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EP1752587B1 - Hydraulische Anordnung - Google Patents

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Info

Publication number
EP1752587B1
EP1752587B1 EP05112498A EP05112498A EP1752587B1 EP 1752587 B1 EP1752587 B1 EP 1752587B1 EP 05112498 A EP05112498 A EP 05112498A EP 05112498 A EP05112498 A EP 05112498A EP 1752587 B1 EP1752587 B1 EP 1752587B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydraulic
control unit
switching
switching means
valve
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.)
Not-in-force
Application number
EP05112498A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1752587A1 (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 EP1752587A1 publication Critical patent/EP1752587A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1752587B1 publication Critical patent/EP1752587B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/2207—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
    • 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
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/021—Installations or systems with accumulators used for damping
    • 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
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
    • F15B13/0433—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being pressure control valves
    • 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
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/008—Reduction of noise or vibration
    • 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
    • F15B2211/3105—Neutral or centre positions
    • F15B2211/3111—Neutral or centre positions the pump port being closed in the centre position, e.g. so-called closed centre
    • 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
    • F15B2211/3144—Directional control characterised by the positions of the valve element the positions being continuously variable, e.g. as realised by proportional valves
    • 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
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/329—Directional control characterised by the type of actuation actuated by fluid 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

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic arrangement for a suspension system comprising a hydraulic cylinder having at least one first chamber, a hydraulic tank, at least one conveying a hydraulic fluid, a hydraulic accumulator, a first hydraulic line arranged between the hydraulic accumulator and the first chamber, a first switching valve arranged in the first hydraulic line , a first supply line for the first chamber, a control unit having at least three switching positions, which comprise a lifting position, a lowered position and a neutral position for the hydraulic cylinder, and arranged in the first supply line pipe rupture protection device, which closes in the direction of the control valve check valve and a a first control pressure line auf horrbares pressure relief valve comprises.
  • a hydraulic suspension system that cushions the boom or the rocker to achieve overall on the vehicle improved suspension comfort, especially while driving.
  • the lifting side of a hydraulic cylinder is connected to a hydraulic accumulator to effect a suspension through the hydraulic accumulator.
  • the lowering side of the hydraulic cylinder is connected to a hydraulic tank to prevent on the one hand cavitation on the lower side and on the other to allow free movement of the piston rod during the suspension process.
  • these suspension systems to protect the hydraulic cylinder against hose breaks, with Load holding valves or pipe rupture protection devices provided.
  • a hydraulic arrangement for a suspension system according to the preamble of claim 1 is in the EP 1 157 963 A2 disclosed. It is proposed a suspension system for the boom of a telehandler, which provides for securing the boom against sinking a load-holding valve or a pipe rupture device. On the one hand to obtain a pressurized lowering of the boom, which requires opening the load-holding valve, and on the other hand to provide a suspension function in the neutral position of the hydraulic cylinder, a separate switching valve is arranged. For opening the load-holding valve, a pressure limiting valve is provided which can be opened via a control pressure line connected to the supply line of the lowering side of the hydraulic cylinder.
  • the separate switching valve To open the load-holding valve then the separate switching valve must be closed, so that the supply line to the tank is closed and can build up to the opening of the load-holding valve pressure in the supply line.
  • a disadvantage is that the pressure to be applied to open the pressure limiting valve requires a relatively high hydraulic power, which must be applied each time the hydraulic cylinder is lowered under pressure.
  • precise positioning is achieved when the boom is lowered more difficult because the required opening pressure on the lowering side of the hydraulic cylinder also leads indirectly to a pressure load of the hydraulic accumulator, which then then relaxes again, which in turn is associated with a movement of the hydraulic cylinder.
  • the object underlying the invention is seen to improve a suspension system of the type mentioned in such a way that a pressurized lowering of the hydraulic cylinder can be done at lower hydraulic power and precise positioning of the boom when lowering is enabled with suspension enabled.
  • a hydraulic arrangement of the aforementioned type is designed such that the first control pressure line extends between the pipe rupture protection device and a conveyor and switching means are arranged in the first control pressure line, so that by switching the switching means, the first control pressure line acted upon by a control pressure and the pressure relief valve aufêtbar is.
  • the pipe rupture protection device preferably comprises a check valve closing in the direction of the control device and is arranged in a bypass line bypassing the pressure limiting valve.
  • the pressure limiting valve is via a pressure line from the first supply line forth or via the first control pressure line by means of a control pressure, which by a Pressure generating conveyor is generated, auf queenbar.
  • a control pressure generating conveyor either the supply of the hydraulic cylinder provided funding or a separately provided funding can be used.
  • the pressure relief valve has a first control pressure line, which is not connected to a supply line of the hydraulic cylinder, the pressure relief valve can be operated independently of the pressure prevailing in a second chamber of the hydraulic cylinder pressure, ie be controlled.
  • the separate from a second chamber of the hydraulic cylinder pressurizing the first control pressure line allows a Aufberichtn the pressure relief valve at relatively low hydraulic pressure, so that a pressurized lowering of the hydraulic cylinder can be done at lower hydraulic power, or even without pressurization of a second chamber of the hydraulic cylinder, for example by the Gravity of a boom operated by the hydraulic cylinder.
  • the hydraulic arrangement according to the invention is also suitable as a hydraulic suspension system for a single-acting hydraulic cylinder.
  • the hydraulic arrangement has coupling means which couple the first switching means to the control unit in such a way that a switching position of the first switching means, in which pressurization of the first control pressure line is effected, occurs synchronously with a lowering position of the control unit. This ensures that as soon as the control unit is switched to a lowered position, the pressure limiting valve opens and the hydraulic oil located in the first chamber can escape when the hydraulic cylinder is lowered.
  • control unit is hydraulically switchable and is also connected via control pressure lines.
  • the coupling means can then be designed as a second control pressure line extending between the first control pressure line and the control device, so that pressurization of the second control pressure line takes place by pressurizing the first control pressure line.
  • the first switching means are coupled to the control unit, so that the control pressure generated to open the pressure relief valve is also the applied to switch the control unit in the lowering position control pressure.
  • the hydraulically switchable control device preferably has a third control pressure line, by means of which it can be switched into the lifting position.
  • second switching means are provided in the third control pressure line, via which the third control pressure line can be acted upon with pressure.
  • the switching means are designed as proportional switching valves, in particular pressure reducing valves, by which either a connection of the control pressure lines to the hydraulic tank or to a conveyor can be produced, wherein the switching means mechanically, electrically, hydraulically or pneumatically actuated or can be controlled and proportional to a control signal From a preferably closed first switching position, are switched or moved in an open second switching position.
  • the second switching position is variable or controllable proportional to the control signal, so that a pressure reduction proportional to the control signal can take place.
  • the switching means may also be designed as a hydraulic actuating device in the form of a joystick, wherein a simultaneous hydraulic supply of the first and second control pressure line is established as soon as the joystick is moved into a position provided for the lowering position of the control unit.
  • a simultaneous hydraulic supply of the first and second control pressure line is established as soon as the joystick is moved into a position provided for the lowering position of the control unit.
  • the third control pressure line of the control unit is pressurized and at the same time the hydraulic supply of the first and second control pressure line is interrupted.
  • the hydraulic supply of the first, second and third control pressure lines is interrupted, so that the control unit can assume the neutral position, for example by prestressed control springs.
  • the coupling means comprise an actuator for the first Switching means.
  • the switching means are brought into an open or in a closed position in dependence on the switching position of the control device.
  • a third control pressure line for example in the case of an electrically or mechanically connected control unit, so that only the switching means for the first control pressure line have to be actuated.
  • the actuating device for the first switching means may be designed, for example, mechanically, via a pushbutton / plunger combination, or also electrically, for example via a switch or sensor.
  • an angle or position sensor can be used, which detects the switching position of the control device or the hydraulic actuator or a joystick and generates a signal for switching the first switching means.
  • other controls should be considered, which would result for a person skilled in the art of hydraulic controls and cause the first switching means are automatically and synchronously connected to the control unit such that when switched into the lowering position of the control unit, a pressurization the first control pressure line for opening the pressure relief valve of the pipe rupture protection device takes place.
  • control device is preferably designed as a valve spool exhibiting slide valve having three switch positions, each with two inputs and outputs.
  • the supply lines in different ways according to the switching positions (lifting, lowering and neutral position (holding)) with the Conveyor or connected to the hydraulic tank or closed.
  • the first switching means are switched in response to the switching positions of the control unit via the actuating device.
  • the valve slide may be connected to a switching element, for example with a button, a control arm, a lever, a lock slider or the like, which actuates a switch provided on the first switching means actuating plunger or switch.
  • the switching means can for example also be connected via a cable with the valve spool, through which, when moving the valve spool, the adjusting means from a biased position (for example, by a spring) is moved.
  • the control unit can be designed as a hydraulically, electrically or mechanically operable control device, wherein the valve spool can be hydraulically, electrically or mechanically displaceable in a known manner.
  • a hydraulic arrangement according to the invention with suspension function is, as already mentioned above, both for a hydraulic cylinder acting on one side, ie for a hydraulic cylinder with only one pressurizable chamber, and for a double-acting or double-acting hydraulic cylinder, ie for a hydraulic cylinder with two pressurizable chambers , advantageously usable.
  • the hydraulic cylinder may have a second chamber which is supplied by a second supply line.
  • a second hydraulic line is then arranged between the second chamber and the hydraulic tank. In a spring movement of the hydraulic cylinder can then in the second chamber located hydraulic oil flow into the hydraulic tank.
  • the hydraulic assembly may further include a second switching valve disposed in the second hydraulic line.
