DE112013003540B4 - Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und damit ausgerüstete Arbeitsmaschine - Google Patents

Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und damit ausgerüstete Arbeitsmaschine Download PDF

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Abstract

Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, umfassend:eine erste Hydraulikpumpe (9), die eine Durchflusssteuervorrichtung (9a) zum Steuern des Durchflusses und der Richtung von abzugebendem Hydraulikfluid aufweist;einen ersten Einzelstangenhydraulikzylinder, der mit dem Hydraulikfluid angetrieben wird, um eines der Arbeitselemente einer Arbeitsvorrichtung (105) der Arbeitsmaschine anzutreiben;einen geschlossenen Hydraulikkreis (A), der die erste Hydraulikpumpe (9) mit dem ersten Einzelstangenhydraulikzylinder verbindet, um mittels einer ersten Strömungsleitung (13), durch die das Hydraulikfluid strömt, einen geschlossenen Kreislauf zu bilden;eine Verbindungsleitung (15), die von der ersten Strömungsleitung (13) abzweigt;eine zweite Strömungsleitung (24), von der ein Ende mit der Verbindungsleitung (15) verbunden ist;eine dritte Strömungsleitung (23), von der ein Ende mit einem Tank (18) verbunden ist;eine zweite Hydraulikpumpe (10), die zu Vor- und Rückwärtsdrehungen befähigt ist und eine erste und eine zweite Öffnung (10x, 10y) aufweist, wobei die erste Öffnung (10x) mit der zweiten Strömungsleitung (24) und die zweite Öffnung (10y) mit dem anderen Ende der dritten Strömungsleitung (23) verbunden ist;einen zweiten Einzelstangenhydraulikzylinder, der ein anderes Arbeitselement als das vom ersten Einzelstangenhydraulikzylinder angetriebene Arbeitselement antreibt;einen Regler (10a), der an der zweiten Hydraulikpumpe (10) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, eine Strömungsrichtung des Hydraulikfluides, das von der Verbindungsleitung (15) zum Tank (18) fließt, und des Hydraulikfluides, das vom Tank (18) zu der Verbindungsleitung (15) fließt, zu ändern;ein Durchflusssteuerungsventil (30), das den Durchfluss und die Strömungsrichtung des Hydraulikfluides, das von der zweiten Hydraulikpumpe (10) bereitgestellt wird, ändert, und das Durchflusssteuerungsventil (30) das bereitgestellte Hydraulikfluid weiter an den zweiten Einzelstangenhydraulikzylinder liefert;einen offenen Hydraulikkreis (B) mit einer vierten Strömungsleitung (31, 32), die das Durchflusssteuerungsventil (30) mit dem zweiten Einzelstangenhydraulikzylinder verbindet, und einer fünften Strömungsleitung (35), die das Durchflusssteuerungsventil (30) mit dem Tank (18) verbindet;einem Schaltventil (27), das an die zweite Strömungsleitung (24) angeschlossen ist und das ein Durchleiten oder ein Unterbrechen der zweiten Strömungsleitung (24) auswählt; undeine Steuerung, die die erste Hydraulikpumpe (9), die zweite Hydraulikpumpe (10), das Schaltventil (27) und den Regler (10a) steuert,gekennzeichnet dadurch, dassdie Steuerung dazu eingerichtet ist, das Schaltventil (27) zu öffnen und den Regler (10a) derart zu steuern, dass die zweite Hydraulikpumpe (10) als hydraulischer Motor arbeitet, wenn der erste Einzelstangenhydraulikzylinder in einer Kolbenstangen-Kontraktionsrichtung arbeitet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, wie beispielsweise einen Hydraulikbagger, und auf eine Arbeitsmaschine, die mit der Antriebsvorrichtung ausgerüstet ist.
  • Stand der Technik
  • In neuerer Zeit erfolgt eine Entwicklung hin zu einem Hydraulikkreis (der als geschlossener Kreislauf definiert ist) in einer Arbeitsmaschine, wie beispielsweise einem Hydraulikbagger, wobei der Hydraulikkreis so verbunden ist, dass er zum Antreiben eines hydraulischen Stellglieds weniger Drosselelemente aufweist und Hydraulikfluid von einer Hydraulikantriebsquelle, wie beispielsweise einer Hydraulikpumpe, dem hydraulischen Stellglied zuführt, bevor das benutzte Hydraulikfluid wieder zur Hydraulikantriebsquelle zurückgeführt wird, ohne dass das Fluid wieder in einen Tank eingespeist wird, so dass die Betriebsstoffverbrauchsrate gesenkt werden kann.
  • Bei vielen Arbeitsmaschinen wird ein Einzelstangenzylinder als hydraulisches Stellglied verwendet. Beim Einzelstangenzylinder unterscheidet sich die Druckaufnahmefläche des innenliegenden Kolbens an der Kopfseite von der an der Stangenseite. Wenn daher der Zylinder mit einem geschlossenen Kreislauf verbunden ist, führt das dazu, dass das Antreiben des Kolbens einen Hydraulikfluiddurchflussüberschuss oder -mangel im Kreislauf hervorruft. Es gibt einen geschlossenen Hydraulikkreis, der mit einem Spülventil ausgestattet ist, um einen solchen Hydraulikfluiddurchflussüberschuss oder -mangel zu steuern (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
  • Es wird auch eine Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine vorgesehen, wobei die Antriebsvorrichtung die optimale Leistung in Übereinstimmung mit einer Last liefern kann und folgendes umfasst: einen geschlossenen Kreislauf, der die Betriebsgeschwindigkeit eines Hydraulikdruckstellglieds steuert, das mit einer Hydraulikdruckpumpe über eine variable Verdrängungssteuerung der Hydraulikdruckpumpe verbunden ist, deren Durchfluss mittels einer variablen Verdrängungsvorrichtung gesteuert wird; einen offenen Kreislauf, der die Betriebsgeschwindigkeit des Hydraulikdruckstellglieds steuert, das mit einem Steuerventil über eine variable Verdrängungssteuerung der Hydraulikdruckpumpe verbunden ist, deren Durchfluss mittels einer variablen Verdrängungsvorrichtung gesteuert wird, die sich von der obigen variablen, den Durchfluss der Hydraulikdruckpumpe im geschlossenen Kreislauf steuernden Verdrängungsvorrichtung unterscheidet, sowie über eine Durchflusssteuerung, die durch das Steuerventil zum Steuern des von der Hydraulikdruckpumpe zugeführten Hydraulikfluids und durch ein parallel mit dem Steuerventil bereitgestelltes Umgehungsventil bewirkt wird; und einen Verteilungskreis, der das Hydraulikfluid von der Hydraulikdruckpumpe im offenen Kreislauf zum Hydraulikdruckstellglied im geschlossenen Kreislauf verteilt (siehe beispielsweise Patentliteratur 2).
  • Patentliteratur 3 beschreibt eine weitere Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine.
  • Literatur des Standes der Technik
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: JP-58-57559-A
    • Patentliteratur 2: JP-2005-76781-A
    • Patentliteratur 3: EP 1 571 352 A1
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Mit dem in der oben angegebenen Patentliteratur 1 beschriebenen geschlossenen Hydraulikkreis wird überschüssiges Hydraulikfluid in den Tank unter Verwendung des Spülventils abgeführt, das mittels eines Vorsteuerdrucks betrieben wird, der durch den kopfseitigen Kreislaufdruck auf den Kolben im Zylinder und durch den stangenseitigen Kreislaufdruck auf den Kolben gebildet wird. Dies erlaubt die Steuerung des Durchflusses des Hydraulikfluids, das durch die Strömungsleitungen strömt, und stellt eine stabile Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange zur Verfügung.
  • An der Arbeitsmaschine variiert allerdings die auf den Zylinder ausgeübte Last (Druck innerhalb des Kreislaufs) häufig abhängig von der äußeren Kraft und dem Leergewicht. Gleichzeitig variiert der Durchfluss des überschüssigen, in den Tank abgeführten Hydraulikfluids mit dem Druck innerhalb des Kreislaufs. Wenn die Last auf den Zylinder variiert, ist es daher schwierig, den Durchfluss des in den Zylinder strömenden Hydraulikfluids konstant zu halten. Dadurch wird es schwierig, die Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange wie von der Bedienperson gewünscht beizubehalten, so dass die Bedienbarkeit der Arbeitsmaschine vermindert wird.
  • Die Antriebsvorrichtung für die in der oben angegebenen Patentliteratur 2 beschriebenen Arbeitsmaschine umfasst einen offenen Kreislauf, einen Verteilungskreis und einen geschlossenen Kreislauf, der mit dem in der Patentliteratur 1 offenbarten Spülventil ausgestattet ist. Das überschüssige Hydraulikfluid, das erzeugt wird, wenn die Kolbenstange in die Einfahrrichtung getrieben wird, wird über das Spülventil in den Tank abgeführt; der Hydraulikfluidmangel, der entsteht, wenn die Kolbenstange in die Ausfahrrichtung getrieben wird, wird vom offenen Kreislauf wieder aufgefüllt, der mit der Kopfseite des Kolbens im Zylinder verbunden ist. Der Durchfluss des durch die Strömungsleitungen strömenden Hydraulikfluids wird auf diese Weise gesteuert, so dass eine stabile Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange vorgesehen wird.
  • Wenn allerdings der Durchfluss des durch eine Hydraulikpumpe im Inneren des geschlossenen Kreislaufs strömenden Hydraulikfluids sowohl in der Ausfahrrichtung als auch der Einfahrrichtung der Kolbenstange gleich ist, wird die Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange in der Einfahrrichtung niedriger als in der Ausfahrrichtung. Ein daraus resultierendes Problem besteht darin, dass die Bedienbarkeit der Arbeitsmaschine vermindert wird.
  • Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf die obigen Umstände, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsvorrichtung zur Verwendung bei einer Arbeitsmaschine, die ein geschlossenes Hydraulikkreislaufsystem zum Antreiben von Zylindern mit Hydraulikpumpen aufweist und weitgehend dieselbe Betriebsgeschwindigkeit für die Kolbenstange sowohl in der Ausfahrrichtung als auch der Einfahrrichtung ungeachtet der auf den Zylinder ausgeübten Last zulässt, und eine Arbeitsmaschine vorzusehen, die mit dieser Antriebsvorrichtung ausgestattet ist.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Um das obige Problem zu lösen, übernimmt die vorliegende Erfindung zum Beispiel die in den beigefügten Ansprüchen beschriebenen Aufbauten. Diese Anmeldung umfasst eine Anzahl von Einrichtungen zum Lösen des obigen Problems, die beispielhaft umfasst: eine erste Hydraulikpumpe, die eine Durchfluss-Steuervorrichtung zum Steuern des Durchflusses und der Richtung des zuzuführenden Hydraulikfluids aufweist; einen mit dem Hydraulikfluid angetriebenen Einzelstangen-Hydraulikzylinder zum Antreiben eines der Arbeitselemente einer Arbeitsvorrichtung auf der Arbeitsmaschine; einen geschlossenen Hydraulikkreis, der die erste Hydraulikpumpe mit dem Einzelstangen-Hydraulikzylinder verbindet, um mittels Strömungsleitungen, durch die das Hydraulikfluid strömt, einen geschlossenen Kreislauf zu bilden; eine Verzweigungsleitung, die zwischen der ersten Hydraulikpumpe und dem Einzelstangen-Hydraulikzylinder von der Strömungsleitung abzweigt; eine erste Strömungsleitung, deren eines Ende mit der Abzweigleitung verbunden ist; einen Tank, der mit dem anderen Ende der ersten Strömungsleitung verbunden ist; und eine Hydraulikfluiddurchflusssteuervorrichtung, die mit der ersten Strömungsleitung verbunden ist, um den Durchfluss des Hydraulikfluids zu steuern, das von der Abzweigleitung zum Tank oder vom Tank zur Abzweigleitung strömt.
