Die Erfindung betrifft eine wechselschaltende Hydraulikeinheit zur hydraulischen Steuerung von technischen Maschinen und Geräten, die insbesondere in der Agrartechnik einsetzbar sind.

Eine gattungsgemäße wechselschaltende Hydraulikeinheit stellt eine sich permanent wiederholende Umschaltung eines doppeltwirkenden Arbeitszylinders bereit, so dass die Kolbeneinheit des Arbeitszylinders automatisch solange ein- und ausfährt, wie ein Druckstrom beaufschlagt wird.

Anwendbar ist eine solche wechselschaltende Hydraulikeinheit unter anderem zur Betätigung eines Schneidmessers eines Siloblockschneiders. Siloblock- Schneider sind in verschiedenen Ausführungsformen aus dem Stand der Technik bekannt und dienen zum Schneiden von Futterblöcken aus dem als Silage bezeichneten Gärfutter sowie zum Transport der zugeschnittenen Blöcke in einen Stall oder eine sonstige Fütterungstelle. Die Druckschrift DE 36 24 847 A1 beschreibt diesbezüglich eine hydraulische Steuereinrichtung für ein Silo-Entnahmegerät.

Diese weist einen von einem Hydromotor angetriebenen Schneider sowie einen Vorschubantrieb auf. Der Vorschubantrieb ist mittels eines zweiten Servomotors, welcher als doppeltwirkender Hydromotor oder Zylinder ausgebildet ist, betätigt. Die beiden Hydromotoren sind von einer gemeinsamen Druckmittelquelle über ein 3-Wege-Stromregelventil und mindestens ein Wegeventil mit Druckmittel versorgbar, wobei dessen Konstantstrom dem Servomotor des Vorschubantriebs und dessen Reststrom dem Hydromotor des Schneiders zugeleitet wird. Kennzeichen der vorliegend offenbarten Steuereinrichtung ist es, dass das Stromregelventil zwischen der Druckmittelquelle und dem Wegeventil angeord-

BESTÄTIGUNGSKOPIE net ist und dass der Reststrom mittels eines zweiten Wegeventils wahlweise dem Konstantstrom oder dem Hydromotor des Schneiders zuschaltbar ist.

Eine weitere hydraulische Steuereinrichtung, welche insbesondere für einen Siloblockschneider anwendbar ist, ist aus der Druckschrift DE 39 29 651 A1 bekannt. Hierbei ist zwischen den Arbeitsräumen der mechanisch-hydraulischen Umformer jeweils ein druckgesteuertes Drosselventil geschaltet.

Zudem ist aus der Druckschrift DE 33 14 459 C2 ein Siloblockschneider zum hö- henverstellbaren Anschluss an eine Schlepper-Hebevorrichtung bekannt. Dieser weist eine horizontale Führungsbahn auf, entlang welcher eine Schneidvorrichtung mittels einer Vorschubeinrichtung schrittweise verfahrbar ist. An der

Schneidvorrichtung ist ein Messer mittels einer Hubeinrichtung heb- und senkbar gelagert, wobei die Abwärtsbewegung einem Arbeitshub und die Aufwärtsbewe- gung einem Rückhub entspricht. Darüberhinaus ist ein Steuergerät vorgesehen, dass nach jedem Rückhub des Messers einen Vorschubschritt der Schneidvorrichtung auslöst und beendet. Der Vorschub der Schneidvorrichtung und der Hub des Messers werden dabei in gegenseitiger Abhängigkeit mittels des Steuergeräts derart gesteuert, dass jeweils bei Beendigung eines Vorschubschrittes der Arbeitshub automatisch ausgelöst wird und die Vorschubeinrichtung und die Hubeinrichtung abwechselnd stillgesetzt sind.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine wechselschaltende Hydraulikeinheit anzugeben, welche eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet, einen geringen War- tungsaufwand erfordert, eine hohe Laufruhe ermöglicht und zudem kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Eine erfindungsgemäße wechselschaltende Hydraulikeinheit weist als Grundbestandteile einen Arbeitszylinder sowie eine hydraulische Steuerungseinheit auf.

Der Arbeitszylinder ist erfindungsgemäß als doppeltwirkender Zylinder ausge- staltet, so dass dieser aktiv ein- und aktiv ausfahrbar ist. Der Arbeitszylinder weist einen Kolben, eine Kolbenstange sowie ein Zylinderrohr auf und ist durch den Kolben in einen ersten und zweiten Arbeitsraum unterteilt.

Vorliegend weist der Kolben eine radial umlaufende Dichtung, einen ersten Kolbenring mit einem ersten Kolbenringspalt und einen zweiten Kolbenring mit einem zweiten Kolbenringspalt auf. Die beiden Kolbenringe sind jeweils von der Dichtung axial beabstandet angeordnet.

Des Weiteren weist der Arbeitszylinder in einem ersten axialen Endlagendämp- fungsbereich einen ersten Hauptanschluss sowie einen ersten Steueranschluss und in einem zweiten axialen Endlagendämpfungsbereich einen zweiten Hauptanschluss sowie einen zweiten Steueranschluss auf. Als Endlagendämpfungsbereiche werden vorliegend die sich axial gegenüberliegenden Endbereiche des Arbeitszylinders bezeichnet.

