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Patent Searching and Data


Title:
HYDRAULIC CONTROL ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/005497
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a hydraulic control arrangement for damping wagging vibrations. During operation, a hydraulic cylinder (2, 4) of a lifting item of equipment can be connected to a hydraulic accumulator via a damping valve arrangement (18). The damping valve arrangement (18) has a nozzle valve arrangement (54) with two different nozzle cross-sections of which the larger (60) of the two is active when filling the hydraulic accumulator (16), and the smaller (56) of the two is active when matching the hydraulic accumulator (16) with the load pressure of the hydraulic cylinder (2, 4).

Inventors:
KARL ERHARD (DE)
HARNISCHFEGER EDWIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/007309
Publication Date:
January 19, 2006
Filing Date:
July 06, 2005
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH REXROTH AG (DE)
KARL ERHARD (DE)
HARNISCHFEGER EDWIN (DE)
International Classes:
E02F9/22; F15B1/02; (IPC1-7): E02F9/22; F15B1/02
Foreign References:
EP1264989A12002-12-11
DE10060430A12001-06-28
DE19743005A11998-06-25
DE2821505A11979-11-22
DE3909205C11990-05-23
DE19754828A11999-06-24
Attorney, Agent or Firm:
Winter, Brandl Fürniss Hübner Röss Kaiser Polte Partnerschaft -. (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Hydraulische Steueranordnung zur Dämpfung von Nick¬ schwingungen einer mobilen Arbeitsmaschine, die einen Hydrozylinder (2, 4) zum Betätigen eines Arbeitswerk¬ zeuges, beispielsweise einer Hubausrüstung hat, mit einer Dämpfungsventilanordnung (18) , über die ein in Abstützrichtung wirksamer erster Druckraum (12) des Hydrozylinders (2, 4) zur Nickschwingungsdämpfung mit einem Hydrospeicher (16) und ein in Absenkrichtung wirksamer Druckraum (14) des Hydrozylinders (2, 4) mit einem Tank (T) oder Niederdruck verbindbar ist, und über die der Hydrospeicher (16) während eines Ar¬ beitshubs des Hydrozylinders (2, 4) zum Füllen mit einer Speicherleitung (20) und zum Angleichen des Speicherdrucks an den Lastdruck des Hydrozylinders (2, 4) mit dem Tank (T) oder Niederdruck verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsven¬ tilanordnung (18) eine Düsenventilanordnung (54) mit zwei unterschiedlichen Shuttledüsen (56, 60) hat, von denen die größere Shuttledüse (60) beim Füllen und die kleinere Shuttledüse (56) beim Angleichen wirksam ist.
2. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 1, wobei die Dämpfungsventilanordnung (18) ein vorge¬ steuertes Wegeventil (24) hat, das in einer Grund¬ stellung eine Verbindung zwischen dem ersten Druck¬ raum (12) und dem Hydrospeicher (16) sowie zwischen dem zweiten Druckraum (14) und dem Tank (T) absperrt und das in einer Schaltstellung diese Verbindungen öffnet, wobei die Vorsteuerung vorzugsweise mit einem elektrisch betätigten Vorsteuerventil (26) erfolgt, das in einer Stellung eine in Öffnungsrichtung des Wegeventils (24) wirksame Steuerfläche mit dem Tank oder Niederdruck und in einer zweiten Schaltstellung mit dem Speicherdruck beaufschlagt.
3. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 2, wobei die Düsenventilanordnung (54) in einer Bypass leitung (52) zum Wegeventil (24) angeordnet ist.
4. Hydraulische Steueranordnung nach einem der Patentan¬ sprüche 1 bis 3, wobei die Düsenventilanordnung ein Shuttleventil (54) ist und jeder Shuttledüse (56, 60) ein Rückschlagventil (58, 62) zugeordnet ist.
5. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 4, wobei das Shuttleventil (54) einen Shuttlebolzen (114) hat, der in einer Ventilbohrung (112) zwischen zwei Ventilsitzen (120, 122) bewegbar geführt ist und der stirnseitig jeweils einen Ventilkegel (116, 118) hat, an dessen Außenumfang jeweils zumindest eine Dü¬ senkerbe (124c, 126) ausgebildet ist, wobei der wirk¬ same Düsenkerbenquerschnitt an einem Ventilkegel (116) größer als am anderen Ventilkegel (118) ist.
6. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 5, wobei die Düsenkerben (124, 126) in zumindest einer achsparallel verlaufenden Abflachung (128) am Außen¬ umfang des Shuttlebolzens (114) münden.
7. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 5 oder 6, wobei die Shuttleachse senkrecht zur Achse des Wegeventils (24) angeordnet ist.
8. Hydraulische Steueranordnung nach einem der Patentan¬ sprüche 5 bis 7, wobei die Ventilsitze (120, 122) je¬ weils an einer Ventilbuchse (104, 106) ausgebildet sind.
9. Hydraulische Steueranordnung nach einem der Patentan¬ sprüche 5 bis 8, wobei der Shuttlebolzen (114) aus¬ wechselbar angeordnet ist.
10. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 3, wobei die größere Shuttledüse (60) in der Bypasslei tung (52) angeordnet ist, in der ein in Richtung Fül¬ len öffnendes Rückschlagventil (62) vorgesehen ist und wobei von einem Bypassleitungsabschnitt zwischen dem Rückschlagventil (62) und der größeren Shuttledü¬ se (60) eine Zweigleitung (136) abzweigt, die zu ei' nem Eingangsanschluss (P') eines Angleichsteuerven¬ tils (138) geführt ist, dessen Ausgangsanschluss (A1) über eine AngleichsIeitung (140) mit der Tankleitung (30) verbunden ist und das zum Angleichen aus einer Sperrstellung in eine Öffnungsstellung verschiebbar ist.
11. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 10, wobei das Angleichsteuerventil (138) ein Schaltventil ist, dessen Ventilkörper über eine Feder (146) und einem dem Lastdruck entsprechenden Steuerdruck in Schließrichtung und von einem dem Speicherdruck ent¬ sprechenden Druck in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.
12. Hydraulische Steueranordnung nach einem der Patentan¬ sprüche 3 bis 11, wobei in einer einen Eingangsan schluss (P) des Vorsteuerventils (26) mit dem Hydro speicher (16) verbindenden Füllsteuerleitung (27) ein in Richtung zum Hydrospeicher (16) sperrendes Rück¬ schlagventil (148) angeordnet ist.
13. Hydraulische Steueranordnung nach Patentanspruch 2 oder 3, wobei in einer Steuerleitung (28) zwischen Vorsteuerventil (26) und einem .die Steuerfläche ent haltenden Steuerraum eine richtungsvariable Dämp¬ fungsdüse (34) vorgesehen ist.
14. Hydraulische Steueranordnung nach einem der vorherge¬ henden Patentansprüche, mit einem in Füllrichtung des Hydrospeichers (16) gesehen stromabwärts der Düsen ventilanordnung (54) angeordneten Druckbegrenzungs ventil (44) zur Begrenzung des maximalen Speicher¬ drucks .
15. Hydraulische Steueranordnung nach einem der vorherge¬ henden Patentansprüche, mit einem, vorzugsweise hand¬ betätigten, Entleerungsventil (50) zur Verbindung des Hydrospeichers (16) mit dem Tank (T) .
Description:
Beschreibung