  • Wirkung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung besitzt eine Steuervorrichtung, die an eine Strömungsleitung angeschlossen ist, die von einem geschlossenen Hydraulikkreis abzweigt und mit einem Tank verbunden ist, wobei die Steuervorrichtung den Durchfluss und die Richtung des durch die Strömungsleitung strömenden Hydraulikfluids steuert. Dadurch wird es möglich, dass die Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange in einem durch den geschlossenen Hydraulikkreis betätigten Zylinder sowohl in der Ausfahrrichtung als auch in der Einfahrrichtung der Kolbenstange ungeachtet der auf die Arbeitsmaschine ausgeübten Last weitgehend gleich ist. Im Ergebnis wird eine ausgezeichnete Bedienbarkeit für die Arbeitsmaschine sichergestellt.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Seitenansicht eines Hydraulikbaggers, der mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, die aus einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und einer damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist.
    • 2 ist ein Hydraulikschaltbild der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist.
    • 3 ist eine Tabellenansicht, die typische Arbeitsabläufe von Magnetschaltventilen und Hydraulikpumpen in unterschiedlichen Betriebsarten der ersten Ausführungsform und einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auflistet, die jeweils aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut sind.
    • 4 ist ein Satz graphischer von Kennfeldern, der typische Beziehungen zwischen dem Zustand eines Schaltventils, dem Durchfluss einer ersten Hydraulikpumpe, dem Durchfluss einer zweiten Hydraulikpumpe und der Geschwindigkeit eines Auslegers in der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die jeweils aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut sind.
    • 5 ist ein Hydraulikschaltbild der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist.
  • Methode zum Durchführen der Erfindung
  • Nachfolgend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die jeweils aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut sind, mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
  • <Erste Ausführungsform>
  • 1 ist eine Seitenansicht eines Hydraulikbaggers, der mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist, die aus einer Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und einer damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist. In 1 umfasst ein Hydraulikbagger 100 einen Kettenaufbau 101, einen Schwenkaufbau 102, der schwenkbar mit einer dazwischen eingesetzten Schwenkvorrichtung 104 am Kettenaufbau 101 montiert ist, eine Kabine 103, die am Schwenkaufbau 102 montiert ist, und ein gelenkiges vorderes Arbeitsgerät 105, das an der oberen Vorderseite der Kabine 103 und am Schwenkaufbau 102 vertikal drehbar angebracht ist.
  • Der Schwenkaufbau 102 ist mit einer Antriebsvorrichtung ausgestattet, die einen geschlossenen Hydraulikkreis und offene Hydraulikkreise umfasst und nachfolgend ausführlich beschrieben ist.
  • Das vordere Arbeitsgerät 105 hat einen Ausleger 2, dessen Basisende schwenkbar am Schwenkaufbau 102 angebracht ist, einen Arm 4, der schwenkbar am Spitzenende des Auslegers 2 angebracht ist, und eine Schaufel 6, die schwenkbar am oberen Ende des Arms 4 angebracht ist. Der Ausleger 2, der Arm 4 und die Schaufel 6 werden mittels eines Auslegerzylinders 1, eines Armzylinders 3 bzw. eines Schaufelzylinders 5 betätigt.
  • Der Aufbau der Antriebsvorrichtung dieser Ausführungsform wird als Nächstes mit Bezug auf 2 erläutert. 2 ist ein Hydraulikschaltbild der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist. Das Schaubild zeigt für diese Ausführungsform nur die Antriebseinheiten der Stellglieder zum Antreiben des Auslegers 2, des Arms 4 und der Schaufel 6, die den Hydraulikbdgger 100 bilden; die anderen Antriebseinheiten der verfahrbaren Stellglieder für den Kettenaufbau 101 sind weggelassen. In 2 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in 1 dieselben Bauteile, so dass ihre ausführlichen Erläuterungen weggelassen werden.
  • Diese Ausführungsform umfasst einen geschlossenen Hydraulikkreis A, der den Auslegerzylinder 1 zum Antreiben des Auslegers 2 mit einer ersten Hydraulikpumpe 9 verbindet, einen offenen Hydraulikkreis B, der den Armzylinder 3 zum Antreiben des Arms 4 mit einer zweiten Hydraulikpumpe 10 verbindet, und einen offenen Hydraulikkreis C, der den Schaufelzylinder 5 zum Antreiben der Schaufel 6 mit einer dritten Hydraulikpumpe 11 verbindet. Die zweite und dritte Hydraulikpumpe 10 und 11, die den offenen Hydraulikkreis B und C bilden, sind mit Zwei-Wege-Schrägscheibenmechanismen 10a und 11a zum Ändern der Abgaberichtung ausgerüstet. Die offenen Hydraulikkreise B und C sind mit Magnetschaltventilen 25 bis 27 und 37 bis 39 ausgestattet, um die Abgaberichtung des Hydraulikfluids zu einem der folgenden zu ändern: den geschlossenen Hydraulikkreis bzw. den offenen Hydraulikkreis B oder C. Eine Steuereinheit 57 empfängt die Betriebsgrößen der Steuerhebel 56a bis 56c zum Betätigen des Auslegers 2, des Arms 4 und der Schaufel 6, um so die Abgabe-Durchflussmengen der Hydraulikpumpen 9 bis 11, das Öffnen und Schließen der Magnetschaltventile 25 bis 27 und 37 bis 39 und die Arbeitsabläufe der Proportionalschaltventile 30 und 42 zu steuern.
  • Im Ergebnis kann der Hydraulikfluidüberschuss oder -mangel, der entsteht, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 im geschlossenen Hydraulikkreis A ausgefahren und eingefahren wird, durch die Hydraulikpumpen 10 und 11 der offenen Hydraulikkreise B und C kompensiert werden, die eine Hydraulikfluiddurchflusssteuervorrichtung bilden. Demgemäß ist es möglich, Schwankungen bei der Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange zu verhindern und die Betriebsgeschwindigkeit auszugleichen, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 ausgefahren und eingefahren wird, wodurch die Bedienbarkeit der Arbeitsmaschine verbessert wird. Die Arbeitsabläufe, die diese Funktionsweise ausführen, sind nachfolgend ausführlich beschrieben.
  • In 2 ist eine Leistungsübertragungsvorrichtung 8 zum Verteilen der Leistung eines Motors 7 mit dem Motor 7 verbunden, der als Leistungsquelle dient. Die Leistungsübertragungsvorrichtung 8 ist mit der ersten Hydraulikpumpe 9 zum Antreiben des Auslegerzylinders 1, der zweiten Hydraulikpumpe 10 zum Antreiben des Armzylinders 3, der dritten Hydraulikpumpe 11 zum Antreiben des Schaufelzylinders 5 und einer Speisepumpe 12 zum Wiederauffüllen einer niederdruckseitigen Leitung im geschlossenen Hydraulikkreis A mit Hydraulikfluid ausgestattet, die weiter unten erörtert sind, wobei jede Pumpe an der Leistungsübertragungsvorrichtung 8 mit einer dazwischen angeordneten Antriebswelle angeschlossen ist.
  • Die erste Hydraulikpumpe 9, die zweite Hydraulikpumpe 10 und die dritte Hydraulikpumpe 11 sind jeweils mit den Zwei-Wege-Schrägscheibenmechanismen, die jeweils ein Paar Einlass- und Auslassöffnungen haben, und Reglern 9a, 19a und 11a ausgestattet, die jeweils den Kippwinkel der Zwei-Wege-Schrägscheibe regulieren. Die Regler 9a, 10a und 11a werden mittels Befehlssignalen von der Steuereinheit 57 gesteuert. Auf diese Weise werden die Durchflussmengen beim Ansaugen und Abgeben und ihre Richtungen im Hinblick auf die erste bis dritte Hydraulikpumpe 9 bis 11 gesteuert. Weiterhin fungieren die erste bis dritte Hydraulikpumpe 9 bis 11 als Hydraulikmotoren, wenn ihnen Hydraulikfluid zugeführt wird.
  • Es wird nun der geschlossene Hydraulikkreis A erläutert. Der Auslegerzylinder 1, der einen Teil des geschlossenen Hydraulikkreises A bildet, ist mit einem Zylinderkörper, einem Kolben, der beweglich im Zylinderkörper installiert ist, und einer an der einen Seite des Kolbens angebrachten Kolbenstange ausgerüstet. Von daher bildet der Auslegerzylinder 1 einen Einzelstangenhydraulikzylinder, der mit einer stangenseitigen Ölkammer 1b und einer kopfseitigen Ölkammer 1a ausgestattet ist.
  • Ein Auslegersteuerhebel 56a ist in der Kabine 103 installiert. Ein Betriebsgrößensignal vom Auslegersteuerhebel 56a wird in die Steuereinheit 57 eingegeben. Die Steuereinheit 57 steuert wiederum die Hydraulikpumpen 9, 10 und 11 und die Schaltventile 25 bis 27 und 37 bis 39 derart, dass die dem Betriebsgrößensignal entsprechende Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange erreicht wird.
  • Die erste Hydraulikpumpe 9 hat zwei Hydraulikfluidabgabe/ansaugöffnungen 9x und 9y. Eine Hydraulikfluidabgabe/ansaugöffnung 9x ist mit einem Ende einer ersten Leitung 13 verbunden. Das andere Ende der ersten Leitung 13 ist mit der Verbindungsöffnung der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 verbunden. Die andere Hydraulikfluidabgabe/ansaugöffnung 9y ist mit einem Ende einer zweiten Leitung 14 verbunden. Das andere Ende der zweiten Leitung 14 ist mit der Verbindungsöffnung der stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 verbunden.
  • Die erste Leitung 13 ist mit der Auslassseite eines Sperrventils 17a, das nur ein Ansaugen erlaubt, der Einlassseite eines Überdruckventils 19a, einer Einlassöffnung eines Spülventils 20 und einer Auslassseite eines Lade-Sperrventils 17a verbunden, das nur ein Ansaugen erlaubt. Die Einlassseite des Sperrventils 17a und die Auslassseite des Überdruckventils 19a sind mit der Auslassöffnung des Spülventils 20 verbunden und stehen über eine Leitung 16 mit einem Tank 18 in Verbindung. Weiterhin ist die erste Leitung 13 mit einem Ende einer Verbindungsleitung 15 verbunden, die eine Verbindung mit der zweiten Hydraulikpumpe 10 und der dritten Hydraulikpumpe 11 über Magnetschaltventile erlaubt, wie nachfolgend beschrieben ist.
  • Die zweite Leitung 14 ist mit der Auslassseite eines Sperrventils 17b, das nur ein Ansaugen erlaubt, der Einlassseite eines Überdruckventils 19b, der anderen Einlassöffnung des Spülventils 20 und der anderen Auslassseite des Lade-Sperrventils 21 verbunden, das nur ein Ansaugen erlaubt. Die Einlassseite des Sperrventils 17b und die Auslassseite des Überdruckventils 19b sind mit der Auslassöffnung des Spülventils 20 verbunden und stehen mit dem Tank 18 über die Leitung 16 in Verbindung.
  • Die Einlassseite des Lade-Sperrventils 21 ist mit der Abgabeleitung der Speisepumpe 12 verbunden. Das von der Speisepumpe 12 abgegebene Hydraulikfluid wird vom Lade-Sperrventil 21 der ersten Leitung 13 oder der zweiten Leitung 14 zugeführt, je nachdem welche den niedrigeren Druck hat. Weiterhin ist ein Lade-Überdruckventil 22 zum Begrenzen des Abgabedrucks der Speisepumpe 12 an der Abgabeleitung der Speisepumpe 12 angebracht, wobei die Auslassseite des Lade-Überdruckventils 22 mit dem Tank 18 in Verbindung steht. Außerdem steht die Ansaugöffnung der Speisepumpe 12 mit dem Tank 18 über eine Ansaugleitung in Verbindung.
