DE1000624B - Steuerung mengenveraenderlicher Pumpen, insbesondere fuer hydraulische Kraftheber - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung befaßt sich mit einem Steuerungssystem, das Kraftheber, insbesondere solche, wie sie an Ackerschleppern zum Betätigen von Ackergeräten benutzt werden, zu Hub- und Senkbewegungen veranlaßt und hierbei die ölliefernde Pumpe in ihrer Fördermenge so beeinflußt, daß sie eine dem jeweiligen Bedarf entsprechende Menge liefert. Das Steuerungssystem ist mit einer Rückführung versehen und läßt außerdem eine Bedienung weiterer Geräte, deren Bedienung ebenfalls einer Rückführung unterliegt, durch Betätigen eines Umschalthahnes zu.

Die von der Schlepperindustrie geforderten Kraftheber machen einen ziemlich hohen Leistungsaufwand notwendig. Wegen der kurzen Hubzeit, in der die Ackergeräte aus dem Boden gehoben werden müssen, entstehen, wenn auch kurzzeitig, hohe Leistungsanforderungen an den Kraftheber, die etwa 2 bis 3 PS betragen. Die dafür erforderlichen Pumpen müssen eine entsprechende Dimensionierung erfahren. Da die Pumpen während der gesamten Betriebszeit des Hebers weiterlaufen, besteht die Gefahr, daß die große umlaufende ölmenge zu unerwünschten Erwärmungen führt. Es sind Konstruktionen bekanntgeworden, die sich mengenveränderlicher Pumpen bedienen, bei denen die Fördermenge sich dem jeweiligen Bedarf entsprechend einregelt. Eine solche Pumpe wird auch bei der Anlage gemäß der Erfindung verwendet. Sie arbeitet mit einem Arbeitszylinder zusammen, der nur einseitig beaufschlagt ist und lediglich eine Kraftübertragung in Hubrichtung erzeugt. Um die Pumpe den Stellungen des Hebers entsprechend ein- und ausschalten zu können, ist eine Rückführung notwendig. Die Rückführung bei der Anordnung nach der Erfindung zeigt eine Neuerung insofern, als diese Rückführung nur in einem kurzen Stellungsbereich, innerhalb dessen die Pumpe zurückgestellt werden soll, wirkt; in allen übrigen Stellungen läßt sie eine freie Bewegung des Bedienungshebels zu, so daß bei der Betätigung desselben keine Rücksicht auf die jeweilige Stellung des Hubgerätes genommen zu werden braucht.

Rückgeführte Geräte, die solche Hydrauliken betätigen, weisen einen Mangel insofern auf, als sie nicht ohne weiteres in der Lage sind, die Pumpe von dem au« dem Arbeitszylinder herrührenden Druck zu entlasten. Ist das Gerät z. B. in eine Stellung eingelaufen, in der es die Last zu tragen hat, so ist die Rückführung nicht imstande, den vom Gerät herkommenden Öldruck der Pumpe fernzuhalten. Erfindungsgemäß wird hier durch ein besonderes Mittel diesem Mangel abgeholfen, so daß die Pumpe, nachdem sie durch die Rückführung auf Fördermenge Null gebracht worden ist, auch noch ihren Arbeitsdruck — bis auf einen gewissen notwendigen Steuerdruck — ver-Steuerung mengenveränderlicher Pumpen, insbesondere für hydraulische Kraftheber

Anmelder: Dipl.-Ing. Hans Molly, Maisch (Kr. Karlsruhe), Neue Bahnhofstr. 2

Dipl.-Ing. Hans Molly, Maisch (Kr. Karlsruhe), ist als Erfinder genannt worden

liert. Läßt das Gerät infolge innerer Undichtigkeiten des Hebers seine Last absinken, so wirkt diese in der Steuerung untergebrachte Neuerung derart, daß nach Zurücklegen sehr kurzer Wege die Rückführung intermittierend —■ bei großer Dichtigkeit in entsprechend großen Abständen — auf die Pumpe einwirkt und sie dazu veranlaßt, den Heber in die ursprüngliche Stellung wieder zurückzubringen.

