-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Hydrauliksystem
und insbesondere ein Hydrauliksystem mit einer verstärkten
Druckkompensation.
-
Hintergrund
-
Hydrauliksysteme
werden oft verwendet, um den Betrieb von hydraulischen Betätigungsvorrichtungen
der Arbeitsmaschinen zu steuern. Diese Hydrauliksysteme weisen typischerweise
Ventile auf, die in Hydraulikschaltungen angeordnet sind, die strömungsmittelmäßig
zwischen den Betätigungsvorrichtungen und den Pumpen angeschlossen
sind. Diese Ventile können jeweils konfiguriert sein, um eine
Flussrate und eine Flussrichtung von unter Druck gesetztem Strömungsmittel
zu und von jeweiligen Kammern innerhalb der Betätigungsvorrichtungen
zu steuern. In manchen Fällen können mehrere Betätigungsvorrichtungen
mit einer gemeinsamen Pumpe verbunden sein. Die Betätigung
von einer solchen Betätigungsvorrichtung kann unerwünschte Druckfluktuationen
in einer oder mehreren der Hydraulikschaltungen bewirken, die strömungsmittelmäßig
mit der gemeinsamen Pumpe verbunden sind. Auch kann eine Betätigung
von einer Betätigungsvorrichtung einen beträchtlich
höheren Druck von der Pumpe fordern als eine Betätigung
von anderen Betätigungsvorrichtungen, und zwar entweder
unabhängig oder gleichzeitig.
-
Ein
Verfahren zur Verringerung von Druckfluktuationen in Hydrauliksystemen
wird im
US-Patent Nr. 5 878 647 ("dem
'647-Patent") beschrieben, das an Wilke u. a. erteilt wurde. Das
'647-Patent beschreibt eine Hydraulikschaltung mit zwei Paaren von
Elektromagnetventilen, mit einer Pumpe mit variabler Verdrängung,
mit einem Reservoir und einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung.
Ein Paar von Elektromagnetventilen weist ein Kopfenden-Versorgungsventil
und ein Kopfenden-Rückleitungsventil auf und verbindet
eine Kopfenden-Kammer der hydraulischen Betätigungsvorrichtung
entweder mit der Pumpe mit variabler Verdrängung oder mit
dem Reservoir. Das andere Paar von Elektromagnetventilen weist ein
Stangenenden-Versorgungsventil und ein Stangenenden-Rückleitungsventil
auf und verbindet eine Stangenenden-Kammer der hydraulischen Betätigungsvorrichtung
entweder mit der Pumpe mit variabler Verdrängung oder mit
dem Reservoir. Jedes der vier Elektromagnetventile ist mit einem
anderen Druckkompensationsventil assoziiert, um einen Strömungsmitteldruck
zwischen dem assoziierten Ventil und der Betätigungsvorrichtung
zu steuern.
-
Obwohl
die Vielzahl von Druckkompensationsventilen der in dem '647-Patent
beschriebenen Hydraulikschaltung die Druckfluktuationen innerhalb der
Hydraulikschaltung reduzieren kann, können sie hohe Druckabfälle
einrichten, wenn der Ausgangsdruck der Pumpe auf den erwünschten
Druck zur Betätigung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung verringert
wird. Diese starken Druckabfälle können unnötig
bzw. nicht wünschenswert zum Betrieb der hydraulischen
Betätigungsvorrichtung sein, wie erwünscht, und
können den verfügbaren Fluss von unter Druck gesetztem
Strömungsmittel durch unnötiges Einrichten eines
hohen Ausgangsdruckes der Pumpe verringern und/oder können
den Wirkungsgrad der Hydraulikschaltung verringern, indem sie unnötige
Energie von der Leistungsquelle anfordern, die betriebsmäßig
die Pumpe antreibt. Weil die Hydraulikschaltung eine Vielzahl von
hydraulischen Betätigungsvorrichtungen haben kann, richtet
zusätzlich die Betätigungsvorrichtung den höchsten
Ausgangsdruck von der Pumpe ein und dies kann sich abhängig
von äußeren Belastungen auf der Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen
und/oder Bedienereingaben verändern. Als solches kann eine
System, welches konfiguriert ist, um die Druckanforderungen zu verringern,
flexibel sein müssen, um sich auf die veränderlichen äußeren
Belastungen und/oder Bedienereingaben einzustellen.
-
Das
offenbarte Hydrauliksystem ist darauf gerichtet, eines oder mehrere
der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Gemäß einem
Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Hydrauliksystem gerichtet,
welches eine Quelle von unter Druck gesetztem Strömungsmittel
aufweist, weiter mindestens eine hydraulische Betätigungsvorrichtung
und ein erstes Ventil. Das erste Ventil hat ein erstes Ventilelement, welches
relativ zu einer ersten Ventilbohrung zwischen einer Vielzahl von
Positionen bewegbar ist, und zwar von einer ersten Position, in
der unter Druck gesetztes Strömungsmittel im Wesentlichen
davon abgeblockt wird, zu der mindestens einen hydraulischen Betätigungsvorrichtung
zu fließen, zu einer zweiten Position, in der ein maximaler
Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu der
mindestens einen hydraulischen Betätigungsvorrichtung fließen
kann. Das erste Ventilelement ist konfiguriert, um selektiv von
einer dritten Position, die zwischen den ersten und zweiten Positionen
gelegen ist, zu einer vierten Position bewegt zu werden, die zwischen
den zweiten und dritten Positionen gelegen ist, und zwar zumindest
teilweise basierend auf einem Drucksignal des unter Druck gesetzten
Strömungsmittels stromabwärts des ersten Ventils.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf eine Verfahren
zum Betrieb eines Hydrauliksystems gerichtet, welches aufweist, ein
Strömungsmittel unter Druck zu setzen und unter Druck gesetztes
Strömungsmittel zu einem ersten Ventil zu leiten. Das Verfahren
weist auch auf, einen ersten Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel
mit einem ersten Druck von dem ersten Ventil zu einer ersten Kammer
einer ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung zu leiten.
Das Verfahren weist weiter auf, einen zweiten Fluss von unter Druck gesetztem
Strömungsmittel mit einem zweiten Druck von dem ersten
Ventil zur ersten Kammer zu leiten, und zwar zumindest teilweise
basierend auf einem Druck stromabwärts des ersten Ventils,
wobei der erste Druck größer als der zweite Druck
ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften offenbarten
Arbeitsmaschine; und
-
2 ist
eine schematische Veranschaulichung eines beispielhaften offenbarten
Hydrauliksystems der Arbeitsmaschine der 1.
