WO2007137662A1 - Verfahren zur lagegerechten ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren hubgerüst einer arbeitsmaschine kippbar angeordneten arbeitsausrüstung - Google Patents

Verfahren zur lagegerechten ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren hubgerüst einer arbeitsmaschine kippbar angeordneten arbeitsausrüstung Download PDF

Info

Publication number
WO2007137662A1
WO2007137662A1 PCT/EP2007/003722 EP2007003722W WO2007137662A1 WO 2007137662 A1 WO2007137662 A1 WO 2007137662A1 EP 2007003722 W EP2007003722 W EP 2007003722W WO 2007137662 A1 WO2007137662 A1 WO 2007137662A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tilting cylinder
hydraulic
working
hydraulic pump
cylinder
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/003722
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gustav Leidinger
Jörg Hermanns
Original Assignee
Cnh Baumaschinen Gmbh
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 Cnh Baumaschinen Gmbh filed Critical Cnh Baumaschinen Gmbh
Priority to EP07724652.8A priority Critical patent/EP2029815B1/de
Priority to US12/302,261 priority patent/US8146356B2/en
Publication of WO2007137662A1 publication Critical patent/WO2007137662A1/de

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2239—Control of flow rate; Load sensing arrangements using two or more pumps with cross-assistance
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
    • E02F3/434—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like providing automatic sequences of movements, e.g. automatic dumping or loading, automatic return-to-dig
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2041—Automatic repositioning of implements, i.e. memorising determined positions of the implement
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • 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
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
    • 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
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2807—Position switches, i.e. means for sensing of discrete positions only, e.g. limit switches
    • 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
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20507—Type of prime mover
    • F15B2211/20523—Internal combustion engine
    • 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
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
    • F15B2211/20584—Combinations of pumps with high and low capacity
    • 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
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/265—Control of multiple pressure sources
    • 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
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/31—Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3122—Special positions other than the pump port being connected to working ports or the working ports being connected to the return line
    • F15B2211/3133—Regenerative position connecting the working ports or connecting the working ports to the pump, e.g. for high-speed approach stroke
    • 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
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6336—Electronic controllers using input signals representing a state of the output member, e.g. position, speed or acceleration
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for the positional alignment of tiltable arranged on a lifting and lowering mast of a working machine working equipment, in which the working equipment is moved by means of a tilting cylinder relative to the mast, wherein the tilting cylinder via a directly operated spool with hydraulic oil of a hydraulic pump for working hydraulics is supplied and wherein auxiliary consumers of the working machine are supplied by at least one further hydraulic pump with hydraulic oil.
  • the invention relates to a working machine with a lifting and lowering mast and one with respect to the mast by means of a tilting cylinder arranged tilting work equipment, the tilting cylinder is connected via a directly operated spool with a hydraulic pump for the working hydraulics, and wherein at least one further hydraulic pump intended for the secondary consumer.
  • Mobile working machines in particular wheel loaders, have working equipment which are mounted on the frame of the working machine by means of a lifting and lowering mast.
  • the work equipment especially when working with a bucket
  • the work equipment after emptying the same in a raised position of the mast after lowering it automatically returns to a position at ground support, which without readjustment by the driver continued work, ie a new recording of material in favorable angular position of the blade floor, that is approximately parallel to the ground, allows.
  • it is advantageous to preset the blade bottom in the direction of a certain positive or negative angle of attack can.
  • Wheel loaders of a certain size such as at a starting weight from 7 t, today usually have a hydraulic pilot control for the spool on the lifting and Schaufelkippwerk and occasionally also additional functions are served.
  • a feedforward control for the spool wheel loaders it is known to provide till brieflyautomatiken which bring after activation, the bucket back to the neutral position, ie that position in which it will impinge parallel or with a desired angle to the ground.
  • intervenes in the feedforward control for the tilting function of the blade triggering hydraulic circuit to allow the automatic return in the desired manner in function.
  • the intervention in the pilot control also offers the advantage that only a small flow of oil can be controlled at low pressures.
  • the kinematics systems for lifting and tilting are mainly designed so that the blade is completely dumped in the upper Hubrahmengnagna and impinges when lowering the hoist with its bottom approximately parallel to the ground on this.
  • this only applies when lowering from the uppermost Hubrahmengnagna. If the bucket is lowered in a maximum tilted position from a lower lifting height, there are strong deviations from the parallelism.
  • the object of the invention is to achieve a simple as possible staltet, possibly also retrofittable reminding work equipment a working machine with a directly operated spool control valve to create.
  • This object is achieved in a method of the type described according to the invention that after actuation of a trigger element by the driver, the two hydraulic ports of the tilting cylinder are simultaneously connected via a switch actuated by a control valve with the hydraulic pump for the auxiliary consumers and thereby the tilting cylinder in the direction of Neutral position of the work equipment is moved.
  • the flow of the pump is used for the working hydraulics, but the flow rate of the pump for the secondary consumers.
  • This can e.g. either be removed in front of the hydraulic motor for the fan of the oil cooler, wherein during the short period of remindkippvorganges then the fan in the usually existing freewheeling circuit runs and experiences only a slight drop in speed, or even after the fan.
  • the fan motor is then acted upon at its outlet opening with the pressure required for the tipping back of the blade, which, however, can be absorbed by the fan motor.
  • This switching valve has a circuit diagram that when switching on the automatic recirculation via the trigger element (switch) directs the flow of oil to the two ports of the tilt cylinder, so that this on the principle of a differential cylinder is acted upon, ie the extension speed of the piston rod is determined by the released by her, to be filled by the För- flow of the pump volume.
  • the piston rod In the usual area ratio of piston rod to cylinder of about 1: 4 corresponding to a relative to the cylinder diameter about half the piston rod diameter, the piston rod is extended at a certain flow four times as fast as in the application of the cylinder only on the piston side. Since the flow rate of the hydraulic pump used for the secondary consumers is only about half as large as the flow rate of the hydraulic pump for the working hydraulics, thus the piston rod is extended at about twice the speed compared to the use of the pump for the working hydraulics. Thus, even after triggering of the automatic feedback system in the case of lifting frame positions below the maximum height, it is still achieved that the working equipment (for example a blade) already strikes the ground in its ground-parallel end position. Especially with wheel loaders of the aforementioned weight class (up to about 6 t), this is for a speedy workflow of great advantage in which often material is poured only on a heap, the lifting frame does not need to be raised to its uppermost position.
  • the position of the tilting cylinder is determined and monitored by the control device of the changeover valve, and that the control device of the changeover valve on reaching the predetermined neutral position of the tilting cylinder switches the changeover valve in a position in which the two hydraulic connections of the tilting cylinder of the Hydraulic pump for the auxiliary consumers to be shut off. In this way, an exact alignment of the work equipment in the ensured predetermined neutral position.
  • a 4/2-way valve is preferably used.
  • the invention also provides a working machine with the features of claim 4.
  • the tilting cylinder is provided with a determination device for the tilting cylinder position, which is connected to the control device.
  • the tilting cylinder is preferably designed or connected as a differential cylinder.
  • a check valve is provided in the hydraulic line between the changeover valve and the hydraulic connection on the piston rod side of the tilting cylinder. This check valve ensures proper operation even if the driver at the same time actuates the control slide in the direction of tilting when the automatic return mechanism.
  • the pump can be used for the auxiliary consumers with a smaller displacement than the pump for the working hydraulics to achieve compared to previous systems still superior and meet all operating requirements increasing the adjustment speed.
  • all components forming the system can be kept small due to the lower flow rate.
  • the desired end position of the working equipment e.g., bucket
  • the shutdown takes place only via a small valve size solenoid valve.
  • Such solenoid valves have shutdown times of less than 50 ms.
  • the end position of the blade from the currently prevailing engine speed greatly influenced, since at the same time of a solenoid valve here also added to the tilting piston, which is a multiple of that of the solenoid valve. To compensate for this, additional devices are required in known systems.
  • Fig. 1 is a hydraulic circuit diagram for a wheel loader not shown in detail and in the
  • FIG. 2 to 6 show the individual operating states of the part of the hydraulic circuit diagram according to FIG. 1 relating to the automatic feedback system.
  • a mast 1 is shown schematically.
  • This mast 1 can be raised and lowered at a pivot point 2 and mounted on a wheel loader frame, not shown.
  • a working equipment is articulated at a point of articulation 3, which in the embodiment is in the form of a blade 4.
  • This blade 4 is about a hinge mechanism 5, 6 by means of a generally designated 7 tilting cylinder relative to the mast 1 about the pivot point 3 pivotally.
  • the tilting cylinder 7 has a piston rod 8 and a piston 9 and is located opposite to the piston rod 8. the end in a pivot point 10 also hinged to the frame of the wheel loader.
  • a support rod 11 is fastened, which at its free end carries a control lug 12 which forms part of a tilting cylinder position determination device.
  • a component designed in this example as a proximity switch 13 is arranged as a second part of the tilting cylinder position determining device, which is in operative connection with an electronic control device 15 via an electrical signal line 14, the function of which will be explained in more detail below.
  • the tilting cylinder position determining device can also be realized in other ways. It is essential that it is able to detect that position of the tilting cylinder 8, which corresponds to the predetermined neutral position of the blade 4 with respect to the ground 16 as shown in FIG.
  • the working machine in this case the wheel loader, has a drive motor, for example a diesel engine 17, which drives three hydraulic units, namely a preferably adjustable hydrostatic drive 18, a hydraulic pump 19 for the working hydraulics of the wheel loader and at least one further hydraulic pump 20 for secondary consumers.
  • a drive motor for example a diesel engine 17
  • three hydraulic units namely a preferably adjustable hydrostatic drive 18, a hydraulic pump 19 for the working hydraulics of the wheel loader and at least one further hydraulic pump 20 for secondary consumers.
  • hydraulic oil is conveyed from the hydraulic aggregates 18, 19, 20 out of a tank, generally designated 21, or conveyed back into it.
  • the hydraulic pump 19 for the working hydraulics is used inter alia for a normal actuation of the blade 4 by the driver via the tilting cylinder 7.
  • the pump 19 is connected via a hydraulic line 22 to a control slide 23 which is actuated directly by the driver by means of control levers 24. bar is.
  • the spool valve 23 is connected via a hydraulic line 25 to the piston side 26 and via a hydraulic line 27 to the annular space 28 of the tilting cylinder 7. Further, a line 29 is provided to the tank 21.
  • the hydraulic pump 20 for the secondary consumers serves e.g. for supplying or driving a fan motor 30 of a fan 31.
  • the hydraulic pump 20 is connected via two hydraulic lines 32 and 33 to the fan motor 30, wherein between the two hydraulic lines 32 and 33, an electromagnetic 4/2-way valve 34 is arranged. In the rest position of the valve 34 shown in FIG. 2, the fan motor 30 is connected to the hydraulic pump 20.
  • a pressure relief valve 42 secures the hydraulic pump 20 from.
  • the solenoid valve 34 also has two ports 35, 36, wherein the terminal 35, a hydraulic line 37 is connected, which is in communication with the annular space 28 of the tilting cylinder 7, wherein in this line, a check valve 38 is arranged. To the terminal 36, a hydraulic line 39 is connected, which is in communication with the piston side 26 of the tilting cylinder 7.
  • the electromagnetic 4/2 way valve 34 is connected via an electrical signal line 40 to the control device 15, which in turn is in turn connected to a trigger element 41 designed as a switch.
  • the control device 15 brings the 4/2 way valve 34 in the switching position shown in FIG. 1 and 3, in which both the oil flow of the hydraulic pump 20 and the displaced from the annular space 28 of the tilt cylinder 7, via the terminal 35 flowing oil flow together via the port 36 of the Piston side 26 of the tilting cylinder 7 are supplied, so that the tilting cylinder 7 is acted upon by the principle of a differential cylinder, ie the extension speed of the piston rod 8 is determined by the released by the flow of the hydraulic pump 20 to be filled volume.
  • the solenoid valve 34 the fan motor 30 is decoupled from the hydraulic pump 20.
  • the piston rod 8 of the tilting cylinder 7 is extended as long as the hydraulic pump 20 and thus guided the blade 4 in neutral position until it is determined by the Kippzylin- derpositionsbeticians owned 12, 13 that the predetermined desired maximum extension position of the piston rod 8 and thus the desired neutral position of the Shovel 4 is reached.
  • a corresponding signal is output to the control device 15, which brings the 4/2-way valve 34 in the rest position shown in Fig. 2, so that a further oil flow to the tilt cylinder 7 is excluded from the hydraulic pump 20.
  • FIGS. 2 to 6 show the individual operating states of the automatic feedback system.
  • the return automatic system is not switched on.
  • the solenoid valve 34 switches the flow of the hydraulic pump 20 to free passage to the auxiliary consumer or consumers (e.g., fan motor 30).
  • the terminals 35, 36 of the tilt cylinder 7 are locked by the solenoid valve 34, so that upon actuation of the tilt cylinder 7 via the spool 23 by the driver (via the control lever 24) no mutual interference is given.
  • the tilting cylinder 7 is additionally acted on by the driver in the direction of "tilting" during the automatic tipping process.
  • the piston rod 8 continues to drive, however, the differential action of the tilting cylinder 7 is repealed, since the annular space 28 of the tilting cylinder 7 is connected via the spool 23 to the tank 21.
  • the check valve 38 in the hydraulic line 37 prevents the flow rates of the two hydraulic pumps 19 and 20 can not flow to the annulus 28 of the tilt cylinder 7, but as intended only to the piston side 26.
  • the displaced from the annulus 28 oil flow is directly into the tank 21st directed.
  • the solenoid valve 34 turns off again and there is a circuit diagram of FIG. 2 for the automatic return, but if the driver continues to keep the tipping over the spool 23 to "tilt" keeps the blade 4 continues to move in this direction.
  • the tilting cylinder is 7 during the automatic tipping by the driver additionally applied in the direction of "dumping".
  • a procedure in a loader has no practical meaning, but should be made to the fact that then a Auskippvorgang, as the driver obviously wanted done.
  • both oil flows are conducted from the piston side 26 of the tilt cylinder 7 into the tank 21, while the hydraulic pump 19 for the working hydraulics promotes into the annular space 28, which, however, again via the check valve 38 and the solenoid valve 34 the piston side 26 of the tilting cylinder 7 is in communication.
  • It can be a hydraulic holding force of the tilt cylinder 7 in the size of the product of the piston surface and the pressure of Adjust the relief valve 42 so that the external load can be held in position.
  • the hydraulic pump 20 promotes the secondary consumers via the pressure relief valve 42 in the tank. If the driver then actuates the function "tilting" via the spool valve 23, the annular space 28 of the tilting cylinder 7 is released via the return passage in the spool valve 23 and the piston rod 8 extends in the desired direction.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