HydraulischeSteueranordnung

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranord¬ nung zur Dämpfung von Nickschwingungen einer mobilen Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru¬ ches 1.

Mobile Arbeitsmaschinen, beispielsweise Gabelstapler, Teleskoplader, Radlader haben üblicherweise kein Feder- Dämpfer-System zwischen Fahrwerg und Fahrzeugchassis, wie dies bei PKW und LKW der Fall ist. Die Fahrwerksdämpfung erfolgt bei mobilen Arbeitsmaschinen im Wesentlichen über die Bereifung und ist daher relativ begrenzt. Die Ver¬ wendung von Feder-Dämpfer-Systemen bei mobilen Arbeitsma¬ schinen kann in bestimmten Betriebssituationen uner¬ wünschte, negative Eigenschaften nach sich ziehen, wie beispielsweise eine schlechte Positioniergenauigkeit beim Aufnehmen und Ablegen der Lasten durch Ein- bzw. Ausfe¬ dern oder wie verminderte Reißkräfte an Radlader-Schau¬ feln beim Arbeiten im Haufwerk, die durch die Energieauf¬ nahme im Feder-Dämpfer-System bedingt ist.

Ein Nachteil ungedämpfter Arbeitsmaschinen sind die deutlich schlechteren Fahreigenschaften. Insbesondere Arbeitsmaschinen mit Transportlasten außerhalb des Rad¬ standes neigen bei schnellerem Fahren in Abhängigkeit vom Fahrbahnzustand und von der Beladung zu teils erheblichen Nickschwingungen. Die Arbeitsmaschine zeigt dann ein wesentlich verschlechtertes Lenk- und Bremsverhalten. Zudem werden das Fahrzeug und der Fahrer durch die auf¬ tretenden Schwingungen stark belastet und die Lagestabi¬ lität der Transportlast ist gefährdet, was bei ungünsti¬ gen Bedingungen zu einem Verlust des Transportgutes führen kann. Die auf den Fahrer einwirkenden Beschleuni- gungen können zu erheblichen gesundheitlichen Schäden führen. Die erhöhte Fahrzeugbelastung durch das Ein- und Ausschwingen bewirkt einen erhöhten Verschleiß und führt zu einem vermehrten Wartungsaufwand.

Diese Nachteile lassen sich zwar verringern, wenn die Fahrgeschwindigkeit reduziert wird, dies hat jedoch den Nachteil, dass die Umschlagleistung der Arbeitsmaschine entsprechend absinkt.

Zur Reduzierung der Nickschwingungen und zur Beseiti¬ gung der oben beschriebenen Nachteile wird in die hydrau¬ lischen Hubsysteme der Arbeitsmaschine ein Stabilisie¬ rungssystem mit hydropneumatischem Speicher als Feder- Dämpfer-Element zwischen Steuerblock und Hubzylinder- Bodenseite eingebaut. Eine derartige Lösung ist bei¬ spielsweise aus der DE 197 43 005 Al bekannt. Bei diesem Stabilisierungssystem wird ab einer vorbestimmten Fahrge¬ schwindigkeit eine Bodenseite eines Hydrozylinders einer Hubausrüstung der Arbeitsmaschine über ein vorgesteuertes Wegeventil mit einem Hydrospeicher verbunden. Während des Arbeitsspiels des Hydrozylinders wird der Hydrospeicher über ein weiteres vorgesteuertes Schaltventil aufgeladen. Letzteres ermöglicht es auch, den Speicherdruck an den am Hydrozylinder wirksamen Lastdruck anzupassen.

Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Schaltung mit dem vorgesteuerten Wegeventil sowie dem vorgesteuer¬ tem Schaltventil sehr aufwendig ist.

In der DE 39 09 205 Cl wird ein System zur Nick- schwingungsdämpfung beschrieben, bei dem während der Fahrt der Arbeitsmaschine über ein elektrisch betätigtes Wegeventil die Bodenseite des Hydrozylinders der Hubaus¬ rüstung mit einem Hydrospeicher und die Ringseite mit einem Tank verbunden wird. Das Füllen des Hydrospeichers während des Arbeitsspiels erfolgt über ein Füllventil mit nachgeschaltetem Rückschlagventil. Eine Angleichung des Speicherdrucks an den Lastdruck des HydroZylinders ist bei dieser bekannten Lösung nicht vorgesehen.

Die DE 197 54 828 Al der Anmelderin offenbart eine hydraulische Steueranordnung zur Dämpfung von Nickschwin¬ gungen, bei der während der Fahrt über eine Logikventil¬ anordnung die Bodenseite des Hydrozylinders mit dem Hydrospeicher und die Ringseite mit dem Tank verbindbar ist. Diese Logikventilanordnung ermöglicht auch das Füllen des HydroSpeichers während des Arbeitsspiels . Das Angleichen des Speicherdrucks an den Lastdruck erfolgt bei dieser bekannten Lösung über eine Drossel mit nachge¬ schaltetem Rückschlagventil. Auch diese Lösung ist sehr aufwendig und entsprechend teuer.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun¬ de, eine hydraulische Steueranordnung zu schaffen, mit der Nickschwingungen einer mobilen Arbeitsmaschine mit minimalem Aufwand reduzierbar sind.

Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Steueran¬ ordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße hydraulische Steueranordnung hat eine Dämpfungsventilanordnung, über die ein in Abstütz¬ richtung wirksamer erster Druckraum eines Hydrozylinders zur Nickschwingungsdämpfung mit einem Hydrospeicher und ein in Absenkrichtung wirksamer Druckraum des Hydrozylin¬ ders mit einem Tank oder Niederdruck verbindbar ist. über die Dämpfungsventilanordnung kann der Hydrospeicher während eines Arbeitsspiels des Hydrozylinders zum Füllen mit einer Pumpenleitung und zum Angleichen des Speicher¬ drucks an den Lastdruck mit dem Tank oder Niederdruck verbunden werden. Erfindungsgemäß hat die hydraulische Steueranordnung eine Düsenventilanordnung mit zwei unter¬ schiedlichen Düsenquerschnitten, von denen der größere Düsenquerschnitt beim Füllen und der kleinere Düsenquer¬ schnitt beim Anpassen des Speicherdrucks an den Lastdruck wirksam sind. Durch die vergleichsweise große, während des Füllens des Hydrospeichers wirksame Düse ist das schnelle Aufladen des Hydrospeichers gewährleistet, so dass beim Einschalten der Dämpfung der Speicherdruck hoch genug ist, damit die Hubausrüstung abgestützt wird und nicht absinken kann. Während des Angleichens des Spei¬ cherdrucks an den aktuellen Lastdruck ist die kleinere Düse wirksam, so dass die AusgleichsVorgänge relativ langsam erfolgen und der Hydrospeicher entsprechend geschont wird.

Die Dämpfungsventilanordnung ist vorzugsweise mit ei¬ nem vorgesteuerten Wegeventil ausgeführt, das in einer Grundstellung eine Verbindung zwischen dem ersten Druck¬ raum und dem Hydrospeicher sowie zwischen dem zweiten Druckraum und dem Tank/Niederdruck absperrt und das in einer Schaltstellung diese Verbindungen aufsteuert.

Die Vorsteuerung kann über ein elektrisch betätigtes Vorsteuerventil erfolgen, das eine in Öffnungsrichtung wirksame Steuerfläche des Wegeventils in einer Schalt¬ stellung mit Tankdruck und in einer zweiten Schaltstel¬ lung mit dem Speicherdruck beaufschlagt.

Bei einem besonders einfach aufgebauten Ausführungs- beispiel ist die Düsenventilanordnung mit einer Bypass- leitung verbunden, über die das Wegeventil umgehbar ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Düsenventilan¬ ordnung als Shuttleventil ausgeführt, wobei jedem Düsen¬ querschnitt ein Rückschlagventil zugeordnet ist, das beim Füllen eine Druckmittelströmung zum Hydrospeicher bzw. beim Angleichen eine Druckmittelströmung in Gegenrichtung zulässt.

Bevorzugterweise wird das Shuttleventil mit einem Shuttlebolzen ausgeführt, der in einer Ventilbohrung zwischen zwei Ventilsitzen bewegbar geführt ist. Der Shuttlebolzen hat stirnseitig jeweils einen Ventilkegel, an dessen Außenumfang jeweils zumindest eine Düsenkerbe ausgebildet ist. Der wirksame Düsenkerbenquerschnitt an einem Ventilkegel ist größer als derjenige am anderen Ventilkegel, so dass der größere Düsenkerbenquerschnitt beim Füllen von Druckmittel durchströmt wird, während die Druckmittelströmung beim Angleichen durch den kleineren Düsenkerbenquerschnitt bestimmt ist.

Bei einem einfach aufgebauten Shuttlebolzen münden die Düsenkerben in einer Abflachung am Außenumfang des Shuttlebolzens .

Gemäß einem kompakten Ausführungsbeispiel sind die Komponenten der Nickschwingungsdämpfung in einem eigenen Ventilgehäuse ausgeführt, wobei die Achse des Wegeventils der Dämpfungsventilanordnung senkrecht zur Achse des Shuttleventils verläuft.

Die beiden Ventilsitze des Shuttleventils werden vor¬ zugsweise jeweils an einer Ventilbuchse ausgebildet.

Die Konstruktion des Shuttleventils ist so gewählt, dass der Shuttlebolzen mit vergleichsweise geringem Aufwand auswechselbar ist, so dass die Lade- und Entlade¬ geschwindigkeit des Hydrospeichers durch Auswechseln des Shuttlebolzens an unterschiedliche Anforderungen von Arbeitsmaschinen angepasst werden kann. An Stelle des vorbeschriebenen. Shuttleventils mit den beiden Shuttledüsen und den jeweils zugeordneten Rück¬ schlagventilen kann auch eine alternative Lösung einge¬ setzt werden, um das Füllen und Angleichen zu ermögli¬ chen. Dabei ist die größere, beim Füllen wirksame Shutt¬ ledüse in der das Wegeventil umgehenden Bypassleitung angeordnet und dieser ein Rückschlagventil vorgeschaltet, das eine Druckmittelströmung zum Füllen zulässt und in Gegenrichtung absperrt. Im Bereich zwischen dem Rück¬ schlagventil und der größeren Shuttledüse zweigt eine Zweigleitung ab, in der die kleinere Shuttledüse angeord¬ net ist und die zum Eingang eines Angleichsteuerventils führt, dessen Ausgang mit Tank verbunden ist. Dieses Angleichsteuerventil lässt sich zum Angleichen in eine Öffnungsstellung bringen, so dass Druckmittel vom Hydro- speicher über die beiden Shuttledüsen zum Tank abströmen kann.

