DE102021102008A1

DE102021102008A1 - Hydraulisches schwingungsschutzsystem für eine arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102021102008A1
Application number: DE102021102008.5A
Authority: DE
Inventors: Brian J. Schlenker; Derek P. Nieuwsma
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2021-07-29
Also published as: US20210231134A1; US11460052B2; CN113251096A

Abstract

Ein Hydrauliksystem (200, 300, 400, 500, 600, 700) zum Steuern eines Hydraulikschaltkreises einer Arbeitsmaschine (100) wird offenbart. Das Hydrauliksystem kann eine erste Hydraulikzylinderbaugruppe (204), eine zweite Hydraulikzylinderbaugruppe (206), eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe (304, 404, 704, 804, 904, 1004, 1104) und ein Ventil (302, 702A, 702B) enthalten. Wenn sie mit der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe gekoppelt ist, kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe so konfiguriert sein, dass sie einen Fluss eines Hydraulikfluids zwischen der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe steuert, um ein Ausmaß des Weges des ersten Kolbens (210A) und ein Ausmaß des Weges des zweiten Kolbens (210B) zu begrenzen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein, jedoch nicht einschränkend, auf hydraulische Systeme für Arbeitsmaschinen, insbesondere auf ein hydraulisches Schwingungsschutzsystem für Kreiselmischmaschinen oder Kaltfräsemaschinen, die zum Abtragen oder Aufbereiten von gepflasterten Oberflächen verwendet werden können.
Stand der Technik
Kreiselmischmaschinen und Kaltfräsemaschinen können zum Abfräsen oder Abschleifen von altem oder marodem Pflaster auf Oberflächen wie Fahrbahnen und Parkplätzen verwendet werden. Kaltfräsen können so konfiguriert werden, dass sie das Pflaster für den Abtransport von der Oberfläche entfernen, während Kreiselmischer so konfiguriert werden können, dass sie den Belag für die Wiederverwendung an der Oberfläche rekonstruieren oder aufarbeiten. Die Oberflächen können sich über unebenes Terrain erstrecken. Als solche können diese Maschinen Systeme zum Anpassen der vertikalen Höhe der Maschine und eines daran befestigten rotierenden Schneidwerkzeugs enthalten, um beispielsweise die Schnitttiefe zu steuern und dem Bediener eine ruhige Fahrt bereitzustellen.
Es wurden Federungssysteme für die Fahrsteuerung entwickelt. U.S.-Patent, Nr. 6,308,973 an Griebel et al., mit dem Titel „SUSPENSION SYSTEM WITH AXLE OSCILLATION CIRCUIT“ ist ein Beispiel eines solcher Federungssysteme.
Figurenliste

1 ist eine schematische Seitenansicht einer Arbeitsmaschine, die einen Kreiselmischer mit einer Mehrzahl von an Hubsäulen montierten Transportvorrichtungen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anmeldung umfasst.
2 ist eine schematische Ansicht eines Systems, einschließlich zwei der Transportvorrichtungen, die jeweils mit einer der Hubsäulen verbunden sind, die mit einem ersten Hydrauliksystem gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anwendung wirksverbunden sind.
3 ist eine schematische Ansicht eines zweiten Systems, einschließlich zwei der Transportvorrichtungen, die jeweils mit einer der Hubsäulen verbunden sind, die mit einem zweiten Hydrauliksystem gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anwendung wirksverbunden sind.
4 ist eine schematische Ansicht eines dritten Systems, einschließlich zwei der Transportvorrichtungen, die jeweils mit einer der Hubsäulen verbunden sind, die mit einem dritten Hydrauliksystem gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anwendung wirksverbunden sind.
5 ist eine schematische Ansicht eines vierten Systems, einschließlich zwei der Transportvorrichtungen, die jeweils mit einer der Hubsäulen verbunden sind, die mit einem vierten Hydrauliksystem gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anwendung wirksverbunden sind.
6 ist eine schematische Ansicht eines fünften Systems, einschließlich zwei der Transportvorrichtungen, die jeweils mit einer der Hubsäulen verbunden sind, die mit einem fünften Hydrauliksystem gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anwendung wirksverbunden sind.
7 ist eine schematische Ansicht eines sechsten Systems, einschließlich zwei der Transportvorrichtungen, die jeweils mit einer der Hubsäulen verbunden sind, die mit einem sechsten Hydrauliksystem gemäß einem Beispiel der vorliegenden Anwendung wirksverbunden sind.
8A-8D zeigen verschiedene alternative Konfigurationen für eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe gemäß den Beispielen der vorliegenden Anwendung.

Kurze Kurzdarstellung
In einem Beispiel wird ein hydraulisches System zum Steuern eines Hydraulikschaltkreises einer Arbeitsmaschine offenbart. Das Hydrauliksystem kann optional eine erste Hydraulikzylinderbaugruppe, eine zweite Hydraulikzylinderbaugruppe, eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe und ein Ventil umfassen. Die erste Hydraulikzylinderbaugruppe kann einen ersten Kolben und eine erste Stange zum Koppeln an einen ersten Antrieb der Arbeitsmaschine aufweisen. Die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe kann einen zweiten Kolben und eine zweite Stange zum Koppeln an einen zweiten Antrieb der Arbeitsmaschine aufweisen. Die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe kann mindestens einen dritten Kolben aufweisen. Das erste Ventil kann so konfiguriert sein, dass es die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe selektiv mit der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe fluidisch koppelt. Wenn sie mit der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe gekoppelt ist, kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe so konfiguriert sein, dass sie einen Fluss eines Hydraulikfluids zwischen der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe steuert, um ein Ausmaß des Weges des ersten Kolbens und ein Ausmaß des Weges des zweiten Kolbens zu begrenzen.
In einem anderen Beispiel wird eine Arbeitsmaschine offenbart, die entweder einen Kreiselmischer oder eine Kaltfräse umfasst. Die Arbeitsmaschine kann optional einen Rahmen, einen Rotor, ein Antriebssystem, ein erstes Bein, ein zweites Bein und ein Hydrauliksystem umfassen. Der Rotor kann mit dem Rahmen gekoppelt und so konfiguriert sein, dass er sich relativ dazu dreht. Das Antriebssystem kann mehrere Antreiber enthalten, das Antriebssystem kann so konfiguriert sein, dass es die Arbeitsmaschine bewegt. Das erste Bein kann mit dem Rahmen gekoppelt sein und eine erste Hydraulikzylinderbaugruppe als einen Teil davon aufweisen. Das erste Bein kann über die erste Hydraulikzylinderbaugruppe so konfiguriert werden, dass es den Rahmen relativ zu dem ersten Antreiber anhebt. Das zweite Bein kann mit dem Rahmen gekoppelt werden und kann die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe als einen Teil davon aufweisen. Das zweite Bein kann über die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe so konfiguriert werden, dass es den Rahmen relativ zu dem zweiten Antreiber anhebt. Das Hydrauliksystem kann die erste Hydraulikzylinderbaugruppe mit einem ersten Kolben und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe mit einem zweiten Kolben enthalten. Das Hydrauliksystem kann außerdem optional eine Durchflusssteuervorrichtung und ein erstes Ventil umfassen, das so konfiguriert ist, dass es die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe selektiv mit der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe fluidisch koppelt. Wenn sie mit der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe gekoppelt ist, kann die Durchflusssteuervorrichtung so konfiguriert sein, dass sie einen Fluss eines Hydraulikfluids zwischen der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe steuert, um ein Ausmaß des Weges des ersten Kolbens und ein Ausmaß des Weges des zweiten Kolbens zu begrenzen.