-
Detaillierte Beschreibung
-
1 veranschaulicht
eine beispielhafte Arbeitsmaschine 10. Die Arbeitsmaschine 10 kann
eine feste oder eine mobile Maschine sein, die eine gewisse Art
eines Betriebs ausführt, der mit einem Industriezweig assoziiert
ist, wie beispielsweise mit Bergbau, Bau, Ackerbau oder mit irgendeinem
anderen in der Technik bekannten Industriezweig. Beispielsweise
kann die Arbeitsmaschine 10 einen Erdbewegungsmaschine
sein, wie beispielsweise ein Bulldozer, ein Lader, ein Baggerlader,
ein Bagger, ein Motorgrader, ein Kipplastwagen oder irgendeine andere Erdbewegungsmaschine.
Die Arbeitsmaschine 10 kann auch einen Generatorsatz, eine
Pumpe, ein Seefahrzeug oder irgendeine andere geeignete einen Betrieb
ausführende Maschine aufweisen. Die Arbeitsmaschine 10 kann
einen Rahmen 12, erste und zweite Arbeitswerkzeuge 14, 16 und
erste und zweite hydraulische Betätigungsvorrichtungen 18, 20 aufweisen,
die zwischen den ersten und zweiten Arbeitswerkzeugen 14, 16 und/oder
dem Rahmen 12 angeschlossen sind.
-
Der
Rahmen 12 kann irgendeine strukturelle Einheit aufweisen,
die die Arbeitsmaschine 10 trägt. Der Rahmen 12 kann
beispielsweise ein stationärer Basisrahmen sein, der eine
(nicht gezeigte) Leistungsquelle mit einer Traktionsvorrichtung 22 verbindet,
ein bewegbares Rahmenglied eines Verbindungssystems und/oder irgendeine
andere Art eines Rahmens, die in der Technik bekannt ist.
-
Die
ersten und zweiten Arbeitswerkzeuge 14, 16 können
jeweils eine Vorrichtung aufweisen, die bei der Ausführung
einer Aufgabe verwendet wird. Beispielsweise können die
ersten und zweiten Arbeitswerkzeuge 14, 16 ein
Schild, eine Reißvorrichtung, eine Schaufel, einen Löffel,
ein Kippbett, eine Antriebsvorrichtung oder irgendeine andere in der
Technik bekannte eine Aufgabe ausführende Vorrichtung aufweisen.
Die ersten und zweiten Arbeitswerkzeuge 14, 16 können
mit dem Rahmen 12 über eine direkte Schwenkverbindung, über
ein Verbindungssystem, wobei eine der hydraulischen Betätigungsvorrichtungen 18, 20 ein
Glied in dem Verbindungssystem bildet, und/oder in irgendeiner anderen geeigneten
Weise verbunden sein. Die ersten und zweiten Arbeitswerkzeuge 14, 16 können
konfiguriert sein, um relativ zum Rahmen 12 zu schwenken,
sich zu drehen, zu gleiten, zu schwingen oder sich in irgendeiner
anderen in der Technik bekannten Art und Weise zu bewegen.
-
Wie
in 2 veranschaulicht, kann die Arbeitsmaschine 10 weiter
ein Hydrauliksystem 24 aufweisen, welches konfiguriert
ist, um eine Bewegung von einer oder beiden der ersten und zweiten
hydraulischen Betätigungsvorrichtungen 18, 20 zu
bewirken, um beispielsweise eines oder beide der ersten und zweiten
Arbeitswerkzeuge 14, 16 zu bewegen. Zu Verdeutlichungszwecken
wird das Hydrauliksystem 24 mit Bezugnahme auf eine Hydraulikschaltung beschrieben,
die konfiguriert ist, um den Betrieb der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 zu steuern.
Es sei jedoch bemerkt, dass das Hydrauliksystem 24 zusätzliche
Hydraulikschaltungen 200 aufweisen kann, um die zweite
hydraulische Betätigungsvorrichtung 20 und/oder
zusätzliche hydraulische Betätigungsvorrichtungen
zu betätigten.
-
Das
Hydrauliksystem 24 kann eine Quelle 26 für
unter Druck gesetztes Strömungsmittel, einen Tank 28,
ein Druckkompensationsventil 30, ein Kopfenden-Versorgungsventil 32,
ein Stangenenden-Versorgungsventil 34, ein Kopfenden-Ablaufventil 36 und
ein Stangenenden-Ablaufventil 38 aufweisen. Das Hydrauliksystem 24 kann
auch ein Kopfenden-Nachfüllventil 40, ein Kopfenden-Begrenzungsventil 42,
ein Stangenenden-Nachfüllventil 44 und ein Stangenenden-Begrenzungsventil 46 aufweisen.
Es wird in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 24 zusätzliche
und/oder andere Komponenten aufweisen kann, wie beispielsweise einen
Temperatursensor, einen Positionssensor, einen Akkumulator und/oder
andere in der Technik bekannte Komponenten.
-
Die
erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 kann
eine Kolben-Zylinder-Anordnung, einen Hydraulikmotor und/oder irgendeine
andere bekannte hydraulische Betätigungsvorrichtung mit
einer oder mehreren Strömungsmittelkammern darin aufweisen.
Beispielsweise kann die erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 ein
(Zylinder-)Rohr 50 und eine Kolbenanordnung 52 aufweisen,
die in dem Zylinderrohr 50 angeordnet ist. Das Zylinderrohr 50 oder
die Kolbenanordnung 52 können schwenkbar mit dem
Rahmen 12 verbunden sein, während das andere Element,
d. h. das Zylinderrohr 50 oder die Kolbenanordnung 52 schwenkbar
mit dem Arbeitswerkzeug 14 verbunden sein können.
Die erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 kann
eine erste Kammer 54 (Kopfenden-Kammer) und eine zweite Kammer 56 (Stangenenden-Kammer)
aufweisen, die durch die Kolbenanordnung 52 getrennt sind.
Die ersten und zweiten Kammern 54, 56 können
selektiv mit unter Druck gesetztem Strömungsmittel beliefert werden,
um zu bewirken, dass die Kolbenanordnung 52 sich innerhalb
des Zylinderrohrs 50 verschiebt, wodurch die effektive
Länge der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 verändert
wird. Das Ausfahren und das Einfahren bzw. Zurückziehen
der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 kann dahingehend
wirken, dass es bei der Bewegung des Rahmens und/oder des Arbeitswerkzeuges 14 hilft. Es
wird in Betracht gezogen, dass die erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 mit
und/oder zwischen irgendwelchen Komponenten der Arbeitsmaschine 10 verbunden
oder angeschlossen sein kann, um eine Relativbewegung dazwischen
zu beeinflussen.
-
Die
Verschiebung der Kolbenanordnung 52 kann durch eine Druckdifferenz
bewirkt werden, die an gegenüberliegenden Seiten der Kolbenanordnung 52 wirkt.
