the pressure relief valve 34 in Closed position.
  • a hydraulic line 46 connects the first chamber 28 and the first supply line 22 to the second chamber 30 and with the second supply line 24, one with the first Supply line 22 connected end 48 of the hydraulic line 46 between the first chamber 28 and the Pipe rupture protection device 32 is arranged.
  • a switching valve 50 In the hydraulic line 46 is a switching valve 50 and a in the direction of the second supply line 24 behind the Switching valve 50 connected volume flow dependent controlling Valve device 52 is arranged.
  • the switching valve 50 is turned on electrically switchable seat valve, which has a Stellfeder 54 is held in the closed position and a Solenoid 56 is brought into an open passage position can be.
  • the switching valve 50 seals in both Directions leak-free.
  • the valve device 52 includes a Flow control valve 58, which in parallel to a Check valve 60 is arranged, wherein the check valve 60 opens in the hydraulic cylinder direction.
  • the valve device 52 in the direction of the second Supply line 24 to be arranged in front of the switching valve 50.
  • the individual operating states can now via the Controlled control unit 12 and via the switching valve 50 become.
  • the control unit 12th held in neutral position by adjusting springs 62, 64.
  • the Switching valve 50 is in a closed position. about a control signal or by manual operation is the Control unit 12 by means of an actuator 66 from the Neutral position out in the lifting, lowering or floating position brought. It can be a manual, electrical, hydraulic or pneumatic actuator 66 act.
  • control unit 70 When switching the controller 12 in the floating position detects a connected to the actuator 66 Switch or sensor 68, the floating position of the controller 12th and sends a signal to a control unit 70.
  • the Control unit 70 is connected to the switching valve 50 and stops or brings the switching valve 50 in the closed position, if the controller 12 is in the floating position.
  • the control logic is the Control unit 70 is preferably designed so that at each Switching position of the controller 12 from the floating position deviates a corresponding signal to close the Switching valve 50 is generated, wherein the switch or sensor 68 the switching positions of the control unit 12 detected or detected and a corresponding switching position signal to the Control unit 70 outputs.
  • the controller 12 interrupts the connections to the pump 18 and the hydraulic tank 20, so that the pressure in the retained two chambers 28, 30 of the hydraulic cylinder 26 and the movement of the piston 29 is canceled.
  • the switching valve 50 is closed.
  • the piston 29 stops.
  • the pipe rupture device 32 thus ensures that the hydraulic cylinder 26 in neutral position maintains or in lifting and neutral position no oil from the pressurized first chamber 28 can escape and that in lowering position, the oil from the first chamber 28 via the opened pressure relief valve 34 can drain.
  • the lifting side of the side of the Hydraulic cylinder 26 is in which a pressure for lifting a load is built.
  • the stroke side is the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26, by turning the hydraulic cylinder 26 and the second Chamber 30 could serve as a lifting side.
  • the first pressure line 40 represents an overload protection, so that too high Operating pressures in the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26, for example, caused by excessive loads can, in the first pressure line 40 reaches a limit pressure is that opens the pressure relief valve 34 to reduce pressure.
  • the controller 12 can from any Switch position out or in any operating position in the floating position (from above the fourth switching position of Control unit 12 of Figure 1) are switched. It will by the switching signal generated by the control unit 70 Switching valves 50 controlled so that the solenoid 56 of the Spring force of the spring 54 counteracts and the switching valve 50th brought out of the closed position in the open position becomes. This has the consequence that the first chamber 28 and the second chamber 30 with each other and with the other Hydraulic tank 20 can be associated, so that a Replacement of the hydraulic fluid or the oil take place and the piston 29 can be moved freely floating. Finds Switching to the floating position from an operating position under load, the oil flows under elevated pressure from the pressurized first chamber 28 out, resulting in a would lead to accelerated piston movement.
  • Flow control valve 58 in force, which limits the flow or the flow of the oil controls or regulates. exceeds the volume flow is an approved value, the Passage cross section of the flow control valve 58, so that the Volume flow does not increase any further. This will be uncontrolled movements of the piston 29 effectively avoided.
  • FIG. 2 is another volume flow dependent controlling Valve device shown, based on an alternative Embodiment will be explained.
  • valve device shown in FIG. 2 shown valve device can be used.
  • the rest Components or their functions are according to the in the manner shown in Figure 1 and according to the previous description used.
  • 2 is for the valve means 52 in place of the flow control valve 58 and of the check valve 60 a pipe rupture valve 72 in Combination with a throttle 74 connected in parallel used.
  • a throttle 74 may also be a equivalent aperture can be used. Is through switching of the controller 12 is switched to the floating position causes the pipe rupture valve 72 also a flow-dependent reduction or limitation of the Volume flow.
  • FIG. 3 shows a mobile one Telescopic loader 82 with a housing 84 and a frame of the Telescopic loader 82 pivotally hinged, telescopic extendible, cantilever 86.
  • a hydraulic cylinder 26 for raising and lowering the boom 86 arranged.
  • the hydraulic cylinder 26 is at one first and a second bearing 88, 90 pivotally hinged, wherein the piston rod side 92 at the second Bearing 90 on the boom 86 and the piston bottom side 94 at the first bearing 88 is hinged to the housing 84.
  • the hydraulic tank 20, the pump 18 and the Control unit 12 is positioned on or in the housing 84 and over Hydraulic lines 14, 16 connected to each other.
  • Valve block 96 are in particular the pipe rupture protection 32, the Switching valve 50 and the valve device 52 integrated.
  • electrical or mechanical control Control or switching signals are generated with which the Control unit 12 or the switching valve 50 (see FIG. 1) be operated or switched.
  • Float position it is possible in Float position to switch so that the piston freely movable and thus also the boom 86 is floating.
  • the floating position ensures that a on Boom 86 fixed and lowered to the ground tool 98 floating, following the contour of the ground, over the Ground surface can be moved.
  • the contact pressure of the Tool 98 relative to the ground is thereby substantially by the weight of the boom 86 and the tool 98 certainly.
  • a safety function is thereby given, lowering the boom 86 is volume controlled under load can be done so no unintentional, sudden Movement changes occur. Is z. B.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Transplanting Machines (AREA)

Abstract

Es wird eine hydraulische Anordnung (10) für eine Schwimmstellung beschrieben. Die Anordnung (10) umfasst einen eine erste und eine zweite Kammer (28, 30) aufweisenden Hydraulikzylinder (26), einen Hydrauliktank (20), ein eine Hydraulikflüssigkeit förderndes Fördermittel (18), eine zwischen erster Kammer (28) und zweiter Kammer (30) angeordnete Hydraulikleitung (46), ein in der Hydraulikleitung (46) angeordnetes Schaltventil (50), eine in der Hydraulikleitung (46) angeordnete volumenstromabhängig steuernde Ventilvorrichtung (52, 76), eine erste Versorgungsleitung (22) für die erste Kammer (28), eine zweiten Versorgungsleitung (24) für die zweite Kammer (30), eine in der ersten Versorgungsleitung (22) angeordnete Rohrbruchsicherungseinrichtung (32) und ein Steuergerät (12) mit wenigstens drei Schaltstellungen, welche eine Hebestellung, eine Senkstellung und eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder (26) umfassen. Um eine Schwimmstellungsfunktion zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, das Steuergerät (12) mit einer weiteren Schaltstellung zu versehen, welche eine Schwimmstellung darstellt, in welcher durch das Steuergerät (12) wenigstens die zweite Versorgungsleitung (24) mit dem Hydrauliktank (20) verbindbar ist und gleichzeitig Verbindungen beider Versorgungsleitungen (22, 24) zum Fördermittel (18) unterbrochen sind. <IMAGE>