  • the second switching valve can be used to close the second hydraulic line to the tank, so that the second chamber can be pressurized by the control unit, both with activated and deactivated suspension. This is advantageous if, for example, one wishes to generate a contact pressure for a working tool fastened to a boom actuated by the hydraulic cylinder or to lower the hydraulic cylinder or the arm under pressure.
  • the first and the second switching valve preferably have a closed position and an open position, wherein the first and the second switching valve close in the closed position in one or both flow directions, but open in the open position in both flow directions, so that a suspension function in conjunction with the Hydraulic accumulator or enters with the hydraulic tank.
  • the first and the second switching valve may be formed such that they close in the closed position only in the direction of the hydraulic accumulator or the hydraulic tank.
  • the first and the second switching valve are preferably electrically actuated. It is of course also conceivable that other types of actuation are used for the first and second switching valve, for example a manual, pneumatic or hydraulic actuation.
  • a hydraulic arrangement according to the invention with a suspension function is suitable, for example, for lifting and Lowering a boom of a charger, such as a wheel loader, front loader, crane or telescopic loader, such chargers are found in agriculture, construction or in forestry.
  • a charger such as a wheel loader, front loader, crane or telescopic loader, such chargers are found in agriculture, construction or in forestry.
  • the suspension should be activated, which can be done by means of a switch that operates in the cab of the charger, or for example, by a speed signal, the first and the second switching valve is brought into their open positions to the first chamber of the hydraulic cylinder to connect with the hydraulic accumulator and the second chamber of the hydraulic cylinder to the hydraulic tank.
  • jerky accelerations can be damped by the free swinging of the jib or the rocker, so that an increase in driving comfort can be achieved.
  • the first control pressure line is automatically pressurized, so that the pipe rupture device or the pressure relief valve is opened, which is essential for lowering the boom or rocker.
  • FIG. 1 illustrated hydraulic arrangement 10 shows an inventive embodiment for the realization of a suspension.
  • the hydraulic arrangement 10 comprises a hydraulically switchable control unit 12, which, for example, as a Slider valve formed with a valve spool 13 and is connected via hydraulic lines 14, 16 with a pump 18 and a hydraulic tank 20, wherein the control unit 12 in three operating positions, lifting, neutral and lowered position, can be switched.
  • a hydraulically switchable control unit 12 which, for example, as a Slider valve formed with a valve spool 13 and is connected via hydraulic lines 14, 16 with a pump 18 and a hydraulic tank 20, wherein the control unit 12 in three operating positions, lifting, neutral and lowered position, can be switched.
  • the control unit 12 Via a first and second supply line 22, 24, the control unit 12 is connected to a hydraulic cylinder 26, wherein the first supply line 22 leads into a first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26 and the second supply line 24 into a second chamber 30 of the hydraulic cylinder 26.
  • a piston 29 separates the two chambers 26, 28 from each other.
  • the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26 represents the piston bottom side and the stroke side chamber, whereas the second chamber 30 represents the piston rod side and the lower side chamber of the hydraulic cylinder.
  • a load-holding valve arrangement or pipe rupture protection device 32 is provided in the first supply line 22.
  • the pipe burst protection device 32 includes a pressure and spring-controlled pressure limiting valve 34, and a check valve 36 which opens to the hydraulic cylinder side and which is arranged via a bypass line 38 parallel to the pressure limiting valve 34.
  • a pressure line 40 a pressure connection from the pressure relief valve 34 to the hydraulic cylinder side portion of the first supply line 22 is made.
  • a first control pressure line 42 a pressure connection from the pressure relief valve 34 to the pump 18 is established.
  • a spring 44 holds the pressure relief valve 34 in the closed position.
  • a first hydraulic line 46 connects the first chamber 28 and the first supply line 22 to a hydraulic accumulator 48, wherein the not connected to the hydraulic accumulator 48 end 50 of the first hydraulic line 46 between the first chamber 28 and the pipe rupture protection device 32 is arranged.
  • a first switching valve 52 is arranged in the first hydraulic line 46.
  • the first switching valve 52 is an electrically switchable seat valve, which is held by a spring 54 in the closed position and can be brought via a solenoid 56 in an open position.
  • the first switching valve 52 seals in the closed position in the direction of the hydraulic accumulator 48.
  • the first switching valve 52 may also be designed such that it seals leak-free in both directions. In the open position, a hydraulic flow in both directions is ensured to produce a suspension function between the hydraulic cylinder 26 and the hydraulic accumulator 48.
  • a second hydraulic line 46 ' connects the second chamber 30 and the second supply line 24 to the hydraulic tank 20.
  • a second switching valve 52' is arranged in the second hydraulic line 46 '.
  • the second switching valve 52 ' is an electrically switchable seat valve, which is held in the closed position by a spring 54' and can be brought into a open position via a magnetic coil 56 '.
  • the second switching valve 52 ' may also be designed such that it seals leak-free in both directions. In the open position is ensures a hydraulic flow in both directions to establish a connection between the second chamber 30 of the hydraulic cylinder 26 and hydraulic tank 20.
  • first switching means 58 are arranged, which have a first switching position and at least a second switching position, wherein in the at least second switching position, a pressure reduction is infinitely variable.
  • the first switching means 58 are preferably connected electronically, wherein the first control pressure line 42 in the first switching position (as in FIG. 1 shown) with the tank 20 and in the second switching position with the pump 18 is connectable.
  • the hydraulic arrangement according to the invention also has coupling means which couple or connect the first switching means 58 and the control unit 12 or synchronize their switching operations.
  • the coupling means are in the form of a second control pressure line 60, which extends from the first control pressure line 42 to the control unit 12, so that upon pressurization of the first control pressure line 42 and the second control pressure line 60 is pressurized.
  • the second control pressure line 60 is arranged such that when pressure is applied, the control unit 12 or the valve slide 13 is switched or moved into the lowered position.
  • the control unit 12 is further provided with a third control pressure line 62.
  • the third control pressure line 62 formed as a pressure reducing valve second switching means 64 are arranged, which a first Switching position and have at least a second switching position, wherein in the at least second switching position, a pressure reduction is infinitely variable.
  • the second switching means 64 are preferably switched electronically, wherein the third control pressure line 62 in the first switching position (as in FIG. 1 shown) with the tank 20 and in the second switching position with the pump 18 connects.
  • the third control pressure line 62 is arranged such that, when pressure is applied, the control unit 12 or the valve slide 13 is switched or moved into the lifting position.
  • the individual operating states can now be controlled as follows via the control unit 12 and via the switching valves 52, 52 '.
  • the control unit 12 is held in neutral position by adjusting springs 70, 72, wherein the first and second switching means 58, 64 are each in their first switching position.
  • the connection of the first supply line 22 to the pump 18 and the connection of the second supply line 24 to the hydraulic tank 20 is made.
  • a corresponding switching signal is generated by the control device 76, whereby the second switching means 64 are switched and a controlled according to the control signal pressurization of the third control pressure line 62 takes place.
  • the control unit 12 and the valve slide 13 is brought into the lifting position.
  • the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26 is then filled via the first supply line 22 and via the check valve 36 of the pipe rupture protection device 32 (the pressure relief valve 34 of the load-holding arrangement 32 is in the closed position).
  • the piston 29 moves in the direction of the second chamber 30 and presses the oil present there through the second supply line 24 out into the hydraulic tank 20.
  • a corresponding switching signal for switching to the neutral position (holding position) can be generated , whereby the second switching means 64 are moved back into their first switching position, a pressure relief of the third control pressure line 62 to the tank takes place and the control unit 12 assumes the neutral position (holding position).
  • the controller 12 interrupts the connections to the pump 18 and the hydraulic tank 20, so that the pressure in the two chambers 28, 30 of the hydraulic cylinder 26 is maintained and the movement of the piston 29 is released.
  • the piston 29 stops or is held.
  • the connection of the first supply line 22 to the tank 20 and the connection of the second supply line 24 to the pump 18 is made.
  • a corresponding switching signal is generated by the control device 76, whereby the first switching means 58 are switched and a controlled according to the control signal pressurization of the first and second control pressure line 42, 60 takes place.
  • the control unit 12 or the valve slide 13 is brought into the lowered position.
  • the second chamber 30 of the hydraulic cylinder 26 is then filled via the second supply line 24.
  • the pressure relief valve 34 is opened.
  • the piston 29 moves in the direction of the first chamber 28 and pushes the existing there oil via the open pressure relief valve 34 through the second supply line 22 out in the hydraulic tank 20.
  • a corresponding switching signal for switching to the neutral position (Stop position) are generated, whereby the first switching means 58 are moved back to their first switching position, a pressure relief of the first and second control pressure line 42, 60 takes place towards the tank and the control unit 12 assumes the neutral position (holding position).
  • the controller 12 interrupts the connections to the pump 18 and the hydraulic tank 20, so that the pressure in the two chambers 28, 30 of the hydraulic cylinder 26 is maintained and the movement of the piston 29 is released.
  • the piston 29 stops or is held.
  • the pipe rupture device 32 thus ensures that the hydraulic cylinder 26 maintains its position in the neutral position or escape oil in the lifting and neutral position from the pressurized first chamber 28 and that in the lowered position, the oil from the first chamber 28 can flow through the open pressure relief valve 34 ,
  • the pipe rupture protection device 32 should or should be arranged on the lifting side of the hydraulic cylinder 26, as shown, with the lifting side being the side of the hydraulic cylinder 26 in which a pressure for lifting a load is built up.
  • the lifting side is the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26, wherein the second chamber 30 could serve as a lifting side.
  • the excess pressure line 40 is an overload protection, so that at excessive operating pressures in the first chamber 28 of the hydraulic cylinder 26, which may be caused by excessive loads, for example, in the pressure line 40, a limiting pressure is reached, which opens the pressure relief valve 34 to reduce pressure.
  • the positions of the controller 12 can be detected and a signal to the electronic control device 76 are sent.
