EP1766246A1 - Verfahren zur ansteuerung einer hubwerksventilanordnung - Google Patents

Verfahren zur ansteuerung einer hubwerksventilanordnung

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EP1766246A1
EP1766246A1 EP05755931A EP05755931A EP1766246A1 EP 1766246 A1 EP1766246 A1 EP 1766246A1 EP 05755931 A EP05755931 A EP 05755931A EP 05755931 A EP05755931 A EP 05755931A EP 1766246 A1 EP1766246 A1 EP 1766246A1
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pressure
valve
control valve
hoist
directional control
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Bosch Rexroth AG
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    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a Hubwerksventilan angel according to the preamble of claim 1.
  • FIG. 1 shows the basic structure of the working hydraulics of a tractor 1 or other mobile implement.
  • the Trak ⁇ tor 1 according to Figure 1 is designed with a rear linkage 2 and a front lift 4, the lift cylinder 6, 8 are supplied via a control block 10 with pressure fluid of a hydraulic pump 12th
  • the two hoists 2, 4 single-acting (ew) since leads - but there are also known solutions in which both the front hoist 4 and the Heckhubtechnik 2 double acting (dw) are performed.
  • the control block 10 contains each of the consumers 6, 8, etc. associated electro-hydraulically actuated directional control valves 14, which are controlled by an electrical control unit 16.
  • the Setpoint values are set, for example, via a front control unit 18 or a rear control panel 20, which are arranged in the interior of the tractor cabin 22 or via a rear pushbutton 22 or a front pushbutton (not shown) arranged on the rear side of the tractor.
  • a multiplicity of sensors for example pressure sensors 26, rotational speed sensors 28, position sensors 30, force sensors 32 or speed sensors 34 are provided on the tractor 1, the signals of which can be processed by the control unit 16 ,
  • the Heckhubwerk 2 is single-acting in most known solutions, wherein the lifting cylinder 6 is extended by supplying pressure medium via the pump 12 and the lowering by the weight of the Heckhubwerks 2 and possibly attached ange ⁇ device such as a plow 36 takes place.
  • the Heckhubwerk 2 is brought into a floating position, so that the attachment rests on the ground due to its own weight and overflows any bumps.
  • double-acting Heckhubwerke are required, the basic structure of which corresponds to that used in the usual way double-acting Fronthub ⁇ works.
  • the double-acting rear elevators 2 make it possible to actuate the lifting cylinder 6 in the direction of "pressing” so that, for example, an active plowing unit can be actuated. pulling is possible.
  • This operating state can also be used, for example, to lift the tractor back to change the rear, large wheels, so that it stands on the oscillating front axle and on the attachment operated by the rear lift or directly on the lower links.
  • the previously used pressure sensor for example, in the front lift is arranged on the wear side, there is a relief pressure control - the contact pressure remains unknown or is not used for control.
  • the invention has for its object to provide a method for controlling a Hubwerksventilan extract that allows a simplified control of the lowering movement in the working area "pressing".
  • the control concept according to the invention requires that a Hubwerksventilan Aunt is used, in the Druckstoffstr ⁇ mungspfad between a continuously variable directional control valve, which is associated with a pressure compensator, and a working port, a continuously adjustable pressure relief valve is provided via which the pressure at the working port, with a in Direction "lowering" effective pressure chamber of a lifting cylinder is connected to a maximum pressure - hereinafter called contact pressure - is limited.
  • this contact pressure is set automatically or manually by appropriately setting the pressure relief valve as a function of an operating range (for example normal lowering function, rear-door actuation, quick-action switch operation, tire change, use as a single-acting hoist) or an attached attachment.
  • the driver is then via an operating device, which may also be a button or the like, a target value for adjusting the directional control valve in the direction of lowering, so that the hoist is lowered accordingly.
  • an operating device which may also be a button or the like
  • a target value for adjusting the directional control valve in the direction of lowering so that the hoist is lowered accordingly.
  • the desired contact pressure is thus adjusted by suitable adjustment of the continuously adjustable pressure relief valve and kept largely constant by suitable design of the motion monitoring of the hoist.
  • the pressure relief valve thus acts practically as a pressure adjusting device, wherein it allows the electronic movement monitoring to set the contact pressure without the use of pressure sensors. It was found that this type of contact pressure adjustment for agricultural practice can be performed sufficiently accurately and quickly.
  • the stopping of the hoist is detected when the Hoist speed falls below a predetermined limit.
  • This hoist speed is usually required in the context of elektrohydrauli Service Hubtechniksregelung anyway and is available as a signal.
  • the expected hoist speed can first be determined with the help of a map stored in the control. Depending on this hoist speed, a monitoring path interval is then determined from a further characteristic field, and a monitoring time interval is determined from the quotient of the monitoring path interval and the hoisting gear speed.
  • the control system detects that the hoist stops if the actual hoisting gear travel is significantly smaller than the monitoring path interval during the specified monitoring time interval.
  • the monitoring time interval is usually between 0.05 and 5 seconds, preferably between 0.1 and 3 seconds.
  • the directional control valve is placed periodically in its neutral position and after a predetermined time interval back to sinks during motion monitoring, so that the contact pressure is adjusted again even with uneven ground and thus remains substantially constant.
  • Movement monitoring is raised, the directional control valve is immediately placed from the neutral division to sinks, so that the contact pressure is reset immediately.
  • the system is basically double-acting, but it can be operated single-acting by setting the pressure relief valve to a minimum value, so that the effective in the direction of lowering pressure chamber of the lift cylinder is practically always connected to the tank - it performs the same function as in a single-acting system.
  • the pressure relief valve remains set to the current bearing pressure, which ensures that the hoist is actuated double-acting.