  • Die Sperrventile 17a und 17b, die an der ersten bzw. zweiten Leitung 13 bzw. 14 angebracht sind, sind so aufgebaut, dass sie Hydraulikfluid vom Tank 18 über die Leitung 16 zuführen, wenn der Druck in einer der Leitungen zu einem Unterdruck wird oder wenn der Durchfluss des Hydraulikfluids in der stangenseitigen Ölkammer 1b oder der kopfseitigen Ölkammer 1a bei Betätigung des Auslegerzylinders 1 unzureichend wird. Dies verhindert das Auftreten von Kavitation.
  • Die Überdruckventile 19a und 19b, die an der ersten bzw. zweiten Leitung 13 bzw. 14 angebracht sind, sind so aufgebaut, dass Hydraulikfluid über die Leitung 16 in den Tank 18 abgegeben wird, wenn der Druck in einer der Leitungen ein vorbestimmtes Druckniveau überschritten hat. Dies verhindert das Brechen der Pumpen oder Leitungen.
  • Das Spülventil 20 wird geschaltet, wenn der Druckunterschied zwischen der ersten Leitung 13 und der zweiten Leitung 14 ein vorbestimmtes Druckniveau überschritten hat. Wenn es auf diese Weise geschaltet wird, verbindet das Spülventil 20 die Leitung mit dem niedrigeren Druck mit der Leitung 16, wodurch das überschüssige Hydraulikfluid der niederdruckseitigen Leitung in den Tank 18 abgegeben wird.
  • Der offene Hydraulikkreis B wird als Nächstes erläutert. Wie beim Auslegerzylinder 1 ist der Armzylinder 3 ein Einzelstangen-Hydraulikdruckzylinder, der mit einer stangenseitigen Ölkammer 3b und einer kopfseitigen Ölkammer 3a ausgerüstet ist.
  • Ein Armsteuerhebel 56b ist in der Kabine 103 installiert. Ein Betriebsgrößensignal vom Armsteuerhebel 56b wird in die Steuereinheit 57 eingegeben. Die Steuereinheit 57 steuert wiederum die Hydraulikpumpen 9, 10 und 11, die Magnetschaltventile 25, 26 und 27 und ein ArmzylinderProportionalschaltventil 30 auf eine solche Weise, dass die dem Betriebsgrößensignal entsprechende Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange erreicht wird.
  • Die zweite Hydraulikpumpe 10, die als Hydraulikflüssigkeitsdurchsatz-Steuervorrichtung fungiert, hat zwei Ansaug/Abgabe-Öffnungen 10x und 10y. Eine Ansaug/Abgabe-Öffnung 10y ist mit einem Ende einer Leitung 23 verbunden. Das andere Ende der Leitung 23 ist mit dem Tank 18 verbunden. Die andere Ansaug/Abgabe-Öffnung 10x ist mit einem Ende einer Leitung 24 verbunden. Das andere Ende der Leitung 24 verzweigt sich in drei Pfade, wobei die Abzweigungen mit den Einlassöffnungen des ersten bis dritten Magnetschaltventils 25 bis 27 verbunden sind. Außerdem ist ein Überdruckventil 28 zum Begrenzen des Abgabedrucks der zweiten Hydraulikpumpe 10 an der Leitung 24 angebracht, wobei die Auslassseite des Überdruckventils 28 mit dem Tank 18 über die Leitung 23 in Verbindung steht.
  • Die ersten bis dritten Magnetschaltventile 25 bis 27 sind jeweils ein Zwei-Wege-Zwei-Positions-Magnetschaltventil, dessen eines Ende mit einem Magnetbetriebsteilzum Empfangen eines Steuersignals von der Steuereinheit 57 ausgerüstet ist, wobei das andere Ende des Ventils mit einem Federteil ausgestattet ist. Das Vorhandensein oder Fehlen des von der Steuereinheit 57 kommenden Befehlssignals löst ein Umschalten des Bestimmungsorts aus, dem das von der zweiten Hydraulikpumpe 10 eingespeiste Hydraulikfluid zugeführt wird. Die Auslassöffnung des ersten Magnetschaltventils 25 ist über eine Leitung mit der Einlassseite des Sperrventils 29 verbunden, das nur eine Abgabe zulässt. Die Auslassseite des Sperrventils 29 ist mit der Pumpenöffnung des Armzylinderproportionalschaltventils 30 zum Steuern des Durchflusses und der Richtung des dem Armzylinder 3 zugeführten Hydraulikfluids verbunden.
  • Außerdem ist die Auslassöffnung des zweiten Magnetschaltventils 26 über ein Sperrventil 41 mit der Pumpenöffnung eines Schaufelzylinderproportionalmagnetventils 42 verbunden, das später erörtert wird. Weiterhin ist die Auslassöffnung des dritten Magnetschaltventils 27 über die Verbindungsleitung 15 mit der ersten Leitung 13 des geschlossenen Hydraulikkreises A verbunden.
  • Das Armzylinderproportionalschaltventil 30 ist ein Vier-Wege-Drei-Positions-Magnetproportionalschaltventil, dessen eines Ende mit einem Magnetbetriebsteil zum Empfangen eines Befehlssignals von der Steuereinheit 57 ausgerüstet ist, wobei das andere Ende des Ventils mit einem Federteil ausgestattet ist. Eine Tanköffnung des Armzylinderproportionalschaltventils 30 ist mit dem Tank 18 über eine Leitung 35 verbunden, die mit der Leitung 23 in Verbindung steht. Ein Ende der Auslassöffnung des Armzylinderproportionalschaltventils 30 ist mit einem Ende der ersten Leitung 31 verbunden. Das andere Ende der ersten Leitung 31 ist mit der Verbindungsöffnung der kopfseitigen Ölkammer 3a des Armzylinders 3 verbunden. Das andere Ende der Auslassöffnung des Armzylinderproportionalschaltventils 30 ist mit einem Ende der zweiten Leitung 32 verbunden. Das andere Ende der zweiten Leitung 32 ist mit der Verbindungsöffnung der stangenseitigen Ölkammer 3b des Armzylinders 3 verbunden.
  • Gemäß dem Befehlssignal von der Steuereinheit 57 schaltet das Armzylinderproportionalschaltventil 30 die Strömungsrichtung des Hydraulikfluids vom Sperrventil 29 entweder zur ersten Leitung 31 oder zur zweiten Leitung 32 und steuert die Ventilöffnung, wodurch der Durchfluss des dem Armzylinder 3 zugeführten Hydraulikfluids gesteuert wird.
  • In der ersten Leitung 31 ist seriell ein Ausgleichsventil 33a so eingebaut, dass seine Einlassseite zum Armzylinder 3 hin und seine Auslassseite zum Armzylinderproportionalschaltventil 30 hin ausgerichtet ist. Die erste Leitung 31 ist auch mit der Einlassseite eines Überdruckventils 34a verbunden. Die Auslassseite des Überdruckventils 34a steht mit dem Tank 18 über eine Leitung 35 in Verbindung, die mit der Leitung 23 verbunden ist.
  • In der zweiten Leitung 32 ist seriell ein Ausgleichsventil 33b so installiert, dass seine Einlassseite zum Armzylinder 3 hin und seine Auslassseite zum Armzylinderproportionalschaltventil 30 hin ausgerichtet ist. Die zweite Leitung 32 ist auch mit der Einlassseite eines Überdruckventils 34b verbunden. Die Auslassseite des Überdruckventils 34a steht mit dem Tank 18 über die Leitung 35 in Verbindung, die mit der Leitung 23 verbunden ist.
  • Die Ausgleichsventile 33a und 33b, die in der ersten und zweiten Leitung 31 und 32 installiert sind, sind so aufgebaut, dass verhindert wird, dass der Armzylinder 3 aufgrund seines Leergewichts herunterfällt. In ähnlicher Weise sind die Überdruckventile 34a und 34b so aufgebaut, dass das Hydraulikfluid über die Leitung 35 in den Tank 18 abgegeben wird, wenn der Druck in einer der Leitungen ein vorbestimmtes Druckniveau überschritten hat, wodurch ein Brechen von Pumpen oder Leitungen verhindert wird.
  • Der offene Hydraulikkreis C wird als Nächstes beschrieben. Wie beim Auslegerzylinder 1 ist der Schaufelzylinder 5 ein Einzelstangenhydraulikzylinder, der mit einer stangenseitigen Ölkammer 5b und einer kopfseitigen Ölkammer 5a ausgerüstet ist.
  • Ein Schaufelsteuerhebel 56c ist in der Kabine 103 installiert. Ein Betriebsgrößensignal vom Schaufelsteuerhebel 56c wird in die Steuereinheit 57 eingegeben. Die Steuereinheit 57 steuert wiederum die Hydraulikpumpen 9, 10 und 11, die Magnetschaltventile 37, 38 und 39 und das Schaufelzylinderproportionalmagnetventil 42 so, dass die dem Betriebsgrößensignal entsprechende Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange erreicht wird.
  • Die dritte Hydraulikpumpe 11, die als Hydraulikfluiddurchflusssteuervorrichtung fungiert, hat zwei Ansaug/Abgabe-Öffnungen 11x und 11y. Eine Ansaug/Abgabe-Öffnung 11y ist mit einem Ende einer Leitung 47 verbunden. Das andere Ende der Leitung 47 ist mit dem Tank 18 verbunden. Die andere Ansaug/AbgabeÖffnung 11x ist mit einem Ende einer Leitung 36 verbunden. Das andere Ende der Leitung 36 verzweigt sich in drei Pfade, wobei die Abzweigungen mit den Einlassöffnungen des ersten bis dritten Magnetschaltventils 37 bis 39 verbunden sind. Weiterhin ist ein Überdruckventil 40 zum Begrenzen des Abgabedrucks der dritten Hydraulikpumpe 11 an der Leitung 36 angebracht, wobei die Auslassseite des Überdruckventils 40 über die Leitung 47 mit dem Tank 18 in Verbindung steht.
  • Das erste bis dritte Magnetschaltventil 37 bis 39 sind jeweils ein 2-Wege-2-Positions-Magnetschaltventil, dessen eines Ende mit einem Magnetbetriebsteil zum Empfangen eines Befehlssignals von der Steuereinheit 57 ausgerüstet ist, wobei das andere Ende des Ventils mit einem Federteil ausgestattet ist. Das Vorhandensein oder Fehlen des von der Steuereinheit 57 kommenden Befehlssignals löst ein Umschalten des Bestimmungsorts aus, zu dem das von der dritten Hydraulikpumpe 11 kommende Hydraulikfluid geliefert wird. Die Auslassöffnung des ersten Magnetschaltventils 37 wird über eine Leitung mit der Einlassseite des Sperrventils 41 verbunden, das nur eine Abgabe erlaubt. Die Auslassseite des Sperrventils 41 ist mit der Pumpenöffnung des Schaufelzylinderproportionalschaltventils 42 zum Steuern des Durchflusses und der Richtung des Hydraulikfluids verbunden, das dem Schaufelzylinder 5 zugeführt wird.
  • Darüber hinaus ist die Auslassöffnung des zweiten Magnetschaltventils 38 über das Sperrventil 29 mit der Pumpenöffnung des Armzylinderproportionalschaltventils 30 des offenen Hydraulikkreises B verbunden. Weiterhin ist die Auslassöffnung des dritten Magnetschaltventils 39 über die Verbindungsleitung 15 mit der ersten Leitung 13 des geschlossenen Hydraulikkreises A verbunden.
  • Das Schaufelzylinderproportionalschaltventil 42 ist ein Vier-Wege-Drei-Positions-Magnetproportionalschaltventil, dessen eines Ende mit einem Magnetbetriebsteil zum Empfangen eines Befehlssignals von der Steuereinheit 57 ausgerüstet ist, wobei das andere Ende des Ventils mit einem Federteil ausgestattet ist. Die Tanköffnung des Schaufelzylinderproportionalschaltventils 42 ist mit dem Tank 18 über eine Leitung 48 verbunden, die mit der Leitung 47 in Verbindung steht. Ein Ende der Auslassöffnung des Schaufelzylinderproportionalschaltventils 42 ist mit einem Ende der ersten Leitung 43 verbunden. Das andere Ende der ersten Leitung 43 ist mit der Verbindungsöffnung der kopfseitigen Ölkammer 5a des Schaufelzylinders 5 verbunden. Das andere Ende der Auslassöffnung des Schaufelzylinderproportionalschaltventils 42 ist mit einem Ende der zweiten Leitung 44 verbunden. Das andere Ende der zweiten Leitung 44 ist mit der Verbindungsöffnung der stangenseitigen Ölkammer 5b des Schaufelzylinders 5 verbunden.