Die beiden Hauptanschlüsse sind gegenüber den beiden Steueranschlüssen jeweils in Richtung des Kolbens axial versetzt angeordnet, so dass die Hauptanschlüsse in den beiden Endbereichen jeweils die innenliegenden Anschlüsse und die Steueranschlüsse die außenliegenden Anschlüsse bilden. Über die Hauptanschlüsse ist ein Fluid als hydraulisches Arbeitsmedium in die beiden Arbeitsräume einleitbar, wobei der erste Hauptanschluss dem ersten Arbeitsraum und der zweite Hauptanschluss dem zweiten Arbeitsraum zugeordnet ist.

Bei einem Überfahren des ersten Hauptanschlusses durch den ersten Kolbenring wird der freie Abstrom des Fluids aus dem ersten Arbeitsraum in den ersten Hauptanschluss versperrt, so dass ein Teilvolumen des Fluids innerhalb des ersten Arbeitsraums eingeschlossen wird. Das eingeschlossene Teilvolumen ist dann ausschließlich über den Kolbenringspalt gedrosselt in den Bereich zwischen erstem Kolbenring und radial umlaufender Dichtung und von dort in den ersten Hauptanschluss abströmbar. Auf diese Weise wird eine Endlagendämp- fung in dem ersten Endbereich bereitgestellt.

In entsprechender Weise wird bei einem Überfahren des zweiten Hauptanschlusses durch den zweiten Kolbenring ein Teilvolumen des Fluids in dem zweiten Arbeitsraum eingeschlossen. Das eingeschlossene Teilvolumen ist dann über den zweiten Kolbenringspalt gedrosselt abströmbar. Damit wird eine Endlagendämp- fung auch in dem zweiten Endbereich bereitgestellt.

Die pro Zeiteinheit gedrosselt abströmende Fluidmenge und damit das Dämpfungsmaß kann über die Breite des jeweiligen Kolbenringspalts eingestellt werden.

Vorzugsweise weist das Zylinderrohr in dem Bereich nach dem jeweiligen Hauptanschluss eine Koniziät auf, so dass der jeweilige Kolbenring mit fortgesetzter Bewegung des Kolbens in Richtung Endlage fortschreitend zusammengedrückt wird und sich die Breite des betreffenen Kolbenringspalts zunehmend verringert. Damit wird eine progressive Endlagendämpfung erreicht.

Die hydraulische Steuerungseinheit, welche das Ein- und Ausleiten der Fluid- ströme in die beiden Arbeitsräume steuert, weist ein erstes und zweites hydraulisch betätigtes Steuerventil sowie ein hydraulisch betätigtes Umschaltventil auf. Weitere Be-standteile der hydraulischen Steuerungseinheit sind eine Druckstromzuleitung, eine Fluidrückleitung, eine erste und zweite Hauptleitung sowie eine erste und zweite Steuerleitung.

Das erste und zweite Steuerventil können jeweils eine passive und eine aktive Schaltstellung annehmen und weisen je ein Federelement auf, welches in der passiven Schaltstellung entspannt ist und in der aktiven Schaltstellung gespannt ist. Zudem weist jedes der Steuerventile einen Betätigungsanschluss und einen Gegenbetätigungsanschluss auf, wobei bei einer gleichen Druckbeaufschlagung an dem Betätigungs- und Gegenbetätigungsanschluss die passive Schaltstellung eingenommen wird und bei einer Druckbeaufschlagung mit einem höheren Druck an dem Betätigungsanschluss die aktive Schaltstellung eingenommen wird.

Betätigungs- und Gegenbetätigungsanschluss wirken wie nachfolgend beschrieben zusammen: Die Steuerventile weisen in an sich bekannter Weise einen axial beweglichen Steuerschieber auf, dessen axiale Lage die passive und die aktive Schaltstellung bestimmt. Der Steuerschieber weist gegenüberliegende Stirnflächen auf, die wie Kolbenflächen wirken und auf der einen Seite durch den Betätigungsanschluss und auf der anderen Seite durch den Gegenbetätigungsanschluss mit einem Fluiddruck beaufschlagt werden. Wird beispielsweise die gegenbetätigungsseitige Stirnfläche etwas größer gewählt als die betätigungs- seitige Stirnfläche, wird bei gleichem Druck das jeweilige Steuerventil zuverlässig in der passiven Schaltfläche gehalten. Ferner wirkt das Federelement auf den Steuerschieber und beauf-schlagt eine Kraft in Richtung der passiven Schaltstellung.

Die zum Bewirken der aktiven oder passiven Schaltstellung konkret erforderliche höhere Druckbeaufschlagung an dem Betätigungsanschluss ist durch die Eigenschaften des Federelements sowie durch eine Variation des Größenverhältnisses der hydraulisch wirksamen Stirnflächen des Steuerschiebers des Steuer- ventils an dem Betätigungs- und Gegenbetätigungsanschluss einstellbar.

Das Umschaltventil kann ebenfalls zwei Schaltstellungen annehmen, welche vorliegend als erste und zweite Schaltstellung bezeichnet werden. Das Umschaltventil weist in an sich bekannter Weise eine Steuerschieber auf. Das Umschaltventil weist einen ersten und zweiten Betätigungsanschluss sowie insgesamt sechs Arbeitsanschlüsse auf. Bei einer Druckbeaufschlagung am ersten Betätigungsanschluss wird die erste Schaltstellung und bei einer Druckbeaufschlagung am zweiten Betätigungsanschluss die zweite Schaltstellung angenommen. Die Druckstromzuleitung der erfindunsgemäßen Hydraulikeinheit ist mit einem ersten Arbeitsanschluss des Umschaltventils verbunden und an eine

Druckstrom-quelle anschließbar.