Die leichte Bedienung der von der Hydraulik betätigten Geräte hat zu dem Wunsch geführt, eine universellere Anwendung auf den hydraulisch ausgerüsteten Schleppern zu ermöglichen. Das Hauptgerät ist durch einen Hebel mit der Rückführung gesteuert. Die Rückführung spricht auf die Stellung des Arbeitsgerätes an. Sollen, wie die Erfindung es zeigt, andere Geräte ebenfalls von diesem Hebel aus betätigt werden — eine Forderung, die bei der immer größer werdenden Zahl von Bedienungshebeln für einen Schlepperfahrer von großer Bedeutung ist —, so müssen die angeschlossenen weiteren Geräte ebenfalls mit einer Rückführung auf die Steuerung einwirken. Diese Geräte sind an verschiedenen Stellen des Schleppers angebracht; zum Teil werden sie sogar an den Anhängefahrzeugen zur Anwendung kommen, so daß eine Rückführung, die von der Stellung der Geräte ausgeht, praktisch nicht möglich ist. Erfindungsgemäß wird nun so vorgegangen, daß diese zusätzlichen Geräte nicht stellungs-, sondern kraftrückgeführt sind. Der bei ihrer Betätigung auftretende Öldruck wird so auf die Steuerung zur Einwirkung gebracht, daß im Bedienungshebel die Öldrücke fühl-

3 4

bar sind und dem Bedienenden die Möglichkeit ge- det vor den Kolben 47 eine Leitung 48, die von der

boten ist, entsprechend der Größe der Öldrücke zu Druckleitung 49 über die Leitung 50 und einen mit

handeln, so daß er über die Beanspruchung der der Feder 52 belasteten Sicherheitsventilkolben 51

Hydraulik oder gewisser Vorgänge, die im Schlepper Drucköl erhalten kann.

durch die Bedienung der Hydraulik auftreten, unter- 5 Die Abbildung zeigt die Anlage in einer Stellung richtet ist. Wird z. B. ein Ladergerät bedient, das in- »Halt« kurz vor der Endstellung, bestimmt durch den folge einer übermäßig groß aufgegriffenen Last eine Betätigungshebel 16 und den in seiner Kulisse 15 Gleichgewichtsstörung des Schleppers hervorruft, so gleitenden Stift 14. In dieser Stellung fördert die spürt der Fahrer an dem hohen Arbeitsdruck die Ge- Pumpe mit vollem Hubvolumen durch die Leitung 49 fahr und wird diese durch einfaches Loslassen des 10 öl in die Verbindungsleitung 31, wobei der Drossel-Bedienungshebels, der sich dann seinem Griff ihnedies bund 23 unter dem Einfluß des fließenden Öles durch entziehen will, beseitigen. Erfindungsgemäß ist in Zusammenpressen der Feder 26 dem Öl den Weg freidieses System noch eine Überlastungsfeder eingeschal- gibt. Aus der Bohrung 31 geht das Öl an dem Kolben tet, die bei einem gewaltsamen Festhalten des Be- 19 vorbei in die Leitung 32, öffnet das Rückschlagdienungshebels zum Ansprechen kommt und durch 15 ventil 33, durchfließt die Leitung 34 über 46 nach 36 Rückführung der Pumpe eine Beschädigung der und tritt in den Zylinder 4 ein, wobei der Kolben 5 Hydraulik verhütet. vorwärts bewegt wird und mittels seiner Kolben-Dieses Kraftrückführungssystem kann durch eine stange 6 die Kurbel 7 vorwärts drückt, womit Welle 8 einfache Umschaltung auch für die Normalbedienung und Heberarme 9 und 10 eine Aufwärtsbewegung des Hauptgerätes eingesetzt werden, wobei es in der 20 machen. In diesem Zustand ist das öl unter dem KoI-Weise wirkt, daß die am Heber angehängten Acker- ben 3 durch Wirkung der Feder 2 herausgepreßt, so geräte unter dem Einfluß ihres Zugwiderstandes in daß der Hub der Pumpe, wie gezeichnet, auf voller ihrer Höhenlage verändert werden können. Fördermenge steht. Das Herausdrücken des Öles aus Weiterhin ist in dem Kraftrückführungs system ein dem Kolbenraum 3 ließen die Leitung 30, die Rille 27 Sicherheitsventil vorgesehen, das in Fällen der Über- 25 und Leitung 28 und 29 zu, wobei das öl an dem Kollast bei Stellungsrückführung des Hauptgerätes zum ben 20 vorbei abfließen konnte.