Eine Unausgeglichenheit der Kräfte kann dadurch bewirkt
werden, dass der Strömungsmitteldruck innerhalb einer der
ersten und zweiten Kammern 54, 56 anders ist als
der Strömungsmitteldruck innerhalb der anderen der ersten
und zweiten Kammern 54, 56. Beispielsweise kann
ein Druck auf einer Oberfläche der Kolbenanordnung 52 der
ersten Kammer, der größer ist als ein Druck auf
einer Oberfläche der Kolbenanordnung 52 der zweiten
Kammer bewirken, dass die Kolbenanordnung 52 sich verschiebt, um
die effektive Länge der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 zu
vergrößern. In ähnlicher Weise kann ein
Druck auf der Oberfläche der Kolbenanordnung 52 der
zweiten Kammer, der größer als ein Druck auf der
Oberfläche der Kolbenanordnung 52 der ersten Kammer
ist, das Zurückziehen der Kolbenanordnung 52 in
dem Zylinderrohr 50 bewirken, um die effektive Länge
der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 zu
verringern. Es wird in Betracht gezogen, dass ein (nicht gezeigtes)
Dichtungsglied, wie beispielsweise ein O-Ring mit der Kolbenanordnung 52 verbunden
sein kann, um einen Strömungsmittelfluss zwischen den ersten
und zweiten Kammern 54, 56 zu begrenzen.
-
Die
Quelle 26 kann konfiguriert sein, um einen Fluss von unter
Druck gesetztem Strömungsmittel zu erzeugen, und sie kann
eine Pumpe mit variabler Verdrängung aufweisen, wie beispielsweise
eine Taumelplattenpumpe, eine Flügelpumpe mit variabler Teilung
und/oder andere in der Technik bekannte Quellen für unter
Druck gesetztes Strömungsmittel. Die Quelle 26 kann
durch ein Steuersystem 100 gesteuert werden und kann treibend
mit einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle der Arbeitsmaschine 10 verbunden
sein, wie beispielsweise mit einer (nicht gezeigten) Gegenwelle,
mit einem (nicht gezeigten) Riemen, mit einer (nicht gezeigten)
elektrischen Schaltung und/oder in irgendeiner anderen geeigneten
Weise. Die Quelle 26 kann zwischen dem Tank 28 und
der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 angeordnet
sein und kann konfiguriert sein, um durch ein Steuersystem 100 gesteuert
zu werden. Die Quelle 26 kann extra dafür vorgesehen
sein, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel nur zum
Hydrauliksystem 24 zu liefern, oder sie kann alternativ unter
Druck gesetztes Strömungsmittel zu zusätzlichen
Hydrauliksystemen liefern, wie beispielsweise zu den Schmiersystemen
innerhalb der Arbeitsmaschine 10.
-
Der
Tank 28 kann irgendeine in der Technik bekannte Niederdruckquelle
aufweisen, wie beispielsweise ein Reservoir, welches konfiguriert
ist, um eine Strömungsmittelversorgung zu enthalten. Das
Strömungsmittel kann beispielsweise ein extra dafür
vorgesehenes Hydrauliköl, ein Motorschmieröl, ein
Getriebeschmieröl oder irgendein anderes in der Technik
bekanntes Arbeitsströmungsmittel aufweisen. Ein oder mehrere
Hydrauliksysteme in der Arbeitsmaschine 10 können
Strömungsmittel vom Tank 28 abziehen und dorthin
zurückleiten. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das
Hydrauliksystem 24 mit mehreren getrennten Strömungsmitteltanks
verbunden sein kann.
-
Das
Druckkompensationsventil 30 kann ein proportionales Steuerventil
sein, welches zwischen der Quelle 26 und einem stromaufwärts
liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 angeordnet ist, und kann
konfiguriert sein, um einen Druck des Strömungsmittels
zu steuern, der zu dem stromaufwärts liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 geliefert wird.
Das Druckkompensationsventil 30 kann ein Proportionalventilelement
aufweisen, welches durch eine Feder und hydraulisch zu einer Flussdurchlassposition
vorgespannt sein kann und hydraulisch zu einer Flussblockierungsposition
vorgespannt bzw. bewegt werden kann. Das Proportionalventilelement des
Druckkompensationsventils 30 kann relativ zu einem Ventilkörper
ansprechend auf eine daraus resultierende Balance der Feder- und
Hydraulikkräfte verschoben werden.
-
Das
Druckkompensationsventil 30 kann zu der Flussblockierungsposition
hin durch ein Strömungsmittel bewegbar sein, welches über
einen Strömungsmitteldurchlassweg 78 von einem
Punkt zwischen dem Druckkompensationsventil 30 und dem
stromaufwärts liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 geleitet
wird. Eine einschränkende Zumessöffnung bzw. Drosselzumessöffnung 80 kann
in dem Strömungsmitteldurchlassweg 78 angeordnet sein,
um Druck- und/oder Flussoszillationen in dem Strömungsmitteldurchlassweg 78 zu
minimieren. Das Druckkompensationsventil 30 kann zu der
Flussdurchlassposition durch ein Strömungsmittel bewegbar
sein, welches über einen Strömungsmitteldurchlassweg 82 von
einem Wechselventil 74 geleitet wird. Eine einschränkende
Zumessöffnung bzw. Drosselzumessöffnung 84 kann
innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 82 angeordnet
sein, um Druck- und/oder Flussoszillationen innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 82 zu
minimieren. Es wird in Betracht gezogen, dass das Proportionalventilelement
des Druckkompensationsventils 30 alternativ zu einer Flussblockierungsposition
hin vorgespannt sein kann, dass das Strömungsmittel vom Durchlassweg 82 alternativ
das Ventilelement des Druckkompensationsventils 30 zur
Flussblockierungsposition hin vorspannen kann, und/oder dass das
Strömungsmittel vom Durchlassweg 78 alternativ das
Proportionalventilelement des Druckkompensationsventils 30 zur
Flussdurchlassposition bewegen kann. Es wird auch in Betracht gezogen,
dass das Druckkompensationsventil 30 alternativ stromabwärts
der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 oder
an irgendeiner anderen geeigneten Stellen gelegen sein kann. Es
wird weiter in Betracht gezogen, dass die Drosselzumessöffnungen 80 und 84 weggelassen
werden können, falls erwünscht.
-
Die
Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 können
zwischen der Quelle 26 und der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 angeordnet
sein und können konfiguriert sein, um einen Fluss von unter
Druck gesetztem Strömungsmittel in die ersten bzw. zweiten
Kammern 54 bzw. 56 zu regeln. Insbesondere können
die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 ein
Proportionalventilelement aufweisen, welches federvorgespannt ist
und elektromagnetbetätigt ist, um das Ventilelement zu
irgendeiner von einer Vielzahl von Positionen zu bewegen, und zwar
von einer ersten Position, in der ein Strömungsmittelfluss
im Wesentlichen dagegen abgeblockt wird, zu den ersten und zweiten
Kammern 54, 56 zu fließen, zu einer zweiten Position,
in der ein maximaler Strömungsmittelfluss zu den ersten
und zweiten Kammern 54, 56 fließen kann.