Diese Variante ist besonders einfach aufgebaut, wenn das Umschalten des Angleichsteuerventils durch den Druck an dessen Eingang erfolgt.

Ein unerwünschtes Umschalten des Wegeventils in seine Sperrstellung lässt sich verhindern, wenn in einer den Hydrospeicher mit dem Eingang des Vorsteuerventils ver¬ bindenden Füllsteuerleitung ein Rückschlagventil angeord¬ net ist, das in Richtung zum Vorsteuerventil öffnet und in Gegenrichtung schließt, so dass bei ungeschaltetem Vorsteuerventil ein Absinken des Drucks des Hydrospei- chers nicht zu einem Absinken des Steuerdrucks in dem in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerraum des Wegeventils führt.

Zur Dämpfung des Steuerdrucks in der Vorsteuerung des Wegeventils kann in einer Steuerleitung eine richtungsva¬ riable Dämpfungsdüse vorgesehen und zum Schutz des Hydro- Speichers vor zu hohen Drücken kann die hydraulische Steueranordnung mit einem Druckbegrenzungsventil ausge¬ führt werden.

Eine Entleerung des Hydrospeichers ist über ein vor¬ zugsweise handbetätigtes Entleerungsventil möglich.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Systemschaubild eines ersten Ausführungs¬ beispiels einer erfindungsgemäßen hydraulischen Steueran¬ ordnung zur Dämpfung von Nickschwingungen;

Figur 2 eine Schnittdarstellung durch einen Ventil- block einer Dämpfungsventilanordnung der Steueranordnung aus Figur 1;

Figur 3 eine Detaildarstellung eines Shuttleventils des Ventilblocks aus Figur 2 und

Figur 4 ein Systemschaubild eines zweiten Ausfüh¬ rungsbeispiels einer Steueranordnung zur Nickschwingungs- dämpfung.

Figur 1 zeigt ein Systemschaubild einer hydraulischen Steueranordnung zur Nickschwingungsdämpfung einer kleine¬ ren mobilen Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Radla¬ ders oder eines Gabelstaplers. Dieser hat eine Hubausrüs¬ tung zum Anheben von Lasten, die über zwei parallel angeordnete Hydrozylinder 2, 4 betätigt ist. Die Druck¬ mittelversorgung erfolgt mittels eines Mobilsteuerblocks 6, über den die beiden Hydrozylinder 2, 4 mit einer Verstellpumpe oder einem Tank (nicht dargestellt) ver¬ bindbar sind. Zwei Arbeitsanschlüsse A, B des Mobilsteu- erblocks 6 sind, über eine Vorlauf[Leitung 8 und einer Ablaufleitung 10 mit einem bodenseitigen Zylinderraum 12 bzw. einem Ringraum 14 der beiden Hydrozylinder 2, 4 verbunden. Zum Ausfahren der Zylinder wird das Druckmit¬ tel in die beiden Zylinderräume 12 gefördert und aus den beiden Ringräumen 14 über den Mobilsteuerblock 6 zu einem Tank T hin verdrängt. Bei dem dargestellten Ausführungs¬ beispiel sind die beiden Ringräume 14 und die Zylinder¬ räume 12 der Hydrozylinder 2, 4 direkt miteinander ver¬ bunden.

Im Fahrbetrieb der Arbeitsmaschine erfolgt die Nick- schwingungsdämpfung durch Verbinden der beiden Zylinder¬ räume 12 mit einem Hydrospeicher 16. Dieser wirkt als hydropneumatisches Feder-Dämpfer-Element, das praktisch zwischen die Hydrozylinder 2, 4 und den Mobilsteuerblock 6 eingebaut ist. Die beiden Ringräume 14 sind während der Nickschwingungsdämpfung mit dem Tank T verbunden. Die Verbindung mit dem Tank T und dem Hydrospeicher 16 er¬ folgt über eine Dämpfungsventilanordnung 18, die mit ihren beiden Eingangsanschlüssen A, B über eine Speicher¬ leitung 20 und eine Entlastungsleitung 22 mit der Vor¬ laufleitung 8 bzw. der Ablaufleitung 10 verbunden sind. Ein Speicheranschluss X2 der Dämpfungsventilanordnung 18 ist mit dem Hydrospeicher 16 und ein Tankanschluss T mit dem Tank verbunden.

Gemäß Figur 1 hat die Dämpfungsventilanordnung 18 ein vorgesteuertes 4/2-Wegeventil 24, das mittels einer Feder in seine dargestellte Sperrposition vorgespannt ist, in der die beiden Arbeitsanschlüsse A, B gegenüber den Anschlüssen X2 und T abgesperrt sind.

Die Ansteuerung des vorgesteuerten Wegeventils 24 er¬ folgt über ein elektrisch betätigtes Vorsteuerventil 26, das in seiner federvorgespannten Grundposition eine zu einem in Öffnungsrichtung wirksamen Steuerraum des Wege¬ ventils 24 führende Steuerleitung 28 über eine Tanksteu¬ erleitung 25 mit einem mit dem Tankanschluss T verbunde¬ nen Tankkanal 30 verbindet. Bei Bestromung eines Elektro¬ magneten des Vorsteuerventils 26 wird dieses in seine Schaltposition gebracht, in der die Steuerleitung 28 über eine an einen Anschluss P des Vorsteuerventils 26 ange¬ schlossene Füllsteuerleitung 27 mit einem zum Speicheran- schluss X2 führenden Speicherkanal 32 verbunden ist.

In der Steuerleitung 28 ist eine richtungsvariable Dämpfungsdrossel 34 angeordnet, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Shuttleventil ausgeführt ist und zwei Drosseln 36, 38 mit unterschiedlichen Durchmessern hat, die parallel zueinander geschaltet sind, wobei der Drossel 36 ein in Richtung vom Steuerraum zum Vorsteuer¬ ventil 26 öffnendes Rückschlagventil 40 und der Drossel 38 ein eine SteuerölStrömung zum Steuerraum ermöglichen¬ des Rückschlagventil 42 zugeordnet ist. Die Ansteuerung des Vorsteuerventils 26 erfolgt entweder von Hand oder in Abhängigkeit von einem Mobilsteuergerät dann, wenn die Arbeitsmaschine eine vorbestimmte Fahrgeschwindigkeit überschritten hat.