  • the directional control valve Upon reaching the contact pressure, i. when stopping the hoist, the directional control valve is not - as in the manner described above - adjusted to its neutral position, but remains in the position sinks, so that the hoist can follow any bumps. That There is a fastest lowering movement without consideration of the position setting.
  • the maximum contact pressure is reduced to one via the pressure relief valve limited relatively low value. If, for example, the pressure is limited to approximately 50 bar during normal operation and when the quick-release switch is actuated, this pressure is reduced to 5 bar when the back button is actuated for safety reasons.
  • the rear axle of a tractor can also be lifted by means of a double-acting rear lift.
  • the maximum contact pressure can be limited to a value, so that accidental lifting of the rear axle (risk of tipping) is not possible.
  • the driver must first, for example, at a terminal in the cab, a number of security queries work off before he can set the contact pressure on the pressure relief valve to a higher level, for example, 250 bar.
  • the setting of the pressure relief valve can be made automatically from the set target contact pressure.
  • the contact pressure is set to 0 bar and also set the pressure relief valve accordingly.
  • hoist is generally a
  • FIG. 1 is a basic diagram of the working hydraulics of a conventional tractor
  • FIG. 2 shows a schematic view of different operating states of a double-acting rear lifting mechanism, which is designed with a hoisting gear valve arrangement according to the invention
  • FIG 3 is a hydraulic circuit diagram of the Heckhubwerks, with which the operating conditions are adjustable in accordance with Figure 2;
  • FIG. 4 shows a detailed representation of the lifting mechanism valve arrangement from FIG. 3;
  • FIG. 5 is a sectional view of a Hubtechniksventil- arrangement, which is used in the circuit according to Figure 3 and
  • FIG. 6 shows a diagram for clarifying the control structure for controlling the lifting gear valve arrangement from FIG. 3.
  • tractor 1 shown in FIG. 1 has a double-acting rear lift 2 instead of a single-acting one, wherein the pressure medium supply of the two pressure chambers of the lift cylinder 6 takes place via a hoist valve arrangement according to the invention, which is zusam ⁇ with the directional control valves for controlling the other consumers of the tractor 1 to a control block 10 zusam ⁇ .
  • a Heckhubwerk 2 according to Figure 1 can be - as shown in Figure 2 - use in different operating conditions.
  • the rear lifting mechanism and optionally attached attachments 36 are either lifted off the ground or are carried in contact with the ground with a predetermined supporting force. This work area occurs, for example, when plowing or when cultivating.
  • the rear lift 2 can be controlled so that a pressure force acting in the direction of the ground is applied. Such an adjustment is required, for example, during active plowing or in a packer. In the working area "pressing", the rear axle of the tractor 1 can also be raised, so that a tire change is possible.
  • FIG. 3 shows a circuit diagram of a rear lifting mechanism 2, which is controlled via a hoisting gear arrangement 14 according to the invention.
  • This is accommodated in a disk-type housing and has a pressure port P, a tank port T and two working ports A, B.
  • the pressure port P is connected via a pump line with a variable displacement pump 38, the discharge pressure in response to the highest, the consumers of the Tractor 1 applied load pressure is set.
  • This load pressure is tapped at an LS connection.
  • a LS control is not a prerequisite for the system according to the invention.
  • the pressure port P is connected via an inlet channel 40 to an input port P 'of an individual pressure balance 42 whose output port A' is connected to an input port P ' 1 of a continuously variable directional control valve 44.
  • Its return port R is connected via a return passage 46 to the tank port T of Hub ⁇ works valve assembly 14.
  • the directional control valve 44 has two working connections A ' 1 and B 1 ', which are connected via working ducts 48, 50 to the two working connections A, B of the lifting gear arrangement 14.
  • a sink module 52, 54 is provided which serves in a basic position as a pilot-operated check valve for leak-free clamping of the lifting cylinder 6 of the rear lifting mechanism 2 and flows back in a control position from the lifting cylinder 6. controls the pressure medium flow in the sense of a flow control.
  • the working channel 50 can be connected to the tank connection T downstream of the sink module 54 via a pilot-controlled, proportionally adjustable pressure-limiting valve 56.
  • the pressure in the other working channel 48 is limited by a secondary pressure relief valve 58.
  • the lifting cylinder 6 is - as mentioned - executed double-acting, with an effective in the direction of "lowering" annular space 60 with the working port B and in the direction of "lifting" effective pressure chamber 62 is connected to the working port A of the Hubtechniksventilan Aunt 14.
  • About the lifting cylinder 6 a pivotally mounted on a lifting shaft 64 arm 66 and other coupling elements are actuated, where, for example, an attachment, such as a seed drill or a plow 68 is grown.
  • a pressure compensator piston 69 of the pressure compensator 42 is acted upon by a pressure compensator spring 70 as well as by the pressure tapped in the opening direction via a channel 72 from a load communication channel 74 connected to the LS connection and by the pressure in a control channel 76 in the closing direction, which is between the pressure compensator 42 and the directional control valve 44 branches off from the inlet channel 40.
  • the LS channel 74 leads to a control connection LS '' of the directional valve 44. This has two more control terminals X, which are the output side Steueran ⁇ connections XA and XB assigned.
  • the actuation of the directional control valve 44 takes place via a pilot valve 78 or a pilot valve shown in FIG. Valve arrangement, which is formed in the illustration of Figure 4 by two electro-hydraulic pilot elements 75, 77.
  • the triangle 79 indicates the pressure supply of these pilot control elements 77, 75.
  • control oil can each be supplied to a control chamber of the directional control valve 44 until a valve slide 80 assumes a working position. This is detected by a position transducer 128. Once the position transducer 128, the desired position is reported, the pilot element 77, 75 is brought back into its neutral position.
  • the position of the valve spool 80 is maintained in a controlled manner by the precontrol elements 77, 75 being driven in accordance with the signal of the displacement transducer 128.
  • the pilot control elements 77, 75 are connected via control lines 82 and 84 to the pressure supply 79.