Ansprechen kommt und durch Kraftrückführung die Wird jetzt durch Drehung der Welle 8 Zahnsegment Hydraulik vor Schaden bewahrt. 11 und Zahnrad 12 gedreht, so bewegt sich der Rück-In der Zeichnung ist mit 1 beispielsweise eine führstift 14 in der Kulisse 15 vorwärts und zieht die Axialkolbenpumpe bezeichnet, deren Fördermenge in 30 Welle 13 und mit ihr die Verbindungsstange 18 und bekannter Weise durch Hubveränderung beeinflußt den Kolben 19 in der Zeichnung nach links. Jetzt werden kann. 2 ist eine auf vollen Pumpenhub wir- öffnet die Leitung 28 und dann die Leitung 29 die kende Feder, 3 ein auf Hub Null hin wirkender Ver- Verbindung zwischen dem Kolben 3 und dem Hochstellkolben. 4 zeigt einen Hubzylinder mit Kolben 5, druck der Pumpe, der am Kolben 19 herrscht. Die der über eine Kolbenstange 6 auf eine Kurbel 7 hin 35 Leitung 28 ist durch den Kolben 22 abgesperrt, weil wirkt. Deren Welle 8 trägt zwei Heberarme 9 und 10, dieser infolge der strömenden Bewegung des Öles in an denen eine Last angehängt werden kann. An der einer nach links gedrückten Stellung sich befindet, in Hubwelle befindet sich ein Zahnsegment 11, das mit der seine Rille 27 lediglich die Leitung 29 mit 30 vereinem der Rückführung angehörenden Zahnrad 12 im bindet. Die Rückführbewegung muß also so weit erEingriff steht. Auf der Welle 13 der Rückführung be- 40 folgen, bis die Leitung 29 geöffnet ist und Drucköl findet sich ein Rückführstift 14, der in einer Kulisse unter den Kolben 3 tritt, der die Pumpe auf Hub Null 15 des Betätigungshebels 16 gleitet. Über eine Feder verstellt. Sobald dies geschehen ist, verschwindet die 17 wird mittels Verbindungsstange 18 der Steuer- Strömungsbewegung aus der Leitung 49 nach 31, und kolben 19 mit seinen beiden Bunden 20 und 21 hin- die Feder 26 drückt den Kolben 22 nach rechts in die und herbewegt und erhält über das Zahnrad 12 außer- 45 gezeichnete Stellung. Das Öl im Federraum 26 kann dem eine drehende Bewegung. Ein Drosselkolben 22 bei dieser Bewegung über die Bohrung 25 aus der trägt einen Drosselbund 23. Eine hinter diesem be- Leitung 31 her zufließen.

findliche Rille 24 trägt eine Bohrung 25, die in einen Jetzt ist die Leitung 28 mit 30 verbunden und somit

Raum einmündet, welcher eine Feder 26 enthält. Eine eine volle Verbindung zwischen der Leitung 49 und

zweite Rille 27 steuert zwei Kanäle 28 und 29, die, 50 30 gegeben, so daß der Pumpendruck auf den ge-

etwas in axialer Richtung in bezug auf die Leitung 30 ringen Rückstelldruck, der im Raum 3 notwendig ist,

versetzt, vor den Bund 20 münden. Die Rille 24 hat absinkt. Der Kraftheber würde hierbei den in ihm

Verbindung über die Leitung 31 zum Kolben 19, auf herrschenden Druck über die Leitung 36 und 34 nach

den außerdem eine Leitung 32, die durch die Rück- 32 hin absinken lassen. Das Kugelventil 33 sperrt je-

schlagkugel 33 verschlossen ist, und die Leitung 34 55 doch diesen Rückfluß, so daß der Kraftheber, ohne

münden. Über ein Ventil 35 besteht eine Verbindung mit seinem Druck auf der Pumpe zu lasten, stehen-

zur Leitung 36, die in den Arbeitszylinder 4 mündet. bleibt.