  • the control unit 76 is connected to the first and second switching valves 52, 52 '.
  • the activation of the suspension via an activation switch 82, which outputs an activation signal to the control unit 76.
  • the piston 29 When activated suspension function, the piston 29 can spring freely. If it moves downwards by a shock transmitted to it, the oil from the first chamber 28 in the Hydraulic accumulator 48 pushed. The pressure building up in the hydraulic accumulator 48 causes the oil to flow back into the first chamber 28, so that the piston 29 moves upward again. This resilient movement is repeated, if necessary, until the shock has been completely compensated.
  • FIG. 2 shows a mobile telescopic loader 83 with a on a housing 84 or frame of the telehandler 83 pivotally hinged, telescopically extendable, boom 86. Between boom 86 and housing 84, a hydraulic cylinder 26 for raising and lowering of the boom 86 is arranged. The hydraulic cylinder 26 is pivoted to a first and a second bearing 88, 90, wherein the piston rod side 92 is hinged to the second bearing point 90 on the arm 86 and the piston bottom side 94 at the first bearing 88 on the housing 84.
  • the hydraulic tank 20, the pump 18 and the control unit 12 are positioned on or in the housing 84 and connected to each other via hydraulic lines 14, 16, 96. Furthermore, the supply lines 22, 24 between the control unit 12 and hydraulic cylinder 26 in Fig. 2 to see.
  • the pipe burst protection device 32 and the switching valve 52 are located in a common valve block directly on the hydraulic cylinder 26.
  • the hydraulic accumulator 48 is preferably also disposed directly on the hydraulic cylinder 26, so that between the common valve block and the hydraulic accumulator 48, the first hydraulic line 46 can be formed as a rigid connection that does not require a separate breakaway device. According to the switching positions described above, the hydraulic cylinder 26 can be operated such that the boom 86 can be raised, held and lowered and possibly perform resilient movements.
  • FIG. 3 an alternative embodiment is shown, which, in contrast to the in FIG. 1 illustrated embodiment, an electronically controllable or switchable control unit 112, wherein the control unit 112 also includes a slide valve with a valve spool 113.
  • the control unit 112 may also be designed as a hydraulically or mechanically controllable control unit.
  • the control unit can also be actuated here via an electronic control device 76 or via a joystick or a similar control device.
  • the hydraulic arrangement 110 shown here further corresponds to the in FIG. 1 illustrated arrangement 10 described above, unless it is pointed to corresponding differences.
  • In the FIG. 3 also has a first control pressure line 42 which extends between the pressure relief valve 34 of a pipe rupture device 32 and a conveyor or pump 18.
  • first switching means 114 are also arranged, which are designed as a switching valve, in particular pressure reducing valve.
  • An essential difference to that in FIG. 1 illustrated embodiment is that in FIG. 3 the first switching means 58 from FIG. 1 be replaced by first switching means 114 and mechanical coupling means between the first switching means 114 and the control unit 112 are arranged.
  • the control unit 112 according to the in FIG.
  • the coupling means are formed as a mechanical actuator 116 for the first switching means 114, wherein the actuating means 116 bring the first switching means 114 in response to or proportional to the switching position of the controller 112 and the valve spool 113 in a first or second switching position, wherein in the second Switching one of the movement of the controller 112 and the valve spool 113 proportional pressure reduction in the first control pressure line is carried out.
  • a connection of the control pressure line 42 to the pump 18 is interrupted, in the second switching position, a connection of the control pressure line 42 is made to the pump 18, so that the control pressure line 42 is pressurized.
  • the dependence on the switching position of the controller 112 and the valve spool 113 is such that when the controller 112 and the valve spool 113 is brought into the lowered position (lowermost switching position of the controller 112 in FIG. 3 ), the actuating device 116 brings the first switching means 114 in the second switching position, so that the control pressure line 42 is pressurized and the Pressure relief valve 34 is opened.
  • the first switching means 114 are returned to the first switching position.
  • the actuating device 116 has a locking slide 118 which is in contact or interacts with an actuating tappet 120 arranged on the first switching means 114.
  • the actuating push rod 120 is pressed or actuated, whereby the first switching means 114 are brought into the second switching position.
  • the actuating push rod 120 is relieved of the control slide 118 or moves back again, so that the first switching means 114 again assume their first switching position.
  • the actuating device 116 By the coupling of the movement or the switching operation of the control device 112 and the valve spool 113, which is given by the actuating device 116, it is thus ensured that, as soon as the lowering position is assumed for the hydraulic cylinder 26, the pressure relief valve 34 synchronous and proportional to the movement the control valve is turned on, so that the oil can escape from the first chamber 28 when lowering the piston 29. At the same time, however, a pipe rupture protection function is ensured. Furthermore, it is conceivable to form the actuating device 116 also electrically. For example, by the sensor 80, the position of the control device 112 and the valve spool 113 can be detected. A corresponding to the position proportional signal can then be generated by the electronic control device 76 and used to control the first switching means 114, wherein the first switching means 114 are then formed as electronically controllable switching means or pressure reducing valve.
  • FIG. 3 illustrated embodiment may according to the in FIG. 1 illustrated embodiment also on the in FIG. 2 Telehandlers 83 are used.
  • the inventive arrangement of the first control pressure line 42 for the pressure relief valve 34 of the pipe rupture protection device 32, based on two embodiments with respect to the FIGS. 1 and 3 has been described, it is ensured that the boom can be lowered independently of a pressure prevailing in the second chamber, whereby a better power output, in particular with respect to a hydraulic power at idle speed of the telehandler 83, can be achieved. Furthermore, a more precise positioning can be achieved when lowering the boom when the suspension is activated.
  • first and second switching means 58, 114, 64 can be actuated or controlled mechanically, electrically, hydraulically or pneumatically and in proportion to a switching signal or control signal from a preferably closed first switching position to an opened second switching position be switched or moved.
  • the second switching position is variable proportional to the switching signal or control signal or controllable, so that a pressure reduction proportional to the switching signal or control signal can take place.
  • hydraulic arrangement can also be applied to other vehicles, for example to wheel loaders or front loaders or to excavators or cranes, which have hydraulically actuated components that can be raised or lowered and where a suspension seems useful.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anordnung für ein Federungssystem, mit einem wenigstens eine erste Kammer aufweisenden Hydraulikzylinder, einem Hydrauliktank, wenigstens einem eine Hydraulikflüssigkeit förderndes Fördermittel, einem Hydraulikspeicher, einer zwischen Hydraulikspeicher und ersten Kammer angeordneten ersten Hydraulikleitung, einem in der ersten Hydraulikleitung angeordneten ersten Schaltventil, einer ersten Versorgungsleitung für die erste Kammer, einem Steuergerät mit wenigstens drei Schaltstellungen, welche eine Hebestellung, eine Senkstellung und eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder umfassen, und einer in der ersten Versorgungsleitung angeordneten Rohrbruchsicherungseinrichtung, welche ein in Richtung des Steuergeräts schließendes Rückschlagventil und ein über eine erste Steuerdruckleitung aufsteuerbares Druckbegrenzungsventil umfasst.
  • Bei landwirtschaftlichen Maschinen, wie z.B. Teleskoplader, Radlader oder Frontlader an Traktoren, ist es bekannt, ein hydraulisches Federungssystem einzusetzen, das den Ausleger bzw. die Schwinge abfedert, um einen insgesamt am Fahrzeug verbesserten Federungskomfort, insbesondere während der Fahrt, zu erzielen. Hierbei wird mittels einer geeigneten hydraulischen Anordnung von Ventilen die Hubseite eines Hydraulikzylinders mit einem Hydrospeicher verbunden um eine Federung durch den Hydrospeicher zu bewirken. Ferner wird die Senkseite des Hydraulikzylinders mit einem Hydrauliktank verbunden, um zum einen eine Kavitation auf der Senkseite zu vermeiden und zum anderen ein freies Bewegen der Kolbenstange während des Federungsvorganges zu ermöglichen. Zur Erhöhung der Sicherheit gegen ein plötzliches Absinken des Auslegers bzw. der Schwinge sind diese Federungssysteme, zur Absicherung des Hydraulikzylinders gegen Schlauchbrüche, mit Lasthalteventilen bzw. Rohrbruchsicherungseinrichtungen versehen. Zum Absenken des Hydraulikzylinders ist es dann jedoch erforderlich die Tankverbindung der Senkseite des Hydraulikzylinders zu schließen, damit sich ein erforderlicher Druck aufbauen kann, um das Lasthalteventil zu öffnen. Erst wenn das Lasthalteventil geöffnet wird, kann Öl aus der Hubseite des Hydraulikzylinders abfließen.
  • Eine hydraulische Anordnung für ein Federungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird in der EP 1 157 963 A2 offenbart. Es wird ein Federungssystem für den Ausleger eines Teleskopladers vorgeschlagen, welches zur Absicherung des Auslegers gegen Absinken ein Lasthalteventil bzw. eine Rohrbruchsicherungseinrichtung vorsieht. Um einerseits ein druckbeaufschlagtes Absenken des Auslegers zu erwirken, was ein Öffnen des Lasthalteventils erfordert, und andererseits eine Federungsfunktion auch in Neutralstellung des Hydraulikzylinders bereitzustellen ist ein gesondertes Schaltventil angeordnet. Zur Öffnung des Lasthalteventils ist ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen, welches über eine mit der Versorgungsleitung der Senkseite des Hydraulikzylinders verbundene Steuerdruckleitung aufsteuerbar ist. Zur Öffnung des Lasthalteventils muss dann das gesonderte Schaltventil geschlossen werden, damit die Versorgungsleitung zum Tank hin geschlossen wird und sich der zur Öffnung des Lasthalteventils notwendige Druck in der Versorgungsleitung aufbauen kann. Nachteilig wirkt sich aus, dass der zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils aufzubringende Druck eine relativ hohe hydraulische Leistung erfordert, die jedes Mal, wenn der Hydraulikzylinder druckbeaufschlagt abgesenkt wird, aufgebracht werden muss. Ferner wird bei aktivierter Federung ein präzises Positionieren beim Absenken des Auslegers erschwert, da der erforderliche Öffnungsdruck auf der Senkseite des Hydraulikzylinders indirekt auch zu einer Druckbeladung des Hydraulikspeichers führt, der sich dann anschließend wieder entspannt, was wiederum mit einer Bewegung des Hydraulikzylinders verbunden ist.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein Federungssystem der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass ein druckbeaufschlagtes Absenken des Hydraulikzylinders bei niedrigerer hydraulischer Leistung erfolgen kann und ein präzises Positionieren des Auslegers beim Absenken mit aktivierter Federung ermöglicht wird.