Detaillierte Beschreibung
Die nachstehende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ist als eine Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des beschriebenen Gegenstands gedacht und soll nicht unbedingt die einzige(n) Ausführungsform(en) darstellen. In bestimmten Fällen enthält die Beschreibung spezifische Details, um ein Verständnis des beschriebenen Gegenstands bereitzustellen. Es wird jedoch für Fachleute offensichtlich sein, dass Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. In einigen Fällen können bekannte Strukturen und Komponenten in Blockdiagrammform dargestellt werden, um die Konzepte des beschriebenen Gegenstands nicht zu verdecken. Wo immer möglich, werden in allen Zeichnungen die gleichen Referenznummern verwendet, um auf dieselben oder ähnliche Teile zu verweisen.
Jede Bezugnahme in der Patentschrift auf „eine Ausführungsform“ oder „ein Beispiel“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur, eine bestimmte Eigenschaft, ein bestimmter Betrieb oder eine bestimmte Funktion, die in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform enthalten ist. Daher bezieht sich jedes Auftreten der Phrasen über Phrasen in der Patentschrift nicht notwendigerweise auf die gleiche Ausführungsform. Darüber hinaus können die einzelnen Merkmale, Strukturen, Eigenschaften, Betriebe oder Funktionen auf jede geeignete Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden, und es ist beabsichtigt, dass Ausführungsformen des beschriebenen Gegenstands Modifikationen und Variationen der beschriebenen Ausführungsformen umfassen können und dies auch tun.
Es muss auch beachtet werden, dass, wie in der Patentschrift, den beigefügten Ansprüchen und der Zusammenfassung verwendet, die Singularformen „ein, eine, ein“ und „der, die, das“ Pluralreferenzen enthalten, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorschreibt. Das heißt, wenn nicht eindeutig anders angegeben, haben die hierin verwendeten Wörter „ein, eine, ein“ und dergleichen die Bedeutung von „ein, eine, ein oder mehrere“. Darüber hinaus ist zu verstehen, dass Begriffe wie „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „Seite“, „Höhe“, „Länge“, „Breite“, „obere“, „untere“, „innere“, „äußere“, „innen“, „außen“ und dergleichen, die hierin verwendet werden können, lediglich Bezugspunkte beschreiben und Ausführungsformen des beschriebenen Gegenstands nicht notwendigerweise auf eine bestimmte Ausrichtung oder Konfiguration beschränken. Darüber hinaus bezeichnen Begriffe wie „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. lediglich einen aus einer Reihe von Abschnitten, Komponenten, Bezugspunkten, Betrieben und/oder Funktionen, wie sie hierin beschrieben sind, und beschränken ebenfalls nicht notwendigerweise Ausführungsformen des beschriebenen Gegenstands auf eine bestimmte Konfiguration oder Ausrichtung.
Die Begriffe „im Wesentlichen“, „etwa“, „im Allgemeinen“ oder Variationen davon sind so zu verstehen, dass sie innerhalb von +/- 10 Prozent oder +/- 10 Grad des angegebenen Wertes liegen, was immer zutrifft.
1 ist eine schematische Seitenansicht einer Arbeitsmaschine 100, die einen Kreiselmischer 102 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst. Es wird deutlich, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf ähnliche Weise auf andere Maschinenarten angewendet werden können, wie, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, eine Straßenfräse, einen Straßensanierer, eine Kaltfräse und dergleichen. Ebenso ist die Anwendung solcher Maschinen nicht auf die Straßensanierung oder das Straßenfräsen beschränkt.
Gemäß dem Beispiel von 1 enthält der Kreiselmischer 102 einen Rahmen 104 und eine auf dem Rahmen 104 montierte Bedienerkabine 106. Die Bedienerkabine 106 kann Bedienelemente enthalten, mit denen verschiedene Betriebe des Kreiselmischers 102 gesteuert werden können.
Der Rahmen 104 kann auch mit einem Antriebsstrang 108 (z. B. Getriebe, Wellen, Energiequelle 110 usw.) gekoppelt sein. Die Energiequelle 110 kann einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, einen Generator, eine Energiespeichervorrichtung einschließlich Batterien, einen Hybridmotor oder eine Kombination aus zwei oder mehreren der vorgenannten Energiequellen umfassen.
Die Maschine 100 kann Transporteinrichtungen 112 aufweisen, die, wie nachstehend beschrieben, Räder, Raupen oder andere bewegliche Bodeneingriffseinrichtungen umfassen können. So können die Transportvorrichtungen 112 in einigen Ausführungsformen Metallkettengelenkspuren, Gummispuren, Luftreifen, aufblasbare Gummireifen, Hartreifen und dergleichen umfassen. Jede der Transportvorrichtungen 112 kann über eine entsprechende einer Mehrzahl von Hubsäulen 114 mit dem Rahmen 104 verbunden werden. Die Transportvorrichtungen 112 können so konfiguriert werden, dass sie den Rahmen 104 auf einer Bodenoberfläche 118 abstützen und außerdem dabei helfen, den Kreiselmischer 102 auf der Bodenoberfläche 118 in einer gewünschten Richtung und mit einer gewünschten Geschwindigkeit anzutreiben.
Der Rahmen 104 kann sich in Längsrichtung zwischen dem ersten (vorderen) Ende und dem zweiten (hinteren) Ende entlang der Rahmenachse A erstrecken. An der Unterseite des Rahmens 104 kann beispielsweise eine Rotorbaugruppe 120, die Teil eines Frässystems 122 umfasst, gekoppelt werden. Diese Rotorbaugruppe 120 und das Frässystem 122 können relativ zu dem Rahmen 104 und der Bodenoberfläche 118 beweglich sein oder können in einigen Fällen relativ zu dem Rahmen 104 fixiert sein. Die Rotorbaugruppe 120 und andere Teile des Frässystems 122 können von dem Antriebsstrang 108 angetrieben werden, um sich zu bewegen, und können so konfiguriert werden, dass sie zum Fräsen, zu der Rückgewinnung usw. selektiv in die Bodenoberfläche 118 eingreifen.
Der Rahmen 104 kann über die Hubsäulen 114 von den Transportvorrichtungen 112 gestützt werden. Die Hubsäulen 114 (hierin auch Beine genannt) können so konfiguriert werden, dass sie den Rahmen 104 relativ zu den Transportvorrichtungen 112 und der Bodenoberfläche 118 anheben und absenken. Eine oder mehrere der Hubsäulen 114 können so konfiguriert werden, dass sie sich entlang einer vertikalen Achse, z. B. senkrecht zu der Achse A, drehen, um die Lenkung des Kreiselmischers 102 bereitzustellen.
