Hubwerksventilanordnung

Die Erfindung betrifft eine Hubwerksventilanordnung zur Ansteuerung eines doppeltwirkenden Hubwerks oder eines Anbaugerätes eines mobilen Arbeitsgerätes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In modernen Traktoren der mittleren und oberen Lei¬ stungsklasse kommen bei der Arbeitshydraulik zunehmend elektrisch ansteuerbare Wegeventile für die Steuerung von Arbeitsfunktionen angekoppelter Geräte zum Einsatz. Die Steuerung dieser hydraulischen Funktionen erfolgt über einen sehr kompakten Steuerblock, bei dem die Steuerung mit allen wesentlichen Wege- und Regelventilen zu einer Einheit zusammengefasst sind. Ein derartiger Steuerblock ist beispielsweise in dem Katalog 1 987 760 507 (elektronisch-hydraulische Hubwerksregelung für Trakto¬ ren) der Anmelderin beschrieben.

Figur 1, auf die bereits jetzt Bezug genommen wird, zeigt den Grundaufbau der Arbeitshydraulik eines Traktors 1 oder eines sonstigen mobilen Arbeitsgerätes . Der Trak¬ tor 1 ist gemäß Figur 1 mit einem Heckhubwerk 2 und einem Fronthubwerk 4 ausgeführt, deren Hubzylinder 6, 8 über einen Steuerblock 10 mit Druckmittel einer Hydropumpe 12 versorgbar sind. Bei dem dargestellten Stand der Technik sind die beiden Hubwerke 2, 4 einfachwirkend (ew) ausge¬ führt - es sind jedoch auch Lösungen bekannt, bei denen sowohl das Fronthubwerk 4 als auch das Heckhubwerk 2 doppelt wirkend (dw) ausgeführt werden. Der Steuerblock 10 enthält jedem der Verbraucher 6, 8 etc. zugeordnete elektrohydraulisch betätigbare Wegeventile 14, die über ein elektrisches Steuergerät 16 angesteuert werden. Die Sollwerte werden bspw. über ein Frontbedienteil 18 oder ein Heckbedienteil 20, die im Inneren der Traktorkabine 22 angeordnet sind oder über einen rückseitig am Traktor angeordneten Hecktaster 22 oder einen Fronttaster (nicht dargestellt) eingestellt.

Zur Erfassung der auftretenden Kräfte, Drücke, Ge¬ schwindigkeiten und Hubwerkspositionen sind am Traktor 1 noch eine Vielzahl von Sensoren, beispielsweise Drucksen¬ soren 26, Drehzahlsensoren 28, Lagesensoren 30, Kraftsen¬ soren 32 oder Geschwindigkeitssensoren 34 vorgesehen, deren Signale über das Steuergerät 16 verarbeitbar sind.

Wie bereits erwähnt, ist bei den meisten bekannten Lösungen das Heckhubwerk 2 einfachwirkend ausgeführt, wobei der Hubzylinder 6 durch Druckmittelzufuhr über die Pumpe 12 ausgefahren wird und das Absenken durch das Eigengewicht des Heckhubwerks 2 und des daran ggf. ange¬ bauten Gerätes wie beispielsweise eines Pflugs 36 er¬ folgt.

Beispielsweise zum Säen mit einer Drillmaschine wird das Heckhubwerk 2 in eine Schwimmstellung gebracht, so dass das Anbaugerät aufgrund seines Eigengewichtes auf dem Boden aufliegt und eventuelle Bodenunebenheiten überfährt.

Mit den herkömmlichen einfachwirkenden Heckhubwerken lässt sich der Auflagedruck jedoch nicht aktiv verändern, da diese Hubwerke nicht im Arbeitsbereich "Drücken" betrieben werden können. Hierzu sind doppeltwirkende Heckhubwerke erforderlich, deren Grundaufbau demjenigen der üblicher Weise verwendeten doppeltwirkenden Fronthub¬ werke entspricht. Die doppeltwirkenden Heckhubwerke 2 ermöglichen es, den Hubzylinder 6 in Richtung "Drücken" anzusteuern, so dass beispielsweise ein aktives Pflugein¬ ziehen ermöglicht ist. Dieser Betriebszustand kann zum Beispiel auch verwendet werden, um den Traktor zum Wech¬ sel der hinteren, großen Räder rückseitig anzuheben, so dass er auf der pendelnden Vorderachse und auf dem vom Heckhubwerk betätigten Anbaugerät oder direkt auf den Unterlenkern steht.

Der bisher eingesetzte Drucksensor beispielsweise im Fronthubwerk ist auf der Tragen-Seite angeordnet, es erfolgt eine Entlastungsdruckregelung - der Auflagedruck bleibt unbekannt oder wird zur Regelung nicht verwendet.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun¬ de, eine Hubwerksventilanordnung zu schaffen, die es ermöglicht, mit minimalem Aufwand einen Auflagedruck einzustellen und zu begrenzen.

Diese Aufgabe wird durch eine Hubwerksventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß hat die Hubwerksventilanordnung ein stetig verstellbares Wegeventil, dem eine oder mehrere Druckwaagen vor- oder nachgeschaltet sind. Zwei Arbeits- anschlüsse der Hubwerksventilanordnung sind mit den in Heben- bzw. Senkenrichtung wirksamen Druckräumen des Hubwerks - oder genauer gesagt des Hubzylinders des Hubwerks - verbunden. Erfindungsgemäß ist in einer Ar¬ beitsleitung ein - vorzugsweise proportional - verstell¬ bares Druckbegrenzungsventil oder dergleichen vorgesehen, über das der Druck in dieser Arbeitsleitung auf einen veränderbaren Maximalwert begrenzbar ist. Erfindungsgemäß wird der Druck in dieser Arbeitsleitung über das Druckbe¬ grenzungsventil in Abhängigkeit von bestimmten Betriebs- zuständen begrenzt, so dass entsprechend der Auflagedruck variabel einstellbar ist. Unter dem Begriff Hubwerk ist dabei allgemein eine Vorrichtung zu verstehen, über die ein einem mobilen Arbeitsgerät zugeordnetes Arbeitswerkzeug, Anbaugerät oder dergleichen gegenüber einer Bezugsebene bewegbar oder gegen diese drückbar ist.

