[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur lagegerechten Ausrichtung einer an einem
heb- und senkbaren Hubgerüst einer Arbeitsmaschine kippbar angeordneten Arbeitsausrüstung,
bei welchem die Arbeitsausrüstung mittels eines Kippzylinders gegenüber dem Hubgerüst
bewegt wird, wobei die Arbeitsausrüstung über einen Gelenkhebelmechanimus mit der
Kolbenstange des Kippzylinders verbunden ist, wobei der Kippzylinder über einen direkt
betätigten Steuerschieber mit Hydrauliköl einer Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik
versorgt wird und wobei Nebenverbraucher der Arbeitsmaschine von wenigstens einer
weiteren Hydraulikpumpe mit Hydrauliköl versorgt werden.
Ferner betrifft die Erfindung eine Arbeitsmaschine mit einem heb- und senkbaren Hubgerüst
und einer gegenüber dem Hubgerüst mittels eines Kippzylinders kippbar angeordneten
Arbeitsausrüstung, wobei die Arbeitsausrüstung über einen Gelenkhebelmechanismus mit
der Kolbenstange des Kippzylinders verbunden ist und der Kippzylinder über einen direkt
betätigten Steuerschieber mit einer Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik verbunden
ist, und wobei wenigstens eine weitere Hydraulikpumpe vorgesehen ist, wobei die weitere
Hydraulikpumpe über ein Umschaltventil gleichzeitig mit den beiden Hydraulikanschlüssen
des Kippzylinders verbunden ist, wobei das Umschaltventil über eine Steuereinrichtung
betätigbar ist.
Mobile Arbeitsmaschinen, insbesondere Radlader, weisen Arbeitsausrüstungen auf, die
am Rahmen der Arbeitsmaschine mittels eines heb- und senkbaren Hubgerüstes gelagert
sind. Für einen zügigen Arbeitsablauf ist es zweckmäßig, dass die Arbeitsausrüstung
(insbesondere bei Arbeiten mit einer Ladeschaufel) nach Entleerung derselben in einer
angehobenen Stellung des Hubgerüstes nach dessen Absenken selbsttätig wieder in eine
Position bei Bodenauflage ankommt, welche ohne Nachregeln durch den Fahrer ein Weiterarbeiten,
d.h. ein erneutes Aufnehmen von Material in günstiger Winkelstellung des Schaufelbodens,
also etwa parallel zum Untergrund, ermöglicht. Je nach den gegebenen Verhältnissen
ist es dabei vorteilhaft, den Schaufelboden in Richtung eines gewissen positiven oder
negativen Anstellwinkels voreinstellen zu können. Radlader ab einer gewissen Größenordnung,
etwa bei einem Einsatzgewicht ab 7 t, weisen heute üblicherweise eine hydraulische
Vorsteuerung für den Steuerschieber auf, über den Hub- und Schaufelkippwerk und fallweise
auch Zusatzfunktionen bedient werden. Bei derartigen mit einer Vorsteuerung für den
Steuerschieber ausgerüsteten Radladern ist es bekannt, Rückführautomatiken vorzusehen,
welche nach Aktivierung die Ladeschaufel wieder in die Neutralposition bringen, d.h.
jene Stellung, in welcher diese parallel oder mit einem gewünschten Anstellwinkel
auf den Boden auftreffen wird. Dazu wird in die Vorsteuerung für den die Kippfunktion
der Schaufel auslösenden Hydraulikkreis eingegriffen, um die Rückführautomatik in
angestrebter Weise in Funktion treten zu lassen. Der Eingriff in die Vorsteuerung
bietet zudem den Vorteil, dass dabei nur ein geringer Ölstrom bei geringen Drücken
zu steuern ist.
[0002] Solche geringen Ölströme bieten den Vorteil, dass die Schaltzeiten der deshalb nur
geringe Nennweiten aufweisenden Magnetventile gering sind. Jedoch weist der durch
Federkraft in seine Mittelstellung nach Erreichen der entsprechenden Winkellage der
Schaufel zu führende Ventilkolben eine gewisse Stellzeit auf. Da der oder die Kippzylinder
während dieser Abschaltzeit von der Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik beaufschlagt
werden und deren Förderstrom von der in dieser Zeitspanne herrschenden Drehzahl des
Antriebsmotors abhängig ist, stellt sich dadurch bedingt ein unterschiedlicher Nachlauf
des Kippzylinders nach erfolgtem Abschaltsignal ein, der bewirkt, dass die Schaufel
bei Erreichen der Bodenlage nicht parallel (oder mit dem vorgegebenen gewollten Anstellwinkel)
zum Untergrund auftritt. Diese für den Ladevorgang nachteilige Schaufelstellung ist
entweder hinzunehmen oder es kann durch zusätzliche Maßnahmen eine von der Motordrehzahl
weitgehend unabhängige Schaufelstellung erreicht werden, wie z.B. in
DE 44 37 300 C2 beschrieben.
