EP0872644B1

EP0872644B1 - Hydraulic control system for at least one double acting lifting cylinder

Info

Publication number: EP0872644B1
Application number: EP98106655A
Authority: EP
Inventors: Manfred Geng
Original assignee: Claas Saulgau GmbH
Current assignee: Claas Saulgau GmbH
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1998-04-11
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2018-04-11
Also published as: DE59805756D1; EP0872644A1; DE19716331A1; ATE225464T1

Abstract

The device comprises a check valve (7) which is hydraulically releasable by means of a control connection (9) and which opens when operating pressure is present at the control connection (9). The piston-side chamber of the lift cylinder and the control connection of the check valve are connected to the control valve (3). The rod-side chamber of the lift cylinder is connected via the check valve in its closure direction with the pressure accumulator (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steueranordnung für wenigstens einen doppeltwirkenden Hubzylinder, worunter eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit zu verstehen ist, deren beide Zylinderkammern Leitungsanschlüsse aufweisen.The invention relates to a hydraulic control arrangement for at least one double-acting lifting cylinder, including one hydraulic piston-cylinder unit is to be understood, whose both cylinder chambers have line connections.

Normalerweise werden doppeltwirkende Hubzylinder mit 4Wegeventilen gesteuert, wobei das Steuerventil 4 Anschlüsse aufweist, an denen eine von einer Druckquelle kommende Druckleitung, eine drucklose Rückleitung und die beiden Zylinderkammern angeschlossen sind. Ein solches 4Wege-Ventil hat mindestens drei Stellungen, möglicherweise auch noch eine vierte sogenannte Schwimmstellung, in welcher die beiden Zylinderkammern miteinander verbunden sind, so daß der Kolben frei oder mittels eines Drosselventils gebremst beweglich ist.Usually double-acting lifting cylinders are used 4-way valves controlled, the control valve 4 connections having one coming from a pressure source Pressure line, an unpressurized return line and the two Cylinder chambers are connected. Such a 4-way valve has at least three positions, possibly one fourth so-called floating position, in which the two Cylinder chambers are interconnected so that the piston freely or braked by means of a throttle valve.

Einfachwirkende hydraulische Hubzylinder werden normalerweise mittels eines 3Wege/3Stellungs-Steuerventils betätigt, das über eine Leitung mit nur einer Zylinderkammer verbunden ist. In den drei Stellungen kann diese Verbindungsleitung unter Druck gesetzt, abgesperrt oder zum Zwecke der Rückleitung drucklos gemacht werden. Single-acting hydraulic jacks are usually used operated by means of a 3-way / 3-position control valve, which via a line is connected to only one cylinder chamber. In the This connecting line can be in three positions under pressure set, blocked or depressurized for the purpose of return be made.

Doppeltwirkende Zylinder erfordern gewöhnlich im Vergleich zu einfachwirkenden Zylindern einen höheren Aufwand, nämlich wegen der komplizierteren Bauart des Steuerventils, vor allem aber bei der Montage wegen der erforderlichen doppelten Leitungsverbindung zwischen Zylinder und Steuerventil. Bei großen Entfernungen oder anderen Schwierigkeiten der Leitungsinstallation erwächst deshalb gelegentlich das Bedürfnis, einen doppeltwirkenden Zylinder mit nur einer Leitungsverbindung zum Steuerventil zu betreiben.Double acting cylinders usually require compared to single-acting cylinders a higher effort, namely because the more complicated design of the control valve, but above all during assembly because of the required double Line connection between cylinder and control valve. at long distances or other difficulties of Line installation therefore occasionally grows Need a double acting cylinder with only one Operate the line connection to the control valve.

Ferner gibt es Anwendungsfälle, in denen die hydraulische Versorgungseinheit nicht mit einer ausreichenden Anzahl von 4Wege-Ventilen ausgestattet ist, sondern nur 3Wege-Ventile zur Verfügung stehen, der Einsatz von doppeltwirkenden Zylindern aber erwünscht ist. Dieser Fall tritt bei landwirtschaftlichen Maschinen auf, die für den Betrieb an einem landwirtschaftlichen Schlepper eingerichtet sind, wobei die hydraulischen Komponenten vom Schlepper aus mit Drucköl versorgt und gesteuert werden.There are also applications in which the hydraulic Supply unit not with a sufficient number of 4-way valves, but only 3-way valves Are available, the use of double-acting cylinders but is desirable. This case occurs in agricultural Machines designed for operation on one agricultural tractors are set up, the hydraulic components from the tractor with pressure oil be supplied and controlled.