Diese sehr einfach aufgebaute Hubwerksventilanordnung ermöglicht es, den Auflagedruck durch Ansteuerung des Druckbegrenzungsventils auf äußerst einfache und kosten¬ günstige Weise an unterschiedliche Betriebsbedingungen anzupassen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung lässt sich der Maximaldruck über das Druckbegren¬ zungsventil in einem Bereich zwischen 0 bis 250 bar verstellen. Bei der Einstellung eines minimalen Auflage¬ drucks (beispielsweise 5 bis 8 bar) kommt die Funktion des mit der erfindungsgemäßen Hubwerksventilanordnung ausgeführten Hubwerks derjenigen eines einfachwirkenden Hubwerks gleich. Im Normalbetrieb stellt der Fahrer das Druckbegrenzungsventil auf seinen Maximalwert ein, so dass der Auflagedruck entsprechend einen maximalen Wert erreichen kann.

Die Einstellung des Maximaldrucks erfolgt in Abhän¬ gigkeit von unterschiedlichen Betriebszuständen - bei¬ spielsweise beim Anheben der Hinterachse für den Reifen¬ wechsel, bei Betätigung eines Schnelleinzugsschalters für eine schnellste Senkenbewegung, bei Betätigung des Heck¬ tasters, etc., wobei jeweils geeignete Maximaldrücke eingestellt werden. Im Normalbetrieb stellt der Fahrer den Maximaldruck ein.

Bei der erfindungsgemäßen Hubwerksventilanordnung er¬ folgt die Ansteuerung vorzugsweise über ein Steuergerät, über das das stetig verstellbare Wegeventil nach Anspre- chen des Druckbegrenzungsventils in eine Neutralstellung (dw) oder in eine Schwimmstellung (ew) verstellbar ist.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zur Begrenzung des Drucks in der anderen Arbeitslei¬ tung, d.h. vorzugsweise in der mit dem in Richtung "Heben" wirksamen Druckraum verbundenen Arbeitsleitung ein Sekundärdruckbegrenzungsventil vorgesehen.

In den Arbeitsleitungen ist stromabwärts der beiden Ausgangsanschlüsse des stetig verstellbaren Wegeventils jeweils ein Senkenmodul vorgesehen, das in einer Grundpo¬ sition als entsperrbares Rückschlagventil wirkt und bei Beaufschlagung mit einem Steuerdruck als Ablaufdruckwaage wirkt.

Die erfindungsgemäße Hubwerksventilanordnung ist vor¬ zugsweise als LS-System ausgebildet, wobei die Druckwaage als Individualdruckwaage dem eine veränderliche Mess- blende ausbildenden stetig verstellbaren Wegeventil vorgeschaltet ist. Die Druckwaage ist in Öffnungsrichtung vom höchsten Lastdruck der angesteuerten Verbraucher beaufschlagt. Dieser höchste Lastdruck wird auch an eine Pumpe gemeldet und diese so geregelt, dass in der Pumpen¬ leitung ein um eine vorbestimmte Druckdifferenz oberhalb des Lastdrucks liegender Pumpendruck anliegt.

Die Hubwerksventilanordnung kann mit einem von Hand betätigbaren Notablass ausgeführt werden, über den die den höheren Druck führende Arbeitsleitung mit dem Tank verbindbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung wird vorzugsweise bei ei¬ nem Heckhubwerk eines Traktors eingesetzt. Denkbar ist aber auch ein Einsatz bei Anbaugeräten, beispielsweise Pflügen und außerhalb landtechnischer Anwendungen, bei- spielsweise zum Betätigen von Schilden, wie sie bei¬ spielsweise bei Schneeräumern zum Einsatz kommen.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

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

Figur 1 ein Grundschema der Arbeitshydraulik eines herkömmlichen Traktors;

Figur 2 eine Schemadarstellung unterschiedlicher Be- triebszustände eines doppeltwirkenden Heckhubwerks, das mit einer erfindungsgemäßen Hubwerksventilanordnung ausgeführt ist;

Figur 3 einen Hydraulikschaltplan des Heckhubwerks, mit dem die Betriebszustände gemäß Figur 2 einstellbar sind;

Figur 4 eine Detaildarstellung der Hubwerksventilan¬ ordnung aus Figur 3;

Figur 5 eine Schnittdarstellung einer Hubwerksventil- anordnung, die in der Schaltung gemäß Figur 3 verwendet ist und

Figur 6 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Steue¬ rungsstruktur zur Ansteuerung der Hubwerksventilanordnung aus Figur 3.

Es sei angenommen, dass der in Figur 1 dargestellte Traktor 1 anstelle eines einfachwirkenden ein doppeltwir¬ kendes Heckhubwerk 2 aufweist, wobei die Druckmittelver- sorgung der beiden Druckräume des Hubzylinders 6 über eine erfindungsgemäße Hubwerksventilanordnung erfolgt, die mit den Wegeventilen zur Ansteuerung der anderen Verbraucher des Traktors 1 zu einem Steuerblock 10 zusam¬ mengesetzt ist.

Ein Heckhubwerk 2 gemäß Figur 1 lässt sich - wie in Figur 2 dargestellt - in unterschiedlichen Betriebszu- ständen einsetzen. Im Arbeitsbereich "Tragen" ist das Heckhubwerk und entsprechend ggf. davon betätigte Anbau¬ geräte 36 entweder vom Boden abgehoben oder wird in Bodenkontakt mit einer vorbestimmten Stützkraft getragen. Dieser Arbeitsbereich tritt beispielsweise beim Pflügen oder beim Grubbern auf.