Der Kreiselmischer 102 kann vier getrennte Transportvorrichtungen 112 umfassen: eine vordere linke Transportvorrichtung, eine vordere rechte Transportvorrichtung, eine hintere linke Transportvorrichtung und eine hintere rechte Transportvorrichtung, von denen jede mit einer der Hubsäulen 114 verbunden werden kann. Das heißt, neben den in 1 dargestellten Antriebsvorrichtungen 112 können weitere Antriebsvorrichtungen 112 und Hubsäulen 114 weiter in die Ebene von 1 bereitgestellt werden. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Antriebsvorrichtungen oder Hubsäulen beschränkt.
Die Hubsäulen 114 können zum Anheben und Absenken des Rahmens 104 bereitgestellt werden, um beispielsweise die Schnitttiefe der Rotorbaugruppe 120 zu steuern und um den Kreiselmischer 102 aufzunehmen, der mit Hindernissen auf dem Boden in Eingriff steht. Wie hierin beschrieben, können die Hubsäulen 114 und andere Komponenten der Maschine 100 mit einem Steuersystem gekoppelt werden, wie unter Bezugnahme auf 3-6 weiter erläutert.
Der Kreiselmischer 102 kann außerdem eine Rotorbaugruppe 120 und ein Frässystem 122 enthalten. Diese können mit dem Rahmen 104 verbunden werden. Das Frässystem 122 kann die Rotorbaugruppe 120 umfassen, die betriebsmäßig mit der Energiequelle 110 für die Drehung verbunden ist. Die Rotoreinheit 120 kann eine Frästrommel, Schneidtrommel, Kaltplaniertrommel, Mischtrommel oder Ähnliches umfassen. Die Rotorbaugruppe 120 kann eine Mehrzahl von Schneidwerkzeugen, wie Meißel, enthalten, die darauf angeordnet sind. Die Rotoreinheit 120 kann um eine Trommel- oder Gehäuseachse gedreht werden, die sich in einer Richtung senkrecht zu der Rahmenachse A in die Ebene von 1 erstreckt. Wenn sich die Rotorbaugruppe 120 um die Trommelachse dreht, können die Schneidwerkzeuge in die Bodenoberfläche 118 eingreifen, die den Boden, Schmutz, Asphalt oder Beton von beispielsweise bestehenden Arbeitsbereichen, Fahrbahnen, Brücken, Parkplätzen und Ähnlichem umfassen kann. Wenn die Schneidwerkzeuge in die Bodenoberfläche 118 eingreifen, greifen sie außerdem in Schichten von Materialien ein, die die Bodenoberfläche 118 bilden, wie gehärteter Schmutz, Fels oder Pflaster und verdrängen die Schichten zum Entfernen oder Mischen. Durch die Drehbewegung der Rotorbaugruppe 120 und der Schneidwerkzeuge wird das Material der Bodenoberfläche 118 dann durch eine Mischkammer 124 transportiert, um wieder auf dem Boden abgelagert zu werden. Die Mischkammer 124 kann durch verschiedene Platten definiert werden, die um die Rotorbaugruppe 120 herum angeordnet sind.
Anders ausgedrückt kann die Rotorbaugruppe 118 so konfiguriert werden, dass sie während der Fahrt der Maschine selektiv die Bodenoberfläche 118 berührt, um die Bodenoberfläche 118 rückzugewinnen und/oder zu pulverisieren, wie durch das Mischen von zurückgewonnenem Boden oder Pflastermaterial mit verschiedenen Zusatzstoffen oder Aggregaten, die auf der Arbeitsoberfläche abgelagert werden. So kann die Kreiselmischmaschine 102 der vorliegenden Anmeldung Systeme zum Ablagern eines Zusatzstoffs, wie Portlandzement, Kalk, Flugasche, Zementofenstaub usw., auf den Arbeitsflächen während der Rückgewinnungs- oder Pulverisierungsbetriebe enthalten.
Während der Fahrt über die Bodenoberfläche 118, entweder wobei die Rotorbaugruppe 120 mit der Bodenfläche 118 in einer Fräsbetriebsart in Eingriff steht oder wobei die Rotorbaugruppe 120 in einer Transport- oder Fahrbetriebsart eingefahren ist, können die Transportvorrichtungen 112 einer unterschiedlichen Topografie durch Hügel, Täler, Senken usw. ausgesetzt sein. Eine solche Topografie kann dazu führen, dass eine oder mehrere Stangen oder Kolben der Hubsäulen 114 nach innen in einen Zylinder der Hubsäulen 114 gedrückt werden und/oder sich weiter nach außen aus dem Zylinder relativ zueinander erstrecken, wenn ein Hydrauliksystem betrieben wird, um Hydraulikfluid innerhalb des Systems zu jedem Zylinder umzuverteilen, Lasten auszugleichen und den Rahmen 104 einigermaßen eben zu halten.
2 zeigt ein Beispiel für ein hydraulisches System 200, das einer Topografie ausgesetzt wird, die einen Hügel 202 umfasst. Das Hydrauliksystem 200 kann eine erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 (hierin manchmal als eine erste Hydraulikvorrichtung bezeichnet) und eine zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206 (hierin manchmal als eine zweite Hydraulikvorrichtung bezeichnet) enthalten. Die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 kann einen Zylinder 208A, einen Kolben 210A und eine Stange 212A enthalten. Die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206 kann einen Zylinder 208B, einen Kolben 210B und eine Stange 212B enthalten.
Die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 kann mit der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 fluidisch gekoppelt sein, wie über eine oder mehrere Fluidleitungen 220A und 220B. Die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 kann Teil einer der Hubsäulen 114 von 1 sein. Auf ähnliche Weise kann die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206 Teil einer anderen der Hubsäulen 114 von 1 sein. Es wird in Betracht gezogen, dass die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206 Teil einer beliebigen Kombination der Hubsäulen 114 von 1 sein können. So können sie beispielsweise für die zwei hinteren Hubsäulen, die zwei vorderen Hubsäulen, die zwei linken Seitenhubsäulen oder die zwei rechten Seitenhubsäulen sein.
2 zeigt schematisch, dass die Stange 212A mit einer ersten Antriebsvorrichtung 112A der Mehrzahl von Antriebsvorrichtungen 112, die zuvor in 1 gezeigt wurden, gekoppelt sein kann. Auf ähnliche Weise kann die Stange 212B mit einer zweiten Antriebsvorrichtung 112B der Mehrzahl von Antriebsvorrichtungen 112 gekoppelt werden. Die Stangen 212A und 212B können sich von den jeweiligen Zylindern 208A und 208B aus erstrecken und können sich so erstrecken, dass sie mit den jeweiligen Antriebsvorrichtungen 112 gekoppelt sind. Es ist zu beachten, dass die Stange 212A und die Stange 212B nicht direkt mit der jeweiligen ersten und zweiten Antriebsvorrichtung 112A, 112B gekoppelt sein müssen, sondern indirekt über andere, nicht speziell dargestellte Komponenten der Hubsäulen daran gekoppelt sein können. Daher ist die Kopplung der Stangen 212A, 212B mit der jeweiligen ersten und zweiten Antriebsvorrichtung 112A, 112B in 2 vereinfacht.