[0003] Diese vorbeschriebenen bekannten Rückführautomatiken sind somit nur für Arbeitsmaschinen
geeignet, die eine hydraulische Vorsteuerung für den Steuerschieber aufweisen. Radlader
geringerer Gewichtsklassen bis etwa 6 t sind jedoch häufig direkt gesteuert, d.h.
der vom Fahrer betätigte Steuerhebel wirkt über ein Umlenkgestänge direkt auf die
Kolben des Steuerschiebers. Bei derartigen Arbeitsmaschinen gibt es somit keine hydraulische
Vorsteuerung für den Steuerschieber, der eine Implementierung bekannter Rückführautomatiken
ermöglichen würde. Bei Arbeitsmaschinen, insbesondere Radladern dieser Art, sind deshalb
die Kinematik-Systeme für Hub- und Kippwerk vorwiegend so ausgelegt, dass die Schaufel
in oberster Hubrahmenstellung ganz ausgekippt ist und beim Absenken des Hubwerkes
mit ihrem Boden annähernd parallel zum Untergrund auf diesen auftrifft. Dies gilt
allerdings nur beim Absenken aus oberster Hubrahmenstellung. Wird die Schaufel in
maximal ausgekippter Stellung aus geringerer Hubhöhe abgesenkt, ergeben sich starke
Abweichungen von der Parallelität.
[0004] Ein gravierender Nachteil ergibt sich bei einer solchen Auslegung des Kinematik-Systems
auch beim Arbeiten mit einer Staplergabel. Da der Ankippwinkel der Schaufel für eine
günstige Materialaufnahme von der Bodenlage aus zumindest im ersten Hubbereich zunimmt,
wird die Winkellage der Staplergabel ebenfalls einen solchen Verlauf nehmen, so dass
der Fahrer beim Anheben laufend nachkorrigieren muss, um die Staplerzinken in einer
annähernd bodenparallelen Lage zu halten. Gefährliche Zustände ergeben sich aber dann,
wenn mit bodenparalleler Zinkenstellung ein Ladegut, z.B. eine beladene Palette aus
mittlerer Hubhöhe, wie etwa beim Entladen von Lastkraftwagen oder Eisenbahnwagen aufgenommen
und dann abgesenkt wird. Hierbei neigen sich, falls nicht vom Fahrer umsichtig gegengesteuert
wird, die Zinken zunehmend nach vorne, so dass die Ladung von diesen abgleiten kann.
[0005] Da Radlader dieser Gewichtsklasse zunehmend schon in überwiegendem Maße für Stapelarbeiten
eingesetzt werden, geht die Auslegung der Kinematik-Systeme heutzutage dahin, dass
die Staplergabel über den gesamten Hubbereich parallel geführt wird. Dies hat aber
zur Folge, dass bei Verwendung einer Ladeschaufel diese, wenn der Hubrahmen bei ganz
ausgekippter Schaufel abgesenkt wird, die Schaufel dann stark nach vorne geneigt mit
dem Schaufelmesser oder bei montierten Zähnen mit diesen auf den Boden auftrifft.
Somit besteht ein Bedürfnis einer Rückführautomatik auch für Arbeitsmaschinen mit
direkt betätigtem Steuerschieber.
[0006] Bei einem direkt gesteuerten Steuerschieber kann jedoch der Kippkolben für das Kippwerk
nicht für die Schaufelrückführung herangezogen werden, weil sich dieser unabhängig
vom Steuerhebel, welchen der Fahrer in der Hand hält, bewegen müsste. Dies wäre nur
durch eine aufwändige Trennung des Steuergestänges vom Steuerschieber mit dazwischen
eingefügtem Einbau eines Stellzylinders oder ähnlichem möglich. Schon aus Platzgründen
scheidet diese Möglichkeit weitgehend aus, da das Umlenkgestänge oftmals direkt auf
dem Steuerschiebergehäuse montiert ist. Deshalb müsste der für eine Rückführautomatik
erforderliche Förderstrom direkt zwischen der Pumpe für die Arbeitshydraulik und dem
Steuerschieber abgenommen werden, was einerseits ein Ventil großer Nennweite bedingen
würde, andererseits aber während des automatischen Rückkippvorganges dem Fahrer nicht
erlauben würde, die Heben-Funktion zu bedienen. Nach selbsttätiger Beendigung des
Rückkippvorganges würde dann schlagartig der Pumpenstrom auf die Senken-Seite der
Hubzylinder wirken, wodurch das Senkverhalten sich zu einem für den Fahrer schwer
erkennbaren Zeitpunkt änderte. Eine solche Lösung scheidet deshalb aus.
[0007] Eine Arbeitsmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 3 ist
aus
US-A-535620 bekannt. Bei dieser Arbeitsmaschine ist eine zusätzliche Hydraulikpumpe vorgesehen,
die allein zur Betätigung des Kippzylinders dient, was entsprechend aufwendig ist.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, eine möglichst einfach ausgestaltete, ggf. auch nachrüstbare
Rückführautomatik für die kippbare Arbeitsausrüstung einer Arbeitsmaschine mit einem
direkt betätigten Steuerschieber für den Kippzylinder zu schaffen.
[0009] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß
dadurch gelöst, dass nach Betätigung eines Auslöseelementes durch den Fahrer die beiden
Hydraulikanschlüsse des als Differentialzylinder ausgebildeten Kippzylinders über
ein von einer Steuereinrichtung betätigbares Umschaltventil gleichzeitig mit der Hydraulikpumpe
für die Nebenverbraucher verbunden werden und dadurch der Kippzylinder in Richtung
der Neutralposition der Arbeitsausrüstung bewegt wird, wobei die Position des Kippzylinders
bestimmt und von der Steuereinrichtung des Umschaltventiles überwacht wird, und dass
die Steuereinrichtung des Umschaltventiles bei Erreichen der vorgegebenen Neutralposition
des Kippzylinders das Umschaltventil in eine Stellung schaltet, in welcher die beiden
Hydraulikanschlüsse des Kippzylinders von der Hydraulikpumpe für die Nebenverbraucher
abgesperrt werden.