Mit einem Verfahren zur lagegerechten Ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren Hubgerüst (1) einer Arbeitsmaschine kippbar angeordneten Arbeitsausrüstung (4), bei welchem die Arbeitsausrüstung (4) mittels eines Kippzylinders (7) gegenüber dem Hubgerüst (1) bewegt wird, wobei der Kippzylinder (7) über einen direkt betätigten Steuerschieber (23) mit Hydrauliköl einer Hydraulikpumpe (19) für die Arbeitshydraulik versorgt wird und wobei Nebenverbraucher der Arbeitsmaschine von wenigstens einer weiteren Hydraulikpumpe (20) mit Hydrauliköl versorgt werden, soll eine möglichst einfach ausgestaltete, ggf. auch nachrüstbare Rückführautomatik für die kippbare Arbeitsausrüstung (4) geschaffen werden. Dies wird dadurch erreicht, dass nach Betätigung eines Auslöseelementes (41) durch den Fahrer die beiden Hydraulikanschlüsse (35,36) des Kippzylinders (7) über ein von einer Steuereinrichtung (15) betätigtes Umschaltventil (34) gleichzeitig mit der Hydraulikpumpe (20) für die Nebenverbraucher verbunden werden und dadurch der Kippzylinder (7) in Richtung der Neutralposition der Arbeitsausrüstung (4) bewegt wird.