  • Gemäß dem Befehlssignal von der Steuereinheit 57 schaltet das Schaufelzylinderproportionalschaltventil 42 die Strömungsrichtung des Hydraulikfluids vom Sperrventil 41 entweder zur ersten Leitung 43 oder zur zweiten Leitung 44 um und steuert die Ventilöffnung, wodurch der Durchfluss des dem Schaufelzylinder 5 zugeführten Hydraulikfluids gesteuert wird.
  • In der ersten Leitung 43 ist seriell ein Ausgleichsventil 45a so eingebaut, dass seine Einlassseite zum Schaufelzylinder 5 hin und seine Auslassseite zum Schaufelzylinderproportionalschaltventil 42 hin ausgerichtet ist. Die erste Leitung 43 ist auch mit der Einlassseite eines Überdruckventils 46a verbunden. Die Auslassseite des Überdruckventils 46a steht mit dem Tank 18 über die Leitung 48 in Verbindung, die mit der Leitung 47 verbunden ist.
  • In der zweiten Leitung 44 ist seriell ein Ausgleichsventil 45b so eingebaut, dass seine Einlassseite zum Schaufelzylinder 5 hin und seine Auslassseite zum Schaufelzylinderproportionalschaltventil 42 hin ausgerichtet ist. Die zweite Leitung 44 ist auch mit der Einlassseite eines Überdruckventils 46b verbunden. Die Auslassseite des Überdruckventils 46a steht mit dem Tank 18 über die Leitung 48 in Verbindung, die mit der Leitung 47 verbunden ist.
  • Die Ausgleichsventile 45a und 45b, die in der ersten und zweiten Leitung 43 und 44 eingebaut sind, sind so ausgebildet, dass verhindert wird, dass der Schaufelzylinder 5 aufgrund seines Leergewichts herunterfällt. Gleichermaßen sind die Überdruckventile 46 und 46b so ausgebildet, dass das Hydraulikfluid über die Leitung 48 in den Tank 18 abgegeben wird, wenn der Druck in einer der Leitungen ein vorbestimmtes Druckniveau überschritten hat, wodurch ein Brechen der Pumpen oder Leitungen verhindert wird.
  • Als Nächstes werden mit Bezug auf 3 und 4 die Arbeitsabläufe der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, der aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist. 3 ist eine Tabellenansicht, die typische Arbeitsabläufe von Magnetschaltventilen und Hydraulikpumpen in unterschiedlichen Betriebsweisen der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auflistet, die jeweils aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist. 4 ist ein Satz von Kennfeldern, der die typischen Beziehungen zwischen dem Zustand eines Schaltventils, dem Durchfluss einer ersten Hydraulikpumpe, dem Durchfluss einer zweiten Hydraulikpumpe und der Geschwindigkeit eines Auslegers in der ersten und zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die jeweils aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist. In 3 und 4 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in 1 und 2 dieselben Bauteile, so dass ihre ausführlichen Erläuterungen weggelassen werden.
  • 3 listet typische Betriebsabläufe der Magnetventile, Proportionalschaltventile und Hydraulikpumpen in unterschiedlichen Betriebsweisen unter der Kontrolle der Steuereinheit 57 in dieser Ausführungsform auf. Zuerst bezieht sich der Nicht-Betriebszustand (Stillstandzustand), der in 3 angegeben ist, auf einen Zustand, bei dem weder der Auslegersteuerhebel 56a noch der Armsteuerhebel 56b oder der Schaufelsteuerhebel 56c betrieben wird und bei dem keines der Signale von diesen Steuerhebeln in die Steuereinheit 57 eingegeben wird. In diesem Fall gibt die Steuereinheit 57 ein minimales Kippwinkel-Steuerbefehlssignal an die Regler 9a, 10a und 11a der ersten bis dritten Hydraulikpumpe 9, 10 und 11 aus, wie in 2 gezeigt ist. Zur gleichen Zeit gibt die Steuereinheit 57 ein Absperrschließbefehlssignal an das erste bis dritte Magnetschaltventil 25 bis 27 des offenen Hydraulikkreises B und an das erste bis dritte Magnetschaltventil 37 bis 39 des offenen Hydraulikkreises C aus. Weiterhin gibt die Steuereinheit 57 ein AbsperrBefehlssignal an das Armzylinderproportionalschaltventil 30 und das Schaufelzylinderproportionalschaltventil 42 aus. Im Ergebnis werden der Auslegerzylinder 1, der Armzylinder 3 und der Schaufelzylinder 5 im Nichtbetriebszustand gehalten. Weiterhin bezieht sich in 3 ein Pumpen-„AUS“ auf einen minimalen Kippwinkelzustand, und ein Pumpen-„EIN“ betrifft einen Zustand, der über dem minimalen Kippwinkelzustand liegt.
  • Die einzelne Betätigung des Auslegers 2 wird als Nächstes erläutert. In 4 steht die horizontale Achse für die Zeit. Auf der vertikalen Achse von oben nach unten steht der Bezugsbuchstabe (a) für die Betriebsgröße Lb des Auslegerhebels, (b) für den Zustand Cs des Schaltventils 27, (c) für den Durchfluss Qcp der ersten Hydraulikpumpe, (d) für den Durchfluss Qop der zweiten Hydraulikpumpe und (e) für die Kolbenstangengeschwindigkeit Vb des Auslegerzylinders 1. Der Zeitraum von der Zeit t1 bis zur Zeit t3 gibt faktisch die Merkmale an, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 ausgefahren wird (um den Ausleger anzuheben); der Zeitraum von der Zeit t4 bis zur Zeit t6 zeigt faktisch die Merkmale, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 eingefahren wird (um den Ausleger zu senken).
  • Der Anhebebetrieb des Auslegers 2 wird zuerst erläutert. Unter erneuter Bezugnahme auf 2 gibt, wenn die Bedienperson beginnt, den Auslegersteuerhebel 56a in der Ausfahrrichtung der Kolbenstange zu betätigen, die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 9a der ersten Hydraulikpumpe 9 aus, was bewirkt, dass der Kippwinkel der Schrägscheibe erhöht wird. Wenn hier die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a nur X1 ist, wie zur Zeit t1 in 4 angegeben, erreicht der Abgabedurchfluss der ersten Hydraulikpumpe 9 Qcp1, so dass die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit der Geschwindigkeit V1 (niedrige Geschwindigkeit) ausgefahren wird.
  • An diesem Punkt wird in 2 das Hydraulikfluid von der ersten Hydraulikpumpe 9 der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 über eine Hydraulikfluidabgabe/ansaugöffnung 9x der ersten Hydraulikpumpe 9 und die erste Leitung 13 zugeführt. Andererseits wird das Hydraulikfluid in der stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 wieder der anderen Hydraulikfluidabgabe/ansaugöffnung 9y der ersten Hydraulikpumpe 9 über die zweite Leitung 14 zugeführt. An diesem Punkt ist der Durchfluss des Hydraulikfluids, das von der stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 zur ersten Hydraulikpumpe 9 zurückkehrt, geringer als der Durchfluss des Hydraulikfluids, das von der ersten Hydraulikpumpe 9 an die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 geliefert wird. Der unzureichende Durchfluss des Hydraulikfluids wird durch die Speisepumpe 12 ausgeglichen, die das Hydraulikfluid der anderen Hydraulikfluidabgabe/ansaugöffnung 9y der ersten Hydraulikpumpe 9 über das Lade-Sperrventil 21 und die zweite Leitung 14 zuführt.
  • Wenn die Bedienperson die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a erhöht, um die Geschwindigkeit weiter zu erhöhen, bei der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 ausgefahren wird, gibt die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 10a der zweiten Hydraulikpumpe 10 aus, wodurch bewirkt wird, dass der Kippwinkel der Schrägscheibe erhöht wird. Zur gleichen Zeit gibt die Steuereinheit 57 ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 des offenen Hydraulikkreises B aus. Dies bewirkt, dass die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 wieder mit dem Hydraulikfluid aufgefüllt wird, das von der zweiten Hydraulikpumpe 10 über ein drittes Magnetschaltventil 27 kommt. Wenn hier die Betriebsgröße des Auslegersteuerventils 56a X1 überschritten hat und X2 erreicht, wie zur Zeit t2 in 4 angegeben ist, wird das dritte Magnetschaltventil 27 in den Verbindungszustand gesetzt und die Abgabedurchflussmengen der zweiten und ersten Hydraulikpumpe 10 und 9 erreichen Qop1 bzw. Qcp2. Im Ergebnis strömt das Hydraulikfluid mit einem Durchfluss von Qop1 + Qcp2 in die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1, so dass die Kolbenstange mit der Geschwindigkeit V2 (hohe Geschwindigkeit) ausgefahren wird.
  • Wenn die oben beschriebene Hebelbedienung ausgeführt wird, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 ausgefahren wird, kann die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an die dritte Hydraulikpumpe 11 und an das dritte Magnetschaltventil 39 des offenen Hydraulikkreises C ausgeben, anstatt das Befehlssignal an die zweite Hydraulikpumpe 10 und an das dritte Magnetschaltventil 27 des offenen Hydraulikkreises B auszugeben, wodurch der Hochgeschwindigkeitsbetrieb erreicht wird.
  • Der Absenkvorgang des Auslegers 2 wird als Nächstes erläutert. Unter erneuter Bezugnahme auf 2 gibt, wenn die Bedienperson beginnt, den Auslegersteuerhebel 56a in der Einfahrrichtung der Kolbenstange zu betätigen, die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 9a der ersten Hydraulikpumpe 9 aus, wodurch der Kippwinkel der Schrägscheibe verringert wird. Wenn hier die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a nur-X1 ist, wie zur Zeit t4 in 4 angegeben, erreicht der Abgabe-Durchfluss der ersten Hydraulikpumpe 9 -Qcp1, wodurch bewirkt wird, dass die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit der Geschwindigkeit -V1 (niedrige Geschwindigkeit) einfährt.
  • An diesem Punkt wird in 2 das Hydraulikfluid von der ersten Hydraulikpumpe 9 der stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 über die andere Hydraulikfluidabgabe/ansaugöffnung 9y der ersten Hydraulikpumpe 9 und der zweiten Leitung 14 zugeführt. Demgegenüber wird das Hydraulikfluid in der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 wieder der einen Hydraulikfluidabgabe/ansaugöffnung 9x der ersten Hydraulikpumpe 9 über die erste Leitung 13 zugeführt. An diesem Punkt ist der Durchfluss des Hydraulikfluids, das von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 zur ersten Hydraulikpumpe 9 zurückkehrt, höher als der Durchfluss des Hydraulikfluids, das von der ersten Hydraulikpumpe 9 zur stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 zugeführt wird. Das überschüssige Hydraulikfluid wird von der ersten Leitung 13 über das Spülventil 20 und die Leitung 16 wieder dem Tank 18 zugeführt.
  • An diesem Punkt wird der Druck des Hydraulikfluids, das von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 wieder der ersten Hydraulikpumpe 9 zugeführt wird, durch das Leergewicht des vorderen Arbeitsgeräts 105 verstärkt. Wenn das unter Druck stehende Hydraulikfluid zugeführt wird, wird die erste Hydraulikpumpe 9 als Hydraulikmotor angetrieben. Die Leistung der ersten Hydraulikpumpe 9, die durch das unter Druck stehende Hydraulikfluid erzeugt wird, wird auf den Motor 7 und andere Hydraulikpumpen über die Leistungsübertragungsvorrichtung 8 übertragen und von diesen absorbiert. Obwohl nicht gezeigt, kann die Leistungsübertragungsvorrichtung 8 mit einem Motorgenerator und einer elektrischen Speichervorrichtung verbunden sein, um die Energie zu speichern, die überschüssig ist und nicht absorbiert werden kann, so dass die Energie zurückgewonnen werden kann.