Description

Hydraulische Anordnung zur Realisierung einer Schwimmstellung für einen hydraulischen Zylinder, mit einem eine erste und eine zweite Kammer aufweisenden Hydraulikzylinder, einem Hydrauliktank, einem eine Hydraulikflüssigkeit fördernden Fördermittel, einer zwischen der ersten und der zweiten Kammer angeordneten Hydraulikleitung, einem in der Hydraulikleitung angeordneten Schaltventil, einer in der Hydraulikleitung angeordneten volumenstromabhängig steuernden Ventilvorrichtung, einer ersten Versorgungsleitung für die erste Kammer, einer zweiten Versorgungsleitung für die zweite Kammer, einer in der ersten Versorgungsleitung angeordneten Rohrbruchsicherungseinrichtung und einem Steuergerät mit wenigstens drei Schaltstellungen, welche eine Hebestellung, eine Senkstellung und eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder umfassen.
Hydraulische Anordnungen mit implementierten Schwimmstellungen, wodurch ein freies Bewegen eines Hydraulikzylinders ermöglicht wird, sind im Stand der Technik bekannt. Dabei werden beide Anschlussseiten des Hydraulikzylinders sowohl miteinander als auch druckarm bzw. drucklos mit einem Tank oder Hydraulikbehälter verbunden. Derartige hydraulische Anordnungen finden in Bau- bzw. Laderfahrzeugen, wie z. B. Teleskoplader oder Frontladerfahrzeuge, Verwendung, bei denen mittels eines Hubzylinders ein Ausleger oder eine Schwinge angehoben bzw. abgesenkt werden kann. Die Funktion der Schwimmstellung wird beispielsweise dazu benötigt, um unabhängig von der Position und Lage des Fahrzeugs zu ermöglichen, dass ein Werkzeug am Ausleger bzw. an der Schwinge des Fahrzeugs der Bodenkontur konturgetreu folgen kann. Das Werkzeug wird dabei lediglich durch die Schwerkraft auf den Boden gedrückt.
Hydraulische Anordnungen mit Schwimmstellungen gestalten sich insbesondere dann als sehr aufwändig, wenn ein Lasthalteventil vorgesehen ist, welches aus Sicherheitsgründen bei Entstehung einer Leckage in der Verbindung zwischen Zylinder und Steuergerät ein unbeabsichtigtes Absenken des Auslegers bzw. der Schwinge verhindern oder stark verlangsamen soll. Zum Öffnen bzw. Umgehen des Lasthalteventils bedarf es in der Regel eines Steuerdrucks, durch den das Ventil geöffnet wird. In der Schwimmstellung liegt ein druckloser Zustand des hydraulischen Verbrauchers, so dass ohne Zusatzmittel kein Steuerdruck aufbaubar ist. Um trotzdem diesen Steuerdruck aufbauen zu können, werden derartige hydraulische Anordnungen um zusätzliche Schaltventile und/oder Hydraulikleitungen erweitert. Durch diese Erweiterung soll dann bei Bedarf eine Verbindung der Stangenseite des Hydraulikzylinders mit dem Hydrauliktank hergestellt oder getrennt werden.
Die DE 100 06 908 A1 offenbart eine hydraulische Kolbenzylindereinheit für landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen mit einem Lasthalteventil, bei der eine Arbeitsstellung erreicht wird, in der ein gleichbleibender Druck im kolbenbodenseitigen Zylinderraum einstellbar ist. Dadurch kann ein Ausleger bzw. ein sich daran befindliches Werkzeug stets mit vorgewählter Auflagekraft auf dem Boden aufliegen. Diese Arbeitsstellung wird erreicht, indem die Druckkammern der Kolbenzylindereinheit miteinander in Verbindung gebracht werden und über ein Druckregelventil ein Druckausgleich zwischen den beiden Druckkammern erfolgt. Sinkt der Druck unter einen vorgewählten Wert, schließt das Druckregelventil. Eine Schwimmstellung ist hierbei nur möglich, wenn der vorgewählte Wert auf Null gesetzt wird, so dass keine Druckregelung erfolgt. Nachteilig wirkt sich dann aus, dass bei Umschalten unter Last der Ausleger bzw. das Werkzeug unkontrolliert herabsinken würde.
In der deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10307346 wird eine Ventilanordnung offenbart, die ein Lasthalteventil aufweist und eine Schwimmstellung für einen Hydraulikzylinder ermöglicht. Um das Absenken des Hydraulikzylinders unter Last zu ermöglichen, ist ein gesondertes Schaltventil in einer zusätzlichen mit einem Hydrauliktank verbundenen Hydraulikleitung vorgesehen. Erst durch Schließen dieses Schaltventils wird ein Aufbau des zum Öffnen des Lasthalteventils erforderlichen Steuerdrucks ermöglicht. Des Weiteren ist es denkbar, dass es bei einer derartigen hydraulischen Anordnung aufgrund komplexer Schaltzusammenhänge und/oder durch unsachgemäße Bedienung des Betreibers zu ungewollten Schaltzuständen bzw. Fehlschaltungen kommen kann.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine hydraulische Anordnung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass der Aufwand zur Realisierung einer "Absenken-Funktion" unter Last reduzierbar und gleichzeitig eine voll funktionsfähige Schwimmstellung realisierbar ist. Insbesondere sollen Schaltzusammenhänge weniger komplex gestaltet und die Gefahr von Fehlbedienungen und ungewollten Schaltzuständen reduziert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Erfindungsgemäß ist eine hydraulische Anordnung der eingangs genannten Art derart ausgebildet, dass das Steuergerät, eine weitere Schaltstellung aufweist, welche eine Schwimmstellung darstellt, in welcher durch das Steuergerät wenigstens die zweite Versorgungsleitung mit dem Tank verbindbar ist und gleichzeitig Verbindungen beider Versorgungsleitungen zum Fördermittel unterbrochen sind. Dadurch, dass das Steuergerät eine vierte Schaltstellung aufweist, kann auf ein zweites Schaltventil zur Verbindung der zweiten Kammer des Hydraulikzylinders mit einem Tank, wie es bei bisherigen Lösungen vorgesehen ist, verzichtet werden. Damit reduziert sich der technische Aufwand erheblich, insbesondere deswegen, weil eine zusätzliche hydraulische Anordnung zur Realisierung einer der "Absenken-Funktion" unter Last entfällt. Somit wird vorzugsweise nur ein Schaltventil verwendet, mit dem lediglich die erste Kammer mit der zweiten Kammer verbunden wird.
Eine erfindungsgemäße vierte Schaltstellung bietet den Vorteil, dass neben der Hebestellung und der Senkstellung weiterhin eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder bereitgestellt werden kann, in der beide Versorgungsleitungen geschlossen sind. In der Neutralstellung soll die Verbindung zwischen der Senkseite des Hydraulikzylinders und dem Hydrauliktank vorzugsweise geschlossen sein, da es Anwendungen mit Radladern, Teleskopladern und auch Frontladern gibt, bei denen ein bestimmter Anpressdruck unter einem am Ausleger befestigten Werkzeug erzeugt werden soll, was bei einer ständigen Verbindung zum Tank nicht möglich wäre und so zu einem Nachteil gegenüber Konkurrenzprodukten führen würde. Es ist daher von Vorteil eine erfindungsgemäße vierte Schaltstellung hinzuzufügen und sowohl die Hebe- und Senkstellung als auch die Neutralstellung bereitzustellen.
Das Steuergerät kann derart ausgebildet sein, dass in der vierten Schaltstellung die erste Versorgungsleitung mit der zweiten Versorgungsleitung zusammengeschaltet und beide Versorgungsleitungen mit dem Hydrauliktank verbunden werden, wobei der zweite Eingang zum Steuergerät geschlossen ist, so dass keine Versorgung seitens des Fördermittels erfolgt. Eine derartige vierte Schaltstellung als Schwimmstellung ist nicht zwingend erforderlich, es ist ausreichend, wenn die vierte Schaltstellung lediglich die zweite Versorgungsleitung des Hydraulikzylinders mit dem Hydrauliktank verbindet.
In der Schwimmstellung verbindet das Steuergerät die zweite Versorgungsleitung bzw. die zweite und die erste Versorgungsleitung unmittelbar mit dem Hydrauliktank, d.h. es werden keine weiteren Ventile oder Mittel benötigt (außer einer Verbindungsleitung vom Steuergerät zum Tank). Das Steuergerät kann manuell oder auch elektrisch betätigbar ausgebildet sein, wobei selbstverständlich auch noch andere Methoden denkbar sind, beispielsweise pneumatische oder hydraulische Methoden, die jedoch nicht näher erläutert werden sollen.
Das Schaltventil weist vorzugsweise eine Schließstellung und eine Öffnungsstellung auf, wobei das Schaltventil in der Schließstellung vorzugsweise in beide Fließrichtungen schließt und in der Öffnungsstellung in beide Fließrichtungen öffnet, so dass eine Schwimmstellung für den Hydraulikzylinder eintritt. Das Schaltventil ist vorzugsweise elektrisch betätigbar. Es ist selbstverständlich auch denkbar, dass andere Betätigungsarten des Schaltventils eingesetzt werden, beispielsweise eine manuelle, pneumatische oder hydraulische Betätigung.
Soll nun die Schwimmstellung aktiviert werden, so wird das Schaltventil in seine Öffnungsstellung und das Steuergerät in seine vierte Schaltstellung geschaltet, um die erste und die zweite Kammer des Hydraulikzylinders miteinander und mit dem Hydrauliktank zu verbinden. Damit die hydraulische Anordnung möglichst einfach bedienbar und die Möglichkeiten für eine Fehlbedienung durch den Bediener gering gehalten werden, wird das Schaltventil vorzugsweise immer dann automatisch geöffnet, d. h. in Öffnungsstellung gebracht, wenn sich das Steuergerät in seiner Schwimmstellung befindet. Vorzugsweise sind dazu Mittel vorgesehen, mit denen ermittelt wird, ob sich das Steuergerät in seiner Schwimmstellung befindet oder nicht. Dies kann beispielsweise in Form eines Schalters umgesetzt werden, der in Verbindung bzw. in Abhängigkeit von der Schwimmstellung am Steuergerät geschaltet wird. Bei elektrohydraulisch angesteuerten Steuergeräten ist ein derartiger Schalter meist nicht erforderlich, da diese Aufgabe von der Software einer elektronischen Steuereinheit übernommen werden kann. Es ist darüber hinaus auch unerheblich, wie und wo die Schaltstellung des Steuergerätes erfasst wird, da lediglich das Ergebnis als solches von Interesse ist. Ein oben genannter Schalter kann an einem Joystick, an einer Betätigungsmechanik inkl. Seilzug oder auch direkt am Steuergerät angebracht werden. Denkbar ist hier auch ein Sensor, der ein proportionales Signal aufnimmt, welches anhand einer geeigneten Auswerteelektronik ein elektrisches Signal generiert, welches das Schaltventil in Öffnungs- bzw. Schließstellung schaltet. Auch wäre es denkbar, einen Druckschalter oder Drucksensor zu verwenden, der den Vorsteuerdruck, der von einem hydraulischen Joystick als Stellsignal an das Steuergerät geschickt wird, bestimmt. Es ergeben sich somit eine Vielzahl von Möglichkeiten die Schaltposition des Steuergeräts zu bestimmen und in Abhängigkeit dessen das Schaltventil zu öffnen bzw. zu schließen.
