DE112014000129T5

DE112014000129T5 - Hydraulikbagger

Info

Publication number: DE112014000129T5
Application number: DE112014000129.5T
Authority: DE
Inventors: Toru Matsuyama; Takeshi Takaura
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2034-09-06
Also published as: WO2015030265A1; US20160273193A1; DE112014000129B4; CN104520511B; CN104520511A; JPWO2015030265A1; US9702119B2; KR101681434B1; KR20160041838A; JP5823060B2

Abstract

Geschaffen wird ein Hydraulikbagger, mit dem Nivellierungsarbeiten mit hoher Genauigkeit möglich sind. Eine Vorsteuerleitung zum Absenken eines Auslegers, die mit einem Vorsteueranschluss zum Absenken eines Auslegers verbunden ist, ist mit einem Proportional-Magnetventil zum Absenken eines Auslegers versehen. Wenn ein Ausschütt-Signal für einen Stiel zum Durchführen von Ausschütt-Betätigung des Stiels in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, erhöht die Steuervorrichtung einen an das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers ausgegebenen Strom-Wert schneller als in einem Fall, in dem ein Aushub-Signal für den Stiel zum Durchführen von Aushub-Betätigung des Stiels in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hydraulikbagger
Technischer Hintergrund
Für herkömmliche Hydraulikbagger offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-207697 (Patentdokument 1) eine Konstruktion, bei der sich ein elektromagnetisches Schaltventil, das eine Öldurchlassposition mit einer Drossel enthält, in einer Leitung befindet, die mit einem Vorsteueranschluss zum Absenken eines Auslegers eines Vorsteuer-Schaltventils für einen Ausleger verbunden ist. Patentdokument 1 offenbart des Weiteren eine Konstruktion, bei der ein Drucksensor an der Seite des Vorsteueranschlusses zum Absenken eines Auslegers vorhanden ist und ein durch den Drucksensor erfasstes Druck-Signal in eine Steuervorrichtung eingegeben wird.
Liste der Anführungen
Patentdokumente

Patentdokument 1: Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 7-207697

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Es ist ein Baufahrzeug entwickelt worden, bei dem die Informationen über eine geplante Topografie von außen bezogen werden, eine Position einer Arbeitsausrüstung erfasst wird und die Arbeitsausrüstung auf Basis der Informationen über eine geplante Topografie und der erfassten Position der Arbeitsausrüstung automatisch gesteuert wird. Beim automatischen Steuern der Arbeitsausrüstung bei Nivellierungsarbeiten mit einem Hydraulikbagger wird Steuerung zum automatischen und zwangsweisen Anheben eines Auslegers ausgeführt, wenn erwartet wird, dass eine Schneidkante eines Löffels unter eine geplante Topografie absinkt, um zu vermeiden, dass tiefer als bis zu der geplanten Topografie gebaggert wird.
Die Schneidkante des Löffels folgt dem kreisbogenförmigen Weg, wobei ein vorderes Ende des Auslegers der Mittelpunkt ist, und so kann sich die Schneidkante des Löffels von der geplanten Topografie weg bewegen, wenn bei Schürfarbeiten zum Ausbilden einer ebenen Fläche kein Vorgang zum Absenken des Auslegers durchgeführt wird. Daher betätigt eine Bedienungsperson, die den Hydraulikbagger bedient, bei den Schürfarbeiten einen Steuerhebel vorzugsweise weiter zur Seite zum Absenken des Auslegers hin. Wenn die Bedienungsperson den Steuerhebel, wie oben beschrieben, weiter zur Seite zum Absenken des Auslegers hin betätigt, kommt es zu feinen Vibrationen (Rattern) an dem Steuerhebel, die die Bedienungsperson, die den Steuerhebel hält, als unangenehm empfindet.
Daher hat die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung bereits die Erfindung eingereicht, bei der ein an ein Proportional-Magnetventil zum Absenken eines Auslegers ausgegebener Strom-Wert von Null ausgehend allmählich erhöht wird ( PCT/JP 2013/082825 ). Diese Erfindung ermöglicht es, Schwankungen einer Ölmenge einzuschränken, die zwischen dem Steuerhebel und dem Proportional-Magnetventil zum Absenken eines Auslegers vorhanden ist. Damit können Schwankungen des Öldrucks verringert werden, und so kann das Auftreten feiner Vibrationen an dem Steuerhebel eingeschränkt werden.
Ein Stiel der Arbeitsausrüstung kann sowohl in einer Aushub-Richtung, in der sich der Stiel einem Hauptkörper des Baufahrzeugs nähert, als auch in einer Ausschütt-Richtung betätigt werden, in der sich der Stiel von dem Hauptkörper des Baufahrzeugs weg bewegt. Wenn der an das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers ausgegebene Strom-Wert, wie oben beschrieben, beim Durchführen von Schürfarbeiten allmählich erhöht wird und dabei der Stiel in der Ausschütt-Richtung betätigt wird, verhält sich die Schneidkante des Löffels bei automatischer Steuerung nicht stabil, und es kann zu Pendeln kommen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Hydraulikbagger zu schaffen, bei dem dieses Pendeln verhindert wird und Nivellierungsarbeiten mit hoher Genauigkeit möglich sind.
Lösung des Problems
Ein Hydraulikbagger gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Arbeitsausrüstung, ein Vorsteuer-Schaltventil für einen Ausleger, eine Vorsteuerleitung zum Absenken des Auslegers, ein Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers, ein Betätigungselement und eine Steuervorrichtung. Die Arbeitsausrüstung enthält einen Ausleger und einen an dem Ausleger angebrachten Stiel. Das Vorsteuer-Schaltventil für den Ausleger enthält einen Vorsteueranschluss zum Absenken des Auslegers und steuert Betätigung des Auslegers. Die Vorsteuerleitung zum Absenken des Auslegers ist mit dem Vorsteueranschluss zum Absenken des Auslegers verbunden. Das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers befindet sich in der Vorsteuerleitung zum Absenken des Auslegers. Das Betätigungselement empfängt Benutzerbetätigung zum Antreiben der Arbeitsausrüstung und gibt ein der Benutzerbetätigung entsprechendes Hydraulikdruck-Signal aus. Die Steuervorrichtung steuert einen Öffnungsgrad des Proportional-Magnetventils zum Absenken des Auslegers. Wenn ein Ausschütt-Signal für den Stiel zum Durchführen von Ausschütt-Betätigung des Stiels in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, erhöht die Steuervorrichtung einen an das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers ausgegebenen Strom-Wert schneller als in einem Fall, in dem ein Aushub-Signal für den Stiel zum Durchführen von Aushub-Betätigung des Stiels in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist.
Bei dem Hydraulikbagger der vorliegenden Erfindung können, wenn das Aushub-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, Schwankungen des Hydraulikdrucks zwischen dem Betätigungselement und dem Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers eingeschränkt werden, und damit kann das Auftreten feiner Vibrationen an dem Betätigungselement eingeschränkt werden. Wenn das Ausschütt-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, kann der Ausleger schnell abgesenkt werden, und so kann das Auftreten von Pendeln an der Arbeitsausrüstung eingeschränkt werden, und die Nivellierungsarbeiten können mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Bei dem Hydraulikbagger ist, wenn die Steuervorrichtung an das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers ein Befehls-Signal ausgibt, mit dem eine Vergrößerung des Öffnungsgrades angewiesen wird, ein Betrag der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit, wenn das Ausschütt-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, größer als wenn das Aushub-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist. So kann, indem relative Erhöhung der Ventilöffnungs-Geschwindigkeit des Proportional-Magnetventils zum Absenken des Auslegers durchgeführt wird, wenn das Ausschütt-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, der Ausleger schneller abgesenkt werden.
