(19)
(11) EP 1 691 084 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
16.08.2006  Patentblatt  2006/33

(21) Anmeldenummer: 05112154.9

(22) Anmeldetag:  14.12.2005
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F15B 21/08(2006.01)
F15B 11/044(2006.01)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL BA HR MK YU

(30) Priorität: 11.02.2005 US 56684

(71) Anmelder: DEERE & COMPANY
Moline, Illinois 61265-8098 (US)

(72) Erfinder:
  • Anderson, Eric R.
    Galena IL 61036 (US)
  • Schneidewind, Russell A.
    Chicago IL 60618 (US)
  • Robinson, William D.
    Epworth IA 52045 (US)
  • Pflieger, Daniel L.
    East Dubuque IL 61025 (US)
  • Williams, Daniel W.
    Dubuque IA 52002 (US)

(74) Vertreter: Holst, Sönke et al
Deere & Company, European Office, Patent Department Steubenstrasse 36-42
68163 Mannheim
68163 Mannheim (DE)

   


(54) Hydraulische Anordnung zur Schwingungsdämpfung


(57) Es wird eine hydraulische Anordnung (100) für ein mit einem Ausleger (50) versehenes Arbeitsfahrzeug (1) zur Schwingungsdämpfung sowie eine Verfahren zur Schwingungsdämpfung vorgeschlagen. Die hydraulische Anordnung (100) und das Verfahren umfassen einen Hydraulikzylinder (60), eine Hydraulikquelle (125), einen Hydrauliktank (90), ein Hauptsteuerventil (120) und eine Schwingungsdämpfungseinrichtung (110). Im Schwingungsdämpfungszustand ist die Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) mit der Kolbenbodenseite (61), der Kolbenstangenseite (62), dem Hauptsteuerventil (120) und dem Hydrauliktank (90) verbunden, wobei ein Hydraulikflüssigkeitsfluss von der Kolbenbodenseite (61) zum Hydrauliktank (90) ermöglicht wird, wenn die Hydraulikflüssigkeit auf der Kolbenbodenseite (61) einen Druck annimmt, der höher ist, als ein Begrenzungsdruck einer ersten Stufe und sich daraufhin der Ausleger (50) von einer ersten in eine zweite Position bewegt. Der Hydraulikflüssigkeitsfluss wird von der Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) automatisch unterbrochen, wenn der Druck unterhalb des Begrenzungsdrucks sinkt, wobei über das Hauptsteuerventil (120) automatisch Hydraulikflüssigkeit in die Kolbenbodenseite (61) strömt und den Ausleger (50) von der zweiten Position in Richtung der ersten Position bewegt.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine hydraulische Anordnung für ein mit einem Ausleger versehenes Arbeitsfahrzeug, mit wenigstens einem eine Kolbenbodenseite und eine Kolbenstangenseite aufweisenden Hydraulikzylinder, einer Hydraulikquelle, einem Hydrauliktank, einem Hauptsteuerventil, welches mit der Kolbenbodenseite, der Kolbenstangenseite, der Hydraulikpumpe und dem Hydrauliktank flüssigkeitsverbunden ist, und einer Schwingungsdämpfungseinrichtung, die in einem ersten Zustand und in einem zweiten Zustand betreibbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Arbeitsfahrzeug mit einer hydraulischen Anordnung sowie ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung eines Arbeitsfahrzeugs.

[0002] Wenn Arbeitsfahrzeuge über den Boden fahren, können unebene Bodenverhältnisse zu rauen Fahrbedingungen führen. Eine steife mechanische Verbindung zwischen dem Rahmen eines Fahrzeugs und dem Arbeitsbereich des Fahrzeugs, welcher auch das Arbeitsgerät und jede Verbindung zwischen dem Arbeitsgerät und dem Fahrzeug umfasst, führt dazu, dass die Übertragung von Stößen auf das Fahrzeug größer sind und damit auch die Fahreigenschaften des Fahrzeugs sich verschlechtern. Für vierradgetriebene Laderfahrzeuge sind Schwingungsdämpfungssysteme bekannt und umfassen in der Regel ein Ventil, welches einen Auslegerzylinder mit einem Hydraulikspeicher verbindet, wobei der Hydraulikspeicher letztendlich als Stoßdämpfer wirkt. Alle diese Systeme sind derart ausgebildet, dass sie flexibel sind und Stöße zwischen dem Arbeitsbereich und dem Rahmen absorbieren und damit den Fahrkomfort für den Fahrzeugführer und die Fahrzeugstabilität erhöhen. Nachteilig wirkt sich aus, dass derartige Systeme komplex und teuer sind und einen erheblichen Bauraum am Fahrzeug in Anspruch nehmen.

