DE3008819A1

DE3008819A1 - Steuermechanismus fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE3008819A1
Application number: DE19803008819
Authority: DE
Inventors: Stephen A Youngers
Original assignee: JI Case Co
Current assignee: Case LLC
Priority date: 1979-03-29
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1980-10-16
Also published as: AU5526280A; US4203291A; BR8001807A; FR2452397A1

Description

Steuermechanismus für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Steuermechanismus für ein Fahrzeug, mit einer Pumpe zur wahlweisen Beaufschlagung von wenigstens zwei, unterschiedliche Funktionen ausübenden Hydraulikmotoren mit Hydraulikflüssigkeit.

Bei der Entwicklung von für die Erdbearbeitung eingesetzten Fahrzeugen ist es üblich, am Fahrzeug mehrere Arbeitsvorrichtungen anzubringen, um die Vielseitigkeit des Fahrzeuges zu erhöhen. Ein beisielsweise von der Anmelderin vertriebenes Fahrzeug besteht aus einem gelenkigen Rahmen, an dessen einen Abschnitt eine Grabvorrichtung angebracht ist, während am anderen Abschnitt ein Kabelpflug sowie ein Planierschild angeordnet sind. Viele Fahrzeuge dieser Art sind auch so ausgelegt, daß die Bearbeitungsvorrichtungen entfernt und durch andere Vorrichtungen ersetzt werden können.

Ein Problem bei solchen Fahrzeugen besteht darin, daß jede Bearbeitungsvorrichtung ein gesondertes Steuersystem besitzen muß, das genau die Funktion des jeweiligen Gerätes steuert.

Es sind zahlreiche Steuersysteme bekannt, um mehrere unabhängige Funktionen zu steuern. Bei einem bekannten Steuersystem ist ein einziger Steuerhebel in zwei verschiedenen Ebenen bewegbar, so daß in jeder Ebene eine der Funktionen gesteuert werden kann. Beispiele solcher Steuermechanismen sind in den US-Patentschriften 3 528 519 und 3 541 876 beschrieben.

030042/0672

Ein anderes Problem/ das sich bei solchen Steuersystemen ergibt, ist die Tatsache, daß häufig nur eine einzige hydraulische Pumpe zur Zuführung von Druckmedium verwendet wird, wobei die unterschiedlichen Funktionen durch geeignete Wahlmitteil eingestellt werden. Bei Verwendung eines einzigen Steuersystems zur Steuerung einer Pumpe, die Flüssigkeit für mehrere Funktionen liefert, kann es erforderlich sein, die Pumpe in unterschiedlichen Bereichen zu betreiben, so daß dann unterschiedliche Einstellungen für die verschiedenen Steuerfunktionen benötigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Steuermechanismus der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfachem Aufbau eine sichere Bedienung der verschiedenen Funktionen unter Berücksichtigung der Arbeitsbedingungen, die die jeweiligen Funktionen erfordern, ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Pumpe eine reversible Pumpe ist, daß Auswahlmittel zwischen der Pumpe und den Motoren zur Auswahl einer der Funktionen vorgesehen sind, daß die Pumpe ein aus einer neutralen Stellung in entgegengesetzte Richtungen bewegbaren Steuerarm aufweist, daß eine Steuereinheit mit einem Steuerhebel vorgesehen ist, der auf einem ortsfest am Fahrzeug angebrachten Stift drehbar gelagert und mit dem Steuerarm verbunden ist, daß lösbare Verriegelungsmittel zwischen dem Steuerhebel und dem Fahrzeug vorgesehen sind, die eine neutrale Stellung für den Steuerarm definieren, daß eine am Fahrzeug befestigte Steuerkonsole neben dem Steuerhebel vorgesehen ist, wobei die Steuerkonsole und der Steuerhebel Arretierungsmittel aufweisen, die mehrere Stellungen auf einer Seite der neutralen Stellung zur Betätigung eines ausgewählten Motors in mehreren Betriebsstufen und mehrere Stellungen auf der gegenüberliegenden Seite der neutralen Stellung zur

030042/0672

Betätigung des anderen ausgewählten Motors in mehreren Betriebsstufen definieren.