  • 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 sich die erste Steuerdruckleitung zwischen der Rohrbruchsicherungseinrichtung und einem Fördermittel erstreckt und in der ersten Steuerdruckleitung Schaltmittel angeordnet sind, so dass durch Schalten der Schaltmittel die erste Steuerdruckleitung mit einem Steuerdruck beaufschlagbar und das Druckbegrenzungsventil aufsteuerbar ist. Die Rohrbruchsicherungseinrichtung umfasst vorzugsweise ein in Richtung des Steuergeräts schließendes Rückschlagventil und ist in einer das Druckbegrenzungsventil umgehenden Bypass-Leitung angeordnet. Das Druckbegrenzungsventil ist über eine Überdruckleitung von der ersten Versorgungsleitung her oder über die erste Steuerdruckleitung mittels eines Steuerdrucks, der durch ein Druck erzeugendes Fördermittel erzeugt wird, aufsteuerbar. Als Steuerdruck erzeugendes Fördermittel kann entweder das zur Versorgung des Hydraulikzylinders vorgesehene Fördermittel oder ein gesondert vorgesehenes Fördermittel eingesetzt werden. Dadurch, dass das Druckbegrenzungsventil über eine erste Steuerdruckleitung verfügt, die nicht mit einer Versorgungsleitung des Hydraulikzylinders verbunden ist, kann das Druckbegrenzungsventil unabhängig von dem in einer zweiten Kammer des Hydraulikzylinders herrschenden Druck betätigt, d. h. aufgesteuert werden. Das von einer zweiten Kammer des Hydraulikzylinders getrennte Druckbeaufschlagen der ersten Steuerdruckleitung ermöglicht ein Aufsteuern des Druckbegrenzungsventils bei relativ geringem hydraulischen Druck, so dass ein druckbeaufschlagtes Absenken des Hydraulikzylinders bei niedrigerer hydraulischer Leistung erfolgen kann, oder sogar ohne Druckbeaufschlagung einer zweiten Kammer des Hydraulikzylinders, beispielsweise durch die Schwerkraft eines vom Hydraulikzylinders betätigten Auslegers. Damit ist die erfindungsgemäße hydraulische Anordnung auch als hydraulisches Federungssystem für einen einseitig wirkenden Hydraulikzylinder geeignet. Ferner wird bei aktivierter Federung, d. h. wenn der Hydraulikspeicher zugeschaltet ist, ein präziseres Positionieren des Auslegers ermöglicht, da der zum Öffnen des Druckbegrenzungsventil erzeugte Steuerdruck nicht über eine zweite Kammer aufgebaut wird und somit der auf den Hydraulikspeicher einwirkende Druck wesentlich geringer ist, so dass die Einfederbewegung (in den Hydraulikspeicher) des Hydraulikzylinders beim Absenken wesentlich geringer ausfällt. Nicht zuletzt wird durch die benötigte geringe hydraulische Leistung ein Leistungsvorteil erzielt, da beispielsweise auch bei geringen Fördermittelleistungen der Ausleger mit maximaler Geschwindigkeit abgesenkt werden kann.
  • Die hydraulische Anordnung weist Koppelmittel auf, die die ersten Schaltmittel mit dem Steuergerät derart koppeln, dass eine Schaltstellung der ersten Schaltmittel, in der eine Druckbeaufschlagung der ersten Steuerdruckleitung bewirkt wird, synchron zu einer Senkstellung des Steuergeräts eintritt. Damit wird gewährleistet, dass sobald das Steuergerät in eine Senkstellung geschaltet wird, das Druckbegrenzungsventil öffnet und das sich in der ersten Kammer befindliche Hydrauliköl beim Absenken des Hydraulikzylinders entweichen kann.
  • Vorzugsweise ist das Steuergerät hydraulisch schaltbar und wird ebenfalls über Steuerdruckleitungen geschaltet. Die Koppelmittel können dann als eine sich zwischen der ersten Steuerdruckleitung und dem Steuergerät erstreckende zweite Steuerdruckleitung ausgebildet sein, so dass eine Druckbeaufschlagung der zweiten Steuerdruckleitung durch Druckbeaufschlagung der ersten Steuerdruckleitung erfolgt. Dadurch, dass die erste Steuerdruckleitung über eine zweite Steuerdruckleitung mit dem Steuergerät verbunden ist, sind die ersten Schaltmittel mit dem Steuergerät gekoppelt, so dass der zum Aufsteuern des Druckbegrenzungsventils erzeugte Steuerdruck gleichzeitig auch der zum Schalten des Steuergeräts in die Senkstellung aufgebrachte Steuerdruck ist. Durch Schalten der ersten Schaltmittel zum Aufsteuern des Druckbegrenzungsventils wird gleichzeitig das Steuergerät in die Senkstellung geschaltet.
  • Das hydraulisch schaltbare Steuergerät weist vorzugsweise eine dritte Steuerdruckleitung auf, durch die es in die Hebestellung geschaltet werden kann. Dazu sind in der dritten Steuerdruckleitung zweite Schaltmittel vorgesehen, über welche die dritte Steuerdruckleitung mit Druck beaufschlagbar ist.
  • Vorzugsweise sind die Schaltmittel als Proportional-Schaltventile, insbesondere Druckreduzierventile ausgebildet, durch welche wahlweise eine Verbindung der Steuerdruckleitungen zum Hydrauliktank oder zu einem Fördermittel herstellbar ist, wobei die Schaltmittel mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar bzw. ansteuerbar sein können und proportional zu einem Steuersignal aus einer vorzugsweise geschlossenen ersten Schaltstellung, in eine geöffnete zweite Schaltstellung geschaltet bzw. bewegt werden. Die zweite Schaltstellung ist dabei proportional zum Steuersignal variabel bzw. regelbar, so dass eine zum Steuersignal proportionale Druckreduzierung erfolgen kann.
  • Insbesondere können die Schaltmittel auch als hydraulische Betätigungseinrichtung in Form eines Joysticks ausgebildet sein, wobei eine gleichzeitige hydraulische Versorgung der ersten und zweiten Steuerdruckleitung hergestellt wird, sobald der Joystick in eine für die Senkstellung des Steuergeräts vorgesehene Stellung bewegt wird. Durch Bewegen des Joysticks in eine für die Hebestellung des Steuergeräts vorgesehene Stellung wird die dritte Steuerdruckleitung des Steuergeräts druckbeaufschlagt und gleichzeitig die hydraulische Versorgung der ersten und zweiten Steuerdruckleitung unterbrochen. Durch Bewegen des Joysticks in eine für die Neutralstellung des Steuergeräts vorgesehene Stellung wird die hydraulische Versorgung der ersten, zweiten und dritten Steuerdruckleitung unterbrochen, so dass das Steuergerät die Neutralstellung einnehmen kann, beispielsweise durch vorgespannte Stellfedern.
  • In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfassen die Koppelmittel eine Betätigungseinrichtung für die ersten Schaltmittel. Die Schaltmittel werden in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Steuergeräts in eine offene oder in eine geschlossene Stellung gebracht. Dabei kann, je nach Ausführung des Steuergeräts, auf eine dritte Steuerdruckleitung verzichtet werden, beispielsweise bei einem elektrisch oder mechanisch geschalteten Steuergerät, so dass lediglich die Schaltmittel für die erste Steuerdruckleitung betätigt werden müssen. Die Betätigungseinrichtung für die ersten Schaltmittel kann beispielsweise mechanisch, über eine Taster/Stößel Kombination, oder auch elektrisch ausgebildet sein, beispielsweise über einen Schalter oder Sensor. So kann beispielsweise ein Winkel- oder Positionssensor verwendet werden, der die Schaltstellung des Steuergeräts oder der hydraulischen Betätigungseinrichtung bzw. eines Joysticks detektiert und ein Signal zum Schalten der ersten Schaltmittel generiert. Ferner sollen auch andere Betätigungseinrichtungen berücksichtigt sein, die sich für einen Fachmann auf dem Gebiet hydraulischer Steuerungen ergeben würden und bewirken, dass die ersten Schaltmittel automatisch und synchron zu dem Steuergerät derart geschaltet werden, dass, wenn in die Senkstellung des Steuergeräts geschaltet wird, eine Druckbeaufschlagung der ersten Steuerdruckleitung zum Öffnen des Druckbegrenzungsventils der Rohrbruchsicherungseinrichtung erfolgt.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Steuergerät vorzugsweise als einen Ventilschieber aufweisendes Schieberventil ausgebildet, welches drei Schaltstellungen mit jeweils zwei Ein- und Ausgängen aufweist. In den einzelnen Stellungen werden die Versorgungsleitungen auf unterschiedliche Weise entsprechend den Schaltstellungen (Heben, Senken und Neutralstellung (Halten)) mit dem Fördermittel oder mit dem Hydrauliktank verbunden bzw. geschlossen. Gleichzeitig werden die ersten Schaltmittel in Abhängigkeit der Schaltstellungen des Steuergeräts über die Betätigungseinrichtung geschaltet. Dazu kann beispielsweise der Ventilschieber mit einem Schaltelement verbunden sein, beispielsweise mit einem Taster, einem Stellarm, einem Stellhebel, einem Stellschieber oder dergleichen, welcher durch Verschieben einen am ersten Schaltmittel vorgesehenen Betätigungsstößel oder Schalter betätigt. Das Schaltmittel kann beispielsweise auch über einen Seilzug mit dem Ventilschieber verbunden sein, durch welchen, bei Verschieben des Ventilschiebers, das Stellmittel aus einer vorgespannten Stellung (beispielsweise durch eine Stellfeder) bewegt wird. Hierbei sei nochmals darauf hingewiesen, dass das Steuergerät als ein hydraulisch, elektrisch oder mechanisch betätigbares Steuergerät ausgebildet sein kann, wobei der Ventilschieber auf bekannte Art und Weise hydraulisch, elektrisch oder mechanisch verschiebbar sein kann.