Vor dem Kolben 19 liegt der Rücklaufkanal 37, der Treten Undichtigkeiten auf, so sinkt der Kraftheber

über einen ölsammelbehälter 38 mit der Leitung 39 langsam abwärts, bis das Rückführgestänge die Lei-

zur Ansaugseite der Pumpe führt. Das Ventil 35 kann 60 tung 29 und, da diese gesperrt ist, auch noch die Lei-

durch einen Hebel 40 betätigt werden, wobei mit der tung 28 nach der Ausflußseite hin öffnet. Sobald

Rille 41 Verbindung zwischen der Leitung 34 einer- durch die Leitung 28 das Öl abfließen kann, sinkt in

seits und den Leitungen 42, 43 und 44 andererseits der Leitung 30 und vor dem Kolben 3 der Öldruck so

hergestellt werden kann, an welchen weitere Geräte weit ab, daß die Pumpe auf Hubförderung kommt und

angeschlossen werden können. Gleichzeitig kann die 65 nunmehr durch die Leitung 49 in der schon beschriebe-

Leitung 45 durch Bewegen des Hebels 40 mittels der nen Weise den Kraftheber wieder mit öl füllt und in

Aussparung 46 mit den Leitungen 36 und 34 bzw. aus- die alte Stellung zurückbringt.

schließlich mit der Leitung 34 verbunden werden. Die Beim Einsetzen des ölflusses in der Leitung 49 wird

Leitung 45 mündet vor einen Kolben 47, der gegen wiederum der Drosselkolben 22 unter Zusammen-

den Kolben 19 drücken kann. In gleicher Weise mün- 70 pressen der Feder 26 in eine Stellung gebracht, in der

erst beim Zufließen von Drucköl in die Leitung 29 unter den Kolben 3 Drucköl treten kann, das den Hubvorgang beendet, wobei der Drosselkolben 22 wieder durch die Feder 26 in die Ruhelage gebracht wird.

In der beschriebenen Weise kann das Gerät, ohne daß der Öldruck störend auf der Pumpe lastet, in der oberen Hublage gehalten werden. Je nach Dichtigkeit der Anlage setzt der beschriebene Vorgang nach Minuten oder Stunden ein.

Soll das Gerät gesenkt werden, so wird der Betätigungshebel 16 abwärts gedruckt, der Rückführstift 14 zieht den Kolben 19 so weit nach links, bis die Leitung 34 vom Bund 21 freigegeben wird und das öl aus dem Hubzylinder 4 in den Rücklaufkanal 37 zum ölsammelbehälter 38 zurückfließt, von wo aus es beim nächsten Hub von der Pumpe über die Leitung 39 wieder angesaugt wird.

Die Bewegung des Steuerkolbens muß schnell und zügig erfolgen, damit das Gerät sich gut steuern läßt. Aus diesem Grund ist der Steuerkolben 19 über die Verbindungsstange 18 mit dem Zahnrad 12 und dem Segment 11 so in Verbindung gehalten, daß die bei den Rädern auftretenden Drehbewegungen, die seine axiale Verschiebung erleichtern, von ihm mitgemacht werden.

Die Anlage kann noch eine größere Anzahl anderer Geräte mitbedienen, die in gleicher Weise vom Betätigungshebel 16 aus gesteuert werden können. Zu diesem Zweck wird durch einen Hebel 40 das Ventil 35 gedreht, wobei der Reihe nach die Leitungen 42, 43 und 44 mit der Öldruckleitung 34 über eine Bohrung 41 im Ventil 35 verbunden werden können. Gleichzeitig sorgt eine Aussparung 46 dafür, daß der Druck hinter der Leitung 34 auch auf die Leitung 45 übertragen werden kann, von wo aus er hinter einem KoI-ben 47 zur Wirkung kommt. Dieser Kolben 47 wirkt immer mit dem jeweilig auf den Geräten herrschenden Arbeitsdruck gegen den Steuermechanismus und bewegt diesen in der Zeichnung nach links. Dabei wird der Hebel 16, da er mit seiner Kulisse 15 vom Rückführstift 14 gedrückt wird, sich in die Stellung »Halt« zurückbewegen wollen (ein weiterer Hub des Kolbens 47 ist durch Anschlag verhindert). Soll eines der an den Anschlüssen 42, 43 und 44 angehängten Geräte zum Heben gebracht werden, so geschieht dies in der schon bei der Beschreibung des Hubzylinders dargestellten Weise, wobei allerdings der Bedienende im Gegensatz zu diesem Vorgang den Öldruck am Betätigungshebel 16 vermerkt. Wird der Senkvorgang eingeleitet, so kann der Betätigungshebel 16 auf »Senken« gestellt werden, um den früher schon beschriebenen Vorgang auf das einzelne Gerät einzuleiten.

Wird beim Heben der Betätigungshebel 16 mit Gewalt festgehalten, so kann trotzdem der Öldruck nur ein zulässiges Maß erreichen, was durch die zwischengeschaltete Feder 17 gesichert ist, die die Verbindungsstange 18 in die Welle 13 eintreten läßt, sobald der Öldruck hinter dem Kolben 47 die Kraft der Feder überwinden kann.