Soll der Ausleger bzw. die Schwinge unter Last bzw. Druck abgesenkt werden, wird durch Verstellen des Steuergerätes in die Senkstellung, und dem damit verbundenen Schließen des Schaltventils, automatisch die Verbindung zu den beiden Kammern untereinander und zu dem Hydrauliktank geschlossen. Hydraulikflüssigkeit strömt in die zweite Kammer des Hydraulikzylinders, wo jetzt ein ausreichend hoher Druck aufgebaut werden kann, um das Lasthalteventil zu öffnen, was zum Absenken des Auslegers bzw. der Schwinge zwingend erforderlich ist. Bei den marktüblichen hydraulischen Anordnungen für Schwimmstellungen mit Lasthalteventil bzw. mit einer Rohrbruchsicherungseinrichtung wird ein zweites Schaltventil benötigt, welches die für eine Schwimmstellung erforderliche Verbindung zum Tank herstellt und welches geschlossen werden muss, um den erforderlichen Druckaufbau zu gewährleisten.
Soll der Ausleger bzw. die Schwinge angehoben werden, wird durch Verstellen des Steuergerätes aus der Schwimmstellung heraus in die Hebestellung, und dem damit verbundenen Schließen des Schaltventils, automatisch die Verbindung zu den beiden Kammern untereinander geschlossen. Gleichzeitig wird eine Verbindung durch das Steuergerät zwischen zweiter Kammer und Hydrauliktank geschaffen. Hydraulikflüssigkeit strömt in die erste Kammer des Hydraulikzylinders und hebt den Kolben des Hydraulikzylinders an, der die in der zweiten Kammer befindliche Hydraulikflüssigkeit in den Hydrauliktank verdrängt.
Soll der Ausleger bzw. die Schwinge fixiert werden, wird durch Verstellen des Steuergerätes aus der Schwimmstellung heraus in die Neutralstellung, und dem damit verbundenen Schließen des Schaltventils, automatisch die Verbindung zu den beiden Kammern untereinander geschlossen. Gleichzeitig werden beide Versorgungsleitungen vom Steuergerät geschlossen. In diesem Zustand kann keine Hydraulikflüssigkeit aus den Kammern gelangen, so dass der Ausleger bzw. die Schwinge fixiert ist.
Schaltet man nun aus der Hebe-, Neutral- oder Senkstellung in die Schwimmstellung, so wird das Schaltventil automatisch geöffnet und die Verbindung zu den beiden Kammern untereinander und zum Hydrauliktank hergestellt.
Des weiteren wird ermöglicht, den Ausleger bzw. die Schwinge unter Last bzw. mit einem bestimmten Anpressdruck zu halten. Dazu wird aus einer Hebe- oder Senkstellung direkt in die Neutralstellung geschaltet und der durch die Hebe- oder Senkstellung aufgebaute Anpressdruck gehalten. Dadurch, dass das Schaltventil in der Hebe-, Neutral- und Senkstellung stets automatisch in Schließstellung gehalten wird, kann kein Druckausgleich zwischen den Kammern eintreten. Die Funktionen für Heben und Senken des Hydraulikzylinders erfolgen bei geschlossenem Schaltventil durch Schalten des Steuergeräts in Hebe- oder Senkstellung auf bekannte Art und Weise.
Das Steuergerät ist vorzugsweise als Schieberventil ausgebildet, welches vier Schaltstellungen mit jeweils zwei Ein- und Ausgängen aufweist. In den einzelnen Stellungen werden die Versorgungsleitungen auf unterschiedliche Weise entsprechend den Stellfunktionen (Heben, Senken, Neutralstellung (Halten) und Schwimmstellung) des Steuergeräts mit dem Fördermittel oder mit dem Tank verbunden bzw. geschlossen.
Die Rohrbruchsicherungseinrichtung umfasst vorzugsweise ein in Richtung des Steuergeräts schließendes Rückschlagventil und ein Druckbegrenzungsventil, wobei das Druckbegrenzungsventil durch in den Verbindungsleitungen vorherrschenden Drücken ansteuerbar ist. Die Ansteuerung erfolgt durch Pilotdruckleitungen, welche von dem Druckbegrenzungsventil in die erste und in die zweite Versorgungsleitung führen. Das Rückschlagventil ist in einer das Druckbegrenzungsventil umgehenden Bypass-Leitung angeordnet, wobei das Rückschlagventil in Richtung der ersten Kammer öffnet. Andere Möglichkeiten zur Rohrbruchsicherung sind ebenfalls denkbar. So können beispielsweise auch Druckschalter verwendet werden, die bei Druckabfall, ein Schaltventil betätigen.
Im Vergleich zu üblichen hydraulischen Anordnungen mit Schwimmstellungen und Rohbruchsicherungseinrichtungen ergibt sich eine kostengünstigere hydraulische Anordnung, da das erforderliche zweite Schaltventil samt dessen Verschlauchung auf der Seite der zweite Kammer des Hydraulikzylinders entfällt und statt dessen ein handelsübliches Schieberventil mit Schwimmstellungsfunktion verwendet werden kann. Durch den Wegfall eines zweiten Schaltventils wird auch die Anzahl möglicher Fehlerquellen verringert, da eine Komponente weniger eingesetzt wird. Des Weiteren ergeben sich günstigere gestalterische Möglichkeiten, da weniger Bauraum benötigt wird.
Besonders bei Traktoren mit Frontlader ist es üblich, dass die hydraulische und elektrische Verbindung zwischen Frontlader und Traktor mittels sogenannter Multikuppler sichergestellt wird, die ein schnelles und einfaches Verbinden und Trennen ermöglichen. Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung können diese Multikuppler beibehalten werden, da kein zusätzlicher Schlauch zur Verbindung der Senkseite des Hydraulikzylinders mit dem Tank erforderlich ist. Aufgrund der internen Verbindung des Steuergerätes in seiner vierten Schaltposition mit dem Tank, kann die zweite Kammer des Hydraulikzylinders mittels des bereits vorhandenen zweiten Versorgungsschlauches versorgt werden.
Eine volumenstromabhängig steuernde Ventilvorrichtung hat den Vorteil, dass unabhängig vom hydraulischen Druck in der Hydraulikleitung der Volumenstrom kontrollierbar ist, so dass sowohl bei geringer als auch bei hoher hydraulischer Belastung nur eine gewisse Durchflussmenge durch die Hydraulikleitung gelangt und damit eine Sicherheitsfunktion geboten wird. Wird beispielsweise, während die erste Kammer des Hydraulikzylinders druckbeaufschlagt ist, die hydraulische Anordnung in Schwimmstellung gebracht, indem das Schaltventil durch Verschieben des Steuergeräts in die Schwimmstellung in Durchflussstellung geschaltet wird, dann sorgt die volumenstromabhängig steuernde Ventilvorrichtung dafür, dass sich der Durchfluss unabhängig von der Höhe des Drucks nur in gewissen Grenzen ändert bzw. einen bestimmten Wert nicht überschreiten wird.
Die Ventilvorrichtung enthält vorzugsweise ein die Durchflussöffnung veränderndes Stellmittel, beispielsweise einen Schieber oder Schließelemente, das einerseits einem Druck der ersten Kammer und andererseits einem Druck des Behälters sowie gegebenenfalls einer Federkraft ausgesetzt ist. In Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen den beiden Durchflussseiten, die sich entsprechend eines vorherrschenden Volumenstromes einstellt, verändert bzw. schließt sich die Durchflussöffnung des Stellmittels.
Die Ventileinrichtung weist vorzugsweise Mittel auf, die mit steigendem (abfallendem) Druckgefälle über der Ventileinrichtung den Durchflussquerschnitt reduzieren (erweitern). Wenn aufgrund eines zunehmenden Drucks in der Hydraulikleitung der Volumenstrom zunimmt, steigt auch das Druckgefälle zwischen der Durchflusseintritts- und Durchflussaustrittsseite an. Gleichzeitig reduziert sich dann der Durchflussquerschnitt über der Ventileinrichtung, so dass das Druckgefälle wieder abfällt. Als Folge des abfallenden Druckgefälles reduziert sich wiederum der Durchflussquerschnitt der Ventileinrichtung, so dass sich ein steuernder bzw. regelnder Zustand einstellt, der den Volumenstrom bei Vorhandensein eines Druckgefälles weitestgehend bzw. in gewissen Grenzen konstant hält.
Die Ventileinrichtung kann ein Stromregelventil enthalten, welches den Volumenstrom strömungsabhängig verändert und auf einen vorgebbaren Maximalwert begrenzt. Derartige Stromregelventile werden beispielsweise von der Firma "HYDAC International" angeboten. Eine genaue Beschreibung kann der DIN-ISO 1219 entnommen werden. Ein Stromregelventil verfügt über einen Differenzdruckregler, der volumenstromabhängig über einen Regelkolben, eine Druckfeder, eine Regelblende und über eine Stellschraube zum Einstellen der Regeldruckdifferenz den Durchfluss steuert bzw. regelt. Mit zunehmendem Volumenstrom bzw. steigendem Durchfluss d. h. größer werdendem Druckgefälle wird der Querschnitt der Regelblende entsprechend dem erhöhten Druckgefälle so lange verringert, bis wieder ein Kräftegleichgewicht vorliegt. Durch das kontinuierliche Nachregeln des Differenzdruckreglers, entsprechend dem jeweils herrschenden Druckgefälle, wird ein konstanter Volumenstrom in eine Regelrichtung erreicht, wobei die Regelrichtung vorzugsweise der Abflussrichtung der Hydraulikflüssigkeit aus der mit hohem Druck beaufschlagten Kammer des Hydraulikzylinders, vorzugsweise der Hubseite des Hydraulikzylinders, in Richtung des Behälters entspricht. In Gegenrichtung kann das Ventil ungeregelt durchströmt werden. Ein derartiges Ventil hat den Vorteil, dass auch bei extrem hohen Druckbelastungen sich stets ein der Regeldruckdifferenz entsprechender Volumenstrom einstellt, wobei die Regeldruckdifferenz über die Stellschraube vorgebbar ist. Dies hat zur Folge, dass beim Umschalten von Betriebsstellung in Schwimmstellung unter Last eine kontrollierte Druckabnahme, weitestgehend unabhängig von der Höhe des vorherrschenden Drucks, erfolgt und somit eine Sicherheitsvorkehrung beim Umschalten in die Schwimmstellung gegeben ist.
Vorzugsweise enthält die Ventileinrichtung ein parallel zum Stromregelventil angeordnetes Rückschlagventil, welches in Richtung der ersten Kammer öffnet. Dadurch wird gewährleistet, dass die in Richtung des Behälters fließende Hydraulikflüssigkeit gezwungen ist, durch das Stromregelventil zu strömen und dementsprechend kontrolliert aus der mit hohem Druck beaufschlagten Kammer abfließt, wohingegen ein Zufluss aus entgegengesetzter Richtung ungehindert stattfinden kann.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung enthält die Ventileinrichtung Mittel, die bei Überschreiten eines vorgebbaren Druckgefälles den Volumenstrom reduzieren bzw. unterbrechen. Dadurch wird gewährleistet, dass bei Erreichen eines Volumenstroms, der das vorgebbare Druckgefälle hervorruft, die Verbindung unterbrochen wird, so dass der Druck in der mit hohem Druck beaufschlagten ersten Kammer bzw. in der ersten Hydraulikleitung gehalten wird. Fällt der Druck wieder ab, wird die Verbindung wieder hergestellt, sobald das vorgebbare Druckgefälle erreicht wird bzw. sich ein Volumenstrom einstellt, der ein Druckgefälle hervorruft, welches kleiner oder gleich dem vorgebbaren Druckgefälle ist.