[0003] Wie oben bereits beschrieben sind Systeme zur Verbesserung der Fahreigenschaften, wie sie üblicherweise bei Baumaschinen eingesetzt werden, komplex ausgebildet, teuer und benötigen einen großen Bauraum. Ferner sind derartige Systeme in ihrer Leistung begrenzt und müssen, entsprechend der Betriebszustände, abgestimmt werden, auf entweder ein leeres oder auf ein beladenes Werkzeug (beispielsweise ein leichtes oder schweres Werkzeug). Beides zusammen ist jedoch nicht möglich.

[0004] Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, ein System und ein Verfahren zur Verbesserung der Fahreigenschaften zu schaffen, welches auf die Verwendung von teueren, komplexen und bauraumintensiven Komponenten, wie z. B. Hydraulikspeicher, verzichtet. Ferner soll das System und Verfahren für die gesamten Betriebszustände eines Arbeitsfahrzeugs optimiert einsetzbar sein.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1, 23 und 24 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

[0006] Erfindungsgemäß wird eine hydraulische Anordnung der eingangs genannten Art mit einer Schwingungsdämpfungseinrichtung versehen, die mit der Kolbenbodenseite, der Kolbenstangenseite, dem Hauptsteuerventil und dem Hydrauliktank flüssigkeitsverbunden ist, wobei in dem ersten Zustand der Schwingungsdämpfungseinrichtung ein Hydraulikflüssigkeitsfluss von der Kolbenbodenseite zum Hydrauliktank ermöglicht wird, wenn die Hydraulikflüssigkeit auf der Kolbenbodenseite einen Druck annimmt, der höher ist, als ein Begrenzungsdruck einer ersten Stufe, wobei der Ausleger sich von einer ersten aufgenommenen Position in eine zweite Position bewegt, wenn die Hydraulikflüssigkeit aus der Kolbenbodenseite in den Hydrauliktank fließt, wobei in dem ersten Zustand der Schwingungsdämpfungseinrichtung der Hydraulikflüssigkeitsfluss von der Kolbenbodenseite zum Hydrauliktank von der Schwingungsdämpfungseinrichtung automatisch unterbrechbar ist, wenn die Hydraulikflüssigkeit auf der Kolbenbodenseite einen Druck annimmt, der geringer ist als der Begrenzungsdruck der ersten Stufe, und wobei das Hauptsteuerventil in einer ersten Stellung automatisch erlaubt, dass Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikquelle in die Kolbenbodenseite strömt und den Ausleger von der zweiten Position in Richtung der ersten Position bewegt, wobei der Begrenzungsdruck automatisch auf einen Begrenzungsdruck einer zweiten Stufe eingestellt wird, der ausreichend hoch ist, dass der Ausleger in Richtung der ersten Position bewegt wird.

[0007] Die erfindungsgemäße hydraulische Anordnung umfasst eine Ventilanordnung zur Steuerung eines Hydraulikzylinders, mit dem ein Ausleger bzw. ein Arbeitswerkzeug manipulierbar ist. Die Ventilanordnung umfasst ein Proportional-Druckbegrenzungsventil und ein elektromagnetisches Schaltventil welche in Parallelschaltung mit einem elektrohydraulischen Hauptsteuerventil verbunden sind. Das Proportional-Druckbegrenzungsventil verbindet die Kolbenseite des Hydraulikzylinders mit einem Hydrauliktank und das elektromagnetische Schaltventil verbindet die Stangenseite des Hydraulikzylinders mit dem Hydrauliktank. Eine Steuereinheit leitet Steuersignale an das elektromagnetische Schaltventil und an das elektrohydraulische Hauptsteuerventil.