Vorzugsweise enthalten dabei die lösbaren Verriegelungsmittel einen am Steuerhebel angebrachten·und mit diesem bewegbaren Quadranten, der eine öffnung besitzt, in die ein am Fahrzeugchassis gelagerter Stift durch die Wirkung einer Feder einrastet, wenn sich der Steuerhebel in der neutralen Stellung befindet, während der Stift außerhalb der neutralen Stellung auf der Oberfläche des Quadranten unter dem Druck der Feder gleitet. Es wird somit aufgrund der Federvorspannung verhindert, daß der Steuerhebel über die neutrale Stellung hinwegbewegt werden kann, umgekehrt muß zunächst der Stift gelöst werden, bevor die Bedienungsperson den Steuerhebel aus der neutralen Stellung herausbewegen kann,

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung enthält der Steuerhebel einen ersten Teil, der auf der ortsfesten Achse , drehbar gelagert ist und einen zweiten, vom ersten Teil getrennten Teil, wobei Vorspannungsmittel zwischen beiden Teilen angeordnet sind und der zweite Teil wenigstens einen Vorsprung aufweist, der einen Teil der Arretierungsmittel zur Definition der Stellungen für die Betriebsstufen der Motoren bildet. Der andere Teil der Arretierungsmittel wird dabei durch mehrere, im Abstand voneinander in der Steuerkonsole neben der neutralen Stellung angeordnete Ausnehmungen gebildet, die im Weg des Vorsprungs des Steuerhebels liegen.

Es ist zweckmäßig, daß die Steuerkonsole einen länglichen Schlitz aufweist, in dem der Steuerhebel bewegbar ist, und vorzugsweise ist beiderseits des Schlitzes je eine Reihe von Ausnehmungen angeordnet und am zweiten Steuerhebel zwei Vorsprünge vorgesehen, von denen jeweils einer einer der

030042/0672

Reihen von Ausnehmungen zugeordnet ist. Durch diese Konstruktion muß der Steuerhebel zunächst zusammengedrückt werden, bevor er von einer Stellung in die andere bewegt werden kann, um die VorSprünge aus den Ausnehmungen herauszubewegen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Fahrzeug, das mit dem erfindungsgemaßen Kontrollmechanismus ausgerüstet ist;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1 und

Fig. 3 ein Hydraulikschema für das hydrostatische System, das durch den Steuerhebel gesteuert wird.

In Fig. 1 ist nur ein Teil eines Rahmens 10 eines Fahrzeuges dargestellt. Das Fahrzeug kann entsprechend einem von der Anmelderin vertriebenen Typ aus einem gelenkigen Rahmen bestehen, der an seinem einen Ende ein erstes Bearbeitungsgerät, z.B. eine Grabvorrichtung und an seinem anderen Ende ein zweites Bearbeitungsgerät/ z.B. einen Kabelverlegepflug enthält. Der Grabvorrichtung und dem Pflug sind jeweils Hydraulikmotoren 12 bzw. 14 zugeordnet, und die jeweiligen Hydraulikmotoren werden von einer einzigen Hydraulikpumpe 16 gespeist, die Druckflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf 18 einem Mehrwegeventil 20 zuführt. Bei der Pumpe 16 handelt es sich vorzugsweise um eine reversible Pumpe, die in ei-

0300A2/0672

ner Richtung zum Antrieb des einen Motors, z.B. des Motors 12 und in der anderen Richtung zum Antrieb des anderen Motors 14 dient.