  • the valve spool 80 is biased via a Zentrierfederan Aunt 86 in its illustrated basic position (0), in which the LS channel 74 is connected to the tank channel 46 and all other aforementioned connections are shut off.
  • valve bodies of the two sink modules 52, 54 are each acted upon by a spring 88 and by the individual load pressure tapped at the outlet A 1 'or B 1 ' via pressure compensator ducts 90, 92 downstream of the directional control valve 44 into its basic position (a) the sink modules 52, 54 act as check valves, which allow a pressure medium flow to the connections A, B.
  • the valve bodies of the sink modules 52, 54 are each acted upon by the control pressure applied to the connection XA or XB, which is tapped off via an unlocking channel 94, 96.
  • This control pressure may correspond, for example, to the inlet pressure of the pilot valve arrangement 78.
  • the valve slide 80 of the directional control valve 44 is displaced into one of its control positions designated by (b) via the pilot valve arrangement 78.
  • a metering orifice which is the individual pressure compensator 42 downstream.
  • the pressure compensator 42 is in a Regelposi ⁇ tion, in which the pressure drop across the orifice is kept constant and thus a load pressure independent pressure medium volume flow is set.
  • This Druckmit ⁇ telvolumenstrom is in the marked with (b) control positions on the pressure compensator 42, the pressure connection P '' and the output terminal A '' of the directional control valve 44 to the input terminal PDW of the sink module 52 and its output terminal ADW to the working port A of the Hubtechniksventilan Aunt 14 and from there into the bottom-side pressure chamber 62 - the lifting cylinder 6 extends.
  • the pressure medium displaced from the annular space 60 flows via the working connection B of the lifting valve arrangement 14, the working channel 50, the outlet connection BDW and the inlet connection PDW of the sink module 54 to the connection B ' 1 of the directional control valve 44 and from there via the return connection R, the tank channel 46 and the tank connection T back to the tank.
  • the directional control valve 44 For pressing on an attachment carried by the lifting mechanism, the directional control valve 44 is displaced into one of its control positions labeled (b), so that the supply of pressure medium via the lowering module 54 takes place in its return function to the annular space 60 the pressurized fluid flowing out of the bottom-side pressure chamber 62 flows via the unlocked drain module 52 and the directional control valve 44 to the tank.
  • the unlocking takes place via the control pressure, which is guided via the Steuer ⁇ connections X, XA of the directional control valve 44 and the Entsperrka- channel 94 to the effective in the opening direction control surface of the sink module 52.
  • the directional control valve 44 is moved into its floating position (end position c) in which both sink modules 52, 54 are unlocked and moved into their through position marked with (b) and the working connections A, B and the control connection LS are connected to the tank connection T. and the input terminal P "is shut off.
  • FIG. 5 shows a section through a valve disc, through which the Hubtechniksventilan Aunt 14 is realized.
  • the valve disc has a disc-shaped housing 98, in which the pressure compensator 42, the directional control valve 44, the two sink modules 52, 54, the pilot valve 78, the secondary pressure relief valve 58 and the proportionally adjustable pressure relief valve 56 are integrated.
  • valve disc 98 shown in Figure 5 further includes a only schematically illustrated and manually operable emergency lowering valve 100 through which the working channels 48 and 50 are connected to the tank T.
  • the emergency lowering valve 100 is arranged in a connecting channel 102 between the working channels 48, 50. It has a ball 104, which is biased via an externally accessible Maden ⁇ screw 106 in a closed position in which a connection to the tank channel 46 and thus to the return port R is shut off.
  • Grub screw 106 releases the previously clamped ball 104 and can therefore be brought into an opening graduation by the higher pressure in the working channel 48 or 50, in which the connection to the tank channel 46 is opened - the pressure medium can be discharged from the pressurized working channel 48 or 50 become.
  • the pressure in the working channel 48 (port A) is limited to a maximum pressure set below the pump pressure.
  • the construction of such secondary pressure limiting valves is known, so that further explanations are required.
  • the construction of the pilot operated proportionally adjustable pressure relief valve 56 is known per se - a piston 108 of the pressure relief valve 56 is a weak Compressive spring 110 and loaded by the pressure in the spring chamber against a valve seat in a closed position. The pressure in the spring chamber is limited by the force applied to a closing cone 114 by means of a proportional magnet 112.
  • the control of the proportional magnet 112 takes place in the manner described below via the control unit 16.
  • the lifting and lowering modules 52, 54 also have a conventional construction, wherein a modulatory piston 116 is prestressed via a closing spring 118 into a closed position.
  • the spring chamber of the closing spring 118 is acted upon by the pressure in the working channel 48 or 50 in the closed position of the module piston 116.
  • a pilot valve body 120 is arranged, which is also biased by the closing spring 118 in its Schier ⁇ position and thereby closes a pilot port.
  • the pilot valve body 120 has a projection engageable with a poppet 122. This topping piston can be acted upon at the rear by the pressure at the control connection XA (XB), which can be tapped off via the directional control valve 54 and its connection X.
  • the pilot valve body 120 is raised against its counterpressure force against the force of the closing spring 118 - the modul piston 116 is then pressure compensated and can be lifted from its seat by the poppet 122 against the force of the recoil spring 118, see FIG that pressure fluid from the working port A or B to the tank T can flow out.
  • the reference numerals 124, 126, 130, 132, 134 pressure sensors are referred to, via which the pressures in the Working channels 48, 50, the pressure at the pressure port P, the load pressure and other pressures can be detected.
  • the pilot valve 78 is designed as a 4/3-way valve, wherein the output terminals are connected to the control lines 82 and 84, respectively, to the end-side control chambers 136 and 138 of the
  • a displacement transducer 128 is arranged, via which the
  • Valve spool stroke is detected.
