DE112012001034T5

DE112012001034T5 - Hydraulisches Steuerungssystem das eine Strategie für blockierte Zylinder aufweist

Info

Publication number: DE112012001034T5
Application number: DE112012001034T
Authority: DE
Inventors: Grant Peterson; Jason Brinkman; Randall Anderson; Rustu CESUR
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2011-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-12-19
Also published as: BR112013021751A2; JP6092790B2; CN103403364A; WO2012166225A2; US20120216518A1; WO2012166225A3; US8813486B2; JP2014508255A; CN103403364B

Abstract

Ein hydraulisches Steuerungssystem (48), für eine Maschine (10) ist offenbart. Das hydraulische Steuerungssystem kann einen hydraulischen Kreislauf (50) aufweisen sowie eine Pumpe (58)(52, d. Übers.), die gestaltet ist, um unter Druck stehendes Strömungsmittel an den hydraulischen Kreislauf zu liefern. Das hydraulische Steuerungssystem kann auch einen ersten Strömungsmittelaktor (20) aufweisen, welcher strömungsmitteltechnisch verbunden ist um unter Druck stehendes Strömungsmittel von dem hydraulischen Kreislauf zu empfangen, eine erste Ventilanordnung (54), die beweglich ist um einen Fluss von Strömungsmittel zu dem ersten Strömungsmittelaktor zu steuern, einen zweiten Strömungsmittelaktor (26) aufweisen, welcher strömungsmitteltechnisch verbunden ist um unter Druck stehendes Strömungsmittel von dem hydraulischen Kreislauf zu empfangen, und eine zweite Ventilanordnung (56), die beweglich ist um einen Fluss von Strömungsmittel zu dem zweiten Strömungsmittelaktor zu steuern. Das hydraulische Steuerungssystem kann zudem eine Steuereinheit (58) aufweisen, welche mit den ersten und zweiten Ventilanordnungen in Verbindung steht. Die Steuereinheit kann gestaltet sein, um eine Bestimmung eines Blockadezustands des ersten Strömungsmittelaktors vorzunehmen, und wählbar eine an die zweite Ventilanordnung gerichtete Durchflussanweisung basierend auf der Bestimmung zu ändern.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf ein hydraulisches Steuerungssystem, und genauer auf ein hydraulisches Steuerungssystem, das eine Erkennung sowie eine Steuerungsstrategie für blockierte Zylinder aufweist.
Stand der Technik
Maschinen wie Radlader, Bagger, Dozer, Motorgrader und andere Arten von schweren Maschinen verwenden mehrere Aktoren, die durch eine oder mehrere Pumpen in der Maschine mit hydraulischem Strömungsmittel versorgt werden, um verschiedene Aufgaben auszuführen. Diese Aktoren sind typischerweise geschwindigkeitsgesteuert, basierend auf der Betätigungsposition einer Bedienerschnittstellenvorrichtung. Wenn jedoch die Bewegung eines der Aktoren durch eine externe Last eingeschränkt ist, kann der eingeschränkte Aktor in dramatischer Weise verlangsamt werden oder sogar vollkommen stoppen, selbst wenn die Bedienerschnittstellenvorrichtung immer noch in Richtung einer betätigten Position ausgelenkt bzw. bewegt ist (d. h. der Aktor kann blockieren). Falls unter Druck stehendes Strömungsmittel dem blockierten Zylinder weiterhin basierend auf der Stellung der Bedienerschnittstellenvorrichtung bereitgestellt wird kann die Effizienz der Maschine verringert werden. Zudem kann der Strömungsmitteldruck des gesamten Systems abrupt ansteigen, wenn einer der Aktoren der Maschine in seiner Bewegung eingeschränkt wird. In einigen Situationen kann der Anstieg des Drucks hoch genug sein um zu verursachen dass die Pumpe blockiert, und/oder die Steuerbarkeit anderer verbundener Aktoren verringern. Weil der Druck des an alle Aktoren geleiteten Strömungsmittels im Allgemeinen durch den höchsten Einzeldruck eines jeglichen Aktors in dem System gesteuert wird, kann zudem während der Blockadesituation eines einzelnen Aktors, wenn die Systemdrücke steigen, die Strömungsgeschwindigkeit bzw. Durchflussrate des Strömungsmittels, welches zu allen Aktoren geleitet wird, ohne Not verringert werden, was zu einem allgemeinen Verlust an Produktivität und Steuerbarkeit führt.
Ein Verfahren zur Verbesserung des Betriebs einer Maschine während eines Blockadezustands ist in dem US-Patent Nr. 7,260,931 (dem '931er-Patent), erteilt an Egelja et al am 28. August 2007 beschrieben. Insbesondere beschreibt das '931er-Patent ein hydraulisches System zur Verwendung in einer Grabemaschine. Das hydraulische System umfasst einen ersten Kreislauf, welcher von einer ersten Pumpe mit unter Druck stehendem Strömungsmittel versorgt wird und neben anderen Aktoren einen Auslegerzylinder besitzt. Das hydraulische System umfasst auch einen zweiten Kreislauf, welcher von einer zweiten Pumpe mit unter Druck stehendem Strömungsmittel versorgt wird und neben anderen Aktoren einen Schwenkmotor besitzt. Während einer Schwenkbewegung der Grabemaschine steigt der Strömungsmitteldruck, der an alle Aktoren des zweiten Kreislaufs geliefert wird schnell an, wenn das Gestänge der Maschine auf ein Hindernis trifft und der Schwenkmotor in seiner Bewegung eingeschränkt wird. Ansprechend auf den schnell ansteigenden Druck verringert die zweiten Pumpe schnell ihren Hub um zu versuchen die Drücke in dem zweiten Kreislauf zu verringern und Blockadezustände zu vermeiden. Um die Steuerbarkeit der Bewegung anderer Aktoren innerhalb des zweiten Kreislaufs während des verringerten Pumpenausstosses zu erhöhen, werden die durch die Aktoren des zweiten Kreislaufs angewiesenen Durchflussraten entsprechend des Verhältnisses abgefühlten Drucks zu dem Blockadedruck der zweiten Pumpe herabskaliert. Gleichzeitig wird jeder Durchfluss aus dem zweiten Kreislauf, der die herabskalierte Durchflussrate übersteigt in den ersten Kreislauf abgezweigt und verfügbar gemacht, um die Bewegung des Auslegerzylinders zu unterstützen.
Obwohl das System des '931er-Patents helfen kann, einige Maschinenoperationen während eines Blockadezustands zu verbessern, kann es dem System an Anwendbarkeit mangeln. Insbesondere kann es dem System an Anwendbarkeit mangeln im Falle einer Maschine, welche nur einen einzelnen Kreislauf mit einer einzelnen Pumpe aufweist, und/oder Bedingungen, die mit der Blockade eines lediglich untergeordneten Satzes an Aktoren innerhalb eines einzelnen Kreises assoziiert sind.
Das offenbarte hydraulische Steuerungssystem zielt darauf ab, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme und/oder andere Probleme des Standes der Technik zu überwinden.
Zusammenfassung
In einem Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein hydraulisches Steuerungssystem. Das hydraulische Steuerungssystem kann einen hydraulischen Kreislauf aufweisen sowie eine Pumpe, die gestaltet ist, um unter Druck stehendes Strömungsmittel an den hydraulischen Kreislauf zu liefern. Das hydraulische Steuerungssystem kann auch einen ersten Strömungsmittelaktor aufweisen, welcher strömungsmitteltechnisch verbunden ist um unter Druck stehendes Strömungsmittel von dem hydraulischen Kreislauf zu empfangen, eine erste Ventilanordnung, die beweglich ist um einen Fluss von Strömungsmittel zu dem ersten Strömungsmittelaktor zu steuern, einen zweiten Strömungsmittelaktor aufweisen, welcher strömungsmitteltechnisch verbunden ist um unter Druck stehendes Strömungsmittel von dem hydraulischen Kreislauf zu empfangen, und eine zweite Ventilanordnung, die beweglich ist um einen Fluss von Strömungsmittel zu dem zweiten Strömungsmittelaktor zu steuern. Das hydraulische Steuerungssystem kann zudem eine Steuereinheit aufweisen, welche mit den ersten und zweiten Ventilanordnungen in Verbindung steht. Die Steuereinheit kann gestaltet sein, um eine Bestimmung eines Blockadezustands des ersten Strömungsmittelaktors vorzunehmen, und selektiv bzw. wählbar eine an die zweite Ventilanordnung gerichtete Durchflussanweisung basierend auf der Bestimmung zu ändern.
In einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Betrieb einer Maschine. Das Verfahren kann das Beaufschlagen eines Strömungsmittels mit Druck, das Leiten eines ersten Flusses des unter Druck stehenden Strömungsmittels um die Maschine auf eine erste Weise zu bewegen, und das Leiten eines zweiten Flusses des unter Druck stehenden Strömungsmittels um die Maschine auf eine zweite Weise zu bewegen umfassen. Das Verfahren kann auch die Bestimmung eines Blockadezustands umfassen, welcher mit einer Bewegung der Maschine in der ersten Weise assoziiert ist, und selektiv bzw. wählbar eine Veränderung des zweiten Flusses basierend auf der Bestimmung zu ändern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine seitliche betrachtete diagrammartige Darstellung einer beispielhaften offenbarten Maschine;
2 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften offenbarten hydraulischen Steuerungssystems das in Verbindung mit der Maschine der 1 verwendet werden kann; und
3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes offenbartes Verfahren darstellt, welches durch das hydraulische Steuerungssystem der 2 durchgeführt wird.