[0008] 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.

[0009] Es zeigt:
Fig. 1
eine Seitenansicht einer exemplarischen Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung ausgerüsteten Fahrzeugs,
Fig. 2
ein schematisches Schaltbild einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3
ein schematisches Schaltbild einer Schwingungsdämpfungseinrichtung,
Fig. 4
ein Blockdiagramm einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung in Bezug auf durch eine Steuereinheit gesendete und empfangene Steuersignale,
Fig. 5
ein schematisches Schaltbild einer hydraulischen Pumpe und eines elektrohydraulischen Hauptsteuerventils,
Fig. 6
ein Flussdiagramm eines zur Schwingungsdämpfung von der Steuereinheit angewandten Algorithmus,
Fig. 7
ein schematisches Schaltbild einer exemplarischen Ausführungsform eines Systems zur Schwingungsdämpfung mit Hydraulikspeicher gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 8
eine Darstellung eines Hydraulikspeichers aus dem Stand der Technik mit einer ausreichend hohen Druckbeaufschlagung und
Fig. 9
eine Darstellung des Hydraulikspeichers aus Figur 8 mit einer ungenügend hohen Druckbeaufschlagung.


[0010] Figur 1 zeigt eine Seitenansicht für eine exemplarische Ausführungsform eines mit einer erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung bestückten Arbeitsfahrzeugs 1. Das Arbeitsfahrzeug 1 umfasst ein Chassis 10 mit einer Kabine 34, einem vorderen Rahmenteil 20, einem hinteren Rahmenteil 30, Vorderräder 22, Hinterräder 32, einem Arbeitswerkzeug 70, einem Ausleger 50 und einem Hydraulikzylinder 60, welcher schwenkbar mit dem vorderen Rahmenteil 20 an einem Schwenkpunkt 60a und schwenkbar mit dem Ausleger 70 an einem Schwenkpunkt 60b verbunden ist.

[0011] Wie in Figur 1 zu sehen ist, stehen der Ausleger 50 und der Hydraulikzylinder 60 in Bezug auf den vorderen Rahmenbereich starr mit diesem in Verbindung, wenn der Hydraulikzylinder 60 ohne Schwingungsdämpfung eine Last am Ausleger 50 trägt. Somit werden das Gewicht des Auslegers 50 sowie ein Gestänge 80 und das Arbeitswerkzeug 70 in einer relativ steifen oder fixierten Stellung in Bezug auf den vorderen Rahmenbereich 20 getragen, was dazu führt, dass diese Last überwiegend durch die Vorderräder 22 aufgenommen wird und sich der Schwerpunkt des Fahrzeugs verlagert. In Bezug auf den vorderen Rahmenteil 20 hat die Steifheit des Auslegers 50 den Effekt, dass der Ausleger 50 ein gleichwertiger steifer Teil des vorderen Rahmenbereichs 20 ist. Dies kann dazu führen, dass die Fahreigenschaften des Fahrzeugs 1 rau sind sowie die Stabilität eingeschränkt ist, wenn mit höheren Geschwindigkeiten über unebenes Terrain gefahren wird.

[0012] Figur 2 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen hydraulischen Anordnung 100. Die hydraulische Anordnung 100 umfasst einen Hydraulikzylinder 60, eine hydraulische Schwingungsdämpfungseinrichtung 110, ein elektrohydraulisches Hauptsteuerventil 120, eine Hydraulikpumpe 125, eine elektronische Steuereinheit 130, einen Modusschalter 140 mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Schaltstellung, und eine Last 95, welche in diesem Falle, den Ausleger 50 und das Werkzeug 70 umfasst. Das Gewicht der Last 95 kann zunehmen, indem zu transportierendes Material zum Arbeitswerkzeug 70 hinzugefügt wird.