Description

VERFAHREN ZUR LAGEGERECHTEN AUSRICHTUNG EINER AN EINEM HEB- UND SENKBAREN HUBGERÜST EINER ARBEITSMASCHINE KIPPBAR ANGEORDNETEN ARBEITSAUSRÜSTUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lagegerechten Ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren Hubgerüst einer Arbeitsmaschine kippbar angeordneten Arbeitsausrüstung, bei welchem die Arbeitsausrüstung mittels eines Kippzylinders gegenüber dem Hubgerüst bewegt wird, wobei der Kippzylinder über einen direkt betätigten Steuerschieber mit Hydrauliköl einer Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik versorgt wird und wobei Nebenverbraucher der Arbeitsmaschine von wenigstens einer weiteren Hydraulikpumpe mit Hydrauliköl versorgt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Arbeitsmaschine mit einem heb- und senkbaren Hubgerüst und einer gegenüber dem Hubgerüst mittels eines Kippzylinders kippbar angeordneten Ar- beitsausrüstung, wobei der Kippzylinder über einen direkt betätigten Steuerschieber mit einer Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik verbunden ist, und wobei wenigstens eine weitere Hydraulikpumpe für den Nebenverbraucher vorgesehen ist.
Mobile Arbeitsmaschinen, insbesondere Radlader, weisen Ar- beitsausrüstungen auf, die am Rahmen der Arbeitsmaschine mittels eines heb- und senkbaren Hubgerüstes gelagert sind. Für einen zügigen Arbeitsablauf ist es zweckmäßig, dass die Arbeitsausrüstung (insbesondere bei Arbeiten mit einer Ladeschaufel) nach Entleerung derselben in einer angehobenen Stellung des Hubgerüstes nach dessen Absenken selbsttätig wieder in eine Position bei Bodenauflage ankommt, welche ohne Nachregeln durch den Fahrer ein Weiterarbeiten, d.h. ein erneutes Aufnehmen von Material in günstiger Winkelstellung des Schaufelbodens, also etwa parallel zum Untergrund, ermöglicht. Je nach den gegebenen Verhältnissen ist es dabei vorteilhaft, den Schaufelboden in Richtung eines gewissen positiven oder negativen Anstellwinkels voreinstellen zu können. Radlader ab einer gewissen Größenordnung, etwa bei einem Einsatzgewicht ab 7 t, weisen heute üblicherweise eine hydraulische Vorsteuerung für den Steuerschieber auf, über den Hub- und Schaufelkippwerk und fallweise auch Zusatzfunktionen bedient werden. Bei derartigen mit einer Vorsteuerung für den Steuerschieber ausgerüsteten Radladern ist es bekannt, Rückführautomatiken vorzusehen, welche nach Aktivierung die Ladeschaufel wieder in die Neutralposition bringen, d.h. jene Stellung, in welcher diese parallel oder mit einem gewünschten Anstellwinkel auf den Boden auftreffen wird. Dazu wird in die Vorsteuerung für den die Kippfunktion der Schaufel auslösenden Hydraulikkreis eingegriffen, um die Rückführautomatik in angestrebter Weise in Funktion treten zu lassen. Der Eingriff in die Vorsteuerung bietet zudem den Vorteil, dass dabei nur ein geringer Ölstrom bei geringen Drücken zu steuern ist.
Solche geringen Ölströme bieten den Vorteil, dass die Schaltzeiten der deshalb nur geringe Nennweiten aufweisenden Magnetventile gering sind. Jedoch weist der durch Federkraft in seine Mittelstellung nach Erreichen der entsprechenden Winkellage der Schaufel zu führende Ventilkolben eine gewisse Stellzeit auf. Da der oder die Kippzylinder während dieser Abschaltzeit von der Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik beaufschlagt werden und deren Förderstrom von der in dieser Zeitspanne herrschenden Drehzahl des Antriebsmotors abhängig ist, stellt sich dadurch bedingt ein unterschiedlicher Nachlauf des Kippzylinders nach erfolgtem Abschaltsignal ein, der bewirkt, dass die Schaufel bei Erreichen der Bodenlage nicht parallel (oder mit dem vorgegebenen gewollten Anstellwinkel) zum Untergrund auftritt. Diese für den Ladevorgang nachteilige Schaufelstellung ist entweder hinzunehmen oder es kann durch zusätzliche Maßnahmen eine von der Motordrehzahl weitgehend unabhängige Schaufelstellung erreicht werden, wie z.B. in DE 44 37 300 C2 beschrieben. Diese vorbeschriebenen bekannten Rückführautomatiken sind somit nur für Arbeitsmaschinen geeignet, die eine hydraulische Vorsteuerung für den Steuerschieber aufweisen. Radlader geringerer Gewichtsklassen bis etwa 6 t sind jedoch häufig direkt gesteuert, d.h. der vom Fahrer betätigte Steuerhebel wirkt über ein Umlenkgestänge direkt auf die Kolben des Steuerschiebers. Bei derartigen Arbeitsmaschinen gibt es somit keine hydraulische Vorsteuerung für den Steuerschieber, der eine Implementierung bekannter Rückführautomatiken ermöglichen würde. Bei Arbeitsmaschinen, insbesondere Radladern dieser Art, sind deshalb die Kinematik-Systeme für Hub- und Kippwerk vorwiegend so ausgelegt, dass die Schaufel in oberster Hubrahmenstellung ganz ausgekippt ist und beim Absenken des Hubwerkes mit ihrem Boden annähernd parallel zum Untergrund auf diesen auftrifft. Dies gilt allerdings nur beim Absenken aus oberster Hubrahmenstellung. Wird die Schaufel in maximal ausgekippter Stellung aus geringerer Hubhöhe abgesenkt, ergeben sich starke Abweichungen von der Parallelität.
Ein gravierender Nachteil ergibt sich bei einer solchen Auslegung des Kinematik-Systems auch beim Arbeiten mit einer Staplergabel . Da der Ankippwinkel der Schaufel für eine günstige Materialaufnahme von der Bodenlage aus zumindest im ersten Hubbereich zunimmt, wird die Winkellage der Staplergabel ebenfalls einen solchen Verlauf nehmen, so dass der Fahrer beim Anheben laufend nachkorrigieren muss, um die Staplerzinken in einer annähernd bodenparallelen Lage zu halten. Gefährliche Zustände ergeben sich aber dann, wenn mit bodenparalleler Zinkenstellung ein Ladegut, z.B. eine beladene Palette aus mittlerer Hubhöhe, wie etwa beim Entladen von Lastkraftwagen oder Eisenbahnwagen aufgenommen und dann abgesenkt wird. Hierbei neigen sich, falls nicht vom Fahrer umsichtig gegengesteuert wird, die Zinken zunehmend nach vorne, so dass die Ladung von diesen abgleiten kann. Da Radlader dieser Gewichtsklasse zunehmend schon in überwiegendem Maße für Stapelarbeiten eingesetzt werden, geht die Auslegung der Kinematik-Systeme heutzutage dahin, dass die Staplergabel über den gesamten Hubbereich parallel geführt wird. Dies hat aber zur Folge, dass bei Verwendung einer Ladeschaufel diese, wenn der Hubrahmen bei ganz ausgekippter Schaufel abgesenkt wird, die Schaufel dann stark nach vorne geneigt mit dem Schaufelmesser oder bei montierten Zähnen mit diesen auf den Boden auftrifft. Somit besteht ein Bedürfnis einer Rückführautomatik auch für Arbeitsmaschinen mit direkt betätigtem Steuerschieber.