Die Fluidrückleitung ist mit einem zweiten Arbeitsanschluss des Umschaltventils verbunden und mündet vorzugsweise in einen Tank, in dem das Fluid aufgenommen wird. Die Druckstromquelle sowie der Tank sind nicht Bestandteil der erfindungsgemäßen Hydraulikeinheit.

Die erste Hauptleitung verbindet den ersten Hauptanschluss des Arbeitszylin- ders mit einem dritten und sechsten Arbeitsanschluss des Umschaltventils sowie mit dem Gegenbetätigungsanschluss des ersten Steuerventils, so dass dieser mit dem in der ersten Hauptleitung vorhandenen Druck beaufschlagbar ist.

Die zweite Hauptleitung verbindet den zweiten Hauptanschluss des Arbeitszylin- ders mit einem vierten und fünften Arbeitsanschluss des Umschaltventils und dem Gegenbetätigungsanschluss des zweiten Steuerventils. Somit ist der Gegenbetätigungsanschluss des zweiten Steuerventils mit dem an der zweiten Hauptleitung anliegenden Druck beaufschlagbar. Die erste Steuerleitung stellt eine schaltbare Verbindung zwischen dem ersten Steueranschluss des Arbeitszylinders und dem ersten Betätigungsanschluss des Umschaltventils bereit. Hierzu ist mittels der ersten Steuerleitung der erste Steueranschluss des Arbeitszylinders mit dem Betätigungsanschluss des ersten Steuerventils sowie zugleich über die Arbeitsanschlüsse des ersten Steuerventils mit dem ersten Betätigungsanschluss des Umschaltventils verbunden. Der Abschnitt der ersten Steuerleitung zwischen dem ersten Steuerventil und dem ersten Betätigungsanschluss des Umschaltventils ist bei der aktiven Schaltstellung des ersten Steuerventils geöffnet und bei der passiven Schaltstellung geschlossen. Durch die Verbindung mit dem Betätigungsanschluss des ersten Steuerventils wird mittels der Steuerleitung zudem auch die Schaltung des ersten Steuerventils bewirkt.

Dies gilt in entsprechender Weise für die zweite Steuerleitung. Diese stellt eine schaltbare Verbindung zwischen dem zweiten Steueranschluss des Arbeitszylinders und dem zweiten Betätigungsanschluss des Umschaltventils bereit. Hierzu ist mittels der zweiten Steuerleitung der zweite Steueranschluss des Arbeitszylinders mit dem Betätigungsanschluss des zweiten Steuerventils sowie zugleich über die Arbeitsanschlüsse des zweiten Steuerventils mit dem zweiten Betätigungsanschluss des Umschaltventils verbunden. Der Abschnitt der zweiten Steuerleitung zwischen dem zweiten Steuerventil und dem zweiten Betätigungs- anschluss des Umschaltventils ist bei der aktiven Schaltstellung des zweiten Steuerventils geöffnet und bei der passiven Schaltstellung geschlossen. Durch die Verbindung mit dem Betätigungsanschluss des zweiten Steuerventils wird mittels der Steuerleitung zudem auch die Schaltung des zweiten Steuerventils bewirkt.

Das Zusammenwirken der Komponenten und die Funktionsweise der Hydraulikeinheit wird nachfolgend beschrieben:

Befindet sich beispielsweise das Umschaltventil zu Beginn in einer ersten Schalt- Stellung, dann ist die Druckstromleitung mit der ersten Hauptleitung verbunden. Damit strömt über den ersten Hauptanschluss das Fluid in den ersten Arbeitsraum ein und bewegt den Kolben in Richtung des zweiten Endlagendämpfungsbereichs. Hierbei wird Fluid aus dem zweiten Arbeitsraum über den zweiten Hauptanschluss und die zweite Hauptleitung verdrängt und von dem Umschalt- ventil in seiner zweiten Schaltstellung in die Fluidrückleitung geführt. Dabei liegt an dem zweiten Hauptanschluss und an dem zweiten Steueranschluss der gleiche Druck an, womit auch an dem Betätigungsanschluss und dem Gegenbe- tätigungsanschluss des zweiten Steuerventils ein gleicher Druck anliegt. Damit wird das zweite Steuerventil in der passiven Schaltstellung gehalten. Bei einem Überfahren des zweiten Hauptanschlusses von dem zweiten Kolbenring wird ein Teilvolumen des Fluids in dem zweiten Arbeitsraum eingeschlossen und dessen Abstrom über den zweiten Hauptanschluss gedrosselt. Dies bewirkt zum ersten eine Endlagendämpfung und zum zweiten einen Überdruck an dem zweiten Steueranschluss im Vergleich zu dem Druck am zweiten Hauptan- schluss. Der vorhandene Überdruck wird mittels der zweiten Steuerleitung an das zweite Steuerventil übertragen. Das zweite Steuerventil wird infolge der erhöhten Druckbeaufschlagung an dessen Betätigungsanschluss in die aktive Schaltstellung versetzt. Dabei wird das im zweiten Steuerventil vorhandene Federelement gespannt, welches zuvor in einem entspannten Zustand die passive Schaltstellung des Steuerventils bewirkte.