[0010] Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass zur Realisierung der Rückführautomatik
nicht der Förderstrom der Pumpe für die Arbeitshydraulik verwendet wird, sondern der
Förderstrom der Pumpe für die Nebenverbraucher. Dieser kann z.B. entweder vor dem
Hydromotor für den Lüfter des Ölkühlers abgenommen werden, wobei während des kurzen
Zeitraumes des Rückkippvorganges dann der Lüfter in der üblicherweise vorhandenen
Freilaufschaltung läuft und dabei nur einen geringen Drehzahlabfall erfährt, oder
aber auch erst nach dem Lüfter. Dabei wird dann der Lüftermotor an seiner Austrittsöffnung
mit dem für das Rückkippen der Schaufel erforderlichen Druck beaufschlagt, der jedoch
vom Lüftermotor aufgenommen werden kann.
[0011] Die Zuleitung des Öls zum Kippzylinder erfolgt über ein in die Leitung von der Hydraulikpumpe
für den Nebenverbraucher gelegtes elektromagnetisches Umschaltventil. Dieses Umschaltventil
weist ein Schaltschema auf, das bei Einschalten der Rückführautomatik über das Auslöseelement
(Schalter) den Ölstrom zu den beiden Anschlüssen des Kippzylinders leitet, so dass
dieser nach dem Prinzip eines Differentialzylinders beaufschlagt wird, d.h. die Ausfahrgeschwindigkeit
der Kolbenstange wird von dem von ihr freigegebenen, durch den Förderstrom der Pumpe
aufzufüllenden Volumen bestimmt.
[0012] Bei dem üblichen Flächenverhältnis von Kolbenstange zu Zylinder von etwa 1:4 entsprechend
einem gegenüber dem Zylinderdurchmesser etwa halb so großen Kolbenstangendurchmesser,
wird die Kolbenstange bei einem bestimmten Förderstrom viermal so rasch ausgefahren
wie bei der Beaufschlagung des Zylinders nur auf der Kolbenseite. Da der Förderstrom
der dafür herangezogenen Hydraulikpumpe für die Nebenverbraucher nur etwa halb so
groß ist wie der Förderstrom der Hydraulikpumpe für die Arbeitshydraulik, wird somit
die Kolbenstange mit etwa der doppelten Geschwindigkeit gegenüber der Verwendung der
Pumpe für die Arbeitshydraulik ausgefahren. Damit wird auch nach dem Auslösen der
Rückführautomatik bei Hubrahmenstellungen unterhalb der maximalen Höhe noch erreicht,
dass die Arbeitsausrüstung (z.B. Schaufel) bereits in ihrer bodenparallelen Endstellung
auf den Untergrund auftrifft. Gerade bei Radladern der vorgenannten Gewichtsklasse
(bis etwa 6 t) ist dies für einen zügigen Arbeitsablauf von großem Vorteil, bei dem
oftmals Material nur auf ein Haufwerk aufgeschüttet wird, wobei der Hubrahmen nicht
bis zu seiner obersten Stellung angehoben zu werden braucht.
[0013] Dabei wird die Position des Kippzylinders bestimmt und von der Steuereinrichtung
des Umschaltventiles überwacht und die Steuereinrichtung des Umschaltventiles schaltet
bei Erreichen der vorgegebenen Neutralposition des Kippzylinders das Umschaltventil
in eine Stellung, in welcher die beiden Hydraulikanschlüsse des Kippzylinders von
der Hydraulikpumpe für die Nebenverbraucher abgesperrt werden. Auf diese Weise ist
eine exakte Ausrichtung der Arbeitsausrüstung in der vorgegebenen Neutralposition
gewährleistet.
[0014] Als Umschaltventil wird bevorzugt ein 4/2-Wegeventil verwendet.
[0015] Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfindung auch eine Arbeitsmaschine
mit den Merkmalen des Patentanspruches 3 vor.
[0016] In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in der Hydraulikleitung
zwischen dem Umschaltventil und dem Hydraulikanschluss auf der Kolbenstangenseite
des Kippzylinders ein Rückschlagventil vorgesehen ist. Dieses Rückschlagventil gewährleistet
eine einwandfreie Funktionsweise auch dann, wenn bei aktiver Rückführautomatik der
Fahrer gleichzeitig den Steuerschieber in Richtung Ankippen betätigt.
[0017] Die vorbeschriebene Lösung ermöglicht auch bei Arbeitsmaschinen, insbesondere Ladern
mit direkt betätigten Steuerschiebern eine Schaufelrückführautomatik einfachen Aufbaus,
welche aber trotzdem noch Vorteile gegenüber den bisherigen Systemen mit Steuerschiebern
mit hydraulischer Vorsteuerung aufweist:
So werden hohe Verstellgeschwindigkeiten in Folge der Differentialschaltung des Kippzylinders
erreicht, so dass beim Beladen von z.B. Lastkraftwagen, bei denen der vordere Schaufelbereich
bei Radladern der angesprochenen Größenordnung unter den oberen Bordrand des Lastkraftwagens
taucht,
die Wartezeit nach Auslösen der Rückführautomatik gering ist und der Lader infolge
der rasch gekippten Schaufel wieder zurückfahren kann. Diese hohe Verstellgeschwindigkeit
ermöglicht auch bei Entleerung der Schaufel bei nicht ganz angehobenem Hubrahmen ein
bodenparalleles Auftreffen der Schaufel beim Senkvorgang.