  • Eine erfindungsgemäße hydraulische Anordnung mit Federungsfunktion ist, wie bereits oben erwähnt, sowohl für einen einseitg wirkenden Hydraulikzylinder, d.h. für einen Hydraulikzylinder mit nur einer druckbeaufschlagbaren Kammer, als auch für einen doppelt wirkenden bzw. zweiseitig wirkenden Hydraulikzylinder, d.h. für einen Hydraulikzylinder mit zwei druckbeaufschlagbaren Kammern, vorteilhaft einsetzbar.
    So kann der Hydraulikzylinder eine zweite Kammer aufweisen, die von einer zweiten Versorgungsleitung versorgt wird. Vorzugsweise ist dann zwischen der zweiten Kammer und dem Hydrauliktank eine zweite Hydraulikleitung angeordnet. Bei einer Federbewegung des Hydraulikzylinders kann dann das in der zweiten Kammer befindliche Hydrauliköl in den Hydrauliktank strömen.
  • Die hydraulische Anordnung kann ferner ein zweites Schaltventil aufweisen, welches in der zweiten Hydraulikleitung angeordnet ist. Das zweite Schaltventil kann genutzt werden, um die zweite Hydraulikleitung zum Tank hin zu schließen, so dass vom Steuergerät aus die zweite Kammer druckbeaufschlagbar ist, sowohl bei aktivierter als auch bei deaktivierter Federung. Dies ist von Vorteil, wenn man beispielsweise einen Anpressdruck für ein an einem durch den Hydraulikzylinder betätigten Ausleger befestigtes Arbeitswerkzeug generieren oder den Hydraulikzylinder bzw. den Ausleger unter Druck absenken will. Das erste und das zweite Schaltventil weisen vorzugsweise eine Schließstellung und eine Öffnungsstellung auf, wobei das erste und das zweite Schaltventil in der Schließstellung in eine oder in beide Fließrichtungen schließen, jedoch in der Öffnungsstellung in beide Fließrichtungen öffnen, so dass eine Federungsfunktion in Verbindung mit dem Hydraulikspeicher bzw. mit dem Hydrauliktank eintritt. Das erste und das zweite Schaltventil können derart ausgebildet sein, dass sie in der Schließstellung nur in Richtung des Hydraulikspeichers bzw. des Hydrauliktanks schließen. Das erste und das zweite Schaltventil sind vorzugsweise elektrisch betätigbar. Es ist selbstverständlich auch denkbar, dass andere Betätigungsarten für das erste und zweite Schaltventil eingesetzt werden, beispielsweise eine manuelle, pneumatische oder hydraulische Betätigung.
  • Eine erfindungsgemäße hydraulische Anordnung mit Federungsfunktion eignet sich beispielsweise zum Heben und Senken eines Auslegers eines Ladegeräts, beispielsweise eines Radladers, Frontladers, Krans oder Teleskopladers, wobei derartige Ladegeräte in der Landwirtschaft, im Bauwesen oder auch in der Forstwirtschaft zu finden sind.
  • Soll nun die Federung aktiviert werden, was mittels eines Schalters geschehen kann, den der Bediener in der Kabine des Ladegeräts betätigt, oder beispielsweise auch durch ein Geschwindigkeitssignal, so wird das erste und das zweite Schaltventil in ihre Öffnungsstellungen gebracht, um die erste Kammer des Hydraulikzylinders mit dem Hydraulikspeicher und die zweite Kammer des Hydraulikzylinders mit dem Hydrauliktank zu verbinden. Während einer Anregung durch das Fahrwerk der Arbeitsmaschine können stoßartige Beschleunigungen durch das freie Schwingen des Auslegers bzw. der Schwinge abgedämpft werden, so dass eine Steigerung des Fahrkomforts erzielbar ist. Wird der Ausleger bzw. eine Laderschwinge bei aktivierter oder nicht aktivierter Federung abgesenkt, wird automatisch die erste Steuerdruckleitung druckbeaufschlagt, so dass die Rohrbruchsicherungseinrichtung bzw. das Druckbegrenzungsventil geöffnet wird, was zum Absenken des Auslegers bzw. der Schwinge zwingend erforderlich ist. Dabei ist es nicht notwendig das zweite Schaltventil zu schließen, da der beim Absenken des Auslegers benötigte Steuerdruck zum Aufsteuern des Druckbegrenzungsventils nicht über den Druck in der zweiten Kammer aufgebaut wird. Auch während des Absenkens ist eine Schlauchbruchsicherung der hydraulischen Anordnung gewährleistet, da die Hydraulikflüssigkeit stets kontrolliert über das Druckbegrenzungsventil abfließt. Wird der Ausleger bzw. die Schwinge bei aktivierter Federung mit der Hebestellung des Steuergerätes angehoben, ist automatisch die zweite Kammer des Hydraulikzylinders mit dem Hydrauliktank verbunden, damit die durch den Hebevorgang verdrängte Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikzylinder zum Hydrauliktank strömen kann. Sollte während des Hebe- oder Senkvorgangs ein Stoß auf den Ausleger bzw. auf die Schwinge übertragen werden, kann dieser bzw. diese ohne Gefahr einer Kavitation einfedern, da die zweite Kammer zum Tank hin entlastet ist.
  • Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel 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
    ein hydraulischer Schaltplan einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung für ein Federungssystem eines Hydraulikzylinders,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines Teleskopladers mit einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung und
    Fig. 3
    ein hydraulischer Schaltplan einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung für ein Federungssystem eines Hydraulikzylinders.
  • Eine in Fig. 1 dargestellte hydraulische Anordnung 10 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zur Realisierung einer Federung. Die hydraulische Anordnung 10 umfasst ein hydraulisch schaltbares Steuergerät 12, welches beispielsweise als ein Schieberventil mit einem Ventilschieber 13 ausgebildet und über Hydraulikleitungen 14, 16 mit einer Pumpe 18 und einem Hydrauliktank 20 verbunden ist, wobei das Steuergerät 12 in drei Betriebsstellungen, Hebe-, Neutral- und Senkstellung, schaltbar ist.
  • 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 Lasthalteventilanordnung oder Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 vorgesehen. Die Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 enthält ein druck- und federgesteuertes Druckbegrenzungsventil 34, sowie ein zur Hydraulikzylinderseite öffnendes Rückschlagventil 36, welches über eine Bypassleitung 38 parallel zum Druckbegrenzungsventil 34 angeordnet ist. Über eine Überdruckleitung 40 ist eine Druckverbindung vom Druckbegrenzungsventil 34 zum hydraulikzylinderseitigen Abschnitt der ersten Versorgungsleitung 22 hergestellt. Über eine erste Steuerdruckleitung 42 ist eine Druckverbindung vom Druckbegrenzungsventil 34 zur Pumpe 18 hergestellt. Des Weiteren hält eine Stellfeder 44 das Druckbegrenzungsventil 34 in Schließstellung.
  • Eine erste Hydraulikleitung 46 verbindet die erste Kammer 28 bzw. die erste Versorgungsleitung 22 mit einem Hydraulikspeicher 48, wobei das nicht mit dem Hydraulikspeicher 48 verbundene Ende 50 der ersten Hydraulikleitung 46 zwischen der ersten Kammer 28 und der Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 angeordnet ist.
  • In der ersten Hydraulikleitung 46 ist ein erstes Schaltventil 52 angeordnet. Das erste Schaltventil 52 stellt ein elektrisch schaltbares Sitzventil dar, welches über eine Stellfeder 54 in Schließstellung gehalten wird und über eine Magnetspule 56 in eine Öffnungsstellung gebracht werden kann. Das erste Schaltventil 52 dichtet dabei in Schließstellung in Richtung des Hydraulikspeichers 48 ab. Hierbei kann das erste Schaltventil 52 auch derart ausgebildet sein, dass es in beide Richtungen leckagefrei abdichtet. In der Öffnungsstellung ist zur Herstellung einer Federungsfunktion zwischen Hydraulikzylinder 26 und Hydraulikspeicher 48 ein hydraulischer Fluss in beide Richtungen gewährleistet.
  • Eine zweite Hydraulikleitung 46' verbindet die zweite Kammer 30 bzw. die zweite Versorgungsleitung 24 mit dem Hydrauliktank 20.
  • In der zweiten Hydraulikleitung 46' ist ein zweites Schaltventil 52' angeordnet. Das zweite Schaltventil 52' stellt ein elektrisch schaltbares Sitzventil dar, welches über eine Stellfeder 54' in Schließstellung gehalten wird und über eine Magnetspule 56' in eine Öffnungsstellung gebracht werden kann. Das zweite Schaltventil 52' dichtet dabei in Schließstellung in Richtung des Hydrauliktanks 20 ab. Hierbei kann das zweite Schaltventil 52' auch derart ausgebildet sein, dass es in beide Richtungen leckagefrei abdichtet. In der Öffnungsstellung ist zur Herstellung einer Verbindung zwischen der zweiten Kammer 30 des Hydraulikzylinders 26 und Hydrauliktank 20 ein hydraulischer Fluss in beide Richtungen gewährleistet.
