DE2303200A1

DE2303200A1 - Erdbaufahrzeug, insbesondere bagger

Info

Publication number: DE2303200A1
Application number: DE19732303200
Authority: DE
Inventors: Minoru Fukuda; Minoru Tanaka
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1973-01-23
Publication date: 1973-08-09
Also published as: JPS4887804U; FR2169212A1; JPS5550215Y2; BE794481A; FR2169212B1

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATCHTAN WXLTIC • MÜNCHEN «O. MAUERKlRCHEItSTR. 4*

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Anwaltsakte 23 335

U Jan. 1973

KUBOTA TEKKO KABUSHIKI KAISHA Osaka / JAPAN

Erdbaufahrzeug, insbesondere Bagger

Die Erfindung betrifft ein Hub- und Förderfahrzeug für den Erdbau und dergleichen mit einem mittels mindestens eines hydraulischen Motors heb- und senkbaren Werkzeug und mindestens zwei hydraulische Druckflüssigkeit liefernden Pumpen. Die Erfindung betrifft insbesondere einen derartigen Bagger wie z.B. einen Universalbagger oder einen Löffelbagger. Die Erfindung umfaßt auch einen entsprechenden Kran. Besonders eignet sich die Erfindung für Bagger wie Löffelbagger, bei welchen die gesamte Werkzeugbewegung mittels hydraulischer Motoren erfolgt, die gewöhnlich und vorzugsweise als Zylinder-Kolbenanordnungen ausgebildet sind.

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Bei hydraulischen Baggern wie Löffelbaggern ist das Volumen des den Ausleger hebenden und senkenden Hydraulikzylinders besonders groß. Dementsprechend benötigt man zum Heben des Auslegers mittels des Hydraulikzylinders in kurzer Zeit viel hydraulische Druckflüssigkeit, da der Hubvorgang schnell erfolgen soll. Zu diesem Zweck kann man den Hydraulikmotor zum Heben und Senken des Auslegers mit Druckflüssigkeit von beiden Pumpen zugleich speisen. Durch die entsprechend erhöhte Flüssigkeitsmenge pro Zeiteinheit wird die Hub- und Senkgeschwindigkeit entsprechend erhöht.

Auf diese Weise wird dem hohen Gewicht des Auslegers mit dem Baggerlöffel beim schnellen Heben Rechnung getragen. Beim Senken des Auslegers wirkt nun das Gewicht desselben sowie das Gewicht der Schaufel und des ausgehobenen Bodens in der gleichen Richtung wie die vom Betätigungsmotor ausgeübte Verstellkraft, also nach unten. Die rasche Beaufschlagung des Stellmotors beim Senken des Auslegers mit einer großen Menge Druckflüssigkeit stellt aber wegen der hinzukommenden Schwerkraft eine Gefährdung des Baggerbetriebes dar. Beim Senken des Auslegers ist es daher wünschenswert, die im Sinne des Senkens wirkende Kraft des Hydraulikmotor gering zu halten, um die Absenkgeschwindigkeit nicht zu hoch werden zu lassen. Dementsprechend reicht es aus, wenn beim Absenken nur

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eine Pumpe auf den hydraulischen Motor wirkt·

Auf diese Weise kann das Heben unter Speisung des Hydraulikmotors aus zwei Pumpen rasch erfolgen, während das Senken unter Speisung des Hydraulikmotors mit Druckflüssigkeit aus nur einer Pumpe ausreichend langsam geschieht.

Bei Maschinen wie Baggern, insbesondere Hochlöffelbaggern, bei denen das Hellen und Senken des Auslegers mittels einer Seilwinde erfolgt, die von einem hydraulischen Motor betätigt wird, läßt sich die Erfindung ebenfalls sinnentsprechend anwenden.