  • the pilot valve 78 is actuated so that in the Steuer syndrome ⁇ men 136, 138 acts a control pressure difference through which the valve spool 80 is shifted from the spring-biased home position shown in Figure 5 to the left, so that pressure fluid from the pressure port P, via the pressure compensator 42, the branching input port P 1 'of the directional control valve 44, the output port B 1 1 , which is in its check valve function opening Senken ⁇ module 54 and the working channel 50 is conveyed to the working port B and from there to the annulus 60.
  • the displaced from the bottom-side pressure chamber 62 pressure fluid is via the working port A, the unlocked in the manner described lower module 52, the port A 1 1 of the directional control valve 44, the tank channel 46 and the sudlaufan- conclusion R returned to the tank T.
  • the maximum contact pressure is limited by a suitable adjustment of the pressure limiting valve 56 to a value which is predetermined to the rear lift 2 depending on the attachment used or depending on the task.
  • the pressure-limiting valve 56 can be preceded or followed by a switching valve 140 which can be moved into a throttle position via a magnet, so that the pressure medium can not flow to the tank via the pressure-limiting valve 56.
  • the switching valve 140 is actuated when the bearing pressure is to be set to a value that is above the adjustable pressure relief valve 56 value (for example, when changing tires).
  • the rear linkage is operated double-acting.
  • the pressure sensors 124, 126, 130, 132, 134 thereby enable a position / tension control, but the function is ensured even without this pressure detection, since a protection in the working range "pressing" via the pressure limiting valve 56 is possible.
  • pressure sensors 124, 126, 130, 132, 134 of Auflage ⁇ pressure / relief pressure can be controlled via the pressure sensors.
  • the protection in the working area "pressing” then takes place again via the pressure limiting valve 56, this then being automatically adjustable as a function of the bearing / relief pressure.
  • the basic concept of the control according to the invention is explained on the basis of the expansion stage without pressure sensors shown in FIG.
  • the rear lift 2 is to be operated in the working region "pressing" (see FIG. 2) in order, for example, to feed in a plow.
  • the driver By setting the rear operating device 20 or another operating element, the driver generates an actuating signal via which the directional control valve 44 is displaced to the left (FIG. 4) in one of its lowering positions (b) marked with (b).
  • the maximum contact pressure in the working channel 50 is limited by suitable adjustment of the pressure limiting valve 56. This maximum pad pressure may vary depending on the attached implement - or as described below - depending on certain operating conditions. It is assumed that the pressure relief valve 56 is set to a pressure of 50 bar.
  • the pressure medium volume flow is conveyed via the working port B in the annular space 60 of the lifting cylinder 6 and from the bottom-side pressure chamber 62 via the controlled
  • Drain module 52 and the directional control valve 44 returned to the tank T - the Heckhubwerk 2 is lowered and retracted, for example, the plow.
  • This lowering takes place according to the control system 16 predetermined regulation, such as a position control.
  • the control system 16 predetermined regulation, such as a position control.
  • the pressure relief valve 56 opens and the pressure medium no longer flows via the working port B to the lifting cylinder 6 but to the tank T out - the Heckhubwerk 2 stops, the control unit 20 is still is set to "lower".
  • the driver detects the achievement of the desired, preset contact pressure (50 bar) - the directional control valve 44 can also be switched neutral, so that this set, non-regulated pressure is maintained. Since this pressure can vary due to unevenness in the floor, etc. or due to external forces, a motion control is performed in the "Press" working area. This control concept will be explained with reference to FIG.
  • the system is initially in the idle state according to FIG. 6, ie the driver has not yet switched over to the "sinks" work area. After switching to lowering, the path and time intervals for motion monitoring are calculated first.
  • the expected normal stroke speed v is first determined via a control map stored in the memory of the control unit 16 on the basis of the control signal output by the control unit 16 to the directional control valve 44 or the pilot valve 78.
  • a further characteristic diagram is used to calculate a suitable path interval dw from this hoist speed v. From the quotient dw / v, a monitoring time interval dt is then determined.
  • the aforementioned maps are tuned so that in the main work area "pressing" a possible constant path interval dw of about 1/30 of the total stroke results.
  • the controller recognizes that the rear lift 2 is still lowered. If this moves during the time interval by less than 10% of the calculated path interval (1/30 of the total stroke), the controller recognizes that the rear lift 2 "stops" - the directional control valve 44 is moved to its neutral position (0). posed.
  • the system switches over to a motion monitoring mode.
  • a "pressure measurement” is carried out during a predetermined time interval, which does not have to be identical to the time interval described above for detecting the state "standing still”.
  • the directional control valve 44 is again moved to one of its "sink" position (b), i.e., a sink movement is activated over a fixed ramp to make the "measure pressure”.
  • the rear lifting mechanism 2 is lowered and can adapt to the current floor situation.
  • the directional control valve 44 is returned to the neutral position (0) - the monitoring is carried out until the lowering signal has been withdrawn via the operating device 20.
  • the time and distance intervals are determined from characteristic fields.
  • the hoisting gear speed which is already detected in the context of the electrohydraulic control (for example via the sensor 30).
  • a "stopping" of the stern hoist 2 is detected when the Senkgeschwin ⁇ speed falls below a minimum speed during a predetermined time interval. That instead of the travel interval, the hoist speed is evaluated directly.
  • the Heckhubwerk can also be operated single acting.
  • the pressure of the pressure limiting valve 56 is set to a minimum value, for example 5 to 8 bar, so that a minimum pressure is set at the working connection B and thus in the annular space 60 of the lifting cylinder 6.
  • EHR electrohydraulic hoist control
  • the directional control valve 44 is not in the neutral pitch (0) as in the double-acting function but in the floating position (c) adjusted - the hoist can adapt to any unevenness of the soil.
  • the inserted Behavior corresponds to that of conventional single-acting hoist valves.