Vorzugsweise enthält die Ventileinrichtung ein Rohbruchsicherungsventil, welches bei Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgebbaren Druckgefälles schließt bzw. bei Unterschreiten des vorgebbaren Druckgefälles öffnet. Derartige Rohbruchsicherungsventile werden beispielsweise von der Firma "HYDAC International" angeboten und werden detailliert in einem Firmenkatalog "HYDAC INTERNATIONAL - FLUTEC Rohrbruchsicherungen RBE" beschrieben. "Flutec"-Rohrbruchsicherungen sind volumenstromabhängig schaltende Flachsitzventile, die unzulässige und unkontrollierte Bewegungen eines unter Last stehenden Verbrauchers verhindern. Ein Rohrbruchsicherungsventil besitzt ein Schließelement, beispielsweise einen Schließkolben in Form eines Tellerventils, der im normalen Betriebszustand eine offene Schaltstellung aufweist. Das Schließelement, wird vorzugsweise durch eine Feder im geöffneten Zustand gehalten, solange die Federkraft größer ist als die durch den Durchflusswiderstand beim Durchströmen verursachte Kraft auf das Schließelement bzw. auf die Tellerfläche des Tellerventils. Das Ventil bleibt geöffnet und ist in beide Richtungen durchströmbar. Übersteigt der vorherrschende Volumenstrom beim Durchströmen des Ventils in eine vorgebbare Richtung den durch das vorgebbare Druckgefälle definierten, maximal zulässigen Wert, wird durch die Durchflusswiderstandszunahme die Federkraft überwunden und das Schließelement schlagartig auf den Ventilsitz gedrückt, so dass der Durchfluss unterbrochen wird. Das Ventil öffnet selbsttätig, sobald ein Druckausgleich stattfindet und die Druckkraft vor dem Ventil die sich aus Federkraft und Druckkraft hinter dem Ventil zusammensetzende Kraft unterschreitet.
Die Ventileinrichtung weist eine parallel zum Rohrbruchsicherungsventil angeordnete Drossel oder Blende auf, die bei geschlossenem Rohrbruchsicherungsventil einen reduzierten Volumenstrom erlaubt. Dadurch wird gewährleistet, dass stets ein gewisser Anteil des Volumenstroms weitergeleitet wird, so dass sich der Druck vor der Ventileinrichtung nicht weiter aufbauen kann. Die Drossel bzw. Blende kann in einer Beipassleitung parallel zum Rohbruchsicherungsventil angeordnet sein oder beispielsweise in Form einer Bohrung direkt am Rohrbruchsicherungsventil, insbesondere direkt am Tellerventil ausgebildet sein. Bei hohen Volumenströmen wird somit gewährleistet, dass durch das Schließen des Rohrbruchsicherungsventils ein Großteil des Volumenstroms abgefangen wird und nur ein kleiner Teil der Hydraulikflüssigkeit durch die Drossel gelangt, so dass insgesamt eine kontrollierte Druckabnahme bei Umschalten in die Schwimmstellung erreicht wird.
In Kombination mit der ersten und zweiten Hydraulikleitung, welche die Kammern des Hydraulikzylinders in Schwimmstellung mit dem Hydrauliktank verbinden, kann in besonders vorteilhafter Weise zum einen eine Betriebsstellung mit integrierter Lasthalteventilanordnung erzielt werden, zum anderen aber auch in eine Schwimmstellung mit den beschriebenen Sicherheitsmerkmalen einer kontrollierten Volumenstromsteuerung umgeschaltet werden.
Vorzugsweise werden die in den verschiedenen Ausgestaltungen dargestellten Ventilanordnungen zur Verwendung für einen Hydraulikzylinder zum Heben und Senken eines Auslegers an einem Lader- oder Baufahrzeug, insbesondere an einem Teleskoplader oder an einem Frontladerfahrzeug eingesetzt. So kann beispielsweise bei einem Teleskoplader in jeder Betriebsstellung, auch unter Last bei angehobenen Ausleger, in Schwimmstellung umgeschaltet werden. Eine Schwimmstellung ohne beschriebener Volumenstromsteuerung würde dazu führen, dass mit zunehmender Last der Ausleger mehr oder weniger unkontrolliert herunterfahren würde, was ein erhöhtes Sicherheitsrisiko darstellt. Gleichzeitig wird ermöglicht, die Schwimmstellung bei Arbeiten an der Bodenoberfläche zu nutzen. Des Weiteren wird die Möglichkeit gegeben mit integriertem Lasthalteventil, den Hydraulikzylinder bei angehobenem Ausleger durch entsprechende Ansteuerung über das Steuerventil senkseitig mit Druck zu beaufschlagen, so dass ein beschleunigtes Herunterfahren des Auslegers Eintritt. In allen Betriebsstellungen ist dabei ein gesichertes Umschalten in eine Schwimmstellung gegeben.
Von besonderem Vorteil ist, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltungen eine Schwimmstellung für einen Teleskoplader unter Beibehaltung einer sicherheitsrelevanten Lasthalteventilanordnung (Rohrbruchsicherungseinrichtung) gegeben ist. Des Weiteren ist die Realisierung einer Schwimmstellung gegeben, mit der ein Konstruktionsaufwand im Vergleich zu bisher bekannten hydraulischen Anordnungen reduziert werden konnten.
Anhand der Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1
einen Schaltplan einer ersten erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung mit einem Volumenstromregelventil als volumenstromabhängig steuernde Ventilvorrichtung,
Fig. 2
einen Schaltplan einer alternativen volumenstromabhängig steuernden Ventilvorrichtung mit Rohbruchsicherungsventil und
Fig. 3
eine schematische Seitenansicht eines Teleskopladers mit erfindungsgemäßer hydraulischer Anordnung zur Verwendung für einen Hydraulikzylinder.
Der in Fig. 1 dargestellte Schaltplan zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine hydraulische Anordnung 10 zur Realisierung einer Schwimmstellung. Die hydraulische Anordnung 10 enthält ein schaltbares Steuergerät 12, beispielsweise ein Schieberventil, welches über Hydraulikleitungen 14, 16 mit einer Pumpe 18 und einem Hydrauliktank 20 verbunden ist, wobei das Steuergerät 12 in drei Betriebsstellungen, Hub-, Neutral-und Senkstellung, schaltbar ist. Das Schalten des Steuergeräts 12 erfolgt vorzugsweise handgesteuert, kann aber auch elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.
Über eine erste und zweite Versorgungsleitung 22, 24 ist das Steuergerät 12 mit einem Hydraulikzylinder 26 verbunden, wobei die erste Versorgungsleitung 22 in eine erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26 und die zweite Versorgungsleitung 24 in eine zweite Kammer 30 des Hydraulikzylinders 26 führt. Ein Kolben 29 trennt die beiden Kammern 26, 28 voneinander. Die erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26 stellt die kolbenbodenseitige bzw. hubseitige Kammer dar, wohingegen die zweite Kammer 30 die kolbenstangenseitige bzw. senkseitige Kammer des Hydraulikzylinders darstellt.
In der ersten Versorgungsleitung 22 ist eine Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 vorgesehen. Die Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 enthält ein druck- und federgesteuertes Druckbegrenzungsventil 34, sowie ein zur Hydraulikzylinderseite öffnendes Rückschlagventil 36, welches über eine Beipassleitung 38 parallel zum Druckbegrenzungsventil 34 angeordnet ist. Über eine erste Druckleitung 40 ist eine Druckverbindung vom Druckbegrenzungsventil 34 zum hydraulikzylinderseitigen Abschnitt der ersten Versorgungsleitung 22 hergestellt. Über eine zweite Druckleitung 42 ist eine weitere Druckverbindung vom Druckbegrenzungsventil 34 zur zweiten Versorgungsleitung 24 hergestellt. Des Weiteren hält eine Stellfeder 44 das Druckbegrenzungsventil 34 in Schließstellung.
Eine Hydraulikleitung 46 verbindet die erste Kammer 28 bzw. die erste Versorgungsleitung 22 mit der zweiten Kammer 30 bzw. mit der zweiten Versorgungsleitung 24, wobei ein mit der ersten Versorgungsleitung 22 verbundenes Ende 48 der Hydraulikleitung 46 zwischen der ersten Kammer 28 und der Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 angeordnet ist.
In der Hydraulikleitung 46 ist ein Schaltventil 50 sowie eine in Richtung der zweiten Versorgungsleitung 24 hinter das Schaltventil 50 geschaltete volumenstromabhängig steuernde Ventileinrichtung 52 angeordnet. Das Schaltventil 50 stellt ein elektrisch schaltbares Sitzventil dar, welches über eine Stellfeder 54 in Schließstellung gehalten wird und über eine Magnetspule 56 in eine geöffnete Durchlassstellung gebracht werden kann. Das Schaltventil 50 dichtet dabei in beide Richtungen leckagefrei ab. Die Ventileinrichtung 52 enthält ein Stromregelventil 58, welches in Parallelschaltung zu einem Rückschlagventil 60 angeordnet ist, wobei das Rückschlagventil 60 in Hydraulikzylinderrichtung öffnet. Hierbei ist es auch möglich die Ventileinrichtung 52 in Richtung der zweiten Versorgungsleitung 24 vor dem Schaltventil 50 anzuordnen.
Die einzelnen Betriebszustände können nun wie folgt über das Steuergerät 12 sowie über die Schaltventil 50 angesteuert werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Steuergerät 12 durch Stellfedern 62, 64 in Neutralstellung gehalten. Das Schaltventil 50 befindet sich in einer Schließstellung. Über ein Steuersignal oder durch manuelle Betätigung wird das Steuergerät 12 mittels einer Betätigungsvorrichtung 66 aus der Neutralstellung heraus in die Hebe-, Senk- oder Schwimmstellung gebracht. Dabei kann es sich um eine manuelle, elektrische, hydraulische oder pneumatische Betätigungsvorrichtung 66 handeln.
Bei Schalten des Steuergeräts 12 in die Schwimmstellung detektiert ein mit der Betätigungsvorrichtung 66 verbundener Schalter oder Sensor 68 die Schwimmstellung des Steuergeräts 12 und sendet ein Signal an eine Steuereinheit 70. Die Steuereinheit 70 ist mit dem Schaltventil 50 verbunden und hält bzw. bringt das Schaltventil 50 in Schließstellung, wenn sich das Steuergerät 12 in der Schwimmstellung befindet.
Befindet sich das Steuergerät 12 in einer von der Schwimmstellung abweichenden Schaltstellung, so wird das Schaltventil 50 automatisch durch ein von der Steuereinheit 70 abgegebenes Signal geschlossen. Dabei ist die Steuerlogik der Steuereinheit 70 vorzugsweise derart ausgelegt, dass bei jeder Schaltstellung des Steuergeräts 12 die von der Schwimmstellung abweicht ein entsprechendes Signal zum Schließen des Schaltventils 50 generiert wird, wobei der Schalter bzw. Sensor 68 die Schaltstellungen des Steuergeräts 12 detektiert bzw. erfasst und ein entsprechendes Schaltstellungssignal an die Steuereinheit 70 abgibt.