Die Erfindung ist mit einer einfachen hydraulischen Schaltanordnung zu realisieren. Sie läßt sich auch vielfach abwandeln. So ist es z.B. möglich, bei Löffelbaggern, die normalerweise drei Hydraulikzylinder für die Durchführung aller Löffelbewegungen besitzen, nicht nur den den Hubmotor für den Ausleger darstellenden Zylinder gemäß der Erfindung unterschiedlich zu beaufschlagen, sondern auch einen oder beide anderen Zylinder. Der Antrieb erfolgt dann jeweils so, daß für die Durchführung der Arbeitsbewegungen, welche gegen hohen Widerstand (Schwerkraft, unter Umständen aber auch Widerstand des Erdreichs) erfolgen, beide Motoren auf den entsprechenden Zylinder arbeiten,

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während bei den Bewegungen, die durch die Schwerkraft unterstützt werden, nur ein Motor auf den entsprechenden Hydraulikzylinder arbeitet. Bei entsprechender Ausbildung der Vorrichtung ist es auch möglich, die zweite, zusätzliche Pumpe teilweise, beispielsweise über regelbare Drosselelemente, zuzuschalten.

Die Erfindung läßt sich verhältnismäßig einfach realisieren, indem man die zweite Pumpe über ein entsprechendes Steuerventil und ein Rückschlagventil mit der Speiseleitung des jeweiligen Hydraulikmotors verbindet, welche das Werkzeug oder das entsprechende Werkzeugteil gegen erhöhten Widerstand zu betätigen hat. Auf diese Weise kann nur in die Zuflußleitung für diese Betätigungsrichtung Druckflüssigkeit von beiden Pumpen geliefert werden. Bei Beaufschlagung des Motors über die Leitung für die entgegengesetzte Arbeitsrichtung wird der Motor nur von der einen Pumpe beaufschlagt. Die abströmende Hydraulikflüssigkeit kann auch nur durch die eine Leitung abströmen, da ein Abströmen durch beide Leitungen von dem erwähnten Rückschlagventil verhindert wird.

Es versteht sich, daß bei der Erfindung bevorzugt hydrostatische oder volumetrische Pumpen und Motoren verwendet werden.

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Die Erfindung erlaubt es, die folgenden Vorteile zu erzielen:

I, Beim Arbeiten des Werkzeuges oder WerkzeugteiIes gegen erhöhte Belastung, wie beim Anheben des Auslegers, können beide Pumpen auf den entsprechenden Motor arbeiten· Auf diese Weise wird die Hubgeschwindigkeit erhöht. Dennoch wird beim Senken bzw· Arbeiten gegen erniedrigten Widerstand eine unerwünscht starke Beschleunigung des Werkzeuges oder Werkzeuggliedes, wie etwa durch die Schwerkraft, vermieden. Ein rascher Hub und ein Gefahrloses Senken werden auf diese Weise sicher und einfach erreicht.

II. Bei der Sperrstellung des Steuerventils für die Zu- und Abschaltung der zweiten Pumpe kann mit nur einer Antriebspumpe langsam gearbeitet werden. Dementsprechend ist ein Wählen zwischen schnellem und langsamem Arbeitshub möglich.

III· Verwendet man zum Zu- und Abschalten der zweiten Pumpe ein Ventil, das nicht nur zum Sperren, sondern auch zum Umsteuern geeignet ist, so kann jede der beiden von diesem Steuerventil in Motorrichtung führenden Leitungen zum Betätigen eines anderen

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hydraulischen Motors verwendet werden, da für die Rückführung der von der zweiten Pumpe gelieferten Flüssigkeit keine gesonderte Rückleitung erforderlich ist.

Nachfolgend ist die Erfindung in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der schematischen Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht einen hydraulischen Tieflöffelbagger gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt das hydraulische Schaltschema dieses Baggers.

Der Unterwagen des gezeigten Baggers besitzt zwei Raupen 2 und 2·, die von zwei hydraulischen Motoren 1 und 1* angetrieben sind. Zum Drehen des Oberwagens 4 dient ein hydraulischer Motor 3. Zur Durchführung der Hub- und Senkschwenkbewegung des Auslegers 8 gegen den Oberwagen 4 dient ein Hydraulikzylinder 5· Zum Schwenken des Löffelstieles 9 um das Ende des Auslegers dient ein Hydraulikzylinder 6. Der Löffel 10 wird um das Ende des Löffelstieles 9 mittels eines Hydraulikzylinders 7 geschwenkt.