[0018] Infolge der Differentialschaltung des Kippzylinders mit einer etwa vierfachen Geschwindigkeitssteigerung
kann die Pumpe für die Nebenverbraucher mit geringerem Fördervolumen als die Pumpe
für die Arbeitshydraulik herangezogen werden, um eine gegenüber bisherigen Systemen
immer noch überlegene und allen Betriebsanforderungen gerechtwerdende Steigerung der
Verstellgeschwindigkeit zu erreichen. Damit können auch alle das System bildenden
Bauteile infolge des geringeren Förderstromes kleingehalten werden.
[0019] Die gewünschte Endposition der Arbeitsausrüstung (z.B. Schaufel) wird auch bei unterschiedlichen
Motordrehzahlen und dadurch bedingt unterschiedlichen Förderströmen der Pumpe mit
hoher Wiederholgenauigkeit angefahren, da die Abschaltung lediglich über ein Magnetventil
geringer Nennweite erfolgt. Solche Magnetventile weisen Abschaltzeiten von unter 50
ms auf. Demgegenüber wird bei herkömmlichen Systemen, bei welchem der Kippwerkkolben
des Steuerschiebers über die Vorsteuerung die Abschaltung des Rückführvorganges übernimmt,
die Endposition der Schaufel von der jeweils gerade herrschenden Motordrehzahl stark
beeinflusst, da zur Stellzeit eines hier ebenfalls vorhandenen Magnetventils noch
die des Kippkolbens hinzukommt, welche ein Mehrfaches von der des Magnetventils ist.
Um dies auszugleichen, sind bei bekannten Systemen zusätzliche Vorrichtungen erforderlich.
[0020] Bei der erfindungsgemäßen Lösung können sich weder bei unbeabsichtigter Auslösung
der Rückführautomatik noch bei Überlasten kritische oder für den Fahrer nicht vorhersehbare
Betriebszustände einstellen. Dies gilt auch für eine Betätigung des Kippwerkes des
Steuerschiebers in beliebiger Verstellrichtung während des Ablaufes des automatischen
Rückführvorganges. Eine Zurüstung während der Endmontage der Maschine oder Nachrüstung
nach Auslieferung ist einfach durchzuführen, alle bereits vorhandenen Bauteile an
der Arbeitsmaschine bleiben unverändert. Es brauchen lediglich neben den einfachen
anzubringenden elektrisch-elektronischen Elementen zur Signalgabe Hydraulikleitungen
geringer Nennweite angeschlossen zu werden.
[0021] Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert.
Diese zeigt in
- Fig. 1
- einen Hydraulikschaltplan für einen nicht im Einzelnen dargestellten Radlader und
in den
- Fig. 2 bis 6
- die einzelnen Betriebszustände des die Rückführautomatik betreffenden Teils des Hydraulikschaltplanes
nach Fig. 1.
[0022] Von einem nicht weiter dargestellten Radlader ist ein Hubgerüst 1 schematisch dargestellt.
Dieses Hubgerüst 1 ist an einem Anlenkpunkt 2 heb- und senkbar und an einem nicht
weiter dargestellten Radladerrahmen gelagert. Am unteren Ende des Hubgerüstes 1 ist
an einem Anlenkpunkt 3 eine Arbeitsausrüstung angelenkt, welche beim Ausführungsbeispiel
in Form einer Schaufel 4 ausgebildet ist. Diese Schaufel 4 ist über einen Gelenkhebelmechanismus
5, 6 mittels eines allgemein mit 7 bezeichneten Kippzylinders gegenüber dem Hubgerüst
1 um den Anlenkpunkt 3 verschwenkbar.
[0023] Der Kippzylinder 7 weist eine Kolbenstange 8 und einen Kolben 9 auf und ist an dem
der Kolbenstange 8 gegenüberliegenden Ende in einem Anlenkpunkt 10 ebenfalls gelenkig
am Rahmen des Radladers befestigt.
[0024] Am außerhalb des Kippzylinders befindlichen Endbereich der Kolbenstange 8 ist eine
Tragstange 11 befestigt, die an ihrem freien Ende eine als ein Teil einer Kippzylinderpositionsbestimmungseinrichtung
bildenden Steuerfahne 12 trägt. Am Kippzylinder 7 selbst ist ein in diesem Beispiel
als Näherungsschalter 13 ausgebildetes Bauteil als zweites Teil der Kippzylinderpositionsbestimmungseinrichtung
angeordnet, das über eine elektrische Signalleitung 14 in Wirkverbindung mit einer
elektronischen Steuerungseinrichtung 15 steht, deren Funktion nachfolgend näher erläutert
wird. Die Kippzylinderpositionsbestimmungseinrichtung kann selbstverständlich auch
auf andere Weise realisiert werden. Wesentlich ist, dass sie in der Lage ist, diejenige
Position des Kippzylinders 8 zu erfassen, die der vorbestimmten in Fig. 1 gezeigten
Neutralposition der Schaufel 4 gegenüber dem Erdboden 16 entspricht.