Die Dämpfungsventilanordnung 18 hat darüber hinaus ein Druckbegrenzungsventil 44, das in einem Verbindungs- kanal 46 zwischen dem Speicherkanal 82 und dem Tankkanal 30 angeordnet ist. Durch dieses Druckbegrenzungsventil 44 ist der Maximaldruck des HydroSpeichers 16 begrenzt.

In einem Entleerungskanal 48 ist ein Entleerungsven¬ til 50 angeordnet, das von Hand aus einer Sperrstellung in eine Öffnungssteilung bringbar ist, um den Hydrospei- cher 16 mit dem Tankkanal 30 zu verbinden. Dieses Entlee¬ ren des Hydrospeichers 16 kann beispielsweise für War¬ tungsarbeiten oder bei Störungen erforderlich sein. Gemäß Figur 1 zweigt im Druckmittelströmungspfad zwi¬ schen dem Arbeitsanschluss A und dem Wegeventil 24 ein Bypasskanal 52 ab, in dem eine Düsenventilanordnung 53 angeordnet ist, die beim dargestellten Ausführungsbei¬ spiel als Shuttleventil 54 ausgebildet ist, dessen Aus¬ gang in den Entleerungskanal 48 einmündet, der seiner¬ seits vom Speicherkanal 32 abzweigt. Das Shuttleventil 54 ist in Figur 1 oben links vergrößert dargestellt. Demge¬ mäß verzweigt der Bypasskanal 52 in zwei Zweigleitungen, wobei in dem in Figur 1 rechten Zweig eine Shuttledüse 56 mit vergleichsweise geringem Querschnitt und ein Shuttle- Rückschlagventil 58, das in Richtung zum Anschluss A hin öffnet, angeordnet ist, während in dem linken Zweig eine Shuttledüse 60 mit größerem Querschnitt und ein in Rich¬ tung zum Hydrospeicher 16 hin öffnendes Shuttle-Rück¬ schlagventil 62 vorgesehen ist. D.h. bei einer Druckmit¬ telströmung vom Hydrospeicher 16 zum Arbeitsanschluss A (Angleichen) öffnet das Rückschlagventil 58 und die kleinere Shuttledüse 56 wird durchströmt, während bei einer DruckmittelStrömung vom Arbeitsanschluss A zum Hydrospeicher 16 (Füllen) die Shuttledüse 60 mit größerem Querschnitt wirksam ist.

Zum Anheben der Hubausrüstung, d.h. beim normalen Ar¬ beitsspiel wird der Vorlauf 8 über den Mobilsteuerblock 6 mit einer nicht dargestellten Pumpenleitung verbunden, so dass die beiden Hydrozylinder 2, 4 ausfahren und das Druckmittel aus dem Ringraum über die Ablaufleitung 10 und den Mobilsteuerblock 6 zum Tank T zurückgeführt wird. Der Lastdruck an den HydroZylindern wird über eine nicht dargestellte Lastmeldeleitung abgegriffen und die Ver¬ stellpumpe in Abhängigkeit vom höchsten Lastdruck der Verbraucher der Arbeitsmaschine eingestellt. Während des normalen Betriebs der Arbeitsmaschine ist der Elektromagnet des Vorsteuerventils 26 unbestromt, so dass der Steuerraum des Wegeventils 24 entlastet und entsprechend das Wegeventil 24 in seiner federvorgespann¬ ten Grundposition verbleibt. Der Hydrospeicher 16 wird über die Speicherleitung 20, den Bypasskanal 52, das Rückschlagventil 62 und die Shuttledüse 60 und den Spei¬ cherkanal 32 aufgeladen. Der maximale Speicherdruck ist dabei über das Druckbegrenzungsventil 44 begrenzt. Dieser Maximaldruck ist so eingestellt, dass das Druckbegren¬ zungsventil 44 während eines normalen Arbeitsspiels nicht öffnet. Sollte das Druckbegrenzungsventil 44 doch anspre¬ chen, so wird im Zusammenwirken mit der Shuttledüse 60 dafür gesorgt, dass vor dieser ein über diesem Begren¬ zungsdruck wirksamer Lastdruck verbleibt.

Beim Absinken des Lastdrucks an den HydroZylindern 2, 4 wird der Hydrospeicher 16 entsprechend über das Rück¬ schlagventil 58 und die kleinere Shuttledüse 56 auf das niedrigere Lastdruckniveau entladen. Die Lade- und Entla¬ degeschwindigkeit ist dabei im Wesentlichen durch die unterschiedlichen Shuttledüsenquerschnitte bestimmt.

Im Fahrbetrieb wird entweder vom Fahrer oder von der Steuereinheit der Arbeitsmaschine ein Signal an das Vorsteuerventil 26 abgegeben und dessen Elektromagnet bestromt, so dass es gegen die Kraft der Federn in seine Schaltposition verschoben wird, in der der Steuerraum des Wegeventils 24 mit dem Druck im Speicherkanal 32, d.h. dem Druck des Hydrospeichers 16 beaufschlagt ist. Das Wegeventil 24 wird in seine DurchgangsStellung gebracht, so dass die Ringräume 14 der Hydrozylinder 2, 4 mit dem Tank und die Zylinderräume 12 mit dem Hydrospeicher 16 verbunden sind - die Hubausrüstung kann relativ zum Fahrzeug schwingen, wobei der Hydrospeicher 16 als Feder- Dämpfer-Element dient. Nach dem Ausschalten des Stabilisierungssystems, d.h. dem Stromlosschalten des Elektromagneten des Vorsteuer- ventils 26 wird Letzteres in seine federvorgespannte Grundposition zurück verschoben und entsprechend der Steuerräum des Wegeventils 24 mit dem Tank T verbunden; das Wegeventil wird durch die Kraft der Federn in seine Sperrstellung zurückverstellt und das Stabilisierungssys¬ tem ist ausgeschaltet. Druckschwankungen im Steuerkanal 28 während dieser Ein- und Ausschaltvorgänge des Stabili¬ sierungssystems werden durch die richtungsvariable Dämp¬ fungsdüse 34 gedämpft.