Die erste und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und 206 können jeweils als doppeltwirkende Arbeitszylinder gestaltet werden. Als solche weisen sie jeweils eine kolbenseitige erste Arbeitskammer 216 beziehungsweise 218 und eine kolbenstangenseitige zweite Arbeitskammer 218 beziehungsweise 218 auf. Diese Arbeitskammern 216, 218 können durch den jeweiligen Kolben 210A, 210B, der sich in dem jeweiligen Zylinder 208A, 208B befindet, voneinander getrennt werden. Die erste und die zweite Arbeitskammer 216, 218 können mit einem Druckmedium gefüllt werden, das beispielsweise ein Hydraulikfluid wie Öl sein kann, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein. Ein Befüllen der ersten Arbeitskammern oder ein Entleeren der zweiten Arbeitskammer kann ein Absenken oder Anheben des Rahmens von dem Boden bewirken.
Die erste und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und 206 können über Fluidleitungen 220A und 220B miteinander verbunden sein. Alternativ können die erste und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und 206 über ein Hebe-/Senkventil(e) fluidisch miteinander verbunden sein. Das Hebe-/Senkventil wird im Hinblick auf die nachfolgenden FIGUREN beschrieben und gezeigt. Die Fluidleitungen 220A und 220B können es ermöglichen, die Leistung von der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 auf die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206 zu übertragen, indem sie unter Druck stehende Eingriffe beibehalten.
2 stellt eine Situation dar, in der die Maschine (entweder in dem Fahr- oder in dem Fräsmodus) auf dem Hügel 202 betrieben wird. Eine solche Situation kann dazu führen, dass die Stange 212A und der Kolben 210A der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 relativ zu der Stange 212B und dem Kolben 210B der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 nach innen in den Zylinder 208A in Richtung des Rahmens gedrückt werden. Anders ausgedrückt, können sich die Stange 212B und der Kolben 210B relativ zu der Stange 212A und zu dem Kolben 210A der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 weiter nach außen von dem Zylinder 208B in Richtung Boden (hier Hügel 202) erstrecken. 2 zeigt eine Situation, in der sich die Stange 212A und der Kolben 210A in der Nähe einer Vollverschiebungsposition relativ zu dem Zylinder 208A befinden und sich die Stange 212B und der Kolben 210B in der Vollverschiebungsposition relativ zu dem Zylinder 208B befinden. Jede der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 kann zwei Vollverschiebungspositionen aufweisen, eine, in der der Kolben und die Stange eingefahren sind, und eine, in der der Kolben und die Stange ausgefahren sind.
In einer extremen Situation wie der von 2, bewegen sich die Stangen 212A, 212B und die Kolben 210A, 210B in Richtung der Vollverschiebungsposition (hierin auch als Vollausfahrposition, Vollhubposition, Vollfahrposition, Hubendposition oder Vollhubposition bezeichnet). Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „oszillieren“ oder „Oszillation“ eine grobe Bewegung des Kolbens und der Stange einer der Hydraulikzylinderbaugruppen relativ zu dem Zylinder dieser Baugruppe oder eine grobe Bewegung des Kolbens und der Stange einer der Hydraulikzylinderbaugruppen relativ zu dem Kolben und der Stange einer anderen der Hydraulikzylinderbaugruppen. Diese Bewegung, wie sie in 2 dargestellt ist, kann eine unbeabsichtigte Belastung des Rahmens verhindern oder reduzieren und/oder den Rahmen für den Bedienerkomfort eben halten. Wenn die Bewegung/Oszillation jedoch zu extrem ist (d. h. wenn eine oder mehrere der Stangen und Kolben in eine Vollverschiebungsposition bewegt werden), kann diese Situation zu einer unerwünschten Rahmenbelastung führen. Diese ungewollte Rahmenbelastung kann beispielsweise das Einhalten einer gewünschten Neigung der Maschine erschweren. Es ist zu beachten, dass sich die Stangen 212A, 212B und die Kolben 210A, 210B aufgrund anderer Umstände zusätzlich zu der Topografie in die Vollverschiebungsposition bewegen/oszillieren können, wie aufgrund von Hindernissen oder bedienerinduzierten Kriterien (z. B. dem Wunsch, an beispielsweise einer Schräge oder Neigung zu fräsen). Die Vollverschiebungsposition muss also in manchen Fällen nicht durch die Topografie bedingt sein. In der Tat wird erkannt, dass die vorliegenden Einrichtungen, Systeme und Verfahrendazu beitragen können, unbeabsichtigte Rahmenbelastungen zu verhindern und die Maschine stabiler zu machen. Dies sollte im Gegensatz zu den Systemen und Verfahren in der gemeinsam angemeldeten U.S.-Anmeldung, Seriennr. 16/658,996 mit dem Titel „RIDE CONTROL SYSTEMS AND METHODS FOR ROTARY CUTTING MACHINES“ stehen, die am 21. Oktober 2019 eingereicht wurde und deren gesamte Patentschrift hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist, die sich mit Maschinenvibrationen befassen.
Die vorliegende Anwendung bezieht sich auf Einrichtungen, Systeme und Verfahren zum Überwachen und Steuern von Bewegungen des Kolbens 210A, 210B und der Stange 212A, 212B, um beispielsweise unbeabsichtigte Rahmenbelastungen zu verhindern und die Maschine durch das Hydrauliksystem stabiler zu machen, während beispielsweise die Ausrichtung des Rahmens 104 (1) beibehalten wird und eine gewünschte Schnittcharakteristik der Rotorbaugruppe 120 (1) beibehalten wird. Insbesondere stellt die vorliegende Offenbarung verschiedene Beispiele, wie sie in 3-6 ferner dargestellt sind, bereit, die ein Ventil und eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe (hierin manchmal als eine Durchflussregelvorrichtung, eine dritte Hydraulikvorrichtung oder ein Zwischenelement bezeichnet) nutzen können. Diese dritte Hydraulikzylinderbaugruppe kann beispielsweise einen freischwebenden Kolben, eine Kolben- und Stangenbaugruppe, einen gasverdichtenden Kolben und/oder eine Zylindervorrichtung mit zwei Durchmessern enthalten. Die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe kann automatisch oder mit einer Steuervorrichtung betrieben werden, wie in 6 weiter beschrieben, um einen Bewegungsbereich des Kolbens und der Stange innerhalb des Zylinders der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe beziehungsweise der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe zu begrenzen. Eine solche Begrenzung des Bewegungsumfangs des Kolbens und der Stange kann den Kolben und die Stange in einer gewünschten Position halten, wie im Wesentlichen beispielsweise in der Vollverschiebungsposition, in der Vollverschiebungsposition oder in einer Position, die kleiner ist als die Vollverschiebungsposition (z. B. zwischen 85 % und 99,9 % der Vollverschiebungsposition), oder in einer anderen Position.
3 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Hydrauliksystems 300. Zusätzlich zu der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206, die Teil der jeweiligen Hubsäulen sind und mit diesen gekoppelt sind, wie zuvor dargestellt und beschrieben, enthält das System 300 die Transportvorrichtungen 112A und 112B, ein Ventil 302, eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 304 und ein Hebe-/Senkventil 306.