Bei dem Hydraulikbagger erhöht die Steuervorrichtung, wenn das Ausschütt-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, den an das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers ausgegebenen Strom-Wert schrittweise. So wird ein Betrag der Erhöhung des an das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers ausgegebenen Strom-Wertes pro Zeiteinheit größer und der Ausleger kann schneller abgesenkt werden.
Bei dem Hydraulikbagger enthält die Arbeitsausrüstung des Weiteren einen Löffel. Der Löffel ist an dem Stiel angebracht und hat eine Schneidkante. Die Steuervorrichtung steuert den Ausleger so, dass verhindert wird, dass eine Position der Schneidkante unter eine geplante Topographie absinkt, die eine Soll-Form einer zu nivellierenden Bodenfläche angibt. So können die Nivellierungsarbeiten entsprechend der geplanten Topographie durchgeführt werden, und dadurch können die Qualität und die Effizienz der Nivellierungsarbeiten mit dem Hydraulikbagger verbessert werden.
Bei dem Hydraulikbagger sendet und empfängt die Steuervorrichtung Informationen mittels Satellitenkommunikation nach bzw. von außen. So wird Bauen auf Basis der Informationen möglich, die nach bzw. von außen gesendet und empfangen werden, und mit dem Hydraulikbagger können Nivellierungsarbeiten mit hoher Effizienz und hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung können, wie oben beschrieben, wenn das Stiel-Aushub-Signal in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, Schwankungen des Hydraulikdrucks zwischen dem Betätigungselement und dem Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers eingeschränkt werden, und damit kann das Auftreten feiner Vibrationen an dem Betätigungselement eingeschränkt werden. Wenn das Ausschütt-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, kann der Ausleger schnell abgesenkt werden, und damit kann das Auftreten von Pendeln an der Arbeitsausrüstung eingeschränkt werden.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Perspektivansicht des Innenraums einer Kabine des Hydraulikbaggers.
3 ist eine schematische Ansicht, die schematisch eine Konfiguration zum Senden und Empfangen von Informationen zu bzw. von dem Hydraulikbagger zeigt.
4 ist ein Schema des Hydraulikkreises, der bei dem Hydraulikbagger eingesetzt wird.
5 ist eine Schnittansicht eines Vorsteuerdruck-Steuerventils in der neutralen Position.
6 ist eine Schnittansicht des Vorsteuerdruck-Steuerventils während der Ventilbetätigung.
7 ist eine schematische Ansicht von Nivellierungsarbeiten mit dem Hydraulikbagger bei einer Aushub-Betätigung eines Stiels.
8 ist ein Diagramm, das eine Änderung eines Befehls-Stroms zum Absenken des Auslegers während der Aushub-Betätigung des Stiels bei dem Hydraulikbagger vor Einsatz der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Befehls-Stroms zum Absenken des Auslegers während der Aushub-Betätigung des Stiels bei dem Hydraulikbagger gemäß der Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Diagramm, das eine Erhöhung des Strom-Wertes bei Vergrößerung eines Öffnungsgrades eines Proportional-Magnetventils zeigt.
11 ist ein Diagramm, das eine Verringerung des Strom-Wertes bei Verkleinerung des Öffnungsgrades des Proportional-Magnetventils zeigt.
12 ist eine schematische Ansicht von Nivellierungsarbeiten mit dem Hydraulikbagger bei einer Ausschütt-Betätigung des Stiels.
13 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Befehls-Stroms zum Absenken des Auslegers während der Ausschütt-Betätigung des Stiels bei dem Hydraulikbagger vor Einsatz der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Befehls-Stroms zum Absenken des Auslegers während der Ausschütt-Betätigung des Stiels bei dem Hydraulikbagger gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Zunächst wird ein Aufbau eines Hydraulikbaggers beschrieben, bei dem eine Idee der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
1 ist eine schematische Perspektivansicht, die einen Aufbau eines Hydraulikbaggers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Hydraulikbagger 1 enthält, wie in 1 gezeigt, hauptsächlich ein Fahrgestell 2, eine Dreheinheit 3 und eine Arbeitsausrüstung 5. Fahrgestell 2 und Dreheinheit 3 bilden einen Hauptkörper des Baufahrzeugs.
Fahrgestell 3 weist ein Paar aus einer linken und einer rechten Raupenkette auf. Es ist so eingerichtet, dass der Hydraulikbagger 1 durch Drehung der paarigen Raupenketten selbstfahrend ist. Dreheinheit 3 ist so eingerichtet, dass sie in Bezug auf Fahrgestell 2 gedreht bzw. geschwenkt werden kann.
Dreheinheit 3 enthält eine Kabine 4, die ein Raum für eine Bedienungsperson ist, die Hydraulikbagger 1 betätigt. Kabine 4 ist in dem Hauptkörper des Baufahrzeugs enthalten. An der hinteren Seite B enthält Dreheinheit 3 einen Motorraum, der einen Motor aufnimmt, und ein Ballastgewicht. In der vorliegenden Ausführungsform wird die vordere Seite (Vorderseite) der Bedienungsperson, wenn diese in Kabine 4 sitzt, als vordere Seite F von Dreheinheit 3 bezeichnet, und die hintere Seite der Bedienungsperson wird als hintere Seite B von Dreheinheit 3 bezeichnet. Die linke Seite der sitzenden Bedienungsperson wird als linke Seite L von Dreheinheit 3 bezeichnet, und die rechte Seite der sitzenden Bedienungsperson wird als rechte Seite R von Dreheinheit 3 bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass die Längs- und die Quer-Richtung von Dreheinheit 3 mit der Längs- und der Quer-Richtung von Hydraulikbagger 1 übereinstimmen.
Arbeitsausrüstung 5, die Arbeiten, wie beispielsweise Bodenaushub, durchführt, wird von Dreheinheit 3 schwenkbar so getragen, dass sie in der vertikalen Richtung betätigt werden kann. Arbeitsausrüstung 5 weist einen Ausleger 6, der an einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt an der vorderen Seite F von Dreheinheit 3 so angebracht ist, dass er in der vertikalen Richtung betätigt werden kann, einen Stiel 7, der an einem vorderen Ende von Ausleger 6 so angebracht ist, dass er in der Längsrichtung betätigt werden kann, und einen Löffel 8 auf, der an einem vorderen Ende von Stiel 7 so angebracht ist, dass er in der Längsrichtung betätigt werden kann. Löffel 8 weist an seinem vorderen Ende eine Schneidkante 8a auf. Ausleger 6, Stiel 7 und Löffel 8 sind so eingerichtet, dass sie von einem Auslegerzylinder, einem Stielzylinder 10 bzw. einem Löffelzylinder 11 angetrieben werden, die Hydraulikzylinder sind.
