DE4141492C2 - Hydraulische Anordnung für Arbeitsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anordnung für Arbeitsmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Arbeitsmaschinen, z. B. Kommunalmaschinen, Lader, Kipper usw., die von einer Brennkraftmaschine angetrieben sind, werden zum Antrieb des Lüfters für die Brennkraftmaschine sowie zur Versorgung der Arbeitshydraulik mit Druckmittel mehrere Pumpen, nämlich Konstantpumpen, vorgesehen.

Es ist aber auch bekannt (DE 34 10 071), eine zentrale Verstellpumpe vorzusehen und den von ihr gelieferten Druck­ mittelstrom über ein Prioritätsventil auf die Arbeits­ hydraulik und den Lüfterantrieb aufzuteilen. Das Prioritäts­ ventil wird vom Druck im Kreislauf der Arbeitshydraulik angesteuert. Im Lüfterkreislauf ist ein Drosselventil vor­ gesehen, das temperaturabhängig gesteuert ist. Der jeweils in der Arbeitshydraulik bzw. dem Lüfterkreislauf auftretende höhere Lastdruck wird auf den Regler der Verstellpumpe geführt.

Es ist ferner bekannt, ohne hierfür einen druckschriftlichen Beleg zu liefern, den Druckmittelstrom einer Verstellpumpe jeweils über Druckwaagen auf zwei Arbeitskreisläufe aufzu­ teilen. Ferner sind temperaturabhängige Druckventile be­ kannt, die temperaturabhängig eine Steuerdruckleitung mit dem Tank verbinden, so daß ein der Temperatur proportionaler Steuerdruck in der Steuerdruckleitung einstellbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die hydraulische Anlage so auszubilden, daß für die Arbeits­ hydraulik bei Bedarf eine möglichst große Druckmittelmenge zur Verfügung steht, andererseits aber der Kühlmittelkreis­ lauf nicht unterversorgt wird.

Die genannte Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Sobald die Arbeitshydraulik betätigt wird, und von der Arbeitshydraulik ein Lastdruck gemeldet wird, der sehr gering sein kann, wird das Ventil umgeschaltet, so daß der Steuerdruck, der das Steuerventil in Öffnungsrichtung beauf­ schlagt, so weit abgesenkt wird, daß die zum Lüfterantrieb geführte Druckmittelmenge verringert wird und der Lüfter­ antrieb mit einer konstanten Drehzahl dreht, die unterhalb der Drehzahl liegt, bei der die Arbeitshydraulik nicht betätigt wird. Damit wird eine von der Last an der Arbeitshydraulik unabhängige Mindestdrehzahl des Lüfters garantiert und außerdem die maximale Drehzahl des Lüfters begrenzt, so daß die Restmenge an Druckmittel der Arbeitshydraulik zur Verfügung steht.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. So kann das Steuerventil als Druckwaage oder als Proportional-Wegeventil ausgebildet sein. Mit dem Wege­ ventil ergibt sich eine Prioritätsschaltung, die dafür sorgt, daß auch bei unterschiedlichen Arbeitsdrücken der Kühlkreis­ lauf der Brennkraftmaschine immer vorrangig mit Druckmittel beaufschlagt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der hydraulischen Anordnung mit einer Druckwaage in der zum Lüfterantrieb führenden Druckleitung,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform mit einem in der Druckleitung zum Lüfterantrieb liegenden Priori­ tätsventil.

Die Anordnung weist eine Verstellpumpe 1 mit einem Druck- Förderstromregler 12 auf, die direkt vom Motor 2 angetrieben wird. Die Verstellpumpe 1 saugt über eine Leitung 3 Druckmittel aus einem Behälter 4 an und fördert in eine Pumpenleitung 5. Durch diese Pumpenleitung 5 werden zwei Steuerventile mit Druckmittel versorgt, die einerseits den Lüfterantrieb 7 und andererseits die Arbeitshydraulik 13 versorgen.

In Fig. 1 wird das Druckmittel über eine Zweiwege-Druck­ waage 6 und eine Druckleitung 25 direkt zum Lüfterantrieb 7, nämlich einem Hydromotor geleitet, der das Lüfterrad für den Kühler der Brennkraftmaschine antreibt. Entsprechend dem sich einstellenden Druck ergibt sich mit der Lüftercharakte­ ristik eine bestimmte Drehzahl des Lüfterrades, wobei das Quadrat der Drehzahl dem Druck in der Druckleitung 25 proportional ist.