  • Wenn die Bedienperson die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a erhöht, um weiter die Geschwindigkeit anzuheben, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 einfährt, gibt die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 10a der zweiten Hydraulikpumpe 10 aus, wodurch bewirkt wird, dass der Kippwinkel der Schrägscheibe verringert wird. Zur gleichen Zeit gibt die Steuereinheit 57 ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 des offenen Hydraulikkreises B aus. Dadurch wird bewirkt, dass die zweite Hydraulikpumpe 10 derart arbeitet, dass das Hydraulikfluid von der anderen Ansaug/Abgabe-Öffnung 10x angesaugt wird. Im Ergebnis wird die Abgabe des Hydraulikfluids von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 in den Tank 18 durch die Verbindungsleitung 15 und das dritte Magnetschaltventil 27 unterstützt.
  • Wenn die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a -X1 überschreitet und -X2 erreicht, wie zur Zeit t5 in 4 angegeben, wird das dritte Magnetschaltventil 27 in den Verbindungzustand gesetzt. Zur gleichen Zeit werden die Abgabe-Durchflussmengen der zweiten und ersten Hydraulikpumpe 10 und 9 zu -Qop1 bzw. -Qcp2. Im Ergebnis strömt das Hydraulikfluid aus der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 mit einem Durchfluss von -(Qop1 + Qcp2), so dass die Kolbenstange mit der Geschwindigkeit -V2 (hohe Geschwindigkeit) eingefahren wird. An diesem Punkt wird das Hydraulikfluid, das von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 zur zweiten Hydraulikpumpe 10 zurückkehrt, stark unter Druck gesetzt. Beim Zuführen des unter Druck stehenden Hydraulikfluids wird die zweite Hydraulikpumpe 10 als Hydraulikmotor angetrieben. Die Leistung der zweiten Hydraulikpumpe 10, die von dem unter Druck gesetzten Hydraulikfluid erzeugt wird, wird über die Leistungsübertragungsvorrichtung 8 zum Motor 7 und zu anderen Hydraulikpumpen übertragen und von diesen absorbiert.
  • Wenn die oben beschriebene Hebelbetätigung durchgeführt wird, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 eingefahren wird, kann die Steuereinheit 57 ein Betriebsbefehlssignal an die dritte Hydraulikpumpe und an das dritte Magnetschaltventil 39 des offenen Hydraulikkreises C ausgeben, anstatt das Betriebsbefehlssignal an die zweite Hydraulikpumpe 10 und das dritte Magnetschaltventil 27 des offenen Hydraulikkreises B auszugeben, wodurch der Hochgeschwindigkeitsbetrieb erreicht wird.
  • In dieser Ausführungsform werden, wenn die Hebelbetätigung durchgeführt wird, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 einfährt, die zweite Hydraulikpumpe 10 und die erste Hydraulikpumpe 9 zusammen verwendet, um das Hydraulikfluid von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 strömen zu lassen. Auf diese Weise wird die Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 erhöht.
  • Die einzelne Betätigung des Arms 4 wird als Nächstes erläutert. In 2 gibt, wenn die Bedienperson beginnt, den Armsteuerhebel 56b in der Ausfahrrichtung der Kolbenstange zu betätigen, die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 10a der zweiten Hydraulikpumpe 10 aus, wodurch der Kippwinkel der Schrägscheibe erhöht wird. Zur gleichen Zeit gibt die Steuereinheit 57 ein Verbindungsbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und ein Vorwärtsöffnungsbefehlssignal an das Armzylinderproportionalschaltventil 30 aus. Dadurch wird der Kippwinkel der Schrägscheibe in der zweiten Hydraulikpumpe 10 erhöht und das Armzylinderproportionalschaltventil 30 in der Richtung geöffnet, die das Sperrventil 29 mit der ersten Leitung 31 verbindet.
  • Im Ergebnis wird das Hydraulikfluid von der zweiten Hydraulikpumpe 10 an die kopfseitige Ölkammer 3a des Armzylinders 3 über die andere Ansaug/Abgabe-Öffnung 10x der Pumpe 10, die Leitung 24 und die erste Leitung 31 zugeführt. In der Zwischenzeit wird das Hydraulikfluid in der stangenseitigen Ölkammer 3b des Armzylinders 3 wieder dem Tank 18 über die zweite Leitung 32, das Armzylinderproportionalschaltventil 30 und die Leitung 35 zugeführt. Demgemäß wird die Kolbenstange des Armzylinders 3 ausgefahren.
  • Als Nächstes wird ein Armdämpfungsbetrieb erläutert. Wenn die Bedienperson beginnt, den Armsteuerhebel 56b in der Einfahrrichtung der Kolbenstange zu betätigen, gibt die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 10a der zweiten Hydraulikpumpe 10 aus, wodurch der Kippwinkel der Schrägscheibe erhöht wird. Gleichzeitig gibt die Steuereinheit 57 ein Verbindungsbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und ein Rückwärtsöffnungsbefehlssignal an das Armzylinderproportionalschaltventil 30 aus. Dadurch wird der Kippwinkel der Schrägscheibe in der zweiten Hydraulikpumpe 10 erhöht und das Armzylinderproportionalschaltventil 30 in der Richtung geöffnet, in der das Sperrventil 29 mit der zweiten Leitung 32 verbunden ist.
  • Das Hydraulikfluid von der zweiten Hydraulikpumpe 10 wird der stangenseitigen Ölkammer 3b des Armzylinders 3 über die andere Ansaug/Abgabe-Öffnung 10x der Pumpe 10, die Leitung 24 und die zweite Leitung 32 zugeführt. In der Zwischenzeit wird das Hydraulikfluid in der kopfseitigen Ölkammer 3a des Armzylinders 3 über die erste Leitung 31, das Armzylinderproportionalschaltventil 30 und die Leitung 35 wieder dem Tank 18 zugeführt. Demgemäß wird die Kolbenstange des Armzylinders 3 eingefahren.
  • Die einzelne Betätigung der Schaufel 6 wird auf dieselbe Weise wie die des Arms 4 durchgeführt und wird daher nicht weiter erörtert.
  • Eine kombinierte Betätigung der Stellglieder wird als Nächstes mit Bezug auf 2 und 3 erläutert. Wie in 3 gezeigt ist, wird davon ausgegangen, dass der Ausleger 2, der Arm 4 und die Schaufel 6 kombiniert betätigt werden. In diesem Fall werden, wenn der Ausleger 2 mit niedriger Geschwindigkeit betätigt werden soll, der Auslegerzylinder 1, der Armzylinder 3 und der Schaufelzylinder 5 mit dem Hydraulikfluid von der ersten Hydraulikpumpe 9, der zweiten Hydraulikpumpe 10 bzw. der dritten Hydraulikpumpe 11 versorgt, die die jeweiligen Kolbenstangen antreiben. Insbesondere gibt die Steuereinheit 57 ein Verbindungsbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B, ein Öffnungsbefehlssignal an das Armzylinderproportionalschaltventil 30, ein Verbindungsbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 37 des offenen Hydraulikkreises C und ein Öffnungsbefehlssignal an das Schaufelzylinderproportionalschaltventil 42 aus.
  • Wenn demgegenüber der Ausleger 2 mit hoher Geschwindigkeit betätigt werden soll, zum Beispiel wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit einer Geschwindigkeit ausgefahren werden soll, die einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, gibt die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 10a der zweiten Hydraulikpumpe 10 aus, wodurch der Kippwinkel der Schrägscheibe die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a widerspiegelt. Gleichzeitig gibt die Steuereinheit 57 ein Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 aus.
  • Im Ergebnis wird die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 wieder mit dem Hydraulikfluid von der zweiten Hydraulikpumpe 10 aufgefüllt, so dass die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit einer Geschwindigkeit ausgefahren wird, die der Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a entspricht.
  • In der Zwischenzeit gibt die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 11a der dritten Hydraulikpumpe 11 aus, wodurch der Kippwinkel der Schrägscheibe die Betriebsgröße des Armsteuerhebels 56b widerspiegelt, und gibt auch ein Verbindungsbefehlssignal an das zweite Magnetschaltventil 38 des offenen Hydraulikkreises C aus. Dadurch wird der Armzylinder 3 mit dem Hydraulikfluid von der dritten Hydraulikpumpe 11 über das Armzylinderproportionalschaltventil 30 versorgt, wodurch die Kolbenstange des Armzylinders 3 antriebsgesteuert ist.
  • Wenn der obige Arbeitsablauf durchgeführt wird, kann die Steuereinheit 57 die Schrägscheibe der dritten Hydraulikpumpe 11 anstatt der zweiten Hydraulikpumpe 10 steuern und kann an das erste Magnetschaltventil 37 des offenen Hydraulikkreises C ein Absperrbefehlssignal und an das dritte Magnetschaltventil 38 ein Verbindungsbefehlssignal 39 ausgeben, anstatt das Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und das Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 auszugeben, wodurch die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 wieder mit dem Hydraulikfluid von der dritten Hydraulikpumpe 11 aufgefüllt wird.
  • Wenn der Ausleger 2, der Arm 4 und die Schaufel 6 kombiniert betätigt werden und wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit niedriger Geschwindigkeit eingefahren wird, wird der erste Hydraulikmotor 9 als Hydraulikmotor angetrieben, wie oben beschrieben. Aus diesem Grund wird die Leistung der ersten Hydraulikpumpe 9, die durch das unter Druck stehende Hydraulikfluid erzeugt wird, über die Leistungsübertragungseinrichtung 8 auf den Motor 7 und andere Hydraulikpumpen übertragen und von diesen aufgenommen.
  • Wenn in der Zwischenzeit die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit einer Geschwindigkeit eingefahren werden soll, die einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, gibt die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 10a der zweiten Hydraulikpumpe 10 aus, das die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a in der entgegengesetzten Richtung des oben erwähnten Ausfahrens bei hoher Geschwindigkeit widerspiegelt. Gleichzeitig gibt die Steuereinheit 57 ein Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 aus.
  • Im Ergebnis arbeitet die zweite Hydraulikpumpe 10 so, dass das Hydraulikfluid von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 angesaugt wird, so dass die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 so gesteuert wird, dass sie mit einer Geschwindigkeit einfährt, die der Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a entspricht. An diesem Punkt wird das Hydraulikfluid, das zur zweiten Hydraulikpumpe 10 zurückkehrt, stark unter Druck gesetzt. Beim Zuführen des unter Druck stehenden Hydraulikfluids wird die zweite Hydraulikpumpe 10 als Hydraulikmotor angetrieben. Die Leistung der zweiten Hydraulikpumpe 10, die von dem unter Druck stehenden Hydraulikfluid erzeugt wird, wird über die Kraftübertragungsvorrichtung 8 auf den Motor 7 und andere Hydraulikpumpen übertragen und von diesen absorbiert.
  • In der Zwischenzeit gibt die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an den Regler 11a der dritten Hydraulikpumpe 11 aus, wodurch der Kippwinkel der Schrägscheibe die Betriebsgröße des Armsteuerhebels 56b widerspiegelt, und gibt auch ein Verbindungsbefehlssignal an das zweite Magnetschaltventil 38 des offenen Hydraulikkreises C aus. Dadurch wird der Armzylinder 3 mit dem Hydraulikfluid von der dritten Hydraulikpumpe 11 über das Armzylinderproportionalschaltventil 30 versorgt, wodurch die Kolbenstange des Armzylinders 3 antriebsgesteuert ist.