Der Aufbau der ersten und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und 206 wurde bereits beschrieben. Die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 kann über das Ventil 302 selektiv mit der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 fluidisch gekoppelt/verbunden werden. Das Ventil 302 kann zwischen der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 positioniert werden und kann über die Fluidleitungen 308A und 308B damit in Fluidverbindung stehen.
Gemäß einem Beispiel kann das Ventil 302 ein proportionales 4-Wege-, 2-Positionen-Ventil umfassen. Das Ventil 302 kann eine Flusssteuervorrichtung umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 direkt oder indirekt mit der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 und die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 304 mit der ersten und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und 206 fluidisch koppelt, wie hierin weiter erläutert.
Gemäß einer Betriebsart oder Einstellung kann das Ventil 302 in einer ersten Einstellung so konfiguriert werden , dass die erste und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und 206 direkt über die Leitungen 308A und 308B kommunizieren können. Diese Konfiguration kann in Kombination mit dem Hebe-/Senkventil 306 ausgeführt/verwendet werden, das geöffnet wird, um den Durchfluss von Hydraulikfluid zu der ersten und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und 206 zu ermöglichen, um beispielsweise ein Anheben und/oder Absenken des Rahmens der Arbeitsmaschine durchzuführen.
Das Ventil 302 kann auch über die Fluidleitungen 310A und 310B mit der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 304 fluidisch gekoppelt sein. Das Ventil 302 kann in einer zweiten Einstellung oder Betriebsart so konfiguriert werden, dass die erste und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und 206 indirekt über die Leitungen 310A und 310B und die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 304 kommunizieren können. Diese Konfiguration kann beispielsweise bei geschlossener Betätigung des Hebe-/Senkventils 306 durchgeführt/verwendet werden.
Die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 304 kann auf ähnliche Weise aufgebaut sein wie die zuvor beschriebene erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206. Wie jedoch in 3 gezeigt, kann sich die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 304 dadurch unterscheiden, dass sie beispielsweise stangenlos sein kann und einen schwimmenden Kolben 312 aufweisen kann.
Die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 304 kann zusätzlich zu dem Kolben 312 einen Zylinder enthalten. Der Kolben 312 kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 304 in eine erste Arbeitskammer 314, die in Fluidverbindung mit der Leitung 310A steht, und eine zweite Arbeitskammer 316, die in Fluidverbindung mit der Leitung 310B steht, unterteilen. Diese Arbeitskammern 314 und 316 können ähnlich aufgebaut sein wie die zuvor in Bezug auf die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206 beschriebenen. Das Volumen der Arbeitskammer 314 und das Volumen der Arbeitskammer 316 können eingestellt werden, um einen Grad oder ein Ausmaß der Bewegung des Kolbens 210A, 210B und der Stange 212A, 212B zu steuern/begrenzen. Anders ausgedrückt, kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 304 so konfiguriert sein, dass sie einen Fluss des Hydraulikfluids zwischen der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 steuert, um ein Ausmaß des Weges des ersten Kolbens 210A und ein Ausmaß des Weges des zweiten Kolbens 210B innerhalb der jeweiligen Zylinder 208A und 208B zu begrenzen. Auf diese Weise kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 304 verwendet werden, um den Kolben 210A, 210B und die Stange 212A, 212B im Wesentlichen auf die Vollverschiebungsposition oder eine andere gewünschte Position zu begrenzen/zu steuern. Diese gewünschte Position kann beispielsweise die Vollverschiebungsposition, eine Position, die kleiner als die Vollverschiebungsposition ist (z. B. zwischen 85 % und 99,9 % der Vollverschiebungsposition) oder eine andere Position sein. Wie zuvor besprochen, kann die Hydraulikzylinderbaugruppe 304 bedingt eingesetzt werden, wie beispielsweise nur nach dem Schließen des Hebe-/Senkventils 306.
Die Fluidleitung(en) 320 kann/können die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206 fluidisch koppeln und die Fluidleitungen 322A und 322B können das Ventil 306 fluidisch mit mindestens der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 koppeln. Es ist zu beachten, dass in alternativen Beispielen, wie dem in 7 dargestellten, die Fluidleitung 320 entfallen könnte und die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206 an dem Hebe-/Senkventil 306 (oder einem Anschluss eines Tanks, der mit dem Hebe-/Senkventil 306 fluidisch gekoppelt ist) fluidisch gekoppelt werden können. Das System 300 kann ein geschlossenes System umfassen, das aus Fluidleitungen, den Ventilen 302, 306 und der ersten, der zweiten und der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 204, 206 und 304 besteht. Es sollte beispielsweise beachtet werden, dass, obwohl ein einzelnes Hebe-/Senkventil 306 dargestellt ist, das mit der ersten, der zweiten und der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 204, 206 und 304 in Reihe geschaltet ist, es in Betracht gezogen wird, dass mehrere Hebe-/Senkventile gemäß einigen Beispielen genutzt werden können. Eine Ausführungsform kann beispielsweise ein Hebe-/Senkventil für jede der Hubsäulen aufweisen (z. B. eines für die erste Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und ein weiteres für die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe 206). Eine solche Ausführungsform ist hierin mit 7 dargestellt.
4 ist eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Hydrauliksystems 400. Das Hydrauliksystem 400 kann im Wesentlichen ähnlich oder gleich dem Hydrauliksystem 300 von 3 sein, bis auf die Tatsache, dass eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 404 des Systems 400 konstruiert sein kann, um eine erste Stange 403A und eine zweite Stange 403B zu enthalten. Im Gegensatz zu der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 304, bei der der schwimmende Kolben 312 genutzt wurde, kann ein Kolben 412 der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 404 mit der ersten Stange 403A auf einer ersten Seite davon und mit der zweiten Stange 403B auf einer zweiten Seite davon gekoppelt werden. Die Stangen 403A und 403B können sich von den Zylindern der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 404 nach außen erstrecken, wie in 4 dargestellt. Gemäß einigen Beispielen kann die erste Stange 403A einen Durchmesser und/oder eine Form aufweisen, die sich von einem Durchmesser und/oder einer Form der zweiten Stange 403B unterscheidet. Eine solche Konfiguration kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 404 und das System 400 in einer gewünschten Weise vorspannen, um beispielsweise den Weg des Kolbens einer der ersten Hydraulikzylinderbaugruppen 204 relativ zu dem Kolben der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 zu beeinflussen.
5 ist eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Hydrauliksystems 500. Das Hydrauliksystem 500 kann im Wesentlichen ähnlich oder gleich dem Hydrauliksystem 300 von 3 sein, bis auf die Tatsache, dass das System 500 ein zweites Ventil 502 enthalten kann, das so konfiguriert ist, dass es selektiv Hydraulikfluid mit der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 304 fluidisch austauscht. Das System 500 kann als zusätzliche Merkmale die Fluidleitungen 504A und 504B enthalten. Die Fluidleitung 504A kann mit dem Volumen der Arbeitskammer 314 in Fluidverbindung stehen und die Fluidleitung 504B kann mit dem Volumen der Arbeitskammer 316 in Fluidverbindung stehen.
Das Ventil 502 kann ein proportionales 4-Wege-, 3-Positionen-Ventil umfassen. Das Ventil 502 kann eine Durchflusssteuerungsvorrichtung umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie selektiv öffnet und schließt, um die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 306 über die Fluidleitungen 504A und 504B mit einem Behälter und einer Quelle (angegeben als Druckquelle „P“ und Tank „T“) fluidisch zu koppeln.
Das Ventil 502 kann so konfiguriert werden, dass es sich selektiv öffnet und/oder schließt, um eine der Arbeitskammer 314 oder der Arbeitskammer 316 relativ zu der anderen der Arbeitskammern 314 oder der Arbeitskammer 316 unter Druck zu setzen, um eine Positionierung des schwimmenden Kolbens 312 einzustellen. Alternativ oder zusätzlich können proportionale Druckreduzierventile (nicht gezeigt) verwendet werden, um den schwimmenden Kolben 312 basierend auf dem Druck in den Zylindern der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 zu zentrieren. Diese Einstellung kann den Kolben 312 je nach Wunsch erneut genullt oder erneut positioniert werden. Obwohl mit dem schwimmenden Kolben 312 dargestellt, kann die Konfiguration von 5 auch mit dem System von 4 mit den Stangen als Teil der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe in einigen Ausführungsformen genutzt werden.
Es wird erwogen, dass Ausführungsformen wie die von 3-5 passiv betrieben werden können, ohne dass eine aktive Steuerung erforderlich ist, um den Weg des Kolbens einer der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 und des Kolbens der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 wie zuvor beschrieben zu begrenzen. Die aktive Steuerung unter Verwendung einer Steuervorrichtung, wie in 6, wird auch für die Verwendung mit jeder der offengelegten Ausführungsformen in Betracht gezogen.
6 ist eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsform eines Hydrauliksystems 600. Das Hydrauliksystem 600 kann im Wesentlichen ähnlich oder gleich dem Hydrauliksystem 500 von 5 sein, bis auf die Tatsache, dass das System 600 zusätzlich eine Steuervorrichtung 602 und einen Sensor 604 enthalten kann. Die Steuervorrichtung 602 kann elektronisch mit dem Sensor 604 kommunizieren. Zusätzlich kann die Steuerung 602 elektronisch mit den Ventilen 502, 302 und/oder 306 kommunizieren, um die Ventile 502, 302 und/oder 306 wie zuvor beschrieben selektiv zu öffnen oder zu schließen.
Gemäß einem Beispiel kann der Sensor 604 als ein Positionssensor konfiguriert sein, um eine Position des Kolbens 312 innerhalb des Zylinders der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 304 zu erfassen. Die Steuervorrichtung 602 kann so konfiguriert werden, dass sie das zweite Ventil 502 basierend auf Eingaben (z. B. Positionsdaten) von dem Sensor 604 selektiv betätigt, um eine Position des Kolbens 312 innerhalb der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 304 zu ändern. Dieses Schema kann es ermöglichen, den Kolben 312 innerhalb des Zylinders der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 304 neu zu positionieren, um so eine Nullstellung wie dargestellt oder eine andere gewünschte Position zu erreichen.
Die Steuervorrichtung 602 kann einen/eine oder mehrere Prozessoren, Mikroprozessoren, Mikrocontroller, elektronische Steuermodule (ECMs), elektronische Steuereinheiten (ECUs), speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) oder jedes andere geeignete Mittel für die elektronische Steuerung der Funktionalität umfassen.
Die Steuervorrichtung 602 kann so konfiguriert werden, dass sie nach einem vorbestimmten Algorithmus oder einem Satz von Anweisungen betrieben wird, um mindestens einige der Funktionen der Maschine 10 zu steuern, wie sie zuvor beschrieben wurden. Ein solcher Algorithmus oder Satz von Anweisungen kann in einer Datenbank gespeichert, in einen bordeigenen Speicher der Steuervorrichtung 602 eingelesen oder in ein Speichermedium oder einen Speicher vorprogrammiert werden, auf den die Steuervorrichtung 602 zugreifen kann, beispielsweise in der Form einer Diskette, einer Festplatte, eines optischen Mediums, eines Direktzugriffsspeichers (RAM), eines Festwertspeichers (ROM) oder eines anderen geeigneten computerlesbaren Speichermediums, das im Allgemeinen in dem Stand der Technik verwendet wird (jeweils als eine „Datenbank“ bezeichnet), das in der Form eines physikalischen, nichtflüchtigen Speichermediums vorliegen kann.
Gemäß einigen Beispielen kann die Steuervorrichtung 602 in elektronischer Kommunikation mit verschiedenen anderen Komponenten, Systemen oder Teilsystemen der Maschine 10 stehen, wie dem Antriebssystem usw. So kann die Steuervorrichtung 602 gemäß einiger Beispiele elektronisch mit verschiedenen Steuervorrichtungen, Systemen und Komponenten kommunizieren (z. B. einem Motor, einem Hydraulikmotor, hydraulischen Systemen einschließlich der zuvor besprochenen), neben anderen Elementen. Über eine solche elektronische Kommunikation kann die Steuervorrichtung 602 Daten zu den aktuellen Betriebsparametern der Maschine 10 von Sensoren, wie dem Positionssensor 604 des Systems 600, empfangen. Als Reaktion auf solche Eingaben kann die Steuervorrichtung 602 verschiedene Bestimmungen durchführen und Ausgangssignale übermitteln, die den Ergebnissen solcher Bestimmungen oder durchzuführender Aktionen entsprechen, wie für die erneute Positionierung des Kolbens 312, wie zuvor beschrieben.
7 ist eine schematische Ansicht einer sechsten Ausführungsform eines Hydrauliksystems 700. Das Hydrauliksystem 700 kann im Wesentlichen ähnlich oder gleich den Hydrauliksystemen 500 und 600 von 5 und 6 sein, bis auf die Tatsache, dass das System 700 zwei zweite Ventile 702A und 702B enthalten kann, die so konfiguriert sind, dass sie unabhängig und selektiv Hydraulikfluid mit der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 704 fluidisch austauschen. Das System 700 kann auch separate Hebe-/Senkventile 706A und 706B enthalten. Eine Fluidleitung 708A kann mit dem Volumen der Arbeitskammer 714 der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 704 in Fluidverbindung stehen und die Fluidleitung 708B kann mit dem Volumen der Arbeitskammer 716 in Fluidverbindung stehen. Die Ventile 702A und 702B können die Hydraulikfluidverbindung entlang der jeweiligen Fluidleitungen 708A und 708B steuern.
7 zeigt, dass das System 700 ein Hebe-/Senkventil 706A, 708B für jede der Hubsäulen aufweisen kann (z. B. ein Hebe-/Senkventil 706A, das mit der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 fluidisch gekoppelt ist, und ein weiteres Hebe-/Senkventil 706B, das mit der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe 206 fluidisch gekoppelt ist). Das Hebe-/Senkventil 706A und das Hebe-/Senkventil 706B können beide an denselben Hydrauliktank (nicht gezeigt) oder an unterschiedliche Hydrauliktanks angeschlossen werden.