Bei einem direkt gesteuerten Steuerschieber kann jedoch der Kippkolben für das Kippwerk nicht für die Schaufelrückführung herangezogen werden, weil sich dieser unabhängig vom Steuerhebel, welchen der Fahrer in der Hand hält, bewegen müsste. Dies wäre nur durch eine aufwändige Trennung des Steuergestänges vom Steuerschieber mit dazwischen eingefügtem Einbau eines Stellzylinders oder ähnlichem möglich. Schon aus Platzgründen scheidet diese Möglichkeit weitgehend aus, da das Umlenkgestänge oftmals direkt auf dem Steuerschiebergehäuse montiert ist. Deshalb müsste der für eine Rückführautomatik erforderliche Förderstrom direkt zwischen der Pumpe für die Arbeitshydraulik und dem Steuerschieber abgenommen werden, was einerseits ein Ventil großer Nennweite bedingen würde, andererseits aber während des automatischen Rückkippvorganges dem Fahrer nicht erlauben würde, die Heben-Funktion zu bedienen. Nach selbsttätiger Beendigung des Rückkippvorganges würde dann schlagartig der Pumpenstrom auf die Senken-Seite der Hubzylinder wirken, wodurch das Senkverhalten sich zu einem für den Fahrer schwer erkennbaren Zeitpunkt änderte. Eine solche Lösung scheidet deshalb aus .
Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfach ausge- staltete, ggf. auch nachrüstbare Rückführautomatik für die kippbare Arbeitsausrüstung einer Arbeitsmaschine mit einem direkt betätigten Steuerschieber für den Kippzylinder zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass nach Betätigung eines Auslöseelementes durch den Fahrer die beiden Hydraulikanschlüsse des Kippzylinders über ein von einer Steuereinrichtung betätigtes Umschaltventil gleichzeitig mit der Hydraulikpumpe für die Nebenverbraucher verbunden werden und dadurch der Kippzylinder in Richtung der Neutralposition der Arbeitsausrüstung bewegt wird.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass zur Realisierung der Rückführautomatik nicht der Förderstrom der Pumpe für die Arbeitshydraulik verwendet wird, sondern der Förderstrom der Pumpe für die Nebenverbraucher. Dieser kann z.B. entweder vor dem Hydromotor für den Lüfter des Ölkühlers abgenommen werden, wobei während des kurzen Zeitraumes des Rückkippvorganges dann der Lüfter in der üblicherweise vorhandenen Freilaufschaltung läuft und dabei nur einen geringen Drehzahlabfall erfährt, oder aber auch erst nach dem Lüfter. Dabei wird dann der Lüftermotor an seiner Austrittsöffnung mit dem für das Rückkippen der Schaufel erforderlichen Druck beaufschlagt, der jedoch vom Lüftermotor aufgenommen werden kann.
Die Zuleitung des Öls zum Kippzylinder erfolgt über ein in die Leitung von der Hydraulikpumpe für den Nebenverbraucher gelegtes elektromagnetisches Umschaltventil . Dieses Umschaltventil weist ein Schaltschema auf, das bei Einschalten der Rückführautomatik über das Auslöseelement (Schalter) den Ölstrom zu den beiden Anschlüssen des Kippzylinders leitet, so dass dieser nach dem Prinzip eines Differentialzylinders beaufschlagt wird, d.h. die Ausfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange wird von dem von ihr freigegebenen, durch den För- derstrom der Pumpe aufzufüllenden Volumen bestimmt.
Bei dem üblichen Flächenverhältnis von Kolbenstange zu Zylinder von etwa 1:4 entsprechend einem gegenüber dem Zylinderdurchmesser etwa halb so großen Kolbenstangendurchmesser, wird die Kolbenstange bei einem bestimmten Förderstrom viermal so rasch ausgefahren wie bei der Beaufschlagung des Zylinders nur auf der Kolbenseite. Da der Förderstrom der dafür herangezogenen Hydraulikpumpe für die Nebenverbraucher nur etwa halb so groß ist wie der Förderstrom der Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik, wird somit die Kolbenstange mit etwa der doppelten Geschwindigkeit gegenüber der Verwendung der Pumpe für die Arbeitshydraulik ausgefahren. Damit wird auch nach dem Auslösen der Rückführautomatik bei Hubrahmenstellungen unterhalb der maximalen Höhe noch erreicht, dass die Arbeitsausrüstung (z.B. Schaufel) bereits in ihrer bodenparallelen Endstellung auf den Untergrund auftrifft. Gerade bei Radladern der vorgenannten Gewichtsklasse (bis etwa 6 t) ist dies für einen zügigen Arbeitsablauf von großem Vorteil, bei dem oftmals Material nur auf ein Haufwerk aufgeschüttet wird, wobei der Hubrahmen nicht bis zu seiner obersten Stellung angehoben zu werden braucht.
In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Position des Kippzylinders bestimmt und von der Steuereinrichtung des Umschaltventiles überwacht wird, und dass die Steuereinrichtung des Umschaltsventiles bei Erreichen der vorgegebenen Neutralposition des Kippzylinders das Umschaltventil in eine Stellung schaltet, in welcher die beiden Hydraulikanschlüsse des Kippzylinders von der Hydraulikpumpe für die Nebenverbraucher abgesperrt werden. Auf diese Weise ist eine exakte Ausrichtung der Arbeitsausrüstung in der vorgegebenen Neutralposition gewährleistet.
Als Umsehaltventil wird bevorzugt ein 4/2 -Wegeventil verwendet.
Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfindung auch eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 4 vor .
Bevorzugt ist bei dieser Arbeitsmaschine der Kippzylinder mit einer Bestimmungseinrichtung für die Kippzylinderposition versehen, die mit der Steuereinrichtung verbunden ist . Dabei ist der Kippzylinder vorzugsweise als Differential- zylinder ausgebildet bzw. geschaltet.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in der Hydraulikleitung zwischen dem Umschaltventil und dem Hydraulikanschluss auf der Kolbenstangenseite des Kippzylinders ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Dieses Rückschlagventil gewährleistet eine einwandfreie Funktionsweise auch dann, wenn bei aktiver Rückführautomatik der Fahrer gleichzeitig den Steuerschieber in Richtung Ankippen betätigt.
Die vorbeschriebene Lösung ermöglicht auch bei Arbeitsmaschinen, insbesondere Ladern mit direkt betätigten Steuerschiebern eine Schaufelrückführautomatik einfachen Aufbaus, welche aber trotzdem noch Vorteile gegenüber den bisherigen Systemen mit Steuerschiebern mit hydraulischer Vorsteuerung aufweist:
So werden hohe Verstellgeschwindigkeiten in Folge der Differentialschaltung des Kippzylinders erreicht, so dass beim Beladen von z.B. Lastkraftwagen, bei denen der vordere Schaufelbereich bei Radladern der angesprochenen Größenordnung unter den oberen Bordrand des Lastkraftwagens taucht, die Wartezeit nach Auslösen der Rückführautomatik gering ist und der Lader infolge der rasch gekippten Schaufel wieder zurückfahren kann. Diese hohe Verstellgeschwindigkeit ermöglicht auch bei Entleerung der Schaufel bei nicht ganz angehobenem Hubrahmen ein bodenparalleles Auftreffen der Schaufel beim Senkvorgang.