  • a quick-feed switch is actuated, so that the rear lifting mechanism is lowered by double action at maximum speed until the contact pressure set on the pressure-limiting valve 56 has been reached.
  • the directional control valve 44 is not switched to its neutral position (0), but remains in its lowering position 8b), so that the rear lifting mechanism 2 can immediately follow a further lowering movement.
  • the directional control valve 44 is moved to its neutral position (0) to avoid unnecessary pressure fluid warming.
  • the pump of the working hydraulics may be in the saturation region, i. under certain circumstances, no other consumer can be operated.
  • the pressure-limiting valve is-preferably automatically-adjusted to a comparatively low pressure of, for example, 5 bar.
  • the lift of the rear derailleur 2 takes place at a defined load-compensated speed, whereby, depending on the route, the speed can be increased after a ramp. In this operating mode, a sensitive coupling / uncoupling of the implements is possible. The empty hoist can be lowered quickly.
  • the maximum inflation pressure is limited to a comparatively low pressure, for example 50 bar - a tire change is then not possible without further ado.
  • the pressure of the pressure limiting valve 56 must be increased, whereby this mode can be set only after a few queries, so that there is a deliberate operator restriction. Based on these safety queries can be checked, for example, whether the handbrake is tightened, the required pressure on the pressure relief valve (250 bar) is set or the switching valve 140 is moved to its blocking position, if the maximum pressure of the pressure limiting valve 56 is not sufficient (50 bar).
  • the rear hoist 2 in the "pressure" working area can be controlled with high precision and operational reliability with very little control engineering and device technical effort.
  • the above-described adjustable pressure limiting valve 56 and a fixed pressure relief valve can be used, which, however, a loss of comfort is associated.
  • a proportionally adjustable pressure limiting valve is provided, via which the pressure in this area is be ⁇ limited to a maximum value.
  • the adjustment of the pressure limiting valve is preferably carried out as a function of the operating states of the lifting mechanism or the type of attachment.

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Description

Beschreibung
Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung 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 Traktoren) 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 und Ge¬ schwindigkeiten sind am Traktor 1 noch eine Vielzahl von Sensoren, beispielsweise Drucksensoren 26, Drehzahlsenso- ren 28, Lagesensoren 30, Kraftsensoren 32 oder Geschwin¬ digkeitssensoren 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.
Die Lage- oder Druckregelung derartiger Hubwerke erfordert einen erheblichen regelungstechnischen Aufwand und beeinflusst somit den Preis der Arbeitshydraulik nachteilig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung zu schaffen, das eine vereinfachte Regelung der Absenkbewegung im Arbeitsbereich "Drücken" ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Steuerkonzept setzt voraus, dass eine Hubwerksventilanordnung verwendet wird, bei der im Druckmittelstrδmungspfad zwischen einem stetig verstellbaren Wegeventil, dem eine Druckwaage zugeordnet ist, und einem Arbeitsanschluss ein stetig verstellbares Druckbegrenzungsventil vorgesehen ist, über das der Druck an dem Arbeitsanschluss, der mit einem in Richtung "Senken" wirksamen Druckraum eines Hubzylinders verbunden ist, auf einen maximalen Druck - im Folgenden Auflagedruck genannt - beschränkt wird. Gemäß dem erfindungsgemäßen Steuerkonzept wird dieser Auflagedruck durch entsprechende Einstellung des Druckbegrenzungsventils in Abhängigkeit von einem Betriebsbereich (beispielsweise normale Absenkfunktion, Betätigung Hecktaster, Betätigung Schnelleinzugsschalter, Reifenwechsel, Verwendung als einfach wirkendes Hubwerk) oder einem verwendeten Anbaugerät automatisch oder von Hand eingestellt. Der Fahrer gibt dann über ein Bediengerät, das auch ein Taster oder dergleichen sein kann, einen Sollwert zum Verstellen des Wegeventils in Richtung Senken ein, so dass das Hubwerk entsprechend abgesenkt wird. Bei Erreichen des voreingestellten Maximalauflagedrucks bleibt das Hubwerk stehen - dieser Betriebszustand wird über die Regelelektronik erkannt und ein Überwachungszyklus gestartet, so lange eine Regelabweichung in Richtung Senken besteht und der Betriebszustand "Stehenbleiben" vorliegt. Dieser Bewegungsüberwachungszyklus wird erst dann beendet, wenn der Sollwert am Bediengerät zurückgestellt wird.
Der gewünschte Auflagedruck wird somit durch geeignete Einstellung des stetig verstellbaren Druckbegrenzungsventils eingestellt und durch geeignete Ausgestaltung der Bewegungsüberwachung des Hubwerks weitestgehend konstant gehalten. Das Druckbegrenzungsventil wirkt somit praktisch als Druckeinstellgerät, wobei es die elektronische Bewegungsüberwachung ermöglicht, den Auflagedruck ohne die Verwendung von Drucksensoren einzustellen. Es zeigte sich, dass diese Art der Auflagedruckeinstellung für die landtechnische Praxis hinreichend genau und schnell durchgeführt werden kann.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Stehenbleiben des Hubwerks erkannt, wenn die Hubwerksgeschwindigkeit einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Diese Hubwerksgeschwindigkeit wird üblicher Weise im Rahmen der elektrohydraulisehen Hubwerksregelung ohnehin benötigt und liegt als Signal vor.
Alternativ kann aus dem eingestellten Senkensignal zunächst die zu erwartende Hubwerksgeschwindigkeit mit Hilfe eines in der Steuerung abgelegten Kennfelds ermittelt werden. In Abhängigkeit von dieser Hubwerksgeschwindigkeit wird dann aus einem weiteren Kennfeld ein Überwachungswegintervall bestimmt und aus dem Quotienten des ÜberwachungswegintervalIs und der Hubwerksgeschwindigkeit ein Überwachungszeitintervall bestimmt.