In Fällen, in denen der Hubzylinder 4 durch Kraftrückführung betätigt werden soll, kann dieses durch Betätigen des Hebels 40 geschehen, der eine Verbindung 36, 34 und 45 herstellt, ohne daß eines der anderen Arbeitsgeräte an den Leitungen 42 bis 44 angeschlossen wird. Jetzt wirkt der Öldruck kraftrückführend auf das Steuersystem und macht die gewünschte Bedienung der Pflüge möglich.

Die an den Leitungen 42 bis 44 anschließbaren Geräte haben vermöge der Kraftrückführung durch die Feder 17 eine Absicherung gegen Überlastung. In gleicher Weise wird auch der Hubzylinder 4 gegen Überlastung abgesichert durch einen Sicherheitsventilkolben 51, der durch eine Feder 52 die Verbindungsleitung 48 gegenüber der Druckleitung 50 absperrt. Das bei Überlast aus der Leitung 50 in die Leitung 48 übertretende öl kann über den Kolben 47 die Feder in bekannter Weise zusammendrücken und das Gerät auf Stellung »Halt« bringen. Die Feder 52 und Feder 17 sind so aufeinander abgestimmt, daß erst die Feder 52 öffnet und nach einer geringen Drucksteigerung erst die Feder 17 zum Ansprechen kommt.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Steuerung mengenveränderlicher ölpumpen, insbesondere solcher auf Ackerschleppern, mit die Pumpenförderung beeinflussender Rückführung, dadurch gekennzeichnet, daß der die Mengenveränderung bewirkende Verstellkolben (3) unter dem Einfluß von zwei Steuerkolben (19 und 22) steht, von denen der eine — Drosselkolben (22) — in Abhängigkeit vom ölstrom der Pumpe zwei Leitungen (28 und 29) wahlweise zum Verstellkolben (3) schaltet, die, wirkungsmäßig hintereinanderliegend, ihrerseits durch einen Bund (20) des von der Rückführung abhängigen anderen Steuerkolbens (19) gesteuert, den Verstellkolben (3) mit der Druckseite der Pumpe verbinden, absperren oder drucklos machen, derart, daß unter dem Einfluß des in Bewegung bzw. zum Stillstand kommenden ölstromes der Steuerkolben auf Leitungen wirkt, die eine Rückstellung der Pumpe auf den für die Haltung der Nullage nötigen Druck möglich machen.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in Abhängigkeit vom ölstrom der Pumpe arbeitende Drosselkolben (22) auf der einen Seite durch den Druck des ihm aus der Leitung (49) von der Pumpe zufließenden Öles und auf der anderen Seite durch den Druck des von ihm fortfließenden Öles und einer Feder (26) belastbar ist.

3. Steuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mechanische Rückführgestänge (13 bis 18) einerseits durch den Arbeitskolben (5) in drehende Bewegung versetzt und andererseits durch einen Betätigungshebel (16) über eine Kulisse (15) in den Bereich der gewählten Rückführstellung über einen in der Kulisse laufenden Rückführstift (14) oder eine ähnliche Einrichtung axial bewegbar ist.

4. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (19) mit seinen Bunden an der drehenden Bewegung der Rückstellwelle zwecks Minderung des Reibungseinflusses teilnimmt.

5. Steuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (19) durch einen Kolben (47), der unter dem Einfluß des Arbeitsdruckes steht, in Richtung auf Zuschalten der mit dem Verstellkolben (3) verbundenen Kanäle (29 und 28) zur Druckleitung der Pumpe unter Überwindung einer die Kraft begrenzenden Feder (17) hydraulisch zurückführbar ist.

6. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (17) sich an dem mechanischen Rückführgestänge (13) abstützt.

7· Steuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kolben (47) den Arbeitsdruck zuführende Leitung (45) an den Arbeitskolben (5) oder an ein beliebiges anderes durch das gleiche Ventil (35) zuschaltbares Arbeitsgerät anschließbar ist.

8. Steuerung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Druckleitung (49) der Pumpe ein federbelasteter Sicherheitsventilkolben (51) angeschlossen ist, der das aus ihm austretende Öl unter den die hydraulische Rückführung bewirkenden Kolben (47) leitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen