DE102005062798A1

DE102005062798A1 - Hydraulische Steuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005062798A1
Application number: DE102005062798A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yokohama Kobayashi; Kazumichi Zama Aoki
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2025-12-29
Also published as: GB2422445A; GB2422445B; JP2006207800A; GB0525773D0; GB0526521D0; JP4081487B2; US7305821B2; US20060142107A1; DE102005062798B4

Abstract

Um eine hydraulische Steuerungsvorrichtung in die Lage zu versetzen, Störungen durch Nachlaufen oder Nachpendeln zu vermeiden, das Leistungsvermögen eines Hydrauliksteuerungsventils zu steigern und die Bedienungseffizienz durch effektives Durchführen des Ableitens oder Bildens eines Nebenschlusses zu verbessern, ist die Hydrauliksteuerungsvorrichtung mit einer Regelpumpe (7) versehen, mit einer ersten Umschaltventilgruppe (A), welche mindestens ein Umschaltventil umfasst, welches mit einer ersten Förderleitung (12A) verbunden ist, die von einer Förderleitung (12) der Regelpumpe (7) abzweigt und so angeordnet ist, dass sie eine Last-Fühl-Funktion hat, mit einer zweiten Umschaltventilgruppe (B), welche mindestens ein Umschaltventil umfasst, welches mit einer zweiten Förderleitung (12B) verbunden ist, die von der Förderleitung (12) der Regelpumpe (7) abzweigt, und mit einem Öffnungs- und Schließbewegungsventil (136) und einem Kompensationsventil (138), welches stromabwärts des Öffnungs- und Schließbewegungsventils (136) angeordnet ist, die Druckkompensations-Flusssteuerungsmittel bilden, durch die die zweite Förderleitung (12B) und die zweite Umschaltventilgruppe (B) verbunden sind. DOLLAR A In dem Kompensationsventil ist ein Hydraulikkanal (148A) zum Ableiten ausgebildet, wobei das Ableiten selektiv in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand in dem Hydraulikkreis durchgeführt wird, dergestalt, dass im Falle eines relativ geringen Bedarfs für die Flussrate in dem Hydraulikkreis, ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerungsvorrichtung wie beispielsweise eine Baumaschine, z.B. eine hydraulische Schaufel und dergleichen, die mit einer Mehrzahl von hydraulischen Aktuatoren versehen ist, und betrifft insbesondere eine hydraulische Steuerungsvorrichtung, die es gestattet, eine Ableit- oder Nebenschlussfunktion so durchzuführen, dass beim Bewältigen einer relativ schweren Last eine Mehrzahl von Aktuatoren gleichzeitig betätigt wird und im Fall der Bewältigung einer relativ leichten Last nur ein Aktuator gleichzeitig betätigt wird, wobei in dem Fall der leichten Last eine Störung aufgrund eines Nachlaufs oder Nachpendelns durch das Durchführen der Ableitfunktion verhindert wird, und in dem Fall der schweren Last das Leistungsvermögen eines hydraulischen Steuerungsventils erhöht wird, indem die Ableitfunktion unterdrückt wird, wodurch die Betriebseffizienz als Ganzes verbessert wird.

5 zeigt ein herkömmliches hydraulisches Steuerkreisdiagramm, auf welchem die vorliegende Erfindung unmittelbar aufbaut (Japanische Patentoffenlegungsschrift 2002-295405).

Um es zu erleichtern, das hydraulische Steuerkreisdiagramm zu verstehen, welches in 2 und 3 im Hinblick auf die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, wird im Folgenden eine detaillierte Erläuterung der 5, 6 und 7 angegeben, auch wenn diese etwas umfangreich ist.

In 5 bezeichnet das Bezugszeichen 1Z eine Pumpe variabler Kapazität bzw. Regelpumpe. Eine Förderleitung 17 der Pumpe verzweigt sich in Versorgungsleitungen 18Z und 19Z, und eine erste Umschaltventilgruppe (im Folgenden als Umschaltventilgruppe A bezeichnet) ist mit der Regelpumpe 1Z durch die Versorgungsleitung 18Z verbunden. Eine zweite Umschaltventilgruppe (im Folgenden hier als Umschaltventilgruppe B bezeichnet) ist durch die Versorgungsleitung 19Z und ein Druckkompensations-Flusssteuerungsmittel 19Z (im Folgenden als Block C bezeichnet) mit der Regelpumpe 1Z verbunden. Umschaltventile A-1 und A-2 in der Umschaltventilgruppe A sind durch die Versorgungsleitung 18Z mit der Förderleitung parallel verbunden. Kompensationsventile 26Z und 27Z für den geteilten Fluss, im Folgenden als Splitfluss-Kompensationsventile bezeichnet, sind zwischen der jeweiligen Rückleitung 28Z und 29Z eines jeden Umschaltventils A-1 und A-2 und Tankleitungen 30Z und 31Z angeordnet.

Das Hydrauliköl aus den Tankleitungen 30Z und 31Z wird in einen Tank 38Z entlassen.

Die Funktionen oder Rollen der Umschaltventile und der Splitfluss-Kompensationsventile in der Umschaltventilgruppe A sind wie folgt.

Wenn nämlich in 5 beispielsweise nur das Umschaltventil A-2 in der in der Darstellung der Figur linken Richtung betätigt wird, wird unter Druck befindliches Hydrauliköl aus einer Versorgungsleitung 18Z einem Hydraulikzylinder 56Z eines Arms in einer hydraulischen Schaufel durch ein Sperrventil 52Z und Kanäle 53Z, 54Z und 55Z durch eine Drossel 50Z zugeführt, die in dem Umschaltventil A-2 vorgesehen ist.

Gleichzeitig erreicht das Hydrauliköl von dem Arm-Hydraulikzylinder 56Z das Splitfluss-Kompensationsventil 27Z durch Kanäle 57Z, 58Z und eine Rückleitung 29Z, und es kehrt weiterhin durch die Tankleitung 31Z in den Tank 38Z zurück.

Bei den vorliegenden Bedingungen hat sich das unter Druck befindliche Hydrauliköl, nachdem es die Drossel 50Z passiert hat, stromaufwärts des Sperrventils 52Z verzweigt und dann hat sich dieser verzweigte Kanal weiter in einen Kanal 39Z und einen Kanal 40Z verzweigt.

Der Kanal 39Z ist durch ein Sperrventil 45Z mit einer Lastfühlleitung 25Z verbunden.

Der Hydrauliköldruck in dem Kanal 40Z wirkt zusammen mit einer Feder 44Z in eine Öffnungsrichtung des Splitfluss-Kompensationsventils 27Z, und der Hydrauliköldruck in der Lastfühlleitung 25Z wirkt durch einen Kanal 59Z in Schließrichtung des Splitfluss-Kompensationsventils 27Z.

Da jedoch in diesem Fall nur das Umschaltventil A-2 betätigt wird, ist der Hydrauliköldruck in dem Kanal 40Z, der in die Öffnungsrichtung des Splitfluss-Kompensationsventils 27Z wirkt, gleich demjenigen in dem Kanal 59Z, der in Schließrichtung wirkt, und da außerdem die Federkraft der Feder 44Z in Öffnungsrichtung des Splitfluss-Kompensationsventils 27Z wirkt, wird das Splitfluss-Kompensationsventil 27Z im vollständig geöffneten Zustand gehalten.

Andererseits ist eine Umgehungsleitung 37Z von der Versorgungsleitung 18Z abgezweigt, und Druckregelungsmittel 3Z und Druckerzeugungsmittel 4Z sind in der Umgehungsleitung 37Z angeordnet.