In Figur 2 links ist der Hubkraftverlauf über der Hubhöhe dargestellt - diese Hubkraft muss vom Hubzylinder 6 des Heckhubwerks 2 aufgebracht werden. Beispielsweise zum Säen mit einer Drillmaschine wird eine .lastfreie Zwischenstellung eingenommen, in der das Heckhubwerk 2 nicht mit einer Kraft beaufschlagt ist, so dass das Anbaugerät aufgrund seines Eigengewichtes auf dem Boden aufliegt. Eine derartige lastfreie Zwischenstellung wird üblicher Weise - wie im Folgenden beschrieben - durch Verstellen des Wegeventils 14 in eine Schwimmstellung eingestellt.

Wie eingangs erwähnt, kann zum Einstellen des Ar¬ beitsbereiches "Drücken" das Heckhubwerk 2 so angesteuert werden, dass eine in Richtung auf den Boden wirkende Druckkraft aufgebracht wird. Eine derartige Einstellung ist beispielsweise beim aktiven Pflugeinziehen oder bei einem Packer erforderlich. Im- Arbeitsbereich "Drücken" kann auch die Hinterachse des Traktors 1 angehoben wer¬ den, so dass ein Reifenwechsel möglich ist. Durch die im Folgenden näher beschriebene Hubwerks- ventilanordnung 14 kann die im Arbeitsbereich "Drücken" wirksame Druckkraft auf unterschiedliche Werte begrenzt werden, wobei dieser Grenzwert in Abhängigkeit von im Folgenden noch näher beschriebenen Betriebszuständen variiert wird.

In Figur 3 ist ein Schaltschema eines Heckhubwerks 2 dargestellt, das über eine erfindungsgemäße Hubwerksven¬ tilanordnung 14 angesteuert wird. Diese ist in einem in Scheibenbauweise ausgeführten Gehäuse aufgenommen und hat einen Druckanschluss P, einen Tankanschluss T sowie zwei Arbeitsanschlüsse A, B. Der Druckanschluss P ist über eine Pumpenleitung mit einer Verstellpumpe 38 verbunden, deren Förderdruck in Abhängigkeit von dem höchsten, an den Verbrauchern des Traktors 1 anliegenden Lastdruck eingestellt wird. Dieser Lastdruck wird an einem LS- Anschluss abgegriffen. Eine derartige LS-Steuerung ist jedoch keine Voraussetzung für das erfindungsgemäße System.

Der Druckanschluss P ist über einen Zulaufkanal 40 mit einem Eingangsanschluss P1 einer Individualdruckwaage 42 verbunden, deren Ausgangsanschluss A' mit einem Ein¬ gangsanschluss P1 ' eines stetig verstellbaren Wegeventils 44 verbunden ist. Dessen Rücklaufanschluss R ist über einen Rücklaufkanal 46 mit dem Tankanschluss T der Hub¬ werksventilanordnung 14 verbunden. Das Wegeventil 44 hat zwei Arbeitsanschlüsse A1 ' und B' ', die über Arbeitska¬ näle 48, 50 mit den beiden Arbeitsanschlüssen A, B der Hubwerksventilanordnung 14 verbunden sind.

In jedem Arbeitskanal 48, 50 ist jeweils ein Senken¬ modul 52, 54 vorgesehen, das in einer Grundstellung als entsperrbares Rückschlagventil zur leckölfreien Einspan¬ nung des Hubzylinders 6 des Heckhubwerks 2 dient und in einer Regelposition den vom Hubzylinder 6 zurückströmen¬ den Druckmittelvolumenstrom im Sinne einer Ablaufregelung steuert.

Der Arbeitskanal 50 ist stromabwärts des Senkenmoduls 54 über ein vorgesteuertes proportional verstellbares Druckbegrenzungsventil 56 mit dem Tankanschluss T ver¬ bindbar. Der Druck im anderen Arbeitskanal 48 wird über ein Sekundär-druckbegrenzungsventil 58 begrenzt. Der Hubzylinder 6 ist - wie erwähnt - doppeltwirkend ausge¬ führt, wobei ein in Richtung "Senken" wirksamer Ringraum 60 mit dem Arbeitsanschluss B und der in Richtung "Heben" wirksame Druckraum 62 mit dem Arbeitsanschluss A der Hubwerksventilanordnung 14 verbunden ist. Über den. Hubzy¬ linder 6 werden ein schwenkbar an einer Hubwelle 64 gelagerter Arm 66 sowie weitere Koppelelemente betätigt, an denen beispielsweise ein Anbaugerät, wie eine Drillma¬ schine oder ein Pflug 68 angebaut ist.

Einzelheiten der Hubwerksventilanordnung 14 werden anhand der vergrößerten Darstellung in Figur 4 erläutert.

Ein Druckwaagenkolben 69 der Druckwaage 42 ist von einer Druckwaagenfeder 70 sowie von dem über einen Kanal 72 von einem mit dem LS-Anschluss verbundenen Lastmelde- kanal 74 abgegriffenen Druck in Öffnungsrichtung und von dem Druck in einem Steuerkanal 76 in Schließrichtung beaufschlagt, der zwischen der Druckwaage 42 und dem Wegeventil 44 vom Zulaufkanal 40 abzweigt. Der LS-Kanal 74 führt zu einem Steueranschluss LS ' ' des Wegeventils 44. Dieses hat noch zwei weitere Steueranschlüsse X, denen ausgangsseitig Steueran-Schlüsse XA und XB zugeord¬ net sind.

Die Betätigung des Wegeventils 44 erfolgt über ein in Figur 5 dargestelltes Pilotventil 78 bzw. eine Pilot- ventilanordnung, die in der Darstellung gemäß Figur 4 durch zwei elektrohydraulische VorSteuerelemente 75, 77 ausgebildet ist. Das Dreieck 19 deutet die Druckversor¬ gung dieser Vorsteuerelemente 77, 75 an. Über das Pilot¬ ventil 78 bzw. die Vorsteuerelemente 77, 75 kann Steueröl jeweils einem Steuerraum des Wegeventils 44 zugeführt werden, bis ein Ventilschieber 80 eine Arbeitsposition einnimmt. Diese wird über einen Wegaufnehmer 128 erfasst. Sobald vom Wegaufnehmer 128 die gewünschte Position gemeldet wird, wird das Vorsteuerelement 77, 75 wieder in seine Neutralstellung gebracht. Die Position des Ventil¬ schiebers 80 wird geregelt aufrechterhalten, indem ent¬ sprechend dem Signal des Wegaufnehmers 128 die Vorsteuer¬ elemente 77, 75 angesteuert werden. Die Vorsteuerelemente 77, 75 sind über Steuerleitungen 82 bzw. 84 mit der Druckversorgung 79 verbunden. Der Ventilschieber 80 ist über eine Zentrierfederanordnung 86 in seine dargestellte Grundposition (0) vorgespannt, in der der LS-Kanal 74 mit dem Tankkanal 46 verbunden ist und alle anderen vorge¬ nannten Anschlüsse abgesperrt sind.