Mit dem Hydrauliksystem 700 kann einer oder beiden Seiten des Systems 700 befohlen werden, Hydraulikfluid fließen zu lassen, unabhängig von der anderen Seite und unabhängig davon, ob die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 704 aktiv ist und verwendet wird. Beispielsweise kann das Hebe-/Senkventil 706A selektiv geöffnet werden, um den Kolben und die Stange innerhalb der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe 204 zu bewegen, während das zweite Hebe-/Senkventil 706B geschlossen bleiben kann. Während dieses Vorgangs kann das zweite Ventil 702A geschlossen bleiben.
8A-8D zeigen noch weitere alternative Konstruktionen für die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe. Diese Ausführungsformen stellen eine oder mehrere Federn dar, die verwendet werden können, um den Kolben der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe erneut zu zentrieren, wenn die Arbeitsmaschine auf eine im Wesentlichen ebene Oberfläche zurückkehrt.
8A zeigt eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 804 mit einem Zylinder 805, einem Kolben 806, einer Stange 808 und einer ersten Feder 810A und einer zweiten Feder 810B. Die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 804 kann in der zuvor beschriebenen Weise konstruiert sein, wobei der Kolben 806 innerhalb des Zylinders 705 positioniert und relativ zu diesem beweglich ist. Die Stange 808 kann mit dem Kolben 806 verbunden sein und sich aus dem Zylinder 805 hinaus erstrecken. Die erste Feder 810A kann mit dem Kolben 806 verbunden sein und kann sich innerhalb des Zylinders 805 um oder neben der Stange 808 erstrecken. Die erste Feder 810A kann ein inneres Ende des Zylinders 812A berühren. Die zweite Feder 810B kann mit einem äußeren Ende des Zylinders 812AA verbunden werden und kann mit einem Flansch 812 oder einem anderen Merkmal der Stange 808 oder mit einer anderen nicht speziell gezeigten Komponente verbunden werden. Die zweite Feder 810B kann sich um oder neben der Stange 808 erstrecken.
8B zeigt eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 904 mit einem Zylinder 905, einem Kolben 906 und Federn 910A und 910B. In dieser Ausführungsform kann/können keine Stange genutzt werden. Die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 904 kann in der zuvor beschriebenen Weise konstruiert sein, wobei der Kolben 906 innerhalb des Zylinders 905 positioniert und relativ zu diesem beweglich ist. Die Feder 910A kann an einem ersten Ende mit dem Kolben 906 verbunden sein und kann sich so erstrecken, dass sie ein erstes Ende 912A des Zylinders 905 berührt. Die Feder 910B kann an einem ersten Ende mit dem Kolben 906 verbunden sein und kann sich so erstrecken, dass sie ein zweites Ende 912B des Zylinders 905 berührt. Das erste Ende 912A des Zylinders 905 kann dem zweiten Ende 912B des Zylinders 905 gegenüberliegen.
8C zeigt eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 1004 mit einem Zylinder 1005, einem Kolben 1006, Stangen 1008A und 1008B und Federn 1010A und 1010B. Das Beispiel von 8C unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsformen dadurch, dass zwei Stangen 1008A und 1008B in Verbindung mit zwei Federn 1010A und 1010B genutzt werden. Die Federn 1010A und 1010B können sich außerhalb des Zylinders 1005 befinden. Die Feder 1010A kann mit einem ersten Ende 1012A des Zylinders 1005 verbunden sein und sich um die Stange 1008A herum oder angrenzend an diese erstrecken. Die Feder 1010A kann mit einem Flansch 1014A oder einem anderen Merkmal der Stange 1008A oder mit einer anderen nicht speziell gezeigten Komponente verbunden werden. Auf ähnliche Weise kann die Feder 1010B mit einem zweiten Ende 1012B des Zylinders 1005 verbunden sein und sich um die Stange 1008B herum oder angrenzend an diese erstrecken. Die Feder 1010B kann mit einem Flansch 1014B oder einem anderen Merkmal der Stange 1008B oder mit einer anderen nicht speziell gezeigten Komponente verbunden werden.
8D zeigt eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 1104 ähnlich der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe 1004 von 8C. Die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe 1104 unterscheidet sich dadurch, dass sich die Federn 1110A und 1110B im Inneren des Zylinders 1105 befinden, ähnlich wie bei der in 8B beschrieben Anordnung.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Anwendung beschreibt verschiedene Einrichtungen, Systeme und Verfahren zum Steuern der Bewegung eines Rahmens einer Maschine relativ zu Antriebselementen oder Transportvorrichtungen. Die Antriebselemente oder Transportvorrichtungen können an Hubbeinen einschließlich Hydraulikzylindern montiert werden, die mit den hierin offenbarten Hydrauliksystemen gesteuert werden können. Das Hydrauliksystem kann beispielsweise mindestens zwei Hydraulikzylinderbaugruppen enthalten, die fluidisch miteinander gekoppelt sein können, wie in einem geschlossenen Kreislauf. Das System kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe aufweisen, die mit der ersten und zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe fluidisch gekoppelt sein kann. Wie zuvor beschrieben, kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe so konfiguriert sein, dass sie einen Fluss eines Hydraulikfluids zwischen der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe steuert, um ein Ausmaß des Weges des ersten Kolbens der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und ein Ausmaß des Weges des zweiten Kolbens der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe zu begrenzen. Auf diese Weise kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe verwendet werden, um die Bewegung/Verschiebung des ersten Kolbens und des zweiten Kolbens (und zusätzlich der damit verbundenen Stangen)zu begrenzen/zu steuern. Die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe kann verwendet werden, um eine gewünschte maximale Verschiebungsposition für den ersten Kolben und die zweite Position zu erreichen. Diese gewünschte maximale Verschiebungsposition kann ausgewählt werden, um eine unbeabsichtigte Belastung des Rahmens zu reduzieren oder zu eliminieren, die sich aus dem Betrieb des Hydrauliksystems ergeben kann, das den Rahmen anhebt, wenn der erste und/oder zweite Kolben in die Vollhub-/-verschiebungsposition bewegt wird. Diese ungewollte Rahmenbelastung kann das Einhalten einer gewünschten Neigung der Maschine erschweren. Anders ausgedrückt, kann die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe verwendet werden, um eine gewisse Bewegung in der ersten und der zweiten Hydraulikbaugruppe zu ermöglichen. Diese Bewegung kann ausreichen, um eine Rahmenverdrehung zu verhindern. Die Größe (Volumen) der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe kann so eingestellt werden, dass der Hub der Kolben und der Stangen der ersten und der zweiten Hydraulikbaugruppe begrenzt wird. Durch die Begrenzung der Fahrt kann man die Menge an Abstand begrenzen, den die Arbeitsmaschine seitlich verschieben kann. Die hierin beschriebenen Systeme helfen also, die Stabilität der Arbeitsmaschine zu erhalten.