Auf die Druckregelungsmittel 3Z wirkt in Schließrichtung eine Kraft, die durch die Federkraft einer Feder 48Z und durch den Hydrauliköldruck in der Lastfühlleitung 25Z durch die Lastfühlleitung 47Z hindurch hervorgerufen wird, und außerdem wirkt der Hydrauliköldruck in der Versorgungsleitung 18Z durch einen Kanal 49Z hindurch in Öffnungsrichtung auf die Druckregelungsmittel 3Z.

Darüber hinaus ist ein Kanal 5Z von einem Abschnitt in der Umgehungsleitung 37Z stromabwärts der Druckregelungsmittel 3Z und stromaufwärts der Druckerzeugungsmittel 4Z abgezweigt.

Der Hydrauliköldruck in diesem Kanal 5Z wirkt auf eine Förderfluss-Einstellvorrichtung 2Z für die Regelpumpe 1Z, wodurch die Menge des Förderflusses der Regelpumpe 1Z nach dem negativen Rückführ-Regelungsverfahren geregelt bzw. gesteuert wird.

Dementsprechend ergibt sich bei solch einem Aufbau der Öffnungsgrad der Druckregelungsmittel 3Z wie folgt.

Das Hydrauliköl stromaufwärts der Drossel 50Z in dem Umschaltventil A-2 wirkt durch den Kanal 49Z in Öffnungsrichtung auf die Druckregelungsmittel 3Z.

Andererseits wirken die Federkraft der Feder 48Z und der Hydrauliköldruck stromabwärts der Drossel 50Z in dem Umschaltventil A-2 durch die Lastfühlleitung 47Z in Schließrichtung der Druckregelungsmittel 3Z.

Die Druckregelungsmittel 3Z werden nämlich auf einen Öffnungsgrad eingestellt, bei dem die durch den Differenzdruck vor und hinter der Drossel 50Z in dem Umschaltventil A-2 erzeugte Kraft und die Federkraft der Feder 48Z im Gleichgewicht sind, und dann fließt das Hydrauliköl mit der Flussrate, die dem Öffnungsgrad entspricht, zu den Druckerzeugungsmitteln 4Z.

Daher tritt stromaufwärts der Druckerzeugungsmittel 4Z der Hydrauliköldruck entsprechend der oben erwähnten Flussrate auf.

Dieser Hydrauliköldruck wirkt durch den Kanal 5Z auf die Förderfluss-Einstellvorrichtung 2Z, und die Fördermenge der Regelpumpe 1Z wird eingestellt.

Da hier der Differenzdruck vor und hinter der Drossel 50Z in dem Umschaltventil A-2 unabhängig von dem Lastdruck des Arm-Hydraulikzylinders 56Z für den Fall, dass der Öffnungsgrad der Drossel 50Z konstant gehalten wird, fest wird, wird der Öffnungsgrad der Druckregelungsmittel 3Z fest.

Der Öffnungsgrad der Druckregelungsmittel 3Z wird nämlich nur von dem Öffnungsgrad der Drossel 50Z des Umschaltventils A-2 abhängen.

Da der Öffnungsgrad der Drossel 50Z des Umschaltventils A-2 sich mit der Steuerungseingabe in dieses ändert, wird als Resultat daraus die Menge an Hydrauliköl, die dem Arm-Hydraulikzylinder 56Z von der Regelpumpe 1Z zugeführt wird, durch die Steuerungseingabe in das Umschaltventil A-2 eingestellt werden, unabhängig von dem Lastdruck des Arm-Hydraulikzylinders 56Z.

Unter der Annahme, dass das Umschaltventil A-1 zusätzlich zu dem Umschaltventil A-2 betätigt wird und dass die Last eines Baum-Zylinders 70Z, der mit dem Umschaltventil A-1 verbunden ist, größer als diejenige des Arm-Hydraulikzylinders 56Z ist, wirkt der Lastdruck des mit dem Umschaltventil A-1 verbundenen Baum-Zylinders 70Z über einen Pfad 41Z und ein Sperrventil 46Z auf die Lastfühlleitung 25Z.

Da die Last des Baum-Zylinders 70Z, der mit dem Umschaltventil verbunden ist, größer als derjenige des Arm-Hydraulikzylinders 56Z ist, und somit der Druck auf das Splitfluss-Kompensationsventil 27Z auf der Seite der leichten Last (d.h., des Arm-Hydraulikzylinders 56Z) durch einen Kanal 59Z in Schließrichtung wirkt, steigt der Auftrittsdruck des Arm-Hydraulikzylinders 56Z an. Dementsprechend wird als Resultat daraus in beiden Umschaltventilen der Differenzdruck an den Drosseln 50Z bzw. 51Z gleich, und dann können solche hydraulischen Aktuatoren, die mit den Umschaltventilen A-2 und A-1 verbunden sind, gleichzeitig betätigt werden, selbst wenn die Lasten sich unterscheiden.

Als Nächstes werden ein Block C, der hier als Druckkompensations-Flusssteuerungsmittel definiert ist, und die Umschaltventilgruppe B erläutert, die als die zweite Umschaltventilgruppe definiert ist, die stromabwärts mit dem Block C verbunden ist.

Die Versorgungsleitung 19Z, die von der Förderleitung 17Z der Regelpumpe 1Z abgezweigt ist, ist in dem Block C angeordnet, und ein Öffnungs- und Schließbewegungsventil 8Z ist stromabwärts der Leitung 19Z angeordnet.

Ein Kompensationsventil 22Z ist stromabwärts des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 8Z angeordnet, und der Hydrauliköldruck stromabwärts des oben genannten Ventils 8Z und stromaufwärts des Kompensationsventils 22Z wird durch einen Kanal 23Z und ein Sperrventil 24Z der Lastfühlleitung 25Z der Umschaltventilgruppe A zugeführt.

Der Hydrauliköldruck stromaufwärts des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 8Z wirkt durch einen Kanal 20Z in Öffnungsrichtung auf das Ventil 8Z.

Andererseits wirkt der Hydrauliköldruck stromabwärts des Ventils 8Z zusammen mit der Federkraft einer Feder 9Z durch den Kanal 23Z und einen Kanal 66Z in Schließrichtung auf das Ventil 8Z.

Zusätzlich unterbricht das Öffnungs- und Schließbewegungsventil 8Z den Kanal von der Versorgungsleitung 19Z zum Kompensationsventil 22Z, wenn es sich durch die Federkraft einer Feder 21Z in der neutralen Stellung befindet.

Die Umschaltventilgruppe B ist stromabwärts des Blocks C angeordnet, und das Hydrauliköl, welches das Kompensationsventil 22Z passiert, wird einer Versorgungsleitung 60Z der Umschaltventilgruppe B zugeführt.

Im Fall von 5 sind die Umschaltventile B-1 und B-2, die die Umschaltventilgruppe B bilden, vom herkömmlichen Typ mit offener Mitte, und das der Versorgungsleitung 60Z zugeführte Hydrauliköl wird durch die mittleren Kurzschluss- oder Bypass-Kanäle 61Z und 32Z in den Tank 38Z entlassen, wenn sich die Umschaltventile B-1 und B-2 in ihren neutralen Stellungen befinden.

Ferner ist das Umschaltventil B-1 durch Signalleitungen 13Z und 14Z mit einem Steuerventil verbunden, welches nicht gezeigt ist, und die Signalleitungen 13Z und 14Z sind über ein Wechselventil 15Z und durch die Signalleitung 11Z mit der Schließseite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 8Z verbunden.

Als Nächstes wird im Hinblick auf den Block C und die Umschaltventilgruppe B der Betrieb basierend auf 5, 6 und 7 beschrieben, wenn nur die Umschaltventile in der Umschaltventilgruppe B betätigt werden.

Für den Fall, dass das Steuerventil, welches nicht gezeigt ist, betätigt wird und dann ein Hydrauliköldruck-Signal durch eine Hydrauliköldruck-Signalleitung 13Z an dem Umschaltventil B-1 angelegt wird, bewegt sich das Umschaltventil B-1 in der Darstellung von 5 nach links.