[0025] Die Arbeitsmaschine, also in diesem Fall der Radlader, weist einen Antriebsmotor,
beispielsweise einen Dieselmotor 17 auf, welcher drei Hydraulikaggregate antreibt,
nämlich einen vorzugsweise verstellbaren hydrostatischen Fahrantrieb 18, eine Hydraulikpumpe
19 für die Arbeitshydraulik des Radladers und wenigstens eine weitere Hydraulikpumpe
20 für Nebenverbraucher. Dabei wird von den Hydraulikaggregaten 18, 19, 20 Hydrauliköl
aus einem allgemein mit 21 bezeichneten Tank gefördert bzw. in diesen zurückgefördert.
[0026] Die Hydraulikpumpe 19 für die Arbeitshydraulik dient unter anderem für eine normale
Betätigung der Schaufel 4 durch den Fahrer über den Kippzylinder 7. Dazu ist die Pumpe
19 über eine Hydraulikleitung 22 mit einem Steuerschieber 23 verbunden, der mittels
Steuerhebeln 24 direkt vom Fahrer betätigbar ist. Der Steuerschieber 23 ist über eine
Hydraulikleitung 25 mit der Kolbenseite 26 und über eine Hydraulikleitung 27 mit dem
Ringraum 28 des Kippzylinders 7 verbunden. Ferner ist eine Leitung 29 zum Tank 21
vorgesehen.
[0027] Die Hydraulikpumpe 20 für die Nebenverbraucher dient z.B. zur Versorgung bzw. Antrieb
eines Lüftermotors 30 eines Lüfters 31. Dabei ist die Hydraulikpumpe 20 über zwei
Hydraulikleitungen 32 und 33 mit dem Lüftermotor 30 verbunden, wobei zwischen den
beiden Hydraulikleitungen 32 und 33 ein elektromagnetisches 4/2-Wegeventil 34 angeordnet
ist. In der in Fig. 2 dargestellten Ruhelage des Ventils 34 ist der Lüftermotor 30
mit der Hydraulikpumpe 20 verbunden. Ein Überdruckventil 42 sichert die Hydraulikpumpe
20 ab.
[0028] Das Magnetventil 34 weist darüber hinaus zwei Anschlüsse 35, 36 auf, wobei an den
Anschluss 35 eine Hydraulikleitung 37 angeschlossen ist, die mit dem Ringraum 28 des
Kippzylinders 7 in Verbindung steht, wobei in dieser Leitung ein Rückschlagventil
38 angeordnet ist. An den Anschluss 36 ist eine Hydraulikleitung 39 angeschlossen,
welche mit der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 in Verbindung steht.
[0029] Das elektromagnetische 4/2-Wegeventil 34 ist über eine elektrische Signalleitung
40 mit der Steuereinrichtung 15 verbunden, die wiederum ihrerseits mit einem als Schalter
ausgebildeten Auslöseelement 41 verbunden ist.
[0030] Will der Fahrer die Rückführautomatik auslösen, betätigt er den Schalter bzw. das
Auslöseelement 41, wodurch die Steuerungseinrichtung 15 das 4/2-Wegeventil 34 in die
Schaltposition gemäß Fig. 1 bzw. 3 bringt, in welcher sowohl der Ölstrom der Hydraulikpumpe
20 als auch der aus dem Ringraum 28 des Kippzylinders 7 verdrängte, über den Anschluss
35 zufließende Ölstrom gemeinsam über den Anschluss 36 der Kolbenseite 26 des Kippzylinders
7 zugeführt werden, so dass der Kippzylinder 7 nach dem Prinzip eines Differentialzylinders
beaufschlagt wird, d.h. die Ausfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange 8 wird von dem
freigegebenen durch den Förderstrom der Hydraulikpumpe 20 aufzufüllenden Volumen bestimmt.
In dieser Lage des Magnetventils 34 ist der Lüftermotor 30 von der Hydraulikpumpe
20 abgekoppelt.
[0031] Die Kolbenstange 8 des Kippzylinders 7 wird über die Hydraulikpumpe 20 solange ausgefahren
und dadurch die Schaufel 4 entsprechend in Neutrallage geführt, bis von der Kippzylinderpositionsbestimmungseinrichtung
12, 13 festgestellt wird, dass die vorgegebene gewünschte maximale Ausfahrposition
der Kolbenstange 8 und damit die gewünschte Neutrallage der Schaufel 4 erreicht ist.
Über die Signalleitung 14 wird ein entsprechendes Signal an die Steuereinrichtung
15 abgegeben, welche das 4/2-Wegeventil 34 in die in Fig. 2 gezeigte Ruhelage bringt,
so dass ein weiterer Ölstromzufluss zum Kippzylinder 7 von der Hydraulikpumpe 20 ausgeschlossen
ist.
[0032] In den Fig. 2 bis 6 sind nun die einzelnen Betriebszustände der Rückführautomatik
dargestellt.
[0033] Gemäß Fig. 2 ist die Rückführautomatik nicht eingeschaltet. Das Magnetventil 34 schaltet
den Förderstrom der Hydraulikpumpe 20 auf freien Durchgang zu dem oder den Nebenverbrauchern
(z.B. Lüftermotor 30). Die Anschlüsse 35, 36 vom Kippzylinder 7 sind durch das Magnetventil
34 verriegelt, so dass bei Betätigung des Kippzylinders 7 über den Steuerschieber
23 durch den Fahrer (über die Steuerhebel 24) keine gegenseitige Beeinflussung gegeben
ist.