[0013] Der Hydraulikzylinder 60 umfasst einen Kolben 67, mit einer ersten und einer zweiten Kolbenoberfläche 67a, 67b, eine Kolbenstange 64, eine Kolbenbodenseite 61 eine Kolbenstangenseite 62, eine zylindrische Wand 63, eine erste Endwand 65 und eine zweite Endwand 66. Die Kolbenbodenseite 61 umfasst die erste Kolbenoberfläche 67a, die erste Endwand 65 und einen ersten zylindrischen Bereich 63a der zylindrischen Wand 63, zwischen der ersten Kolbenoberfläche 67a und der ersten Endwand 65. Die Kolbenstangenseite 62 umfasst die zweite Kolbenoberfläche 67b, die zweite Endwand 66 und einen zweiten zylindrischen Bereich 63b der zylindrischen Wand 63, zwischen der zweiten Kolbenoberfläche 67b und der zweiten Endwand 66. Die Volumina der Kolbenbodenseite 61 und der Kolbenstangenseite 62, sowie die Längen der ersten und zweiten zylindrischen Bereiche 63a, 63b ändern sich, wenn der Hydraulikzylinder 60 ein- oder ausfährt.

[0014] Figur 3 zeigt ein schematisches Schaltbild eines Ausführungsbeispiels für die Schwingungsdämpfungseinrichtung 110. Wie dort gezeigt umfasst die Schwingungsdämpfungseinrichtung einen ersten Ventilbereich 111, der hydraulisch mit der Kolbenbodenseite 61 und einem Hydrauliktank 90 verbunden ist, und einen zweiten Ventilbereich, welcher ein mit der Kolbenstangenseite 62 und dem Hydrauliktank 90 verbundenes elektromagnetisches Schaltventil 112 umfasst. Der erste Ventilbereich 111 umfasst ein elektrohydraulisches 3/2-Wege Aktivierungsventil 111a, ein pilotdruckgesteuertes 2/2-Wegeventil 111b und ein elektrohydraulisches, regelbares Druckbegrenzungsventil 111c zur Einstellung der Schwingungsdämpfung. Der zweite Ventilbereich umfasst das als Magnetventil ausgebildete elektromagnetische Schließventil 112, welche die Kolbenstangenseite 62 mit dem Hydrauliktank 90 verbindet. Die Schwingungsdämpfungseinrichtung 110 ist hydraulisch mit der Kolbenbodenseite 61, der Kolbenstangenseite 62 und dem Hydrauliktank 90 an den Verbindungsstellen 110a, 110b und 110c verbunden.

[0015] In Figur 4 ist schematisch der Signalfluss dargestellt, der von der Steuereinheit 130 empfangen bzw. ausgesendet wird. Die Steuereinheit 130 sendet Steuersignale zum elektrohydraulischen Hauptsteuerventil 120 und zur Schwingungsdämpfungseinrichtung 110, insbesondere zum elektrohydraulischen Aktivierungsventil 111a für die Schwingungsdämpfung, zum elektrohydraulischen, regelbaren Druckbegrenzungsventil 111c und zum elektrohydraulischen Schließventil 112. Die Steuereinheit 130 berechnet die ausgesendeten Signale basierend auf die von einem Druckgeber 145, einem Winkelsensor 135, dem Modusschalter 140 und einem Joystick 150 empfangenen Signale.

[0016] Figur 5 zeigt schematisch einen Teil des hydraulischen Schaltbilds aus Figur 2. Es wird das elektromagnetische Hauptsteuerventil 120, die variable Hydraulikpumpe 125 und der Hydrauliktank 90 gezeigt. Das elektrohydraulische Hauptsteuerventil 120 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes Wegesteuerventil. Das Hauptsteuerventil 120 ist hydraulisch mit der Kolbenbodenseite 61, der Kolbenstangenseite 62, der Hydraulikpumpe 125 und dem Hydrauliktank 90 über die Anschlüsse 120a, 120b, 120c und 120d verbunden und wird über von der Steuereinheit 130 ausgesendete Signale gesteuert. Somit ist das Hauptsteuerventil 120 über wenigstens zwei Modi ansteuerbar: (1) der reguläre Arbeitsmodus, in dem die Schwingungsdämpfungsfunktion deaktiviert ist und das Hauptsteuerventil 120 als einfaches Wegesteuerventil zur Steuerung der herkömmlichen Arbeitsfunktionen betrieben wird und (2) der Schwingungsdämpfungsmodus, in dem das Hauptsteuerventil 120 als Zusatz zur Schwingungsdämpfungseinrichtung 110 betrieben wird.