Gleichzeitig wirkt das Hydrauliköldruck-Signal der Signalleitung 13Z durch ein Wechselventil 15Z und die Signalleitung 11Z auf das Öffnungs- und Schließbewegungsventil 8Z, und der Durchgang in dem Ventil 8Z verändert sich von einer vollständig geschlossenen Stellung in eine Drosselstellung.

Das heißt, das Öffnungs- und Schließbewegungsventil 8Z ist mit der Steuerungseingabe des Umschaltventils B-1 verknüpft, und der Öffnungsgrad wird eingestellt.

Wie in 7 gezeigt ist, ist darüber hinaus der Öffnungsgrad einer Drossel 64Z in dem Öffnungs- und Schließbewegungsventil 8Z üblicherweise so angesetzt, dass er nach und nach in Übereinstimmung mit dem Anstieg des Hydrauliköldrucks in der Signalleitung 11Z ansteigt.

Für den Fall, dass das Hydrauliköldruck-Signal so an die Signalleitung 13Z angelegt wird, dass das Umschaltventil B-1 und das Öffnungs- und Schließbewegungsventil 8Z betätigt werden, und sich dann das Umschaltventil B-1 bewegt, wird die Versorgungsleitung 60Z über ein Sperrventil 62Z mit einem Drehmotor 34Z verbunden, und das von diesem Drehmotor 34Z rückkehrende Hydrauliköl wird durch eine Rückleitung 65Z über den Kanal, der der Stelle von (X) in 6 entspricht, in den Tank 38Z entlassen.

In diesem Fall wird die Menge des Hydrauliköls, welches von der Versorgungsleitung 19Z der Versorgungsleitung 60Z durch den Block C zugeführt wird, durch den Öffnungsgrad der Drossel 64Z in dem Ventil 8Z und den Öffnungsgrad des Kompensationsventils 22Z bestimmt.

Der Öffnungsgrad des Kompensationsventils 22Z wird hier beschrieben.

Der Hydrauliköldruck stromaufwärts der Drossel 64Z im Ventil 8Z wirkt auf das Kompensationsventil 22Z in Schließrichtung.

Andererseits wirken der Hydraulikdruck stromabwärts der Drossel 64Z in dem Ventil 8Z und die Federkraft der Feder 9Z auf das Kompensationsventil 22Z in Öffnungsrichtung.

Daher neigt das Kompensationsventil 22Z dazu, durch den Differenzdruck (d.h., die Druckdifferenz vor und nach der Drossel 64Z) stromaufwärts der Drossel 64Z des Ventils 8Z und stromabwärts derselben geschlossen zu werden, und es neigt dazu, durch die Federkraft der Feder 9Z geöffnet zu werden.

Dementsprechend wird der Öffnungsgrad des Kompensationsventils 22Z automatisch auf einen Öffnungsgrad geregelt, bei dem der Differenzdruck vor und hinter der Drossel 64Z mit der Federkraft der Feder 9Z im Gleichgewicht steht.

Unabhängig von dem hydraulischen Arbeitsdruck des Aktuators ist nämlich der Öffnungsgrad des Kompensationsventils 22Z nur von dem Öffnungsgrad des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 8Z abhängig, d.h., der Steuerungseingabe in das Umschaltventil B-1.

Andererseits wird der Hydrauliköldruck stromabwärts des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 8Z durch einen Kanal 23Z, ein Sperrventil 24Z und die Lastfühlleitungen 25Z und 47Z zur Öffnungsseite der Druckregelungsmittel 3Z geleitet, und der Druck stromaufwärts der Drossel 64Z in dem Öffnungs- und Schließbewegungsventil 8Z wird durch die Versorgungsleitungen 18Z, 19Z und einen Kanal 49Z zur Schließseite der Druckregelungsmittel 3Z geleitet.

Dementsprechend wird das Ausmaß des Förderflusses von der Regelpumpe 1Z so eingestellt, dass der Druckabfall (d.h., der Differenzdruck vor und hinter der Drossel 64Z), der von der Drossel 64Z in dem Öffnungs- und Schließbewegungsventil 8Z abhängt, die Federkraft der Feder 48Z ausgleichen kann. Für den Fall, dass der Hydrauliköldruck der Signalleitung 13Z ansteigt, steigt die Hydraulikölmenge, welche der Umschaltventilgruppe B von dem Block C zugeführt wird, an, da der Öffnungsgrad der Drossel 64Z in dem Öffnungs- und Schließbewegungsventil 8Z ansteigen wird.

Da ferner das Umschaltventil B-1 von einem Typ mit offener Mitte ist, kann die Bedienbarkeit sanft sein, da der Öffnungsgrad des Durchgangs zum Drehmotor 34Z nach und nach groß wird, während der mittlere Durchlasskanal nach und nach in Übereinstimmung mit der Steuerungseingabe geschlossen wird, wie in 6 gezeigt ist, oder mit anderen Worten, da der Umfang der Zufuhr des Hydraulikdrucköls zum Drehmotor 34Z in Übereinstimmung mit dem Inkrement in der Steuerungseingabe in das Umschaltventil B-1 ansteigt.

Selbst wenn es beispielsweise folgt, dass der Drehmotor 34Z einen hydraulischen Aktuator startet, der eine große Trägheit hat, wie beispielsweise ein Drehmotor, der in der hydraulischen Schaufel vorgesehen ist, tritt demnach kein Herausspringgefühl zum Zeitpunkt des Startens auf, weil die Hydrauliköl-Druckkompensation immer mit Hilfe der Lastfühlfunktion durchgeführt wird und ein sanfter Start erreicht werden kann.

Während die Lastfühlfunktion wie oben erwähnt den Aktuatoren verliehen wird, die mit der Umschaltventilgruppe A verbunden sind, indem der Aufbau der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann die Funktion der offenen Mitte bereitgestellt werden, ohne die Aktuatoren, die mit der Ventilschaltgruppe B verbunden sind, mit einer weiteren Pumpe zu versehen.

Der Aktuator, der zur Verbindung mit einem Umschaltventil geeignet ist, welches mit der Lastfühlfunktion versehen ist, und der Aktuator, der zur Verbindung mit einem Umschaltventil verbunden ist, welches die Funktion der offenen Mitte aufweist, können nämlich durch eine gemeinsame Regelpumpe angetrieben werden.

Selbst wenn zwei oder mehr Aktuatoren, die in der Hydraulikschaufel vorgesehen sind und die sich bezüglich der Trägheit und der Last stark unterscheiden, gleichzeitig betätigt werden, kann dementsprechend der optimale Betrieb für die Eigenschaft eines jeden Aktuators durchgeführt werden, und darüber hinaus ist das Problem der Kostenerhöhung, welches durch das Bereitstellen einer weiteren Pumpe für den Drehbetrieb und das Problem, dass die Anordnung der Steuerungsausrüstung schwierig ist, lösbar.

Jedoch hat sich eine weitere Verbesserung im Hinblick auf den in 5 gezeigten Hydrauliksteuerungskreis als notwendig erwiesen, weil das Leistungsverhalten im Falle des Antreibens eines Aktuators mit einer relativ schweren Trägheitslast, wie beispielsweise die Drehung bei einer Baumaschine wie beispielsweise einer Schaufel, die den oben erwähnten Hydrauliksteuerungskreis verwendet, stark von der Last beeinflusst ist, und weil in dem Hydraulikschaltkreis ein Nachlauf-Phänomen auftritt, und das Leistungsverhalten des Aktuators schwerfällig wird, insbesondere unter der Bedingung einer geringen Drehorientierung, d.h., wenn der Baum nahezu in die vertikale Richtung gerichtet ist und folglich das Trägheitsmoment gering wird, und die Steuerungseingabe durch die Bedienperson, die den Bedienungshebel der hydraulischen Schaufel bedient, rückgekoppelt wird.