Die Regelung erkennt ein Stehenbleiben des Hubwerks, wenn während des vorgegebenen Überwachungszeitintervalls der Isthubwerksweg wesentlich kleiner als der Überwachungswegintervall ist.
Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der Überwachungswegintervall etwa 1/30 des Gesamthubs beträgt und der Isthubweg weniger als 10% dieses Überwachungswegintervalls, d.h. 1/300 des Gesamthubs ist. Der Überwachungszeitintervall liegt üblicher Weise zwischen 0,05 und 5 sec, vorzugsweise zwischen 0,1 und 3 sec.
Bei einem besonderes bevorzugten Steuerungskonzept wird während der Bewegungsüberwachung das Wegeventil periodisch in seine Neutralstellung und nach einem vorbestimmten Zeitintervall wieder auf Senken gestellt, so dass der Auflagedruck auch bei Unebenheiten des Bodens erneut eingestellt wird und somit im Wesentlichen konstant bleibt. Für den Fall, dass das Hubwerk aufgrund äußerer
Kräfte, beispielsweise Bodenunebenheiten während der
Bewegungsüberwachung angehoben wird, wird das Wegeventil sofort aus der Neutralsteilung auf Senken gestellt, so dass der Auflagedruck unverzüglich neu eingestellt wird.
Das System ist prinzipiell doppeltwirkend ausgeführt, es lässt sich jedoch einfachwirkend betreiben, indem das Druckbegrenzungsventil auf einen minimalen Wert eingestellt wird, so dass der in Richtung Senken wirksame Druckraum des Hubzylinders praktisch stets mit dem Tank verbunden ist - es stellt sich die gleiche Funktion wie bei einem einfachwirkenden System ein.
Für den Fall, dass die Einstellung des Sollwerts über einen Schnelleinzugstaster erfolgt, bleibt das Druckbegrenzungsventil auf den aktuellen Auflagedruck eingestellt, bei dem gewährleistet ist, dass das Hubwerk doppeltwirkend betätigt wird. Bei Erreichen des Auflagedrucks, d.h. beim Stehenbleiben des Hubwerks, wird das Wegeventil nicht - wie in der vorbeschriebenen Weise - in seine Neutralstellung verstellt, sondern verbleibt in der Stellung Senken, so dass das Hubwerk eventuellen Bodenunebenheiten folgen kann. D.h. es erfolgt eine schnellste Senkenbewegung ohne Berücksichtigung der Lageeinstellung.
Bei einer längeren Betätigung des Schnelleinzugschalters erfolgt aus Sicherheitsgründen eine Abschaltung - das Wegeventil wird auf Neutral umgeschaltet, so dass das Druckmittel nicht übermäßig erwärmt wird.
Bei Betätigung eines Hecktasters wird über das Druckbegrenzungsventil der Maximalauflagedruck auf einen vergleichsweise geringen Wert begrenzt. Ist der Druck beispielsweise im normalen Betrieb und bei Betätigung des Schnelleinzugschalters auf etwa 50 bar begrenzt, so wird dieser Druck bei Betätigung des Hecktasters aus Sicherheitsgründen auf 5 bar reduziert.
Wie eingangs erläutert, kann mit Hilfe eines doppelt wirkenden Heckhubwerks auch die Hinterachse eines Traktors angehoben werden. Um ein Kippen des Traktors zu verhindern, kann erfindungsgemäß der Maximalauflagedruck auf einen Wert begrenzt werden, so dass ein versehentliches Ausheben der Hinterachse (Kippgefahr) nicht möglich ist. Zum Reifenwechsel oder dergleichen muss der Fahrer zunächst, beispielsweise an einem Terminal in der Fahrerkabine, eine Reihe von Sicherheitsabfragen abarbeiten, bevor er den Auflagedruck am Druckbegrenzungsventil auf ein höheres Niveau, beispielsweise 250 bar einstellen kann.
Bei den vorbeschriebenen Steuerkonzepten ist die
Verwendung eines Drucksensors zur Bestimmung der Auflagekraft nicht erforderlich. In dem Fall, in dem das System in einer Ausbaustufe mit Drucksensoren zur Bestimmung des Auflagedrucks/Entlastungsdrucks etc. ausgeführt ist, kann die Einstellung des Druckbegrenzungsventils automatisch aus dem eingestellten Soll-Auflagedruck erfolgen. In dem Fall, in dem das System einfachwirkend betrieben werden soll, wird der Auflagedruck auf 0 bar eingestellt und auch das Druckbegrenzungsventil entsprechend eingestellt.
Unter dem Begriff Hubwerk ist 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. Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand scheraatischer 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 P' einer Individualdruckwaage 42 verbunden, deren Ausgangsanschluss A' mit einem Ein¬ gangsanschluss P' 1 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 A' 1 und B1 ', 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 verbindbar. Der Druck im anderen Arbeitskanal 48 wird über ein Sekundär-druckbegrenzungsventil 58 begrenzt. Der Hubzylinder 6 ist - wie erwähnt - doppeltwirkend ausgeführt, 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 Hubzylinder 6 werden ein schwenkbar an einer Hubwelle 64 gelagerter Arm 66 sowie weitere Koppelelemente betätigt, an denen beispielsweise ein Anbaugerät, wie eine Drillmaschine 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 Lastmeldekanal 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 zugeordnet 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 79 deutet die Druckversorgung dieser Vorsteuerelemente 77, 75 an. Über das Pilotventil 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 Ventilschiebers 80 wird geregelt aufrechterhalten, indem entsprechend dem Signal des Wegaufnehmers 128 die Vorsteuerelemente 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 vorgenannten Anschlüsse abgesperrt sind.