Erfindungsgemäß ist eine einzige Steuereinheit in dem Fahrzeug vorgesehen, um beide Motoren getrennt und unabhängig voneinander steuern zu können. Die Steuereinheit besteht aus einem einzelnen Steuerhebel 30, der um eine feste Achse drehbar ist, die durch einen am Fahrzeugrahmen 10 befestigten Stift 32 gebildet wird. Der Steuerhebel verläuft durch einen Längsschlitz 34 in einer Steuerkonsole 36, die einen Teil des Fahrzeugrahmens 10 bildet und ist von der in Fig, 1 dargestellten mittleren neutralen Stellung in entgegengesetzte Richtungen bewegbar. Der Steuerhebel enthält einen ersten Teil 38, der auf dem Stift 32 drehbar ist, und der Teil 38 enthält an seinem oberen freien Ende eine Stange 40. Die Stange 40 ist teleskopartig in einer Hülse 42 verschiebbar, die Teil eines zweiten Teils 44 des Steuerhebels 30 bildet, und der zweite Teil besitzt an seinem oberen freien Ende einen Steuerknopf oder Handgriff 46. Zwischen den beiden Teilen 38 und 44, und zwar zwischen der Hülse 42 und der Stange 40 befindet sich eine Druckfeder 48.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung arbeiten die Steuerkonsole 36 und der Steuerhebel 30 so zusammen, daß sie miteinander mehrere ausgeprägte Stellungen an gegenüberliegenden Seiten einer neutralen Stellung bilden, und die neutrale Stellung wird durch lösbare Verriegelungsmittel zwischen dem Rahmen, und zwar zwischen der Steuerkonsole und dem Steuerhebel gebildet. Die lösbaren Verriegelungsmittel enthalten einen Quadranten oder ein längliches Element 50, das mit dem ersten Teil 38 des Steuerhebels 30 verbunden ist und eine einzige Öffnung 52 enthält. Ein Verriegelungsstift 54 verläuft

030042/0672

durch im Abstand voneinander angeordnete öffnungen 56 der Steuerkonsole 36, und der Stift 54 wird in Richtung auf die Oberfläche des Quadranten 50 durch eine Feder 58 vorgespannt, die zwischen einer an der Oberfläche der Steuerkonsole 36 befestigten Platte 60 und einer Scheibe 62 angreift, die an einem mittleren Teil des Stiftes 54 mittels eines Schnappringes 64 gehalten wird.

Die Feder 58 spannt das vordere Ende 66 des Stiftes in Richtung auf eine erste Stellung vor, in der das freie Ende des Stiftes sich gemäß Fig. 2 in der öffnung 52 befindet, und das freie Ende des Stiftes kann eine zweite Stellung einnehmen, in der es mit der Oberfläche 68 des Quadranten 50 in Eingriff ist. Immer wenn somit der Steuerhebel in eine neutrale Stellung bewegt wird, gelangt der Stift automatisch in die öffnung und verriegelt den Steuerhebel in der neutralen Stellung. Damit die Bedienungsperson den Steuerhebel aus der neutralen Position herausbewegen kann, muß sie den Knopf am Stift 54 erfassen und den Stift aus der ersten Stellung herausziehen, damit der Steuerhebel dann aus seiner neutralen Stellung verschoben werden kann.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Mittel zur Definition vorgegebener Stellungen bestehen aus zwei Gruppen von Ausnehmungen 70 und 72, die in Querrichtung miteinander fluchten, und die jeweiligen Ausnehmungen der beiden Gruppen haben einen gleichen Abstand voneinander, so daß sie mehrere ausgeprägte Stellungen für den Steuerhebel beiderseits der neutralen Stellung bilden. Der Steuerhebel 14 besitzt Vorsprünge in Form von zwei Stiften 74 und 76, die auf die beiden Gruppen von öffnungen 70 und 72 ausgerichtet sind. Die Feder 48 im Steuerhandgriff 30 spannt die Stifte 74 und 76 in Richtung auf

030042/0672

die Ausnehmungen vor und hält die Stifte in den Ausnehmungen.

Im praktischen Betrieb wird das Ventil 20 so eingestellt, daß der hydraulische Kreis entweder auf den Motor 12 oder den Motor 14 arbeiten kann. Nachdem diese Wahl getroffen worden ist, kann die Bedienungsperson dann den Steuerknopf des Stiftes 54 ergreifen und durch Anheben die Verriegelung aufheben, wobei das freie Ende 66 aus der Öffnung 52 herausbewegt wird. Während sich der Stift 54 in seiner zweiten Stellung befindet, muß dann die Bedienungsperson den ersten und zweiten Teil 38 bzw. 42 des Steuerhebels 30 zusammendrücken, um die Stifte 74 und 76 aus den öffnungen, die die neutrale Stellung definieren herauszubewegen. Wenn die Bedienungsperson die Grabfunktion gewählt hat/ muß der Steuerhebel in Fig. 1 nach links in eine der drei Stellungen bewegt werden, die durch die drei Ausnehmungen auf der einen Seite der neutralen Stellung definiert werden. In allen Betriebsstellungen mit Ausnahme der neutralen Stellung verbleibt der Stift 44 in Richtung auf die Oberfläche des Quadranten 50 vorgespannt. Wenn jedoch der Steuerhebel in die neutrale Stellung bewegt wird, gleitet der Stift 54 automatisch in die öffnung 52 und verriegelt den Steuerhebel in der neutralen Stellung. Dieses Merkmal hat beträchtliche Vorteile, da die Bedienungsperson für den Fall, daß ein Vorgang unmittelbar abgestoppt werden muß, nur den Steuerhandgriff zusammenzudrücken und diesen in Richtung auf die neutrale Stellung zu bewegen braucht. Da der Stift selbsttätig in die öffnung einfällt, wenn der Steuerhebel in die neutrale Stellung bewegt wird, wird ein überfahren der neutralen Stellung verhindert.