Um das Nachlauf-Phänomen zu beseitigen, wird allgemein der Nebenschluss- oder Ableitansatz vorgeschlagen, der durch das Verfahren einen scharfen Anstieg des Hydrauliköldrucks verhindert, indem ein Steuerungsventil zwischen einem Aktuator und einem Tank angeordnet wird, beispielsweise ein Richtungs-Umschaltventil geöffnet wird, während der Aktuator betätigt wird, wodurch das unter Druck befindliche Hydrauliköl im Hydraulikkreis teilweise in den Tank entlassen wird.

Der Nebenschluss bzw. das Ableiten, d.h., das Auslassen von unter Druck befindlichem Hydrauliköl in einen Tank ist für ein Nachlauf-Phänomen, welches durch eine schwere Last und einen scharfen Anstieg des Hydrauliköldrucks verursacht wird, effektiv. Jedoch senkt das Auslassen des unter Druck befindlichen Hydrauliköls in den Tank selbst den Hydraulikdruck und die Flussrate in dem Hydraulikkreis, und als Resultat daraus führt dies zu einer Verringerung der Betriebseffizienz.

Andererseits tritt für den Fall eines relativ geringen Bedarfs für die Flussrate in dem Hydraulikkreis, wie beispielsweise bei einem Betrieb nur zur Drehung, kein nennenswerter Unterschied im Hydraulikdruck oder in der Flussrate auf, wenn abgeleitet bzw. nicht abgeleitet wird.

Für den Fall jedoch, dass der Bedarf nach der Flussrate des unter Druck befindlichen Öls infolge einer komplexen Bedienung ansteigt, welche eine schwere Last, die durch das Anheben von schweren Gütern hervorgerufen wird, mit der Drehbetätigung kombiniert, wird der Unterschied in der Flussrate oder in dem Hydraulikdruck wesentlich. Unter solchen Umständen folgt, dass die Betriebseffizienz selbst durch das Ableiten bzw. den Nebenfluss schlechter wird, wie oben erwähnt wurde.

Für den Fall, dass ein Hydraulikölkanal zwischen einem Kolben eines Ventilkörpers und dem Inneren des Ventilkörpers ausgebildet ist, um das Ableiten bzw. den Nebenschluss innerhalb des Umschaltventils zu ermöglichen, welches die Zufuhr des unter Druck befindlichen Öls zu und das Entlassen desselben von einem bestimmten Hydraulikaktuator steuert, stellt dieser für den Nebenschluss ausgebildete Kanal den Nebenschluss demzufolge her, selbst wenn der Bedarf für die Flussrate des unter Druck befindlichen Öls infolge eines komplexen Betriebs ansteigt, in dem eine schwere Last mit der Drehbetätigung kombiniert wird, und dann wird die Betriebseffizienz schlechter.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine hydraulische Steuerungsvorrichtung anzugeben, die es gestattet, Störungen infolge des Auftretens eines Nachlaufs oder Nachpendelns zu verhindern, das Leistungsvermögen eines hydraulischen Steuerungsventils zu erhöhen und die Bedienungseffizienz durch ein effektives Durchführen der Ableitung zu verbessern.

Hier bedeutet der obige Begriff "das Ableiten effektiv durchzuführen", dass das Ableiten selektiv in Übereinstimmung mit einem Betriebszustand in dem Hydraulikkreis durchgeführt wird, dergestalt, dass im Fall eines relativ geringen Bedarfs für die Flussrate im Hydraulikkreis, wie beispielsweise bei einem Betrieb nur für eine Drehung, das Ableiten durchgeführt wird, um das Nachlaufen oder das Nachpendeln zu unterdrücken, und für den Fall, dass der Bedarf für die Flussrate in dem Hydraulikkreis infolge eines komplexen Betriebs ansteigt, in dem eine schwere Last mit der Drehbetätigung kombiniert wird, das Ableiten nicht durchgeführt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die hydraulische Steuerungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den weiteren Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.

Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, ist die hydraulische Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Folgendem versehen:
einer Regelpumpe,
einer ersten Umschaltventilgruppe, die mindestens ein Umschaltventil umfasst, welches mit einer ersten Förderleitung verbunden ist, die von einer Förderleitung der Regelpumpe abzweigt und so angeordnet ist, dass sie eine Last-Fühl-Funktion aufweist,
Förderfluss-Steuerungsmitteln zum Einstellen der Förderflussrate der Regelpumpe durch das Empfangen eines Hydrauliköldrucksignals von einer Lastfühlleitung, die in Übereinstimmung mit dem Umschaltventil angeordnet ist,
welches die Last-Fühl-Funktion aufweist,
einer zweiten Umschaltventilgruppe, die mindestens ein Umschaltventil umfasst, welches mit einer zweiten Förderleitung verbunden ist, welche von der Förderleitung der Regelpumpe abzweigt,
einem Öffnungs- und Schließbewegungsventil, welches mit der zweiten Förderleitung an einer stromaufwärtigen Seite der zweiten Umschaltventilgruppe verbunden ist und welches die Funktionen des Öffnens und Schließens und Drosselns in Übereinstimmung mit einem Hydraulikbetriebsdrucksignal zu dem Umschaltventil aufweist, welches zur zweiten Umschaltventilgruppe gehört, und
einem Kompensationsventil, welches an einer stromabwärtigen Seite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils angeordnet ist, wobei eine Auslassseite des Kompensationsventils mit der zweiten Umschaltventilgruppe verbunden ist, wobei eine Seite des Kompensationsventils mit einer Kraft beaufschlagt ist, die durch den Öldruck an einer Auslassöffnung des Öffnungs- und Schließbewegungsventils und eine Feder mit einer gegebenen Federkraft verursacht wird, und wobei die gegenüberliegende Seite des Kompensationsventils mit einer Kraft beaufschlagt wird, die durch den Hydrauliköldruck in der zweiten Förderleitung verursacht wird, wobei das Kompensationsventil durch die Kraft der einen Seite in Öffnungsrichtung betätigt wird, durch die Hydraulikölmenge, die aus dem Auslass des Öffnungs- und Schließbewegungsventils zugeführt wird, und durch die Kraft der gegenüberliegenden Seite in Schließrichtung betätigt wird, durch die Hydraulikölmenge, die aus dem Auslass des Öffnungs- und Schließbewegungsventils zugeführt wird, und
wobei das genannte Kompensationsventil mit einem Ableitkanal versehen ist, der mit der Auslassseite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils verbunden ist und hydraulisch mit der Seite eines Tanks kommuniziert, wenn die Kraft der genannten einen Seite die Kraft der genannten gegenüberliegenden Seite übersteigt.

In dem Fall kann das genannte Kompensationsventil mit einem Sperrventil versehen sein, welches zwischen der Auslassseite des genannten Öffnungs- und Schließbewegungsventils und der genannten Lastfühlleitung angeordnet ist.

Außerdem kann in dem Fall mindestens ein Umschaltventil der zweiten Umschaltventilgruppe mit einem Hydraulikmotor für eine Drehbetätigung einer hydraulischen Schaufel verbunden sein.

Ferner kann in dem Fall mindestens ein Umschaltventil der zweiten Umschaltventilgruppe ein Umschaltventil sein, bei dem das Öffnungs- und Schließbewegungsventil integriert ist.

Ferner können in dem Fall ein Ventilkörper des mindestens einen Umschaltventils der zweiten Umschaltventilgruppe und ein Ventilkörper des Kompensationsventils so beschaffen sein, dass sie einen Körper bilden, so dass ein jeder Hydraulikanschluss des Umschaltventils und des Kompensationsventils in dem Körper gemeinsame Anschlüsse werden.

Außerdem kann in dem Fall mindestens ein Umschaltventil der zweiten Umschaltventilgruppe von einem Typ mit offener Mitte sein.