Detaillierte Beschreibung
1 stellt eine beispielhafte Maschine 10 dar, welche mehrere Systeme und Komponenten aufweist, welche zusammenwirken um eine Aufgabe zu erfüllen. Die Maschine 10 kann jede feststehende oder bewegliche Maschine darstellen, die irgendeine Art von Arbeit ausführt, welche mit einer Industrie wie beispielsweise Bergbau, Baugewerbe, Landwirtschaft, Transport, oder einer anderen gemäß Stand der Technik bekannten Industrie assoziiert wird. Beispielsweise kann die Maschine 10 eine Maschine zur Materialbewegung sein, wie beispielsweise der in 1 dargestellte Lader. Alternativ kann die Maschine 10 ein Bagger, ein Dozer, ein Motorgrader, ein Kipplader, oder eine andere Erdbewegungsmaschine sein. Die Maschine 10 kann ein Gestängesystem 12 aufweisen, welches gestaltet ist um ein Arbeitsgerät 14 zu bewegen, und eine Antriebsmaschine 16, welche dem Gestängesystem 12 Leistung bereitstellt.
Das Gestängesystem 12 kann eine Struktur aufweisen, auf die durch Strömungsmittelaktoren eingewirkt wird um das Arbeitsgerät 14 zu bewegen. Das Gestängesystem 12 kann einen Arm (d. h. ein Hubbauteil) 17 aufweisen, welcher um eine horizontale Achse 28 bezüglich einer Arbeitsoberfläche 18 mittels eines Paares anliegender doppeltwirkender hydraulischer Zylinder 20 (in 1 ist lediglich einer gezeigt) vertikal schwenkbar ist. Das Gestängesystem 12 kann auch einen einzelnen, doppeltwirkenden hydraulischen Zylinder 26 aufweisen, welcher verbunden ist um das Arbeitsgerät 14 bezüglich des Arms 17 in einer vertikalen Richtung um eine horizontale Achse 30 zu schwenken. Der Arm 17 kann an einem Ende schwenkbar mit einem Körper 32 der Maschine 10 verbunden sein, während das Arbeitsgerät 14 schwenkbar mit einem entgegengesetzten Ende des Arms 17 verbunden sein kann.
Eine Vielzahl verschiedener Arbeitsgeräte 14 kann an einer einzelnen Maschine 10 anbringbar sein und gesteuert werden, um eine bestimmte Aufgabe auszuführen. Beispielsweise kann das Arbeitsgerät 14 eine Schaufel, eine Gabelanordnung, eine Schar, ein Reißer, eine Kippladefläche, eine Bürste, ein Schneegebläse, eine Vortriebsvorrichtung, eine Schneidevorrichtung, eine Greifvorrichtung, oder eine andere im Stand der Technik bekannte Vorrichtung sein, welche eine Aufgabe durchführt. Obwohl das Arbeitsgerät 14 in dem Ausführungsbeispiel der 1 derart verbunden ist, dass es sich bezüglich der Maschine 10 hebt und neigt, kann es zudem oder alternativ schwenken, rotieren, gleiten, schwingen oder sich in jeder anderen im Stand der Technik bekannten Art und Weise bewegen.
Die Antriebsmaschine 16 kann eine Kraftmaschine darstellen wie beispielsweise eine Dieselkraftmaschine, eine Benzinkraftmaschine, eine mit gasförmigem Treibstoff betriebene Kraftmaschine, oder jede andere im Stand der Technik bekannte Verbrennungskraftmaschine, welche durch den Körper 32 der Maschine 10 getragen wird und betrieben werden kann, um die Bewegungen der Maschine 10 und des Arbeitsgeräts 14 anzutreiben. Es ist vorgesehen dass die Antriebsmaschine alternativ eine nicht auf Verbrennung basierende Leistungsquelle sein kann, wie beispielsweise eine Brennstoffzelle, eine Energiespeichervorrichtung oder eine weitere im Stand der Technik bekannte Quelle. Die Antriebsmaschine kann eine mechanische oder elektrische Leistungsabgabe erzeugen, welche dann in hydraulische Leistung zur Bewegung der hydraulischen Zylinder 20 und 26 umgewandelt werden kann.
Zum Zwecke der Vereinfachung stellt die 2 den Aufbau und Verbindungen des einen hydraulischen Zylinders 26 und eines der hydraulischen Zylinder 20 dar. Es soll jedoch festgestellt werden, dass die Maschine 10 andere hydraulische Aktoren ähnlichen Aufbaus aufweisen kann, welche verbunden sind, um die gleichen oder andere strukturelle Bauteile des Gestängesystems 12 in einer ähnlichen Weise zu bewegen.
Wie in 2 gezeigt kann jeder der hydraulischen Zylinder 20 und 26 ein Rohr 34 und eine Kolbenbaugruppe 36 aufweisen, welche innerhalb des Rohrs 34 angeordnet ist, um eine erste Druckkammer 38 und eine zweite Druckkammer 40 zu bilden. In einem Beispiel kann sich ein Stangenteil 36a einer Kolbenbaugruppe 36 durch die zweite Druckkammer 40 hindurch erstrecken. Die zweite Druckkammer 40 als solche kann mit einem Stangenende 44 ihres jeweiligen Zylinders assoziiert sein, während die erste Druckkammer 38 mit einem entgegengesetzten Kopfende 42 ihres jeweiligen Zylinders assoziiert ist.
Die erste und zweite Druckkammer 38, 40 können jede wählbar mit unter Druck stehendem Treibstoff versorgt und von diesem entleert werden um zu bewirken, dass sich die Kolbenbaugruppe 36 innerhalb des Rohrs 34 verschiebt, wodurch eine effektive Länge der hydraulischen Zylinder 20, 26 verändert und das Arbeitsgerät 14 bewegt wird (mit Bezug auf 1). Eine Durchflussrate in die ersten Druckkammern 38, 40 und aus diesen hinaus kann zu einer Geschwindigkeit der hydraulischen Zylinder 20, 26 und des Arbeitsgeräts 14 in Relation stehen, während ein Druckunterschied zwischen den ersten und zweiten Druckkammern 38, 40 zu einer Kraft, die durch die hydraulischen Zylinder 20, 26 auf das Arbeitsgerät 14 ausgeübt wird, in Relation stehen kann. Ein Ausfahren (dargestellt durch den Pfeil 46) und ein Zurückziehen (dargestellt durch den Pfeil 47) der hydraulischen Zylinder 20, 26 kann dazu dienen, die Bewegung des Arbeitsgeräts 14 in verschiedener Weise zu unterstützen (z. B. Heben bzw. Neigen des Arbeitsgeräts 14).
Um bei dem Füllen und Entleeren der ersten und zweiten Kammern 38, 40 zu helfen kann die Maschine 10 ein hydraulisches Steuerungssystem 48 aufweisen, das eine Vielzahl miteinander verbundener und wirkender Strömungsmittelkomponenten besitzt. Insbesondere kann das hydraulische Steuerungssystem 48 einen Ventilblock 50 aufweisen, der zumindest teilweise einen Kreislauf zwischen den hydraulischen Zylindern 20, 26, einer durch die Kraftmaschine angetriebenen Pumpe 52 und einem Tank 53 bildet. Der Ventilblock 50 kann eine Hubventilanordnung 54, eine Neigeventilanordnung 56, und in einigen Ausführungsbeispielen eine oder mehrere zusätzliche Ventilanordnungen (nicht gezeigt) aufweisen, die strömungsmitteltechnisch verbunden sind, um unter Druck stehendes Strömungsmittel in paralleler Weise zu empfangen und auszuleiten. In einigen Beispielen können die Ventilanordnungen 54, 56 separate Körper beinhalten, welche miteinander verschraubt sind, um den Ventilblock 50 zu bilden. In einem anderen Ausführungsbeispiel können alle der Ventilanordnungen 54, 56 für sich alleine stehende Anordnungen sein, welche lediglich mittels externer Strömungsmitteldurchlässe bzw. -leitungen (nicht gezeigt) verbunden sind. Es ist vorgesehen dass eine größere Anzahl, eine kleiner Anzahl, oder eine andere Konfiguration an Ventilanordnungen innerhalb des Ventilblocks 50 beinhaltet sein kann, falls gewünscht. Beispielsweise kann eine Schwingventilanordnung (nicht gezeigt), welche gestaltet ist um eine schwingende Bewegung des Gestängesystems 12 zu steuern, eine oder mehrere Fahrventilanordnungen und andere geeignete Ventilanordnungen in dem Ventilblock 50 beinhaltet sein. Das hydraulische Steuerungssystem 48 kann zudem eine Steuereinheit 58 aufweisen, welche mit den Ventilanordnungen 54, 56 in Verbindung steht, um die entsprechenden Bewegungen der hydraulischen Zylinder 20, 26 zu steuern.