Wenn natürlich die Bedienungsperson die zweite Steuerfunktion verwenden möchte, um den Vibrations-Kabelverlegepflug einzusetzen, wird das Ventil 20 so verstellt, daß die Pumpe und das Reservoir 18 mit dem Motor 14 verbunden werden, und de:

030042/0672

Steuerhebel wird dann in der Darstellung von Fig. 1 nach rechts bewegt.

Einer der bemerkenswerten Vorteile der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der Arbeitsbereich für die Pumpe durch geeignete Positionierung der Ausnehmungen 70 und 72 genau festgelegt werden kann. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß bei Verwendung einer Grabvorrichtung und eines Pfluges und Einspeisung der Hydraulikmotoren mit Hydraulikflüssigkeit von einer einzigen Pumpe die Strömungs- und Druckerfordernisse für die jeweiligen Funktionen unterschiedlich sind. Aufgrund der konstruktionsbedingten Eigenschaften der Grabvorrichtung ist es erwünscht, verhältnismäßig große Strömungsgeschwindigkeiten zu haben, um den Druck auf den Motor während des Grabvorganges so klein wie möglich zu halten, während der Vibrationspflug die Zuführung von Druckmedium bei mittleren Drücken und niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten erfordert. Dies läßt sich leicht über den Steuerhebel durch Änderung des Bewegungsbogens zwischen der neutralen Stellung und der entsprechenden maximalen Stellung für den Steuerhebel an entgegengesetzten Sexten der neutralen Stellung bewerkstelligen. Beispielsweise kann der Bewegungsbogen für den Steuerhebel zwischen der neutralen Stellung und der maximalen Stellung beim Pflügen kleiner sein als der'Bewegungsbogen des Steuerhebels zwischen der neutralen und maximalen Stellung für den Grabvorgang.

Natürlich kann jede Zahl von Stellungen beiderseits der neutralen Stellung definiert werden, und es ist ersichtlich, daß auch ein einzelner Vorsprung und eine einzelne Gruppe von Ausnehmungen ausreicht, um die entsprechenden Stellungen für den Steuerhebel zu definieren. Es

030042/0872

sei hervorgehoben, daß mit der beschriebenen Anordnung der Motor für die eine der Steuerfunktionen in der einen Richtung unc für die andere Steuerfunktion in der anderen Richtung angetrie· ben wird.

Die Erfindung wurde anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, bei der zwei Motoren für zwei unterschiedliche Funktionen gesteuert werden, jedoch kann das erfindungsgemäße Steuersystem auch für andere Funktionen eingesetzt werden, z.B. für einen reversiblen Motor, der Teil der Kraftübertragung für ein Fahrzeug dieser Art bildet.