Ferner kann in dem Fall ein Umschaltventil der ersten Umschaltventilgruppe ein Umschaltventil zur Betätigung eines Baums sein, der in der Hydraulikschaufel vorgesehen ist, und ein Umschaltventil der zweiten Umschaltventilgruppe ein Umschaltventil zur Betätigung eines Hydraulikmotors für eine Drehbetätigung sein, welcher in der hydraulischen Schaufel vorgesehen ist.

Da die Steuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit Folgendem versehen ist:
einer Regelpumpe,
einer ersten Umschaltventilgruppe, die mindestens ein Umschaltventil umfasst, welches mit einer ersten Förderleitung verbunden ist, die von einer Förderleitung der Regelpumpe abzweigt und so angeordnet ist, dass sie eine Last-Fühl-Funktion aufweist,
Förderfluss-Steuerungsmitteln zum Einstellen der Förderflussrate der Regelpumpe durch das Empfangen eines Hydrauliköldrucksignals von einer Lastfühlleitung, die in Übereinstimmung mit dem Umschaltventil angeordnet ist,
welches die Last-Fühl-Funktion aufweist,
einer zweiten Umschaltventilgruppe, die mindestens ein Umschaltventil umfasst, welches mit einer zweiten Förderleitung verbunden ist, welche von der Förderleitung der Regelpumpe abzweigt,
einem Öffnungs- und Schließbewegungsventil, welches mit der zweiten Förderleitung an einer stromaufwärtigen Seite der zweiten Umschaltventilgruppe verbunden ist und welches die Funktionen des Öffnens und Schließens und Drosselns in Übereinstimmung mit einem Hydraulikbetriebsdrucksignal zu dem Umschaltventil aufweist, welches zur zweiten Umschaltventilgruppe gehört, und
einem Kompensationsventil, welches an einer stromabwärtigen Seite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils angeordnet ist, wobei eine Auslassseite des Kompensationsventils mit der zweiten Umschaltventilgruppe verbunden ist, wobei eine Seite des Kompensationsventils mit einer Kraft beaufschlagt ist, die durch den Öldruck an einer Auslassöffnung des Öffnungs- und Schließbewegungsventils und eine Feder mit einer gegebenen Federkraft verursacht wird, und wobei die gegenüberliegende Seite des Kompensationsventils mit einer Kraft beaufschlagt wird, die durch den Hydrauliköldruck in der zweiten Förderleitung verursacht wird, wobei das Kompensationsventil durch die Kraft der einen Seite in Öffnungsrichtung betätigt wird, durch die Hydraulikölmenge, die aus dem Auslass des Öffnungs- und Schließbewegungsventils zugeführt wird, und durch die Kraft der gegenüberliegenden Seite in Schließrichtung betätigt wird, durch die Hydraulikölmenge, die aus dem Auslass des Öffnungs- und Schließbewegungsventils zugeführt wird, und
wobei das genannte Kompensationsventil mit einem Ableitkanal versehen ist, der mit der Auslassseite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils verbunden ist und hydraulisch mit der Seite eines Tanks kommuniziert, wenn die Kraft der genannten einen Seite die Kraft der genannten gegenüberliegenden Seite übersteigt, ist es vorteilhaft, dass die Hydrauliksteuerungsvorrichtung es gestattet, eine Ableitfunktion selektiv in dem Fall durchzuführen, dass unter einer relativ schweren Last betrieben wird, bei der eine Mehrzahl von Aktuatoren gleichzeitig betätigt wird, und in einem Fall der Bedienung unter einer relativ geringen Last, bei der nur ein Aktuator gleichzeitig betätigt wird, wobei in dem Fall der leichten Last Störungen infolge des Auftretens eines Nachlaufs oder Nachschwingens durch das Durchführen der Ableitfunktion vermieden werden, und in dem Fall der schweren Last das Leistungsverhalten des Hydrauliksteuerungsventils erhöht wird, indem die Ableitfunktion unterdrückt wird, wodurch die Betriebseffizienz als Ganzes gesteigert wird.

Kurzbeschreibung der Figuren

Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, bei denen:

1 ein Hydraulikkreisdiagramm einer Hydrauliksteuerungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist,

2 ein Hydraulikkreisdiagramm einer Hydrauliksteuerungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ist,

3 eine Gesamtansicht im Querschnitt entlang der Achsenrichtung des Ventilkörpers der Hydrauliksteuerungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung im Falle eines Betriebs mit nur einer Drehung ist,

4 eine Gesamtansicht im Querschnitt entlang der Achsenrichtung des Ventilkörpers der Hydrauliksteuerungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung im Falle eines komplexen Betriebs ist, in dem eine Drehbetätigung gemäß der Betätigung anderer Aktuatoren kombiniert wird,

5 ein Hydraulikkreisdiagramm einer herkömmlichen Hydrauliksteuerungsvorrichtung ist,