[0017] Die Steuereinheit 130 ist aus dem Stand der Technik bekannt und kann als festverdrahtetes System, als ein System mit Schaltrelais oder als ein digitales elektronisches System ausgebildet sein. Wenn der Modusschalter 140 sich in seiner ersten Schalterstellung befindet, steuert die Steuereinheit 130 das elektrohydraulische Hauptsteuerventil 120 im regulären Arbeitsmodus über Signale, die ihr von einem Joystick 150 zugesendet werden. Wenn der Modusschalter 140 in seiner zweiten Schalterstellung ist, so wird das elektrohydraulische Hauptsteuerventil 120 entsprechend einem zweiten Modus betrieben, z. B. einem Schwingungsdämpfungsmodus. Eine beispielhafte Ausgestaltung des Modusschalters 140 ist ein durch eine Bedienperson bedienter Kippschalter, der für den Fachmann allgemein bekannt ist.

[0018] In Figur 7 ist ein System gemäß dem Stand der Technik dargstellt, welches die Verwendung eines Hydraulikspeichers 160 zur Realisierung einer Schwingungsdämpfung vorsieht. Wie in den Figuren 8 und 9 zu sehen ist, weist ein Hydraulikspeicher 160 eine komplexe Struktur auf und ist großvolumig. Wie in den Figuren 8 und 9 dargestellt ist, kann der Hydraulikspeicher 160 einen Eingang 161, einen Kolben 162, eine ein Gas 163a enthaltene Gaskammer 163, eine zylindrische Hydraulikspeicherwand 164 mit einer inneren Oberfläche 164a, eine erste Endwand 165 mit einer innerhalb des Hydraulikspeichers 160 gelegenen ersten Endoberfläche 165a, eine zweite Endwand 166 und eine Speicherkammer 167 sowie ein Gaseinlass 168 umfassen. Die Speicherkammer 167 umfasst einen ersten exponierten Zylinderbereich 164a', welcher einen Teil der inneren Oberfläche 164a darstellt, die einer in den Hydraulikspeicher 160 einfließenden hydraulischen Flüssigkeit ausgesetzt ist, die erste Endwand 165 und eine erste Kolbenoberfläche 162a. Die Gaskammer 163 umfasst die zweite Endwand 166, eine zweite Kolbenoberfläche 162b und einen zweiten exponierten Zylinderbereich 164a", welcher einen Teil der inneren Oberfläche 164a darstellt, die dem Gas 163a ausgesetzt ist und zwischen der zweiten Kolbenoberfläche 162a und der zweiten Endwand 166 angeordnet ist.

[0019] Die Länge des zweiten exponierten Zylinderbereichs 164a" ändert sich, sobald druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit in den Hydraulikspeicher 160 einströmt und ausströmt. Wenn Hydraulikflüssigkeit in die Speicherkammer 167 einströmt verändert sich das Volumen der Gaskammer 163 unter dem Druck der einströmenden Hydraulikflüssigkeit von einem ersten Volumen V1 zu einem zweiten Volumen V2, wie in den Figuren 8 und 9 dargestellt ist. Als Ergebnis davon ändert sich der Druck des Gases 163a von einem ersten Druck P1 zu einem zweiten Druck P2, wobei die Gasmenge in etwa konstant bleibt. Somit verhält sich der Speicherdruck PA des Hydraulikspeichers 160 zu jeder Zeit entsprechend der Gleichung PA= P2=(P1 * V1)/ V2. Der Speicherdruck PA entspricht dabei in etwa dem Flüssigkeitsdruck PF der Hydraulikflüssigkeit im Hydraulikspeicher 160.

[0020] Figur 6 zeigt einen exemplarischen erfindungsgemäßen Algorithmus 200 zur oben beschriebenen alternativen Schwingungsdämpfung. Der Prozess für diesen beispielhaften Algorithmus 200 umfasst drei wesentliche Abschnitte: (1) Einstellen des Modus 200a, (2) Vergleichen und Berechnen 200b und (3) Justierung 200c.