Die Ventilkörper der beiden Senkenmodule 52, 54 wer¬ den jeweils durch eine Feder 88 und durch den am Ausgang A1 ' bzw. B' 1 über Druckwaagenkanäle 90, 92 abgegriffenen individuellen Lastdruck stromabwärts des Wegeventils 44 in ihre Grundposition (a) beaufschlagt, in der die Sen- ken-module 52, 54 als Rückschlagventile wirken, die eine Druckmittelströmung zu den Anschlüssen A, B zulassen. In Öffnungsrichtung sind die Ventilkörper der Senkenmodule 52, 54 jeweils von dem am Anschluss XA bzw. XB anliegen¬ den Steuerdruck beaufschlagt, der über einen Entsperrka- nal 94, 96 abgegriffen wird. Dieser Steuerdruck kann beispielsweise dem Eingangsdruck der Pilotventilanordnung 78 entsprechen. Der Aufbau der Hubwerksventilanordnung mit der Indi- vidualdruckwaage 42, dem stetig verstellbaren Wegeventil 44 und dem beiden nachgeordneten Senkenmodulen 52, 54 entspricht im wesentlichen der herkömmlichen Lösung des Ventils SB23 LS, so dass in der Folge nur die zum Ver¬ ständnis der Erfindung wesentlichen Elemente beschrieben werden und im übrigen diesbezüglich auf den vorhandenen Stand der Technik zum Wegeventil SB23 LS verwiesen wird.

Soll beispielsweise der Hubzylinder 6 zum Anheben des Pflugs 68 verfahren werden, so wird über die Pilotven¬ tilanordnung 78 der Ventilschieber 80 des Wegeventils 44 in eine seiner mit (b) gekennzeichneten Regelpositionen verschoben. Je nach Position wird dabei eine Messblende aufgesteuert, die der Individualdruckwaage 42 nachge¬ schaltet ist. In Abhängigkeit von der Messblendenöffnung stellt sich die Druckwaage 42 in eine Regelposition ein, in der der Druckabfall über der Messblende konstant gehalten und somit ein lastdruckunabhängiger Druckmittel- volumenstrom eingestellt ist. Dieser Druckmittelvolumen¬ strom wird in den mit (b) gekennzeichneten Regelpositio¬ nen über die Druckwaage 42, den Druckanschluss P1 ' und den Ausgangsanschluss A? ' des Wegeventils 44 zum Ein¬ gangsanschluss PDW des Senkenmoduls 52 und über dessen Ausgangsanschluss ADW zum Arbeitsanschluss A der Hub¬ werksventilanordnung 14 und von dort in den bodensei- tigen Druckraum 62 geführt - der Hubzylinder 6 fährt aus . Das aus dem Ringraum 60 verdrängte Druckmittel strömt über den Arbeitsanschluss B der Hubwerksventilanordnung 14, den Arbeitskanal 50, den Ausgangsanschluss BDW und den Eingangsanschluss PDW des Senkenmoduls 54 zum An- schluss B' ' des Wegeventils 44 und von dort über den Rücklaufanschluss R, den Tankkanal 46 und den Tankan- schluss T zurück zum Tank. Diese Rückströmung wird da¬ durch ermöglicht, dass der an der Pilotventilanordnung 78 anliegende Eingangsdruck über den Steueranschluss X und den Ausgangsanschluss XB des Wegeventils 44 abgegriffen und über den Entsperrkanal 96 den Ventilkörper in Öff- nungsrichtung beaufschlagt, so dass der Senkenmodul 54 entsperrt und die Rückströmung des Druckmittels zum Tank T hin ermöglicht. In diesen mit (b) gekennzeichneten Positionen des Senkenmoduls 54 wirkt dieser als Ablauf¬ druckwaage, über die der ablaufende Druckmittelvolumen¬ strom in gewissem Umfang geregelt wird.

Zum Andrücken eines vom Hubwerk getragenen Anbaugerä¬ tes wird das Wegeventil 44 in eine seiner mit (b) gekenn¬ zeichneten Regelpositionen verschoben, so dass entspre¬ chend die Druckmittelzufuhr über das Senkenmodul 54 in seiner Rückschlagfunktion zum Ringraum 60 erfolgt, wäh¬ rend das aus dem bodenseitigen Druckraum 62 abströmende Druckmittel über das entsperrte Senkenmodul 52 und das Wegeventil 44 zum Tank hin abströmt. Das Entsperren erfolgt dabei über den Steuerdruck, der über die Steuer¬ anschlüsse X, XA des Wegeventils 44 und den Entsperrka¬ nal 94 an die in Öffnungsriehtung wirksame Steuerfläche des Senkenmoduls 52 geführt ist.

Zum lastfreien Auflegen wird das Wegeventil 44 in seine Schwimmstellung (Endstellung c) verfahren, in der beide Senkenmodule 52, 54 entsperrt und in ihre mit (b) gekennzeichnete Durchgangsposition verfahren werden und die Arbeitsanschlüsse A, B und der Steueranschluss LS mit dem Tankanschluss T verbunden und der Eingangsanschluss P' ' abgesperrt ist.