Schließlich gibt es das Problem, daß ein einfachwirkender hydraulischer Hubzylinder zwar seine hydraulische Betätigungsaufgabe löst und dabei durch Schwerkraft oder Federkraft zurückgestellt wird, in der drucklosen Ausgangsstellung jedoch mechanisch verriegelt werden muß, um eine unbeabsichtigte Bewegung infolge von äußeren Kräften zu verhindern. Ein Beispiel hierfür ist die hydraulische Betätigung der Knickdeichsel eines Ladewagens. Aus dem Prospekt mit dem Impressum 8/96 (Rihn) dt. 100/189 280.8 der Anmelderin für die Ladewagen-Baureihe SPRINT, Seite 19 oben, ist es bekannt, durch Ausfahren zweier einfachwirkender hydraulischer Hubzylinder die Deichsel eines Ladewagens nach unten abzuknicken, um unter der Pickup Bodenfreiheit zu gewinnen. Bei der Straßenfahrt mit gestreckter Knickdeichsel müssen die eingefahrenen drucklosen Zylinder aus Sicherheitsgründen mittels eines übergeklappten Bügels mechanisch arretiert werden. Es könnte sonst vorkommen, daß der Ladewagen, wenn er hinten Übergewicht hat, sich unter Abknicken der Deichsel während der Fahrt aufbäumt. Die Betätigung des mechanischen Sicherheitsbügels zwingt jedoch den Fahrer, vor Fahrtantritt auszusteigen und nach hinten zu gehen, was unbequem und zeitaufwendig ist.Finally there is the problem of being a single acting hydraulic lifting cylinder its hydraulic Solves actuation task and thereby by gravity or Spring force is reset in the unpressurized Starting position, however, must be locked mechanically in order an unintentional movement due to external forces prevent. An example of this is the hydraulic one Actuation of the articulated drawbar of a loading wagon. From the prospectus with the imprint 8/96 (Rihn) German 100/189 280.8 of the applicant for the SPRINT loading wagon series, page 19 above, it is known, by extending two single-acting hydraulic Lift cylinder down the drawbar of a loading wagon bend to gain ground clearance under the pickup. at on the road with the articulated drawbar extended retracted unpressurized cylinder for safety reasons mechanically locked by means of a folded bracket become. Otherwise it could happen that the loading wagon if it is overweight in the back, kinking the drawbar rears up while driving. The actuation of the mechanical However, the safety bar forces the driver to start driving get out and go back what is uncomfortable and is time consuming.

Alle drei geschilderten Probleme werden erfindungsgemäß durch eine Steueranordnung für einen doppeltwirkenden Hubzylinder gelöst, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist. Bei dieser Steueranordnung ist der Zylinder mit dem Steuerventil über nur eine Leitung verbunden, es wird ein übliches 3Stellungs/3Wege-Steuerventil verwendet, wie es normalerweise bei einfachwirkenden hydraulischen Hubzylindern vorgesehen ist und dabei kann auf eine mechanische Verriegelung im drucklosen Ausgangszustand des Hubzylinders verzichtet werden.All three problems described are solved by the invention a control arrangement for a double-acting lifting cylinder solved as it is characterized in claim 1. at this control arrangement is the cylinder with the control valve connected by just one line, it becomes a common one 3 position / 3 way control valve used as it normally does is provided for single-acting hydraulic lifting cylinders and it can be a mechanical lock in the unpressurized Initial state of the lifting cylinder can be dispensed with.