Jede der Hebe- und Neigeventilanordnungen 54, 56 kann die Bewegung ihrer zugehörigen Strömungsmittelaktor regulieren. Insbesondere kann die Hebeventilanordnung 54 Elemente aufweisen, welche beweglich sind um die Bewegungen sowohl der hydraulischen Zylinder 20 und des Hubarms 17 bezüglich der Arbeitsoberfläche 18 zu steuern. In gleicher Weise kann die Neigeeventilanordnung 56 Elemente aufweisen, welche beweglich sind um die Bewegung des hydraulischen Zylinders 26 zu steuern und das Arbeitsgerät 14 bezüglich des Arms 17 zu neigen.
Die Ventilanordnungen 54, 56 können dergestalt verbunden sein, dass sie Ströme unter Druck stehenden Strömungsmittels in die und aus den hydraulischen Zylinders 20, 26 mittels gemeinsamer Durchlässe regulieren. Insbesondere können die Ventilanordnungen 54, 56 mit der Pumpe 52 mittels eines gemeinsamen Versorgungsdurchlasses 60 und mit dem Tank 53 mittels eines gemeinsamen Entleerungsauslasses 62 verbunden sein. Hub- und Neigeventilanordnungen 54, 56 können parallel zueinander mit dem gemeinsamen Versorgungsdurchlass 60 mittels individueller Strömungsmitteldurchlässe 66 beziehungsweise 68 und parallel zueinander mit dem gemeinsamen Entleerungsauslass 62 mittels individueller Strömungsmitteldurchlässe 72 beziehungsweise 74 verbunden sein. Ein Druckausgleichsventil 78 und/oder ein Rückschlag- bzw. Sperrventil 79 können innerhalb jedes der Strömungsmitteldurchlässe 66, 68 angeordnet sein, um den Ventilanordnungen 54, 56 eine in eine Richtung gerichteten Zufuhr von Strömungsmittel, welche einen im Wesentlichen konstanten Fluss aufweist, bereitzustellen. Die Druckausgleichsventile 78 können Zufluss- (in 2 gezeigt) oder Abflussausgleichsventile sein, welche ansprechend auf einen Druckunterschied zwischen einer Durchflussdurchlassposition und einer Durchflussblockierposition beweglich sind, sodass den Ventilanordnungen 54 und 56 ein im Wesentlichen konstanter Fluss von Strömungsmittel bereitgestellt wird, selbst wenn ein Druck des zu den Druckausgleichsventilen 78 geleiteten Strömungsmittels variiert. Es ist vorgesehen dass in einigen Anwendungen die Druckausgleichsventile 78 und/oder die Rückschlagventile 79 weggelassen werden können, falls gewünscht.
Jede der Hebe- und Neigeventilanordnungen 54, 56 kann im Wesentlichen identisch sein und vier unabhängige Zumessventile aufweisen (independent metering valves, IMVs). Von den vier IMVs können zwei im Allgemeinen mit Strömungsmittelzuleitungsfunktionen assoziiert sein, während zwei im Allgemeinen mit Auslassfunktionen assoziiert sein können. Beispielsweise kann die Hebeventilanordnung 54 ein kopfseitiges Zuleitungsventil 80, ein stangenseitiges Zuleitungsventil 82, ein kopfseitiges Auslassventil 84, und ein stangenseitiges Auslassventil 86 aufweisen. In ähnlicher Weise kann die Neigeventilanordnung 56 ein kopfseitiges Zuleitungsventil 88, ein stangenseitiges Zuleitungsventil 90, ein kopfseitiges Auslassventil 92, und ein stangenseitiges Auslassventil 94 aufweisen.
Das kopfseitige Zuleitungsventil 80 kann zwischen dem Strömungsmitteldurchlass 66 und einem Strömungsmitteldurchlass 104, welcher zur ersten Kammer 38 des hydraulischen Zylinders 20 führt angeordnet sein, und kann gestaltet sein um eine Durchflussrate unter Druck stehenden Strömungsmittels in die erste Kammer 38 ansprechend auf eine Strömungsanweisung von der Steuereinheit 58 zu regulieren. Das kopfseitige Zuleitungsventil 80 kann ein positionsvariables, federvorgespanntes Ventilelement aufweisen, wie beispielsweise ein Ventilkegel- oder Schieberelement, welches durch einen Solenoid betätigt wird und gestaltet ist um sich in jegliche Position zwischen einer ersten Endposition, in welcher es Strömungsmittel ermöglicht wird in die erste Kammer 38 zu strömen, und einer zweiten Endposition, in welcher der Fluss des Strömungsmittels in die erste Kammer 38 blockiert ist, zu bewegen. Es ist vorgesehen dass das kopfseitige Zuleitungsventil 80 zusätzliche oder andere Elemente wie beispielsweise ein in seiner Position festgelegtes Ventilelement oder jegliches andere im Stand der Technik bekannte Ventilelement aufweisen kann. Es ist ebenso vorgesehen dass das kopfseitige Zuleitungsventil 80 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in jeder anderen geeigneten Weise betätigt sein kann.
Das kopfseitige Zuleitungsventil 82 kann zwischen dem Strömungsmitteldurchlass 66 und einem Strömungsmitteldurchlass 106, welcher zur zweiten Kammer 40 des hydraulischen Zylinders 20 führt angeordnet sein, und kann gestaltet sein um eine Durchflussrate unter Druck stehenden Strömungsmittels in die zweite Kammer 40 ansprechend auf eine Strömungsanweisung von der Steuereinheit 58 zu regulieren. Das stangenseitige Zuleitungsventil 82 kann ein positionsvariables, federvorgespanntes Ventilelement aufweisen, wie beispielsweise ein Ventilkegel- oder Schieberelement, welches durch einen Solenoid betätigt wird und gestaltet ist um sich in jegliche Position zwischen einer ersten Endposition, in welcher es Strömungsmittel ermöglicht wird in die zweite Kammer 40 zu strömen, und einer zweiten Endposition, in welcher der Fluss des Strömungsmittels in die zweite Kammer 40 blockiert ist, zu bewegen. Es ist vorgesehen dass das stangenseitige Zuleitungsventil 82 zusätzliche oder andere Elemente wie beispielsweise ein in seiner Position festgelegtes Ventilelement oder jegliches andere im Stand der Technik bekannte Ventilelement aufweisen kann. Es ist ebenso vorgesehen dass das stangenseitige Zuleitungsventil 82 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in jeder anderen geeigneten Weise betätigt sein kann.
Das kopfseitige Auslassventil 84 kann zwischen dem Strömungsmitteldurchlass 104 und dem Strömungsmitteldurchlass 72 angeordnet sein, und kann gestaltet sein um eine Durchflussrate unter Druck stehenden Strömungsmittels aus der ersten Kammer 38 des Zylinders 20 in den Tank 53 ansprechend auf eine Strömungsanweisung von der Steuereinheit 58 zu regulieren. Das kopfseitige Auslassventil 84 kann ein positionsvariables, federvorgespanntes Ventilelement aufweisen, wie beispielsweise ein Ventilkegel- oder Schieberelement, welches durch einen Solenoid betätigt wird und gestaltet ist um sich in jegliche Position zwischen einer ersten Endposition, in welcher es Strömungsmittel ermöglicht wird aus der ersten Kammer 38 zu strömen, und einer zweiten Endposition, in welcher der Fluss des Strömungsmittels aus der ersten Kammer 38 blockiert ist, zu bewegen. Es ist vorgesehen dass das kopfseitige Auslassventil 84 zusätzliche oder andere Elemente wie beispielsweise ein in seiner Position festgelegtes Ventilelement oder jegliches andere im Stand der Technik bekannte Ventilelement aufweisen kann. Es ist ebenso vorgesehen dass das kopfseitige Auslassventil 84 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in jeder anderen geeigneten Weise betätigt sein kann.
Das stangenseitige Auslassventil 86 kann zwischen dem Strömungsmitteldurchlass 106 und dem Strömungsmitteldurchlass 72 angeordnet sein, und kann gestaltet sein um eine Durchflussrate unter Druck stehenden Strömungsmittels ansprechend auf eine Strömungsanweisung von der Steuereinheit 58 aus der zweiten Kammer 40 des Zylinders 20 in den Tank 53 zu regulieren. Das stangenseitige Auslassventil 86 kann ein positionsvariables, federvorgespanntes Ventilelement aufweisen, wie beispielsweise ein Ventilkegel- oder Schieberelement, welches durch einen Solenoid betätigt wird und gestaltet ist um sich in jegliche Position zwischen einer ersten Endposition, in welcher es Strömungsmittel ermöglicht wird aus der zweiten Kammer 40 zu strömen, und einer zweiten Endposition, in welcher der Fluss des Strömungsmittels aus der zweiten Kammer 40 blockiert ist, zu bewegen. Es ist vorgesehen dass das stangeseitige Auslassventil 86 zusätzliche oder andere Elemente wie beispielsweise ein in seiner Position festgelegtes Ventilelement oder jegliches andere im Stand der Technik bekannte Ventilelement aufweisen kann. Es ist ebenso vorgesehen dass das stangenseitige Auslassventil 86 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in jeder anderen geeigneten Weise betätigt sein kann.