Kabine 4 ist an der vorderen Seite F sowie der linken Seite L von Dreheinheit 3 angeordnet. Arbeitsausrüstung 5 befindet sich in Bezug auf Kabine 4 an der rechten Seite R, die ein seitlicher Abschnitt von Kabine 4 an einer Seite ist. Es ist anzumerken, dass die Anordnung von Kabine 4 und Arbeitsausrüstung 5 nicht auf das in 1 gezeigte Beispiel beschränkt ist und sich Arbeitsausrüstung 5 beispielsweise an der linken Seite von Kabine 4 befinden kann, die an der vorderen rechten Seite von Dreheinheit 3 angeordnet ist.
2 ist eine Perspektivansicht des Innenraums von Kabine 4 von Hydraulikbagger 1. Ein Fahrersitz 24, auf dem der Fahrer bzw. die Bedienungsperson zur vorderen Seite F hin gewandt sitzt, ist, wie in 2 gezeigt, im Inneren von Kabine 4 angeordnet. Kabine 4 enthält einen Dachabschnitt, der so angeordnet ist, dass er Fahrersitz 24 abdeckt, sowie eine Vielzahl von Säulen, die den Dachabschnitt tragen. Zu der Vielzahl von Säulen gehören eine vordere Säule, die an der vorderen Seite F in Bezug auf Fahrersitz 24 angeordnet ist, eine hintere Säule, die an der hinteren Seite B in Bezug auf Fahrersitz 24 angeordnet ist, sowie eine mittlere Säule, die zwischen der vorderen Säule und der hinteren Säule angeordnet ist. Jede Säule erstreckt sich in einer vertikalen Richtung rechtwinklig zu einer horizontalen Fläche und ist mit einem Bodenabschnitt sowie dem Dachabschnitt von Kabine 4 verbunden.
Ein Raum, der von allen Säulen sowie dem Boden- und dem Dachabschnitt von Kabine 4 umschlossen ist, bildet einen Innenraum von Kabine 4. Fahrersitz 24 ist in dem Innenraum von Kabine 4 aufgenommen und im Wesentlichen in der Mitte des Bodenabschnitts von Kabine 4 angeordnet. Eine seitliche Fläche an der linken Seite L von Kabine 4 ist mit einer Tür versehen, über die der Fahrer bzw. die Bedienungsperson in Kabine 4 ein- bzw. aus ihr aussteigen kann.
Ein vorderes Fenster ist an einer vorderen Seite F in Bezug auf den Fahrersitz 24 angeordnet. Das vordere Fenster besteht aus einem transparenten Material, und die auf dem Fahrersitz 24 sitzende Bedienungsperson kann über das vordere Fenster aus Kabine 4 nach außen sehen. Beispielsweise kann, wie in 2 gezeigt, die auf Fahrersitz 24 sitzende Bedienungsperson Löffel 8, der Boden aushebt, über das vordere Fenster direkt sehen.
Eine Monitor- bzw. Überwachungseinrichtung 26 befindet sich an der vorderen Seite F im Inneren von Kabine 4. Überwachungseinrichtung 26 ist an einer Ecke an der vorderen rechten Seite im Inneren von Kabine 4 angeordnet und wird von einer Stütze getragen, die sich von dem Bodenabschnitt von Kabine 4 aus erstreckt.
Überwachungseinrichtung 26 enthält für den Mehrzweckeinsatz eine plane Anzeigefläche 26d mit verschiedenen Monitor- bzw. Überwachungsfunktionen, eine Schalteinheit 27, die eine Vielzahl von Schaltern aufweist, und eine Tonerzeugungseinrichtung 28, die Ton des auf der Anzeigefläche 26d angezeigten Inhalts wiedergibt. Diese Anzeigefläche 26d wird durch eine Grafik-Anzeigeeinrichtung, wie beispielsweise eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung und eine organische LE-Anzeigeeinrichtung, gebildet. Obwohl Schalteinheit 27 eine Vielzahl von Tastenschaltern enthält, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Schalteinheit 27 kann Touchscreen-Berührungsschalter enthalten.
Fahr-Steuerhebel (ein linker und ein rechter Fahr-Steuerhebel) 22a und 22b für die linke und die rechte Raupenkette befinden sich an der vorderen Seite F von Fahrersitz 24. Der linke und der rechte Fahr-Steuerhebel 22a und 22b bilden eine Fahr-Steuereinheit 22 zum Steuern von Fahrgestell 2.
Ein erster Steuerhebel 44 zum Steuern von Antrieb von Ausleger 6 und Löffel 8 von Arbeitsausrüstung 5 für die Bedienungsperson in Kabine 4 befindet sich an der rechten Seite R von Fahrersitz 24. Ein Bedienfeld 29 mit verschiedenen Schaltern und dergleichen befindet sich ebenfalls an der rechten Seite R von Fahrersitz 24. Ein zweiter Steuerhebel 24 zum Steuern von Antrieb von Stiel 7 von Arbeitsausrüstung 5 und Drehen von Dreheinheit 3 für die Bedienungsperson befindet sich an der linken Seite L von Fahrersitz 24.
Ein Monitor 21 ist oberhalb von Überwachungseinrichtung 26 angeordnet. Monitor 21 weist eine plane Anzeigefläche 21d auf. Monitor 21 ist an der vorderen Säule an der rechten Seite R der paarigen vorderen Säulen angebracht, die die Seite ist, die nahe an Arbeitsausrüstung 5 liegt. Monitor 21 ist in der Sichtlinie der auf Fahrersitz 24 sitzenden Bedienungsperson nach vorn rechts vor der vorderen Säule angeordnet. Wenn Monitor 21 an der vorderen Säule R von Hydraulikbagger 1 angebracht ist, der Arbeitsausrüstung 5 an der rechten Seite R von Kabine 4 enthält, kann die Bedienungsperson mit einer geringen Verschiebung der Sichtlinie sowohl Arbeitsausrüstung 4 als auch Monitor 21 sehen.
3 ist eine schematische Ansicht, die schematisch eine Konfiguration zum Senden und Empfangen von Informationen zu bzw. von Hydraulikbagger 1 zeigt. Hydraulikbagger 1 enthält eine Steuervorrichtung 20. Eine Funktion von Steuervorrichtung 20 besteht darin, die Betätigung von Arbeitsausrüstung 5, das Drehen von Dreheinheit 3, das Fahren von Fahrgestell 2 und dergleichen zu steuern. Steuervorrichtung 20 und Monitor 21 sind über ein bidirektionales Netzwerk-Kommunikationskabel 23 verbunden und bilden ein Kommunikationsnetz innerhalb von Hydraulikbagger 1. Monitor 21 und Steuervorrichtung 20 können über Netzwerk-Kommunikationskabel 23 Informationen zueinander senden und voneinander empfangen. Monitor 21 und Steuervorrichtung 20 werden jeweils hauptsächlich durch eine Computereinrichtung, wie beispielsweise einen Mikrocomputer, gebildet.
Informationen können zwischen Steuervorrichtung 20 und einer externen Überwachungsstation 96 gesendet und empfangen werden. In der vorliegenden Ausführungsform kommunizieren Steuervorrichtung 20 und Überwachungsstation 96 über Satellitenkommunikation miteinander. Ein Kommunikations-Endgerät 91, das eine Satellitenkommunikations-Antenne 92 aufweist, ist mit Steuervorrichtung 20 verbunden. Satellitenkommunikations-Antenne 92 ist, wie in 1 gezeigt, an Dreheinheit 3 installiert. Eine Netzwerk-Steuerstation 95, die über eine Festleitung mit einer Kommunikations-Erdstation 94 verbunden ist, die über eine direkte Kommunikationsverbindung mit einem Kommunikations-Satelliten kommuniziert, ist mit Überwachungsstation 96 auf der Erde über das Internet und dergleichen verbunden. Dadurch werden Daten zwischen Steuervorrichtung 20 und der vorgeschriebenen Überwachungsstation 96 über Kommunikations-Endgerät 91, Kommunikations-Satellit 93 und Kommunikations-Erdstation sowie Netzwerk-Steuerstation 95 gesendet und empfangen.
Bau-Planungsdaten, die mit dreidimensionalem CAD (Computer Aided Design) erzeugt werden, werden in Steuervorrichtung 20 vorgespeichert. Monitor 21 aktualisiert die von außen empfangene aktuelle Position von Hydraulikbagger 1 und zeigt sie in Echtzeit auf dem Bildschirm an. Dadurch kann die Bedienungsperson konstant den Arbeitsstand von Hydraulikbagger 1 prüfen.
Steuervorrichtung 20 vergleicht die Bau-Planungsdaten mit der Position und Stellung von Arbeitsausrüstung 5 in Echtzeit und steuert einen Hydraulikkreislauf auf Basis des Vergleichsergebnisses an und steuert so Arbeitsausrüstung 5. Das heißt, Steuervorrichtung 20 vergleicht die Soll-Form auf Basis der Bau-Planungsdaten eines Bearbeitungs-Objektes (geplante Topographie oder geplante Soll-Topographie) mit der Position von Löffel 8 und führt Steuerung aus, um zu verhindern, dass Schneidkante 8a von Löffel 8 tiefer liegt als die geplante Topographie, und zu verhindern, dass tiefer als bis zu der geplanten Topographie gebaggert bzw. ausgehoben wird. So können Effizienz beim Bauen und Genauigkeit beim Bauen verbessert werden, und qualitativ hochwertiges Bauen kann leicht durchgeführt werden.
4 ist ein Schema eines Hydraulikkreises, der bei Hydraulikbagger 1 eingesetzt wird. In einem Hydrauliksystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie es in 4 dargestellt ist, werden eine erste Hydraulikpumpe 31 und eine zweite Hydraulikpumpe 32 von einem Motor 33 angetrieben. Die erste Hydraulikpumpe 31 und die zweite Hydraulikpumpe 32 dienen als eine Antriebsquelle zum Antreiben eines Hydraulik-Stellgliedes, wie beispielsweise Auslegerzylinder 9, Stielzylinder 10, Löffelzylinder 11, der Fahr-Motoren 16 und 17 und dergleichen. Das von der ersten Hydraulikpumpe 31 und der zweiten Hydraulikpumpe 32 ausgestoßene Hydrauliköl wird dem Hydraulik-Stellglied über ein Haupt-Betätigungsventil 34 zugeführt. Das dem Hydraulik-Stellglied zugeführte Hydrauliköl wird über Haupt-Betätigungsventil 34 zu einem Tank 35 abgeleitet.
Haupt-Betätigungsventil 34 weist ein Vorsteuer-Schaltventil 36 für den Stiel, ein Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger, ein Vorsteuer-Schaltventil 38 für Fahrt nach links, ein Vorsteuer-Schaltventil 39 für Fahrt nach rechts sowie ein Vorsteuer-Schaltventil 40 für den Löffel auf.
Vorsteuer-Schaltventil 36 für den Stiel steuert Zuleitung und Ableitung des Hydrauliköls zu bzw. von Stielzylinder 10 und steuert die Betätigung von Stiel 7. Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger steuert Zuleitung und Ableitung des Hydrauliköls zu bzw. von Auslegerzylinder 9 und steuert die Betätigung von Ausleger 6. Vorsteuer-Schaltventil 38 für Fahrt nach links steuert Zuleitung und Ableitung des Hydrauliköls zu bzw. von dem linken Fahr-Motor 17 und steuert die Betätigung bzw. Funktion des linken Fahr-Motors 17. Vorsteuer-Schaltventil 39 für Fahrt nach rechts steuert Zuleitung und Ableitung des Hydrauliköls zu bzw. von dem rechten Fahr-Motor 16 und steuert die Funktion des rechten Fahr-Motors 16. Vorsteuer-Schaltventil 40 für den Löffel steuert Zuleitung und Ableitung des Hydrauliköls zu bzw. von Löffelzylinder 11 und steuert die Betätigung von Löffel 8.
Vorsteuer-Schaltventil 36 für den Stiel weist paarige Vorsteueranschlüsse pa1 und pa2 auf. Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger weist paarige Vorsteueranschlüsse pb1 und pb2 auf. Vorsteuer-Schaltventil 38 für Fahrt nach links weist paarige Vorsteueranschlüsse pl1 und pl2 auf. Vorsteuer-Schaltventil 39 für Fahrt nach rechts weist paarige Vorsteueranschlüsse pr1 und pr2 auf. Vorsteuer-Schaltventil für den Löffel 40 weist paarige Vorsteueranschlüsse pbk1 und pbk2 auf. Entsprechend dem Druck des jedem Vorsteueranschluss zugeführten Vorsteuer-Öls (Vorsteuerdruck) wird jedes der Vorsteuer-Schaltventile 36 bis 40 gesteuert.
Der auf jeden der Vorsteueranschlüsse von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger und Vorsteuer-Schaltventil 40 für den Löffel wirkende Vorsteuerdruck wird durch Betätigen einer ersten Steuerhebel-Einrichtung 41 gesteuert. Der auf jeden der Vorsteueranschlüsse von Vorsteuer-Schaltventil 36 für den Stiel wirkende Vorsteuerdruck wird durch Betätigen einer zweiten Steuerhebel-Einrichtung 42 gesteuert. Die Bedienungsperson betätigt den ersten Steuerhebel 41 und den zweiten Steuerhebel 42 und steuert so die Betätigung bzw. Funktion von Arbeitsausrüstung 5 und die Dreh-Betätigung bzw. -Funktion von Dreheinheit 3. Die erste Steuerhebel-Einrichtung 41 und die zweite Steuerhebel-Einrichtung 42 bilden ein Betätigungselement, das die Betätigung zum Antreiben von Arbeitsausrüstung 5 durch die Bedienungsperson empfängt.
Der auf jeden der Vorsteueranschlüsse von Vorsteuer-Umschaltventil 38 für Fahrt nach links und Vorsteuer-Schaltventil 39 für Fahrt nach rechts wirkende Vorsteuerdruck wird durch Betätigen eines linken und eines rechten Fahr-Steuerhebels 22a und 22b gesteuert, die in 2 dargestellt sind. Die Bedienungsperson betätigt den linken und den rechten Fahr-Steuerhebel 22a und 22b und steuert so die Fahr-Funktion von Fahrgestell 2.
Die erste Steuerhebel-Einrichtung 41 weist einen ersten Steuerhebel 44 auf, der von der Bedienungsperson betätigt wird. Die erste Steuerhebel-Einrichtung 41 weist ein erstes Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A, ein zweites Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B, ein drittes Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C und ein viertes Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D auf. Das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A, das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B, das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C und das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D entsprechen jeweils den vier Richtungen, d. h. der Vorwärts- und der Rückwärts- sowie der Links- und der Rechts-Richtung, des ersten Steuerhebels 44.