Infolge der Differentialschaltung des Kippzylinders mit einer etwa vierfachen Geschwindigkeitssteigerung kann die Pumpe für die Nebenverbraucher mit geringerem Fördervolumen als die Pumpe für die Arbeitshydraulik herangezogen werden, um eine gegenüber bisherigen Systemen immer noch überlegene und allen Betriebsanforderungen gerechtwerdende Steigerung der Verstellgeschwindigkeit zu erreichen. Damit können auch alle das System bildenden Bauteile infolge des geringeren Förderstromes kleingehalten werden.
Die gewünschte Endposition der Arbeitsausrüstung (z.B. Schaufel) wird auch bei unterschiedlichen Motordrehzahlen und dadurch bedingt unterschiedlichen Förderströmen der Pumpe mit hoher Wiederholgenauigkeit angefahren, da die Abschaltung lediglich über ein Magnetventil geringer Nennweite erfolgt. Solche Magnetventile weisen Abschaltzeiten von unter 50 ms auf. Demgegenüber wird bei herkömmlichen Systemen, bei welchem der Kippwerkkolben des Steuerschiebers über die Vorsteuerung die Abschaltung des Rückführvorganges übernimmt, die Endposition der Schaufel von der jeweils gerade herrschenden Motordrehzahl stark beeinflusst, da zur Stell- zeit eines hier ebenfalls vorhandenen Magnetventils noch die des Kippkolbens hinzukommt, welche ein Mehrfaches von der des Magnetventils ist. Um dies auszugleichen, sind bei bekannten Systemen zusätzliche Vorrichtungen erforderlich.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung können sich weder bei unbeabsichtigter Auslösung der Rückführautomatik noch bei Über- lasten kritische oder für den Fahrer nicht vorhersehbare Betriebszustände einstellen. Dies gilt auch für eine Betätigung des Kippwerkes des Steuerschiebers in beliebiger Verstellrichtung während des Ablaufes des automatischen Rückführvorganges . Eine Zurüstung während der Endmontage der Maschine oder Nachrüstung nach Auslieferung ist einfach durchzuführen, alle bereits vorhandenen Bauteile an der Arbeitsmaschine bleiben unverändert. Es brauchen lediglich neben den einfachen anzubringenden elektrisch-elektronischen Elementen zur Signalgabe Hydraulikleitungen geringer Nennweite angeschlossen zu werden.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert . Diese zeigt in
Fig. 1 einen Hydraulikschaltplan für einen nicht im Einzelnen dargestellten Radlader und in den
Fig. 2 bis 6 die einzelnen Betriebszustände des die Rückführautomatik betreffenden Teils des Hydraulikschaltplanes nach Fig. 1.
Von einem nicht weiter dargestellten Radlader ist ein Hubgerüst 1 schematisch dargestellt. Dieses Hubgerüst 1 ist an einem Anlenkpunkt 2 heb- und senkbar und an einem nicht weiter dargestellten Radladerrahmen gelagert. Am unteren Ende des Hubgerüstes 1 ist an einem Anlenkpunkt 3 eine Arbeits- ausrüstung angelenkt, welche beim Ausführungsbeispiel in Form einer Schaufel 4 ausgebildet ist. Diese Schaufel 4 ist über einen Gelenkhebelmechanismus 5, 6 mittels eines allgemein mit 7 bezeichneten Kippzylinders gegenüber dem Hubgerüst 1 um den Anlenkpunkt 3 verschwenkbar .
Der Kippzylinder 7 weist eine Kolbenstange 8 und einen Kolben 9 auf und ist an dem der Kolbenstange 8 gegenüberliegen- den Ende in einem Anlenkpunkt 10 ebenfalls gelenkig am Rahmen des Radladers befestigt.
Am außerhalb des Kippzylinders befindlichen Endbereich der Kolbenstange 8 ist eine Tragstange 11 befestigt, die an ihrem freien Ende eine als ein Teil einer Kippzylinderposi- tionsbestimmungseinrichtung bildenden Steuerfahne 12 trägt. Am Kippzylinder 7 selbst ist ein in diesem Beispiel als NäherungsSchalter 13 ausgebildetes Bauteil als zweites Teil der Kippzylinderpositionsbestimmungseinrichtung angeordnet, das über eine elektrische Signalleitung 14 in Wirkverbindung mit einer elektronischen Steuerungseinrichtung 15 steht, deren Funktion nachfolgend näher erläutert wird. Die Kipp- zylinderpositionsbestimmungseinrichtung kann selbstverständlich auch auf andere Weise realisiert werden. Wesentlich ist, dass sie in der Lage ist, diejenige Position des Kippzylinders 8 zu erfassen, die der vorbestimmten in Fig. 1 gezeigten Neutralposition der Schaufel 4 gegenüber dem Erdboden 16 entspricht.
Die Arbeitsmaschine, also in diesem Fall der Radlader, weist einen Antriebsmotor, beispielsweise einen Dieselmotor 17 auf, welcher drei Hydraulikaggregate antreibt, nämlich einen vorzugsweise verstellbaren hydrostatischen Fahrantrieb 18, eine Hydraulikpumpe 19 für die Arbeitshydraulik des Radladers und wenigstens eine weitere Hydraulikpumpe 20 für Nebenverbraucher. Dabei wird von den Hydraulikaggregaten 18, 19, 20 Hydrauliköl aus einem allgemein mit 21 bezeichneten Tank gefördert bzw. in diesen zurückgefördert.
Die Hydraulikpumpe 19 für die Arbeitshydraulik dient unter anderem für eine normale Betätigung der Schaufel 4 durch den Fahrer über den Kippzylinder 7. Dazu ist die Pumpe 19 über eine Hydraulikleitung 22 mit einem Steuerschieber 23 verbunden, der mittels Steuerhebeln 24 direkt vom Fahrer betätig- bar ist. Der Steuerschieber 23 ist über eine Hydraulikleitung 25 mit der Kolbenseite 26 und über eine Hydraulikleitung 27 mit dem Ringraum 28 des Kippzylinders 7 verbunden. Ferner ist eine Leitung 29 zum Tank 21 vorgesehen.
Die Hydraulikpumpe 20 für die Nebenverbraucher dient z.B. zur Versorgung bzw. Antrieb eines Lüftermotors 30 eines Lüfters 31. Dabei ist die Hydraulikpumpe 20 über zwei Hydraulikleitungen 32 und 33 mit dem Lüftermotor 30 verbunden, wobei zwischen den beiden Hydraulikleitungen 32 und 33 ein elektromagnetisches 4/2-Wegeventil 34 angeordnet ist. In der in Fig. 2 dargestellten Ruhelage des Ventils 34 ist der Lüftermotor 30 mit der Hydraulikpumpe 20 verbunden. Ein Überdruckventil 42 sichert die Hydraulikpumpe 20 ab.
Das Magnetventil 34 weist darüber hinaus zwei Anschlüsse 35, 36 auf, wobei an den Anschluss 35 eine Hydraulikleitung 37 angeschlossen ist, die mit dem Ringraum 28 des Kippzylinders 7 in Verbindung steht, wobei in dieser Leitung ein Rückschlagventil 38 angeordnet ist. An den Anschluss 36 ist eine Hydraulikleitung 39 angeschlossen, welche mit der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 in Verbindung steht.
Das elektromagnetische 4/2 -Wegeventil 34 ist über eine elektrische Signalleitung 40 mit der Steuereinrichtung 15 verbunden, die wiederum ihrerseits mit einem als Schalter ausgebildeten Auslöseelement 41 verbunden ist.