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Die genauere Punktion der Erfindung wird nachfolgend anhand von Fig. 2 erläutert. Dort sind ebenfalls die Motoren 1, l^f, 3» 5, 6 und 7 sowie die beiden Pumpen P-. und Pp und ein Ölvorratsbehälter T gezeigt. Wie man aus Fig. 2 sieht, speisen jeweils eine oder zwei Pumpen über ein oder zwei der Steuerventile V-, bis V₇ einen oder mehrere Motoren, indem sie aus dem Behälter T angesaugte Hydraulikflüssigkeit unter entsprechendem Hochdruck dem jeweiligen Motor bzw. den jeweiligen Motoren zuführen, von denen die Hydraulikflüssigkeit über das entsprechende Steuerventil wieder in den Behälter T zurückfließt.

Im Ausführungsbeispiel besitzen alle Steuerventile V-, bis V₇ drei Schaltstellungen, nämlich eine Sperrstellung für die zugehörige Zu- und Ablaufleitung, die jeweils in der Mitte angedeutet ist, eine Durchlaßstellung, die jeweils im linken Teil der Ventile angedeutet ist, und eine Umsteuerstellung, die jeweils im rechten Teil angedeutet ist.

Die Pumpe P-, ist durch entsprechende Zulaufleitungen mit den Steuerventilen V-,, Vp und V^ verbunden. Die Steuerventile sind parallel zueinander an die Pumpe 1 geschaltet. Das Steuerventil V₁ dient der Beaufschlagung des ersten Fahrmotors 1. Das Steuerventil Vp dient

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der Beaufschlagung des Löffelstellmotors 7 und das Steuerventil V^ der Beaufschlagung des Auslegerhubmotors 5· Von jedem Motor führt eine entsprechende Rückleitung durch das zugehörige Ventil zum Vorratsbehälter T.

Die Pumpe P_? liefert über paralle Ige schä-te te Leitungen Drucköl zu den Steuerventilen V., V_c und V,.. Das Steuervertil V. regelt die Beaufschlagung des zweiten Fahrmotors 1*. Das Steuerventil V,- regelt die Beaufschlagung des Hydraulikzylinders 6 für den Löffelstiel 9, während das Steuerventil Vg die Beaufschlagung des Drehmotors für den Oberwagen regelt. Auch hier führt von jedem der Motoren eine Rückleitung durch das zugehörige Steuerventil zurück in den Vorratsbehälter T, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Man erkennt aus der Zeichnung und der Pfeilrichtung in der symbolischen Ventildarstellung, daß alle Motoren Umsteuerbar sind, indem wahlweise die eine oder die andere der Leitungen vom Steuerventil zum Motor an die von der zugehörigen Pumpe kommende Speiseleitung angeschlossen wird.

Parallel zu den Steuerventilen V., V₁- und V_g ist an die Pumpe Pp ein weiteres Steuerventil V₇ von gleicher Bauart angeschlossen. Von den beiden Auslaufanschlüssen dieses Ventils V₇ führt eine Leitung a über ein

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Flüssigkeit nur vom Ventil her, aber nicht zum Ventil .hin zulassendes Rückschlagventil Vg zur Leitung c, welche das Steuerventil V, mit der Seite des Hydraulikzylinders 5 verbindet, bei deren Beaufschlagung der Kolben aus dem Zylinder ausgeschoben und damit der Ausleger 8 gehoben wird.

Die zweite Auslaßleitung b des Steuerventils V₇ führt über ein dem Ventil Vo entsprechendes Rückschlagventil, das ebenfalls den Rückfluß zum Ventil V₇ verhindert, zur Leitung d, welche das Steuerventil Vp mit dem Raum des Hydraulikzylinders 7 verbindet, bei dessen Beaufschlagung der Kolben in den Zylinder eingeschoben und damit in der Zeichnung der Löffel im Uhrzeigersinn verschwenkt wird.