6 eine mittlere Umschaltposition des Umschaltventils B-1 von 5 zeigt, und

7 eine mittlere Umschaltposition des Kompensationsventils von 5 zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 bis 4 angegeben.
(Ausführungsform 1)
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 7 eine Regelpumpe. Eine Förderleitung 12 der Pumpe 7 verzweigt sich in Förderleitungen 12A und 12B. Eine erste Umschaltventilgruppe A (im Folgenden Umschaltventilgruppe A genannt) ist über die Förderleitung 12A mit der Regelpumpe 7 verbunden. Eine zweite Umschaltventilgruppe B (im Folgenden Umschaltventilgruppe B genannt) ist über die Förderleitung 12B und Druckkompensations-Flusssteuerungsmittel, darunter ein Öffnungs- und Schließbewegungsventil 136 und ein Kompensationsventil 138, mit der Regelpumpe 7 verbunden.
Ein Umschaltventil A-1 und ein Umschaltventil A-2 in der Umschaltventilgruppe A sind parallel mit der Förderleitung 12 über die Förderleitung 12A verbunden.
Zwischen den Rückleitungen 50 und 52 der Umschaltventile A-1 und A-2 und den Tankleitungen 54 und 56 sind Splitflusskompensationsventile 58 und 60 vorgesehen. Das Ausstoß-Hydrauliköl aus den Tankleitungen wird in einen Tank 28 ausgestoßen.
Hier wird eine detaillierte Erläuterung bezüglich der ersten Umschaltventilgruppe A und dem dazu benachbarten Kreis ausgelassen, weil diese in 5 bereits beschrieben wurden.
Zusätzlich bezeichnet ein Bezugszeichen 13 einen Zylinder zum Antreiben einer Taumelplatte, die die Förderflussrate der Regelpumpe 7 steuert, und Bezugszeichen 14 bezeichnet ein Steuerungsventil, welches einen Hydrauliköldruck für den Zylinder 13 in Übereinstimmung mit der Förderleitung 12 und einer Lastfühlleitung 11 herstellt.
Bezugszeichen 15 bezeichnet Hydraulikdruck-Erzeugungsmittel und Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Feder zum Beaufschlagen des Steuerungsventils 14, was so funktioniert, dass dem Hydrauliköldruck in der Förderleitung 12 immer ein gegebener Druck α zusätzlich zum Druck in der Lastfühlleitung 11 zugefügt wird. Dieser Zylinder 13, das Steuerungsventil 14, die Druckerzeugungsmittel 15 und die Feder 16 bilden Förderflussraten-Steuerungsmittel der vorliegenden Erfindung.
Wie oben beschrieben wurde, ist ein Öffnungs- und Schließbewegungsventil 136 stromabwärts der Förderleitung 12B vorgesehen, die von der Förderleitung 12 der Regelpumpe 7 abzweigt, und außerdem ist das Kompensationsventil 138 stromabwärts des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136 vorgesehen.
Auf der rechten Seite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136 ist eine Feder 26 vorgesehen, die so funktioniert, dass sie das Öffnungs- und Schließbewegungsventil 136 schließt, wenn kein hydraulisches Öldrucksignal durch eine Drucksignalleitung 36 an das Umschaltventil B angelegt wird.
Darüber hinaus ist der Druck stromabwärts des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136 und stromaufwärts des Kompensationsventils 138 mit der Lastfühlleitung 11 der Umschaltventilgruppe A über einen Kanal 18 und ein Sperrventil 150 verbunden.
Für den Fall, dass der Hydraulikdruck in der Lastfühlleitung 11 niedriger als derjenige der Auslassseite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136 ist, beispielsweise wenn nur ein Hydraulikmotor 6 für eine Drehbetätigung angetrieben wird, wobei die Umschaltventilgruppe A nicht betätigt wird, wird hier der hydraulische Lastdruck durch eine Leitung 22 zur Auslassseite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136 übertragen, und wird dann durch das Sperrventil 150 zu einem neuen Hydraulikdruck in der Lastfühlleitung 11 und wird dem Steuerungsventil 14 zugeführt.
Falls im Gegensatz dazu der Hydraulikdruck in der Lastfühlleitung 11 größer als derjenige der Auslassseite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136 ist, wird der Hydrauliklastdruck nicht in der Lastfühlleitung 11 reflektiert, weil das Sperrventil 150 den Lastdruck des Hydraulikmotors 6 blockiert.
Das Kompensationsventil 138 wird durch den Hydraulikdruck stromaufwärts des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136 durch einen Kanal 144, d.h., durch den Druck in der Förderleitung 12B in Schließrichtung bewegt, und andererseits durch den Hydraulikdruck stromabwärts des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136 durch einen Kanal 146 und den Kanal 18, zusammen mit der Federkraft einer Feder 140 in Öffnungsrichtung gezwungen.
Darüber hinaus ist in 1 nur ein Umschaltventil B dargestellt, welches die Umschaltventilgruppe B bildet.
Dieses Umschaltventil B ist von dem Typ mit üblicherweise offener Mitte. Das unter Druck befindliche Hydrauliköl, welches der Förderleitung 22 zugeführt wird, wird durch einen mittleren Nebenfluss bzw. Bypass 22 und eine Tankleitung 8 in den Tank 28 entlassen, wenn das Umschaltventil B sich in der neutralen Stellung befindet.
Das Umschaltventil B ist darüber hinaus durch Hydraulikdruck-Signalleitungen 30 bzw. 32 mit einem Steuerventil (nicht gezeigt) verbunden. Somit sind die Hydraulikdruck-Signalleitungen 30, 32 über ein Wechselventil 34 und eine Drucksignalleitung 36 mit der Schließseite (linke Seite) verbunden. Darüber hinaus ist es gemäß der Aufgabe der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, wenn die Federkraft der Feder 114 so angesetzt ist, dass sie größer oder gleich derjenigen der Feder 16 ist.
Bezugszeichen 148 bezeichnet einen inneren Kanal zum Ableiten bzw. für den Nebenfluss, der in dem Kompensationsventil 138 ausgebildet ist. Die stromaufwärtige Seite des Kanals 148 zum Ableiten ist durch Abteilen von der Auslassseite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136 verbunden, wie in der Figur gezeigt ist, und die stromabwärtige Seite des Kanals 148 ist durch die Tankleitung mit dem Tank 28 verbunden.
Wenn bei solch einem Aufbau des Kompensationsventils 138 der Hydraulikmotor 6 angetrieben wird, indem das Betriebs-Hydraulikdrucksignal an das Umschaltventil B angelegt wird, und ferner ein Baum-Zylinder 100 angetrieben wird, indem gleichzeitig das Betriebs-Hydraulikdrucksignal an das Umschaltventil A-1 für den Baum-Zylinder angelegt wird, welches zur Umschaltventilgruppe A gehört, wird der Hydrauliköldruck in der Lastfühlleitung 11 hoch, und als Resultat daraus wird der Differenzdruck der Leitung (des Kanals) 144 und der Leitung (des Kanals) 146 größer als die Federkraft der Feder 140, wodurch die Leitung 148 für das Ableiten geschlossen wird und dann das Ableiten bzw. der Nebenschluss nicht in Funktion ist.
Wenn andererseits die Umschaltventilgruppe A nicht betätigt wird, und nur der Hydraulikmotor 6 für die Drehbetätigung angetrieben wird, ist die Federkraft der Feder 140 größer als der Differenzdruck der Leitungen 144 und 146, wodurch der Kanal 148 für das Ableiten bzw. den Nebenfluss geöffnet wird und dann das Ableiten in Funktion ist.
(Ausführungsform 2)
2 zeigt die Funktion des in 1 gezeigten Öffnungs- und Schließbewegungsventils 136, welches in dem Richtungs-Umschaltventil 5 für den Hydraulikmotor 6 für die Drehbetätigung integriert ist. Bezüglich der Bestandteile, die denjenigen des in 1 gezeigten Hydraulikkreises entsprechen, werden in 2 die gleichen Bezugszeichen verwendet. Demzufolge werden unten vorwiegend neue Bestandteile erläutert.
In 2 bezeichnet Bezugszeichen 2 ein Kompensationsventil, welches dem Kompensationsventil 136 von 1 entspricht. Ein Kolben 2a (siehe 3 und 4) des Kompensationsventils 2 wird durch eine Feder 3 in Öffnungsrichtung vorgespannt, und ein Hydraulikdruckraum 10 des Kompensationsventils 2 ist mit der stromaufwärtigen Seite einer variablen Drossel 1 in dem Richtungs-Umschaltventil 5 verbunden, d.h., mit der Förderleitung 12B, und ein Hydraulikdruckraum 9 des Kompensationsventils 2 ist mit der stromabwärtigen Seite der variablen Drossel 1 und der stromaufwärtigen Seite des Kompensationsventils 2 verbunden. Dementsprechend steht bei dem Kolben 2a des Kompensationsventils 2 der Differenzdruck der stromaufwärtigen und der stromabwärtigen Seite der variablen Drossel 1 der Federkraft der Feder 3 gegenüber. Ferner ist ein innerer Kanal 20 (siehe 3 und 4) des Kolbens 2a des Kompensationsventils 2 mit der Lastfühlleitung 11 verbunden, durch welche der Kanal 20 einen Steuerungshydraulikdruck der Regelpumpe 7 führt.
Ferner ist ein Tankkanal 4 in dem Kolben 2a des Kompensationsventils 2 vorgesehen, und der Tankkanal 4 ist so aufgebaut, dass er sich schließt, wenn der Kolben 2a des Kompensationsventils 2 sich bewegt.
Außerdem ist der Hydraulikdruck an der stromabwärtigen Seite des Richtungs-Umschaltventils 5 und der stromaufwärtigen Seite des Kompensationsventils 2 durch einen Kanal 9 und ein Sperrventil 24 mit der Lastfühlleitung 11 der Umschaltventilgruppe A verbunden. Darüber hinaus bezeichnet Bezugszeichen 148A einen Kanal zum Ableiten.
Wie in 2 gezeigt ist, ist der Aufbau des Hydraulikkreises des Kompensationsventils 2 im Wesentlichen gleich demjenigen des Kompensationsventils 138 von 1, und außerdem ist der Hydraulikkreis in Hinblick auf die Verbindung zwischen dem Kompensationsventil 2 und der Lastfühlleitung 11 und der Förderleitung 12B im Wesentlichen gleich demjenigen von 1. Dementsprechend ist die Ableit- oder Nebenschlussfunktion in dem Kanal 148 gleich derjenigen des Hydraulikkreisbetriebs von 1, wie sie oben erwähnt wurde. Obwohl 2 das Richtungs-Umschaltventil 5 an der stromaufwärtigen Seite des Kompensationsventils 2 angeordnet zeigt, ist darüber hinaus der Fluss des unter Druck befindlichen Hydrauliköls ebenfalls gleich demjenigen von 1.