Das kopfseitige Zuleitungsventil 88 kann zwischen dem Strömungsmitteldurchlass 68 und einem Strömungsmitteldurchlass 108, welcher zur ersten Kammer 38 des hydraulischen Zylinders 26 führt angeordnet sein, und kann gestaltet sein um eine Durchflussrate unter Druck stehenden Strömungsmittels in die erste Kammer 38 ansprechend auf eine Strömungsanweisung von der Steuereinheit 58 zu regulieren. Das kopfseitige Zuleitungsventil 88 kann ein positionsvariables, federvorgespanntes Ventilelement aufweisen, wie beispielsweise ein Ventilkegel- oder Schieberelement, welches durch einen Solenoid betätigt wird und gestaltet ist um sich in jegliche Position zwischen einer ersten Endposition, in welcher es Strömungsmittel ermöglicht wird in die erste Kammer 38 zu strömen, und einer zweiten Endposition, in welcher der Fluss des Strömungsmittels in die erste Kammer 38 blockiert ist, zu bewegen. Es ist vorgesehen dass das kopfseitige Zuleitungsventil 88 zusätzliche oder andere Elemente wie beispielsweise ein in seiner Position festgelegtes Ventilelement oder jegliches andere im Stand der Technik bekannte Ventilelement aufweisen kann. Es ist ebenso vorgesehen dass das kopfseitige Zuleitungsventil 88 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in jeder anderen geeigneten Weise betätigt sein kann.
Das stangenseitige Zuleitungsventil 90 kann zwischen dem Strömungsmitteldurchlass 68 und einem Strömungsmitteldurchlass 110, welcher zur zweiten Kammer 40 des hydraulischen Zylinders 26 führt angeordnet sein, und kann gestaltet sein um eine Durchflussrate unter Druck stehenden Strömungsmittels in die zweite Kammer 40 ansprechend auf eine Strömungsanweisung von der Steuereinheit 58 zu regulieren. Insbesondere kann das stangenseitige Zuleitungsventil 90 ein positionsvariables, federvorgespanntes Ventilelement aufweisen, wie beispielsweise ein Ventilkegel- oder Schieberelement, welches durch einen Solenoid betätigt wird und gestaltet ist um sich in jegliche Position zwischen einer ersten Endposition, in welcher es Strömungsmittel ermöglicht wird in die zweite Kammer 40 zu strömen, und einer zweiten Endposition, in welcher der Fluss des Strömungsmittels in die zweite Kammer 40 blockiert ist, zu bewegen. Es ist vorgesehen dass das stangenseitige Zuleitungsventil 90 zusätzliche oder andere Elemente wie beispielsweise ein in seiner Position festgelegtes Ventilelement oder jegliches andere im Stand der Technik bekannte Ventilelement aufweisen kann. Es ist ebenso vorgesehen dass das stangenseitige Zuleitungsventil 90 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in jeder anderen geeigneten Weise betätigt sein kann.
Das kopfseitige Auslassventil 92 kann zwischen dem Strömungsmitteldurchlass 108 und dem Strömungsmitteldurchlass 74 angeordnet sein, und kann gestaltet sein um eine Durchflussrate unter Druck stehenden Strömungsmittels aus der ersten Kammer 38 des Zylinders 26 in den Tank 53 ansprechend auf eine Strömungsanweisung von der Steuereinheit 58 zu regulieren. Insbesondere kann das kopfseitige Auslassventil 92 ein positionsvariables, federvorgespanntes Ventilelement aufweisen, wie beispielsweise ein Ventilkegel- oder Schieberelement, welches durch einen Solenoid betätigt wird und gestaltet ist um sich in jegliche Position zwischen einer ersten Endposition, in welcher es Strömungsmittel ermöglicht wird aus der ersten Kammer 38 zu strömen, und einer zweiten Endposition, in welcher der Fluss des Strömungsmittels aus der ersten Kammer 38 blockiert ist, zu bewegen. Es ist vorgesehen dass das kopfseitige Auslassventil 92 zusätzliche oder andere Elemente wie beispielsweise ein in seiner Position festgelegtes Ventilelement oder jegliches andere im Stand der Technik bekannte Ventilelement aufweisen kann. Es ist ebenso vorgesehen dass das kopfseitige Auslassventil 92 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in jeder anderen geeigneten Weise betätigt sein kann.
Das stangenseitige Auslassventil 94 kann zwischen dem Strömungsmitteldurchlass 110 und dem Strömungsmitteldurchlass 74 angeordnet sein, und kann gestaltet sein um eine Durchflussrate unter Druck stehenden Strömungsmittels ansprechend auf eine Strömungsanweisung von der Steuereinheit 58 aus der zweiten Kammer 40 des Zylinders 20 in den Tank 53 zu regulieren. Das stangenseitige Auslassventil 94 kann ein positionsvariables, federvorgespanntes Ventilelement aufweisen, wie beispielsweise ein Ventilkegel- oder Schieberelement, welches durch einen Solenoid betätigt wird und gestaltet ist um sich in jegliche Position zwischen einer ersten Endposition, in welcher es Strömungsmittel ermöglicht wird aus der zweiten Kammer 40 zu strömen, und einer zweiten Endposition, in welcher der Fluss des Strömungsmittels aus der zweiten Kammer 40 blockiert ist, zu bewegen. Es ist vorgesehen dass das stangenseitige Auslassventil 94 zusätzliche oder andere Elemente wie beispielsweise ein in seiner Position festgelegtes Ventilelement oder jegliches andere im Stand der Technik bekannte Ventilelement aufweisen kann. Es ist ebenso vorgesehen dass das stangenseitige Auslassventil 94 alternativ hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch betätigt oder in jeder anderen geeigneten Weise betätigt sein kann.
Die Pumpe 52 kann eine variable Verdrängung aufweisen und lastabfühlend gesteuert werden, um Strömungsmittel aus dem Tank 53 zu entnehmen und das Strömungsmittel mit einem erhöhten Druck an die Ventilanordnung 54, 56 auszustoßen. Das heißt dass die Pumpe 52 kann einen Hubanpassungsmechanismus 96 aufweisen, beispielsweise eine Taumelscheibe oder ein Überströmventil, deren Position basierend auf einer abgefühlten Last eines hydraulischen Steuerungssystems 48 hydromechanisch eingestellt wird, um dadurch einen Ausstoß (d. h. eine Ausstoßrate) der Pumpe 52 zu steuern. Die Verdrängung der Pumpe 52 kann von einer Null-Verdrängungs-Position bei der im Wesentlichen kein Strömungsmittel aus der Pumpe 52 ausgestoßen wird bis zu einer Maximal-Verdrängungs-Position, bei der Strömungsmittel bei einer maximalen Rate aus der Pumpe 52 ausgestoßen wird, eingestellt werden. In einem Ausführungsbeispiel kann ein Lastabfühldurchlass (nicht gezeigt) ein Drucksignal an den Hubanpassungsmechanismus 96 senden und basierend auf einem Wert dieses Signals (d. h. basierend auf einem Druck eines Signalströmungsmittels) kann sich die Position des Hubanpassungsmechanismus 96 ändern, um den Ausstoß der Pumpe 52 zu erhöhen oder zu verringern. Die Pumpe 52 kann antriebstechnisch mit der Antriebsmaschine 16 der Maschine 10 beispielsweise mittels einer Vorgelegewelle, eines Riemens oder in jeder anderen Weise verbunden sein. Alternativ kann die Pumpe 52 indirekt mit der Antriebsmaschine 16 mittels eines Drehmomentwandlers, eines Getriebes, eines elektrischen Schaltkreises, oder auf jede andere im Stand der Technik bekannte Art verbunden sein.
Der Tank 53 kann ein Reservoir bilden, das gestaltet ist um einen Vorrat an Strömungsmittel aufzubewahren. Das Strömungsmittel kann beispielsweise ein spezielles Hydrauliköl, eine Kraftmaschinenschmieröl, ein Getriebeschmieröl oder jedes andere im Stand der Technik bekannte Öl umfassen. Einer oder mehrere hydraulische Kreisläufe innerhalb der Maschine 10 können Strömungsmittel von dem Tank 53 beziehen und in diesen zurückführen. Es ist ebenso vorgesehen dass das hydraulische Steuerungssystem 48 mit mehreren einzelnen Strömungsmitteltanks verbunden sein kann, falls gewünscht.
Die Steuereinheit 58 kann einen einzelnen Mikroprozessor oder mehrere Mikroprozessoren aufweisen, welche Komponenten zur Steuerung der Ventilanordnungen 54, 56 basierend auf Eingaben durch den Bediener der Maschine 10 und basierend auf abgefühlten betriebsmäßigen Parametern besitzen. Eine Vielzahl kommerziell erhältlicher Mikroprozessoren kann gestaltet sein, um die Funktionen der Schaltstellung 58 auszuführen. Es soll erkannt werden dass die Steuereinheit 58 auf einfache Weise in einem allgemeinen Mikroprozessor der Maschine beinhaltet sein kann, welcher in der Lage ist, mehrere Funktionen der Maschine zu steuern. Die Steuereinheit 58 kann einen Speicher, eine sekundäre Speichervorrichtung, einen Prozessor und andere Komponenten für den Ablauf einer Anwendung umfassen. Verschiedene andere Schaltkreise können mit der Steuereinheit 58 assoziiert sein, wie beispielsweise ein Energieversorgungsschaltkreis, ein Signalaufbereitungsschaltkreis, eine Solenoidantriebsschaltkreis, und andere Arten von Schaltkreisen.