[0034] In der in Fig. 3 gezeigten Lage ist die Rückführautomatik vom Fahrer über das Auslöseelement
41 eingeschaltet worden. Der Förderstrom der Hydraulikpumpe 20 fließt gemeinsam mit
dem aus dem Ringraum 28 des Kippzylinders 7 verdrängten Öl der Kolbenseite 26 des
Kippzylinders 7 zu. Durch die im Magnetventil 34 hergestellte Verbindung beider Zylinderseiten
herrscht in diesen auch der gleiche Druck. Die nach außen über die Kolbenstange 8
abgegebene Kraft entspricht dem Produkt aus dem Hydraulikdruck und der Kolbenstangenfläche.
Das Kippwerk des Steuerschiebers 23 wird dabei nicht betätigt, so dass das Öl der
Hydraulikpumpe 19 für die Arbeitshydraulik weitgehend drucklos in den Tank 21 fließt.
Bei Erreichen der der bodenparallelen Lage entsprechenden Schaufelstellung, festgestellt
durch die Kippzylinderpositionsbestimmungseinrichtung 12, 13, schaltet das Magnetventil
34 wieder ab und es ergibt sich das Schaltschema nach Fig. 2.
[0035] Bei der Darstellung gemäß Fig. 4 wird der Kippzylinder 7 während des automatischen
Rückkippvorganges vom Fahrer noch zusätzlich in Richtung "Ankippen" beaufschlagt.
Die Kolbenstange 8 fährt weiterhin aus, jedoch wird die Differentialwirkung des Kippzylinders
7 aufgehoben, da der Ringraum 28 des Kippzylinders 7 über den Steuerschieber 23 mit
dem Tank 21 verbunden ist. Dabei verhindert das Rückschlagventil 38 in der Hydraulikleitung
37, dass die Förderströme der beiden Hydraulikpumpen 19 und 20 nicht zum Ringraum
28 des Kippzylinders 7 fließen können, sondern wie gewollt nur zur Kolbenseite 26.
Der aus dem Ringraum 28 verdrängte Ölstrom wird direkt in den Tank 21 geleitet. Nach
Erreichen der der Bodenparallelität entsprechenden Zylinderstellung schaltet das Magnetventil
34 wieder ab und es ergibt sich für die Rückführautomatik wieder ein Schaltschema
nach Fig. 2, wobei aber, sofern der Fahrer das Kippwerk über den Steuerschieber 23
weiterhin auf "Ankippen" geschaltet hält, die Schaufel 4 sich in dieser Richtung weiterbewegt.
[0036] In der in Fig. 5 dargestellten Situation wird der Kippzylinder 7 während des automatischen
Rückkippens vom Fahrer noch zusätzlich in Richtung "Auskippen" beaufschlagt. Obwohl
eine solche Vorgehensweise bei einem Ladereinsatz keine praktische Bedeutung hat,
soll aber darauf verwiesen werden, dass dann ein Auskippvorgang, wie vom Fahrer offensichtlich
gewollt, erfolgt. Durch die Öffnung des Rückflusskanals im Steuerschieber 23 werden
von der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 beide Ölströme in den Tank 21 geleitet,
während die Hydraulikpumpe 19 für die Arbeitshydraulik in den Ringraum 28 fördert,
der allerdings selbst wieder über das Rückschlagventil 38 und das Magnetventil 34
mit der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 in Verbindung steht. In Folge des Eigengewichtes
des Arbeitsgerätes und in Abhängigkeit von den Durchflusswiderständen in den Leitungen,
dem Steuerschieber 23 und dem Magnetventil 34 bestimmt sich die Geschwindigkeit der
einfahrenden Kolbenstange 38. Jedenfalls bewegt sich die Schaufel 4 in die vom Fahrer
vorgegebene Auskipprichtung.
[0037] Bei der in Fig. 6 dargestellten Situation wirkt auf die Schaufel 4 eine größere Last
F in Richtung "Auskippen", welche die Haltekraft infolge der Differentialschaltung
des Kippzylinders 7 nach Aktivieren der Rückführautomatik übersteigt. Dies kann dann
der Fall sein, wenn infolge des Festklebens größerer Materialmengen die Schaufel 4
sich nur teilweise entleert hat oder aber falls bei Arbeiten mit einer Baum- oder
Rohrklammer der Fahrer in nach vorne geneigter Position der Schaufel 4 bei weiterhin
festgehaltener Last unbeabsichtigt den Schalter 41 für die Rückführautomatik betätigt.
Dann hat zwar der Kippzylinder 7 die Tendenz einzufahren, jedoch verhindert das Rückschlagventil
38, dass der sich auf der Kolbenseite 26 des Kippzylinders 7 aufgebaute Druck in den
Ringraum 28 fortpflanzt. Es kann sich eine hydraulische Haltekraft des Kippzylinders
7 in der Größe des Produktes aus der Kolbenfläche und dem Druck des Überdruckventils
42 einstellen, so dass die äußere Last in ihrer Stellung gehalten werden kann. Dabei
fördert die Hydraulikpumpe 20 für die Nebenverbraucher über das Überdruckventil 42
in den Tank. Betätigt der Fahrer dann über den Steuerschieber 23 die Funktion "Ankippen",
so wird über den Rücklaufkanal im Steuerschieber 23 der Ringraum 28 des Kippzylinders
7 freigegeben und die Kolbenstange 8 fährt in gewünschter Richtung aus.