Über das in der aktiven Schaltstellung befindliche zweite Steuerventil ist nun die zweite Steuerleitung bis hin zu dem zweiten Betätigungsanschluss des Umschaltventils geöffnet. Der zweite Betätigungsanschluss ist daher mit einem Druck beaufschlagt, so dass von dem Umschaltventil eine zweite Schaltstellung eingenommen wird.

Mit dem Wechsel von der ersten in die zweite Schaltstellung des Umschaltventils ist die Umschaltung bewirkt. Damit wird die Bewegung des Kolbens in Richtung des zweiten Endlagendämpfungsbereichs beendet und eine Bewegungsumkehr des Kolbens eingeleitet.

Nun befindet sich das Umschaltventil in seiner zweiten Schaltstellung. In der zweiten Schaltstellung ist die Druckstromleitung mit der zweiten Hauptleitung verbunden. Damit strömt über den zweiten Hauptanschluss das Fluid in den zweiten Arbeitsraum ein und bewegt den Kolben in Richtung des ersten End- lagendämpfungsbereichs. Hierbei wird Fluid aus dem ersten Arbeitsraum verdrängt und über den ersten Hauptanschluss und die erste Hauptleitung sowie über das Umschaltventil in die Fluidrückleitung geführt. Dabei liegt an dem ersten Hauptanschluss und an dem ersten Steueranschluss der gleiche Druck an, womit auch an dem Betätigungsanschluss und dem Gegenbetätigungsanschluss des ersten Steuerventils ein gleicher Druck anliegt. Damit wird das erste Steuerventil in der passiven Schaltstellung gehalten. Bei einem Überfahren des ersten Hauptanschlusses von dem ersten Kolbenring wird ein Teilvolumen des Fluids in dem ersten Arbeitsraum eingeschlossen und dessen Abstrom über den ersten Hauptanschluss gedrosselt. Dies bewirkt zum ersten eine Endlagendämpfung und zum zweiten einen Überdruck an dem ersten Steueranschluss im Vergleich zu dem Druck am ersten Hauptanschluss. Der vorhandene Überdruck ist mittels der ersten Steuerleitung an das erste

Steuerventil übertragbar. Das erste Steuerventil wird infolge der erhöhten Druckbeaufschlagung an dessen Betätigungsanschluss in die aktive Schaltstellung versetzt. Dabei wird das im ersten Steuerventil vorhandene Federelement gespannt, welches zuvor in einem entspannten Zustand die passive Schalt- Stellung des Steuerventils bewirkte.

Über das in der aktiven Schaltstellung befindliche erste Steuerventil ist nun die erste Steuerleitung bis hin zum dem ersten Betätigungsanschluss des Umschaltventils geöffnet. Der erste Betätigungsanschluss ist druckbeaufschlagt, so dass von dem Umschaltventil eine erste Schaltstellung eingenommen wird.

Mit dem Wechsel von der zweiten in die erste Schaltstellung des Umschaltventils ist die Rückumschaltung bewirkt. Somit wird die Bewegung des Kolbens in Richtung des ersten Endlagendämpfungsbereichs beendet und erneut eine Bewegungsumkehr des Kolbens eingeleitet. Erfindungsgemäß wiederholt sich die Abfolge aus Bewegung und Bewegungsumkehr des Kolbens automatisch, solange ein Druckstrom beaufschlagt wird. Dementsprechend wird eine sich permanet wiederholende Umschaltung des Arbeitszylinders bereitgestellt. Vorliegend sind somit vier verschiedene Betriebszustände von der hydraulischen Steuerungseinheit einnehmbar. Während der Bewegung des Kolbens in Richtung des ersten Endlagendämpfungsbereiches und vor dem Überfahren des ersten Hauptanschlusses befindet sich die hydraulische Steuerungseinheit in einem ersten Betriebszustand. Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass sich sowohl das erste als auch das zweite Steuerventil in der passiven Schaltstellung befinden. Das Um-schaltventil befindet sich in der zweiten Schaltstellung.

Folglich wird Fluid in den zweiten Arbeitsraum eingeleitet und aus dem ersten Arbeitsraum ausgeleitet. Nach dem Überfahren des ersten Hauptanschlusses von dem ersten Kolbenring nimmt die hydraulische Steuerungseinheit einen zweiten Betriebszustand an. In diesem wechselt die Schaltstellung des ersten Steuerventils auf aktiv, während das zweite Steuerventil in der passiven Schaltstellung verbleibt. Das nun aktive erste Steuerventil bedingt einen Wechsel des Umschaltventils in dessen erste Schaltstellung.

Es wird nun Fluid in den ersten Arbeitsraum eingeleitet und eine Bewegung des Kolbens in Richtung des zweiten Endlagendämpfungsbereichs bewirkt. Während dieser Bewegung des Kolbens in Richtung des zweiten Endlagendämpfungsbe- reichs und vor dem Überfahren des zweiten Hauptanschlusses nimmt die hydraulische Steuerungseinheit einen dritten Betriebszustand an. Dabei befinden sich das erste und zweite Steuerventil in der passiven Schaltstellung und das Umschaltventil befindet sich in der ersten Schaltstellung. Somit wird Fluid in den ersten Arbeitsraum eingeleitet und aus dem zweiten Arbeitsraum ausgeleitet. Nach dem Überfahren des zweiten Hauptanschlusses von dem zweiten Kolbenring nimmt die hydraulische Steuerungseinheit einen vierten Betriebszustand an. In diesem ist der Wechsel der Schaltstellung des zweiten Steuerventils auf aktiv erfolgt, während das erste Steuerventil in der passiven Schaltstellung verbleibt. Daher wechselt das Umschaltventil von der ersten in die zweite Schaltstellung.