Die Besonderheit dieser Steueranordnung liegt darin, daß ein elastischer Druckspeicher, vorzugsweise in der Nähe des Hubzylinders vorgesehen ist, der mit Druckmittel unter Betriebsdruck gefüllt bzw. gespannt wird und beim Rücklauf des Kolbens auf diejenige Kolbenseite drückt, die der vom Betriebsdruck beaufschlagten Seite gegenüberliegt. Die betreffende Zylinderkammer ist über ein Rückschlagventil in dessen Schließrichtung mit dem Druckspeicher verbunden. Das Rückschlagventil kann zwangsweise mittels des Betriebsdrucks geöffnet werden, um das Füllen des Druckspeichers zu ermöglichen.The peculiarity of this control arrangement is that a elastic pressure accumulator, preferably near the Lift cylinder is provided with the pressure medium below Operating pressure is filled or tensioned and when the Piston presses on the side of the piston that the from Operating pressure on the opposite side. The relevant cylinder chamber is in via a check valve whose closing direction is connected to the pressure accumulator. The Check valve can be forced by means of the operating pressure be opened to fill the accumulator too enable.

Mit Hilfe dieser Steueranordnung ist es somit möglich, an einem Schlepper, dessen Hydraulikanlage nur noch ein freies 3Wege-Steuerventil aufweist, eine landwirtschaftliche Maschine auch dann anzuschließen, wenn ein in dieser Maschine eingebauter doppeltwirkender hydraulischer Hubzylinder gesteuert werden muß.With the help of this control arrangement, it is thus possible to use one Tractor, the hydraulic system only a free 3-way control valve has an agricultural machine too then to be connected if a built in this machine double-acting hydraulic lifting cylinder can be controlled got to.

Ganz besonders vorteilhaft ist die geschilderte Steueranordnung bei Betätigung einer Knickdeichsel an einem Ladewagen mit Hilfe doppeltwirkender hydraulischer Hubzylinder, da infolge des Rückschlagventils das Druckmittel nicht in den Speicher zurückfließen kann, so lange der Betriebsdruck fehlt, was eine mechanische Verriegelung entbehrlich macht. Selbstverständlich können bei entsprechender volumenmäßiger Auslegung des Druckspeichers mehrere doppeltwirkende hydraulische Hubzylinder parallel zueinander mittels eines Steuerventils gesteuert werden.The control arrangement described is particularly advantageous with the help of an articulated drawbar on a loading wagon double-acting hydraulic lifting cylinder, as a result of the Check valve the pressure medium is not in the memory can flow back as long as the operating pressure is missing, which is a makes mechanical locking unnecessary. Of course can with appropriate volume interpretation of the Pressure accumulator several double-acting hydraulic lifting cylinders controlled in parallel with each other by means of a control valve become.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.An embodiment of the invention is described below the drawing explained.

Im einzelnen zeigt

Fig. 1: ein hydraulisches Schaltbild und
Fig. 2: in schematischer Darstellung einen Längsschnitt des in Fig. 1 verwendeten hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventils.

In detail shows

Fig. 1: a hydraulic circuit diagram and
Fig. 2: a schematic representation of a longitudinal section of the hydraulically unlockable check valve used in Fig. 1.

In Fig. 1 sind zwei doppeltwirkende hydraulische Hubzylinder dargestellt, deren kolbenseitige Zylinderkammern durch eine Verbindungsleitung 1 und deren kolbenstangenseitige Zylinderkammern durch eine Verbindungsleitung 2 miteinander verbunden sind. Es ist ein 3Wege/3Stellungs-Steuerventil 3 vorgesehen, an dem eine hydraulische Druckquelle 4 und eine Rückleitung 5 angeschlossen ist. Das Steuerventil 3 ist über eine Verbindungsleitung 6 mit der Verbindungsleitung 1, d. h. mit den kolbenseitigen Kammern der Hubzylinder verbunden.In Fig. 1 are two double-acting hydraulic lifting cylinders shown, the piston-side cylinder chambers by a Connection line 1 and its piston rod side Cylinder chambers through a connecting line 2 to each other are connected. It is a 3-way / 3-position control valve 3 provided on which a hydraulic pressure source 4 and a Return line 5 is connected. The control valve 3 is over a connecting line 6 with the connecting line 1, d. H. connected to the piston-side chambers of the lifting cylinders.