Bs / dm

030042/0672

Claims

EIKENBERG & BRÜMMERSTEDT

PATENTANWÄLTE IN HANNOVER

J.I. Case Company 105/4 3

Patentansprüche

,. 1 J Steuermechanismus für ein Fahrzeug/ mit einer Pumpe /

"zur wahlweisen Beaufschlagung von wenigstens zwei, unterschiedliche Funktionen ausübenden Hydraulikmotoren mit Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (16) eine reversible Pumpe ist, daß Auswahlmittel (20) zwischen der Pumpe und den Motoren (12, 14) zur Auswahl einer der Funktionen vorgesehen sind, daß die Pumpe (16) einen aus einer neutralen Stellung in entgegengesetzte Richtungen bewegbaren Steuerarm aufweist, daß eine Steuereinheit mit einem Steuerhebel (30) vorgesehen ist, der auf einem ortsfest am Fahrzeug (10) angebrachten Stift (32) drehbar gelagert und mit dem Steuerarm verbunden ist, daß lösbare Verriegelungsmittel (50, 52, 54) zwischen dem Steuerhebel (30) und dem Fahrzeug vorgesehen sind, die eine neutrale Stellung für den Steuerarm definieren, daß eine am Fahrzeug befestigte Steuerkonsole (36) neben dem Steuerhebel (30) vorgesehen ist, wobei die Steuerkonsole (36) und der Steuerhebel (30) Arretierungsmittel (74, 76) aufweisen, die mehrere Stellungen auf einer Seite der neutralen Stellung zur Betätigung eines ausgewählten Motors in mehreren Betriebsstufen und mehrere Stellungen auf der gegenüberliegenden Seite der neutralen Stellung zur Betätigung des anderen ausgewählten Motors in mehreren Betriebsstufen definieren.

0300A2/0672
2. ' ßteuermechanismus nach Ansprich 1, dadurch gekennzeichnet , daß die lösbaren Verrxegelungsmittel einen am Steuerhebel

(30) angebrachten und mit diesem bewegbaren Quadranten (50) enthalten, der eine Öffnung (52) besitzt, in die ein am Fahrzeugchassis (10) gelagerter Stift (54) durch die Wirkung einer Feder

(58) einrastet, wenn sich der Steuerhebel (30) in der neutralen Stellung befindet, während der Stift außerhalb der neutralen Stellung auf der Oberfläche des Quadranten (50) unter dem Druck der Feder (58) gleitet.
3. Steuermechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerhebel (30) einen ersten Teil (38), der auf der ortsfesten Achse (32) drehbar gelagert ist, und einen zweiten, vom ersten Teil getragenen Teil (44) enthält, daß Vorspannungsmittel (48) zwischen beiden Teilen angeordnet sind, und daß der zweite Teil (44) wenigstens einen Vorsprung (74, 76) aufweist, der einen Teil der Arretierungsmittel zur Definition der Stellungen für die Betriebsstufen der Motoren (12, 14) bildet.
4. Steuermechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Teil der Arretierungsmittel durch mehrere, im Abstand voneinander in der Steuerkonsole (36) neben der neutralen Stellung angeordnete Ausnehmungen gebildet wird, die im Weg des Vorsprungs (74, 76) des Steuerhebels (30) liegen.
5. Steuermechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungsmittel (48) so angeordnet sind, daß der zweite Teil (44) des Steuerhebels (30) mit seinem Vorsprung (72, 74) in Richtung auf die Ausnehmungen vorgespannt ist.

030042/0672
6. Steuermechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerkonsole (36) einen länglichen Schlitz aufweist, in dem der Steuerhebel (30) bewegbar ist, daß beiderseits des Schlitzes je eine Reihe von Ausnehmungen angeordnet ist, und daß am zweiten Teil (44) des Steuerhebels (30) zwei Vorsprünge (74, 76) vorgesehen sind, von denen jeweils einer einer der Reihen von Ausnehmungen zugeordnet ist.
7. Steuermechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (38) des Steuerhebels (30) aus einer Stange (40) besteht, die durch die Steuerkonsole (36) verläuft, und daß der zweite Teil (44) aus einer auf der Stange (40) teleskopartig verschiebbaren Hülse (42) besteht, wobei zwischen der Stange und der Hülse die Vorspannungsmittel (48) angeordnet sind, und daß die Vorsprünge (74, 76) an der Hülse (42) zwischen der Steuerkonsole (36) und der ortsfesten Achse (32) angebracht und in Richtung auf die Steuerkonsole vorgespannt sind.
8. Steuermechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Stellung der Auswahlmittel (20) die Bewegung des Steuerhebels (30) aus der neutralen Stellung in die eine Richtung die eine Motorfunktion und in der anderen Stellung der Auswahlmittel die Bewegung des Steuerhebels aus der neutralen Stellung in die entgegengesetzte Richtung die andere Motorfunktion steuert.

-Bes ehreibung-

030042/0672