  • In der ersten Steuerdruckleitung 42 sind als Druckreduzierventil ausgebildete erste Schaltmittel 58 angeordnet, welche eine erste Schaltstellung und wenigstens eine zweite Schaltstellung aufweisen, wobei in der wenigstens zweiten Schaltstellung eine Druckreduzierung stufenlos regelbar ist. Die ersten Schaltmittel 58 werden vorzugsweise elektronisch geschaltet, wobei die erste Steuerdruckleitung 42 in der ersten Schaltstellung (wie in Figur 1 dargestellt) mit dem Tank 20 und in der zweiten Schaltstellung mit der Pumpe 18 verbindbar ist.
  • Die erfindungsgemäße hydraulische Anordnung weist ferner Koppelmittel auf, welche die ersten Schaltmittel 58 und das Steuergerät 12 koppeln bzw. verbinden bzw. deren Schaltvorgänge synchronisieren. Die Koppelmittel sind in Form einer zweiten Steuerdruckleitung 60 ausgebildet, welche sich ausgehend von der ersten Steuerdruckleitung 42 zum Steuergerät 12 erstreckt, so dass bei Druckbeaufschlagung der ersten Steuerdruckleitung 42 auch die zweite Steuerdruckleitung 60 druckbeaufschlagt wird. Die zweite Steuerdruckleitung 60 ist derart angeordnet, dass bei Druckbeaufschlagung das Steuergerät 12 bzw. der Ventilschieber 13 in die Senkstellung geschaltet bzw. bewegt wird.
  • Das Steuergerät 12 ist ferner mit einer dritten Steuerdruckleitung 62 versehen. In der dritten Steuerdruckleitung 62 sind als Druckreduzierventil ausgebildete zweite Schaltmittel 64 angeordnet, welche eine erste Schaltstellung und wenigstens eine zweite Schaltstellung aufweisen, wobei in der wenigstens zweiten Schaltstellung eine Druckreduzierung stufenlos regelbar ist. Die zweiten Schaltmittel 64 werden vorzugsweise elektronisch geschaltet, wobei es die dritte Steuerdruckleitung 62 in der ersten Schaltstellung (wie in Figur 1 dargestellt) mit dem Tank 20 und in der zweiten Schaltstellung mit der Pumpe 18 verbindet. Die dritte Steuerdruckleitung 62 ist derart angeordnet, dass bei Druckbeaufschlagung das Steuergerät 12 bzw. der Ventilschieber 13 in die Hebestellung geschaltet bzw. bewegt wird.
    Die einzelnen Betriebszustände können nun wie folgt über das Steuergerät 12 sowie über die Schaltventile 52, 52' angesteuert werden. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird das Steuergerät 12 durch Stellfedern 70, 72 in Neutralstellung gehalten, wobei sich die ersten und zweiten Schaltmittel 58, 64 jeweils in ihrer ersten Schaltstellung befinden. Die Schaltventile 52, 52' befinden sich in einer Schließstellung. Über Steuersignale mittels eines Joysticks oder mittels einer elektronischen Steuereinrichtung 76 werden die ersten und/oder zweiten Schaltmittel 58, 64 sowie das erste und zweite Schaltventil 52, 52' geschaltet. Durch Betätigen der elektronischen Steuereinrichtung 76 bzw. eines Joysticks (nicht gezeigt) zum Heben, Senken oder Halten (Neutralstellung des Steuergeräts 12) des Hydraulikzylinders 26 werden entsprechende Schaltsignale für die ersten und zweiten Schaltmittel 58, 64 generiert, so dass das Steuergerät 12 mittels der elektronischen Steuereinrichtung 76 bzw. mittels eines Joysticks aus der Neutralstellung heraus in die Hebe- oder Senkstellung bzw. aus der Hebe- oder Senkstellung heraus in die Neutralstellung (Haltestellung) gebracht wird.
  • In der Hebestellung (in den Figuren 1 und 3 die oberste Schaltstellung des Steuergeräts 12) wird die Verbindung der ersten Versorgungsleitung 22 mit der Pumpe 18 und die Verbindung der zweiten Versorgungsleitung 24 mit dem Hydrauliktank 20 hergestellt. Dazu wird von der Steuereinrichtung 76 ein entsprechendes Schaltsignal generiert, wodurch die zweiten Schaltmittel 64 geschaltet werden und eine entsprechend dem Steuersignal geregelte Druckbeaufschlagung der dritten Steuerdruckleitung 62 erfolgt. Als Folge dessen wird das Steuergerät 12 bzw. der Ventilsschieber 13 in die Hebestellung gebracht. Die erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26 wird dann über die erste Versorgungsleitung 22 und über das Rückschlagventil 36 der Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 (das Druckbegrenzungsventil 34 der Lasthalteanordnung 32 befindet sich in Schließstellung) befüllt. 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. Durch Betätigen der Steuereinrichtung 76 kann ein entsprechendes Schaltsignal zum Schalten in die Neutralstellung (Haltestellung) generiert werden, wodurch die zweiten Schaltmittel 64 wieder in ihre erste Schaltstellung bewegt werden, eine Druckentlastung der dritten Steuerdruckleitung 62 zum Tank hin erfolgt und das Steuergerät 12 die Neutralstellung (Haltestellung) einnimmt. Gleichzeitig 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. Der Kolben 29 bleibt stehen, bzw. wird gehalten.
  • In der Senkstellung (in den Figuren 1 und 3 die unterste Schaltstellung des Steuergeräts 12) wird die Verbindung der ersten Versorgungsleitung 22 mit dem Tank 20 und die Verbindung der zweiten Versorgungsleitung 24 mit der Pumpe 18 hergestellt. Dazu wird von der Steuereinrichtung 76 ein entsprechendes Schaltsignal generiert, wodurch die ersten Schaltmittel 58 geschaltet werden und eine entsprechend dem Steuersignal geregelte Druckbeaufschlagung der ersten und zweiten Steuerdruckleitung 42, 60 erfolgt. Als Folge dessen wird das Steuergerät 12 bzw. der Ventilsschieber 13 aus in die Senkstellung gebracht. Die zweite Kammer 30 des Hydraulikzylinders 26 wird dann über die zweite Versorgungsleitung 24 befüllt. Durch die gleichzeitige Druckbeaufschlagung der ersten Steuerdruckleitung 42 wird das Druckbegrenzungsventil 34 geöffnet. In Folge dessen bewegt sich der Kolben 29 in Richtung der ersten Kammer 28 und drückt das dort vorhandene Öl über das geöffnete Druckbegrenzungsventil 34 durch die zweite Versorgungsleitung 22 heraus in den Hydrauliktank 20. Durch Betätigen der Steuereinrichtung 76 kann ein entsprechendes Schaltsignal zum Schalten in die Neutralstellung (Haltestellung) generiert werden, wodurch die ersten Schaltmittel 58 wieder in ihre erste Schaltstellung bewegt werden, eine Druckentlastung der ersten und zweite Steuerdruckleitung 42, 60 zum Tank hin erfolgt und das Steuergerät 12 die Neutralstellung (Haltestellung) einnimmt. Gleichzeitig 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. Der Kolben 29 bleibt stehen, bzw. wird gehalten. Die oben beschriebenen Schaltvorgänge können selbstverständlich nicht nur aus einer Hebe- oder Senkstellung in eine Neutralstellung erfolgen, sondern ebenfalls direkt aus einer Hebestellung in eine Senkstellung bzw. umgekehrt.
  • 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 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 dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hubseite die erste Kammer 28 des Hydraulikzylinders 26, wobei auch die zweite Kammer 30 als Hubseite dienen könnte. Die Überdruckleitung 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 Überdruckleitung 40 ein Grenzdruck erreicht wird, der das Druckbegrenzungsventil 34 zum Druckabbau öffnet.
  • Anhand eines mit dem Steuergerät 12 verbundenen Schalters oder Sensors 80 können die Stellungen des Steuergeräts 12 detektiert und ein Signal an die elektronische Steuereinrichtung 76 gesendet werden. Die Steuereinheit 76 ist mit dem ersten und zweiten Schaltventil 52, 52' verbunden. Die Aktivierung der Federung erfolgt über einen Aktivierungsschalter 82, der ein Aktivierungssignal an die Steuereinheit 76 abgibt.
  • Sobald ein Aktivierungssignal erfolgt, wird durch die Steuereinheit 76 durch Öffnen des ersten und zweiten Schaltventils 52, 52' die Federung aktiviert. Solange die Schaltventile 52, 52' in Schließstellung sind, ist der Hydraulikzylinder 26 auf der einen Seite vom Hydraulikspeicher 48 und auf der anderen Seite vom Hydrauliktank 20 getrennt und kann keine federnden Bewegungen ausführen. Erst durch Aktivierung der Federung, d.h. durch Öffnen der beiden Schaltventile 52, 52' bzw. durch Hinzuschalten des Hydraulikspeichers 48 und des Hydrauliktanks 20 kann sich der Kolben 29 federnd, d.h. in beide Richtungen verfahrend, bewegen.