Die zweite Steuerhebel-Einrichtung 42 weist den zweiten Steuerhebel 45 auf, der von der Bedienungsperson betätigt wird. Die zweite Steuerhebel-Einrichtung 42 weist ein fünftes Vorsteuerdruck-Steuerventil 42A, ein sechstes Vorsteuerdruck-Steuerventil 42B, ein siebtes Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C und ein achtes Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D auf. Das fünfte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42A, das sechste Vorsteuerdruck-Steuerventil 42B, das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C und das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D entsprechen jeweils den vier Richtungen, d. h. der Vorwärts- und der Rückwärts- sowie der Links- und der Rechts-Richtung, des zweiten Steuerhebels 45.
Die Vorsteuerdruck-Steuerventile 41A bis 41D und 42A bis 42D zum Steuern des Antriebs der Hydraulikzylinder 9, 10 und 11 für Arbeitsausrüstung 5 sowie eines Schwenk-Motors sind mit dem ersten Steuerhebel 44 bzw. dem zweiten Steuerhebel 45 verbunden. Vorsteuerdruck-Steuerventile zum Steuern des Antriebs des rechten und des linken Fahr-Motors 16 und 17 sind mit dem linken und dem rechten Fahr-Steuerhebel 22a bzw. 22b verbunden.
Das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A weist einen ersten Pumpenanschluss X1, einen ersten Tankanschluss Y1 und einen ersten Zuleit-/Ableitanschluss Z1 auf. Der erste Pumpenanschluss X1 ist mit einem Pumpen-Strömungsweg 51 verbunden. Der erste Tankanschluss Y1 ist mit einem Tank-Strömungsweg 52 verbunden. Pumpen-Strömungsweg 51 und Tank-Strömungsweg 52 sind mit Tank 35 verbunden, in dem das Vorsteuer-Öl gespeichert ist. Eine dritte Hydraulikpumpe 50 ist auf Pumpen-Strömungsweg 51 vorhanden. Die dritte Hydraulikpumpe 50 unterscheidet sich von der ersten Hydraulikpumpe 31 und der zweiten Hydraulikpumpe 32, die oben beschrieben sind. Jedoch können anstelle der dritten Hydraulikpumpe 50 die erste Hydraulikpumpe oder die zweite Hydraulikpumpe 32 eingesetzt werden.
Der erste Zuleit-/Ableitanschluss Z1 ist mit einer ersten Vorsteuerleitung 53 verbunden. Die erste Vorsteuerleitung 53 verbindet das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A der ersten Steuerhebel-Einrichtung 41 und den zweiten Vorsteueranschluss pb2 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger 37.
Bei der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 wird das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A zwischen einem Ausgabezustand und einem Ableitzustand umgeschaltet. In dem Ausgabezustand bewirkt das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A, dass der erste Pumpenanschluss X1 und der erste Zuleit-/Ableitanschluss Z1 miteinander in Verbindung stehen, und gibt das Vorsteuer-Öl, das einen Druck hat, der einem Maß der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 entspricht, über den ersten Zuleit-/Ableitanschluss Z1 an die erste Vorsteuerleitung 53 aus. In dem Ableitzustand bewirkt das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A, dass der erste Tankanschluss Y1 und der erste Zuleit-/Ableitanschluss Z1 miteinander in Verbindung stehen.
Das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B weist einen zweiten Pumpenanschluss X2, einen ersten Tankanschluss Y2 und einen zweiten Zuleit-/Ableitanschluss Z2 auf. Der zweite Pumpenanschluss X1 ist mit Pumpen-Strömungsweg 51 verbunden. Der zweite Tankanschluss Y2 ist mit Tank-Strömungsweg 52 verbunden.
Der zweite Zuleit-/Ableitanschluss Z2 ist mit der zweiten Vorsteuerleitung 54 verbunden. Die zweite Vorsteuerleitung 54 verbindet das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B der ersten Steuerhebel-Einrichtung 41 und den ersten Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger.
Bei der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 wird das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B zwischen einem Ausgabezustand und einem Ableitzustand umgeschaltet. In dem Ausgabezustand bewirkt das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B, dass der zweite Pumpenanschluss X2 und der zweite Zuleit-/Ableitanschluss Z2 miteinander in Verbindung stehen, und gibt das Vorsteuer-Öl, das einen Druck hat, der einem Maß der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 entspricht, über den zweiten Zuleit-/Ableitanschluss Z2 an die zweite Vorsteuerleitung 54 aus. In dem Ableitzustand bewirkt das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B, dass der zweite Tankanschluss Y2 und der zweite Zuleit-/Ableitanschluss Z2 miteinander in Verbindung stehen.
Das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A und das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B bilden ein Paar und entsprechen den Betätigungsrichtungen des ersten Steuerhebels 44, die einander entgegengesetzt sind. Beispielsweise entspricht das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 zur vorderen Seite F hin, und entspricht das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41 der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 zur hinteren Seite B hin. Entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 wird entweder das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A oder das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B ausgewählt. Wenn sich das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A in dem Ausgabezustand befindet, befindet sich das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B in dem Ableitzustand. Wenn sich das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A in dem Ableitzustand befindet, befindet sich das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B in dem Ausgabezustand.
Das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A steuert Zuleitung und Ableitung des Vorsteuer-Öls zu bzw. von dem zweiten Vorsteueranschluss pb2 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger. Das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B steuert Zuleitung und Ableitung des Vorsteuer-Öls zu bzw. von dem ersten Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger. Bei Betätigung des ersten Steuerhebels 44 werden Zuleitung und Ableitung des Hydrauliköls zu und von Auslegerzylinder 9 gesteuert und Ausfahren sowie Einfahren von Auslegerzylinder 9 werden gesteuert.
Der erste Steuerhebel 44 empfängt die Benutzerbetätigung zum Antreiben von Ausleger 6. Der erste Steuerhebel 44 gibt über das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B ein Hydraulikdruck-Signal aus, das der Benutzer-Betätigung zum Anheben von Ausleger 6 entspricht. Der erste Steuerhebel 44 gibt über das erste Vorsteuerdruck-Vorsteuerventil 41A ein Hydraulikdruck-Signal aus, das der Benutzer-Betätigung zum Absenken von Ausleger 6 entspricht. Die Hydraulikdruck-Signale, die bei der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 ausgegeben werden, können ein Ausleger-Anhebe-Signal zum Durchführen der Betätigung zum Anheben von Ausleger 6 sowie ein Ausleger-Absenk-Signal zum Durchführen der Betätigung zum Absenken von Ausleger 6 einschließen. Dadurch wird die Betätigung bzw. der Vorgang zum Anheben oder Absenken von Ausleger 6 entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 gesteuert.
Der erste Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger erfüllt eine Funktion als Vorsteueranschluss zum Anheben des Auslegers, dem das Vorsteuer-Öl zum Zeitpunkt des Vorgangs zum Anheben von Ausleger 6 zugeführt wird. Der zweite Vorsteueranschluss pb2 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger erfüllt eine Funktion als Vorsteueranschluss zum Absenken des Auslegers, dem das Vorsteuer-Öl zum Zeitpunkt des Vorgangs zum Absenken von Ausleger 6 zugeführt wird.