-
Zusätzlich
können die Proportionalventilelemente der Kopfenden- und
Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 durch das
Steuersystem 100 gesteuert werden, um die Größe
eines Strömungsquerschnittes zu variieren, über
den unter Druck gesetztes Strömungsmittel fließen
kann. Es wird in Betracht gezogen, dass das Kopfenden-Versorgungsventil 32 alternativ
hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch
betätigt oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt
werden kann. Es sei bemerkt, dass Proportionalventilelemente eine
gesteigerte Flexibilität bei der Steuerung der Bewegung
der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 gegenüber Ventilelementen
mit fester Fläche bzw. festem Querschnitt bieten können,
weil beispielsweise unterschiedliche Strömungsmittelflussraten
nötig und/oder erwünscht sein können,
die zu den ersten und zweiten Kammern 54, 56 zu
liefern sind, um unterschiedliche Betätigungsgeschwindigkeiten
der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 basierend
auf variierenden äußeren darauf wirkenden Kräften und/oder
basierend auf unterschiedlichen Bedienereingaben einzurichten.
-
Die
Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38 können
zwischen der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 und
dem Tank 28 angeordnet sein und können konfiguriert
sein, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel
aus den ersten und zweiten Kammern 54, 56 zu regeln.
Insbesondere können die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38 jeweils
ein Zwei-Positionen-Ventilelement aufweisen, welches federvorgespannt
und elektromagnetbetätigt sein kann, und zwar zwischen
einer ersten Position, in der Strömungsmittel aus den ersten
und zweiten Kammern 54, 56 fließen kann,
und einer zweiten Position, in der Strömungsmittel im Wesentlichen
davon abgeblockt werden kann, aus den ersten und zweiten Kammern 54, 56 zu
fließen. Es wird in Betracht gezogen, dass die Kopfenden-
und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38 zusätzliche
oder andere Ventilelemente aufweisen können, wie beispielsweise
ein Proportionalventilelement und/oder irgendeinen anderen in der
Technik bekannten Ventilmechanismus. Es wird auch in Betracht gezogen,
dass die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38 alternativ
hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch
betätigt und/oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise
betätigt werden können.
-
Die
Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungs- und Ablaufventile 32, 34, 36, 38 können
strömungsmittelmäßig verbunden sein.
Insbesondere können die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 parallel
mit dem stromaufwärts liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 verbunden sein
und können mit einem stromabwärts liegenden Systemsignaldurchlassweg 62 verbunden
sein. Die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38 können
parallel mit einem stromabwärts liegenden Ablaufdurchlassweg 64 verbunden
sein. Die Kopfenden-Versorgungs- und Rückleitungsventile 32, 36 können
parallel mit einem Durchlassweg 61 der ersten Kammer verbunden
sein, und die Stangenenden-Versorgungs- und Rückleitungsventile 34, 38 können
parallel mit einem Durchlassweg 63 der zweiten Kammer verbunden
sein.
-
Die
Kopfenden- und Stangenenden-Nachfüllventile 40, 44 können
strömungsmittelmäßig mit den Durchlasswegen 61, 63 der
ersten und zweiten Kammern zwischen der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 und
den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungs- und Ablaufventilen 32, 34, 36, 38 angeschlossen
sein. Die Kopfenden- und Stangenenden-Nachfüllventile 40, 44 können
jeweils ein Ventilelement haben, welches konfiguriert ist, um Strömungsmittel
vom Tank 28 in die Durchlasswege 61, 63 der
ersten und zweiten Kammer ansprechend darauf zu lassen, dass der
Strömungsmitteldruck innerhalb der Durchlasswege 61, 63 der
ersten und zweiten Kammer unter einem Druck des Strömungsmittels
in dem Tank 28 ist. Auf diese Weise können die
Kopfenden- und Stangenenden-Nachfüllventile 40, 44 konfiguriert
sein, um einen Druckabfall in dem Hydrauliksystem 24 zu
verringern, der durch äußere Kräfte verursacht
wird, die auf die erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 wirken,
indem gestattet wird, dass Strömungsmittel vom Tank 28 die
ersten und zweiten Kammern 54, 56 füllt.
-
Die
Kopfenden- und Stangenenden-Druckentlastungsventile 42, 46 können
strömungsmittelmäßig mit den Durchlasswegen 61, 63 der
ersten und die zweiten Kammer zwischen der ersten hydraulischen
Betätigungsvorrichtung 18 und den Kopfenden- und
Stangenenden-Versorgungs- und -Ablaufventilen 32, 34, 36, 38 angeschlossen
sein. Die Kopfenden- und Stangenenden-Druckentlastungsventile 42, 46 können
jeweils ein Ventilelement haben, das zu einer Ventilverschlussposition
federvorgespannt ist und zu einer Ventilöffnungsposition
ansprechend darauf bewegbar ist, dass ein Druck innerhalb der Durchlasswege 61, 63 der
ersten und zweiten Kammer über einem vorbestimmten Druck
ist. Auf diese Weise können die Kopfenden- und Stangenenden-Druckentlastungsventile 42, 46 konfiguriert
sein, um eine Druckspitze in dem Hydrauliksystem 24 zu verringern,
die durch äußere Kräfte verursacht wird, die
auf die erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 wirken,
indem gestattet wird, dass Strömungsmittel von den ersten
und zweiten Kammern 54, 56 zum Tank 28 abläuft.
-
Das
Wechselventil 74 kann in dem stromabwärts gelegenen
Systemsignaldurchlassweg 62 angeordnet sein. Das Wechselventil 74 kann
konfiguriert sein, um strömungsmittelmäßig
eines der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungs ventile 32, 34 mit
einem niedrigeren Strömungsmitteldruck mit dem Druckkompensationsventil 30 zu
verbinden, und zwar ansprechend auf einen höheren Strömungsmitteldruck
von dem anderen Ventil, d. h. vom Kopfenden- oder Stangenenden-Versorgungsventil 32, 34. Auf
diese Weise kann das Wechselventil 74 Drucksignale von
dem Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 32, 34 auflösen,
um zu gestatten, dass der geringere Auslassdruck der zwei Ventile eine
Bewegung des Druckkompensationsventils 30 über
den Strömungsmitteldurchlassweg 82 bewirkt.
-
Das
Hydrauliksystem 24 kann zusätzliche Komponenten
aufweisen, um Strömungsmitteldrücke und/oder Strömungsmittelflüsse
in dem Hydrauliksystem 24 zu steuern. Insbesondere kann
das Hydrauliksystem 24 Druckausgleichdurchlasswege 66, 68 aufweisen,
die konfiguriert sind, um Strömungsmitteldrücke
und/oder Strömungsmittelflüsse in dem Hydrauliksystem 24 zu
steuern. Die Druckausgleichdurchlasswege 66, 68 können
strömungsmittelmäßig den stromaufwärts
liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 und den stromabwärts
liegenden Systemsignaldurchlassweg 62 verbinden. Die Druckausgleichsdurchlasswege 66, 68 können
jeweilige einschränkende Zumessöffnungen bzw.