Es wird nun Fluid in den zweiten Arbeitsraum eingeleitet und aus dem ersten Arbeitsraum ausgeleitet.

Anschließend geht die hydraulische Steuerungseinheit erneut in den ersten Be- triebszustand über, so dass sich die beschriebene Betriebszustandsabfolge wiederholt.

Der zweite und der vierte Betriebszustand werden jeweils nur für die kurze Phase nach dem Überfahren der Hauptanschlüsse durch den jeweiligen Kolben- ring eingenommen, da die jeweiligen Steuerventile nach Erreichen der Endlage des Kolbens und der damit erfolgenden Beendigung der Druckdifferenz zwischen jeweiligem Hauptanschluss und Steueranschluss wieder in die passive Schaltstellung zurückfallen.

Die Bereitstellung eines Fluiddruckstroms und dessen Zu- oder Abschaltung erfolgt durch Einrichtungen außerhalb der erfindungsgemäßen Hydraulikeinheit, beispielsweise durch die Hydraulikanlage eines Traktors oder durch eine stationäre Hydraulikpumpenanlage.

Als von dem Schutzumfang umfasst wird es auch angesehen, wenn beispiels- weise durch eine innere hydraulische Verschaltung das Umschaltventil nur vier Arbeitsanschlüsse aufweist, von denen jeweils zwei in einer passiven Schalt- Stellung direkt verbunden und in einer aktiven Schaltstellung über Kreuz verbunden sind. Es ist lediglich entscheidend, dass in einer passiven Schaltstellung die Druckstromzuleitung mit der ersten Hauptleitung sowie die zweite Hauptleitung mit der Fluidrückleitung, sowie in einer aktiven Schaltstellung die Druckstromzu- leitung mit der zweiten Hauptleitung sowie die erste Hauptleitung mit der Fluidrückleitung verbunden ist.

Die erfindungsgemäße wechselschaltende Hydraulikeinheit zeichnet sich insbesondere durch die nachfolgenden Vorteile aus.

Ein Vorteil besteht darin, dass mittels der erfindungsgemäßen Hydraulikeinheit die Steuerung der Bewegungen des Arbeitszylinders selbsttätig erfolgt und ohne zusätzliche aktive Mittel wie zusätzliche hydraulisch bereitgestellte Steuerbefehle, elektronische Steuerungseinheiten oder Positionserfassungsmittel ermög- licht wird. Es wird lediglich der für die Betätigung der Bewegung des Arbeitszylinders ohnehin benötigte Fluiddruckstrom verwandt.

Damit in Verbindung steht der Vorteil, dass keine gesonderte Energiequelle für die Betätigung der Umsteuerung erforderlich ist.

Als weiterer Vorteil wird erfindungsgemäß zugleich eine Endlagendämpfung in beiden axialen Endbereichen und somit bei jeder Bewegungsumkehr erzielt, welche für einen gleichmäßigen Bewegungsablauf der Kolbeneinheit wichtig ist. Somit können unerwünschte dynamische Belastungen sowohl der Hydraulikein- heit als auch einer von ihr betriebenen Vorrichtung wie beispielsweise einem Siloblockschneider insgesamt verhindert werden.

Vorteilhaft ist die besondere Betriebssicherheit. Die zuverlässige Umschaltung ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass neben den Hauptanschlüssen jeweils ein Steueranschluss vorhanden ist, so dass aufgrund von verschiedenen Druckverhältnissen in den Steuer- und Hauptleitungen zuverlässig eine Änderung der Schaltstellung der Steuerventile und nachfolgend des Umschaltventils bewirkbar ist.

Ein besonderer Vorteil ist es, dass der Druck zum Steuern der Ventile aus dem Fluidabstrom verwandt wird. Damit liegen wesentlich geringere Drücke vor als diese beispielsweise in der Druckstromzuleitung anliegen, so dass alle Schaltvorgänge weicher, also mit geringerer Stoßbelastung für alle einbezogenen Bauelemente, insbesondere für die Ventile und die Hydraulikleitungen ablaufen. Es treten geringere dynamische Belastungen auf.

Es ist ferner ein Vorteil, dass die Hydraulikeinheit selbsttätig die Bewegung des Kolbens nach dem Durchlaufen einer Ausfahrt, Umkehr und Einfahrt in der Ausgangslage wieder erneut beginnt, solange die Druckstromleitung mit einem Fluid- druckstrom beaufschlagt bleibt. Vorteilhaft ist es zudem, dass die Bewegung des Kolbens mit Beginn einer Beaufschlagung mit einem Fluiddruckstrom selbsttätig anläuft und dann selbsttätig bis zur Beendigung der Fluidstrombeaufschlagung fortsetzt.

Ein weiterer Vorteil ist es, dass die für die Änderung der Schaltstellung des ersten oder zweiten Steuerventils erforderliche Druckbeaufschlagung durch die Auswahl des jeweiligen Federlements festlegbar ist. Dabei können verschiedene Parameter wie die Federkonstante, Form und Größe für die Wahl eines Federlements herangezogen werden.

Neben dem vorhandenen Federelement ist zudem das Flächenverhältnis der Stirnflächen des Betätigungs- und Gegenbetätigungsanschlusses des jeweiligen Steuerventils hinsichtlich der für einen Wechsel der Schaltstellung erforderlichen Druckverhältnisse entscheidend.