In dem Arbeitsbereich "Drücken" wird - wie im Fol¬ genden noch ausführlich erläutert - der Maximaldruck im Arbeitskanal 50 durch geeignete Einstellung des propor¬ tional verstellbaren Wegeventils 44 auf eine Wert von beispielsweise zwischen 0 bis 250 bar begrenzt. Figur 5 zeigt einen Schnitt durch eine Ventilscheibe, durch die die Hubwerksventilanordnung 14 realisiert ist. Die Ventilscheibe hat ein scheibenförmiges Gehäuse 98, in das die Druckwaage 42, das Wegeventil 44, die beiden Senkenmodule 52, 54, das Pilotventil 78, das Sekundär- druckbegrenzungsventil 58 sowie das proportional ver¬ stellbare Druckbegrenzungsventil 56 integriert sind.

Die in Figur 5 dargestellte Ventilscheibe 98 enthält weiterhin ein nur schematisch dargestelltes und von Hand betätigbares Notablassventil 100, über das die Arbeitska¬ näle 48 und 50 mit dem Tank T verbindbar sind.

Bei der in Figur 5 dargestellten Lösung ist das Not¬ ablassventil 100 in einem Verbindungskanal 102 zwischen den Arbeitskanälen 48, 50 angeordnet. Es hat eine Kugel 104, die über eine von außen zugängliche Madenschraube 106 in eine Schließposition vorgespannt ist, in der eine Verbindung zu dem Tankkanal 46 und damit zum Rücklaufan- schluss R abgesperrt ist. Durch Lösen der Madenschraube 106 wird die zuvor eingespannte Kugel 104 frei und kann daher durch den höheren Druck im Arbeitskanal 48 oder 50 in eine Öffnungsstellung gebracht werden, in der die Verbindung zum Tankkanal 46 geöffnet ist - das Druckmit¬ tel kann aus dem druckbeaufschlagten Arbeitskanal 48 oder 50 abgelassen werden.

Über das Sekundärdruckbegrenzungsventil 58 wird der Druck im Arbeitskanal 48 (Anschluss A) auf einen unter¬ halb des Pumpendrucks eingestellten Maximaldruck be¬ grenzt. Der Aufbau derartiger Sekundärdruckbegrenzungs- ventile ist bekannt, so dass weitere Erläuterungen ent¬ behrlich sind. Auch der Aufbau des vorgesteuerten propor¬ tional verstellbaren Druckbegrenzungsventils 56 ist per se bekannt - ein Kolben 108 des Druckbegrenzungsventils 56 ist über eine schwache Druckfeder 110 und durch den Druck im Federraum gegen einen Ventilsitz in eine Schließstellung belastet. Der Druck im Federraum ist durch die mittels eines Proportionalmagneten 112 auf einen Schließkegel 114 aufgebrachte Kraft begrenzt.

Die Ansteuerung des Proportionalmagneten 112 erfolgt in der nachfolgend beschriebenen Weise über das Steuerge¬ rät 16.

Die Heben- und Senkenmodule 52, 54 haben ebenfalls einen herkömmlichen Aufbau, wobei ein Modulkolben 116 über eine Schließfeder 118 in eine Schließstellung vorge¬ spannt ist. Der Federraum der Schließfeder 118 ist in der Schließstellung des Modulkolbens 116 vom Druck im Ar¬ beitskanal 48 bzw. 50 beaufschlagt. Im Boden des Modul¬ kolbens 116 ist ein Vorsteuerventilkörper 120 angeordnet, der ebenfalls über die Schließfeder 118 in seine Schlie߬ position vorgespannt ist und dabei eine Vorsteueröffnung verschliesst. Der Vorsteuerventilkörper 120 hat einen Vorsprung, der in Anlage an einen Aufstσßkolben 122 bringbar ist. Dieser Aufstoßkolben ist rückseitig mit dem Druck am Steueranschluss XA (XB) beaufschlagbar, der über das Wegeventil 54 und dessen Anschluss X abgreifbar ist. D.h. bei Beaufschlagung des Aufstoßkolbens 122 des Sen¬ kenmoduls 52 oder 54 wird der Vorsteuerventilkörper 120 gegen die Kraft der Schließfeder 118 von seinem Vorsteu¬ ersitz angehoben - der Modulkolben 116 ist dann druckaus¬ geglichen und kann durch den Aufstoßkolben 122 gegen die Kraft der Schließfeder 118 von seinem Sitz abgehoben werden, so dass Druckmittel vom Arbeitsanschluss A bzw. B zum Tank T hin abströmen kann.

Mit den Bezugszeichen 124, 126, 130, 132, 134 sind Drucksensoren bezeichnet, über die die Drücke in den Arbeitskanälen 48, 50, der Druck am Druckanschluss P, der Lastdruck und sonstige Drücke erfassbar sind. Das Pilotventil 78 gemäß Figur 5 ist als 4/3-Wegeven¬ til ausgeführt, wobei dessen Ausgangsanschlüsse an die Steuerleitungen 82 bzw. 84 angeschlossen sind, die zu den stirnseitigen Steuerräumen 136 bzw. 138 des Wegeventils 44 geführt sind. An der in Figur 5 linken Stirnfläche des Ventilschiebers 80 des Wegeventils 44 ist ein Wegaufneh¬ mer 128 angeordnet, über den der Ventilschieberhub er¬ fassbar ist.

Da - wie gesagt - der Grundaufbau der Hubwerksventil- anordnung 14 gemäß Figur 5 - abgesehen vom Druckbegren¬ zungsventil 56, vom Notablass 106 und der Positionierung des Sekundärdruckbegrenzungsventils 58 sowie der Druck¬ sensoren 124, 126, 130, 132, 134 - bereits aus dem be¬ kannten Ventil SB23 LS bekannt sind, kann auf die Be¬ schreibung weiterer konstruktiver Details der vorbe¬ schriebenen Ventilkomponenten verzichtet werden.