Die vorliegenden Systeme und Verfahren unterscheiden sich von Aufhängungssystemen für die Fahrsteuerung wie denen des U.S.-Patents Nr. 6,308,973 an Griebel et al. und der ebenfalls anhängigen U.S.-Anmeldung, Seriennr. 16/658,996 dadurch, dass sich die vorliegenden Systeme und Verfahren nicht auf die Schwingungsdämpfung konzentrieren, sondern auf die Begrenzung des/der Brutto-Kolbenwegs/-verschiebung, der/die zu einer unbeabsichtigten Belastung des Rahmens führen kann, wie hierin weiter erläutert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6308973 [0003, 0056]
US 16/658996 [0056]

Claims

Hydrauliksystem (200, 300, 400, 500, 600, 700) zum Steuern eines Hydraulikschaltkreises einer Arbeitsmaschine (100), wobei das Hydrauliksystem umfasst: eine erste Hydraulikzylinderbaugruppe (204) mit einem ersten Kolben (210A) und einer ersten Stange (212A) zum Koppeln an einen ersten Antrieb (112A) der Arbeitsmaschine; eine zweite Hydraulikzylinderbaugruppe (206) mit einem zweiten Kolben (210B) und einer zweiten Stange (212B) zum Koppeln an einen zweiten Antrieb (112B) der Arbeitsmaschine; eine dritte Hydraulikzylinderbaugruppe (304, 404, 704, 804, 904, 1004, 1104) mit mindestens einem dritten Kolben (312, 412, 806, 906, 1006); ein erstes Ventil (302, 702A, 702B), das so konfiguriert ist, dass es die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe mit der ersten Hydraulikzylindergruppe und der zweiten Hydraulikzylindergruppe selektiv fluidisch koppelt, wobei, wenn sie mit der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe gekoppelt ist, die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe so konfiguriert ist, dass sie einen Fluss eines Hydraulikfluids zwischen der ersten Hydraulikzylinderbaugruppe und der zweiten Hydraulikzylinderbaugruppe steuert, um ein Ausmaß des Weges des ersten Kolbens und ein Ausmaß des Weges des zweiten Kolbens zu begrenzen.
Hydrauliksystem nach Anspruch 1, wobei die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe ferner eine erste Stange (403A, 1008A), die mit einer ersten Seite des dritten Kolbens verbunden ist, und eine zweite Stange (403B, 1008B), die mit einer zweiten Seite des Kolbens verbunden ist, enthält, und wobei die dritte Hydraulikzylinderbaugruppe ferner eine oder mehrere Federn (810A, 810B, 910A, 910B, 1010A, 1010B, 1110A, 1110B) enthält, die so konfiguriert sind, dass sie den dritten Kolben der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe erneut positionieren.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1-2, das ferner ein zweites Ventil (502) umfasst, das so konfiguriert ist, dass es das Hydraulikfluid zu der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe reguliert, um eine Position des dritten Kolbens zu verschieben.
Hydrauliksystem nach Anspruch 3, ferner umfassend: einen Sensor (604) zum Erfassen einer Position des dritten Kolbens innerhalb der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe; und eine Steuervorrichtung (602), die so konfiguriert ist, dass sie das zweite Ventil basierend auf einer Eingabe von dem Sensor selektiv betreibt, um eine Position des dritten Kolbens innerhalb der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe zu ändern.
Hydrauliksystem nach Anspruch 4, wobei die Steuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie das erste Ventil selektiv betreibt.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1-5, wobei der dritte Kolben entweder freischwebend in der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe angeordnet ist, eine oder mehrere Stangen aufweist, die damit verbunden sind, oder eine oder mehrere Federn aufweist, die damit in Eingriff stehen.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1-6, ferner umfassend: einem Rahmen (104) der Arbeitsmaschine; ein erstes Bein (114), das mit dem Rahmen gekoppelt ist und die erste Hydraulikzylinderbaugruppe als Teil davon aufweist, wobei das erste Bein über die erste Hydraulikzylinderbaugruppe so konfiguriert ist, dass es den Rahmen relativ zu dem ersten Antrieb anhebt; und ein zweites Bein (114), das mit dem Rahmen gekoppelt ist und die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe als Teil davon aufweist, wobei das erste Bein über die zweite Hydraulikzylinderbaugruppe so konfiguriert ist, dass es den Rahmen relativ zu dem zweiten Antrieb anhebt.
Hydrauliksystem nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Arbeitsmaschine entweder eine Kaltfräse oder einen Kreiselmischer umfasst.
Verfahren zum Steuern der Bewegung zwischen benachbarten hydraulischen Vorrichtungen in einem Hydraulikschaltkreis für eine Arbeitsmaschine (100), wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen oder Erhalten einer ersten hydraulischen Vorrichtung (204) und einer zweiten Hydraulikvorrichtung (206), wobei die erste Hydraulikvorrichtung mit einem ersten Antrieb (112A) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie einen Rahmen (104) der Arbeitsmaschine relativ zu dem ersten Antrieb anhebt, und wobei die zweite Hydraulikvorrichtung mit einem zweiten Antrieb (112B) gekoppelt und so konfiguriert ist, dass sie den Rahmen der Arbeitsmaschine relativ zu dem zweiten Antrieb anhebt; selektives fluidisches Koppeln einer dritten Hydraulikvorrichtung (304, 404, 704, 804, 904, 1004, 1104) mit der ersten Hydraulikvorrichtung und der zweiten Hydraulikvorrichtung; und Begrenzen eines Ausmaßes des Weges eines ersten Kolbens (210A) der ersten Hydraulikvorrichtung und eines Ausmaßes des Weges eines zweiten Kolbens (210B) der zweiten Hydraulikvorrichtung mit der dritten Hydraulikvorrichtung, wenn die dritte Hydraulikvorrichtung fluidisch mit der ersten Hydraulikvorrichtung und der zweiten Hydraulikvorrichtung gekoppelt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die dritte Hydraulikvorrichtung eine Hydraulikzylinderbaugruppe mit einem Kolben (312, 412, 806, 906, 1006) umfasst, der eines von freischwimmend in einem Zylinder der Hydraulikzylinderbaugruppe ist, der mit einer ersten Stange verbunden ist oder durch eine Feder in Eingriff genommen ist.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner mindestens eines des Regulierens des Hydraulikfluids zu der dritten Hydraulikzylinderbaugruppe, um eine Position des Kolbens zu verschieben, oder das Vorspannen des Kolbens mit der Feder umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner umfasst: Erfassen einer Position des Kolbens in dem Zylinder; und Steuern des Regulierens des Hydraulikfluids zu der Hydraulikzylinderbaugruppe basierend auf dem Erfassen der Position des Kolbens, um die Position des Kolbens zu verschieben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9-12, wobei die erste, zweite und dritte Hydraulikvorrichtung jeweils Hydraulikzylinderbaugruppen umfassen und jeweils mindestens einen Kolben aufweisen, der sich in einem Zylinder befindet, wobei die dritte Hydraulikvorrichtung selektiv fluidisch zwischen der ersten Hydraulikvorrichtung und der zweiten Hydraulikvorrichtung gekoppelt ist, und wobei sich der Kolben der dritten Hydraulikvorrichtung als Reaktion auf eine Position des Kolbens der ersten Hydraulikvorrichtung, die sich relativ zu einer Position des Kolbens der zweiten Hydraulikvorrichtung ändert, von relativ näher zu dem ersten Hydraulikzylinder zu relativ näher zu dem zweiten Hydraulikzylinder bewegt.