Die Steuerventile sind somit auf verschiedene Arten an die Einsatzerfordernisse anpassbar. Des Weiteren ist es von Vorteil, dass der Einfluss der temperaturabhängigen Viskosität des Fluids in den Endlagendämpfungsbereichen vorliegend reduziert werden kann. Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel anhand von

Fig. 1 Hydraulikschaltplan der erfindungsgemäßen wechselschaltenden Hydraulikeinheit in einem ersten Schaltzustand, Fig. 2 Hydraulikschaltplan der erfindungsgemäßen wechselschaltenden Hydraulikeinheit in einem zweiten Schaltzustand,

Fig. 3 Hydraulikschaltplan der erfindungsgemäßen wechselschaltenden Hydraulikeinheit in einem dritten Schaltzustand,

Fig. 4 Hydraulikschaltplan der erfindungsgemäßen wechselschaltenden Hydraulikeinheit in einem vierten Schaltzustand näher erläutert.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Hydraulikeinheit um- fasst einen Arbeitszylinder 1 sowie eine hydraulische Steuerungseinheit 2.

Der Arbeitszylinder 1 weist einen Kolben 2, eine Kolbenstange 3 sowie ein Zylin- derrohr 4 auf und ist in einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum 6 und 7 unterteilt. Vorliegend ist der Arbeitsziinder 1 als doppeltwirkender Arbeitszylinder ausgebildet, so dass der Kolben 3 von beiden Seiten mit einem hydraulischen Fluid beaufschlagbar ist und der Arbeitszylinder 1 somit aktiv ein- und ausfahrbar ist. Der Kolben 3 weist eine radial umlaufende Dichtung 8 sowie einen ersten und einen zweiten Kolbenring 9 und 1 1 auf, die jeweils von der Dichtung 8 axial beabstandet sind. Die beiden Kolbenringe 9, 1 1 weisen vorliegend jeweils einen Kolbenringspalt 10, 12 auf.

Erfindungsgemäß weist der Arbeitszylinder 1 in einem ersten axialen Endlagendämpfungsbereich 13 einen ersten Hauptanschluss 14 sowie einen ersten Steueranschluss 15 und in einem zweiten axialen Endlagendämpfungsbereich

16 einen zweiten Hauptanschluss 17 sowie einen zweiten Steueranschluss 18 auf. Die beiden Hauptanschlüsse 14, 17, über welche ein Fluid in die Arbeitsräume 6, 7 ein- und ausleitbar ist, sind jeweils gegenüber den Steueranschlüssen 15, 18 in Richtung des Kolbens 3 axial versetzt angeordnet. Bei dem verwendeten Fluid handelt es sich vorzugsweise um ein Hydrauliköl. Bei der axialen Bewegung des Kolbens 3 sind die beiden Hauptanschlüsse 14,

17 von dem jeweiligen Kolbenring 9, 1 1 überfahrbar, so dass das in den jeweiligen Endlagendämpfungsbereichen 13, 16 eingeschlossene Fluid nur noch über den jeweiligen Kolbenringspalt 10, 12 abströmen kann wodurch eine Endlagendämpfung bewirkt wird.

Die hydraulische Steuerungseinheit 2 weist ein erstes und zweites hydraulisch betätigtes Steuerventil 19, 20 und ein hydraulisch betätigtes Umschaltventil 21 auf. Weiterhin umfasst die hydraulische Steuerungseinheit eine Druckstromzuleitung 22, eine Fluidrückleitung 23, eine erste und zweite Hauptleitung 24, 25 sowie eine erste und zweite Steuerleitung 26, 27.

Das erste und zweite Steuerventil 19, 20 können eine aktive oder eine passive Schaltstellung einnehmen und weisen je ein Federelement 28 auf. Dieses ist in der passiven Schaltstellung entspannt und in der aktiven Schaltstellung ge- spannt. Die beiden Steuerventile 19, 20 weisen je einen Betätigungsanschluss 29 und einen Gegenbetätigungsanschluss 30 auf. Die Stirnflächen des jewei- ligen Steuerschiebers auf der Seite des Betätigungsanschlusses 29 und des Gegenbetätigungsanschlusses 30 sind so dimensioniert, dass bei einer gleichen Druckbeaufschlagung an dem Betätigungsanschluss 29 und dem Gegenbetäti- gungsanschluss 30 die Steuerventile 19, 20 die passive Schaltstellung einneh- men, während bei einer Druckbeaufschlagung mit einem höheren Druck an dem Betätigungsanschluss 29 jeweils die aktive Schaltstellung eingenommen wird. Dabei zeigt Fig. 1 konkret das Federelement 28.1 des ersten Steuerventils und das Federelement 28.2 des zweiten Steuerventils, den Betätigungsanschluss 29.1 des ersten Steuerventils und den Betätigungsanschluss 29.2 des zweiten Steuerventils sowie den Gegenbetäti-gungsanschluss 30.1 des ersten Steuerventils und den Gegenbetätigungsanschluss 30.2 des zweiten Steuerventils.

Eine Einstellung der zur Annahme der aktiven oder passiven Schaltstellung benötigten Druckverhältnisse kann über die Auswahl des jeweiligen Federlements 28 sowie über das Größenverhältnis der Stirnflächen des Betätigungs- und Gegenbetätigungsanschlusses 29, 30 des jeweiligen Steuerventils 19, 20 erfolgen.