In Figur 2 ist eine Schnittdarstellung eines Ventil- blocks 64 dargestellt, durch den die Dämpfungsventilan¬ ordnung 18 ausgebildet ist. Der Ventilblock 64 ist von einer Ventilbohrung 66 durchsetzt, in der ein Schieber 68 des Wegeventils 24 axial verschiebbar geführt ist. Der Schieber 68 wird von einer Feder 70 in seine dargestellte Grundposition beaufschlagt, in der er an einer Ver¬ schlussschraube 72 anliegt, die die Ventilbohrung 66 verschließt. Die Feder 70 ist an einer in den Ventilblock 64 eingeschraubten Kappe 74 abgestützt und greift über einen Federteller 76 am Schieber 68 an.

Die Ventilbohrung 66 ist zu vier Ringräumen 78, 80, 82 und 84 sowie zu einem Steuerraum 86 erweitert. Letzte¬ rer wird einerseits von der Stirnfläche der Verschluss- schraube 72 und andererseits vom benachbarten Endab¬ schnitt des Ventilschiebers 68 begrenzt und ist über die gestrichelt angedeutete Steuerleitung 28 sowie die varia¬ ble Dämpfungsdrossel 34 mit dem Vorsteuerventil 26 ver¬ bunden, von dem in Figur 2 lediglich der Schaltmagnet dargestellt ist, der im Ventilblock 64 befestigt ist. Der Ringraum 80 ist mit dem Arbeitsanschluss B, der Ringraum 78 mit dem Tankanschluss T, der Ringraum 82 mit dem Arbeitsanschluss A sowie der Ringraum 84 mit dem Speicheranschluss X2 verbunden, der etwa senkrecht zur Zeichenebene in Figur 2 ausgebildet ist.

Der Schieber 68 hat zwei Steuernuten 88, 90, durch die zwei Steuerkanten 92 und 96 ausgebildet werden. Über die letztgenannte Steuerkante 96 wird die Verbindung zwischen den Ringräumen 78, 80, d.h. zwischen dem Ar¬ beitsanschluss B und dem Tankanschluss T auf- bzw. zuge¬ steuert, während über die Steuerkante 92 die Verbindung zwischen den Ringräumen 82, 84, d.h. zwischen dem Ar¬ beitsanschluss A und dem Speicheranschluss X2 auf- bzw. zugesteuert wird.

Der mit dem Speicheranschluss X2 und dem Ringraum 84 verbundene Speicherkanal 32 erstreckt sich etwa senkrecht zur Zeichenebene in Figur 2. Etwa parallel zum Kanal 32 ist im Ventilblock 64 das Shuttleventil 54 angeordnet, dessen Achse demzufolge ebenfalls senkrecht zur Zeichen¬ ebene in Figur 2 verläuft. Die Achse des Schiebers 68 verläuft senkrecht dazu in der Zeichenebene gemäß Figur 2. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Shutt¬ leventil 54 im Bereich zwischen dem Ringraum 82 und dem Speicherkanal 32 angeordnet und über die angedeuteten Kanäle mit diesen verbunden.

Einzelheiten des Shuttleventils 54 werden anhand Fi¬ gur 3 erläutert, die eine Schnittdarstellung durch das Shuttleventil 54 entlang der in Figur 2 angedeuteten Schnittlinie A-A zeigt.

In dieser Schnittdarsteilung sichtbar sind der Ring¬ raum 82, der Schieber 68 und dessen durch die Steuernut 90 radial zurückgesetzter Teil 98 sowie der Arbeitsan- Schluss A und ein Kanal 100, über den der Arbeitsan- schluss A mit einer Bohrung 102 des Ventilblocks 64 verbunden ist. In dieser Bohrung 102 ist das Shuttleven¬ til 54 aufgenommen. Dieses hat zwei Ventilbuchsen 104, 106, die in die Bohrung 102 eingeschraubt sind, wobei die Einschraubtiefe durch eine Schulter 108 begrenzt ist. In der Darstellung gemäß Figur 3 werden die beiden Ventil- buchsen 104, 106 von rechts her eingesetzt und die Boh¬ rung 102 bei der Montage über eine Verschlussschraube 110 verschlossen. Die beiden Ventilbuchsen 104, 106 bilden eine Ventilbohrung 112, in der ein Shuttlebolzen 114 axial verschiebbar geführt ist. Dieser hat an seinen beiden Endabschnitten jeweils einen Ventilkegel 116, 118, denen ein Ventilsitz 120 und 122 in der Ventilbuchse 104 bzw. 106 zugeordnet ist. Der Abstand der beiden Ventil¬ sitze 120, 122 ist etwas größer als die Länge des Shutt¬ lebolzens 114 gewählt, so dass dieser immer nur auf einem der Ventilsitze 120, 122 aufsitzen kann. Zum einfacheren Einsetzen der beiden Ventilbuchsen 104, 106 sind diese beide in ihrem rechten Endabschnitt mit Ausnehmungen 132, 134 zum Ansetzen eines Werkzeugs ausgeführt.

Im Bereich der beiden Ventilkegel 116, 118 sind sich axial erstreckende Düsenkerben 124 bzw. 126 ausgebildet, wobei an dem in Figur 3 linken Ventilkegel 116 eine oder zwei Düsenkerben 124 mit größerem Querschnitt und an dem Ventilkegel 118 eine einzige Düsenkerbe 126 mit ver¬ gleichsweise geringem Durchmesser ausgebildet ist.

Die Düsenkerben 124 und 126 bilden somit praktisch die Shuttledüsen 60, 56 des Shuttleventils 54 in Figur 1, während die Ventilkegel 116, 118 im Zusammenwirken mit den Ventilsitzen 120 bzw. 122 die beiden Rückschlagven¬ tile 62, 58 ausbilden. Am Außenumfang des Shuttlebolzens 114 sind zwei diametral zueinander angeordnete Abflachun¬ gen (siehe auch Figur 2) 128 ausgebildet, in denen die Düsenkerben 124, 126 auslaufen. Durch diese Abflachungen 128 wird gemeinsam mit den Umfangswandungen der Ventil- bohrung 112 ein Druckmittelströmungskanal gebildet.