In der Hebestellung (oberste Schaltstellung des Steuergeräts 12 in Figur 1) wird die Verbindung der ersten Versorgungsleitung 22 mit der Pumpe 18 und die Verbindung der zweiten Versorgungsleitung 24 mit dem Hydrauliktank 20 hergestellt. Das Schaltventil 50 ist in Schließstellung. Die mit dem Hydrauliktank 20 verbundene Pumpe 18 befüllt über die erste Versorgungsleitung 22 und über das Rückschlagventil 36 der Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 (das Druckbegrenzungsventil 34 befindet sich in Schließstellung) die erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26. In Folge dessen bewegt sich der Kolben 29 in Richtung der zweiten Kammer 30 und drückt das dort vorhandene Öl durch die zweite Versorgungsleitung 24 heraus in den Hydrauliktank 20. Wird nun in die Neutralstellung (von oben die zweite Schaltstellung des Steuergeräts 12 aus Figur 1) geschaltet, so unterbricht das Steuergerät 12 die Verbindungen zur Pumpe 18 und zum Hydrauliktank 20, so dass der Druck in den beiden Kammern 28, 30 des Hydraulikzylinders 26 beibehalten und die Bewegung des Kolbens 29 aufgehoben wird. Das Schaltventil 50 ist geschlossen. Der Kolben 29 bleibt stehen.
In Senkstellung (von oben die dritte Schaltstellung des Steuergeräts 12 aus Figur 1) wird die Verbindung der ersten Versorgungsleitung 22 mit dem Hydrauliktank 20 und die Verbindung der zweiten Versorgungsleitung 24 mit der Pumpe 18 hergestellt. Das Schaltventil 50 ist geschlossen. Die Pumpe fördert Öl in die zweite Kammer 30 des Hydraulikzylinders 26, wobei der sich in der zweiten Versorgungsleitung 24 aufbauende Druck das Druckbegrenzungsventil 34 über die zweite Druckleitung 42 der Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 öffnet. Gleichzeitig wird der Kolben 29 in Richtung der ersten Kammer 28 bewegt, so dass das aus der ersten Kammer 28 strömende Öl über die erste Versorgungsleitung 22 und über das geöffnete Druckbegrenzungsventil 34 in den Hydrauliktank 20 gelangt.
Die Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 stellt somit sicher, dass der Hydraulikzylinder 26 in Neutralstellung seine Position beibehält bzw. in Hebe- und Neutralstellung kein Öl aus der druckbeaufschlagten ersten Kammer 28 entweichen kann und dass in Senkstellung das Öl aus der ersten Kammer 28 über das geöffnete Druckbegrenzungsventil 34 abfließen kann. Um dies zu gewährleisten sollte bzw. muss die Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 sinnvoller Weise wie abgebildet auf der Hubseite des Hydraulikzylinders 26 angeordnet sein, wobei die Hubseite die Seite des Hydraulkzylinders 26 ist, in der ein Druck zum Heben einer Last aufgebaut wird. In den hier dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Hubseite die erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26, wobei durch Umdrehen des Hydraulikzylinders 26 auch die zweite Kammer 30 als Hubseite dienen könnte. Die erste Druckleitung 40 stellt eine Überlastsicherung dar, so dass bei zu hohen Betriebsdrücken in der ersten Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26, die beispielsweise durch zu hohe Traglasten entstehen können, in der ersten Druckleitung 40 ein Grenzdruck erreicht wird, der das Druckbegrenzungsventil 34 zum Druckabbau öffnet.
Über das Steuergerät 12 kann aus jeder beliebigen Schaltstellung heraus bzw. in jeder beliebigen Betriebsstellung in die Schwimmstellung (von oben die vierte Schaltstellung des Steuergeräts 12 aus Figur 1) geschaltet werden. Dabei wird durch das von der Steuereinheit 70 generierte Schaltsignal das Schaltventile 50 angesteuert, so dass die Magnetspule 56 der Federkraft der Feder 54 entgegenwirkt und das Schaltventil 50 aus der Schließstellung heraus in Öffnungsstellung gebracht wird. Dies hat zur Folge, dass die erste Kammer 28 und die zweite Kammer 30 zum einen miteinander und zum anderen mit dem Hydrauliktank 20 in Verbindung gebracht werden, so dass ein Austausch der Hydraulikflüssigkeit bzw. des Öls stattfinden und der Kolben 29 freischwimmend bewegt werden kann. Findet ein Umschalten in die Schwimmstellung aus einer Betriebsstellung unter Last statt, so strömt das Öl unter erhöhtem Druck aus der druckbeaufschlagten ersten Kammer 28 heraus, was zu einer beschleunigten Kolbenbewegung führen würde. Um diese Kolbenbewegung in ihrer Geschwindigkeit zu begrenzen tritt das Stromregelventil 58 in Kraft, welches den Volumenstrom begrenzt bzw. den Durchfluss des Öls steuert bzw. regelt. Überschreitet der Volumenstrom einen zugelassenen Wert, verengt sich der Durchlassquerschnitt des Stromregelventils 58, so dass der Volumenstrom nicht weiter ansteigt. Hierdurch werden unkontrollierte Bewegungen des Kolbens 29 wirksam vermieden.
Bei einer entgegengesetzten Druckwirkung in Richtung der ersten Kammer 28 ermöglicht das Rückschlagventil 60 die Umgehung des Stromregelventils 58 und somit einen ungeregelten Durchfluss in Richtung der ersten Kammer 28. Ein Umschalten aus der Schwimmstellung in eine Betriebsstellung ist jederzeit durch Schalten des Steuergeräts 12 in die Hebe-, Neutral- oder Senkstellung möglich. Automatisch wird dann das Schaltventil 50 geschlossen.
In Figur 2 ist eine weitere volumenstromabhängig steuernde Ventileinrichtung dargestellt, anhand der ein alternatives Ausführungsbeispiel erläutert werden soll. An Stelle der in Figur 1 dargestellten Ventileinrichtung soll die in Figur 2 dargestellte Ventileinrichtung eingesetzt werden. Alle übrigen Komponenten bzw. deren Funktionsweisen werden entsprechend der in Figur 1 dargestellten Weise und entsprechend der vorangehenden Beschreibung eingesetzt. Gemäß Fig. 2 wird für die Ventileinrichtung 52 an Stelle des Stromregelventils 58 und des Rückschlagventils 60 ein Rohrbruchsicherungsventil 72 in Kombination mit einer parallel geschalteten Drossel 74 eingesetzt. An Stelle der Drossel 74 kann auch eine gleichwirkende Blende eingesetzt werden. Wird durch Schalten des Steuergeräts 12 in die Schwimmstellung geschaltet, bewirkt das Rohrbruchsicherungsventil 72 ebenfalls eine strömungsabhängige Reduzierung bzw. Begrenzung des Volumenstroms. Erreicht der Volumenstrom in Schwimmstellung in der ersten Hydraulikleitung 46, aufgrund eines zu hohen Drucks in der ersten Kammer 28, einem am Rohrbruchsicherungsventil 72 vorgebbaren Grenzwert, dann wirkt eine sich aus der einstellenden Druckdifferenz resultierende Kraft der am Rohrbruchsicherungsventil 72 wirkenden Federkraft einer Schließfeder 76 entgegen und schließt das Rohrbruchsicherungsventil 72. Gleichzeitig wird das aus der ersten Kammer 28 strömende Öl durch die Drossel 74 umgeleitet, so dass ein stark reduzierter, kontrollierbarer Volumenstrom fließt und nur geringe Bewegungsgeschwindigkeiten des Kolbens 29 zugelassen werden. Hierbei ist es auch möglich die Ventileinrichtung 52 in Richtung der zweiten Versorgungsleitung 24 vor dem Schaltventil 50 anzuordnen.
Eine Verwendung für dargestellte Ausführungsbeispiele wird in Fig. 3 verdeutlicht. Figur 3 zeigt einen fahrbaren Teleskoplader 82 mit einem an einem Gehäuse 84 bzw. Rahmen des Teleskopladers 82 schwenkbar angelenkten, teleskopartig ausfahrbaren, Ausleger 86. Zwischen Ausleger 86 und Gehäuse 84 ist ein Hydraulikzylinder 26 zum Heben und Senken des Auslegers 86 angeordnet. Der Hydraulikzylinder 26 ist dabei an einer ersten und einer zweiten Lagerstelle 88, 90 schwenkbar angelenkt, wobei die Kolbenstangenseite 92 an der zweiten Lagerstelle 90 am Ausleger 86 und die Kolbenbodenseite 94 an der ersten Lagerstelle 88 am Gehäuse 84 angelenkt ist. Des Weiteren sind der Hydrauliktank 20, die Pumpe 18 sowie das Steuergerät 12 am bzw. im Gehäuse 84 positioniert und über Hydraulikleitungen 14, 16 miteinander verbunden. In einem vorzugsweise direkt an dem Hydraulikzylinder 26 angeordneten Ventilblock 96 sind insbesondere die Rohrbruchsicherung 32, das Schaltventil 50 sowie die Ventileinrichtung 52 integriert. Ferner sind die Versorgungsleitungen 22, 24 zwischen dem Ventilblock 96 bzw. dem Hydraulikzylinder 26 in Figur 3 dargestellt. Über die Betätigungsvorrichtung 66 und über eine nicht gezeigte elektrische oder auch mechanische Ansteuerung werden Steuer- bzw. Schaltsignale generiert, mit denen das Steuergerät 12 bzw. das Schaltventil 50 (siehe Figur 1) betätigt bzw. geschaltet werden. Durch die vorhergehend beschriebenen Betriebsstellungen kann der Hydraulikzylinder 26 derart betätigt werden, dass der Ausleger 86 angehoben, gehalten oder abgesenkt werden kann. Ferner ist es möglich in Schwimmstellung zu schalten, so dass der Kolben frei bewegbar und somit auch der Ausleger 86 schwimmend beweglich ist. Durch die Schwimmstellung wird gewährleistet, dass ein sich am Ausleger 86 befestigtes und auf den Boden abgesenktes Werkzeug 98 schwimmend, der Bodenkontur folgend, über die Bodenoberfläche bewegt werden kann. Der Anpressdruck des Werkzeugs 98 gegenüber dem Boden wird dabei im Wesentlichen durch das Eigengewicht des Auslegers 86 und des Werkzeugs 98 bestimmt. Eine Sicherheitsfunktion ist dabei dadurch gegeben, dass ein Absenken des Auslegers 86 unter Last volumengesteuert erfolgen kann, so dass keine ungewollten, plötzlichen Bewegungsänderungen eintreten. Befindet sich z. B. der Ausleger 86 in angehobener Stellung unter Last und wird dann in Schwimmstellung geschaltet, so sorgt das Stromregelventil 58 bzw. das Rohrbruchsicherungsventil 72 in Verbindung mit der Drossel 74 dafür, dass der Ausleger 86 in einer voreinstellbaren, kontrollierbaren Geschwindigkeit abgesenkt wird. Mit dieser durch die hydraulische Anordnung 10 realisierten Sicherheitsvorkehrung für eine Schwimmstellung, kann aus jeder Betriebsstellung heraus in eine Schwimmstellung geschaltet werden, ohne dass es zu unkontrollierten Bewegungsänderungen am Ausleger 86 kommt. Des Weiteren wird hiermit eine hydraulische Anordnung 10 mit integrierter Schwimmstellung in Verbindung mit einer Lasthaltevorrichtung 32 realisiert, mit der auch ein druckbeaufschlagtes Absenken des Auslegers 86 durch Schalten des Steuergeräts 12 in Senkstellung möglich ist.
Auch wenn die Erfindung lediglich anhand von zwei Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung sowie der Zeichnung viele verschiedenartige Alternativen, Modifikationen und Varianten, die unter die vorliegende Erfindung fallen. So kann beispielsweise die hydraulische Anordnung auch an anderen Fahrzeugen angewendet werden, beispielsweise an Baggern oder Kränen sowie an Frontladerfahrzeugen, die hydraulisch betätigbare Komponenten aufweisen, welche angehoben bzw. abgesenkt werden können und bei denen eine Schwimmstellung sinnvoll erscheint.