    Für eine durch den Aktivierungsschalter 82 aktivierte Federungsfunktion ergeben sich entsprechend der verschiedenen Schaltstellungen des Steuergeräts 12 folgende Zustände:
    • In der Senkstellung (unterste Schaltstellung des Steuergeräts in den Figur 1 und 3) wird die erste Versorgungsleitung 22 mit dem Hydrauliktank 20 und die zweite Versorgungsleitung 24 mit der Pumpe verbunden. Gleichzeitig wird das Druckbegrenzungsventil 34 über die erste Steuerdruckleitung 42 geöffnet, so dass Öl aus der ersten Kammer 28 über die erste Versorgungsleitung 22 in den Hydrauliktank 20 abfließen kann. Es kann vorgesehen werden, dass die elektrische Steuereinrichtung in Abhängigkeit eines Sensorsignals des Sensors 80, der die Senkstellung signalisiert, das zweite Schaltventil 52' in eine Schließstellung bringt, was zwar nicht erforderlich ist, um den Hydraulikzylinder abzusenken, jedoch von Vorteil sein kann, wenn man ein möglichst schnelles druckunterstütztes Absenken des Hydraulikzylinders wünscht bzw. einen Anpressdruck durch den Hydraulikzylinder generieren will, beispielsweise wenn ein Arbeitsgerät, welches an einem von dem Hydraulikzylinder bewegten Ausleger befestigt ist, auf den Boden gepresst werden soll. Sollte das zweite Schaltventil 52' geschlossen sein, so wird es, sobald das Steuergerät 12 wieder aus der Senkstellung in Neutral- oder Hebestellung gebracht wird, bei aktivierter Federung geöffnet.
    • In der Neutralstellung (mittlere Schaltstellung des Steuergeräts 12 aus den Figuren 1 und 3) werden alle Ein- und Ausgänge am Steuergerät 12 geschlossen, d. h. es kann kein Öl durch die Versorgungsleitungen 22, 24 zum Steuergerät 12 fließen. Bei einer Federbewegung des Kolbens 29 kann dieser sich frei in beide Richtungen bewegen, da zum Einen das Öl aus der ersten Kammer 28 über das geöffnete erste Schaltventil 52 in den Hydraulikspeicher 48 und aus der zweiten Kammer 30 über das geöffnete zweite Schaltventil 52' in den Hydrauliktank 20 fließen kann.
    • In der Hebestellung (obere Schaltstellung des Steuergeräts 12 in den Figuren 1 und 3) wird die erste Versorgungsleitung 22 mit der Pumpe 18 und die zweite Versorgungsleitung 24 mit dem Hydrauliktank 20 verbunden. In der ersten Versorgungsleitung 22 bzw. in der ersten Kammer 28 baut sich ein entsprechender Druck auf, durch den der Kolben 29 angehoben wird, so dass Öl aus der zweiten Kammer 30 über die zweite Versorgungsleitung 24 in den Hydrauliktank 20 abfließen kann. Gleichzeitig kann der Kolben 29 federnde Bewegungen ausführen, da eine Verbindung zum Hydraulikspeicher 48 auf der Hubseite und eine Verbindung auf der Senkseite zum Hydrauliktank 20 hergestellt ist.
  • Bei aktivierter Federungsfunktion kann der Kolben 29 frei federn. Bewegt er sich durch einen auf ihn übertragenden Stoß abwärts, wird das Öl aus der ersten Kammer 28 in den Hydraulikspeicher 48 gedrängt. Der sich im Hydraulikspeicher 48 aufbauende Druck lässt das Öl wieder zurück in die erste Kammer 28 strömen, so dass der Kolben 29 sich wieder aufwärts bewegt. Diese federnde Bewegung wiederholt sich gegebenenfalls, bis der Stoß vollständig kompensiert wurde.
  • Eine Verwendung für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel wird in Fig. 2 verdeutlicht. Fig. 2 zeigt einen fahrbaren Teleskoplader 83 mit einem an einem Gehäuse 84 bzw. Rahmen des Teleskopladers 83 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, 96 miteinander verbunden. Ferner sind die Versorgungsleitungen 22, 24 zwischen Steuergerät 12 und Hydraulikzylinder 26 in Fig. 2 zu sehen. Die Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 sowie das Schaltventil 52 befinden sich in einem gemeinsamen Ventilbaustein direkt am Hydraulikzylinder 26. Der Hydraulikspeicher 48 ist vorzugsweise ebenfalls direkt am Hydraulikzylinder 26 angeordnet, so dass zwischen dem gemeinsamen Ventilbaustein und dem Hydraulikspeicher 48 die erste Hydraulikleitung 46 als starre Verbindung ausgebildet werden kann, die keine gesonderte Rohbruchsicherungseinrichtung erfordert. Entsprechend der vorhergehend beschriebenen Schaltstellungen kann der Hydraulikzylinder 26 derart betätigt werden, dass der Ausleger 86 angehoben, gehalten und abgesenkt werden und gegebenenfalls federnde Bewegungen ausführen kann. Bei aktivierter Federung wird gewährleistet, dass während einer Anregung, beispielsweise durch das Fahrwerk des Teleskopladers 83, stoßartige Beschleunigungen aufgrund eines freien Schwingens des Auslegers 86 abgedämpft werden, so dass es zu einer Steigerung des Fahrkomforts kommt, insbesondere dann, wenn mit einem Arbeitswerkzeug 98 Lasten aufgenommen und verfahren werden.
  • In Figur 3 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel dargestellt, welches, im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, ein elektronisch ansteuerbares bzw. schaltbares Steuergerät 112 aufweist, wobei das Steuergerät 112 auch ein Schieberventil mit einem Ventilschieber 113 umfasst. Hierbei kann das Steuergerät 112 jedoch auch als hydraulisch oder mechanisch ansteuerbares Steuergerät ausgebildet sein. Das Steuergerät kann auch hier über eine elektronische Steuereinrichtung 76 oder über einen Joystick oder einer ähnlichen Steuereinrichtung betätigt werden. Die hier dargestellte hydraulische Anordnung 110 entspricht des Weiteren der in Figur 1 dargestellten und oben beschriebenen Anordnung 10, sofern nicht auf entsprechende Unterschiede hingewiesen wird. Die in Figur 3 dargestellte hydraulische Anordnung 110 verfügt ebenfalls über eine erste Steuerdruckleitung 42, die sich zwischen dem Druckbegrenzungsventil 34 einer Rohrbruchsicherungseinrichtung 32 und einem Fördermittel bzw. Pumpe 18 erstreckt. In der ersten Steuerdruckleitung 42 sind ebenfalls erste Schaltmittel 114 angeordnet, die als Schaltventil, insbesondere Druckreduzierventil, ausgebildet sind. Ein wesentlicher Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass in Figur 3 die ersten Schaltmittel 58 aus Figur 1 durch erste Schaltmittel 114 ersetzt werden und mechanische Koppelmittel zwischen den ersten Schaltmitteln 114 und dem Steuergerät 112 angeordnet sind. Die zweiten Schaltmittel 64, sowie die zweite und dritte Steuerdruckleitung 60, 62 (aus Figur 1) entfallen, da es sich hier um ein elektrisch ansteuerbares Schaltventil 112 handelt. Es ist jedoch auch denkbar das Steuergerät 112, entsprechend dem in Figur 1 dargestellten Steuergerät 12, hydraulisch ansteuerbar auszubilden und die zum Schalten des Steuergeräts 12 notwendigen ersten und zweiten Schaltmittel 58, 64 vorzusehen, ohne dass die ersten Schaltmittel 58 mit der Steuerdruckleitung 42 verbunden sind. Die Koppelmittel sind als mechanische Betätigungseinrichtung 116 für die ersten Schaltmittel 114 ausgebildet, wobei die Betätigungseinrichtung 116 die ersten Schaltmittel 114 in Abhängigkeit von bzw. proportional zur Schaltstellung des Steuergeräts 112 bzw. des Ventilschiebers 113 in eine erste oder zweite Schaltstellung bringen, wobei in der zweiten Schaltstellung eine der Bewegung des Steuergeräts 112 bzw. des Ventilschiebers 113 proportionale Druckreduzierung in der ersten Steuerdruckleitung erfolgt. In der ersten Schaltstellung ist eine Verbindung der Steuerdruckleitung 42 zur Pumpe 18 hin unterbrochen, in der zweiten Schaltstellung ist eine Verbindung der Steuerdruckleitung 42 zur Pumpe 18 hin hergestellt, so dass die Steuerdruckleitung 42 druckbeaufschlagt wird. Die Abhängigkeit von der Schaltstellung des Steuergeräts 112 bzw. des Ventilschiebers 113 ist derart, dass wenn das Steuergeräts 112 bzw. der Ventilschieber 113 in die Senkstellung gebracht wird (unterste Schaltstellung des Steuergeräts 112 in Figur 3), die Betätigungseinrichtung 116 die ersten Schaltmittel 114 in die zweite Schaltstellung bringt, so dass die Steuerdruckleitung 42 mit Druck beaufschlagt und das Druckbegrenzungsventil 34 geöffnet wird. Sobald das Steuergerät 112 bzw. der Ventilschiebers 113 wieder aus der Senkstellung herausbewegt wird, werden die ersten Schaltmittel 114 wieder in die erste Schaltstellung gebracht. Die Betätigungseinrichtung 116 weist einen Stellschieber 118 auf, der mit einem an den ersten Schaltmitteln 114 angeordneten Betätigungsstößel 120 in Kontakt steht bzw. in Wechselwirkung tritt. Sobald das Steuergerät 112 bzw. der Ventilschieber 113 in die Senkstellung bewegt wird, wird der Betätigungsstößel 120 eingedrückt bzw. betätigt, wodurch die ersten Schaltmittel 114 in die zweite Schaltstellung gebracht werden. Sobald das Steuergerät 112 bzw. der Ventilschieber 113 wieder aus der Senkstellung herausbewegt wird, wird der Betätigungsstößel 120 von dem Stellschieber 118 entlastet bzw. bewegt er sich wieder zurück, so dass die ersten Schaltmittel 114 wieder ihre erste Schaltstellung einnehmen. Durch die Kopplung der Bewegung bzw. des Schaltvorgangs des Steuergeräts 112 bzw. des Ventilschiebers 113, die durch die Betätigungseinrichtung 116 gegeben ist, wird somit gewährleistet, dass, sobald die Senkstellung für den Hydraulikzylinder 26 eingenommen wird, das Druckbegrenzungsventil 34 synchron und proportional zur Bewegung des Stellschiebers aufgesteuert wird, so dass das Öl beim Absenken des Kolbens 29 aus der ersten Kammer 28 entweichen kann. Gleichzeitig wird jedoch auch eine Rohrbruchsicherungsfunktion gewährleistet. Ferner ist es denkbar, die Betätigungseinrichtung 116 auch elektrisch auszubilden. So kann beispielsweise durch den Sensor 80 die Stellung des Steuergeräts 112 bzw. des Ventilschiebers 113 detektiert werden. Ein entsprechend der Stellung proportionales Signal kann dann durch die elektronische Steuereinrichtung 76 generiert und zur Ansteuerung der ersten Schaltmittel 114 genutzt werden, wobei die ersten Schaltmittel 114 dann als elektronisch ansteuerbare Schaltmittel bzw. Druckreduzierventil ausgebildet sind.