Aus dem bisher Beschriebenen ergibt sich, daß mithilfe der Ventile V.. bis Vg die verschiedenen Motoren unabhängig voneinander mit Hydraulikflüssigkeit so beaufschlagt werden können, daß sie jeweils die Arbeitsbewegung in der gewünschten Richtung durchführen. Die Betätigung der Steuerventile kann von Hand oder elektromagnetisch erfolgen.

Zum Heben des Auslegers 8 können nun sowohl das Ventil V-. als auch das Ventil V₇ in die Vorlaufstellung

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gebracht werden, in welcher Druckflüssigkeit von der Pumpe P₁ über die Leitung c in den in Fig. 2 linken Teil des Hydraulikzylinders 5 fließt und Hydraulikflüssigkeit von der Pumpe Pp über die Leitung a und das Rückschlagventil^ ebenfalls in die Leitung c und damit den linken Teil des Hydraulikzylinders 5 eingespeist wird. Der Hydraulikzylinder 5 schiebt seinen Kolben dementsprechend schnell aus, da er praktisch die doppelte Menge an Druckflüssigkeit erhält. Damit wird der Ausleger 8 rasch nach oben geschwenkt.

Die gleiche Schwenkbewegung des Auslegers 8 kann aber auch durchgeführt werden, wenn man das Steuerventil V₇ in der in der Zeichnung gezeigten Sperrstellung läßt. Dann erfolgt das Heben des Auslegers 8 nur langsam ausschließlich mittels der Pumpe P-,.

Zum Senken wird das Steuerventil V, in die in seinem rechten Teil gezeigte Umsteuerstellung gebracht, bei welcher Druckflüssigkeit dem in der Zeichnung rechten Teil des Hydraulikzylinders 5 zugeführt wird, so daß der Kolben eingezogen und damit der Ausleger 8 gesenkt wird. Aus dem in Fig. 2 linken Raum des Hydraulikzylinders 5 strömt nun Hydraulikflüssigkeit durch das Ventil V-. zurück in den Vorratsbehälter T. Ein Rückströmen über das Ventil Vq und die Leitung a ist auf keinen Fall möglich, da das Ventil Vo den Durchfluß

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in dieser Richtung sperrt. Somit erfolgt das Senken des Balkens ausschließlich mittels der Pumpe P-,. Der Rückstrom von Hydraulikflüssigkeit aus dem sich entleerenden Zylinderteil erfolgt beim Senken auch nur durch eine Leitung und damit entsprechend langsam. Beim Senken wirkt natürlich auch die Schwerkraft entsprechend mit. Eine Beschleunigung der Bewegung durch Druckflüssigkeit von der zweiten Pumpe P„ ist jedoch vermieden.

Bei der Erfindung kann auch parallel zu den Steuerventilen V-j, V₂ und V-. ein achtes Steuerventil von gleicher Art wie das Steuerventil V₇ geschitet werden. Verbindet man dieses Steuerventil, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, mit dem in Fig.2 rechten Teil des Hydraulikzylinders 6 für den löffelstiel 9, so kann die Schwenkbewegug-ng des Löffelstiels 9 im Uhrzeigersinn ebenfalls beschleunigt werden, da dann bei entsprechender Stellung des zusätzlichen, nicht gezeigten Ventils die Pumpe P-, ebenfalls Druckflüssigkeit so in den Zylinder 6 liefert, daß dessen Kolben eingezogen wird.

Der Hydraulikzylinder 7 schiebt seinen Kolben während der Schaufelarbeit des Löffels 10 aus und zieht ihn beim Entleeren des Löffels ein. Ia beiden Fällen erfolgt die Beaufschlagung des Hydraulikzylinders 7 von

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der Pumpe P-, her durch, entsprechende Stellung des Ventils Vp. Zum Schwenken des Löffels 10 im Uhrzeigersinn, also zum Entleeren desselben, läßt sich jedoch die Pumpe P₂ über das Ventil V₇ zusätzlich an die Speiseleitung d anschalten, welche den Kolben in den Zylinder 7 einschiebendes Drucköl liefert» Zu diesem Zweck wird das Ventil V₇ in die Umkehrstellung gebracht, bei welcher die von der Pumpe P_? kommende Druckölleitung an die Leitung b vom Ventil V₇ zur Leitung d angeschlossen ist. Dadurch erfolgt ein sehr rasches Entleeren des Löffels 10.