Die Ventilkörper der beiden Senkenmodule 52, 54 wer¬ den jeweils durch eine Feder 88 und durch den am Ausgang A1 ' bzw. B1 ' 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 nachgeschaltet ist. In Abhängigkeit von der Messblenden¬ öffnung stellt sich die Druckwaage 42 in eine Regelposi¬ tion ein, in der der Druckabfall über der Messblende konstant gehalten und somit ein lastdruckunabhängiger Druckmittelvolumenstrom eingestellt ist. Dieser Druckmit¬ telvolumenstrom wird in den mit (b) gekennzeichneten Regelpositionen über die Druckwaage 42, den Druckan- schluss P' ' und den Ausgangsanschluss A' ' des Wegeventils 44 zum Eingangsanschluss PDW des Senkenmoduls 52 und über dessen Ausgangsanschluss ADW zum Arbeitsanschluss A der Hubwerksventilanordnung 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' 1 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 Öffnungsrichtung 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 Ablaufdruckwaage, über die der ablaufende Druckmittelvolumenstrom 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 Öffnungsrichtung 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 Arbeitskanäle 48 und 50 mit dem Tank T verbindbar sind.
Bei der in Figur 5 dargestellten Lösung ist das Notablassventil 100 in einem Verbindungskanal 102 zwi¬ schen den Arbeitskanälen 48, 50 angeordnet. Es hat eine Kugel 104, die über eine von außen zugängliche Maden¬ schraube 106 in eine Schließposition vorgespannt ist, in der eine Verbindung zu dem Tankkanal 46 und damit zum Rücklaufanschluss R abgesperrt ist. Durch Lösen der
Madenschraube 106 wird die zuvor eingespannte Kugel 104 frei und kann daher durch den höheren Druck im Arbeitska¬ nal 48 oder 50 in eine Öffnungssteilung gebracht werden, in der die Verbindung zum Tankkanal 46 geöffnet ist - das Druckmittel 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 proportional 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 Aufstoßkolben 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 Senkenmoduls 52 oder 54 wird der Vorsteuerventilkörper 120 gegen die Kraft der Schließfeder 118 von seinem Vorsteuersitz angehoben - der Modulkolben 116 ist dann druckausgeglichen 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- Wegeventil 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 Wegaufnehmer 128 angeordnet, über den der
Ventilschieberhub erfassbar ist.
Da - wie gesagt - der Grundaufbau der Hubwerksventilanordnung 14 gemäß Figur 5 - abgesehen vom Druckbegrenzungsventil 56, vom Notablass 106 und der Positionierung des Sekundärdruckbegrenzungsventils 58 sowie der Drucksensoren 124, 126, 130, 132, 134 - bereits aus dem bekannten Ventil SB23 LS bekannt sind, kann auf die Beschreibung weiterer konstruktiver Details der vorbeschriebenen 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 B1 1, 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 1 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 Druckbegrenzungsventil 56 zum Tank abströmen kann. Das Schaltventil 140 wird betätigt, wenn der Auflagedruck auf einen Wert eingestellt werden soll, der oberhalb des am Druckbegrenzungsventil 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- steilten 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) gekenn¬ zeichneten Senken-Positionen nach links (Figur 4) ver- schoben wird. Gleichzeitig wird der Maximalauflagedruck im Arbeitskanal 50 durch geeigneten Einstellung des Druckbegrenzungsventils 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 Hubzylinders 6 gefördert und aus dem bodenseitigen Druckraum 62 über das aufgesteuerte
Ablaufmodul 52 und das Wegeventil 44 zum Tank T zurückgeführt - das Heckhubwerk 2 wird abgesenkt und beispielsweise der Pflug eingezogen. Dieses Absenken erfolgt nach der über das Steuergerät 16 vorgegebenen Regelung, beispielsweise einer Lageregelung. Bei Erreichen eines vorbestimmten maximalen Auflagedruckes - d.h. bei Überschreiten des eingestellten Maxitnaldrucks 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 Arbeitsbereich "Drücken" eine Bewegungsüberwachung (motion control) 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 (0) ) wird auf einen Bewegungsüberwachungsmodus umgeschaltet. Dazu wird wäh¬ rend eines vorbestimmten Zeitintervalls, der nicht mit dem eingangs beschriebenen Zeitintervall zur Erfassung des Zustande "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 Zurücknehmen 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 elektrohydraulischen Regelung erfasst ist (beispielsweise über den Sensor 30) . Ein "Stehenbleiben" des Heck¬ hubwerks 2 wird dann erkannt, wenn die Senkgeschwin¬ digkeit während eines vorbestimmten Zeitintervalls eine Minimalgeschwindigkeit 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 elektrohydraulische Hubwerksregelung (EHR) ein Senken- Signal abgegeben und die vorbeschriebene Bewegungsüber¬ wachung aktiviert, da die tatsächliche Wegänderung des Hubwerks (Hubwellenwinkel) weniger als 10 % der erwarte¬ ten Wegänderung pro Zeiteinheit beträgt (oder die Hub- werksgeschwindigkeit unterhalb des Grenzwerts liegt) , so wird das Wegeventil 44 nicht wie in der doppeltwirkenden Funktion in die Neutralsteilung (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 HubwerksventiIe.
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 Aufläge- 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 Neutralposition (0) verstellt, um eine unnötige Druckmittelerwärmung zu vermeiden.
Während der Betätigung in Senkenrichtung befindet sich die Pumpe der Arbeitshydraulik evtl. im Sättigungsbereich, d.h. es kann unter Umständen kein anderer Verbraucher 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 Druckbegrenzungsventils 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¬ grenzungsventils erfolgt vorzugsweise in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Hubwerks oder der Art des Anbaugerätes.