[0021] Das Einstellen des Modus 200a für den Prozess beginnt mit Schritt 201 mit einer Überprüfung der Stellung des Modusschalters 140. Wenn der Modusschalter 140 nicht in seiner zweiten Schalterstellung ist wird zu Schritt 205 übergegangen, in dem die Schwingungsdämpfungseinrichtung 110 in einen zweiten Zustand gebracht wird bzw. deaktiviert wird oder in dem zweiten Zustand bzw. deaktiviert verbleibt, falls sie bereits im zweiten Zustand bzw. deaktiviert war. Wenn der Modusschalter 140 sich in Schritt 201 in seiner zweiten Schaltstellung befindet, wird im Prozess mit den Schritten 210 und 220 fortgefahren, in denen ein Winkelwert AR von dem Winkelsensor 135 und ein statischer Initialdruck PS vom Druckgeber 145 ermittelt wird und die Schwingungsdämpfungseinrichtung 110 in einen ersten Zustand gebracht wird. Der Wert für den Initialdruck Ps wird aus gefilterten Signalen des Druckgebers 145 ermittelt, um den Einfluss von aufgenommenen momentanen Druckspitzen zu minimieren.

[0022] Der Abschnitt des Vergleichens und Berechnens 200b beginnt sofort nach dem Abschnitt zum Einstellen des Modus 200a und beginnt mit Schritt 230, in dem festgestellt wird, ob ein geänderter Winkelwert AC für den Auslegers 50 durch Betätigung des Joysticks 150 eingetreten ist. Wenn ein geänderter Winkelwert AC aufgrund einer Betätigung des Joysticks 150 ermittelt wurde, dann wird mit Schritt 210 fortgefahren.

[0023] Wird in Schritt 230 festgestellt, dass der geänderte Winkelwert AC nicht aufgrund einer Betätigung des Joysticks 150 erfolgte, dann wird in Schritt 240 mit der Berechnung fortgefahren. In Schritt 240 wird eine Winkeldifferenz ΔA entsprechend der Formel ΔA = AR -AC berechnet. ΔA and PS werden dann in Schritt 245 zur Berechnung eines theoretischen Speicherdrucks PA, basierend auf dem in den Figuren 8 und 9 dargestellten Modell, herangezogen. Der Speicherdruck PA für diesen speziellen Hydraulikspeicher 160 basiert auf den Volumenänderungen der Gaskammer 163 als Resultat der Lageveränderung des Kolbens 162 bei konstanter Menge an Gas 163a in der Gaskammer 163. Die Lageveränderung des Kolbens 162 wird aus der Menge der Hydraulikflüssigkeit berechnet, die von der Kolbenbodenseite 61 in den Hydraulikspeicher 160 strömt und einem Volumen entspricht, welches benötigt wird, um den Ausleger 50 um die Winkeldifferenz ΔA zu bewegen. Der Speicherdruck PA kann entsprechend anders berechnet werden, wenn andere Hydraulikspeicher 160 als Modell zugrundegelegt werden.

[0024] Die Justierung beginnt in Schritt 250 mit dem Justieren des elektrohydraulischen Proportional-Druckbegrenzungsventil 111c auf den entsprechenden berechneten Speicherdruck PA. In Schritt 260 wird das elektrohydraulische Hauptsteuerventil 120 in Position #1 gebracht, bzw. verbleibt in dieser, und die Hydraulikpumpe 125 wird entsprechend justiert, um PA zu erreichen. Wenn in Schritt 270 keine Änderung der Schalterstellung des Modusschalters 140 zu verzeichnen ist wird der Prozess mit Schritt 230 fortgeführt und nach Bedarf weitere Justierungen vorgenommen. Wenn eine Änderung der Schalterstellung des Modusschalters 140 in Schritt 270 festgestellt wird, dann wird der Prozess mit Schritt 201 fortgeführt.

[0025] Auch wenn die Erfindung lediglich anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, erschließen sich für den Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung sowie der Zeichnung viele verschiedenartige Alternativen, Modifikationen und Varianten, die unter die vorliegende Erfindung fallen.