Claims (12)

  1. Hydraulische Anordnung zur Realisierung einer Schwimmstellung für einen hydraulischen Zylinder, mit einem eine erste und eine zweite Kammer (28, 30) aufweisenden Hydraulikzylinder (26), einem Hydrauliktank (20), einem eine Hydraulikflüssigkeit fördernden Fördermittel (18), einer zwischen der ersten und der zweiten Kammer (28, 30) angeordneten Hydraulikleitung (46), einem in der Hydraulikleitung (46) angeordneten Schaltventil (50), einer in der Hydraulikleitung (46) angeordneten volumenstromabhängig steuernden Ventilvorrichtung (52, 76), einer ersten Versorgungsleitung (22) für die erste Kammer (28), einer zweiten Versorgungsleitung (24) für die zweite Kammer (30), einer in der ersten Versorgungsleitung (22) angeordneten Rohrbruchsicherungseinrichtung (32) und einem Steuergerät (12) mit wenigstens drei Schaltstellungen, welche eine Hebestellung, eine Senkstellung und eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder (26) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12) eine weitere Schaltstellung aufweist, welche eine Schwimmstellung darstellt, in welcher durch das Steuergerät (12) wenigstens die zweite Versorgungsleitung (24) mit dem Hydrauliktank (20) verbindbar ist und gleichzeitig Verbindungen beider Versorgungsleitungen (22, 24) zum Fördermittel (18) unterbrochen sind.
  2. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schwimmstellung die erste und die zweite Verbindungsleitung (22, 24) durch das Steuergerät (12) mit dem Hydrauliktank (20) verbindbar sind.
  3. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (50) eine Schließstellung und eine Öffnungsstellung aufweist.
  4. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (64, 66) vorgesehen sind, die das Schaltventil (50) in eine Öffnungsstellung bringen, wenn sich das Steuergerät (12) in der Schwimmstellung befindet.
  5. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (64, 66) vorgesehen sind, die das Schaltventil (50) in eine Schließstellung bringen, wenn sich das Steuergerät (12) in der Hebe-, Senk- oder Neutralstellung befindet.
  6. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12) ein Schieberventil ist, welches für jede Schaltstellung wenigstens zwei Eingänge und zwei Ausgänge aufweist.
  7. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrbruchsicherungseinrichtung (32) ein in Richtung des Steuergeräts (12) schließendes Rückschlagventil (36) und ein Druckbegrenzungsventil (34) umfasst, wobei das Druckbegrenzungsventil (34) durch in den Versorgungsleitungen (22, 24) vorherrschenden Drücken ansteuerbar ist.
  8. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung (52) ein die Durchflussöffnung veränderndes Stellmittel (58, 72) enthält, das einerseits einem Druck der ersten Versorgungsleitung (22) und andererseits einem Druck der zweiten Versorgungsleitung (24) sowie gegebenenfalls einer Federkraft ausgesetzt ist.
  9. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (52) Mittel (58, 72) enthält, die mit steigendem (fallendem) Druckgefälle über der Ventileinrichtung (52) den Durchflussquerschnitt reduzieren (erweitern).
  10. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (52) ein Stromregelventil (58) enthält, welches den Volumenstrom strömungsabhängig verändert und auf einen vorgebbaren Maximalwert begrenzt.
  11. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (52) ein parallel zum Stromregelventil (58) angeordnetes Rückschlagventil (60) enthält, welches in Richtung der ersten Kammer (28) öffnet.
  12. Hydraulische Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (52) Mittel (72, 74) enthält, die bei Überschreiten eines vorgebbaren Druckgefälles den Volumenstrom reduzieren bzw. unterbrechen.
EP20050101767 2004-03-13 2005-03-08 Hydraulische Anordnung Withdrawn EP1574474A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004012382 2004-03-13
DE102004012382.9A DE102004012382B4 (de) 2004-03-13 2004-03-13 Hydraulische Anordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1574474A2 true EP1574474A2 (de) 2005-09-14
EP1574474A3 EP1574474A3 (de) 2006-10-04