Der Druck des der ersten Vorsteuerleitung 53 über das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A zugeführten Vorsteuer-Öls wird durch einen Hydraulikdruck-Sensor 63 erfasst. Hydraulikdruck-Sensor 63 gibt an Steuervorrichtung 20 ein Druck-Signal P3 aus, das ein elektrisches Erfassungs-Signal ist, das dem erfassten Hydraulikdruck entspricht. Des Weiteren wird der Druck des der zweiten Vorsteuerleitung 54 über das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B zugeführten Vorsteuer-Öls durch einen Hydraulikdruck-Sensor 64 erfasst. Hydraulikdruck-Sensor 64 gibt an Steuervorrichtung 20 ein Druck-Signal P4 aus, das ein elektrisches Erfassungs-Signal ist, das dem erfassten Hydraulikdruck entspricht.
Ein Relais-Block 70 befindet sich auf einem Hydraulikdruck-Weg, der die erste und die zweite Steuerhebel-Einrichtung 41 und 42 und Haupt-Betätigungsventil 34 verbindet. Relais-Block 70 ist so eingerichtet, dass er eine Vielzahl von Proportional-Magnetventilen 73 bis 79 enthält. Proportional-Magnetventil 73 befindet sich in der ersten Vorsteuerleitung 53. Hydraulikdruck-Sensor 63 befindet sich zwischen dem ersten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A und Proportional-Magnetventil 73 in der ersten Vorsteuerleitung 53. Proportional-Magnetventil 74 befindet sich in der zweiten Vorsteuerleitung 54. Hydraulikdruck-Sensor 64 befindet sich zwischen dem zweiten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B und Proportional-Magnetventil 74 in der zweiten Vorsteuerleitung 54. Die Proportional-Magnetventile 73 und 74 dienen dazu, den Vorgang zum Bewegen von Ausleger 6 nach oben und nach unten entsprechend der Betätigung des ersten Steuerventils 44 zu steuern.
Auf Basis des durch Hydraulikdruck-Sensor 63 erfassten Hydraulikdrucks der ersten Vorsteuerleitung 53 steuert Steuervorrichtung 20 Proportional-Magnetventil 73. Hydraulikdruck-Sensor 63 erfüllt eine Funktion als ein erster Drucksensor, mit dem der in der ersten Vorsteuerleitung 53 zwischen dem ersten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A und Proportional-Magnetventil 73 entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 erzeugte Hydraulikdruck erfasst wird.
Entsprechend dem durch Hydraulikdruck-Sensor 63 erfassten Hydraulikdruck gibt Steuervorrichtung 20 ein Befehls-Signal, mit dem Absenken des Auslegers angewiesen wird, an Proportional-Magnetventil 73 aus. Steuervorrichtung 20 gibt ein Befehls-Signal G3 an Proportional-Magnetventil 73 aus und stellt den Öffnungsgrad desselben ein. Dadurch ändert Steuervorrichtung 20 eine Strömungsmenge des durch die erste Vorsteuerleitung 53 strömenden Vorsteuer-Öls und steuert den zu dem zweiten Vorsteueranschluss pb2 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger übertragenen Vorsteuerdruck. Entsprechend dem Grad des zu dem zweiten Vorsteueranschluss pb2 übertragenen Vorsteuerdrucks wird die Geschwindigkeit von Ausleger 6 beim Absenken eingestellt.
Auf Basis des durch Hydraulikdruck-Sensor 64 erfassten Hydraulikdrucks der zweiten Vorsteuerleitung 54 steuert Steuervorrichtung 20 Proportional-Magnetventil 74. Hydraulikdruck-Sensor 64 erfüllt eine Funktion als ein zweiter Drucksensor, mit dem der entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 in der zweiten Vorsteuerleitung 74 zwischen dem zweiten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B und Proportional-Magnetventil 74 erzeugte Hydraulikdruck erfasst wird.
Entsprechend dem durch Hydraulikdruck-Sensor 64 erfassten Hydraulikdruck gibt Steuervorrichtung 20 ein Befehls-Signal, mit dem Anheben des Auslegers angewiesen wird, an Proportional-Magnetventil 74 aus. Steuervorrichtung 20 gibt ein Befehls-Signal G4 an Proportional-Magnetventil 74 aus und stellt den Öffnungsgrad desselben ein. Dadurch ändert Steuervorrichtung 20 eine Strömungsmenge des durch die zweite Vorsteuerleitung 54 strömenden Vorsteuer-Öls und steuert den zu dem ersten Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger übertragenen Vorsteuerdruck. Entsprechend dem Grad des zu dem ersten Vorsteueranschluss pb1 übertragenen Vorsteuerdrucks wird die Geschwindigkeit von Ausleger 6 beim Anheben eingestellt.
Ein Wechselventil 80 befindet sich in der zweiten Vorsteuerleitung 54. Wechselventil 80 hat zwei Eintrittsanschlüsse und einen Austrittsanschluss. Der Austrittsanschluss von Wechselventil 80 ist über die zweite Vorsteuerleitung 54 mit dem ersten Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger verbunden. Ein Eintrittsanschluss von Wechselventil 80 ist über die zweite Vorsteuerleitung 54 mit dem zweiten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B verbunden. Der andere Eintrittsanschluss von Wechselventil 80 ist mit einem Pumpen-Strömungsweg 55 verbunden.
Pumpen-Strömungsweg 55 zweigt von Pumpen-Strömungsweg 51 ab. Ein Ende von Pumpen-Strömungsweg 55 ist mit Pumpen-Strömungsweg 51 verbunden, und das andere Ende von Pumpen-Strömungsweg 55 ist mit Wechselventil 80 verbunden. Das durch die dritte Hydraulikpumpe 50 transportierte Vorsteuer-Öl strömt über Pumpen-Strömungsweg 51 zu der ersten Steuerhebel-Einrichtung 41 und der zweiten Steuerhebel-Einrichtung 42 und strömt über die Pumpen-Strömungswege 51 und 55 auch zu Wechselventil 80.
Wechselventil 80 ist ein Wechselventil mit Priorität des höheren Drucks (valve of higher pressure priority type). Wechselventil 80 vergleicht den Hydraulikdruck in der zweiten Vorsteuerleitung 54, die mit einem Eintrittsanschluss verbunden ist, und den Hydraulikdruck in Pumpen-Strömungsweg 55, der mit dem anderen Eintrittsanschluss verbunden ist, und wählt den höheren Druck aus. Wechselventil 80 bewirkt, dass ein an der Seite höheren Drucks liegender Strömungsweg der zweiten Vorsteuerleitung 54 und des Pumpen-Strömungsweges 55 mit dem Austrittsanschluss in Verbindung tritt und führt das auf diesem Strömungsweg an der Seite höheren Drucks strömende Vorsteuer-Öl dem ersten Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger zu.
Ein Proportional-Magnetventil 75, das in Relais-Block 70 enthalten ist, befindet sich auf Pumpen-Strömungsweg 55. Proportional-Magnetventil 75 ist ein Ventil für Eingriff zum zwangsweisen Anheben des Auslegers. Proportional-Magnetventil 75 empfängt ein von Steuervorrichtung 20 ausgegebenes Befehls-Signal G5 und passt seinen Öffnungsgrad an. Unabhängig von der Betätigung der ersten Steuerhebel-Einrichtung 41 durch die Bedienungsperson gibt Steuervorrichtung 20 Befehls-Signal G5 an Proportional-Magnetventil 75 aus und stellt dessen Öffnungsgrad ein. Dadurch ändert Steuervorrichtung 20 eine Strömungsmenge des auf Pumpen-Strömungsweg 55 strömenden Vorsteuer-Öls und steuert den zu dem ersten Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Umschaltventil 37 für den Ausleger übertragenen Vorsteuerdruck. Durch Einstellung des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 75 steuert Steuervorrichtung 20 den Vorgang zum zwangsweisen Anheben von Ausleger 6.