Will der Fahrer die Rückführautomatik auslösen, betätigt er den Schalter bzw. das Auslöseelement 41, wodurch die Steuerungseinrichtung 15 das 4/2 -Wegeventil 34 in die Schaltposition gemäß Fig. 1 bzw. 3 bringt, in welcher sowohl der Ölstrom der Hydraulikpumpe 20 als auch der aus dem Ringraum 28 des Kippzylinders 7 verdrängte, über den Anschluss 35 zufließende Ölstrom gemeinsam über den Anschluss 36 der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 zugeführt werden, so dass der Kippzylinder 7 nach dem Prinzip eines Differentialzylin- ders beaufschlagt wird, d.h. die Ausfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange 8 wird von dem freigegebenen durch den Förderstrom der Hydraulikpumpe 20 aufzufüllenden Volumen bestimmt. In dieser Lage des Magnetventils 34 ist der Lüftermotor 30 von der Hydraulikpumpe 20 abgekoppelt.
Die Kolbenstange 8 des Kippzylinders 7 wird über die Hydraulikpumpe 20 solange ausgefahren und dadurch die Schaufel 4 entsprechend in Neutrallage geführt, bis von der Kippzylin- derpositionsbestimmungseinrichtung 12, 13 festgestellt wird, dass die vorgegebene gewünschte maximale Ausfahrposition der Kolbenstange 8 und damit die gewünschte Neutrallage der Schaufel 4 erreicht ist. Über die Signalleitung 14 wird ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung 15 abgegeben, welche das 4/2-Wegeventil 34 in die in Fig. 2 gezeigte Ruhelage bringt, so dass ein weiterer Ölstromzufluss zum Kippzylinder 7 von der Hydraulikpumpe 20 ausgeschlossen ist.
In den Fig. 2 bis 6 sind nun die einzelnen Betriebszustände der Rückführautomatik dargestellt.
Gemäß Fig. 2 ist die Rückführautomatik nicht eingeschaltet. Das Magnetventil 34 schaltet den Förderstrom der Hydraulikpumpe 20 auf freien Durchgang zu dem oder den Nebenverbrauchern (z.B. Lüftermotor 30) . Die Anschlüsse 35, 36 vom Kippzylinder 7 sind durch das Magnetventil 34 verriegelt, so dass bei Betätigung des Kippzylinders 7 über den Steuerschieber 23 durch den Fahrer (über die Steuerhebel 24) keine gegenseitige Beeinflussung gegeben ist.
In der in Fig. 3 gezeigten Lage ist die Rückführautomatik vom Fahrer über das Auslöseelement 41 eingeschaltet worden. Der Förderstrom der Hydraulikpumpe 20 fließt gemeinsam mit dem aus dem Ringraum 28 des Kippzylinders 7 verdrängten Öl der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 zu. Durch die im Magnetventil 34 hergestellte Verbindung beider Zylinderseiten herrscht in diesen auch der gleiche Druck. Die nach außen über die Kolbenstange 8 abgegebene Kraft entspricht dem Produkt aus dem Hydraulikdruck und der Kolbenstangenfläche. Das Kippwerk des Steuerschiebers 23 wird dabei nicht betätigt, so dass das Öl der Hydraulikpumpe 19 für die Arbeitshydraulik weitgehend drucklos in den Tank 21 fließt. Bei Erreichen der der bodenparallelen Lage entsprechenden Schaufelstellung, festgestellt durch die Kippzylinderposi- tionsbestimmungseinrichtung 12, 13, schaltet das Magnetventil 34 wieder ab und es ergibt sich das Schaltschema nach Fig. 2.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 4 wird der Kippzylinder 7 während des automatischen Rückkippvorganges vom Fahrer noch zusätzlich in Richtung "Ankippen" beaufschlagt. Die Kolbenstange 8 fährt weiterhin aus, jedoch wird die Differentialwirkung des Kippzylinders 7 aufgehoben, da der Ringraum 28 des Kippzylinders 7 über den Steuerschieber 23 mit dem Tank 21 verbunden ist. Dabei verhindert das Rückschlagventil 38 in der Hydraulikleitung 37, dass die Förderströme der beiden Hydraulikpumpen 19 und 20 nicht zum Ringraum 28 des Kippzylinders 7 fließen können, sondern wie gewollt nur zur Kolbenseite 26. Der aus dem Ringraum 28 verdrängte Ölstrom wird direkt in den Tank 21 geleitet. Nach Erreichen der der Bodenparallelität entsprechenden Zylinderstellung schaltet das Magnetventil 34 wieder ab und es ergibt sich für die Rückführautomatik wieder ein Schaltschema nach Fig. 2, wobei aber, sofern der Fahrer das Kippwerk über den Steuerschieber 23 weiterhin auf "Ankippen" geschaltet hält, die Schaufel 4 sich in dieser Richtung weiterbewegt.
In der in Fig. 5 dargestellten Situation wird der Kippzylin- der 7 während des automatischen Rückkippens vom Fahrer noch zusätzlich in Richtung "Auskippen" beaufschlagt. Obwohl eine solche Vorgehensweise bei einem Ladereinsatz keine praktische Bedeutung hat, soll aber darauf verwiesen werden, dass dann ein Auskippvorgang, wie vom Fahrer offensichtlich gewollt, erfolgt. Durch die Öffnung des Rückflusskanals im Steuerschieber 23 werden von der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 beide Ölströme in den Tank 21 geleitet, während die Hydraulikpumpe 19 für die Arbeitshydraulik in den Ringraum 28 fördert, der allerdings selbst wieder über das Rückschlagventil 38 und das Magnetventil 34 mit der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 in Verbindung steht. In Folge des Eigengewichtes des Arbeitsgerätes und in Abhängigkeit von den Durchflusswiderständen in den Leitungen, dem Steuerschieber 23 und dem Magnetventil 34 bestimmt sich die Geschwindigkeit der einfahrenden Kolbenstange 38. Jedenfalls bewegt sich die Schaufel 4 in die vom Fahrer vorgegebene Auskipprichtung .
Bei der in Fig. 6 dargestellten Situation wirkt auf die Schaufel 4 eine größere Last F in Richtung "Auskippen" , welche die Haltekraft infolge der Differentialschaltung des Kippzylinders 7 nach Aktivieren der Rückführautomatik übersteigt. Dies kann dann der Fall sein, wenn infolge des Fest- klebens größerer Materialmengen die Schaufel 4 sich nur teilweise entleert hat oder aber falls bei Arbeiten mit einer Baum- oder Rohrklammer der Fahrer in nach vorne geneigter Position der Schaufel 4 bei weiterhin festgehaltener Last unbeabsichtigt den Schalter 41 für die Rückführautomatik betätigt. Dann hat zwar der Kippzylinder 7 die Tendenz einzufahren, jedoch verhindert das Rückschlagventil 38, dass der sich auf der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 aufgebaute Druck in den Ringraum 28 fortpflanzt. Es kann sich eine hydraulische Haltekraft des Kippzylinders 7 in der Größe des Produktes aus der Kolbenfläche und dem Druck des Überdruckventils 42 einstellen, so dass die äußere Last in ihrer Stellung gehalten werden kann. Dabei fördert die Hydraulikpumpe 20 für die Nebenverbraucher über das Überdruckventil 42 in den Tank. Betätigt der Fahrer dann über den Steuerschieber 23 die Funktion "Ankippen", so wird über den Rücklaufkanal im Steuerschieber 23 der Ringraum 28 des Kippzylinders 7 freigegeben und die Kolbenstange 8 fährt in gewünschter Richtung aus .