Die Steuereinheit 58 kann die Eingaben des Bedieners, welche mit einer gewünschten Bewegung der Maschine 10 assoziiert sind mittels einer oder mehrerer Schnittstellenvorrichtungen 98 empfangen, welche innerhalb eines Bedienerstands der Maschine 10 angeordnet sind. Die Schnittstellenvorrichtungen 98 können beispielsweise einachsige oder mehrachsige Joysticks, Hebel oder andere bekannte Schnittstellenvorrichtungen sein, die sich nahe an einem Bedienersitz befinden (falls sie direkt durch einen sich an Bord befindlichen Bediener gesteuert werden). Jede Schnittstellenvorrichtung 98 kann eine Proportionalvorrichtung sein, welche durch eine Spanne von einer neutralen Position zu einer Position maximaler Auslenkung beweglich ist, um ein dementsprechendes Auslenkungssignal zu erzeugen, welches eine durch die hydraulischen Zylinder 20, 26 erzeugte gewünschte bzw. Soll-Geschwindigkeit des Arbeitsgeräts 14, beispielsweise eine gewünschte Hebe- und Neigegeschwindigkeit des Arbeitsgeräts 14. Dieses Signal bzw. diese Signale können unabhängig voneinander oder gleichzeitig durch die selbe oder unterschiedliche Schnittstellenvorrichtungen 98 erzeugt werden, und an die Steuereinheit 58 zur weiteren Verarbeitung geleitet werden.
Eines oder mehrere Kennfelder, die das Signal bzw. die Signale der Position der Schnittstellenvorrichtung(en), die entsprechende gewünschte Geschwindigkeit des Arbeitsgerätes, damit assoziierte Durchflussraten, Positionen von Ventilelementen, Systemdruck, und/oder andere Eigenschaften des hydraulischen Steuerungssystems 48 zueinander in Bezug setzen können in dem Speicher der Steuereinheit 58 gespeichert sein. Jedes dieser Kennfelder kann in der Form von Tabellen, Graphen und/oder Gleichungen vorliegen. In einem Beispiel können die gewünschte Geschwindigkeit des Arbeitsgeräts, der Systemdruck und/oder die angewiesenen Durchflussraten die Koordinatenachse einer 2D- oder 3D-Tabelle zur Steuerung der kopfseitigen und stangenseitigen Zuleitungsventile 80, 82, 88, 90 sein. Die angewiesenen Durchflussraten die erforderlich sind um die hydraulischen Zylinder 20, 26 bei den gewünschten Geschwindigkeiten zu bewegen sowie die dementsprechenden Positionen der Ventilelemente der angemessenen Ventilanordnungen 54, 56 können in dem gleichen oder einem separaten 2D- oder 3D-Kennfeld zueinander in Beziehung gesetzt werden, falls gewünscht. Es ist auch vorgesehen dass die gewünschte Geschwindigkeit direkt mit der Position der Ventilelemente in einem einzelnen 2D-Kennfeld in Beziehung gesetzt werden kann. Die Steuereinheit 58 kann gestaltet sein um es dem Bediener zu ermöglichen diese Kennfelder direkt zu modifizieren und/oder spezifische Kennfelder aus den verfügbaren Kennfeldern der Beziehungen auszuwählen, welche in dem Speicher der Steuereinheit 58 gespeichert sind, um die Betätigung der hydraulischen Zylinder 20, 26 zu beeinflussen. Es ist auch vorgesehen dass die Kennfelder automatisch für die Benutzung durch die Steuereinheit 58 ausgewählt werden können, basierend auf abgefühlten oder bestimmten Modi des Maschinenbetriebs, falls gewünscht.
Die Steuereinheit 58 kann gestaltet sein, um Eingaben von der Schnittstellenvorrichtung 98 zu empfangen und den Betrieb der Ventilanordnungen 54, 56 anzuordnen, ansprechend auf die Eingabe und basierend auf den oben beschriebenen Kennfeldern der Beziehungen. Insbesondere kann die Steuereinheit 58 das Positionssignal der Schnittstellenvorrichtung, das eine gewünschte Geschwindigkeit anzeigt, empfangen und/oder modifizierte Kennfelder der Beziehungen, die in dem Speicher der Steuereinheit 58 gespeichert sind, um gewünschte Durchflussratenwerte und/oder assoziierte Positionen für jeder der Zufuhr- und Auslasselemente innerhalb der Ventilanordnungen 54, 56 zu bestimmen. Die gewünschten Durchflussraten und/oder Positionen können dann an die passenden Zufuhr- und Auslasselementen angewiesen werden, um das Füllen der ersten oder zweiten Kammern 38, 40 der hydraulischen Zylinder 20, 26 mit Raten zu bewirken, die zu den gewünschten Geschwindigkeiten des Arbeitsgerätes führen.
Die Steuereinheit 58 kann auch gestaltet sein, um einen Blockadezustand der hydraulischen Zylinder 20, 26 während des Betriebs der Maschine basierend auf abgefühlten Parametern des hydraulischen Steuerungssystems 48 zu bestimmen Beispielsweise kann die Steuereinheit 58 gestaltet sein um basierend auf abgefühlten Geschwindigkeiten der hydraulischen Zylinder 20, 26, den gewünschten Geschwindigkeiten der hydraulischen Zylinder 20, 26 (d. h. der gewünschten Hebe- und Neigegeschwindigkeiten des Arbeitsgerätes 14 wie sie von der Schnittstellenvorrichtung 98 empfangen werden), der bekannten Geometrie der hydraulischen Zylinder 20, 26 (z. B. Durchfluss- und/oder Druckbereiche innerhalb der hydraulischen Zylinder 20, 26), und dem Druck des durch die Pumpe 52 an die hydraulischen Zylinder 20, 26 gelieferten Strömungsmittels zu bestimmen welcher, falls überhaupt, der hydraulischen Zylinder 20, 26 blockiert ist. Zum Zweck dieser Offenbarung kann die Blockade eines Zylinders definiert werden als der Zustand, in welchem eine Zylinder (z. B. einer der hydraulischen Zylinder 20, 26) mit unter Druck stehendem Strömungsmittel versorgt wurde, welches normalerweise ausreichend ist um den Zylinder und ein belastetes Arbeitsgerät zu bewegen, aber nur eine geringe oder keine Bewegung erzielt wird. Dieser Zustand kann beispielsweise vorliegen, wenn das Arbeitsgerät 14 durch die Zylinder 20 und/oder 26 gegen ein Hindernis signifikanter Masse bewegt wurde, welches sich einer weiteren Bewegung des Arbeitsgeräts mit einer Kraft widersetzt, welche größer ist als die durch die Zylinder 20 und/oder 26 ausgeübte Kraft (d. h. wenn die Last des Hindernisses die Losbrechkraft übersteigt). Die Feststellung der Blockade des Zylinders wird im folgenden Abschnitt detailliert beschrieben werden.
Die tatsächlichen bzw. Ist-Geschwindigkeiten der hydraulischen Zylinder 20, 26 können durch einen oder mehrere Geschwindigkeitssensoren 102, 103 abgefühlt werden, während der Druck des hydraulischen Steuerungssystems 48 durch einen Drucksensor 105 abgefühlt wird. Die Geschwindigkeitssensoren 102, 103 können jeweils Sensoren der Art magnetischer Aufnehmer darstellen, die mit Magneten (nicht gezeigt) assoziiert sind, welche in Kolbenanordnungen 36 der hydraulischen Zylinder 20, 26 eingebettet sind, und die gestaltet sind, um die Ausfahrpositionen der hydraulischen Zylinder 20, 26 zu detektieren, Positionsänderungen über die Zeit zu indexieren, und entsprechende Signale, die die Geschwindigkeiten der hydraulischen Zylinder 20, 26 anzeigen, zu erzeugen. Wenn die hydraulischen Zylinder 20, 26 ausfahren und sich zurückziehen können die Geschwindigkeitssensoren 102, 103 die Signale erzeugen und an die Steuereinheit 58 leiten. Es ist vorgesehen dass die Geschwindigkeitssensoren 102, 103 alternativ andere Arten von Sensoren darstellen können, wie beispielsweise magnetostriktive Sensoren, die mit einem in den hydraulischen Zylindern 20, 26 innenliegenden Wellenleiter (nicht gezeigt) assoziiert sind, Kabelsensoren, die mit Kabeln (nicht gezeigt) assoziiert sind, welche außen an den hydraulischen Zylindern 20, 26 angebracht sind, innen oder außen angebrachte optische Sensoren, Drehsensoren die mit einem durch die hydraulischen Zylinder 20, 26 schwenkbaren Gelenk assoziiert sind, oder jegliche andere Art von Geschwindigkeitssensoren, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Es ist zudem vorgesehen, dass die Geschwindigkeitssensoren 102, 103 alternativ lediglich gestaltet sind, um Signale zu erzeugen, welche mit den Ausfahr- und Rückzugspositionen der hydraulischen Zylinder 20, 26 assoziiert sind. In dieser Situation kann die Steuereinheit 58 die Positionssignale über die Zeit indexieren, wodurch die die Geschwindigkeiten der hydraulischen Zylinder 20, 26 basierend auf den Signalen von den Geschwindigkeitssensoren 102, 103 bestimmt.
Der Drucksensor 105 kann jede Art von Sensor darstellen, welcher gestaltet ist, um ein Signal zu erzeugen, das einen Druck des hydraulischen Steuerungssystems 48 anzeigt. Beispielsweise kann ein Drucksensor 105 ein Dehnmessstreifendrucksensor, eine kapazitiver Drucksensor, oder ein Piezodrucksensor sein, welcher gestaltet ist, um durch Strömungsmittel, das in Verbindung mit einem Sensorelement steht, ein Signal zu erzeugen, welches zu der Kompression des assoziierten Sensorelements proportional ist. Die durch den Drucksensor 105 erzeugten Signale können zur weiteren Verarbeitung zur Steuereinheit 58 geleitet werden.
Die Steuereinheit 58 kann zudem gestaltet sein, um eine Steuerungsstrategie während eines festgestellten Blockadezustands der hydraulischen Zylinder 20, 26 umzusetzen, welche die Steuerbarkeit, Produktivität und Effizienz der Maschine verbessert. Insbesondere kann die Steuereinheit 58 gestaltet sein, um während Blockadezuständen eines der hydraulischen Zylinder 20, 26 eine Steuerungsstrategie der Durchflussteilung umzusetzen, welche wählbar Strömungsmittel von dem blockierten Zylinder fort und in andere Zylinder des hydraulischen Steuerungssystems 48 leitet, welche sich nicht in dem Blockadezustand befinden. Diese Strategie wird im folgenden Abschnitt detaillierter beschrieben werden.
3 stellt beispielhafte Operationen dar, die durch das hydraulische Steuerungssystem 48 durchgeführt werden. 3 wird im folgenden Abschnitt detaillierter beschrieben werden, um die offenbarten Konzepte weiter zu illustrieren.
Industrielle Anwendbarkeit
Das offenbarte hydraulische Steuerungssystem kann auf jede Maschine anwendbar sein die mehrere Strömungsmittelaktoren aufweist, falls Steuerbarkeit, Produktivität und Effizienz von Belang sind. Das offenbarte hydraulische Steuerungssystem kann Steuerbarkeit, Produktivität und Effizienz erhöhen, indem detektiert wird, ob ein Aktor des Systems blockiert ist, und selektiv bzw. wählbar eine Strategie der Aufteilung des Flusses basierend auf dem blockierten Zustand umgesetzt wird. Nun wird der Betrieb des hydraulischen Steuerungssystems 48 erklärt werden.
Während des Betriebs der Maschine 10 kann ein Bediener die Schnittstellenvorrichtung 98 betätigen, um eine entsprechende Bewegung des Arbeitsgeräts 14 zu bewirken. Die Auslenkungsposition der Schnittstellenvorrichtung 98 kann mit der von einem Bediener gewünschten bzw. Soll-Geschwindigkeit des Arbeitsgeräts 14 in Beziehung stehen. Die Bedienerschnittstellenvorrichtung 98 kann ein Positionssignal erzeugen, das die von dem Benutzer gewünschte Geschwindigkeit während der Betätigung anzeigt und kann dieses Positionssignal zur weiteren Verarbeitung an die Steuereinheit 58 leiten.
Die Steuereinheit 58 kann die Eingabe während des Betriebs der hydraulischen Zylinder 20, 26 empfangen und basierend auf der Eingabe Feststellungen treffen. Insbesondere kann die Steuereinheit 58 unter anderem das Positionssignal der Bedienerschnittstellenvorrichtung empfangen und sich auf die in dem Speicher gespeicherten Kennfelder beziehen um gewünschte Geschwindigkeiten für jeden Strömungsmittelaktor innerhalb des hydraulischen Steuerungssystems 48 sowie die entsprechenden Durchflussraten festzustellen. Die zugehörigen gewünschten Durchflussraten können dann an die passenden Zufuhr- und Auslasselemente der Aktorventilanordnungen 54, 56 angewiesen werden, um die hydraulischen Zylinder 20, 26 in einer Weise zu bewegen, die zu den gewünschten Geschwindigkeiten des Arbeitsgerätes 14 führen.
An einigen Stellen beim Betrieb der Maschine 10 können Situationen auftreten, in welchen die Bewegung eines Bauteils des Gestängesystems 12 eingeschränkt ist. Beispielsweise können die Schaufelkräfte, die durch das Gestängesystem 12 auf die hydraulischen Zylinder 20, 26 wirken steigen, wenn das Arbeitsgerät 14 in einen Haufen aus Erdmaterial geschoben wird. In einigen Beispielen überschreiten die Reaktionskräfte, die durch den Haufen ausgeübt werden, die Losbrechkraft der hydraulischen Zylinder 20, 26, was dazu führt dass einer oder mehrere der hydraulischen Zylinder 20, 26 blockiert bzw. blockieren und damit aufhören, sich in der durch den Bediener gewünschten Weise zu bewegen. Falls das unbeachtet bleibt kann die Maschine 10 während des Blockadezustands in ihrer Leistung nachlassen, und dem Bediener eine verringerte Fähigkeit die Bewegungen des Arbeitsgerätes 14 zu steuern sowie eine geringe Produktivität und Effizienz der Maschine zur Verfügung stellen.
Um dabei zu helfen die negativen Auswirkungen zu reduzieren, die mit der oben beschriebenen Zylinderblockade assoziiert sind, kann die Steuereinheit 58 gestaltet sein um festzustellen welcher der hydraulischen Zylinder 20, 26 sich in dem blockierten Zustand befindet, und um selektierbar die Aufteilung des Flusses zwischen den hydraulischen Zylinder 20, 26 einzuleiten, basierend auf der Feststellung. Wie in 3 gezeigt kann der erste Schritt der Strategie des Aufteilens des Flusses das Überwachen gewünschter Geschwindigkeiten der hydraulischen Zylinder 20, 26, das Abfühlen der tatsächlichen bzw. Ist-Geschwindigkeiten der hydraulischen Zylinder 20, 26 und das Abfühlen des Drucks des hydraulischen Steuerungssystems 48 (Schritt 300) umfassen. Wie oben beschrieben können die gewünschten Geschwindigkeiten der hydraulischen Zylinder 20, 26 von dem Bediener der Maschine 10 mittels Schnittstellenvorrichtung(en) 98 empfangen werden. Die tatsächlichen bzw. Ist-Geschwindigkeiten der hydraulischen Zylinder 20, 26 können entweder direkt durch die Geschwindigkeitssensoren 102, 103 abgefühlt werden oder alternativ können die Positionen der hydraulischen Zylinder 20, 26 direkt durch die Geschwindigkeitssensoren 102, 103 abgefühlt werden und anschließend durch die Steuereinheit 58 über die Zeit indexiert werden, um die tatsächlichen Geschwindigkeiten festzustellen. Der Druck des hydraulischen Steuerungssystems 48 kann durch den Drucksensor 105 abgefühlt werden. Die die gewünschten Geschwindigkeiten, die tatsächlichen Geschwindigkeiten und den Druck anzeigenden Signale können zur weiteren Verarbeitung zur Steuereinheit 58 geleitet werden.
Nach dem Empfang der Signale von der/den Schnittstellenvorrichtung(en) 98, den Geschwindigkeitssensoren 102, 103 und dem Drucksensor 105 kann die Steuereinheit 58 gestaltet sein um tatsächliche bzw. Ist-Strömungsmitteldurchflussraten jedes Zylinders 20, 26 und gewünschte bzw. Soll-Strömungsmitteldurchflussraten zu bestimmen (Schritt 310). Die tatsächliche Durchflussrate für jeden der hydraulischen Zylinder 20, 26 kann als Funktion der gemessenen oder bestimmten Geschwindigkeit jedes hydraulischen Zylinders 20, 26 und einer entsprechenden bekannten Durchflussquerschnittsfläche innerhalb jedes der hydraulischen Zylinder 20, 26 berechnet werden. Die gewünschten Strömungsmitteldurchflussraten können Durchflussratenanweisungen entsprechen, die an die jeweiligen Ventilanordnungen gerichtet werden, welche zuvor bestimmt wurden, indem die gewünschte Zylindergeschwindigkeit, der tatsächliche Druck des hydraulischen Steuerungssystems 48, und die Ventilöffnungspositionen der Zuleitungsventile mittels der in dem Speicher gespeicherten Beziehungskennfelder referenziert werden. Die Steuereinheit 58 kann dann ein Verhältnis der tatsächlichen Strömungsmitteldurchflussrate mit der gewünschten Strömungsmitteldurchflussrate für jeden der hydraulischen Zylinder 20, 26 bestimmen (Schritt 320).