Ferner ist ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil 7 vorgesehen, das drei Anschlüsse aufweist und zur Verdeutlichung seiner Funktion in Fig. 2 getrennt dargestellt ist. Dieses Schaltelement ist zwischen der Verbindungsleitung 2 und einem elastischen hydraulischen Druckspeicher 8, einer sogenannten Speicherblase, eingeschaltet. Die Bauart dieses elastischen Druckspeichers 8 ist unerheblich. Er kann ein über eine Membran abgetrenntes komprimierbares Medium oder einen federbelasteten Kolben enthalten. Die Anordnung des Rückschlagventils ist so getroffen, daß es bei einer Strömung von den kolbenstangenseitigen Zylinderkammern über die Verbindungsleitung 2 zum Druckspeicher 8 sperrt. Schließlich ist der Steueranschluß des Rückschlagventils 7 über eine Verbindungsleitung 9 und über die Verbindungsleitung 6 mit dem Steuerventil 3 verbunden.There is also a hydraulically unlockable check valve 7 provided that has three connections and for clarification its function is shown separately in Fig. 2. This Switching element is between the connecting line 2 and one elastic hydraulic pressure accumulator 8, a so-called Memory bubble, turned on. The design of this elastic Pressure accumulator 8 is irrelevant. It can be over a membrane separated compressible medium or a spring-loaded Pistons included. The arrangement of the check valve is like this hit that there was a flow from the cylinder chambers on the piston rod side Connection line 2 to the pressure accumulator 8 blocks. Finally is the control connection of the check valve 7 via a Connecting line 9 and via the connecting line 6 with the Control valve 3 connected.

In Fig. 2 finden sich wieder der Druckspeicher 8, die Verbindungsleitung 9 und die Verbindungsleitung 2, die alle an dem deutlicher dargestellten Rückschlagventil 7 angeschlossen sind. Es enthält als Ventilkörper eine Kugel 10, die von einer Feder 11 auf ihren konischen Sitz gedrückt wird. Entgegen der Federkraft und eines eventuell zusätzlich auf der Kugel lastenden Druckes kann diese mittels eines Stößels 12 von ihrem Sitz abgehoben werden. Der Stößel ist an einem kleinen Kolben 13 befestigt, der sich in einem Zylinder 14 bewegen kann, an dem die Verbindungsleitung 9 angeschlossen ist. Der Druckspeicher 8 ist an einem Kanal 15 angeschlossen, welcher den Stößel 12 enthält und den Zylinder 14 mit dem Ventilsitz verbindet.In Fig. 2 there are again the pressure accumulator 8, the Connection line 9 and the connection line 2, all on the check valve 7 shown more clearly connected are. It contains a ball 10 as a valve body, which of a Spring 11 is pressed onto its conical seat. Contrary to Spring force and one possibly on the ball load pressure this can by means of a plunger 12 Be lifted off the seat. The plunger is on a small piston 13 attached, which can move in a cylinder 14 which the connecting line 9 is connected. The Pressure accumulator 8 is connected to a channel 15, which contains the plunger 12 and the cylinder 14 with the valve seat combines.

Liegt an der Verbindungsleitung 9 Druck an, so wird die linke Seite des Kolbens 13 von diesem Druck beaufschlagt und er bewegt sich bis zum Anschlag nach rechts, wobei der Stößel 12 die Kugel zurückdrückt und das Ventil zwangsweise öffnet. Ist die Verbindungsleitung 9 hingegen drucklos, so entspricht die Funktionsweise derjenigen eines normalen Rückschlagventils. Das im Druckspeicher 8 enthaltene Drucköl kann über die Verbindungsleitung 9 nicht entweichen, da dieser Weg durch den Kolben 13 versperrt ist, wenn sich dieser links gegen die Mündung der Verbindungsleitung 9 legt.If there is pressure on the connecting line 9, the left one Side of the piston 13 acted upon by this pressure and he moves to the right as far as it will go, push rod 12 pushes the ball back and forcibly opens the valve. is the connecting line 9, however, depressurized, corresponds to the Functionality of that of a normal check valve. The pressure oil contained in the pressure accumulator 8 can be via the Connection line 9 does not escape, because this way through the Piston 13 is blocked when it is against the left Mouth of the connecting line 9 sets.