Angenommen, dass das Richtungs-Umschaltventil 5 von der in 1 gezeigten neutralen Stellung in die linke Stellung geändert wurde, um den Hydraulikmotor 6 für den Drehbetrieb anzutreiben, gelangt nämlich das unter Druck befindliche Hydrauliköl, welches von der Förderleitung 12B zugeführt wird, durch die variable Drossel 1 und weiter durch das Kompensationsventil 2 in dem in 2 gezeigten Zustand. Da in diesem Fall eine Leitung 17A und eine Tankleitung 8 durch das Richtungs-Umschaltventil 5 voneinander hydraulisch abgeriegelt sind, gelangt das unter Druck befindliche Hydrauliköl, welches das Kompensationsventil 2 passiert, durch ein Sperrventil 19 und kehrt dann wieder zu dem Richtungs-Umschaltventil 5 zurück, und dann wird das unter Druck befindliche Hydrauliköl durch eine Leitung 17 dem Hydraulikmotor 6 für die Drehbetätigung zugeführt. Das rückkehrende Hydrauliköl gelangt durch eine Leitung 17D und fließt über das Richtungs-Umschaltventil 5 und durch eine Tankleitung 17E zum Tank 28. Dementsprechend entspricht in dieser Situation die variable Drossel 1 der Funktion der Drossel in dem Öffnungs- und Schließbewegungsventil 136 von 1.
(Ausführungsform 3)
3 und 4 zeigen das Innere der Ventilkörper des Richtungs-Umschaltventils 5 und des Kompensationsventils 2, die bei dem in 2 gezeigten Hydraulikkreis-Aufbau in einem Körper ausgebildet sind.
In dem Zustand einer neutralen Stellung des Richtungs-Umschaltventils 5, eines Kolbens 5a (siehe 3 und 4) des Richtungs-Umschaltventils 5, ist eine Öffnung bzw. ein Anschluss 134 (siehe 3 und 4) durch die Tankleitung 8 mit dem Tank 28 verbunden.
Andererseits ist der Kolben 5a durch den Kanal 17A mit der stromabwärtigen Seite des Kompensationsventils 2 verbunden.
3 zeigt die gesamte Querschnittsansicht entlang der Achsenrichtung der Hydrauliksteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Falle, dass nur die Drehbetätigung vorliegt, und 4 zeigt die gesamte Querschnittsansicht entlang der Achsenrichtung der Hydraulikkontrollvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Fall der komplexen Betätigung, bei der die Drehung mit der Betätigung anderer Aktuatoren kombiniert ist.
Wie in 3 und 4 gezeigt ist, sind die jeweiligen Ventilkörper 2 in einem Körper ausgebildet, mit sechs gemeinsamen Öffnungen bzw. Anschlüssen, wie in den Figuren gezeigt ist, wobei ein jeder Anschluss mit dem Ventil 5 und dem Ventil 2 kommuniziert, und hierin werden diese Anschlüsse in den Figuren von links nach rechts als erster, zweiter, dritter, vierter, fünfter und sechster Anschluss definiert. Darüber hinaus zeigt 3 sowohl den Kolben 5a als auch den Kolben 2a an das äußerste rechte Ende bewegt. Andererseits zeigt 4 den Kolben 5a an das äußerste rechte Ende bewegt und den Kolben 2a an das äußerste linke Ende bewegt.
Wie weiter in 3 und 4 zu sehen ist, wird, für den Fall, dass der Kolben 5a des Richtungs-Umschaltventils 5 in der neutralen Stellung des Richtungs-Umschaltventils 5 angeordnet ist, und der Aktuator nicht betätigt wird, das unter Druck befindliche Öl nicht von der Regelpumpe zugeführt, weil die variable Drossel 1 geschlossen ist.
Andererseits blockiert der Kolben 5a in dem in den Figuren gezeigten Fall, dass der Kolben 5a des Richtungs-Umschaltventils 5 in der Darstellung der Figuren in der äußersten rechten Position angeordnet ist und der Aktuator bewegt wird, die Verbindung zwischen dem Kanal 17A und der Tankleitung 8.
Außerdem wird das unter Druck befindliche Hydrauliköl, welches von der Regelpumpe 7 gefördert wird, über die Förderleitungen 12 und 12B, durch die variable Drossel 1 des Kolbens 5a in dem Richtungs-Umschaltventil 5 und einen Anschluss 108, der an die variable Drossel 1 angrenzt, und durch eine Rinne 110, die in der Seitenfläche des Kolbens 2a ausgebildet ist, welcher in der Mitte des Kompensationsventils 2 gleitend und unter Vorspannung durch die Feder 3 angeordnet ist, wobei der Körper des Ventils 2 in einem Körper mit demjenigen des Richtungs-Umschaltventils 5 ausgebildet ist, und weiter durch das Sperrventil 19 und über Kanäle 114, 116, 118, 120 und 122 zu dem Hydraulikmotor 6 für die Drehbetätigung zugeführt.
Wie in 4 gezeigt ist, ist in dem Fall, dass der Kolben 5a sich mit vollem Hub in die äußerste rechte Position bewegt, das Innere des Hydraulikkreises so angeordnet, dass das Hydrauliköl durch ein kleines Loch 113 fließt, welches den inneren Kanal 20 passiert, welcher in dem Kolben 2a des Kompensationsventils 2 ausgebildet ist, und mit der Tankleitung 8 über den Tankkanal 4 kommuniziert.
Das unter Druck befindliche Hydrauliköl kehrt von dem Hydraulikmotor 6 für die Drehbetätigung über die Kanäle 124, 128, 130 und 132 zu dem Tank 28 zurück. Der Hydrauliköldruck stromaufwärts der variablen Drossel 1 wirkt auf den Druckraum 10.
Andererseits wirkt der Hydrauliköldruck (der Lastfühldruck) stromabwärts der variablen Drossel 1 durch den inneren Kanal 20, der in dem Kolben 2a des Kompensationsventils 2 ausgebildet ist, auf den Druckraum 9 und die Lastfühlleitung 11.
Als Nächstes wird der alleinige Drehbetrieb erläutert. Die Förderflussrate der Regelpumpe 7 wird durch den lastfühlenden Hydraulikdruck (LS), die Förderflussraten-Steuerungsmittel 13, das Steuerungsventil 14 zum Einstellen des Hydrauliköldrucks und die Hydraulikdruck-Erzeugungsmittel 15 bestimmt.
Ferner wirkt die Feder 3 dem Differenzdruck stromaufwärts und stromabwärts der variablen Drossel 1 entgegen.
Dementsprechend ist es möglich, abzuleiten bzw. einen Nebenschluss herzustellen, da der Kolben 2a des Kompensationsventils 2 auf der in den Figuren rechten Seite gehalten wird und immer durch den Tankkanal 4 mit dem Tank 28 verbunden ist.
Nun wird der komplexe Betrieb unter Bezugnahme auf 4 erläutert, in dem die Drehbetätigung mit der Betätigung anderer Aktuatoren kombiniert wird. 4 zeigt die gesamte Querschnittsansicht entlang der Achsenrichtung der Hydrauliksteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung im Falle des komplexen Betriebs, in dem die Drehung mit der Betätigung anderer Aktuatoren kombiniert ist.
Da, wie schon festgestellt wurde, die Förderflussrate der Regelpumpe 7 durch den lastfühlenden Hydraulikdruck LS, die Förderflussraten-Steuerungsmittel 13, das Steuerungsventil 14 zum Einstellen des Hydrauliköldrucks und die Hydraulikdruck- Erzeugungsmittel 15 bestimmt wird, wird für den Fall, dass andere Hydraulikaktuatoren eine schwerere Last als die Last für die Drehbetätigung haben, eine übermäßige Flussrate des unter Druck befindlichen Hydrauliköls, die den Bedarf für die Drehbetätigung übersteigt, zum Hydraulikmotor 6 für die Drehbetätigung fließen, und dann wird der Differenzdruck stromaufwärts und stromabwärts des variablen Drosselventils 1 größer als die Federkraft der Feder 3, wodurch der Kolben 2a des Kompensationsventils 2 in der Darstellung der Figur nach links bewegt wird, welches die Schließrichtung ist. Demzufolge ist es möglich, zu verhindern, dass die Förderflussrate übermäßig ansteigt.
Da die Anordnung des Tankkanals 4 in dem Kolben 2a des Kompensationsventils 2 mit solchen Abmessungen ausgelegt ist, dass der Kanal 4 zuvor durch die Innenfläche der Eisenwand verdeckt wird, die die durchgängige Öffnung 2b des Kolbens 2a des Kompensationsventils 2 bildet, wenn der Kolben 2a in eine Steuerungsposition bewegt wird, wird der Tankkanal 4 blockiert, wenn sich der Kolben 2a des Kompensationsventils 2 bewegt. Demzufolge wird der Tankkanal 4, der das unter Druck befindliche Öl durchgelassen hatte, wie in 3 erklärt wurde, blockiert, und das Ableiten kann beendet werden, wodurch verhindert wird, dass die Betriebseffizienz beim komplexen Betrieb abgesenkt wird.
Es versteht sich, dass die vorhergehende Offenbarung sich nur auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bezieht, und dass es beabsichtigt ist, alle Änderungen und Modifikationen des hier zum Zwecke der Offenbarung gewählten Beispiels der Erfindung abzudecken, die nicht vom Rahmen und vom Schutzumfang der anhängenden Ansprüche abweichen.
Da die vorliegende Erfindung eine hydraulische Steuerungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Baumaschine, z.B. eine hydraulische Schaufel, etc. betrifft, die mit einer Mehrzahl von hydraulischen Aktuatoren versehen ist, und insbesondere eine hydraulische Steuerungsvorrichtung betrifft, die es gestattet, selektiv eine Ableit- oder Nebenflussfunktion derart durchzuführen, dass für den Fall, dass mit einer relativ schweren Last betrieben wird, eine Mehrzahl von Aktuatoren gleichzeitig betätigt wird, und für den Fall, dass mit einer relativ leichten Last betrieben wird, nur ein Aktuator gleichzeitig betätigt wird, wobei im Falle der leichten Last eine Störung infolge des Auftretens von Nachlaufen durch das Durchführen der Ableitfunktion verhindert wird, und in dem Fall der schweren Last das Leistungsvermögen eines Hydrauliksteuerungsventils angehoben wird, indem die Ableitfunktion unterdrückt wird, wodurch die Betriebseffizienz als Ganzes verbessert wird, kann die Hydrauliksteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise für einen Schaufellader oder andere schwere hydraulische Geräte verwendet werden, und die Hydrauliksteuerungsvorrichtung kann für Maschinen mit einer Mehrzahl von hydraulisch angetriebenen Aktuatoren verwendet werden.