Drosselzumessöffnungen 70, 72 aufweisen,
um Druck- und/oder Flussoszillationen in den Strömungsmitteldurchlasswegen 66, 68 zu
minimieren. Es wird in Betracht gezogen, dass die Drosselzumessöffnungen 70, 72 weggelassen
werden können, falls erwünscht. Das Hydrauliksystem 24 kann
auch ein Rückschlagventil 76 aufweisen, welches
zwischen dem Druckkompensationsventil 30 und dem stromaufwärts
liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 angeordnet ist und
es kann konfiguriert sein, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel
dagegen abzublocken, von dem stromaufwärts liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 zum
Druckkompensationsventil 30 zu fließen.
-
Das
Steuersystem 100 kann konfiguriert sein, um den Betrieb
der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 und
der Quelle 26 zu steuern. Das Steuersystem 100 kann
eine Steuervorrichtung 102 aufweisen, die konfiguriert
ist, um Drucksignale von den Kopfenden- und Stangenenden-Drucksensoren 108, 110 über
Kommunikations- bzw. Verbindungsleitungen 104, 106 zu
empfangen.
-
Die
Steuervorrichtung 100 kann auch konfiguriert sein, um Steuersignale
zu den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 32, 34 über Kommunikations-
bzw. Verbindungsleitungen 112, 114 zu liefern,
und ein Steuersignal zur Quelle 26 über eine Kommunikationsleitung 116 zu
liefern. Es wird in Betracht gezogen, dass die Druck- und Steuersignale
jeweils irgendein herkömmliches Signal sein können,
wie beispielsweise ein Impuls, ein Spannungspegel, ein Magnetfeld,
eine Schall- oder Lichtwelle und/oder ein anderes Signalformat.
-
Die
Steuervorrichtung 102 kann konfiguriert sein, um die Kopfenden-
und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 und
die Quelle 26 ansprechend auf die Drucksignale zu steuern,
die von den Kopfenden- und Stangenenden-Drucksensoren 108, 110 empfangen
werden. Die Steuervorrichtung 102 kann konfiguriert sein,
um eine oder mehrere Algorithmen auszuführen, um geeignete
Ausgangssignale zu bestimmen, um die Bewegung der Ventilelemente
der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 und
somit die Menge des dort hindurch geleiteten Flusses zu steuern,
und um die Ausgabe, beispielsweise den Ausgangsdruck und/oder die
Ausgangsflussrate der Quelle 26 zu steuern. Die Steuervorrichtung 102 kann
die geeigneten Steuersignale beispielsweise durch vorbestimmte Gleichungen, durch
Nachschautabellen und/oder durch Karten bzw. Kennfelder bestimmen.
Es wird in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 102 einen
oder mehrere Mikroprozessoren, einen Speicher, eine Datenspeichervorrichtung,
einen Kommunikations-Hub bzw. Kommunikationsverteiler und/oder andere
in der Technik bekannte Komponenten aufweisen kann. Es wird auch
in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 102 als
eine getrennte Steuervorrichtung konfiguriert sein kann, oder dass
sie in einem allgemeinen Arbeitsmaschinensteuersystem integriert sein
kann, welches verschiedene zusätzliche Funktionen der Arbeitsmaschine 10 steuern
kann. Es wird weiter in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 102 den
Betrieb von anderen Komponenten innerhalb des Hydrauliksystems 24 steuern
kann, wie beispielsweise der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38.
-
Die
Kopfenden- und Stangenenden-Drucksensoren 108, 110 können
irgendeinen bekannten Drucksensor aufweisen und können
konfiguriert sein, um den Druck des unter Druck gesetzten Strömungsmittels
abzufühlen, welches zu den ersten und zweiten Kammern 54, 56 geliefert
wird, und um ein geeignetes Drucksignal einzurichten, welches den
abgefühlten Druck anzeigt. Es wird in Betracht gezogen, dass
die Drucksignale von irgendeiner Stelle stromabwärts der
Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 bestimmt
werden können, beispielsweise innerhalb einer jeweiligen
Kammer der ersten und zweiten Kammern 54, 56,
innerhalb der Durchlasswege 61, 63 der ersten
und zweiten Kammern und/oder an irgendeiner anderen geeigneten Stelle.
Es wird in Betracht gezogen, dass irgendeine Anzahl von Drucksensoren
innerhalb des Hydrauliksystems 24 angeordnet sein kann,
die jeweils konfiguriert sind, um ein Drucksignal zu erzeugen, welches
von der Steuervorrichtung 102 verwendet werden kann, um
ein geeignetes Steuersignal für die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 und
die Quelle 26 zu bestimmen, beispielsweise durch Kombinieren
der Drucksignale davon über einen vorbestimmten Algorithmus
zu einem einzigen Drucksignal und/oder durch Verwenden einer Vielzahl
von Nachschautabellen, um die Vielzahl von Drucksignalen in Beziehung
zu setzen.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Das
offenbarte Hydrauliksystem kann auf irgendeine Arbeitsmaschine anwendbar
sein, die eine oder mehrere Strömungsmittelbetätigungsvorrichtungen
aufweist, wo eine Steuerung von Drücken und/oder Flüssen
des Strömungsmittels erforderlich ist, welches zu den hydraulischen
Betätigungsvorrichtungen geliefert wird. Insbesondere kann
das offenbarte Hydrauliksystem Druckwellen darin verringern, während
Druckabfälle an seinen Komponenten verringert werden. Das
offenbarte Hydrauliksystem kann auch fähig sein, sich verändernde
Belastungen auf den Betätigungsvorrichtungen einzustellen
bzw. auszugleichen und entsprechend unterschiedliche Anforderungen
an eine Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel.
Der Betrieb des Hydrauliksystems 24 wird unten erklärt.
Es sei bemerkt, dass der Betrieb des Hydrauliksystems 24 mit
Bezug auf die erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 nur zu
Verdeutlichungszwecken erklärt wird und dass seine Erklärung
auch auf irgendwelche zusätzlichen Hydraulikschaltungen 200 anwendbar
ist, die konfiguriert sind, um die zweite hydraulische Betätigungsvor richtung 20 und/oder
zusätzliche hydraulische Betätigungsvorrichtungen
zu betätigen.