Zum Einstellen des Betriebsbereiches "Drücken" wird das Pilotventil 78 so angesteuert, dass in den Steuerräu¬ men 136, 138 eine Steuerdruckdifferenz wirkt, durch die der Ventilschieber 80 aus der in Figur 5 dargestellten federvorgespannten Grundposition nach links verschoben wird, so dass Druckmittel vom Druckanschluss P, über die Druckwaage 42, den sich verzweigenden Eingangsanschluss P1 ' des Wegeventils 44, dessen Ausgangsanschluss B' ' , das sich in seiner Rückschlagventilfunktion öffnende Senken¬ modul 54 und den Arbeitskanal 50 zum Arbeitsanschluss B und von dort zum Ringraum 60 gefördert wird. Das aus dem bodenseitigen Druckraum 62 verdrängte Druckmittel wird über den Arbeitsanschluss A, das in der vorbeschriebenen Weise entriegelte Senkenmodul 52, den Anschluss A1 ' des Wegeventils 44, den Tankkanal 46 und den Rücklaufan¬ schluss R zum Tank T zurückgeführt. Der maximale Auflage¬ druck ist durch geeignete Einstellung des Druckbegren- zungsventils 56 auf einen in Abhängigkeit vom verwendeten Anbaugerät oder in Abhängigkeit von der Aufgabenstellung an das Heckhubwerk 2 vorbestimmten Wert begrenzt.

Dem Druckbegrenzungsventil 56 kann gemäß Figur 4 ein Schaltventil 140 vor- oder nachgeschaltet sein, das über einen Magneten in eine Drosselstellung verfahrbar ist, so dass das Druckmittel nicht über das Druckbegrenzungsven¬ til 56 zum Tank abströmen kann. Das Schaltventil 140 wird betätigt, wenn der Auflagedruck auf einen Wert einge¬ stellt werden soll, der oberhalb des am Druckbegrenzungs- ventil 56 einstellbaren Werts liegt (beispielsweise beim Reifenwechsel) .

Im Folgenden wird das Steuerkonzept der Hubwerksan¬ steuerung anhand unterschiedlicher Betriebszustände erläutert.

In der Regel wird das Heckhubwerk doppeltwirkend be¬ trieben. Die Drucksensoren 124, 126, 130, 132, 134 ermög¬ lichen dabei eine Lage-/Zugkraftregelung, wobei die Funktion jedoch auch ohne diese Druckerfassung gewährlei¬ stet ist, da eine Absicherung im Arbeitsbereich "Drücken" über das Druckbegrenzungsventil 56 möglich ist. Bei Einsatz der in Figur 5 dargestellten Ausbaustufe mit Drucksensoren 124, 126, 130, 132, 134 kann der Auflage¬ druck/Entlastungsdruck über die Drucksensoren geregelt werden. Die Absicherung im Arbeitsbereich "Drücken" erfolgt dann wiederum über das Druckbegrenzungsventil 56, wobei dieses dann automatisch in Abhängigkeit vom Auf¬ lage-/Entlastungsdruck einstellbar ist. Das Basiskonzept der erfindungsgemäßen Steuerung wird anhand der in Figur 3 dargestellten Ausbaustufe ohne Drucksensoren erläutert - dieses Grundkonzept ist auch bei der in Figur 5 darge¬ stellten Ausbaustufe anwendbar, wobei der wesentliche Unterschied zu den Lösungen ohne Drucksensoren darin liegt, dass die Einstellung des Druckbegrenzungsventils 56 in Abhängigkeit von dem eingestellten Auflagedruck erfolgt, der über die Druckregelung mittels der Drucksen¬ soren geregelt werden soll. Wie im Folgenden erläutert wird, ermöglichen es beide Ausbaustufen, das Heckhubwerk sowohl doppeltwirkend als auch einfachwirkend zu betrei¬ ben.

1. Grundfunktion

Es sei angenommen, dass das Heckhubwerk 2 im Arbeits¬ bereich "Drücken" (siehe Figur 2) betrieben werden soll, um beispielsweise einen Pflug einzuziehen. Der Fahrer erzeugt durch Einstellen am Heck-Bediengerät 20 oder an einem sonstigen Bedienelement ein Stellsignal, über das das Wegeventil 44 in eine seiner mit (b) gekennzeichneten Senken-Positionen nach links (Figur 4) verschoben wird. Gleichzeitig wird der Maximalauflagedruck im Arbeitskanal 50 durch geeigneten Einstellung des Druckbegrenzungsven¬ tils 56 begrenzt. Dieser Maximalauflagedruck kann in Abhängigkeit vom angehängten Arbeitsgerät - oder wie im Folgenden beschrieben - in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen variieren. Es sei angenommen, dass das Druckbegrenzungsventil 56 auf einen Druck von 50 bar eingestellt ist. Der Druckmittelvolumenstrom wird über den Arbeitsanschluss B in den Ringraum 60 des Hubzy¬ linders 6 gefördert und aus dem bodenseitigen Druckraum 62 über das aufgesteuerte Ablaufmodul 52 und das Wegeven¬ til 44 zum Tank T zurückgeführt - das Heckhubwerk 2 wird abgesenkt und beispielsweise der Pflug eingezogen. Dieses Absenken erfolgt nach der über das Steuergerät 16 vorge¬ gebenen Regelung, beispielsweise einer Lageregelung. Bei Erreichen eines vorbestimmten maximalen Auflagedruckes - d.h. bei überschreiten des eingestellten Maximaldrucks von beispielsweise 50 bar im Arbeitskanal 50, öffnet das Druckbegrenzungsventil 56 und das Druckmittel strömt nicht mehr über den Arbeitsanschluss B zum Hubzylinder 6 sondern zum Tank T hin ab - das Heckhubwerk 2 bleibt stehen, wobei das Bediengerät 20 immer noch auf "Senken" eingestellt ist. Aus dem "Stehenbleiben" des Heckhubwerks 2 erkennt der Fahrer das Erreichen des gewünschten, voreingestellten Auflagedrucks (50 bar) - das Wegeventil 44 kann auch neutral geschaltet werden, so dass dieser eingestellte, nicht geregelte Druck gehalten wird. Da dieser Druck aufgrund von Bodenunebenheiten etc. oder durch äußere Kräfte variieren kann, wird im Arbeitsbe¬ reich "Drücken" eine Bewegungsüberwachung (motion con- trol) durchgeführt. Dieses Steuerungskonzept wird anhand Figur 6 erläutert.