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zur lagegerechten Ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren Hubgerüst einer Arbeitsmaschine kippbar angeordneten Arbeitsausrüstung, bei welchem die Arbeitsausrüstung mittels eines Kippzylinders gegenüber dem Hubgerüst bewegt wird, wobei der Kippzylinder über einen direkt betätigten Steuerschieber mit Hydrauliköl einer Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik versorgt wird und wobei Nebenverbraucher der Arbeitsmaschine von wenigstens einer weiteren Hydraulikpumpe mit Hydrauliköl versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach Betätigung eines Auslöseelementes durch den Fahrer die beiden Hydraulikanschlüsse des Kippzylinders über ein von einer Steuereinrichtung betätigtes Umschaltventil gleichzeitig mit der Hydraulikpumpe für die Nebenverbraucher verbunden werden und dadurch der Kippzylinder in Richtung der Neutralposition der Arbeitsausrüstung bewegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Kippzylinders bestimmt und von der Steuereinrichtung des Umschaltventiles überwacht wird, und dass die Steuereinrichtung des Umschaltventiles bei Erreichen der vorgegebenen Neutralposition des Kippzylinders das Umschaltventil in eine Stellung schaltet, in welcher die beiden Hydraulikanschlüsse des Kippzylinders von der Hydraulikpumpe für die Nebenverbraucher abgesperrt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass als Umschaltventil ein 4/2-Wegeventil verwendet wird.
4. Arbeitsmaschine mit einem heb- und senkbaren Hubgerüst und einer gegenüber dem Hubgerüst mittels eines Kippzylinders kippbar angeordneten Arbeitsausrüstung, wobei der Kippzylinder über einen direkt betätigten Steuerschieber mit einer Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik verbunden ist und wobei wenigstens eine weitere Hydraulikpumpe für Nebenverbraucher vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe (20) für die Nebenverbraucher über ein Umschaltventil (34) gleichzeitig mit den beiden Hydraulikanschlüssen (35,36) des Kippzylinders (7) verbunden ist, wobei das Umschaltventil (34) von einem Auslöseelement (41) über eine Steuereinrichtung (15) betätigbar ist.
5. Arbeitsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippzylinder (7) mit einer Bestimmungseinrichtung (12,13) für die KippZylinderposition versehen ist, die mit der Steuereinrichtung (15) verbunden ist.
6. Arbeitsmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippzylinder (7) als Differentialzylinder ausgebildet ist.
7. Arbeitsmaschine nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (34) als 4/2 -Wegeventil ausgebildet ist.
8. Arbeitsmaschine nach Anspruch 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hydraulikleitung (37) zwischen dem Umschaltventil (34) und dem Hydraulikanschluss auf der Kolbenstangenseite (28) des Kippzylinders (7) ein Rückschlagventil (38) vorgesehen ist.
PCT/EP2007/003722 2006-05-26 2007-04-27 Verfahren zur lagegerechten ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren hubgerüst einer arbeitsmaschine kippbar angeordneten arbeitsausrüstung WO2007137662A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07724652.8A EP2029815B1 (de) 2006-05-26 2007-04-27 Verfahren zur lagegerechten ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren hubgerüst einer arbeitsmaschine kippbar angeordneten arbeitsausrüstung
US12/302,261 US8146356B2 (en) 2006-05-26 2007-04-27 Procedure to align working equipment mounted to a liftable and lowerable hoisting frame of a working machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006024731.0 2006-05-26
DE102006024731A DE102006024731B3 (de) 2006-05-26 2006-05-26 Verfahren zur lagegerechten Ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren Hubgerüst einer Arbeitsmaschine kippbar angeordeten Arbeitausrüstung sowie Arbeitsmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007137662A1 true WO2007137662A1 (de) 2007-12-06