  • Wenn die obige Betätigung durchgeführt wird, kann die Steuereinheit 57 die Schrägscheibe der dritten Hydraulikpumpe 11 anstatt die zweite Hydraulikpumpe 10 steuern und kann ein Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 37 des offenen Hydraulikkreises C und ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 39 ausgeben, anstatt das Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und das Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 auszugeben, wodurch die dritte Hydraulikpumpe 11 mit dem Hydraulikfluid von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 versorgt wird.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und die damit ausgerüstete Arbeitsmaschine aufgebaut ist, werden die zweite Hydraulikpumpe 10 und die dritte Hydraulikpumpe 11 an die Verbindungsleitung 15 angeschlossen, die vom geschlossenen Hydraulikkreis abzweigt und mit dem Tank 18 verbunden ist, wobei die Pumpen 10 und 11 als Vorrichtung zum Steuern des Durchflusses und der Richtung des Hydraulikfluids (d.h. Betriebsöls) dienen, das durch die Verbindungsleitung 15 strömt. Mit diesem Aufbau wird die Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange des Auslegerzylinders 1, die vom geschlossenen Hydraulikkreis betätigt wird, sowohl in der Ausfahr- als auch in der Einfahrrichtung weitgehend gleich, und zwar ungeachtet der Last, die auf die Arbeitsmaschine ausgeübt wird. Im Ergebnis wird für die Arbeitsmaschine eine ausgezeichnete Bedienbarkeit sichergestellt.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist, wird eine Zwei-Wege-Schrägscheibenmechanismus-Pumpe als zweite Hydraulikpumpe 10 verwendet, die in der Lage ist, die Abgaberichtung zu steuern. Daher sorgt die zweite Hydraulikpumpe 10 dafür, dass der Durchfluss des Hydraulikfluids, mit dem die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 aufgefüllt wird, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit hoher Geschwindigkeit ausgefahren wird, weitgehend gleich dem Durchfluss des Hydraulikfluids ist, das aus der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 strömt, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit hoher Geschwindigkeit eingefahren wird. Im Ergebnis wird die Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 sowohl in der Ausfahr- als auch in der Einfahrrichtung weitgehend gleich, so dass eine ausgezeichnete Bedienbarkeit der Arbeitsmaschine vorgesehen wird.
  • Weiter werden gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit niedriger Geschwindigkeit betätigt wird, die Speisepumpe 12 und das Spülventil 20 kombiniert, um den Hydraulikfluidüberschuss oder -mangel in der Durchflussbilanz zu kompensieren, der durch den Volumenunterschied zwischen der kopfseitigen Ölkammer 1a und der stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 hervorgerufen wird; wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit hoher Geschwindigkeit betätigt wird, gleicht die zweite Hydraulikpumpe 10 den oben erwähnten Überschuss oder Mangel des Hydraulikfluids in der Durchflussbilanz des Auslegerzylinders 1 aus. Auf diese Weise wird gemäß der Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 die Verwendung oder Nichtverwendung der zweiten Hydraulikpumpe 10 im geschlossenen Hydraulikkreis A ausgewählt, wodurch es möglich wird, die Speisepumpe 12 zu verkleinern. Wenn außerdem Druckschwankungen im Inneren der Leitungen während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs auftreten, sieht die zweite Hydraulikpumpe 10 eine Durchflusssteuerung vor, wodurch ein stabiler Betriebszustand sichergestellt wird.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut wird, wird auch das Hydraulikfluid, das aus der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 strömt, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit hoher Geschwindigkeit eingefahren wird, zur ersten Hydraulikpumpe 9 und zur zweiten Hydraulikpumpe 10 geführt. Dadurch wird es möglich, dass die Verdrängung der ersten Hydraulikpumpe 9 kleiner als die ihres Gegenstücks in der Vergangenheit wird.
  • Weiterhin sind gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist, die zweite Hydraulikpumpe 10 und die dritte Hydraulikpumpe 11 als die Hydraulikpumpen der offenen Hydraulikkreise vorgesehen. Wenn die zweite Hydraulikpumpe 10 verwendet wird, um zum Beispiel die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 anzutreiben, kann mit diesem Aufbau die dritte Hydraulikpumpe 11 dazu verwendet werden, die Kolbenstange des Armzylinders 3 sowie die Kolbenstange des Schaufelzylinders 5 anzutreiben.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • Nachstehend wird mit Bezug auf die relevanten beigefügten Zeichnungen die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist. 5 ist ein Hydraulikschaltbild der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist. In 5 bezeichnen dieselben Bezugszeichen wie in 1 bis 4 dieselben Bauteile, und ihre ausführlichen Erläuterungen werden weggelassen.
  • Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist, wie in 5 gezeigt, ist in etwa mit denselben Bauteilen wie die erste Ausführungsform ausgebildet, mit Ausnahme der folgenden Aufbauten: In der ersten Ausführungsform werden die erste bis dritte Hydraulikpumpe 9 bis 11 und die Speisepumpe 12 durch die Kraftübertragungsvorrichtung 8 angetrieben, die die Kraft des Motors 7 durch die Antriebswellen dieser Pumpen verteilt. In der zweiten Ausführungsform wird dagegen eine erste bis dritte Hydraulikpumpe 60 bis 62 und eine Speisepumpe 61 von einem ersten bis dritten Motorgenerator 50 bis 52 und einen Lademotorgenerator 53 angetrieben, die mit diesen Pumpen über ihre Antriebswellen verbunden sind. Und in dieser ersten Ausführungsform sind die erste bis dritte Hydraulikpumpe 9 bis 11 jeweils eine Zwei-Wege-Schrägscheibenmechanismus-Hydraulikpumpe mit einem Paar Einlass- und Auslassöffnungen. In der zweiten Ausführungsform sind dagegen die erste bis dritte Hydraulikpumpe 60 bis 62 jeweils eine Hydraulikpumpe, die zu einer Vorwärts- und Rückwärtsdrehung in der Lage ist.
  • In 5 ist eine Leistungseinheit 54, die als Leistungszufuhr wirkt, elektrisch mit dem ersten Motorgenerator 50, der die erste Hydraulikpumpe 60 zum Zuführen des Hydraulikfluids zum Auslegerzylinder 1 antreibt, dem zweiten Motorgenerator 51, der die zweite Hydraulikpumpe 61 zum Zuführen des Hydraulikfluids zum Armzylinder 3 antreibt, dem dritten Motorgenerator 52, der die dritte Hydraulikpumpe 62 zum Zuführen des Hydraulikfluids zum Schaufelzylinder 5 antreibt, und dem Lademotorgenerator 53 verbunden, der eine Speisepumpe 63 zum Zuführen des Hydraulikfluids zur Niederdruckleitung des geschlossenen Hydraulikkreises A antreibt, wobei die Leitungseinheit 54 über Leistungssteuereinheiten 50a bis 53 zum Steuern dieser Motorgeneratoren 50 bis 53 und über eine elektrische Verdrahtung daran angeschlossen ist. Die elektrische Energie wird zwischen der Leistungseinheit 54 einerseits und den Leistungssteuereinheiten 50a bis 53a andererseits ausgetauscht. Die Leistungseinheit 54 kann die elektrische Energie speichern, die von den Leistungssteuereinheiten 50a bis 53a kommt.
  • Die Drehzahlen des ersten bis dritten Motorgenerators 50 bis 52 und des Lademotorgenerators 53 werden mit den Ausgängen von den Leistungssteuereinheiten 50a bis 53a gesteuert, die auf Befehlssignale von der Steuereinheit 57 reagieren. Auf diese Weise werden der Durchfluss und die Ansaug- und Abgaberichtung des Hydraulikfluids jeweils durch die erste bis dritte Hydraulikpumpe 60 bis 62 gesteuert. Beim Zuführen des Hydraulikfluids fungieren die erste bis dritte Hydraulikpumpe 60 bis 62 jeweils als Hydraulikmotor.
  • Die mit der ersten Hydraulikpumpe 60, der zweiten Hydraulikpumpe 61, der dritten Hydraulikpumpe 62 und der Speisepumpe 63 verbundenen Leitungen und die gleichartigen Bauteile sind dieselben wie die in der ersten Ausführungsform verwendeten und werden daher nicht weiter erörtert.
  • Nachfolgend wird mit Bezug auf 3 bis 5 der Betrieb der zweiten Ausführungsform dieser Ausgestaltung erläutert, das aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist. Zuerst gibt, wenn weder der Auslegersteuerhebel 56a noch der Armsteuerhebel 56b oder der Schaufelsteuerhebel 56c im Nichtbetriebszustand (Stillstandszustand), wie in 3 gezeigt, betätigt wird, die Steuereinheit 57 ein Stoppsteuerbefehlssignal an die Leistungssteuereinheiten 50a, 51a, 52a und 53a des ersten Motorgenerators 50, der die erste Hydraulikpumpe 60 antreibt, des zweiten Motorgenerators 51, der die zweite Hydraulikpumpe 61 antreibt, des dritten Motorgenerators 52, der die dritte Hydraulikpumpe 62 antreibt, und des Lademotorgenerators 53 aus, der die Speisepumpe 63 antreibt, die alle in 5 gezeigt sind. Gleichzeitig gibt die Steuereinheit 57 ein Absperrschließbefehlssignal an das erste bis dritte Magnetschaltventil 25 bis 27 des offenen Hydraulikkreises B und an das erste bis dritte Magnetschaltventil 37 bis 39 des offenen Hydraulikkreises C aus. Die Steuereinheit 57 gibt weiter ein Absperrbefehlssignal an das Armzylinderproportionalschaltventil 30 und das Schaufelzylinderproportionalschaltventil 42 aus. Im Ergebnis werden der Auslegerzylinder 1, der Armzylinder 3 und der Schaufelzylinder 5 im Nichtbetriebszustand gehalten.
  • Die einzelne Betätigung des Auslegers 2 wird als Nächstes erläutert. Das Anheben des Auslegers 2 wird zuerst erläutert. In 5 gibt, wenn die Bedienperson beginnt, den Auslegersteuerhebel 56a in der Ausfahrrichtung der Kolbenstange zu betätigen, die Steuereinheit 57 ein Vorwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal an die Leistungssteuereinheit 50a des ersten Motorgenerators 50 und ein Drehmomenterhöhungsbefehlssignal an die Leistungssteuereinheit 53a des Lademotorgenerators 53 aus. Im Ergebnis werden die erste Hydraulikpumpe 60 und die Speisepumpe 63 angetrieben. Wenn die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a hier nur X1 beträgt, wie zur Zeit t1 in 4 angegeben, erreicht der Abgabedurchfluss der ersten Hydraulikpumpe 60 Qcp1, so dass die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit der Geschwindigkeit V1 (niedrige Geschwindigkeit) ausgefahren wird.
  • An diesem Punkt wird in 5 das Hydraulikfluid von der ersten Hydraulikpumpe 60 zur kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 über die erste Leitung 13 zugeführt. Demgegenüber wird das Hydraulikfluid in der stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 wieder der ersten Hydraulikpumpe 60 über die zweite Leitung 14 zugeführt. An diesem Punkt ist der Durchfluss des Hydraulikfluids, das von der stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 zur ersten Hydraulikpumpe 60 zurückkehrt, niedriger als der Durchfluss des Hydraulikfluids, das von der ersten Hydraulikpumpe 60 zur kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 geliefert wird. Der unzureichende Durchfluss des Hydraulikfluids wird durch die Speisepumpe 63 ausgeglichen, die das Hydraulikfluid an die erste Hydraulikpumpe 60 über das Ladesperrventil 21 und die zweite Leitung 14 zuführt.