1. Verfahren zur lagegerechten Ausrichtung einer an einem heb- und senkbaren Hubgerüst
(1) einer Arbeitsmaschine kippbar angeordneten Arbeitsausrüstung (4), bei welchem
die Arbeitsausrüstung (4) mittels eines Kippzylinders (7) gegenüber dem Hubgerüst
(1) bewegt wird, wobei die Arbeitsausrüstung (4) über einen Gelenkhebelmechanimus
(5, 6) mit der Kolbenstange (8) des Kippzylinders (7) verbunden ist, wobei der Kippzylinder
(7) über einen direkt betätigten Steuerschieber (23) mit Hydrauliköl einer Hydraulikpumpe
(19) für die Arbeitshydraulik versorgt wird, und wobei Nebenverbraucher der Arbeitsmaschine
von wenigstens einer weiteren Hydraulikpumpe (20) mit Hydrauliköl versorgt werden,
wobei nach Betätigung eines Auslöseelementes (41) durch den Fahrer die beiden Hydraulikanschlüsse
(25, 27) des als Differentialzylinder ausgebildeten Kippzylinders (7) über ein von
einer Steuereinrichtung (15) betätigbares Umschaltventil (34) gleichzeitig mit der
Hydraulikpumpe (20) für die Nebenverbraucher verbunden werden und dadurch der Kippzylinder
(7) in Richtung der Neutralposition der Arbeitsausrüstung (4) bewegt wird, wobei die
Position des Kippzylinders (7) bestimmt und von der Steuereinrichtung (15) des Umschaltventiles
(34) überwacht wird, und dass die Steuereinrichtung (15) des Umschaltventiles (34)
bei Erreichen der vorgegebenen Neutralposition des Kippzylinders (7) das Umschaltventil
(34) in eine Stellung schaltet, in welcher die beiden Hydraulikanschlüsse (25, 27)
des Kippzylinders (7) von der Hydraulikpumpe (20) für die Nebenverbraucher abgesperrt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Umschaltventil (34) ein 4/2-Wegeventil verwendet wird.
3. Arbeitsmaschine mit einem heb- und senkbaren Hubgerüst (1) und einer gegenüber dem
Hubgerüst (1) mittels eines Kippzylinders (7) kippbar angeordneten Arbeitsausrüstung
(4), wobei die Arbeitsausrüstung (4) über einen Gelenkhebelmechanismus (5, 6) mit
der Kolbenstange (8) des Kippzylinders (7) verbunden ist und der Kippzylinder (7)
über einen direkt betätigten Steuerschieber (23) mit einer Hydraulikpumpe (18) für
die Arbeitshydraulik verbunden ist, und wobei wenigstens eine weitere Hydraulikpumpe
(20) vorgesehen ist, wobei die weitere Hydraulikpumpe (20) über ein Umschaltventil
(34) mit den beiden Hydraulikanschlüssen (25, 27) des Kippzylinders (7) verbunden
ist, wobei das Umschaltventil (34) von einem Auslöseelement (41) über eine Steuereinrichtung
(15) betätigbar ist, wobei der Kippzylinder (7) als Differentialzylinder ausgebildet
ist, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Hydraulikpumpe (20) für Nebenverbraucher vorgesehen ist, und dass die
weitere Hydraulikpumpe (20) über das Umschaltventil (34) gleichzeitig mit den beiden
Hydraulikanschlüssen (25, 27) des Kippzylinders (7) verbunden ist, wobei der Kippzylinder
(7) mit einer Bestimmungseinrichtung (12, 13) für die Kippzylinderposition versehen
ist, die mit der Steuereinrichtung (15) verbunden ist.
4. Arbeitsmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Umschaltventil (34) als 4/2-Wegeventil ausgebildet ist.
5. Arbeitsmaschine nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Hydraulikleitung (37) zwischen dem Umschaltventil (34) und dem Hydraulikanschluss
(27) auf der Kolbenstangenseite (28) des Kippzylinders (7) ein Rückschlagventil (38)
vorgesehen ist.
1. Method for the positionally correct orientation of working equipment (4) arranged
on a liftable and lowerable lifting frame (1) of a working machine in a tiltable manner,
wherein the working equipment (4) is moved relative to the lifting frame (1) by means
of a tilting cylinder (7), wherein the working equipment (4) is connected to the piston
rod (8) of the tilting cylinder (7) by means of an articulated lever mechanism (5,
6), wherein the tilting cylinder (7) is supplied with hydraulic oil from a hydraulic
pump (19) for the working hydraulic system by a direct-operated control valve (23),
and wherein secondary consumers of the working machine are supplied with hydraulic
oil from at least one other hydraulic pump (20),
wherein
following operation of a triggering element (41) by the driver, the two hydraulic
connections (25, 27) of the tilting cylinder (7) designed as a differential cylinder
are also connected to the hydraulic pump (20) for the secondary consumers by a switch-over
valve (34) activated by a control device (15) thereby moving the tilting cylinder
(7) in the direction of the neutral position of the working equipment (4), wherein
the position of the tilting cylinder (7) is determined and monitored by the control
device (15) of the switch-over valve (34), and wherein, on reaching the pre-set neutral
position of the tilting cylinder (7), the control device (15) of the switch-over valve
(34) switches the switch-over valve (34) into a position in which the two hydraulic
connections (25, 27) of the tilting cylinder (7) are shut off from the hydraulic pump
(20) for the secondary consumers.
2. Method according to claim 1,
characterised in that
a 4/2-way directional control valve is used as switch-over valve (34).