Das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C und das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D sind ähnlich aufgebaut wie das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A und das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B, die weiter oben beschrieben sind. Wie das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A und das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B bilden das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C und das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D ein Paar, und entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 wird entweder das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C oder das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D ausgewählt. Beispielsweise entspricht das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C der Betätigung des ersten Steuerhebels 41 zur linken Seite L hin, und das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D entspricht der Betätigung des ersten Steuerhebels 41 zur rechten Seite R hin.
Das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C ist mit Pumpen-Strömungsweg 51, Tank-Strömungsweg 52 und einer dritten Vorsteuerleitung 56 verbunden. Die dritte Vorsteuerleitung 56 verbindet das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C der ersten Steuerhebel-Einrichtung 41 und den zweiten Vorsteueranschluss pbk2 des Vorsteuer-Schaltventils 40 für den Löffel. Das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D ist mit Pumpen-Strömungsweg 51, Tank-Strömungsweg 52 und einer vierten Vorsteuerleitung 57 verbunden. Die vierte Vorsteuerleitung 57 verbindet das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D der ersten Steuerhebel-Einrichtung 41 und den ersten Vorsteueranschluss pbk1 von Vorsteuer-Umschaltventil 40 für den Löffel.
Das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C steuert Zuleitung und Ableitung des Vorsteuer-Öls zu bzw. von dem zweiten Vorsteueranschluss pbk2 von Vorsteuer-Umschaltventil 40 für den Löffel. Das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D steuert Zuleitung und Ableitung des Vorsteuer-Öls zu bzw. von dem ersten Vorsteueranschluss pbk1 von Vorsteuer-Schaltventil 40 für den Löffel. Entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 werden Zuleitung und Ableitung des Hydrauliköls zu bzw. von Löffelzylinder 11 gesteuert, und Ausfahren sowie Einfahren von Löffelzylinder 11 werden gesteuert.
Der erste Steuerhebel 44 empfängt die Benutzerbetätigung zum Antreiben von Löffel 8. Der erste Steuerhebel 44 gibt über das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D ein Hydraulikdruck-Signal aus, das der Benutzer-Betätigung zum Bewegen von Löffel 8 in einer Öffnungsrichtung entspricht, in der sich Schneidkante 8a von Löffel 8 von Dreheinheit 3 weg bewegt. Der erste Steuerhebel 44 gibt über das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C ein Hydraulikdruck-Signal aus, das der Benutzer-Betätigung zum Bewegen von Löffel 8 in einer Aushubrichtung entspricht, in der sich Schneidkante 8a von Löffel 8 Dreheinheit 3 nähert. Die entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 ausgegebenen Hydraulikdruck-Signale können ein Löffel-Öffnungs-Signal zum Durchführen der Betätigung bzw. des Vorgangs zum Öffnen von Löffel 8 sowie ein Löffel-Aushub-Signal zum Durchführen des Aushub-Vorgangs mit Löffel 8 einschließen. Dadurch wird die Betätigung von Löffel 8 in der Aushub-Richtung oder der Richtung zum Öffnen entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 gesteuert.
Der Druck des der dritten Vorsteuerleitung 56 über das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C zugeführten Vorsteuer-Öls wird durch einen Hydraulikdruck-Sensor 66 erfasst. Hydraulikdruck-Sensor 66 gibt an Steuervorrichtung 20 ein Druck-Signal P6 aus, das dem erfassten Hydraulikdruck entspricht. Ein Proportional-Magnetventil 76 befindet sich in der dritten Vorsteuerleitung 56. Entsprechend dem durch Hydraulikdruck-Sensor 66 erfassten Hydraulikdruck gibt Steuervorrichtung 20 ein Befehls-Signal G6 an Proportional-Magnetventil 76 aus und steuert den zu dem zweiten Vorsteueranschluss pbk2 von Vorsteuer-Schaltventil 40 für den Löffel übertragenen Vorsteuerdruck. Entsprechend dem Grad des zu dem zweiten Vorsteueranschluss pbk2 übertragenen Vorsteuerdrucks wird die Geschwindigkeit von Löffel 8 beim Bewegen in der Aushub-Richtung eingestellt.
Der Druck des der vierten Vorsteuerleitung 57 über das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D zugeführten Vorsteuer-Öls wird durch einen Hydraulikdruck-Sensor 67 erfasst. Hydraulikdruck-Sensor 67 gibt an Steuervorrichtung 20 ein Druck-Signal P7 aus, das dem erfassten Hydraulikdruck entspricht. Ein Proportional-Magnetventil 77 befindet sich in der vierten Vorsteuerleitung 57. Entsprechend dem durch Hydraulikdruck-Sensor 67 erfassten Hydraulikdruck gibt Steuervorrichtung 20 ein Befehls-Signal G7 an Proportional-Magnetventil 77 aus und steuert den zu dem ersten Vorsteueranschluss pbk1 von Vorsteuer-Schaltventil 40 für den Löffel übertragenen Vorsteuerdruck. Entsprechend dem Grad des zu dem ersten Vorsteueranschluss pbk1 übertragenen Vorsteuerdrucks wird die Geschwindigkeit von Löffel 8 beim Bewegen in der Richtung zum Öffnen eingestellt.
Das fünfte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42A, das sechste Vorsteuerdruck-Steuerventil 42B, das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C und das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D sind ähnlich aufgebaut wie das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A, das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B, das dritte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41C und das vierte Vorsteuerdruck-Steuerventil 41D, die weiter oben beschrieben sind. Das fünfte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42A und das sechste Vorsteuerdruck-Steuerventil 42B bilden ein Paar, und entsprechend der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 wird entweder das fünfte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42A oder das sechste Vorsteuerdruck-Steuerventil 42B ausgewählt. Das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C und das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D bilden ein Paar, und entsprechend der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 wird entweder das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C oder das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D ausgewählt.
Beispielsweise entspricht das fünfte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42A der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 zur vorderen Seite F hin, und das sechste Vorsteuerdruck-Steuerventil 42B entspricht der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 zur hinteren Seite B hin. Das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C entspricht der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 zur linken Seite L hin, und das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D entspricht der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 zur rechten Seite R hin.
Das fünfte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42A ist mit Pumpen-Strömungsweg 51, Tank-Strömungsweg 52 und einer fünften Vorsteuerleitung 60 verbunden. Das sechste Vorsteuerdruck-Steuerventil 42B ist mit Pumpen-Strömungsweg 51, Tank-Strömungsweg 52 und einer sechsten Vorsteuerleitung 61 verbunden. Ein nicht dargestellter Elektromotor zum Drehen von Dreheinheit 3 wird auf Basis des Drucks des der fünften Vorsteuerleitung 60 über das fünfte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42A zugeführten Vorsteuer-Öls sowie des Drucks des der sechsten Vorsteuerleitung 61 über das sechste Vorsteuerdruck-Steuerventil 42B zugeführten Vorsteuer-Öls gesteuert. Drehantrieb dieses Elektromotors beim Zuführen des Vorsteuer-Öls zu der fünften Vorsteuerleitung 60 ist entgegengesetzt zu Drehantrieb des Elektromotors, wenn das Vorsteuer-Öl der sechsten Vorsteuerleitung 61 zugeführt wird. Die Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit von Dreheinheit 3 werden entsprechend der Richtung der Betätigung und dem Maß der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 gesteuert.