Family

ID=34813689

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20050101767 Withdrawn EP1574474A3 (de) 2004-03-13 2005-03-08 Hydraulische Anordnung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7448309B2 (de)
EP (1) EP1574474A3 (de)
AU (1) AU2005201083B2 (de)
CA (1) CA2500609C (de)
DE (1) DE102004012382B4 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007048697A1 (de) * 2007-10-11 2009-04-16 Deere & Company, Moline Hydraulische Hubeinrichtung
EP2196682A1 (de) * 2008-12-15 2010-06-16 Bosch Rexroth Oil Control S.p.A. Hydraulische Steuervorrichtung für einen Stellantrieb eines Arbeitsfahrzeugs
EP2786958A1 (de) * 2013-04-05 2014-10-08 Bosch Rexroth Oil Control S.p.A. Steuerungsvorrichtung zum Ablassen einer Ladung
EP2786959A1 (de) * 2013-04-05 2014-10-08 Bosch Rexroth Oil Control S.p.A. Kavitationsschutzvorrichtung für einen Hydraulikzylinder
ITUA20162376A1 (it) * 2016-04-07 2017-10-07 Atlantic Fluid Tech S R L Dispositivo di controllo di un attuatore
WO2019210341A1 (de) * 2018-05-04 2019-11-07 Palfinger Ag Hydrauliksystem
IT201900005056A1 (it) * 2019-04-04 2020-10-04 Nem S R L Circuito idraulico di azionamento per macchina operatrice con articolazione meccanica dotata di funzione flottante.