-
Die
erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 kann
durch einen Strömungsmitteldruck ansprechend auf eine Bedienereingabe
bewegbar sein. Strömungsmittel kann durch die Quelle 26 unter Druck
gesetzt werden und zu den Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventilen 32, 34 über
den stromaufwärts liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 geleitet
werden. Ansprechend auf eine Bedienereingabe, um die Kolbenanordnung 52 relativ
zum Zylinderrohr 50 entweder auszufahren oder zurückzuziehen,
kann die Steuervorrichtung 102 eines der Kopfenden- und
Stangenenden-Versorgungsventile 32 und 34 steuern,
um es von einer Flussblockierungsposition zu einer Flussdurchlassposition
zu bewegen, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu
der geeigneten Kammer der ersten und zweiten Kammern 54, 56 zu
leiten. Im Wesentlichen gleichzeitig kann sich eines der Kopfenden-
und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38 von einer
Flussblockierungsposition zu einer Flussdurchlassposition bewegen,
um Strömungsmittel von der geeigneten Kammer der ersten
und zweiten Kammern 54, 56 zum Tank 28 zu
leiten, um eine Druckdifferenz an der Kolbenanordnung 52 zu
erzeugen, die bewirkt, dass die Kolbenanordnung 52 sich
relativ zum Zylinderrohr 50 bewegt. Es wird in Betracht
gezogen, dass das Proportionalventilelement des einen Ventils der
Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 in
einer Flussdurchlassposition zu irgendeiner der Vielzahl von seinen
Positionen gesteuert werden kann, um irgendeinen erwünschten
Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel dort hindurch
einzurichten. Es sei bemerkt, dass die Menge des Flusses, die zur
ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 geliefert
wird, proportional zu der Geschwindigkeit sein kann, mit der sich
die erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 bewegt,
beispielsweise einer Position von einem der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34,
was gestattet, dass ein vergleichsweise größerer
Fluss die hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 mit
einer größeren Geschwindigkeit betätigen
kann im Vergleich zu einer Position, die einen vergleichsweise kleineren Fluss
gestattet. Es wird auch in Betracht gezogen, dass die Position des
Ventilelementes des einen der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 in
einer Flussdurchlassposition beispielsweise dadurch bestimmt werden
kann, dass die bestimmt werden kann, dass die Steuervorrichtung 102 Bedienereingaben
mit erwünschten Flussdurchlasspositionen bzw. Soll-Flussdurchlasspositionen über
eine Nachschautabelle in Beziehung setzt, um eine erwünschte
Strömungsmittelmenge mit einer erwünschten Flussrate
zu liefern, um in geeigneter Weise die erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 zu
bewegen. Es wird weiter in Betracht gezogen, dass das Ventilelement
des einen der Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38 beispielsweise
dadurch bestimmt bzw. angewiesen werden kann, dass die Steuervorrichtung
die Bedienereingaben und/oder die Druckdifferenz an der Kolbenanordnung 52 mit
erwünschten Flussdurchlasspositionen in Beziehung setzt,
um eine erwünschte Strömungsmittelmenge mit einer
erwünschten Flussrate zu liefern, um einen geeigneten Widerstand
gegen eine Bewegung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 einzurichten.
-
Wenn
eines der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 zu
einer Flussdurchlassposition bewegt wird, kann der Druck innerhalb des
stromabwärts liegenden Systemsignaldurchlassweges 62 auf
der Fluss durchlassenden Ventilseite des Wechselventils 74 niedriger
sein als der Druck des Strömungsmittels innerhalb des stromabwärts liegenden
Systemsignaldurchlassweges 62 auf der Fluss blockierenden
Seite des Wechselventils 74. Als eine Folge kann das Wechselventil 74 durch
den höheren Druck zu dem Fluss durchlassenden Ventil hin vorgespannt
werden, wodurch der niedrigere Druck von dem Fluss durchlassenden
Ventil und einem der Strömungsmitteldurchlasswege 66, 68 zum
Druckkompensationsventil 30 über den Durchlassweg 82 verbunden
wird. Dieser niedrigere Druck, der zum Druckkompensationsventil 30 übermittelt
wird, kann dann mit der Kraft der Feder gegen den Druck wirken,
der zum Druckkompensationsventil 30 vom Strömungsmitteldurchlassweg 78 übermittelt
wird. Die daraus resultierende Kraft kann dann das Ventilelement
des Druckkompensationsventils 30 zu entweder einer Flussblockierungsposition
oder einer Flussdurchlassposition bewegen. Wenn der Druck von der
Quelle 26 beispielsweise aufgrund von abnehmenden Anforderungen
darauf als ein Ergebnis von niedrigeren äußeren
Kräften abfällt, die auf eine oder mehrere der
Betätigungsvorrichtungen wirken, und/oder aufgrund von
Bedienereingaben, um andere Betriebsarten einzurichten, kann sich
das Druckkompensationsventil 30 zur Flussdurchlassposition hin
bewegen und dadurch den Druck innerhalb des stromaufwärts
liegenden Versorgungsdurchlassweges 60 aufrechterhalten.
Wenn der Druck von der Quelle 26 beispielsweise aufgrund
von steigenden Anforderungen darauf als eine Folge von höheren äußeren
Kräften, die auf eine oder mehrere der Betätigungsvorrichtungen
wirken, zunimmt, und/oder aufgrund von sich verändernden
Bedienereingaben, um andere Betriebsweisen einzurichten, kann sich
das Druckkompensationsventil 30 zur Flussblockierungsposition
hin bewegen, um dadurch den Druck innerhalb des stromaufwärts
liegenden Versorgungsdurchlassweges 60 aufrechtzuerhalten.
In dieser Weise kann das Druckkompensationsventil 30 den Strömungsmitteldruck
innerhalb des Hydrauliksystems 24 durch Einrichten eines
geeigneten Druckabfalls regeln, um den Druck in dem stromaufwärts
liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 auf einen im Wesentlichen
konstanten Druck zu steuern bzw. zu regeln, und um einen erwünschten
Lastdruck auf der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 für
einen gegebenen Betrieb aufrechtzuerhalten, und zwar ungeachtet
des Ausgangsdruckes der Quelle 26.
-
Der
Druckabfall an dem Druckkompensationsventil 30 kann abhängig
von der Druckausgangsgröße der Quelle 26 und
dem Lastdruck variieren, der mit der Betätigung der ersten
hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 assoziiert
ist, weil die Quelle 26 Druck an mehrere hydraulische Betätigungsvorrichtungen
liefern kann, die jeweils einen unterschiedlichen Lastdruck haben.
Beispielsweise kann eine erste Bedienereingabe nur die Betätigung
der ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 anweisen,
die einen ersten Druck von der Quelle 26 anfordert, während
eine darauf folgende Bedienereingabe die Betätigung der
ersten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 und
der zweiten hydraulischen Betätigungsvorrichtung 20 anweisen
kann, was einen zweiten Druck von der Quelle 26 anfordert,
der höher als der erste Druck ist. Der Druckabfall an dem
einen der Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 in
einer speziellen Flussdurchlassposition kann jedoch im Wesentlichen
konstant sein, weil das Druckkompensationsventil 30 den
Druck innerhalb des stromaufwärts liegenden Versorgungsdurchlassweges 60 auf
einem im Wesentlichen konstanten Druck hält. Beispielsweise
kann der Druckabfall an dem Kopfenden-Versorgungsventil 32 für
einen erwünschten Betrieb ungefähr 2 MPa sein.