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 Druckbegrenzungsventi1
58 Sekundärdruckbegrenzungsventi1
60 Ringraum
62 Druckraum
64 Hubwelle 66 Arm
68 Anbaugerät
69 Druckwaagenkolben
70 Druckwaagenfeder
72 Kanal
74 LS-Kanal
75 Vorsteuerelement
76 Steuerkanal
77 Vorsteuerelement
78 Pilotventilanordnung
79 Steuerölversorgung
80 Ventilschieber
82 Steuerleitung
84 Steuerleitung
86 Ruckste11federanordnung
88 Feder
90 Druckwaagenkanal
92 Druckwaagenkanal
94 Entsperrkanal
96 Entsperrkanal
98 Ventilscheibe
100 Notablassventil
102 Verbindungskanal
104 Kugel
106 Madenschraube
108 Kolben
110 Druckfeder
112 Proportionalmagnet
114 Schließkegel
116 Modulkolben
118 Schließfeder
120 Vorsteuerventilkörper
122 Aufstosskolben
124 Drucksensor
126 Drucksensor
128 Wegaufnehmer 130 Drucksensor
132 Drucksensor
134 Drucksensor
136 Steuerraum
138 Steuerraum
140 Sehaltventil

Claims

- 30 -Patentansprüche
1. Verfahren zur Ansteuerung einer Hubwerksventilanordnung eines doppeltwirkenden
Hubwerks eines mobilen Arbeitsgerätes oder eines Anbaugerätes mit einem Hubzylinder (6) , der zum Anheben oder Senken über ein stetig verstellbares Wegeventil (44) und eine Druckwaage (42) mit einer Pumpe (P) verbindbar ist, wobei im Druckmittelströmungspfad zwischen dem Wegeventil (44) und einem in Richtung Senken wirksamen Druckraum (60) des Hubzylinders (6) ein - vorzugsweise stetig verstellbares Druckbegrenzungsventil (56) angeordnet ist, mit den Schritten:
Einstellen des Druckbegrenzungsventils (56) auf einen Maximalauflagedruck in Abhängigkeit von einem Betriebsbereich oder einem verwendeten Anbaugerät; Einstellen eines Sollwerts über ein Bediengerät (18, 20, 24) zum Verstellen des Wegeventils (44) in Richtung Senken;
Absenken des Hubwerks (2) bis der Maximalauflagedruck erreicht ist und Erkennen des Zustands "Stehen bleiben" des Hubwerks (2) ; - Starten einer Bewegungsüberwachung, so lange am Wegeventil (44) noch ein Senkensignal anliegt und das Hubwerk im Zustand "Stehen bleiben" ist und Beenden der Bewegungsüberwachung, wenn der Sollwert am Bediengerät zurückgestellt ist.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei das "Stehen bleiben" des Hubwerks (2) erkannt wird, wenn eine Hubwerksgeschwindigkeit einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 mit den Schritten: - 31 -
Auslesen einer zu erwartenden Hubwerksgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem eingestellten Senkensignal mittels eines abgespeicherten Kennfeldes; Auslesen eines geeigneten Überwachungswegintervalls in Abhängigkeit von der zu erwartenden Hubwerksgeschwindigkeit mittels eines weiteren Kennfeldes;
Berechnen eines Überwachungszeitintervalls aus dem Quotienten des Überwachungswegintervalls und der Hubwerksgeschwindigkeit;
Erkennen des Zustandes "Stehen bleiben", wenn während des Überwachungszeitintervalls der Isthubwerksweg wesentlich kleiner als der Überwachungswegintervall ist.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, wobei der Überwachungswegintervall ca. 1/30 des Gesamthubes beträgt und das "Stehen bleiben" erkannt wird, wenn der Isthubwerksweg weniger als 10% des Überwachungswegintervalls beträgt.
5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, wobei der Überwachungszeitintervall zwischen 0,05 und 5 sec. beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei während der Bewegungsüberwachung das Wegeventil (44) periodisch in Neutralstellung (0) und nach einem vorbestimmten Zeitintervall wieder auf Senken (b) gestellt wird.
7. Verfahren nach Patentanspruch 6, wobei während der Bewegungsüberwachung das Wegeventil (44) bei Anheben des Hubwerks aufgrund äußerer Kräfte aus der Neutralstellung (0) wieder auf Senken (b) verstellt wird. - 32 -
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der maximale Auflagedruck auf etwa 0 bar eingestellt wird, um das Hubwerk einfachwirkend zu betreiben, wobei das Wegeventil (44) bei Erreichen des Maximalauflagedrucks in eine Schwimmstellung (c) verstellt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Bediengerät ein
Schnelleinzugschalter ist, bei dessen Betätigung der Maximalauflagedruck so eingestellt wird, dass das Hubwerk (2) doppeltwirkend betätigt wird, wobei das Wegeventil (44) während der Bewegungsüberwachung in der Stellung Senken bleibt und nach einer vorbestimmten Abschaltzeit, während der ■ der Schnelleinzugschalter betätigt ist, in Stellung Neutral (0) umgeschaltet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Patentansprüche, wobei das Bedieήgerät ein Taster
(24) ist, bei dessen Betätigung der
Maximalauflagedruck auf einen vergleichsweise geringen Wert (beispielsweise 5 bar) begrenzt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Maximalauflagedruck auf einen Wert begrenzt ist, der kein Ausheben einer Hinterachse des mobilen Arbeitsgerätes ermöglicht und wobei ein höherer, für ein Ausheben hinreichender Maximalauflagedruck nur nach mehreren Sicherheitsabfragen einstellbar ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Auflagedruck über
Drucksensoren (124, 126, 130-, 132, 134) erfasst und - 33 -
in Abhängigkeit von deren Messsignal geregelt wird und die Einstellung des Maximalauflagedrucks in
Abhängigkeit vom als Sollwert vorgegebenen Auflagedruck erfolgt.
EP05755931A 2004-07-09 2005-07-01 Verfahren zur ansteuerung einer hubwerksventilanordnung Expired - Lifetime EP1766246B1 (de)

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