Das System befindet sich gemäß Figur 6 zunächst im Ruhezustand, d.h. der Fahrer hat noch nicht auf den Arbeitsbereich "Senken" umgestellt. Nach Umschalten auf Senken werden zunächst Weg und Zeitintervalle für die Bewegungsüberwachung berechnet. Hierzu bestehen eine Vielzahl von Möglichkeiten, wobei beispielhaft lediglich zwei Methoden herausgegriffen wurden. Bei der in Figur 6 dargestellten Lösung wird zunächst auf der Basis des vom Steuergerät 16 an das Wegeventil 44 bzw. das Pilotventil 78 abgegebenen Stellsignals die erwartete, normale Hub¬ werksgeschwindigkeit v über ein im Speicher des Steuerge¬ räts 16 abgelegtes Kennfeld bestimmt. Über ein weiteres Kennfeld wird aus dieser Hubwerksgeschwindigkeit v ein geeignetes Wegintervall dw berechnet. Aus dem Quotienten dw/v wird dann ein ÜberwachungszeitIntervall dt bestimmt. Die genannten Kennfelder sind so abgestimmt, dass sich im Hauptarbeitsbereich "Drücken" ein möglichst konstantes Wegintervall dw von etwa 1/30 des Gesamthubes ergibt. Solange während des berechneten ZeitIntervalls der ermit¬ telte Weg zumindest etwa 90 % des vorgenannten Weginter¬ valls (1/30 des Gesamthubes) trägt, erkennt die Steue¬ rung, dass das Heckhubwerk 2 immer noch abgesenkt wird. Bewegt sich dieses während des Zeitintervalls um weniger als 10 % des berechneten Wegintervalls (1/30 des Gesamt¬ hubs) , so erkennt die Steuerung, dass das Heckhubwerk 2 "stehen bleibt" - das Wegeventil 44 wird in seine Neu¬ tralposition (0) gestellt.

In dem Fall, in dem weiterhin von der elektrohydrau¬ lischen Hubwerksregelung ein Senken-Sollsignal anliegt (Solllage noch nicht erreicht) und - wie vorstehend beschrieben - die Senkenbewegung abgeschaltet ist (Wegeventil 44) in Neutralstellung (O)) wird auf einen Bewegungsüberwachungsmodus umgeschaltet. Dazu wird wäh¬ rend eines vorbestimmten Zeitintervalls, der nicht mit dem eingangs beschriebenen Zeitintervall zur Erfassung des Zustands "Stehenbleiben" identisch sein muss, eine "Druckmessung" durchgeführt. Dazu wird das Wegeventil 44 wieder in eine seiner "Senken"-Position (b) verstellt, d.h. , es wird eine Senkenbewegung über eine festgelegte Rampe aktiviert um das "Druck messen" vorzunehmen. Da¬ durch wird das Heckhubwerk 2 abgesenkt und kann sich an die aktuelle Bodensituation anpassen. Nach dieser Senken¬ bewegung wird das Wegeventil 44 wieder in die Neutral- Stellung (0) zurückgestellt - die Überwachung wird solan¬ ge durchgeführt, bis über das Bediengerät 20 das Senken¬ signal zurückgenommen ist.

In dem Fall, in dem eine Hubwerksbewegung nach oben aufgrund äußerer Kräfte erfolgt (beispielsweise Überfah¬ ren einer Bodenunebenheit, wird die vorbeschriebene erneute Absenkbewegung unmittelbar nach Auftreten dieser nach oben gerichteten Hubwerksbewegung gestartet, wobei diese unabhängig von dem eingestellten Zeitintervall (beispielsweise 5 Sekunden) erfolgen kann. Nach Zurück¬ nehmen des Senkensignals befindet sich das System wieder in seinem in Figur 6 links dargestellten Ruhezustand. Bei dem vorbeschriebenen Steuerungskonzept werden die Zeit- und Wegintervalle aus Kennlinienfeldern bestimmt. Bei einer vereinfachten Lösung kann anstelle dieses relativ aufwendigen Verfahrens zur Ermittlung der Zeit- /Wegintervalle aus Kennlinienfeldern auch die Hubwerksge¬ schwindigkeit verwendet werden, die ohnehin im Rahmen der elektrohydraulisehen Regelung erfasst ist (beispielsweise über den Sensor 30) . Ein "Stehenbleiben" des Heckhubwerks 2 wird dann erkannt, wenn die Senkgeschwindigkeit während eines vorbestimmten Zeitintervalls eine Minimalgeschwin¬ digkeit unterschreitet. D.h. anstelle des Wegintervalls wird direkt die Hubwerksgeschwindigkeit ausgewertet.

2. Einfachwirkende Funktion des Heckhubwerks

Wie erwähnt, kann das Heckhubwerk auch einfachwirkend betrieben werden. Hierzu wird der Druck des Druckbegren¬ zungsventils 56 auf einen Minimalwert, beispielsweise 5 bis 8 bar eingestellt, so dass am Arbeitsanschluss B und damit im Ringraum 60 des Hubzylinders 6 ein minimaler Druck eingestellt ist. Wird nun über die elektrohydrauli- sehe Hubwerksregelung (EHR) ein Senken-Signal abgegeben und die vorbeschriebene Bewegungsüberwachung aktiviert, da die tatsächliche Wegänderung des Hubwerks (Hubwellenwinkel) weniger als 10 % der erwarteten Wegän¬ derung pro Zeiteinheit beträgt (oder die Hubwerksge¬ schwindigkeit unterhalb des Grenzwerts liegt) , so wird das Wegeventil 44 nicht wie in der doppeltwirkenden Funktion in die Neutralstellung (0) sondern in die Schwimmstellung (c) verstellt - das Hubwerk kann sich an eventuelle Unebenheiten des Bodens anpassen. Das einge¬ stellte Verhalten entspricht demjenigen herkömmlicher einfachwirkender Hubwerksventile. 3. Schnelleinzug

Zum Betätigen des Schnelleinzugs wird ein Schnellein¬ zugsschalter betätigt, so dass das Heckhubwerk doppelt¬ wirkend mit maximaler Geschwindigkeit abgesenkt wird, bis der am Druckbegrenzungsventil 56 eingestellte Auflage¬ druck erreicht ist. Bei Erreichen dieses Auflagedrucks wird im Unterschied zur vorbeschriebenen Grundfunktion das Wegeventil 44 nicht in seine Neutralposition (0) umgeschaltet, sondern verbleibt in seiner Senken-Position 8b) , so dass das Heckhubwerk 2 sofort einer weiteren Absenkbewegung folgen kann.