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8095281B2 (en) * 2008-12-11 2012-01-10 Caterpillar Inc. System for controlling a hydraulic system
US8858151B2 (en) * 2011-08-16 2014-10-14 Caterpillar Inc. Machine having hydraulically actuated implement system with down force control, and method
US8997479B2 (en) * 2012-04-27 2015-04-07 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having energy recovery
NL2010952C2 (nl) * 2013-06-11 2014-12-15 Demolition And Recycling Equipment B V Hydraulische cilinder bijvoorbeeld voor toepassing bij een hydraulisch gereedschap.
CN105386484B (zh) * 2014-09-05 2017-11-21 徐工集团工程机械股份有限公司 一种动臂回转先导阀及液压挖掘机
CN105298951B (zh) * 2015-12-02 2018-10-23 湖南星邦重工有限公司 一种高空作业平台及其变幅***
ITUB20159831A1 (it) * 2015-12-14 2017-06-14 Ghim Hydraulics S R L Dispositivo idraulico particolarmente adatto per la movimentazione di una lama spazzaneve
IT201700047745A1 (it) 2017-05-03 2018-11-03 Cnh Ind Italia Spa Veicolo provvisto di un braccio comprendente un circuito di controllo idraulico avente una valvola di controllo di carico
US10502245B2 (en) * 2017-08-29 2019-12-10 Hamilton Sundstrand Corporation Actuator cooling flow limiter
JP7164294B2 (ja) * 2017-10-24 2022-11-01 株式会社小松製作所 作業車両
FR3083578B1 (fr) * 2018-07-09 2021-01-22 Safran Landing Systems Circuit hydraulique d'alimentation d'un verin, notamment utilise pour manœuvrer une porte de soute d'aeronef
JP7151597B2 (ja) * 2019-04-04 2022-10-12 株式会社豊田自動織機 産業車両の油圧駆動装置
JP6859411B2 (ja) * 2019-09-26 2021-04-14 古河ユニック株式会社 増速弁装置
JP7473337B2 (ja) * 2019-12-27 2024-04-23 株式会社小松製作所 作業機械の制御システム、作業機械、及び作業機械の制御方法
CN111237264A (zh) * 2020-02-26 2020-06-05 浙江迦南科技股份有限公司 用于实现双作用油缸精确控制的油路结构
CN112303056B (zh) * 2020-11-03 2022-11-04 山西天地煤机装备有限公司 一种乳化液泵站安全阀自动调压装置及其使用方法
DE102021131906A1 (de) 2021-12-03 2023-06-07 Wirtgen Gmbh Bodenfräsmaschine, insbesondere Stablisierer oder Recycler, und Verfahren zum Betreiben einer Bodenfräsmaschine

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3650425A (en) * 1970-06-12 1972-03-21 Sperry Rand Corp Bucket loader control system
DE3216580A1 (de) * 1981-05-07 1983-02-24 Hiab-Foco AB, 82401 Hudiksvall Lasthalte- und senkbremsventil
US4522109A (en) * 1983-11-21 1985-06-11 J. I. Case Company Leak-detecting hydraulic system
JPS63265023A (ja) * 1987-04-20 1988-11-01 Kobe Steel Ltd 車両系建設機械の振動抑制装置
EP0378129B1 (de) * 1989-01-13 1994-11-30 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulisches System für den Auslegerzylinder einer Konstruktionsmaschine
JPH081202B2 (ja) * 1989-04-03 1996-01-10 株式会社豊田自動織機製作所 単動式油圧シリンダの作動回路
DE19548943B4 (de) * 1995-12-28 2005-05-04 Bosch Rexroth Ag Ventilanordnung
US5622226A (en) * 1996-01-29 1997-04-22 Caterpillar Inc. Method for controlling bounce of a work implement
DE19608758A1 (de) * 1996-03-07 1997-09-11 Rexroth Mannesmann Gmbh Hydraulische Ventilanordnung
US6068064A (en) * 1998-05-20 2000-05-30 Case Corporation Agricultural implement with ground engaging tool and fluid circuit to control same
DE19931142C2 (de) * 1999-07-06 2002-07-18 Sauer Danfoss Holding As Nordb Hydraulische Ventilanordnung mit Verriegelungsfunktion
DE10006908A1 (de) * 2000-02-16 2001-08-23 Caterpillar Sarl Genf Geneva Hydraulische Kolbenzylindereinheit für landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen
US6460623B1 (en) * 2000-10-20 2002-10-08 Caterpillar Inc. Hydraulic system providing down force on a work implement
DE10227966A1 (de) * 2002-06-22 2004-01-08 Deere & Company, Moline Hydraulische Steueranordnung für eine mobile Arbeitsmaschine
DE10307346A1 (de) * 2003-02-21 2004-09-02 Deere & Company, Moline Ventilanordnung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007048697A1 (de) * 2007-10-11 2009-04-16 Deere & Company, Moline Hydraulische Hubeinrichtung
EP2196682A1 (de) * 2008-12-15 2010-06-16 Bosch Rexroth Oil Control S.p.A. Hydraulische Steuervorrichtung für einen Stellantrieb eines Arbeitsfahrzeugs
EP2786958A1 (de) * 2013-04-05 2014-10-08 Bosch Rexroth Oil Control S.p.A. Steuerungsvorrichtung zum Ablassen einer Ladung
EP2786959A1 (de) * 2013-04-05 2014-10-08 Bosch Rexroth Oil Control S.p.A. Kavitationsschutzvorrichtung für einen Hydraulikzylinder
ITUA20162376A1 (it) * 2016-04-07 2017-10-07 Atlantic Fluid Tech S R L Dispositivo di controllo di un attuatore
EP3228580A1 (de) * 2016-04-07 2017-10-11 Atlantic Fluid Tech S.r.l. Steuerungsvorrichtung für einen aktuator
WO2019210341A1 (de) * 2018-05-04 2019-11-07 Palfinger Ag Hydrauliksystem
IT201900005056A1 (it) * 2019-04-04 2020-10-04 Nem S R L Circuito idraulico di azionamento per macchina operatrice con articolazione meccanica dotata di funzione flottante.

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004012382B4 (de) 2014-03-13
AU2005201083A1 (en) 2005-09-29
EP1574474A3 (de) 2006-10-04
US20050199120A1 (en) 2005-09-15
CA2500609A1 (en) 2005-09-13
DE102004012382A1 (de) 2005-09-29
US7448309B2 (en) 2008-11-11
AU2005201083B2 (en) 2011-03-10
CA2500609C (en) 2007-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1574474A2 (de) Hydraulische Anordnung
EP1450048B1 (de) Ventilanordnung
EP1574626B1 (de) Hydraulisches passives Federungssystem
DE19956717B4 (de) Hydrauliksteuergerät
EP1915538B1 (de) Schaltung zur ansteuerung eines doppeltwirkenden hydraulischen antriebszylinders
EP1355065B1 (de) Hydraulische Steuerung
DE102004050294B3 (de) Hydraulische Ventilanordnung
EP1743981A1 (de) Hydraulische Anordnung
EP1781952B1 (de) Hydraulische steueranordnung
EP0016719B1 (de) Vorrichtung zum Steuern eines Hydromotors
EP0141301B1 (de) Hydraulischer Kreislauf für einen eine Last bewegenden Motor
DE4342642C2 (de) Elektro-hydraulische Schnellfallschaltung
EP2142808A1 (de) Hydraulische steueranordnung
EP1331199B1 (de) Steuervorrichtung, insbesondere für den Einsatz bei hydraulisch arbeitenden Hubeinrichtungen
EP1565658B1 (de) Hydraulisches zweikreissystem
DE102016205582A1 (de) Hydraulische Antriebsvorrichtung mit Regenerationsbetrieb
DE102015221713A1 (de) Rohrbruchsicherung mit zwei hydraulischen Ansteuerungen
WO2003087585A1 (de) Hydraulische steueranordnung in load-sensing technik
CH658102A5 (en) Hydraulic safety brake valve, in particular for hydraulic motors and hydraulic cylinder/piston units
EP2157320B1 (de) Hydrauliksteuerung für einen Hydromotor
EP2896839B1 (de) Vorrichtung zum Sperren und zum Druckanpassen
DE102017206581A1 (de) Ventilanordnung für Stiel-Zylinder mit zwei Betriebszuständen
DE102013207299A1 (de) Hydraulisches Wegeventil für das Hubwerk eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs
EP2600011A2 (de) Hydraulisches Wegeventil für das Hubwerk eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs
EP1576241B1 (de) Steuereinrichtung für ein arbeitsgerät mit einer ausleger gehaltenen schaufel

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR LV MK YU

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR LV MK YU

17P Request for examination filed

Effective date: 20070404

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE ES FR GB IT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20121018

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20150513

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20150924