Die Anordnung nach Fig. 1 wirkt wie folgt:
Wird die Verbindungsleitung 6 über das Steuerventil 3 mit Druck beaufschlagt, so bewegen sich beide Kolben nach oben. Bei dieser Bewegung wird die beispielsweise erwähnte Knickdeichsel eines landwirtschaftlichen Ladewagens geknickt. Der Druck steht auch am Kolben 13 an, der somit über den Stößel 12 das Rückschlagventil öffnet. Aus diesem Grunde kann das Druckmittel aus den kolbenstangenseitigen Zylinderkammern in den Druckspeicher 8 einfließen.The arrangement according to FIG. 1 acts as follows:
If the connecting line 6 is pressurized via the control valve 3, both pistons move upwards. During this movement, the articulated drawbar of an agricultural loading wagon, for example mentioned, is bent. The pressure is also present at the piston 13, which thus opens the check valve via the tappet 12. For this reason, the pressure medium can flow into the pressure accumulator 8 from the cylinder chambers on the piston rod side.

Wird umgekehrt die Verbindungsleitung 6 drucklos gemacht, so kommt der Speicherdruck zur Wirkung. Er öffnet das Rückschlagventil 7 und beaufschlagt die Kolbenstangenseite der Hubzylinder. Diese bewegen sich somit nach unten. Das Druckmittel aus den kolbenseitigen Kammern wird über die Verbindungsleitungen 1, 6 und die Rücklaufleitung 5 ausgestoßen.Conversely, if the connecting line 6 is depressurized, so the memory pressure comes into effect. He opens that Check valve 7 and acts on the piston rod side of the Lift cylinder. These are therefore moving downwards. The Pressure medium from the piston-side chambers is via the Connection lines 1, 6 and the return line 5 pushed out.

In beiden Bewegungsrichtungen ist eine stufenlose Einstellung der Kolbenstangen möglich, indem das Steuerventil 3 in seine dritte Stellung gebracht wird, bei dem die Verbindungsleitung 6 gesperrt ist. Die Kolben sind dabei förmlich arretiert, wenn man von der Möglichkeit einer gegensinnigen Bewegung infolge der Verbindungsleitungen 1 und 2 einmal absieht, die aber bei der vorgesehenen Anwendung nicht stört. Das Druckmittel in den kolbenseitigen Kammern ist einerseits durch das Steuerventil 3 und andererseits durch den Kolben 13 eingeschlossen. Das Druckmittel in den kolbenstangenseitigen Kammern ist wegen des sperrenden Rückschlagventils eingeschlossen. Damit ist eine ausreichende Sicherheit für die Beibehaltung der jeweiligen Stellung der Kolben gegeben und eine zusätzliche mechanische Sicherung normalerweise entbehrlich.

1: Verbindungsleitung
2: Verbindungsleitung
3: 3Wege/3Stellungs-Steuerventil
4: Druckquelle
5: Rückleitung
6: Verbindungsleitung
7: hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil
8: elastischer Druckspeicher
9: Verbindungsleitung
10: Kugel
11: Feder
12: Stößel
13: Kolben
14: Zylinder
15: Kanal

Stepless adjustment of the piston rods is possible in both directions of movement by bringing the control valve 3 into its third position, in which the connecting line 6 is blocked. The pistons are positively locked, if one disregards the possibility of an opposite movement as a result of the connecting lines 1 and 2, but this does not interfere with the intended application. The pressure medium in the piston-side chambers is enclosed on the one hand by the control valve 3 and on the other hand by the piston 13. The pressure medium in the chambers on the piston rod side is enclosed due to the blocking check valve. This provides sufficient security for maintaining the respective position of the pistons, and additional mechanical securing is usually unnecessary.

1: connecting line
2: connecting line
3: 3Wege / 3Stellungs control valve
4: pressure source
5: return
6: connecting line
7: hydraulically unlockable check valve
8th: elastic pressure accumulator
9: connecting line
10: Bullet
11: feather
12: tappet
13: piston
14: cylinder
15: channel

Claims

A hydraulic control arrangement for at least one double-acting stroke cylinder characterised by a three-way/three-position control valve (3) for actuating the cylinder, an elastic pressure storage device (8) and a check valve (7) which is hydraulically releasable by way of a control connection (9) and which opens when operating pressure is applied at the control connection (9), wherein the piston-side chamber of the stroke cylinder and the control connection (9) of the check valve (7) are connected to the control valve (3) and the rod-side chamber of the stroke cylinder is connected by way of the check valve (7) in the closing direction thereof to the pressure storage device (8).
Use of the hydraulic control arrangement according to claim 1 in an agricultural machine operated on a tractor.
Use of the hydraulic control arrangement according to claim 1 for actuating the pivotal towbar of a loading wagon.