  • Im Übrigen gelten die oben in Bezug auf das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel beschriebenen Funktionen entsprechend auch für das in Figur 3 dargestellte alternative Ausführungsbeispiel.
  • Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel kann entsprechend dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls an dem in Figur 2 dargestellten Teleskoplader 83 eingesetzt werden.
    Durch die erfindungsgemäße Anordnung der ersten Steuerdruckleitung 42 für das Druckbegrenzungsventil 34 der Rohrbruchsicherungseinrichtung 32, die anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Bezug auf die Figuren 1 und 3 beschrieben wurde, wird gewährleistet, dass der Ausleger unabhängig von einem in der zweiten Kammer herrschenden Druck abgesenkt werden kann, wodurch eine bessere Leistungsausbeute, insbesondere bezüglich einer hydraulischen Leistung bei Leerlaufdrehzahl des Teleskopladers 83, erzielt werden kann. Ferner kann beim Absenken des Auslegers bei aktivierter Federung eine präzisere Positionierung erzielt werden.
  • Es wird nochmals darauf hingewiesen, dass die ersten und zweiten Schaltmittel 58, 114, 64 mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar bzw. ansteuerbar sein können und proportional zu einem Schaltsignal bzw. Steuersignal aus einer vorzugsweise geschlossenen ersten Schaltstellung, in eine geöffnete zweite Schaltstellung geschaltet bzw. bewegt werden. Die zweite Schaltstellung ist dabei proportional zum Schaltsignal bzw. Steuersignal variabel bzw. regelbar, so dass eine zum Schaltsignal bzw. Steuersignal proportionale Druckreduzierung erfolgen kann.
  • Ferner sei nochmals darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Ausführungen am Beispiel eines doppelt wirkenden Hydraulikzylinders 26, der eine erste und eine zweite druckbeaufschlagbare Kammer 28, 30 aufweist, dargestellt wurden. Die in den Ausführungsbeispielen dargstellten hydraulischen Anordnungen 10, 110 sind jedoch auch in entsprechender Weise auf einen einseitig wirkenden Hydraulikzylinder 26 anzuwenden, was für den Fachmann offensichtlich ist, so dass darauf nicht näher eingegangen wird.
  • 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, die durch die Ansprüche definiert wird, fallen. So kann beispielsweise die hydraulische Anordnung auch an anderen Fahrzeugen angewendet werden, beispielsweise an Radladern oder Frontladern oder auch an Baggern oder Kränen, die hydraulisch betätigbare Komponenten aufweisen, welche angehoben bzw. abgesenkt werden können und bei denen eine Federung sinnvoll erscheint.

Claims (19)

  1. Hydraulische Anordnung für ein Federungssystem, mit einem wenigstens eine erste Kammer (28) aufweisenden Hydraulikzylinder (26), einem Hydrauliktank (20), wenigstens einem eine Hydraulikflüssigkeit fördernden Fördermittel (18), einem Hydraulikspeicher (48), einer zwischen Hydraulikspeicher (48) und ersten Kammer (28) angeordneten ersten Hydraulikleitung (46), einem in der ersten Hydraulikleitung (46) angeordneten ersten Schaltventil (52), einer ersten Versorgungsleitung (22) für die erste Kammer (28), einem Steuergerät (12, 112) mit wenigstens drei Schaltstellungen, welche eine Hebestellung, eine Senkstellung und eine Neutralstellung für den Hydraulikzylinder (26) umfassen, und einer in der ersten Versorgungsleitung (22) angeordneten Rohrbruchsicherungseinrichtung (32), welche ein in Richtung des Steuergeräts (12, 112) schließendes Rückschlagventil (36) und ein über eine erste Steuerdruckleitung (42) aufsteuerbares Druckbegrenzungsventil (34) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Steuerdruckleitung (42) zwischen der Rohrbruchsicherungseinrichtung (32) und einem Fördermittel (18) erstreckt und in der ersten Steuerdruckleitung (42) erste Schaltmittel (58, 114) angeordnet sind, so dass durch Schalten der ersten Schaltmittel (58, 114) die erste Steuerdruckleitung (42) mit einem Steuerdruck beaufschlagbar und das Druckbegrenzungsventil (34) aufsteuerbar ist.
  2. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Koppelmittel vorgesehen sind, die die ersten Schaltmittel (58, 114) mit dem Steuergerät (12, 112) derart koppeln, dass eine Schaltstellung der ersten Schaltmittel (58, 114), in der eine Druckbeaufschlagung der ersten Steuerdruckleitung (42) bewirkt wird, (42) synchron zu einer Senkstellung des Steuergeräts (12, 112) eintritt.
  3. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12, 112) hydraulisch schaltbar und die Koppelmittel eine sich zwischen der ersten Steuerdruckleitung (42) und dem Steuergerät (12, 112) erstreckende zweite Steuerdruckleitung (60) umfassen, so dass eine Druckbeaufschlagung der zweiten Steuerdruckleitung (60) durch Druckbeaufschlagung der ersten Steuerdruckleitung (42) erfolgt.
  4. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (12, 112) eine zum Schalten des Steuergeräts (12, 112) in die Hebestellung vorgesehene dritte Steuerdruckleitung (62) umfasst, wobei in der dritten Steuerdruckleitung (62) zweite Schaltmittel (64) angeordnet sind.
  5. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schaltmittel (64) ein Proportional-Schaltventil, insbesondere ein Druckreduzierventil umfassen, durch welches wahlweise eine Verbindung der dritten Steuerdruckleitung (62) zum Hydrauliktank (20) oder zu einem Fördermittel (18) herstellbar ist.
  6. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltmittel (58, 114) ein Proportional-Schaltventil, insbesondere ein Druckreduzierventil umfassen, durch welches wahlweise eine Verbindung der ersten Steuerdruckleitung (42) zum Hydrauliktank (20) oder zu einem Fördermittel (18) herstellbar ist.
  7. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel (58, 114, 64) mechanisch, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar sind.
  8. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Schaltmittel (58, 114) als hydraulischer Joystick ausgebildet sind, wobei eine hydraulische Versorgung der ersten und zweiten Steuerdruckleitung (42, 60) herstellbar ist, sobald die ersten Schaltmittel (58, 114) in eine für die Senkstellung des Steuergeräts (12, 112) vorgesehene Stellung bewegt werden.
  9. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Schaltmittel (64) als hydraulischer Joystick ausgebildet sind, wobei eine hydraulische Versorgung der dritten Steuerdruckleitung (62) herstellbar ist, sobald die zweiten Schaltmittel (64) in eine für die Hebestellung des Steuergeräts (12, 112) vorgesehene Stellung bewegt werden.
  10. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelmittel eine Betätigungseinrichtung (116) für die ersten Schaltmittel (114) umfassen, die in Abhängigkeit von bzw. proportional zur Schaltstellung des Steuergeräts (112) die ersten Schaltmittel (114) in eine erste oder zweite Schaltstellung bringen.
  11. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (116) einen Winkel- oder Positionssensor umfasst.
  12. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (112) einen Ventilschieber (113) umfasst, und die Betätigungseinrichtung (116) ein mit dem Ventilschieber (113) verbundenes Schaltelement (118) und einen am ersten Schaltmittel (114) ausgebildeten Betätigungsstößel (120) umfasst, wobei der Betätigungsstößel (120) vom Schaltelement (118) durch Verschieben des Ventilschiebers (113) betätigbar ist.
  13. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikzylinder (26) eine zweite Kammer (30) aufweist und eine zweite Versorgungsleitung (24) für die zweite Kammer (30) vorgesehen ist und dass zwischen der zweiten Kammer (30) und dem Hydrauliktank (20) eine zweite Hydraulikleitung (46') angeordnet ist.
  14. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein in der zweiten Hydraulikleitung (46') angeordnetes zweites Schaltventil (52') vorgesehen ist.
  15. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Schaltventil (52, 52') eine Schließstellung und eine Öffnungsstellung aufweist.
  16. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltventil (52) in der Schließstellung in Richtung des Hydraulikspeichers (48) schließt.
  17. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schaltventil (52') in der Schließstellung in Richtung des Hydrauliktanks (20) schließt.
  18. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (76, 80) vorgesehen sind, die das zweite Schaltventil (52') in eine Schließstellung bringen, wenn das Steuergerät (12, 112) eine Senkstellung einnimmt.
  19. Ladegerät, insbesondere Teleskoplader (83), mit einem Ausleger (86)und einer hydraulischen Anordnung (10, 110) nach einem der vorherigen Ansprüche zum Heben und Senken des Auslegers (86).
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