3. Working machine with a liftable and lowerable lifting frame (1) and working equipment
(4) arranged in a tiltable manner relative to the lifting frame (1) by means of a
tilting cylinder (7), wherein the working equipment (4) is connected to the piston
rod (8) of the tilting cylinder (7) by means of an articulated lever mechanism (5,
6) and the tilting cylinder (7) is connected to a hydraulic pump (18) for the working
hydraulic system by means of a direct-operated control valve (23), and wherein at
least one further hydraulic pump (20) is provided, wherein the further hydraulic pump
(20) is connected to the two hydraulic connections (25, 27) of the tilting cylinder
(7) by means of a switch-over valve (34), wherein the switch-over valve (34) can be
actuated by a triggering element (41) by means of a control device (15), wherein the
tilting cylinder (7) is designed as a differential cylinder,
characterised in that
the further hydraulic pump (20) is provided for secondary consumers, and that the
further hydraulic pump (20) is also connected to the two hydraulic connections (25,
27) of the tilting cylinder (7) by means of the switch-over valve (34),
wherein the tilting cylinder (7) is provided with a device for detecting (12, 13)
the position of the tilting cylinder which is connected to the control device (15).
4. Working machine according to claim 3,
characterised in that
the switch-over valve (34) is configured as a 4/2-way directional control valve.
5. Working machine according to claim 3 or 4,
characterised in that
a non-return valve (38) is provided in the hydraulics line (37) between the switch-over
valve (34) and the hydraulic connection (27) on the piston rod side (28) of the tilting
cylinder (7).
1. Procédé d'orientation conforme d'un équipement de travail (4) agencé basculant sur
une structure de levage (1) pouvant être montée et descendue d'une machine de travail,
dans lequel l'équipement de travail (4) est déplacé au moyen d'un vérin de basculement
(7) par rapport à la structure de levage (1), dans lequel l'équipement de travail
(4) est relié à la tige de piston (8) du vérin de basculement (7) par l'intermédiaire
d'un mécanisme de levage articulé (5, 6), dans lequel le vérin de basculement (7)
est alimenté en huile hydraulique d'une pompe hydraulique (19) destinée à l'hydraulique
de travail par l'intermédiaire d'un tiroir de distribution (23) pouvant être actionné
directement et dans lequel des consommateurs auxiliaires de la machine sont alimentés
en huile hydraulique par l'intermédiaire d'au moins une autre pompe hydraulique (20),
dans lequel, après l'actionnement d'un élément de déclenchement (41) par le conducteur,
les deux raccords hydrauliques (25, 27) du vérin de basculement (7) réalisé sous forme
de vérin différentiel sont reliés simultanément à la pompe hydraulique (20) destinée
aux consommateurs auxiliaires par l'intermédiaire d'une soupape d'inversion (34) actionnable
par un dispositif de commande (15) et le vérin de basculement (7) est ainsi déplacé
en direction de la position neutre de l'équipement de travail (4), dans lequel la
position du vérin de basculement (7) est déterminée et est surveillée par le dispositif
de commande (15) de la soupape d'inversion (34), et dans lequel, lorsque la position
neutre prédéterminée du vérin de basculement (7) est atteinte, le dispositif de commande
(15) de la soupape d'inversion (34) fait passer la soupape d'inversion (34) dans une
position dans laquelle les deux raccords hydrauliques (25, 27) du vérin de basculement
(7) sont coupés de la pompe hydraulique (20) destinée aux consommateurs auxiliaires.
2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'une soupape à 4/2 voies est utilisée comme soupape d'inversion (34).
3. Machine avec une structure de levage (1) pouvant être montée et descendue et avec
un équipement de travail (4) agencé basculant par rapport à la structure de levage
(1) au moyen d'un vérin de basculement (7), dans laquelle l'équipement de travail
(4) est relié à la tige de piston (8) du vérin de basculement (7) par l'intermédiaire
d'un mécanisme de levage articulé (5, 6) et le vérin de basculement (7) est relié
à une pompe hydraulique (18) destinée à l'hydraulique de travail par l'intermédiaire
d'un tiroir de distribution (23) pouvant être actionné directement et dans laquelle
au moins une autre pompe hydraulique (20) est prévue, dans laquelle l'autre pompe
hydraulique (20) est reliée aux deux raccords hydrauliques (25, 27) du vérin de basculement
(7) par l'intermédiaire d'une soupape d'inversion (34), dans laquelle la soupape d'inversion
(34) est actionnable par un élément de déclenchement (41) par l'intermédiaire d'un
dispositif de commande (15), dans laquelle le vérin de basculement (7) est réalisé
sous forme de vérin différentiel,
caractérisée en ce que l'autre pompe hydraulique (20) est prévue pour des consommateurs auxiliaires et en ce que l'autre pompe hydraulique (20) est reliée simultanément aux deux raccords hydrauliques
(25, 27) du vérin de basculement (7) par l'intermédiaire de la soupape d'inversion
(34),
dans laquelle le vérin de basculement (7) est muni d'un dispositif de détermination
(12, 13) qui est destiné à déterminer la position de vérin de basculement et qui est
relié au dispositif de commande (15).
4. Machine selon la revendication 3,
caractérisé en ce que la soupape d'inversion (34) est réalisée sous forme de soupape à 4/2 voies.
5. Machine selon la revendication 3 ou 4,
caractérisée en ce qu'une soupape de non-retour (38) est prévue dans la conduite hydraulique (37) entre
la soupape d'inversion (34) et le raccord hydraulique (27) du côté (28) de la tige
de piston du vérin de basculement (7).