Um eine temperaturabhängige Steuerung zu ermöglichen, wird eine Steuerdruckleitung 8 über eine Blende 9 aus der Druck­ leitung 25 gespeist. Von einem temperaturabhängigen Druck­ ventil 10 wird ein Steuerdruck in der Leitung 8 eingestellt, der proportional der Temperatur ist. Der Steuerdruck in der Leitung 8 wird auf den Federraum der Druckwaage 6 geführt und beaufschlagt das Ventilglied der Druckwaage in Öffnungs­ richtung gegensinnig zum Lastdruck in der Druckleitung 25.

Steigt also die Temperatur, so erhöht sich auch der Steuer­ druck in der Leitung 8 und die Druckwaage öffnet sich, um mehr Druckmittel zum Lüfterantrieb 7 zu liefern, so daß sich die Lüfterdrehzahl erhöht.

Ferner wird über das Wechselventil 15 und die LS-Leitung 11 der Lastdruck auf den Pumpenregler 12 geführt, so daß der Förderstromregler der Verstellpumpe 1 diese soweit verstellt, d. h. ausschwenkt, daß die Pumpe die Druckmittelmenge liefert, mit der dieser Druck erreicht wird. Drosselverluste werden damit auf ein Minimum, nämlich den Druckabfall an der Druckwaage 6 verringert. Bei Einzel­ betrieb des Lüfters entstehen keine Drosselverluste, da dann die Druckwaage ganz offen ist. Eine Steuerung erfolgt nur über die LS-Leitung.

Parallel zum Lüfterkreislauf wird über die Pumpenleitung 5 die Arbeitshydraulik 13 mit Druckmittel versorgt. Diese besteht regelmäßig aus mehreren Ventilen zum Anschluß von Arbeitszylindern usw. Jedem Steuerventil ist eine Druckwaage 14 vorgeschaltet, die in Verbindung mit dem zugehörigen Steuerventil in bekannter Weise eine Stromregelfunktion er­ gibt. Der jeweils höchste in der Arbeitshydraulik auftre­ tende Lastdruck wird in bekannter Weise über eine Wechsel­ ventilkette ausgewählt und wird über eine LS-Leitung 26 an das Wechselventil 15 geführt. Damit wird der höchste in der Arbeitshydraulik 13 oder am Lüfterantrieb 7 auftretende Lastdruck ausgewählt und mit diesem Druck der Pumpenregler 12 beaufschlagt. Betrachtet man den Fall des Parallel­ betriebes von Lüfter und Arbeitshydraulik, so haben die Druckwaagen 6, 14 hauptsächlich die Aufgabe, den Pumpendruck auf das erforderliche Druckniveau abzusenken.

In Fig. 1 ist nun außerdem die Steuerdruckleitung 8 über ein Zwei/Zwei-Wegeventil 16 mit dem Tank verbindbar. Das Umschaltventil 16 wird vom Lastdruck in der LS-Leitung 26 aus der Sperrstellung in eine Durchlaßstellung geschaltet, in der die Steuerdruckleitung 8 mit dem Tank über einen definierten Drosselquerschnitt 17 verbunden ist. Die Um­ schaltung des Ventils 16 erfolgt bei Betätigung der Arbeits­ hydraulik 13 und zwar auch schon bei einem sehr geringen in der Arbeitshydraulik auftretenden Lastdruck. Sobald also die Arbeitshydraulik 13 betätigt wird, erfolgt die Umschaltung des Ventils 16 und damit eine Steuerdruckabsenkung in der Leitung 8. Auf diese Weise schließt die Druckwaage 6 soweit, daß die Drehzahl des Lüfterantriebs 7 auf einen Wert ver­ ringert wird, der kleiner ist als ohne Betätigung der Arbeitshydraulik. Der Lüfterantrieb dreht nun mit einer von der Last an der Arbeitshydraulik unabhängigen konstanten Mindestdrehzahl, so daß für die Arbeitshydraulik 13 die größtmögliche Druckmittelmenge zur Verfügung gestellt wird. Eine Überhitzung der Brennkraftmaschine ist nicht zu be­ fürchten, wenn die Mindestdrehzahl richtig gewählt wird und die Arbeitshydraulik kurzzeitig betrieben wird.