  • Wenn die Bedienperson die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a erhöht, um die Geschwindigkeit, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 ausfährt, weiter zu erhöhen, gibt die Steuereinheit 57 ein Vorwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal an die Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51 und ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 des offenen Hydraulikkreises B aus. Dadurch wird bewirkt, dass die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 wieder mit dem Hydraulikfluid aufgefüllt wird, das vom Tank 18 angesaugt wird und durch die zweite Hydraulikpumpe 61 befördert wird. Wenn hier die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a X1 überschreitet und X2 erreicht, wie zur Zeit t2 in 4 angegeben, wird das dritte Magnetschaltventil 27 in den Verbindungszustand versetzt, und die Abgabedurchflussmengen der zweiten und ersten Hydraulikpumpe 61 und 60 erreichen Qop1 bzw. Qcp2. Im Ergebnis strömt das Hydraulikfluid in die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 mit einem Durchfluss von Qop1 + Qcp2, so dass die Kolbenstange mit der Geschwindigkeit V2 (hohe Geschwindigkeit) ausgefahren wird.
  • Wenn die oben beschriebene Hebelbetätigung durchgeführt wird, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 ausfährt, kann die Steuereinheit 57 ein Befehlssignal an die Leistungssteuereinheit 52a des dritten Motorgenerators 52 zum Antreiben der dritten Hydraulikpumpe 62 und an das dritte Magnetschaltventil 39 des offenen Hydraulikkreises C ausgeben, anstatt das Befehlssignal an die Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51 zum Antreiben der zweiten Hydraulikpumpe 61 und an das dritte Magnetschaltventil 27 des offenen Hydraulikkreises B auszugeben, wodurch der Hochgeschwindigkeitsbetrieb erreicht wird.
  • Der Absenkbetrieb des Auslegers 2 wird als Nächstes erläutert. Unter erneuter Bezugnahme auf 5 gibt, wenn die Bedienperson beginnt, den Auslegersteuerhebel 56a in der Einfahrrichtung der Kolbenstange zu betätigen, die Steuereinheit 57 ein Rückwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal an die Leistungssteuereinheit 50a des ersten Motorgenerators 50 aus. Wenn hier die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a nur-X1 ist, wie zur Zeit t4 in 4 angegeben, erreicht der Abgabe-Durchfluss der ersten Hydraulikpumpe 60 -Qcp1, wodurch bewirkt wird, dass die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit der Geschwindigkeit -V1 (niedrige Geschwindigkeit) einfährt.
  • An diesem Punkt in 5 ist der Durchfluss des Hydraulikfluids, das von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 wieder der ersten Hydraulikpumpe 60 zugeführt wird, höher als der Durchfluss des Hydraulikfluids, das von der ersten Hydraulikpumpe 60 der stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 zugeführt wird. Das überschüssige Hydraulikfluid wird von der ersten Leitung 13 wieder dem Tank 18 über das Spülventil 20 und die Leitung 16 zugeführt.
  • Weiterhin wird an diesem Punkt der Druck des Hydraulikfluids, das von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 der ersten Hydraulikpumpe 60 zugeführt wird, unter dem Leergewicht des vorderen Arbeitsgeräts 105 verstärkt. Beim Zuführen des unter Druck stehenden Hydraulikfluids fungiert die erste Hydraulikpumpe 60 als Hydraulikmotor, um den ersten Motorgenerator 50 anzutreiben. Die Leistung, die auf diese Weise vom ersten Motorgenerator 50 erzeugt wird, wird in der Leistungseinheit 54 über die Leistungssteuereinheit 50a gespeichert.
  • Wenn die Bedienperson die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a erhöht, um die Geschwindigkeit weiter zu erhöhen, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 eingefahren wird, gibt die Steuereinheit 57 ein Rückwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal an die Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51 und ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 des offenen Hydraulikkreises B aus. Dadurch wird bewirkt, dass die zweite Hydraulikpumpe 61 so funktioniert, dass das Hydraulikfluid angesaugt wird. Im Ergebnis wird die Abgabe des Hydraulikfluids von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 in den Tank 18 durch die Verbindungsleitung 15 und das dritte Magnetschaltventil 27 unterstützt.
  • An diesem Punkt wird, wenn die Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a -X1 überschreitet und -X2 erreicht, wie zur Zeit t5 in 4 angegeben, das dritte Magnetschaltventil 27 in den Verbindungszustand versetzt. Zur gleichen Zeit werden die Abgabe-Durchflussmengen der zweiten und ersten Hydraulikpumpe 61 und 60 zu -Qop1 bzw. -Qcp2. Im Ergebnis strömt das Hydraulikfluid aus der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 mit einem Durchfluss von -(Qop1 + Qcp2), so dass die Kolbenstange mit der Geschwindigkeit -V2 (hohe Geschwindigkeit) eingefahren wird. An diesem Punkt wird das Hydraulikfluid, das von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 wieder der zweiten Hydraulikpumpe 61 zugeführt wird, stark unter Druck gesetzt. Beim Zuführen des unter Druck stehenden Hydraulikfluids fungiert die zweite Hydraulikpumpe 61 als Hydraulikmotor, um den zweiten Motorgenerator 51 anzutreiben. Die Leistung, die durch den zweiten Motorgenerator 51 auf diese Weise erzeugt wird, wird in der Leistungseinheit 54 über die Leistungssteuereinheit 51a gespeichert.
  • Wenn die oben beschriebene Hebelbetätigung ausgeführt wird, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 einfährt, kann die Steuereinheit 57 ein Betätigungsbefehlssignal an die Leistungssteuereinheit 52a des dritten Motorgenerators 52 und an das dritte Magnetschaltventil 39 des offenen Hydraulikkreises C ausgeben, anstatt das Betätigungsbefehlssignal an die Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51 und an das dritte Magnetschaltventil 27 des offenen Hydraulikkreises B auszugeben, wodurch der Hochgeschwindigkeitsbetrieb erzielt wird.
  • Mit dieser Ausführungsform werden, wenn die Hebelbetätigung ausgeführt wird, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 einfährt, die zweite Hydraulikpumpe 61 und die erste Hydraulikpumpe 60 zusammen verwendet, um das Hydraulikfluid aufzunehmen, das aus der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 strömt, so dass die Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 erhöht wird.
  • Die einzelne Betätigung des Arms 4 wird als Nächstes erläutert. In 5 gibt, wenn die Bedienperson beginnt, den Armsteuerhebel 56b in der Ausfahrrichtung der Kolbenstange zu betätigen, die Steuereinheit 57 ein Vorwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal an die Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51, ein Verbindungsbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und ein Vorwärtsöffnungsbefehlssignal an das Armzylinderproportionalschaltventil 30 aus. Im Ergebnis gibt die zweite Hydraulikpumpe 61 das vom Tank 18 angesaugte Hydraulikfluid ab, und das Armzylinderproportionalschaltventil 30 öffnet in der Richtung, die das Sperrventil 29 mit der ersten Leitung 31 verbindet.
  • Das Hydraulikfluid von der zweiten Hydraulikpumpe 61 wird der kopfseitigen Ölkammer 3a des Armzylinders 3 über die Leitung 24 und die ersten Leitung 31 zugeführt. Demgegenüber wird das Hydraulikfluid in der stangenseitigen Ölkammer 3b des Armzylinders 3 wieder dem Tank 18 über die zweite Leitung 32, das Armzylinderproportionalschaltventil 30 und die Leitung 35 zugeführt. Im Ergebnis wird die Kolbenstange des Armzylinders 3 ausgefahren.
  • Der Armdämpfungsbetrieb wird als Nächstes erläutert. Wenn die Bedienperson beginnt, den Armsteuerhebel 56b in der Einfahrrichtung der Kolbenstange zu betätigen, gibt die Steuereinheit 57 ein Vorwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal an die Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51, ein Verbindungsbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B, und ein Rückwärtsöffnungsbefehlssignal an das Armzylinderproportionalschaltventil 30 aus. Im Ergebnis gibt die zweite Hydraulikpumpe 61 das vom Tank 18 angesaugte Hydraulikfluid ab, und das Armzylinderproportionalschaltventil 30 öffnet in der Richtung, die das Sperrventil 29 mit der zweiten Leitung 32 verbindet.
  • Das Hydraulikfluid von der zweiten Hydraulikpumpe 61 wird der stangenseitigen Ölkammer 3b des Armzylinders 3 über die Leitung 24 und die zweite Leitung 32 zugeführt. Demgegenüber wird das Hydraulikfluid in der kopfseitigen Ölkammer 3a des Armzylinders 3 wieder dem Tank 18 über die erste Leitung 31, dem Armzylinderproportionalschaltventil 30 und die Leitung 35 zugeführt. Im Ergebnis wird die Kolbenstange des Armzylinders 3 eingefahren.
  • Die einzelne Betätigung der Schaufel 6 wird auf dieselbe Weise wie beim Arm 4 durchgeführt und wird nicht weiter erörtert.
  • Der kombinierte Betrieb der Stellglieder wird als Nächstes mit Bezug auf 3 und 5 erläutert. Wie in 3 gezeigt ist, wird davon ausgegangen, dass der Ausleger 2, der Arm 4 und die Schaufel 6 kombiniert betätigt werden. In diesem Fall werden, wenn der Ausleger 2 mit niedriger Geschwindigkeit betrieben werden soll, der Auslegerzylinder 1, der Armzylinder 3 und der Schaufelzylinder 5 mit dem Hydraulikfluid von der ersten Hydraulikpumpe 60, der zweiten Hydraulikpumpe 61 bzw. der dritten Hydraulikpumpe 62 zugeführt, die die jeweiligen Kolbenstangen antreiben. Insbesondere gibt die Steuereinheit 57 ein Verbindungsbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B, ein Öffnungsbefehlssignal an das Armzylinderproportionalschaltventil 30, ein Verbindungsbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 37 des offenen Hydraulikkreises C und ein Öffnungsbefehlssignal an das Schaufelzylinderproportionalschaltventil 42 aus.
  • Demgegenüber gibt, wenn der Ausleger 2 mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden soll, z.B. wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit einer Geschwindigkeit ausgefahren werden soll, die einen vorbestimmten Schwellwert übersteigt, die Steuereinheit 57 an die Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51 ein Vorwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal aus, das der Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a entspricht. Zur gleichen Zeit gibt die Steuereinheit 57 ein Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 aus.
  • Im Ergebnis wird die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders wieder mit dem Hydraulikfluid von der zweiten Hydraulikpumpe 61 aufgefüllt, so dass die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit einer Geschwindigkeit ausgefahren wird, die der Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a entspricht.
  • In der Zwischenzeit gibt die Steuereinheit 57 an die Leistungssteuereinheit 52a des dritten Motorgenerators 52 ein Vorwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal aus, das der Betriebsgröße des Armsteuerhebels 56b entspricht. Die Steuereinheit 57 gibt auch ein Verbindungsbefehlssignal an das zweite Magnetschaltventil 38 des offenen Hydraulikkreises C aus. Dadurch wird bewirkt, dass der Armzylinder 3 mit dem Hydraulikfluid von der dritten Hydraulikpumpe 62 über das Armzylinderproportionalschaltventil 30 zugeführt wird, wodurch die Kolbenstange des Armzylinders 3 antriebsgesteuert ist.
  • Wenn der obige Arbeitsablauf durchgeführt wird, kann die Steuereinheit 57 die Ausgabe der Leistungssteuereinheit 52a des dritten Motorgenerators 52 anstatt der Ausgabe der Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51 steuern, und kann ein Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 37 des offenen Hydraulikkreises C und ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 39 ausgeben, anstatt das Absperrbefehlssignalan das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und das Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 auszugeben, wodurch die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 wieder mit dem Hydraulikfluid aus der dritten Hydraulikpumpe 62 aufgefüllt wird.
  • Wenn der Ausleger 2, der Arm 4 und die Schaufel 6 kombiniert betätigt werden und wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit niedriger Geschwindigkeit eingefahren wird, fungiert der erste Hydraulikmotor 60 als Hydraulikmotor, um den ersten Motorgenerator 50 anzutreiben, wie zuvor beschrieben. Die Leistung, die durch den ersten Motorgenerator 50 auf diese Weise erzeugt wird, wird über die Leistungssteuereinheit 50a in der Leistungseinheit 54 gespeichert.