Die Steuereinheit 58 kann das berechnete Verhältnis und den Systemdruck mit einem ersten Schwellwert für das Verhältnis beziehungsweise einem Druckschwellwert vergleichen um festzustellen ob sich einzelne der hydraulischen Zylinder 20, 26 in dem blockierten Zustand befinden. In einem ersten Beispiel kann der erste Schwellwert im Bereich von 0–0,2 liegen, während der Druckschwellwert ein Druck sein kann, der ungefähr gleich 90% eines maximalen Systemdrucks sein kann. Wenn das berechnete Verhältnis kleiner ist als ungefähr 0,2 kann festgestellt werden, dass die tatsächliche Durchflussrate der hydraulischen Zylinder 20, 26 deutlich geringer ist als Durchflussrate die für diesen bestimmten Zylinder gewünscht ist, was bedeutet dass der bestimmte hydraulische Zylinder die höchste Wahrscheinlichkeit aufweist, dass seine Bewegung eingeschränkt ist. Wenn der Druck des hydraulischen Systems 48 größer ist als ungefähr 90% kann daraus geschlossen werden dass mindestens einer der hydraulischen Zylinder 20, 26 mit äußerster Kraft gegen ein Hindernis drückt, wie es während des blockierten Zustands oft der Fall ist.
Während der oben beschriebenen Vergleiche kann die Steuereinheit 58 den Schluss ziehen, dass ein blockierter Zustand in keinem der hydraulischen Zylinder 20, 26 vorliegt (Schritt 340), wenn die Steuereinheit 58 feststellt, dass das Verhältnis der tatsächlichen und der gewünschten Durchflussraten größer ist als der erste Schwellwert für das Verhältnis und der Systemdruck gering ist (d. h. geringer als der Druckschwellwert)(Schritt 330). In dieser Situation kann damit fortgefahren werden die gewünschten Durchflussraten an alle Ventilelemente der Ventilanordnungen 54, 56 anzuweisen (Schritt 350). Beispielsweise kann in einer bestimmten Anwendung der Bediener der Maschine 10 die Schnittstellenvorrichtung 98 betätigen um die maximale Geschwindigkeit des Arbeitsgeräts 14 sowohl beim Heben als auch beim Neigen anzufordern, wodurch eine durch jede der Ventilanordnungen 54, 56 zu den hydraulischen Zylindern 20, 26 zu leitende Durchflussrate von 100 lpm (Litern pro Minute) angefordert wird. In dieser Situation kann die Pumpe 52 in der Lage sein insgesamt ungefähr 100 lpm zu fördern. Dementsprechend kann die Steuereinheit 58 eine angewiesene Durchflussrate von 50 lpm an jede der Ventilanordnungen zu jeder der Ventilanordnungen 54, 56 erzeugen. Während der Vollendung des Schritts 330 kann die Steuereinheit 58 feststellen dass sich die hydraulischen Zylinder 20, 26 mit Geschwindigkeiten bewegen, die anzeigen, dass die entsprechenden tatsächlichen Durchflussraten annähernd gleich den gewünschten und angewiesenen Durchflussraten sind. Dementsprechend kann die Steuereinheit 58 ein Verhältnis der tatsächlichen zu den gewünschten Durchflussraten von ungefähr 1,0 für jeden der hydraulischen Zylinder 20, 26 berechnen, was deutlich über dem ersten Schwellwert für das Verhältnis liegt, welcher mit dem Blockadezustand assoziiert ist. Zu ungefähr der selben Zeit kann die Steuereinheit 58 den Systemdruck kontrollieren und feststellen, dass der Systemdruck ungefähr nur 50% eines maximalen Drucks beträgt, was ebenfalls einen normalen Betrieb anzeigt (d. h. Betrieb während dessen kein Blockadezustand vorliegt). Weil keine Blockadezustände detektiert wurden kann die Steuereinheit 58 damit fortfahren, eine Durchflussanweisung von 50 lpm an jede der Ventilanordnungen 54, 56 zu richten, so lange sich die Schnittstellenvorrichtung 98 in derselben maximal ausgelenkten Position befindet.
Während der oben beschriebenen Vergleiche kann, wenn die Steuereinheit 58 feststellt, dass das Verhältnis für eine erste Untergruppe der hydraulischen Zylinder 20, 26 größer ist als der erste Schwellwert für das Verhältnis, aber der Systemdruck hoch ist (d. h. größer als der Druckschwellwert)(Schritt 360), die Steuereinheit 58 den Schluss ziehen, dass in einem weiteren der hydraulischen Zylinder 20, 26, welcher nicht Teil der Untergruppe ist, der Blockadezustand vorliegt (Schritt 370). In dieser Situation kann die gewünschte Durchflussrate zuzüglich einer Zurückadditions-Durchflussrate (add back flow rate) von den jeweiligen Ventilanordnungen 54, 56, welche mit dem nicht blockierten hydraulischen Zylinder bzw. den nicht blockierten hydraulischen Zylindern assoziiert sind, abgefordert werden (Schritt 380). Mit dem oben beschriebenen Beispiel fortfahrend, in welchem der Bediener der Maschine 10 die Schnittstellenvorrichtung 98 betätigte, um die maximale Geschwindigkeit des Arbeitsgeräts 14 sowohl beim Heben als auch beim Neigen abzufordern und die Steuereinheit 58 eine an die Ventilanordnungen 54, 56 gerichtete angewiesene Durchflussrate von 50 lpm erzeugte, kann die Steuereinheit 58 jetzt feststellen, dass obwohl das Verhältnis der tatsächlichen zur gewünschten Durchflussrate des hydraulischen Zylinders 26 größer ist als der erste Schwellwert für das Verhältnis (d. h. dass das Neigen bei einer gewünschten Geschwindigkeit durchgeführt wird), der Systemdruck höher ist als der Druckschwellwert. In dieser Situation kann die Steuereinheit 58 feststellen dass ein weiterer Aktor der Maschine 10 durch eine von außen wirkende Kraft in dramatischer Weise verlangsamt oder sogar vollständig in seiner Bewegung gestoppt wurde (d. h. dass in dem gegenwärtigen Beispiel hydraulische Zylinder 20 blockiert wurden), was einen abrupten Anstieg des Systemdrucks verursacht. Unter diesen Bedingungen kann möglicherweise nur die Ventilanordnung 56 tatsächlich Strömungsmittel mit der oder nahe der gewünschten Durchflussrate durchlassen, obwohl die Durchflussratenanweisung von 50 lpm weiterhin an jede der Ventilanordnungen 54, 56 gerichtet wird. Die Ventilanordnung 54 kann stattdessen nur sehr wenig Strömungsmittel durchlassen, wenn überhaupt. Dementsprechend kann die Pumpe 52 zu diesem Zeitpunkt plötzlich einen Kapazitätsüberschuss von ungefähr 50 lpm aufweisen (d. h. die ”add back”-Durchflussrate), welche nicht durch irgendeinen der hydraulischen Zylinder 20, 26 verbraucht wird. Um die Produktivität und Effizienz der Maschine 10 zu verbessern kann dieser Kapazitätsüberschuss an den nicht blockierten Aktor bzw. die nicht blockierten Aktoren (d. h. an die hydraulischen Zylinder 26 in dem gegenwärtigen Beispiel) geleitet werden. Dementsprechend kann die gewünschte Durchflussrate des Strömungsmittels, die durch den blockierten der hydraulischen Zylinder 20, 26 angefordert aber nicht verbraucht wird, zu der Durchflussratenanweisung zurück addiert werden, welche zu der Ventilanordnung des nicht blockierten der hydraulischen Zylinder 20, 26 gerichtet wird. Das heißt, aufgrund der Durchflussrate durch die Ventilanordnung 54 können nun 100 lpm von der Ventilanordnung 56 angefordert werden.
In einigen Fällen kann die zurückaddierte Durchflussrate in eingeschränkter Weise zurück zu der gewünschten Durchflussrate addiert werden, um ruckartige Bewegungen der Maschine 10 zu verhindern. Das heißt, falls die an die Ventilanordnung 56 gerichtete Durchflussratenanweisung plötzlich von 50 lpm auf 100 lpm springen würde, könnte sich die Geschwindigkeit der Neigebewegung der Maschine 10 plötzlich verdoppeln, was in einigen Situationen unerwünscht wäre. Dementsprechend könnte die Steuereinheit 58 gestaltet sein um die Durchflussratenanweisung graduell um den ”add back”-Betrag zu erhöhen. Das heißt, die Steuereinheit 58 kann die Rate bzw. Geschwindigkeit limitieren, mit der die Durchflussratenanweisung gesteigert wird. In einem Ausführungsbeispiel wird die Geschwindigkeit, mit welcher die Durchflussratenanweisung gesteigert wird auf ungefähr 100–1500 lpm/sec begrenzt werden, in Abhängigkeit von der Anwendung.
Während der oben beschriebenen Vergleiche kann, wenn die Steuereinheit 58 feststellt, dass das Verhältnis für einen bestimmten der hydraulischen Zylinder 20, 26 geringer ist als der erste Schwellwert für das Verhältnis und der Systemdruck hoch ist (Schritt 390), die Steuereinheit 58 den Schluss ziehen, dass in dem bestimmten der Zylinder 20, 26 selbst der Blockadezustand vorliegt (Schritt 400), und die von der jeweiligen Ventilanordnung 54, 56 angeforderte Durchflussratenanweisung, die mit dem blockierten hydraulischen Zylinder 20, 26 assoziiert ist, kann auf die gewünschte Durchflussrate oder eine konstante Standard-Durchflussrate begrenzt werden, je nachdem welche niedriger ist (Schritt 410). Die konstante Standard-Durchflussrate kann in einem Beispiel ungefähr 10–50% einer maximalen Durchflussrate sein, und kann gedacht sein um abrupte Bewegungen des Arbeitsgerätes in einer Situation zu verhindern, in welcher der Blockadezustand plötzlich aufgehoben wird (d. h. in welchem die zuvor eingeschränkte Maschinenbewegung plötzlich nicht länger eingeschränkt ist). Mit dem oben beschriebenen Beispiel fortfahrend, in welchem festgestellt wird, dass hydraulische Zylinder 20 während des Hebens des Arbeitsgeräts 14 blockiert wurden, kann die Durchflussratenanordnung, welche im Folgenden an die Ventilanordnung 54 gerichtet wird, auf 5–25 lpm verringert werden.