In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Druckwaage 6 durch ein Drei/Drei-Wege-Proportionalventil 18 ersetzt. Auch das Ventil 18 ist vom Druck im Lüfterkreislauf gesteuert, so daß dafür gesorgt ist, daß der Kühlkreislauf der Brennkraft­ maschine vorrangig mit Druckmittel beaufschlagt wird. Der von dem temperaturabhängigen Druckventil 10 in der Steuer­ druckleitung 8 aufrechterhaltene Steuerdruck beaufschlagt über die Zweigleitung 19 den Ventilkolben des Ventils 18 derart, daß es die dargestellte Lage einnimmt, in der die Pumpenleitung 5 mit der Druckleitung 25 zum Lüfterantriebsmotor 7 verbunden ist. Der Druck in der Druckleitung 25 beaufschlagt über eine Zweigleitung 20 das Ventil 18 derart, daß es aus der dargestellten Endlage über einen Arbeitsbereich mit variablem Querschnitt 21 in eine andere Endlage umschaltbar ist, in der allein die Arbeitshydraulik 13 mit Druckmittel versorgt wird. Hierdurch wird das Druckmittel zwischen dem Kühlkreislauf und der Arbeitshydraulik 13 nach Priorität aufgeteilt. Dies ist auch der Fall, wenn der von der Verstellpumpe 1 gelieferte Druckmittelstrom für die Versorgung beider Kreisläufe nicht ausreicht, so daß das Druckmittel normalerweise in den Kreislauf mit geringerem Druck ausweichen würde. Über das Prioritätsventil in Verbindung mit dem Umschaltventil 16 ist aber eine Überhitzung des Motors auch bei übermäßiger Betätigung der Arbeitshydraulik und gleichzeitig hoher Kühlwassertemperatur vermieden, da der Lüfterantriebsmotor 7 in jedem Fall ausreichend mit Druckmittel versorgt wird.

Drosselverluste am Prioritätsventil treten nur bei Parallelbetrieb auf, ansonsten ist im Dauerbetrieb des Lüfters das Prioritätsventil in Endstellung, d. h. mit offenem Querschnitt zum Lüfter.

Die Ansteuerung des Umschaltventils 16 kann auch über die hydraulische oder elektrohydraulische Ventilansteuerung in der Arbeitshydraulik erfolgen. Der Vorteil liegt dabei darin, daß die Verringerung der Lüfterdrehzahl nur bei Verbrauchern, die eine große Ölmenge erfordern, erfolgt.

Claims (6)

1. Hydraulische Anordnung für Arbeitsmaschinen zur Versorgung eines Lüfterantriebes und der Arbeitshydrau­ lik der Arbeitsmaschine mit Druckmittel, mit einer Verstell­ pumpe (1), an die die Arbeitshydraulik (13) und der Lüfter­ antrieb (7) über Steuerventile (6, 14, 18) angeschlossen sind, mit einem temperaturabhängigen Druckventil (10), das in einer an die Druckleitung (25) zwischen dem Lüfterantrieb und dem zugehörigen Steuerventil angeschlossenen Steuer­ leitung (8) einen der Temperatur proportionalen Steuerdruck einstellt, wobei die Steuerleitung das Steuerventil (6, 18) im Öffnungssinn beaufschlagt, und mit einem Regler (12) für die Verstellpumpe (1), der über eine LS-Leitung mit dem jeweils höheren, in der Arbeitshydraulik oder dem Lüfter­ antrieb herrschenden Lastdruck beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Steuerleitung (8) und dem Tank ein Ventil (16) angeordnet ist, das bei Betätigen der Arbeitshydraulik (13) vom Lastdruck der Arbeitshydraulik aus einer Sperrstellung in eine Drosselstellung (17) umschaltbar ist, in der der Steuerdruck auf einen Wert abgesenkt wird, mit dem an dem Steuerventil (6, 18) eine von der Last an der Arbeitshydraulik (13) unabhängige Mindestdrehzahl des Lüf­ terantriebes (7) einstellbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) ein Zwei/Zwei-Wegeventil ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerleitung (8) an die Druckleitung (25) über eine Drossel (9) angeschlossen ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (12) der Verstellpumpe (1) aus einem Förderstrom- und einem Druckregler besteht.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil ein Stromregel­ ventil (Druckwaage 6) ist, das vom Steuerdruck im Öffnungs­ sinn und vom Lastdruck des Lüfterantriebes (7) in Schließ­ richtung beaufschlagt ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil ein Wege-Pro­ portionalventil (18) ist, das als Prioritätsventil vom Steuerdruck in eine die Pumpendruckleitung (5) mit der Druckleitung (25) zum Lüfterantrieb (7) verbindende Stel­ lung und vom Lastdruck des Lüfterantriebes (7) in eine die Pumpendruckleitung (5) mit der Arbeitshydraulik (13) verbin­ dende Stellung beaufschlagbar ist und von dem der von der Verstellpumpe gelieferte Druckmittelstrom zwischen der Arbeitshydraulik und dem Lüfterantrieb aufgeteilt wird.