Anstatt die Leitung b an die Leitung d anzuschließen, kann man die Leitung b auch an die Leitung d^f anschließen, durch welche den Kolben des Zylinders 7 ausschiebendes Öl in den Zylinder eingespeist wird. Bei einem derartigen Anschluß erfolgt die Grabarbeit des Baggers mit erhöhter Geschwindigkeit.

In beiden Fällen strömt die Druckflüssigkeit aus dem nicht von beiden Pumpen beaufschlagten Zylinderraum jeweils nur durch eine Leitung ab, da das Ventil V_q ein Rückströmen verhindert.

Die Konstruktion kann so getroffen sein, daß das Ventil V₇ jeweils zwangsläufig mitarbeitet. Sie kann

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aber auch so getroffen sein, daß der Baggerführer nach seiner Wahl das Ventil V₇ und damit die zweite Pumpe zuschalten kann oder nicht.

Die Steuerventile V-, "bis V₇ können Schieberventile mit drei Schaltstellungen oder auch Drehventile sein·

Das Steuerventil V₇ kann alleine-schaltbar sein. Vorteilhafter ist es jedoch, wenn dieses Ventil mit den Ventilen Vp und V, gleichzeitig-schaltbar ausgebildet wird.

Für den Auslegerhub ist auch eine zweistufige Schaltung möglich. In der ersten Stufe wird nur das Steuerventil V, betätigt, so daß der Hydraulikzylinder 5 nur von der Pumpe P₁ beaufschlagt wird. Für die zweite Arbeitsstufe wird das Steuerventil V₇ zusätzlich betätigt, so daß der Hydraulikzylinder 5 von beiden Pumpen P. und P„ beaufschlagt wird.

Das Steuerventil V₇ kann auch mehr als nur drei Schaltstellungen erhalten oder auch mehr Auslaufanschlüsse als zwei. Das erlaubt es, das Steuerventil zur Beschleunigung mehrerer hydraulischer Antriebsmotoren zu verwenden.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche:

ί 1. hiub- und Förderfahrzeug für den Erdbau und dergleichen, insbesondere Bagger, mit einem mittels mindestens eines hydraulischen Motors heb- und senkbaren Werkzeug, und mindestens zwei hydraulische Druckflüssigkeit liefernden Pumpen, dadurch gekennzeichnet, daß der hydraulische Motor beim Arbeiten in einer Richtung, in welcher die auf das Werkzeug wirkende Schwerkraft im gleichen Sinne wirkt, nur von einer Pumpe (P.,) mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird, daß die zweite Pumpe (P₂) mit dem hydraulischen Motor (5) über ein Steuerventil (V₇) und ein ein Rückströmen von Flüssigkeit zum Motor hin verhinderndes Rückschlagventil (Vn) hydraulisch verbunden ist, und daß das Steuerventil (V₇) ein Anschalten auch der zweiten Pumpe (Pp) an den hydraulischen Motor (5) erlaubt, wenn dieser das Werkzeug in der der Richtung der Schwerkraft entgegengesetzten Richtung bewegt.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß mehrere von der ersten Pumpe (P₁) angetriebene hydraulische Motoren (1, 5, 7) vorgesehen sind, daß mindestens einer dieser Motoren über das Steuerventil (V₇) mit der zweiten Pumpe (P₂) verbunden ist, daß das Steuerventil (V₇) mindestens drei Schaltstellungen

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hat, daß in einer ersten Schaltstellung des Steuerventils (V₇) der Druckölauslaß dieses Ventils (V₇) mit der Druckölspeiseleitung (c) eines von der ersten Pumpe (P-,) angetriebenen hydraulischen Motors (5) über das Hückschlagventil (Vo) verbunden ist, und daß der zweite Ölauslaßanschluß des Steuerventils (V₇) mit der Druckölspeiseleitung (d) eines weiteren von der ersten Pumpe (P-,) angetriebenen hydraulischen Motors (7) über ein Eückschlagventil (Vq) verbunden ist.

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Leerserte