Für den gleichen Betrieb kann die Druck ausgabe der Quelle 26 beispielsweise
ungefähr 20 MPa sein, und der Lastdruck für die
erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 kann
beispielsweise ungefähr 10 MPa sein. Als solches kann das
Ventilelement des Druckkompensationsventils 30 auf eine
Position betätigt bzw. gestellt werden, die einen Druckabfall
von beispielsweise ungefähr 8 MPa an dem Druckkompensationsventil 30 zur
Folge hat. Zusätzlich kann für einen anderen Betrieb
die Druckausgabe der Quelle 26 beispielsweise ungefähr
30 MPa sein, und der Lastdruck für die erste hydraulische
Betätigungsvorrichtung 18 kann beispielsweise
auf ungefähr 10 MPa bleiben. Als solches kann das Ventilelement
des Druckkompensationsventils 30 auf eine Position betätigt
bzw. gestellt werden, die einen Druckabfall von beispielsweise ungefähr
18 MPa an dem Druckkompensationsventil 30 zur Folge hat.
-
Bei
Betriebsvorgängen mit mehreren Funktionen, wie beispielsweise,
wenn mehrere hydraulische Betätigungsvorrichtungen, beispielsweise
die ersten und zweiten hydraulischen Betätigungsvorrichtungen 18, 20,
betrieben werden sollen, kann die Steuervorrichtung 102 mehrere
Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile, beispielsweise die
Kopfenden- und Stangenenden-Ventile 32, 34, steuern,
sodass diese in Flussdurchlasspositionen betätigt bzw.
gestellt werden, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel
zu jeweiligen Kammern, beispielsweise den ersten und zweiten Kammern 54, 56, von
mehreren hydraulischen Betätigungsvorrichtungen zu leiten.
Die Steuervorrichtung 102 kann mehrere Drucksignale von
mehreren Kopfenden- und Stangenenden-Drucksensoren empfangen, beispielsweise
von den Kopfenden- und Stangenenden-Drucksensoren 108, 110,
die mit der Vielzahl von Fluss durchlassenden Versorgungsventilen
assoziiert sind. Das eine Ventil einer solchen Vielzahl von Fluss
durchlassenden Versorgungsventilen mit dem höchsten stromabwärts
liegenden Druck kann verstärkt werden, beispielsweise das
eine Ventil einer solchen Vielzahl von Fluss durchlassenden Versorgungsventilen,
das mit dem höchsten Lastdruck einer assoziierten hydraulischen
Betätigungsvorrichtung assoziiert ist. Insbesondere kann
eines der Vielzahl von Fluss durchlassenden Versorgungsventilen
einen stromabwärts davon liegenden Druck haben, der größer
ist als der Druck stromabwärts der anderen Ventile der
Vielzahl von Fluss durchlassenden Versorgungsventilen. Die Steuervorrichtung 102 kann das
einen Fluss durchlassende Versorgungsventil mit dem höchs ten
Druck beispielsweise durch einen Vergleich von Signalen bestimmen,
die von der Vielzahl von Drucksensoren 108, 110 empfangen
werden. Die Steuervorrichtung 102 kann das einen Fluss durchlassende
Versorgungsventil mit dem höchsten Druck durch Vergrößerung
der Verschiebung seines Proportionalventilelementes zu einer weiter
geöffneten Position hin verstärken, beispielsweise
durch eine Verschiebung ihres Proportionalventilelementes, wie von
der Steuervorrichtung 102 bestimmt, beispielsweise kann
eine jeweilige Nachschautabelle verstärkt werden, um den
Druck des Flusses von unter Druck gesetztem Strömungsmittel
dort hindurch zu verringern.
-
Weil
das Versorgungsventil mit dem höchsten Druck verstärkt
werden kann, kann die Gesamtdruckanforderung auf die Quelle 26 verringert
werden. Beispielsweise kann unter Berücksichtigung, dass
das Kopfenden-Versorgungsventil 32 für einen erwünschten
Betrieb das Versorgungsventil mit dem höchsten Druck sein
kann, das Druckkompensationsventil 30 einen konstanten
Druckabfall zwischen der Quelle 26 und der ersten hydraulischen
Betätigungsvorrichtung 18 aufrechterhalten. Durch
Verstärken des Kopfenden-Versorgungsventils 32 kann die
Druckdifferenz zwischen dem stromaufwärts liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 und
dem Durchlassweg 61 der ersten Kammer verringert werden.
Folglich kann der Druck, der zur Fluss durchlassenden Ventilseite
des Wechselventils 74 geliefert wird, verringert werden,
was zur Folge hat, dass ein niedrigerer Druck zum Druckkompensationsventil 30 über
den Durchlassweg 82 übermittelt wird. Dieser niedrigere
Druck kann dann die Balance des Proportionalventilelementes des
Druckkompensationsventils 30 zu einer weiter geschlossenen
Position beeinflussen. Weil jedoch der Druckabfall von dem stromaufwärts
liegenden Versorgungsdurchlassweg 60 zum Durchlassweg 61 der
ersten Kammer verringert worden ist, kann weniger Druck von der
Quelle 26 angefordert werden. Somit kann die Anforderung
auf die Quelle 26 verringert werden. Als solches kann die Steuervorrichtung 102 entweder
den Ausgangsdruck der Quelle 26 verringern, was wiederum
die erforderliche Ausgabe der Leistungsquelle verringern kann, die
treibend mit der Quelle 26 verbunden ist, oder gestatten
kann, dass die Quelle 26 einen vergrößerten Fluss
von unter Druck gesetztem Strömungsmittel ausgibt. Wie
in der Technik bekannt, können beispielsweise Quellen für
unter Druck gesetztes Strömungsmittel ein unter Druck gesetztes
Strömungsmittel mit verschiedenen Drücken und
Flussraten ausgeben, wobei der Ausgangsdruck umgekehrt proportional
zur ausgegebenen Flussrate ist, und wegen physikalischen Einschränkungen
eine Ausgangsanforderungsgrenze haben kann. Als ein Ergebnis der Verringerung
des Ausgangsdruckes der Quelle 26 durch Verstärkung
des Kopfenden-Versorgungsventils 32 kann die Quelle 26 weniger
Energie erfordern, um die gleiche Ausgangsflussrate bei dem verringerten
Ausgangsdruck zu liefern, oder kann eine gesteigerte Ausgangsflussrate
bei dem verringerten Ausgangsdruck liefern, wobei somit mehr Fluss
des unter Druck gesetzten Strömungsmittels zur ersten hydraulischen
Betätigungsvorrichtung 18 geliefert wird. Es sei
bemerkt, dass eine Steigerung der Ausgangsflussrate der Quelle 26 zu
der Betätigungsvorrichtung geleitet werden kann, die mit
dem Versorgungsventil mit dem höchsten Druck assoziiert
ist, weil beispielsweise die Betätigungsvorrichtungen,
die mit dem Versorgungsventilen mit nicht dem höchsten
Druck assoziiert sind, ausreichend Fluss haben, um deren Bewegung
gegen die relativ niedrigen Widerstandskräfte zu beeinflussen,
die darauf wirken.