Das Umschaltventil 21 weist einen ersten und einen zweiten Betätigungsanschluss 31 , 32 auf und kann vorliegend eine erste oder eine zweite Schaltstel- lung einnehmen. Bei einer Druckbeaufschlagung am ersten Betätigungsanschluss 31 wird die erste Schaltstellung und bei Druckbeaufschlagung am zweiten Betätigungsanschluss 32 die zweite Schaltstellung eingenommen.

Mittels der Druckstromzuleitung 22 ist ein erster Arbeitsanschluss 34 des Um- schaltventils 21 mit einer Druckstromquelle 33 wie einer Hydraulikpumpe verbindbar. Die Fluidrückleitung ist mit einem zweiten Arbeitsanschluss 35 des Umschaltventils 21 verbunden und mündet vorzugsweise in einen Tank 40, aus welchem das rückgeleitete Fluid von der Druckstromquelle 33 erneut beziehbar ist. Die Druckstromquelle 33 und der Tank 40 sind nicht Bestandteil der Hydraulik- einheit. Die erste Hauptleitung 24 verbindet den ersten Hauptanschluss 14 des Arbeitszylinders 1 mit einem dritten und einem sechsten Arbeitsanschluss 36, 39 des Umschaltventils 21 sowie mit dem Gegenbetätigungsanschluss 30 des ersten Steuerventils 19. Die zweite Hauptleitung 25 verbindet den zweiten Hauptan- schluss 17 des Arbeitszylinders 1 mit einem vierten und einem fünften Arbeitsanschluss 37, 38 des Umschaltventils 21 und mit dem Gegenbetätigungsanschluss 30 des zweiten Steuerventils 20.

Die Verbindung des ersten Steueranschlusses 15 des Arbeitszylinders 1 mit dem Betätigungsanschluss 29 des ersten Steuerventils 19 sowie mit dem ersten Betätigungsanschluss 31 des Umschaltzylinders 21 wird vorliegend von der ersten Steuerleitung 26 bereitgestellt. Die zweite Steuerleitung 27 verbindet den zweiten Steueranschluss 18 des Arbeitszylinders 1 mit dem Betätigungsanschluss 29 des zweiten Steuerventils 20 sowie mit dem zweiten Betätigungsanschluss 32 des Um-schaltzylinders 21.

Überblicksartig lässt sich das Zusammenwirken so beschreiben, dass das Umschaltventil 21 also als Wegeventil 4/2 funktioniert und zwei Schaltstellungen aufweist. Je nach Schaltstellung des Umschaltventils 21 sind entweder dessen Arbeitsanschlüsse 37 und 39 oder dessen Arbeitsanschlüsse 36 und 38 mit den beiden Hauptleitungen 24 und 25 verbunden, die ihrerseits über das jeweiligen Steuerventil 19, 20 mit den Hauptanschlüssen 14 und 17 verbunden sind. Je nach Schaltstellung des Umschaltventils funktionieren die Hauptleitungen 24 und 25 als Fluiddruckleitung oder als Fluidablaufleitung. Die Betätigungsanschlüsse 31 und 32 des Umschaltventils 21 werden je nach dem, welchen Druckzustand die Arbeitsräume 6, 7 in den Endlagendämpfungsbereichen 13, 16 aufweisen, über die Steuerventile 19 und 20 geschaltet, indem der Steuerschieber des jeweiligen Steuerventils 19, 20 das jeweilige Steuerventil 19, 20 öffnet oder schließt und bei geöffneten Steuerventil 19, 20 den Fluiddruck auf den jeweiligen Betätigungsanschluss 31 , 32 leitet. Die Umschaltung erfolgt damit über die gedämpften Drücke in den Endlagendämp-fungsbereichen 13 und 16 der Arbeitsräume 6 und 7.

Im Einzelnen gilt dabei Folgendes:

Die wechselschaltende Hydraulikeinheit ist so ausgebildet, dass sie bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch vier vrschiedene Betriebszustände einnehmen kann. Diese sind in Fig 1 bis Fig 4 dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt den ersten Betriebszustand. Der Kolben 3 befindet sich zwischen den Hauptanschlüssen 14, 17 und bewegt sich in Richtung des ersten Endlagendämpfungsbereichs 13. Da an den Betätigungs- und Gegenbetätigungsanschlüssen 29, 30 des ersten und zweiten Steuerventils 19, 20 eine identische Druckbe- aufschlagung wirksam ist, wird von beiden Steuerventilen 19, 20 die passive Schaltstellung eingenommen. Das Umschaltventil 21 befindet sich in der zweiten Schaltstellung, so dass Fluid in den zweiten Arbeitsraum 7 eingeleitet und aus dem ersten Arbeitsraum 6 ausgeleitet wird. Die jeweilige Strömungsrichtung des Fluids wird mit Hilfe von Pfeilspitzen verdeutlicht.