Beim Füllen, d.h. während des normalen Arbeitsspiels der Hubausrüstung tritt das Druckmittel über den Arbeits- anschluss A und den Kanal 100 in die Bohrung 102 ein. Dieser Druck beaufschlagt die in Figur 3 rechte Stirnflä¬ che des Shuttlebolzens 114, so dass er vom Ventilsitz 122 abgehoben und mit dem Ventilkegel 116 in Anlage an den Ventilsitz 120 gebracht wird. Das Druckmittel kann dann über den geöffneten Ventilsitz 122, den von der Ab¬ flachung 128 und dem Außenumfang der Ventilbohrung 112 begrenzten Raum und die durch die Düsenkerben 124 be¬ grenzte Shuttledüse 60 in den Kanalabschnitt 130 und von dort in den Speicherkanal 32 zum Hydrospeicher 16 strö¬ men, so dass dieser geladen wird. Beim vorbeschriebenen Angleichen des Hydrospeichers 16 an den niedrigeren Lastdruck liegt der höhere Speicherdruck im Kanalab¬ schnitt 130 an, so dass der Shuttlebolzen 114 vom Ventil¬ sitz 120 abgehoben und nach rechts auf den Ventilsitz 122 verschoben wird. Beim Angleichen ist dann die von der kleineren Düsenkerbe 126 bestimmte Shuttledüse 56 wirk¬ sam.

Eine ähnliche Konstruktion wird auch als richtungsva¬ riable Dämpfungsdrossel 34 in der Steuerleitung 28 ange¬ ordnet.

Die zweiteilige Ausgestaltung der Ventilbuchse ermög¬ licht es, den Shuttlebolzen 114 sehr einfach auszuwech¬ seln, so dass die wirksamen Durchmesser der Shuttledüsen 56, 60 an die Anforderungen des Fahrzeuges angepasst werden können. Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Angleichen des Drucks des Hydrospeichers 16 nur möglich, wenn der Mobilsteuerblock 6 entsprechend umgeschaltet ist, so dass die Speicherleitung 20 mit dem Tank verbun¬ den ist. Figur 4 zeigt eine Lösung, bei der das Füllen und Angleichen unabhängig von der Einstellung des Mobil- Steuerblocks 6 erfolgen kann. Die Grundschaltung ent¬ spricht derjenigen aus Figur 1, wobei lediglich die Düsenventilanordnung 53 gegenüber der vorbeschriebenen Lösung unterschiedlich gestaltet ist. Die übrigen Hydrau¬ likkomponenten entsprechen dem vorbeschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispiel, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen bezüglich der übereinstimmenden Komponenten auf die Ausführungen zu Figur 1 verwiesen wird.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Düsenventilanordnung 53 ebenfalls zwei Shuttledü¬ sen 60, 56, wobei die größere Shuttledüse 60 die Druck¬ mittelströmung beim Füllen und die Shuttledüse 56 mit kleinerem Querschnitt die Druckmittelströmung beim An¬ gleichen bestimmt. Die Shuttledüse 60 ist wie beim vorbe¬ schriebenen Ausführungsbeispiel in einem Bypasskanal 52 der Dämpfungsventilanordnung 18 angeordnet. Im Bypasska¬ nal 52 ist noch ein Füllrückschlagventil 62 vorgesehen, das eine DruckmittelStrömung von der Speicherleitung 20 zur größeren Shuttledüse 60 zulässt. Im Bereich zwischen dem Füllrückschlagventil 62 und der Shuttledüse 20 zweigt eine Zweigleitung 136 ab, in der die kleinere Shuttledüse 56 angeordnet ist. Die Zweigleitung 136 führt zu einem Eingangsanschluss P1 eines Angleichsteuerventils 138, dessen Ausgangsanschluss A1 über eine Ausgleichsleitung 140 mit dem Tankkanal 30 verbunden ist. Das Angleichsteu¬ erventil 138 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Schaltventil, das mittels einer relativ starken Feder 146 in seine dargestellte Sperrstellung vorgespannt ist. Der Druck im Bereich zwischen der Shuttledüse 56 und dem Eingangsanschluss P1 wird Über eine Steuerleitung 142 abgegriffen und zu einem in Öffnungsrichtung des An¬ gleichsteuerventils 138 wirksamen Steuerraum geführt.

Ein in Schließrichtung wirksamer Steuerdruck wird mittels einer weiteren Steuerleitung 144 von einem strom¬ aufwärts des Füllrückschlagventils 62 gelegenen Abschnitt des Bypasskanals 52 abgegriffen.

Des Füllen des Hydrospeichers 16 während eines Ar¬ beitsspiels erfolgt - wie beim vorbeschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispiel - über den Bypasskanal 52, das Füllrück¬ schlagventil 62, die größere Shuttledüse 60 und den Speicherkanal 32. Während des Füllens ist das Angleich¬ steuerventil 138 durch den höheren Druck in der weiteren Steuerleitung 144 und die Kraft der Feder in seine Schließstellung vorgespannt.

Das Angleichen bei einem Absinken des Drucks im Zy¬ linderraum 12 erfolgt - bei diesem Ausführungsbeispiel unabhängig von der Einstellung des Mobilsteuerblocks 6 - über das Angleichsteuerventil 138, durch das der Hydro- speicher 16 direkt, d.h. unter Umgehung des Mobilsteuer¬ blocks 6, mit dem Tank T verbindbar ist. Die Betätigung des Angleichsteuerventils erfolgt durch Vergleich des Drucks der Speicherleitung 20, die an den Zylinderraum 12 angeschlossen ist mit dem Druck des Hydrospeichers 16, der in dem Speicherkanal 32 anliegt. Diese beiden Drücke werden über die beiden Steuerleitungen 144 bzw. 142 abgegriffen. Bei einem Absinken des Lastdrucks, d.h. des Drucks im Zylinderraum 12 wird das Angleichsteuerventil 138 durch den höheren Speicherdruck in seine Öffnungs- stellung umgeschaltet, so dass der Eingangsanschluss P1 mit dem Ausgangsanschluss A1 verbunden ist und der Spei¬ cher über den Speicherkanal 32, die größere Shuttledüse 60, die kleinere Shuttledüse 56, das aufgesteuerte An- gleichsteuerventil 138, die Ausgleichsleitung 140 und den Tankkanal 30 mit dem Tank T verbunden ist, so dass der Speicherdruck entsprechend an den Lastdruck angeglichen wird.