Family

ID=38261455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/003722 WO2007137662A1 (de) 2006-05-26 2007-04-27 Verfahren zur lagegerechten ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren hubgerüst einer arbeitsmaschine kippbar angeordneten arbeitsausrüstung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8146356B2 (de)
EP (1) EP2029815B1 (de)
DE (1) DE102006024731B3 (de)
WO (1) WO2007137662A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10315853B2 (en) 2015-08-10 2019-06-11 Superior Industries, Inc. Conveyor leveling systems and methods

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5027705B2 (ja) * 2008-03-25 2012-09-19 株式会社小松製作所 作動油供給装置および建設機械
FR2938561A1 (fr) * 2008-11-20 2010-05-21 Mailleux Dispositif de remise a niveau automatique de l'outil d'un chargeur hydraulique monte sur un tracteur
CN106088187A (zh) * 2016-06-06 2016-11-09 郑州市小石头信息技术有限公司 铲车物料装载智能识别***
DE102023202499B3 (de) 2023-03-21 2024-06-06 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Steuern eines Radladers, Steuerung, Antriebsanordnung und Radlader

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3811587A (en) * 1972-07-17 1974-05-21 Case Co J I Hydraulic leveling circuit for implement
US5356260A (en) * 1988-01-18 1994-10-18 Kabushiki Kaisha Komatsu Apparatus for maintaining attitude of bucket carried by loading/unloading vehicle
DE4437300C2 (de) * 1994-07-13 1996-12-05 Orenstein & Koppel Ag Verfahren und Einrichtung zur lagegerechten Positionierung der an einem abwärts sich bewegenden Hubgerüst einer mobilen Arbeitsmaschine kippbar angeordneten Arbeitsausrüstung
DE19581883B4 (de) * 1995-03-22 2004-09-02 Komatsu Ltd. Baggereimerausrichter für ein Industriefahrzeug

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0639317B2 (ja) * 1989-09-09 1994-05-25 株式会社神戸製鋼所 移動式クレーンの変位抑制機構
WO1996002707A1 (de) * 1994-07-13 1996-02-01 O & K Orenstein & Koppel Ag Verfahren und einrichtung zur lagegerechten positionierung der an einem abwärts sich bewegenden hubgerüst einer mobilen arbeitsmaschine kippbar angeordneten arbeitsausrüstung
US6120237A (en) * 1998-08-25 2000-09-19 Rockland Inc. Attachment for groundworking and material handling machines and a strut assembly therefor
DE20116947U1 (de) * 2001-10-12 2002-04-04 Weidemann Gmbh & Co Kg Schnellauskippventil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3811587A (en) * 1972-07-17 1974-05-21 Case Co J I Hydraulic leveling circuit for implement
US5356260A (en) * 1988-01-18 1994-10-18 Kabushiki Kaisha Komatsu Apparatus for maintaining attitude of bucket carried by loading/unloading vehicle
DE4437300C2 (de) * 1994-07-13 1996-12-05 Orenstein & Koppel Ag Verfahren und Einrichtung zur lagegerechten Positionierung der an einem abwärts sich bewegenden Hubgerüst einer mobilen Arbeitsmaschine kippbar angeordneten Arbeitsausrüstung
DE19581883B4 (de) * 1995-03-22 2004-09-02 Komatsu Ltd. Baggereimerausrichter für ein Industriefahrzeug

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10315853B2 (en) 2015-08-10 2019-06-11 Superior Industries, Inc. Conveyor leveling systems and methods

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006024731B3 (de) 2007-08-16
EP2029815A1 (de) 2009-03-04
EP2029815B1 (de) 2018-11-21
US20090107133A1 (en) 2009-04-30
US8146356B2 (en) 2012-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69824066T2 (de) Hydraulisches Steuergerät für Flurförderzeuge
EP1752587B1 (de) Hydraulische Anordnung
DE102004012382B4 (de) Hydraulische Anordnung
EP2171285B1 (de) Hydraulische steueranordnung
EP1600643B1 (de) Steuereinrichtung zur Steuerung einer hydraulischen Antriebseinrichtung eines Lastenbewegungsgerätes, insbesondere einer Schwenkarmanordnung als Hubgerät für Wechselbehälter auf einem Lastentransportfahrzeug
DE19532769A1 (de) Fluiddrucksteuerungssystem für Hydraulikbagger
DE202007005232U1 (de) Kipplaster
EP1743981A1 (de) Hydraulische Anordnung
DE112017003054T5 (de) Hydraulisches ansteuersystem
EP3428011B1 (de) Baumaschine
EP2029815B1 (de) Verfahren zur lagegerechten ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren hubgerüst einer arbeitsmaschine kippbar angeordneten arbeitsausrüstung
DE102005043447A1 (de) Ladegerät sowie Verfahren für ein Ladegerät
DE10393484B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Hydraulikpumpe für ein Arbeitsgerät eines Arbeitsfahrzeuges
DE2164628A1 (de) Ueberlastabschalteinrichtung fuer hintereinandergekoppelte hydraulische hubbzw. verstellmechanismen, insbesondere bei hydraulischen ladekranen
DE60023400T2 (de) Neigungssteuerungsvorrichtung für Gabelhubwagen
DE2411051C2 (de) Bagger, wie Hochlöffelbagger, Schaufellader oder dgl.
EP1507087A2 (de) Hydraulische Steueranordnung für eine mobile Arbeitsmaschine
DE2517810A1 (de) Fahrzeug
DE10063610B4 (de) Steuereinrichtung zur Steuerung einer hydraulischen Schwenkantriebsvorrichtung
EP1576241B1 (de) Steuereinrichtung für ein arbeitsgerät mit einer ausleger gehaltenen schaufel
EP3816095A1 (de) Kraftmaschine mit einem rahmen und einem verschwenkbaren ausleger
DE3508691C1 (de) Hydraulisches Erdbaufahrzeug mit einem schwenkbaren Ausleger
DE102008043845A1 (de) Fahrzeug mit Ladevorrichtung
DE102015118666A1 (de) Hydraulischer Neigeantrieb eines Lastaufnahmemittels eines Flurförderzeugs
EP3564448B1 (de) Nutzfahrzeug mit frontlader

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07724652

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007724652

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12302261

Country of ref document: US