In Fig. 2 ist der zweite Betriebszustand dargestellt. Der Kolben 3 befindet sich in dem ersten Endlagendämpfungsbereich 13, wobei der erste Hauptanschluss 14 von dem ersten Kolbenring 9 überfahren wurde, so dass ein Teilvolumen des Fluids in dem ersten Arbeitsraum 6 eingeschlossen ist. Dieses ist über den ers- ten Kolbenringspalt 10 gedrosselt abströmbar. Aus der Verdichtung des eingeschlossenen Fluids resultiert ein Überdruck an dem ersten Steueranschluss 15, welcher mittels der ersten Steuerleitung 26 an das erste Steuerventil 19 übertragbar ist. Das erste Steuerventil 19 wird nun infolge der erhöhten Druckbeaufschlagung an dem Betätigungsanschluss 29 in die aktive Schaltstellung versetzt, wobei das Federelement 28 zusammengestaucht wird. In der aktiven Schaltstellung ermöglicht das erste Steuerventil 19 einen Fluiddurchtritt in Richtung des Umschaltventils 21 , so dass der erste Betätigungsanschluss 31 des Umschaltventils 21 mit einem Druck beaufschlagt wird und dieses in die erste Schaltstellung übergeht. In der ersten Schaltstellung ist ein Druckstrom mittels der Druckstromzuleitung 22 über das Umschaltventil 21 und die erste Hauptleitung 24 in den ersten Arbeitsraum 6 leitbar. Zugleich wird ein Fluidabstrom aus dem zweiten Arbeitsraum 7 über die zweite Hauptleitung 25 und das Umschaltventil 21 in die Fluidrückleitung 23 eingeleitet. Somit wird eine gedämpfte Bewegungsumkehr der Kolbeneinheit bewirkt. Fig. 3 stellt den dritten Betriebszustand dar. Hierbei befindet sich der Kolben 3 zwischen den Hauptanschlüssen 14, 17 und bewegt sich in Richtung des zweiten Endlagendämpfungsbereichs 16. Aufgrund der ausgeglichenen Druckverhältnisse an den Anschlüssen nimmt sowohl das erste als auch das zweite Steuerventil 19, 20 die passive Schaltstellung an. Das Umschaltventil 21 nimmt weiterhin die erste Schaltstellung an, so dass Fluid in den ersten Arbeitsraum 6 eingeleitet und aus dem zweiten Arbeitsraum 7 ausgeleitet wird.

Fig. 4 zeigt den vierten Betriebszustand. Der Kolben 3 befindet sich in dem zweiten Endlagendämpfungsbereich 16, wobei der zweite Hauptanschluss 17 von dem zweiten Kolbenring 1 1 überfahren wurde, so dass ein Teilvolumen des Fluids in dem zweiten Arbeitsraum 7 eingeschlossen ist. Dieses ist über den zweiten Kolbenringspalt 12 gedrosselt abströmbar. Aus der Verdichtung des eingeschlossenen Fluids resultiert ein Überdruck an dem zweiten Steueran- schluss 18, welcher mittels der zweiten Steuerleitung 27 an das zweite Steuer- ventil 20 übertragbar ist. Das zweite Steuerventil 20 wird nun infolge der erhöhten Druckbeaufschlagung an dem Betätigungsanschluss 29 in die aktive Schaltstellung versetzt, wobei das Federelement 28 zusammengestaucht wird. In der aktiven Schaltstellung ermöglicht das zweite Steuerventil 20 einen Fluiddurchtritt in Richtung des Umschaltventils 21 , so dass der zweite Betätigungsanschluss 32 des Umschaltventils 21 mit einem Druck beaufschlagt wird und dieses in die zweite Schaltstellung übergeht. In der zweiten Schaltstellung ist ein Druckstrom mittels ter Druckstromzuleitung 22 über das Umschaltventil 21 und die zweite Hauptleitung 25 in den zweiten Arbeitsraum 7 leitbar. Zugleich ist ein Fluidabstrom aus dem ersten Arbeitsraum 6 über die erste Hauptleitung 24 und das Umschaltventil 21 in die Fluidrückleitung 23 einleitbar. Aufgrunddessen erfolgt eine erneute Bewegungsumkehr der Kolbeneinheit unter Bereitstellung einer Endlagendämpfung.

Verwendete Bezugszeichen

I Arbeitszylinder

2 hydraulische Steuerungseinheit

3 Kolben

4 Kolbenstange

5 Zylinderrohr

6 erster Arbeitsraum

7 zweiter Arbeitsraum

8 Dichtung

9 erster Kolbenring

10 erster Kolbenringspalt

I I zweiter Kolbenring

12 zweiter Kolbenringspalt

13 erster Endlagendämpfungsbereich

14 erster Hauptanschluss

15 erster Steueranschluss

16 zweiter Endlagendämpfungsbereich 17 zweiter Hauptanschluss

18 zweiter Steueranschluss

19 erstes Steuerventil

20 zweites Steuerventil

21 Umschaltventil

22 Druckstromzuleitung

23 Fluidrückleitung

24 erste Hauptleitung

25 zweite Hauptleitung

26 erste Steuerleitung

27 zweite Steuerleitung

28.1 Federelement des ersten Steuerventils 28.2 Federelement des zweiten Steuerventils

29.1 Betätigungsanschluss des ersten Steuerventils

29.2 Betätigungsanschluss des zweiten Steuerventils

30.1 Gegenbetätigungsanschluss des ersten Steuerventils

30.2 Gegenbetätigungsanschluss des zweiten Steuerventils

31 erster Betätigungsanschluss

32 zweiter Betätigunganschluss

33 Druckstromquelle

34 erster Arbeitsanschluss

35 zweiter Arbeitsanschluss

36 dritter Arbeitsanschluss

37 vierter Arbeitsanschluss

38 fünfter Arbeitsanschluss

39 sechster Arbeitsanschluss

40 Tank