Ansprüche

1. Hydraulische Anordnung für ein mit einem Ausleger (50) versehenes Arbeitsfahrzeug (1), mit wenigstens einem eine Kolbenbodenseite (61) und eine Kolbenstangenseite (62) aufweisenden Hydraulikzylinder (60), einer Hydraulikquelle (125), einem Hydrauliktank (90), einem Hauptsteuerventil (120), welches mit der Kolbenbodenseite (61), der Kolbenstangenseite (62), der Hydraulikpumpe (125) und dem Hydrauliktank (90) flüssigkeitsverbunden ist, und einer Schwingungsdämpfungseinrichtung (110), die in einem ersten Zustand und in einem zweiten Zustand betreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) mit der Kolbenbodenseite (61), der Kolbenstangenseite (62), dem Hauptsteuerventil (120) und dem Hydrauliktank (90) flüssigkeitsverbunden ist, wobei in dem ersten Zustand der Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) ein Hydraulikflüssigkeitsfluss von der Kolbenbodenseite (61) zum Hydrauliktank (90) ermöglicht wird, wenn die Hydraulikflüssigkeit auf der Kolbenbodenseite (61) einen Druck annimmt, der höher ist, als ein Begrenzungsdruck einer ersten Stufe, wobei der Ausleger (50) sich von einer ersten aufgenommenen Position in eine zweite Position bewegt, wenn die Hydraulikflüssigkeit aus der Kolbenbodenseite (61) in den Hydrauliktank (90) fließt, wobei in dem ersten Zustand der Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) der Hydraulikflüssigkeitsfluss von der Kolbenbodenseite (61) zum Hydrauliktank (90) von der Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) automatisch unterbrechbar ist, wenn die Hydraulikflüssigkeit auf der Kolbenbodenseite (61) einen Druck annimmt, der geringer ist als der Begrenzungsdruck der ersten Stufe, und wobei das Hauptsteuerventil (120) in einer ersten Stellung automatisch erlaubt, dass Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikquelle (125) in die Kolbenbodenseite (61) strömt und den Ausleger (50) von der zweiten Position in Richtung der ersten Position bewegt, wobei der Begrenzungsdruck automatisch auf einen Begrenzungsdruck einer zweiten Stufe eingestellt wird, der ausreichend hoch ist, dass der Ausleger (50) in Richtung der ersten Position bewegt wird.
 
2. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) ein proportionales Druckbegrenzungsventil (111c) umfasst.
 
3. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) ein elektromagnetisches Schaltventil (112) umfasst.
 
4. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der zweiten Stufe und der ersten Stufe proportional zu der Menge an Hydraulikflüssigkeit ist, die zwischen der ersten Position und der zweiten Position von der Kolbenbodenseite (61) in den Hydrauliktank (90) strömt.
 
5. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Position eine erste Winkelstellung des Auslegers (50) und die zweite Position eine zweite Winkelstellung des Auslegers (50) umfasst.
 
6. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikquelle (125) eine Hydraulikpumpe umfasst.
 
7. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikpumpe als variable hydraulische Verdrängungspumpe ausgebildet ist.
 
8. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die variable hydraulische Verdrängungspumpe dynamisch einstellbar ist, um zu erreichen, dass der Begrenzungsdruck dynamisch justierbar ist.
 
9. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptsteuerventil (120) ein elektrohydraulisches Ventil umfasst.
 
10. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (130) vorgesehen ist, mit welcher der Begrenzungsdruck automatisch justierbar ist.
 
11. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die variable hydraulische Verdrängungspumpe durch die Steuereinheit (130) derart dynamisch ansteuerbar ist, dass ein Druck für die Hydraulikflüssigkeit wenigstens in Höhe der zweiten Stufe erzeugt wird.
 
12. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) einen digitalen Rechner umfasst.
 
13. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) programmierbar ist.
 
14. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) den Begrenzungsdruck, das elektrohydraulische Hauptsteuerventil (120) und die Hydraulikquelle (125) derart ansteuert, dass ein Druckmuster erzeugt wird, durch welches im Wesentlichen die Schwingungsdämpfungseigenschaften des Arbeitsfahrzeugs (1) verbessert werden.
 
15. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) in einem ersten und einem zweiten Modus betreibbar ist, wobei im ersten Modus die Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) in ihren ersten Zustand gebracht wird.
 
16. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) das proportionale Druckbegrenzungsventil (111c) proportional zu einem aus der Kolbenbodenseite (61) ausströmenden Hydraulikflüssigkeitsvolumen auf den Begrenzungsdruck der zweiten Stufe einstellt, der höher ist als ein voreingestellter Begrenzungsdruck der ersten Stufe.
 
17. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptsteuerventil (120) eine zweite Stellung aufweist, in der ein Hydraulikflüssigkeitsfluss von der Hydraulikquelle (125) in die Kolbenbodenseite (61) gestoppt wird, wobei die Steuereinheit (130) derart ausgebildet ist, dass das Hauptsteuerventil (120) automatisch von einer Stellung in die andere Stellung geschaltet wird.
 
18. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptsteuerventil (120) die zweite Stellung einnimmt, wenn der Ausleger (50) von der zweiten Position in die erste Position gefahren ist.
 
19. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) die Stellung des Hauptsteuerventils (120) automatisch ändert wenn die Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) im ersten Zustand betrieben wird.
 
20. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) das Hauptsteuerventil (120) automatisch in die erste Stellung schaltet nachdem der Ausleger (50) sich in die zweite Position bewegt hat und die Hydraulikflüssigkeit an der Kolbenbodenseite (61) einen Druck unterhalb des Begrenzungsdrucks angenommen hat.
 
21. Hydraulische Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzungsdruck dynamisch durch die Steuereinheit (130) änderbar ist.
 
22. Hydraulische Anordnung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (130) die Anzahl der Schaltungen, in denen sie das Hauptsteuerventil (120) in die erste oder zweite Stellung schaltet, variieren kann.
 
23. Arbeitsfahrzeug mit einem Ausleger (50), gekennzeichnet durch eine hydraulische Anordnung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 22.
 
24. Verfahren zur Schwingungsdämpfung eines mit einem Ausleger (50) und einer hydraulischen Anordnung (100) versehenen Arbeitsfahrzeugs (1), wobei die hydraulische Anordnung (100) wenigstens einen mit einer Kolbenbodenseite (61) und eine Kolbenstangenseite (62) versehenen Hydraulikzylinder (60), einen Hydrauliktank (90), eine Hydraulikquelle (125), ein Hauptsteuerventil (120), eine Steuereinheit (130) und eine Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) umfasst, wobei die Schwingungsdämpfungseinrichtung (110) ein proportionales Druckbegrenzungsventil (111c) und ein elektromagnetisches Schaltventil (112) aufweist, gekennzeichnet durch Einstellen eines ersten Begrenzungsdrucks für das Druckbegrenzungsventil (111c), so dass bei Erreichen des Begrenzungsdrucks ein Hydraulikflüssigkeitsfluss von der Kolbenbodenseite (61) ermöglicht wird, Erfassen einer ersten Winkelstellung des Auslegers (50), Realisieren des Hydraulikflüssigkeitsflusses von der Kolbenbodenseite (61) und, als Folge dessen, einer Bewegung des Auslegers (50) von der ersten Winkelstellung in eine zweite Winkelstellung, wobei der Ausleger (50) in der zweiten Winkelstellung tiefer liegt als in der ersten Winkelstellung, Einstellen eines zweiten Begrenzungsdrucks für das Druckbegrenzungsventil (111c), welcher groß genug ist, um den Ausleger (50) von der zweiten Winkelstellung in Richtung der ersten Winkelstellung zu bewegen, Öffnen des Hauptsteuerventils (120), um bei dem zweiten Begrenzungsdruck einen Hydraulikflüssigkeitsfluss von der Hydraulikquelle (125) in die Kolbenbodenseite (61) zu ermöglichen, und Schließen des Hauptsteuerventils (120), um den Hydraulikflüssigkeitsfluss von der Hydraulikquelle (125) in die Kolbenbodenseite (61) zu stoppen, wenn der Ausleger (50) von der zweiten Winkelstellung in eine Winkelstellung bewegt wurde, die in etwa der ersten Winkelstellung entspricht.
 
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzungsdruck auf den ersten Begrenzungsdruck eingestellt wird nachdem der Ausleger (50) sich von der zweiten Winkelstellung in die erste Winkelstellung bewegt hat.
 




Zeichnung