Für den Fall, dass der Fahrer den Schnelleinzugs- Schalter längere Zeit betätigt (länger als beispielsweise 10 Sekunden) und das Heckhubwerk 6 während dieser Zeit stehenbleibt, wird das Wegeventil 44 in seine Neutralpo¬ sition (0) verstellt, um eine unnötige Druckmittelerwär¬ mung zu vermeiden.

Während der Betätigung in Senkenrichtung befindet sich die Pumpe der Arbeitshydraulik evtl. im Sättigungs¬ bereich, d.h. es kann unter Umständen kein anderer Ver¬ braucher betätigt werden.

4. Hecktaster

Bei der Betätigung des Hecktasters 24 (Figur 1) wird das Druckbegrenzungsventil - vorzugsweise automatisch - auf einen vergleichsweise geringen Druck von beispeils- weise 5 bar eingestellt. Dabei erfolgt der Hub des Heck¬ hubwerks 2 mit einer festgelegten lastkompensierten Geschwindigkeit, wobei in Abhängigkeit vom Weg die Ge¬ schwindigkeit nach einer Rampe erhöht werden kann. In diesem Betriebsmodus ist ein feinfühliges An-/Abkuppeln der Anbaugeräte möglich. Das leere Hubwerk kann schnell abgesenkt werden.

5. Traktor anheben

Wie eingangs erläutert, ist es beispielsweise zum Reifenwechsel erwünscht, die Traktorhinterachse über das Heckhubwerk 2 anzuheben, so dass der Traktor 1 auf der pendelnden Vorderachse und einem evtl. nicht standfesten Anbaugerät steht, so dass eine erhebliche Kippgefahr besteht. Um diese zu verringern, wird der Maximalaufläge- druck auf einen vergleichsweise niedrigen Druck, bei¬ spielsweise 50 bar begrenzt - ein Reifenwechsel ist dann ohne weiteres nicht möglich.

Zum Reifenwechsel muss der Druck des Druckbegren¬ zungsventils 56 erhöht werden, wobei dieser Modus erst nach einigen Abfragen eingestellt werden kann, so dass bewusste Bedienungseinschränkung vorliegt. Anhand dieser Sicherheitsabfragen kann beispielsweise überprüft werden, ob die Handbremse angezogen ist, der erforderliche Druck am Druckbegrenzungsventil (250 bar) eingestellt ist oder das Schaltventil 140 in seine Sperrstellung verschoben ist, falls der Maximaldruck des Druckbegrenzungsventils 56 nicht ausreichend ist (50 bar) .

Durch die vorbeschriebenen Steuerungskonzepte im Zu¬ sammenwirken mit der Hubwerksventilanordnung lässt sich mit sehr geringem regelungstechnischen und vorrichtungs- technischen Aufwand das Heckhubwerk 2 im Arbeitsbereich "Drücken" mit hoher Präzision und Betriebssicherheit steuern.

Anstelle des vorbeschriebenen verstellbaren Druckbe¬ grenzungsventils 56 kann auch ein fest eingestelltes Druckbegrenzungsventil verwendet werden, womit allerdings eine Komforteinbuße einher geht .

Offenbart ist eine Hubwerksventilanordnung zur An¬ steuerung eines doppeltwirkenden Hubwerks oder eines Anbaugerätes mit einem stetig verstellbaren Wegeventil und einer Individualdruckwaage, über die ein Druckmittel- volumenstrom zu und von einem Hubzylinder des Hubwerks steuerbar ist. Im Druckmittelströmungspfad zwischen einem Ausgangsanschluss des Wegeventils und einem Arbeitsan- schluss der Hubwerksventilanordnung ist ein proportional verstellbares Druckbegrenzungsventil vorgesehen, über das der Druck in diesem Bereich auf einen Maximalwert be¬ grenzbar ist. Die Einstellung des Druckbe-grenzungsven- tils erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von den Be- triebszuständen des Hubwerks oder der Art des Anbaugerä¬ tes. Bezugszeichenliste:

1 Traktor 2 Heckhubwerk 4 Fronthubwerk 6 Hubzylinder 8 Hubzylinder 10 Steuerblock 12 Pumpe 14 Hubwerksventilanordnung 16 Steuergerät 18 Bediengerät 20 Bediengerät 22 Kabine 24 Hecktaster 26 Drucksensor 28 Drehzahlsensor 30 Lagesensor 32 Kraftsensor 34 Geschwindigkeitssensor 36 Anbaugerät 38 Verstellpumpe 40 Zulaufkanal 42 Druckwaage 44 Wegeventil 46 Tankkanal 48 Arbeitskanal 50 Arbeitskanal 52 Senkenmodul 54 Senkenmodul 56 Druckbegrenzungsventil 58 Sekundärdruckbegrenzungsventi1 60 Ringraum 62 Druckraum 4 Hubwelle Arm Anbaugerät Druckwaagenkolben Druckwaagenfeder Kanal LS-Kanal Vorsteuerelement Steuerkanal Vorsteuere1ement Pilotventilanordnung Steuerölversorgung Venti1schieber Steuerleitung Steuerleitung Rückstellfederanordnung Feder Druckwaagenkanal Druckwaagenkanal Entsperrkanal Entsperrkanal Ventilscheibe Notablassventil Verbindungskanal Kugel Madensehraube Kolben Druckfeder Proportionalmagnet Schließkegel Modulkolben Schließfeder Vorsteuerventilkörper Aufstosskolben Drucksensor Drucksensor Wegaufnehmer 130 Drucksensor 132 Drucksensor 134 Drucksensor 136 Steuerräum 138 Steuerraum 140 Schaltventil