-
Es
wird in Betracht gezogen, dass für unterschiedliche Bedienereingaben,
die selektiv mehrere hydraulische Betätigungsvorrichtungen
betätigen, das Versorgungsventil mit dem höchsten
Druck des Hydrauliksystems 24 sich verändern bzw.
umschalten kann. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Versorgungsventil
mit dem höchsten Druck beispielsweise teilweise von der
Anzahl der bewegten Betätigungsvorrichtungen abhängen
kann, weiter vom Grad der Bewegung jeder Betätigungsvorrichtung, von
der Art der bewegten Betätigungsvorrichtung, von der speziellen
Gruppe von bewegten Betätigungsvorrichtungen und/oder anderen
Konfigurationen der Betätigungsvorrichtungsbewegung. Weil
die Kopfenden- und Stangenenden-Versorgungsventile 32, 34 Proportionalventile
sind, kann als solches jedes der Ventilelemente verstärkt
werden, falls nötig und/oder falls erwünscht,
was eine flexible Steuerung des Hydrauliksystems 24 vorsehen
kann, wenn sich das Versorgungsventil mit dem höchsten
Druck ändert. Beispielsweise können die Ventilelemente
mit proportionaler Fläche bzw. proportionalem Querschnitt
gestatten, dass unterschiedliche Flussraten des Strömungsmittels
zu den ersten und zweiten Kammern 54, 56 geliefert
werden, um andere Betätigungsge schwindigkeiten der ersten
hydraulischen Betätigungsvorrichtung 18 einzurichten,
was eine Anpassung an variierende äußere Kräfte
vorsehen kann, die auf die erste hydraulische Betätigungsvorrichtung 18 wirken
und/oder an unterschiedliche Soll-Bedienereingaben. Es wird auch
in Betracht gezogen, dass die Verschiebung des Proportionalventilelementes
des verstärkten einen Fluss durchlassenden Versorgungsventils
mit dem höchsten Druck um eine Größe über
der Verschiebung gesteigert werden kann, die aus einer jeweiligen
Nachschautabelle für eine vollständig geöffnete
Ventilposition bestimmt wird. Es wird weiter in Betracht gezogen,
dass die Flussdurchlassposition des Ablaufventils, die mit dem verstärkten
einen Fluss durchlassenden Versorgungsventil mit den höchsten
Druck assoziiert ist, nicht als eine Funktion des verringerten Druckes
eingestellt werden kann, um den geeigneten Widerstand gegen die
Bewegung der assoziierten hydraulischen Betätigungsvorrichtung
aufrechtzuerhalten.
-
Zusätzlich
können eine oder mehrere Hydraulikschaltungen in Betriebsvorgängen
mit mehreren Funktionen im Wesentlichen den gleichen Druck haben
und/oder können Drücke in einem vorbestimmten
Bereich haben. Als solches kann jedes der Fluss durchlassenden Versorgungsventile,
das mit dem im Wesentlichen gleichen Druck assoziiert ist, verstärkt
werden. Es wird in Betracht gezogen, dass in Betriebsvorgängen
mit mehreren Funktionen eine oder mehrere hydraulische Betätigungsvorrichtungen
nicht betätigt werden können. Als solches kann der
Druckwert, der mit inaktiven hydraulischen Betätigungsvorrichtungen
assoziiert ist, auf Null voreingestellt werden. Es wird auch in
Betracht gezogen, dass bei Betriebsvorgängen mit einer
einzigen Funktion von Systemen mit mehreren hydraulischen Betätigungsvorrichtungen,
wie beispielsweise, wenn z. B. nur eine hydraulische Betätigungsvorrichtung
betrieben werden soll, das den Fluss durchlassende Versorgungsventil
in ähnlicher Weise verstärkt werden kann, wie
das einen Fluss durchlassende Versorgungsventil mit dem höchsten
Druck in einem Betriebsvorgang mit mehreren Funktionen. Es wird
weiter in Betracht gezogen, dass die Steuervorrichtung 102 selektiv
nicht das einen Fluss durchlassende Ventil mit dem höchsten
Druck für spezielle Betriebsvorgänge des Hydrauliksystems 24 verstärken
kann, wie beispielsweise, wenn die Steuervorrichtung 102 selektiv
das Hydrauliksystem 24 steuert, um einen Teil des unter
Druck gesetzten Strömungsmit tels zu regenerieren, das zum
Tank 28 geleitet wird, und zwar von einer der ersten und
zweiten Kammern 54, 56 zur anderen der ersten
und zweiten Kammern 54, 56, beispielsweise durch Öffnen
von sowohl den Kopfenden- als auch Stangenenden-Versorgungsventilen 32, 34,
um zu gestatten, dass unter Druck gesetztes Strömungsmittel
von einer der ersten und zweiten Kammern 54, 56 mit
dem unter Druck gesetzten Strömungsmittel von der Quelle 26 innerhalb des
stromaufwärts gelegenen Versorgungsdurchlassweges 60 zusammenläuft.
-
Es
wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen an dem offenbarten Hydrauliksystem vorgenommen werden
können. Andere Ausführungsbeispiele werden dem
Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und aus einer praktischen
Ausführung des offenbarten Hydrauliksystems offensichtlich
werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele
nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer Umfang durch
die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten
Ausführungen gezeigt wird.
-
Zusammenfassung
-
Ein
Hydrauliksystem wird offenbart, welches eine Quelle für
unter Druck gesetztes Strömungsmittel, mindestens eine
hydraulische Betätigungsvorrichtung und ein erstes Ventil
hat. Das erste Ventil hat ein erstes Ventilelement, welches relativ
zu einer ersten Ventilbohrung zwischen einer Vielzahl von Positionen
bewegbar ist, und zwar von einer ersten Position, in der unter Druck
gesetztes Strömungsmittel im Wesentlichen davon abgeblockt
wird, zu der mindestens einen hydraulischen Betätigungsvorrichtung
zu fließen, zu einer zweiten Position, in der unter Druck gesetztes
Strömungsmittel zu der mindestens einen hydraulischen Betätigungsvorrichtung
fließen kann. Das erste Ventilelement ist konfiguriert,
um selektiv von einer dritten Position, die zwischen den ersten und
zweiten Positionen gelegen ist, zu einer vierten Position bewegt
zu werden, die zwischen den dritten und zweiten Positionen gelegen
ist, und zwar zumindest teilweise basierend auf einem Drucksignal
des unter Druck gesetzten Strömungsmittels stromabwärts
des ersten Ventils.
-
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
-