  • In der Zwischenzeit gibt, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit einer Geschwindigkeit eingefahren werden soll, die einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, die Steuereinheit 57 an die Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51 ein Rückwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal aus, das der Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a entspricht. Zur gleichen Zeit gibt die Steuereinheit 57 ein Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 aus.
  • Im Ergebnis fungiert die zweite Hydraulikpumpe 61 so, dass das Hydraulikfluid von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 angesaugt wird, so dass die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 so gesteuert wird, dass sie mit einer Geschwindigkeit eingefahren wird, die der Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56a entspricht. An diesem Punkt wird das Hydraulikfluid, das wieder der zweiten Hydraulikpumpe 61 zugeführt wird, stark unter Druck gesetzt. Beim Zuführen des unter Druck stehenden Hydraulikfluids wirkt die zweite Hydraulikpumpe 61 als Hydraulikmotor, um den zweiten Motorgenerator 51 anzutreiben. Die Leistung, die vom zweiten Motorgenerator 51 auf diese Weise erzeugt wird, wird in der Leistungseinheit 54 über die Leistungssteuereinheit 51a gespeichert.
  • In der Zwischeneinheit gibt die Steuereinheit 57 an die Leistungssteuereinheit 52a des dritten Motorgenerators 52 ein Vorwärtsdrehmomenterhöhungsbefehlssignal aus, das der Betriebsgröße des Auslegersteuerhebels 56b entspricht. Gleichzeitig gibt die Steuereinheit 57 ein Verbindungsbefehlssignal an das zweite Magnetschaltventil 38 des offenen Hydraulikkreises C aus. Dies bewirkt, dass dem Armzylinder 3 das Hydraulikfluid von der dritten Hydraulikpumpe 62 über das Armzylinderproportionalschaltventil 30 zugeführt wird, wodurch die Kolbenstange des Armzylinders 3 antriebsgesteuert ist.
  • Wenn der obige Arbeitsablauf durchgeführt wird, kann die Steuereinheit 57 die Ausgabe der Leistungssteuereinheit 52a des dritten Motorgenerators 52 anstatt der Ausgabe der Leistungssteuereinheit 51a des zweiten Motorgenerators 51 steuern und kann ein Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 37 des offenen Hydraulikkreises C und ein Verbindungsbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 39 ausgeben, anstatt das Absperrbefehlssignal an das erste Magnetschaltventil 25 des offenen Hydraulikkreises B und das Verbindungbefehlssignal an das dritte Magnetschaltventil 27 auszugeben, wodurch die dritte Hydraulikpumpe 62 mit dem Hydraulikfluid von der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 versorgt wird.
  • Die oben beschriebene zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist, sieht dieselben Wirkungen wie die vorher erörterte erste Ausführungsform vor.
  • Weiter wird gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist, eine Hydraulikpumpe, die zu Vorwärts- und Rückwärtsdrehungen in der Lage ist, als zweite Hydraulikpumpe 61 verwendet. Als solches kann die zweite Hydraulikpumpe 61 den Durchfluss des Hydraulikfluids, das die kopfseitige Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 auffüllt, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit hoher Geschwindigkeit ausgefahren wird, weitgehend gleich dem Durchfluss des Hydraulikfluids machen, das aus der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 strömt, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit hoher Geschwindigkeit eingefahren wird. Im Ergebnis wird die Geschwindigkeit, mit der die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 ausgefahren und eingefahren wird, weitgehend gleich, so dass eine ausgezeichnete Bedienbarkeit der Arbeitsmaschine wie im Fall der ersten Ausführungsform erhalten wird.
  • Weiter kompensieren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit niedriger Geschwindigkeit betrieben wird, die Speisepumpe 63 und das Spülventil 20 den Hydraulikfluidüberschuss oder -mangel in der Durchflussbilanz, der durch den Volumenunterschied zwischen der kopfseitigen Ölkammer 1a und der stangenseitigen Ölkammer 1b des Auslegerzylinders 1 hervorgerufen wird. Wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit hoher Geschwindigkeit betrieben wird, kompensiert die zweite Hydraulikpumpe 61 den Hydraulikfluidüberschuss oder -mangel in der Durchflussbilanz des oben erwähnten Auslegerzylinders 1. Auf diese Weise wird gemäß der Betriebsgeschwindigkeit der Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 die Verwendung oder Nichtverwendung der zweiten Hydraulikpumpe 61 im geschlossenen Hydraulikkreis A ausgewählt, wodurch es möglich ist, die Speisepumpe 63 zu verkleinern. Wenn auch Druckschwankungen im Inneren der Leitungen während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs auftreten, sieht die zweite Hydraulikpumpe 61 eine Durchflusssteuerung vor, um so einen stabilen Betriebszustand sicherzustellen..
  • Weiterhin wird gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist, das Hydraulikfluid, das aus der kopfseitigen Ölkammer 1a des Auslegerzylinders 1 strömt, wenn die Kolbenstange des Auslegerzylinders 1 mit hoher Geschwindigkeit eingefahren wird, zur ersten Hydraulikpumpe 60 und zur zweiten Hydraulikpumpe 61 geführt. Dies macht es möglich, dass die Verdrängung der ersten Hydraulikpumpe 60 kleiner als die seines Gegenstücks in der Vergangenheit wird.
  • Weiterhin sind gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die aus der Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine und der damit ausgerüsteten Arbeitsmaschine aufgebaut ist, die Motorgeneratoren zum Antreiben der Hydraulikpumpen direkt daran angeschlossen. Im Ergebnis werden Übertragungsverluste, die entstehen, wenn die Hydraulikpumpen angetrieben werden oder dazu dienen, die Energie zurückzugewinnen, kleiner als in dem Fall der ersten Ausführungsform.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erörterten Ausführungsformen beschränkt und kann auch in verschiedenen Variationen ausgeführt sein. Die obigen Ausführungsformen sind als ausführliche Beispiele beschrieben, die helfen, dass diese Erfindung besser verstanden wird. Die vorliegende dargestellte Erfindung ist nicht notwendigerweise auf eine Ausführungsform beschränkt, die alle oben beschriebenen Aufbauten enthält.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Auslegerzylinder
    1a
    kopfseitige Ölkammer
    1b
    stangenseitige Ölkammer
    2
    Ausleger
    3
    Armzylinder
    4
    Arm
    5
    Schaufelzylinder
    6
    Schaufel
    7
    Motor
    8
    Leistungsübertragungsvorrichtung
    9
    erste Hydraulikpumpe
    10
    zweite Hydraulikpumpe
    10a
    Regler
    10x,y
    erste und zweite (Ansaug/Abgabe-)Öffnung
    11
    dritte Hydraulikpumpe
    12
    Speisepumpe
    13
    erste (Strömungs-)Leitung
    14
    zweite Leitung
    15
    Verbindungsleitung
    18
    Tank
    20
    Spülventil
    21
    Lade-Sperrventil
    23
    dritte Strömungsleitung
    24
    zweite Strömungsleitung
    25
    erstes Magnetschaltventil
    26
    zweites Magnetschaltventil
    27
    drittes Magnetschaltventil bzw. Schaltventil
    30
    Durchflusssteuerungsventil bzw. Armzylinderproportionalschaltventil
    31, 32
    vierte Strömungsleitung
    35
    fünfte Strömungsleitung
    42
    Durchflusssteuerungsventil bzw. Schaufelzylinderproportionalschaltventil
    56a
    Auslegersteuerhebel
    56b
    Armsteuerhebel
    56c
    Schaufelsteuerhebel
    57
    Steuereinheit
    105
    Arbeitsgerät bzw. Arbeitsvorrichtung
    A
    geschlossener Hydraulikkreis
    B
    offener Hydraulikkreis
    C
    offener Hydraulikkreis

Claims (2)

  1. Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, umfassend: eine erste Hydraulikpumpe (9), die eine Durchflusssteuervorrichtung (9a) zum Steuern des Durchflusses und der Richtung von abzugebendem Hydraulikfluid aufweist; einen ersten Einzelstangenhydraulikzylinder, der mit dem Hydraulikfluid angetrieben wird, um eines der Arbeitselemente einer Arbeitsvorrichtung (105) der Arbeitsmaschine anzutreiben; einen geschlossenen Hydraulikkreis (A), der die erste Hydraulikpumpe (9) mit dem ersten Einzelstangenhydraulikzylinder verbindet, um mittels einer ersten Strömungsleitung (13), durch die das Hydraulikfluid strömt, einen geschlossenen Kreislauf zu bilden; eine Verbindungsleitung (15), die von der ersten Strömungsleitung (13) abzweigt; eine zweite Strömungsleitung (24), von der ein Ende mit der Verbindungsleitung (15) verbunden ist; eine dritte Strömungsleitung (23), von der ein Ende mit einem Tank (18) verbunden ist; eine zweite Hydraulikpumpe (10), die zu Vor- und Rückwärtsdrehungen befähigt ist und eine erste und eine zweite Öffnung (10x, 10y) aufweist, wobei die erste Öffnung (10x) mit der zweiten Strömungsleitung (24) und die zweite Öffnung (10y) mit dem anderen Ende der dritten Strömungsleitung (23) verbunden ist; einen zweiten Einzelstangenhydraulikzylinder, der ein anderes Arbeitselement als das vom ersten Einzelstangenhydraulikzylinder angetriebene Arbeitselement antreibt; einen Regler (10a), der an der zweiten Hydraulikpumpe (10) vorgesehen ist und dazu eingerichtet ist, eine Strömungsrichtung des Hydraulikfluides, das von der Verbindungsleitung (15) zum Tank (18) fließt, und des Hydraulikfluides, das vom Tank (18) zu der Verbindungsleitung (15) fließt, zu ändern; ein Durchflusssteuerungsventil (30), das den Durchfluss und die Strömungsrichtung des Hydraulikfluides, das von der zweiten Hydraulikpumpe (10) bereitgestellt wird, ändert, und das Durchflusssteuerungsventil (30) das bereitgestellte Hydraulikfluid weiter an den zweiten Einzelstangenhydraulikzylinder liefert; einen offenen Hydraulikkreis (B) mit einer vierten Strömungsleitung (31, 32), die das Durchflusssteuerungsventil (30) mit dem zweiten Einzelstangenhydraulikzylinder verbindet, und einer fünften Strömungsleitung (35), die das Durchflusssteuerungsventil (30) mit dem Tank (18) verbindet; einem Schaltventil (27), das an die zweite Strömungsleitung (24) angeschlossen ist und das ein Durchleiten oder ein Unterbrechen der zweiten Strömungsleitung (24) auswählt; und eine Steuerung, die die erste Hydraulikpumpe (9), die zweite Hydraulikpumpe (10), das Schaltventil (27) und den Regler (10a) steuert, gekennzeichnet dadurch, dass die Steuerung dazu eingerichtet ist, das Schaltventil (27) zu öffnen und den Regler (10a) derart zu steuern, dass die zweite Hydraulikpumpe (10) als hydraulischer Motor arbeitet, wenn der erste Einzelstangenhydraulikzylinder in einer Kolbenstangen-Kontraktionsrichtung arbeitet.
  2. Antriebsvorrichtung für die Arbeitsmaschine nach Anspruch 1, weiter umfassend: eine Mehrzahl offener Hydraulikkreise (B, C); eine Strömungsleitung, die die zweite Hydraulikpumpe (10) in einem offenen Hydraulikkreis (B) mit einem Durchflusssteuerventil (42) in einem anderen offenen Hydraulikkreis (C) verbindet; und ein Schaltventil (26), das an die Strömungsleitung angeschlossen ist, die die zweite Hydraulikpumpe (10) mit dem Durchflusssteuerventil (42) des anderen offenen Hydraulikkreises (C) verbindet, wobei das Schaltventil (26) entweder die Verbindung oder Absperrung des Hydraulikfluids in der Strömungsleitung, die die zweite Hydraulikpumpe (10) mit dem Durchflusssteuerventil (42) des anderen offenen Hydraulikkreises (C) verbindet, auswählt.
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