In einigen Anwendungen kann ein zusätzlicher Parameter in der Feststellung, ob sich ein bestimmter der hydraulischen Zylinder 20, 26 im blockierten Zustand befindet, eine Rolle spielen. Insbesondere kann das offenbarte Ausführungsbeispiel erforderlich machen, dass zumindest eine minimale gewünschte Durchflussrate für einen bestimmten der hydraulischen Zylinder 20, 26 vorliegt, damit der Blockadezustand existiert. In einem Beispiel kann die minimale gewünschte Durchflussrate ungefähr 1–10% der maximalen Durchflussrate sein. In Situationen in welchen weniger als die minimale gewünschte Durchflussrate angefordert/angewiesen wurde, können es Einschränkungen der Geschwindigkeitssensoren 102, 103 schwierig machen, einen Vergleich des gewünschten mit dem tatsächlichen Durchfluss anzustellen.
Die Steuereinheit 58 kann gestaltet sein, um den Status des Blockadezustands für einen bestimmten der hydraulischen Zylinder 20, 26 aufrecht zu erhalten, selbst nachdem der Systemdruck beginnt abzunehmen und/oder das Verhältnis der tatsächlichen zu den gewünschten Durchflussraten beginnt zu steigen. Das heißt, um die Stabilität der Maschine in Zuständen nahe der Blockade zu verbessern kann die Steuereinheit 58 den Status des Blockadezustands für einen bestimmten der hydraulischen Zylinder 20, 26 aufrecht erhalten werden, bis das Verhältnis der tatsächlichen zu den gewünschten Durchflussraten über einen zweiten Schwellwert für das Verhältnis ansteigt, welcher größer ist als der erste Schwellwert für das Verhältnis. In einem Beispiel kann der zweite Schwellwert für das Verhältnis ungefähr 0,3 sein.
Die offenbarte Steuerungsstrategie und die Hardware des hydraulischen Steuerungssystems 48 können dabei helfen, die Produktivität und Effizienz der Maschine 10 zu verbessern. Insbesondere kann während einer Operation mit gemischten Bewegungen der Maschine 10 (d. h. während einer kombinierten Hebe- und Neigebewegung) ein überschüssiger Durchfluss, der einem blockierten hydraulischen Zylinder zugedacht war, in einen nicht blockierten Zylinder abgeleitet werden. Weil dieser Überschuss der Pumpe 52 den nicht blockierten hydraulischen Zylindern verfügbar gemacht wird, anstatt den Hub der Pumpe 52 zu verringern um ihren Ausstoß zu verringern, kann die Produktivität und Effizienz der Maschine 10 verbessert werden.
Zudem kann die Modulation über die nicht blockierten hydraulischen Zylinder verbessert werden, weil die Pumpe 52 nicht länger so häufig oder in einem solchen Ausmaß in ihrem Hub reduziert werden und ihren Ausstoß verringern muss. Insbesondere kann die Ausstoßrate der Pumpe 52 in steigendem Maß verringert werden, wenn der Druck des durch die Pumpe 52 ausgestoßenen Strömungsmittels aufgrund des blockierten hydraulischen Zylinders steigt. Diese Verringerung der Durchflussrate würde normalerweise den Zufluss an alle hydraulischen Aktoren verringern, einschließlich der nicht blockierten hydraulischen Aktoren. Jedoch kann durch das Umleiten des ”add back”-Durchflusses zu den nicht blockierten Aktoren der Systemdruck verringert werden, ohne den Hub der Pumpe 52 zu verringern. Dementsprechend kann der Ausstoß der Pumpe 52 im Wesentlichen vor und während Blockadezuständen konstant bleiben, wodurch ein ausreichender Durchfluss bereitgestellt wird, der eine volle Modulation der nicht blockierten hydraulischen Zylinder erlaubt.
Schließlich kann die Steuerbarkeit der Maschine 10 erhöht werden, wenn der Aktor wieder frei ist, sich zu bewegen, weil die an den blockierten hydraulischen Zylinder angewiesene Durchflussrate verringert werden kann. Das heißt, der ehemals blockierte hydraulische Aktor kann, nachdem er von seiner Beschränkung befreit wird, langsam seine volle Geschwindigkeit wiedererlangen, wodurch die Wahrscheinlichkeit ruckartiger Maschinenbewegungen verringert wird.
Es wird dem Fachmann leicht ersichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen an dem offenbarten hydraulischen Steuerungssystem vorgenommen werden können. Andere Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann durch Betrachtung der Beschreibung und der Ausführung des offenbarten hydraulischen Steuerungssystems offensichtlich werden. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele lediglich beispielhafter Natur sind, wobei der wahre Umfang durch die folgenden Ansprüche und ihre Entsprechungen gegeben ist.
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 7260931 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Egelja et al am 28. August 2007 [0003]

Claims

Ein hydraulisches Steuerungssystem (48), welches folgendes aufweist: einen hydraulischen Kreislauf (50); eine Pumpe (52), die gestaltet ist, um unter Druck stehendes Strömungsmittel an den hydraulischen Kreislauf zu liefern; einen ersten Strömungsmittelaktor (20), der strömungsmitteltechnisch verbunden ist um unter Druck stehendes Strömungsmittel von dem hydraulischen Kreislauf zu empfangen; eine erste Ventilanordnung (54), die beweglich ist, um einen Fluss von Strömungsmittel zu dem ersten Strömungsmittelaktor zu steuern; einen zweiten Strömungsmittelaktor (26), der strömungsmitteltechnisch verbunden ist um unter Druck stehendes Strömungsmittel von dem hydraulischen Kreislauf zu empfangen; eine zweite Ventilanordnung (56), die beweglich ist, um einen Fluss von Strömungsmittel zu dem ersten Strömungsmittelaktor zu steuern; eine Steuereinheit (58), welche mit den ersten und zweiten Ventilanordnungen in Verbindung steht, wobei die Steuereinheit gestaltet ist um: eine Bestimmung eines Blockadezustands des ersten Strömungsmittelaktors vorzunehmen; und wählbar eine an die zweite Ventilanordnung gerichtete Durchflussanweisung basierend auf der Bestimmung zu ändern.
Das hydraulische System gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit gestaltet ist um wählbar die an die zweite Ventilanordnung gerichtete Strömungsanweisung um einen Betrag, der ungefähr gleich der an die erste Ventilanordnung gerichteten Strömungsanweisung ist zu erhöhen, wenn bestimmt wird, dass sich der erste Strömungsmittelaktor in einem Blockadezustand befindet.
Das hydraulische Steuerungssystem gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit gestaltet ist, um wählbar die Strömungsanweisung mit einer Rate bzw. Geschwindigkeit zu erhöhen, welche geringer ist als ein Schwellwert.
Das hydraulische Steuerungssystem gemäß Anspruch 3, wobei der Schwellwert ungefähr 100–1500 lpm/sec ist.
Das hydraulische System gemäß Anspruch 2, wobei die Steuereinheit gestaltet ist um wählbar die an die erste Ventilanordnung gerichtete Strömungsanweisung zu begrenzen, wenn bestimmt wird, dass sich der erste Strömungsmittelaktor in dem Blockadezustand befindet.
Das hydraulische System gemäß Anspruch 5, wobei die Steuereinheit gestaltet ist um wählbar die an die erste Ventilanordnung gerichtete Strömungsanweisung auf ungefähr 10–50% einer maximalen Strömungsanweisung zu begrenzen.
Das hydraulische Steuerungssystem gemäß Anspruch 2, wobei ein Ausstoß der Pumpe vor und während des Blockadezustands des ersten Strömungsmittelaktors im Wesentlichen unverändert bleibt.
Das hydraulische Steuerungssystem gemäß Anspruch 7, wobei die Pumpe eine hydromechanische lastabfühlende Pumpe ist.
Ein Verfahren zum Betrieb einer Maschine (10), welches folgendes umfasst: das Beaufschlagen eines Strömungsmittels mit Druck; Leiten eines ersten Flusses des unter Druck stehenden Strömungsmittels, um die Maschine in einer ersten Weise zu bewegen; Leiten eines zweiten Flusses des unter Druck stehenden Strömungsmittels, um die Maschine in einer zweiten Weise zu bewegen; Vornehmen der Bestimmung eines Blockierungszustands, welcher mit einer Bewegung der Maschine in der ersten Weise assoziiert ist, und wählbar eine Veränderung des zweiten Flusses basierend auf der Bestimmung anzuordnen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das wählbare Anweisen der Änderung das wählbare Anweisen einer Steigerung des zweiten Flusses um einen Betrag umfasst, welcher ungefähr gleich dem ersten Fluss ist, wenn bestimmt wird, dass die Bewegung der Maschine in der ersten Weise blockiert ist.