Claims

Hydraulische Steuerungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Regelpumpe (7), eine erste Umschaltventilgruppe (A), die mindestens ein Umschaltventil (A-1) umfasst, welches mit einer ersten Förderleitung (12A) verbunden ist, die von einer Förderleitung (12) der Regelpumpe (7) abzweigt und so angeordnet ist, dass sie eine Last-Fühl-Funktion aufweist, Förderfluss-Steuerungsmittel (13, 14, 15, 16) zum Einstellen der Förderflussrate der Regelpumpe (7) durch das Empfangen eines Hydrauliköldrucksignals von einer Lastfühlleitung (11), die in Übereinstimmung mit dem Umschaltventil (A-1) angeordnet ist, welches die Last-Fühl-Funktion aufweist, eine zweite Umschaltventilgruppe (B), die mindestens ein Umschaltventil (B, 5) umfasst, welches mit einer zweiten Förderleitung (12B) verbunden ist, welche von der Förderleitung (12) der Regelpumpe (7) abzweigt, ein Öffnungs- und Schließbewegungsventil (136), welches mit der zweiten Förderleitung (12B) an einer stromaufwärtigen Seite der zweiten Umschaltventilgruppe (B) verbunden ist und welches die Funktionen des Öffnens und Schließens und Drosselns in Übereinstimmung mit einem Hydraulikbetriebsdrucksignal zu dem Umschaltventil (B, 5) aufweist, welches zur zweiten Umschaltventilgruppe (B) gehört, und ein Kompensationsventil (138, 2), welches an einer stromabwärtigen Seite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils (136) angeordnet ist, wobei eine Auslassseite des Kompensationsventils (138, 2) mit der zweiten Umschaltventilgruppe (B) verbunden ist, wobei eine Seite des Kompensationsventils (138) mit einer Kraft beaufschlagt ist, die durch den Öldruck an einer Auslassöffnung des Öffnungs- und Schließbewegungsventils (136) und eine Feder (140) mit einer gegebenen Federkraft verursacht wird, und wobei die gegenüberliegende Seite des Kompensationsventils (138) mit einer Kraft beaufschlagt wird, die durch den Hydrauliköldruck in der zweiten Förderleitung (12B) verursacht wird, wobei das Kompensationsventil (138) infolge der Kraft der einen Seite, durch den Hydrauliköldruck, der aus dem Auslass des Öffnungs- und Schließbewegungsventils (136) zugeführt wird, in Öffnungsrichtung betätigt wird, und infolge der Kraft der gegenüberliegenden Seite, durch den Hydrauliköldruck, der aus dem Einlass des Öffnungs- und Schließbewegungsventils (136) zugeführt wird, in Schließrichtung betätigt wird, und wobei das genannte Kompensationsventil (138) mit einem Ableitkanal (148) versehen ist, der mit der Auslassseite des Öffnungs- und Schließbewegungsventils (136) verbunden ist und hydraulisch mit der Seite eines Tanks (28) kommuniziert, wenn die Kraft der genannten einen Seite die Kraft der genannten gegenüberliegenden Seite übersteigt.
Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das genannte Kompensationsventil (138) mit einem Sperrventil (150) versehen ist, welches zwischen der Auslassseite des genannten Öffnungs- und Schließbewegungsventils (136) und der genannten Lastfühlleitung (11) angeordnet ist.
Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der mindestens ein Umschaltventil (B, 5) der zweiten Umschaltventilgruppe (B) mit einem Hydraulikmotor (6) für eine Drehbetätigung einer hydraulischen Schaufel verbunden ist.
Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mindestens ein Umschaltventil (5) der zweiten Umschaltventilgruppe (B) ein Umschaltventil ist, bei dem das Öffnungs- und Schließbewegungsventil integriert ist.
Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei der ein Ventilkörper des mindestens einen Umschaltventils (5) der zweiten Umschaltventilgruppe (B) und ein Ventilkörper des Kompensationsventils (2) so beschaffen sind, dass sie einen Körper bilden, so dass ein jeder Hydraulikanschluss des Umschaltventils (5) und des Kompensationsventils (2) in dem Körper gemeinsame Anschlüsse werden.
Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei mindestens ein Umschaltventil (5) der zweiten Umschaltventilgruppe (B) von einem Typ mit offener Mitte ist.
Hydraulische Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der ein Umschaltventil (A-1) der ersten Umschaltventilgruppe (A) ein Umschaltventil zur Betätigung eines Baums ist, der in der Hydraulikschaufel vorgesehen ist, und ein Umschaltventil (B, 5) der zweiten Umschaltventilgruppe (B) ein Umschaltventil zur Betätigung eines Hydraulikmotors (6) für eine Drehbetätigung ist, welcher in der hydraulischen Schaufel vorgesehen ist.