Während dieses Angleichens sind die beiden Shuttledü¬ sen 60, 56 in Reihe geschaltet, wobei die Druckmittel- Strömung im Wesentlichen durch die kleinere Shuttledüse 56 begrenzt ist, so dass die Angleichvorgänge vergleichs¬ weise langsam erfolgen, während beim Füllen nur die größere Shuttledüse 60 wirksam ist und somit der Hydro- speicher 16 schnell auf den jeweiligen Lastdruck erhöht werden kann.

In Figur 4 ist noch eine weitere Besonderheit darge¬ stellt.

Es sei angenommen, dass eine Schaufel eines Radladers auf dem Boden aufliegt und die Nickschwingungsdämpfung eingeschaltet ist, so dass das Wegeventil 24 in seine Durchgangsstellung umgeschaltet ist. Auf Grund der auf¬ liegenden Schaufel ist der Lastdruck minimal, so dass der Druck im Hydrospeicher 16 entsprechend durch Öffnen des Angleichsteuerventils 138 angeglichen wird. Der Druck im Hydrospeicher 16 verbleibt auf Grund der starken Feder 146 jedoch so hoch, dass das Wegeventil 24 in seiner Öff¬ nungsstellung verbleibt. Wird die Schaufel nun - bei¬ spielsweise bei Überfahren einer Anhebung - angehoben, so wird entsprechend Druckmittel aus dem Hydrospeicher 16 in den sich vergrößernden Zylinderraum 12 nachgefördert. Der Druck im Hydrospeicher 16 sinkt weiter ab und das Wege¬ ventil 24 könnte in seine Sperrstellung zurückgeschaltet werden - die quasi eingestellte Schwimmposition wäre dann aufgehoben. Um dieses unerwünschte Zurückschalten des Wegeventils 24 in die Sperrstellung zu verhindern, ist in der mit dem Anschluss P des Vorsteuerventils 26 verbünde- ne Füllsteuerleitung 27 ein Rückschlagventil 148 vorgese¬ hen, das in Richtung zum Vorsteuerventil 26 öffnet und in Gegenrichtung schließt, so dass beim Absinken des Drucks im Hydrospeicher 16 der auf das Wegeventil 24 wirkende Steuerdruck nicht absinkt und somit dieses in seiner Durchgangsstellung verbleibt. In der Praxis wird dieses jedoch auf Grund von Leckagen nach einer gewissen Zeit (beispielsweise 20s) von selbst umschalten.

Die erfindungsgemäße Schaltung ermöglicht es, mit mi¬ nimalem vorrichtungstechnischen Aufwand Nickschwingungen zu dämpfen, so dass die mobile Arbeitsmaschine mit höhe¬ rer Fahrgeschwindigkeit bewegt werden kann und entspre¬ chend die Umschlagsleistung verbessert ist. Aufgrund der geringen Schwingungen sind die Belastungen des Fahrers und die mechanischen Belastungen der Arbeitsmaschine wesentlich geringer als bei nicht gedämpften Maschinen. Dadurch lässt sich der Wartungsaufwand weiter verringern und die Transportsicherheit gegenüber herkömmlichen Lösungen verbessern.

Offenbart ist eine hydraulische Steueranordnung zur Dämpfung von Nickschwingungen, wobei im Fahrbetrieb ein Hydrozylinder einer Hubausrüstung über eine Dämpfungsven¬ tilanordnung mit einem Hydrospeicher verbindbar ist. Die Dämpfungsventilanordnung hat eine Düsenventilanordnung mit zwei unterschiedlichen Düsenquerschnitten, von denen der Größere beim Füllen des Hydrospeichers und der Klei¬ nere beim Angleichen des Hydrospeichers an den Lastdruck des HydroZylinders wirksam sind. Bezugszeichenliste:

2 Hydrozylinder 4 Hydrozylinder 6 Mobilsteuerblock 8 Vorlauf 10 Ablauf 12 ZyIinderraum 14 Ringraum 16 Hydrospeicher 18 Dämpfungsventilanordnung 20 Speicherleitung 22 Entlastungsleitung 24 Wegeventil 25 Tanksteuerleitung 26 Vorsteuerventil 27 Füllsteuerleitung 28 Steuerleitung 30 Tankkanal 32 Speicherkanal 4 Dämpfungsdrossel 6 Drossel 8 Drossel 0 Rückschlagventil 2 Rückschlagventil 4 Druckbegrenzungsventil 6 Verbindungskanal 8 Entleerungskanal 0 Entleerungsventil 2 Bypasskanal 3 Düsenventilanordnung 4 Shuttleventil 6 Shuttledüse 8 Rückschlagventil 0 Shuttledüse 2 Rückschlagventil VentiItalock Ventilboh.ru.ng Schieber Feder Verschlusssehraube Verschlusskappe Federteller Ringraum Ringraum Ringraum Ringraum Steuerraum Steuernut Steuernut Steuerkante Steuerkante Teil Kanal Bohrung Ventilbuchse Ventilbuchse Schulter Verschlussschraube Ventilbohrung Shuttlebolzen Ventilkegel Ventilkegel Ventilsitz Ventilsitz Düsenkerben Düsenkerben Abflachung Kanalabschnitt Ausnehmung Ausnehmung Zweigleitung 138 Angleichsteuerventil 140 Ausgleichsleitung 142 Steuerleitung 144 weitere Steuerleitung 146 Feder 148 Rückschlagventil




 
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