Das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C ist mit Pumpen-Strömungsweg 51, Tank-Strömungsweg 52 und einer siebten Vorsteuerleitung 58 verbunden. Die siebte Vorsteuerleitung 58 verbindet das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C der zweiten Steuerhebel-Einrichtung 42 und den ersten Vorsteueranschluss pa1 von Vorsteuer-Schaltventil 36 für den Stiel. Das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D ist mit Pumpen-Strömungsweg 51, Tank-Strömungsweg 52 und einer achten Vorsteuerleitung 59 verbunden. Die achte Vorsteuerleitung 59 verbindet das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D der zweiten Steuerhebel-Einrichtung 42 und den zweiten Vorsteueranschluss pa2 von Vorsteuer-Schaltventil 36 für den Stiel.
Das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C steuert Zuleitung und Ableitung des Vorsteuer-Öls zu bzw. von dem ersten Vorsteueranschluss pa1 von Vorsteuer-Umschaltventil 36 für den Stiel. Das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D steuert Zuleitung und Ableitung des Vorsteuer-Öls zu bzw. von dem Vorsteueranschluss pa2 von Vorsteuer-Schaltventil 36 für den Stiel 36. Entsprechend der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 werden Zuleitung und Ableitung des Hydrauliköls zu bzw. von Stielzylinder 10 gesteuert, und Ausfahren sowie Einfahren von Stielzylinder 10 werden gesteuert.
Der zweite Steuerhebel 45 empfängt Benutzer-Betätigung zum Antreiben von Stiel 7. Der zweite Steuerhebel 45 gibt über das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D ein Hydraulikdruck-Signal aus, das der Benutzer-Betätigung zum Bewegen von Stiel 7 in einer Aushub-Richtung des Stiels entspricht, in der sich Stiel 7 Dreheinheit 3 nähert. Der zweite Steuerhebel 45 gibt über das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D ein Aushub-Signal für den Stiel zum Durchführen der Aushub-Betätigung von Stiel 7 aus.
Der zweite Steuerhebel 45 gibt über das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C ein Hydraulikdruck-Signal aus, das der Benutzer-Betätigung zum Bewegen von Stiel 7 in einer Ausschütt-Richtung des Stiels entspricht, in der sich Stiel 7 von Dreheinheit 3 weg bewegt. Der zweite Steuerhebel 45 gibt über das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C ein Ausschütt-Signal für den Stiel zum Durchführen der Ausschütt-Betätigung von Stiel 7 aus. Die entsprechend der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 ausgegebenen Hydraulikdruck-Signale können das Ausschütt-Signal für den Stiel zum Durchführen der Ausschütt-Betätigung von Stiel 7 sowie das Aushub-Signal für den Stiel zum Durchführen der Aushub-Betätigung von Stiel 7 einschließen. Dadurch wird die Betätigung von Stiel 7 in der Aushub-Richtung oder der Ausschütt-Richtung entsprechend der Betätigung des zweiten Steuerhebels 45 gesteuert.
Der Druck des der siebten Vorsteuerleitung 58 über das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C zugeführten Vorsteuer-Öls wird durch einen Hydraulikdruck-Sensor 68 erfasst. Hydraulikdruck-Sensor 68 gibt an Steuervorrichtung 20 ein Druck-Signal P8 aus, das dem erfassten Hydraulikdruck entspricht. Ein Proportional-Magnetventil 78 befindet sich in der siebten Vorsteuerleitung 58. Entsprechend dem durch Hydraulikdruck-Sensor 68 erfassten Hydraulikdruck gibt Steuervorrichtung 20 ein Befehls-Signal G8 an Proportional-Magnetventil 78 aus und steuert den auf den ersten Vorsteueranschluss pa1 von Vorsteuer-Schaltventil 36 für den Stiel übertragenen Vorsteuerdruck. Entsprechend dem Grad des zu dem ersten Vorsteueranschluss pa1 übertragenen Vorsteuerdrucks wird die Geschwindigkeit von Stiel 7 beim Bewegen in der Ausschütt-Richtung für den Stiel eingestellt.
Der Druck des der achten Vorsteuerleitung 59 über das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D zugeführten Vorsteuer-Öls wird durch einen Hydraulikdruck-Sensor 69 erfasst. Hydraulikdruck-Sensor 69 gibt an Steuervorrichtung 20 ein Druck-Signal P9 aus, das dem erfassten Hydraulikdruck entspricht. Ein Proportional-Magnetventil 79 befindet sich in der achten Vorsteuerleitung 59. Entsprechend dem durch Hydraulikdruck-Sensor 69 erfassten Hydraulikdruck gibt Steuervorrichtung 20 ein Befehls-Signal G9 an Proportional-Magnetventil 79 aus und steuert den zu dem zweiten Vorsteueranschluss pa2 von Vorsteuer-Schaltventil 36 für den Stiel übertragenen Vorsteuerdruck. Entsprechend dem Grad des zu dem zweiten Vorsteueranschluss pa2 übertragenen Vorsteuerdrucks wird die Geschwindigkeit von Stiel 7 beim Bewegen in der Aushub-Richtung für den Stiel eingestellt.
Eine Entsprechungsbeziehung zwischen den Betätigungsrichtungen des ersten und des zweiten Steuerhebels 44 und 45 sowie der Betätigung von Arbeitsausrüstung 5 und der Drehbetätigung von Dreheinheit 3 kann zwischen gewünschten Mustern umgestellt werden. Beispielsweise können das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A und das zweite Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B den Vorgängen zum Betätigen des ersten Steuerhebels 44 in der Vorwärts- bzw. der Rückwärtsrichtung entsprechen, oder können den Vorgängen zum Betätigen des ersten Steuerhebels 44 nach links bzw. rechts entsprechen.
5 ist eine Schnittansicht des Vorsteuerdruck-Steuerventils in der neutralen Position. Obwohl das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A in 5 und der weiter unten beschriebenen 6 als Beispiel beschrieben wird, sind die anderen Vorsteuerdruck-Steuerventile 41B bis 41D sowie 42A bis 42D ähnlich aufgebaut wie das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A, und ihre Funktion ist ebenfalls die gleiche.
Ein hohler Zylinderabschnitt 82 in Form eines Zylinders mit geschlossenem Ende ist in einem Ventil-Hauptkörper 81 ausgebildet, und ein Kolben 83 ist im Inneren von Zylinderabschnitt 82 angeordnet. Kolben 83 kann sich in der axialen Richtung von Zylinderabschnitt 82 hin- und herbewegen. Kolben 83 weist einen abgesetzten Abschnitt 83a auf, und ein Durchmesser von Kolben 83 ändert sich an dem abgesetzten Abschnitt 83a. Kolben 83 hat ein oberes Ende 83b an einem Ende an der Seite, an der der Durchmesser an dem abgesetzten Abschnitt 83a kleiner wird (an der oberen Seite in 5 und 6), und hat ein unteres Ende 83c an einem Ende an der Seite, an der der Durchmesser an dem abgesetzten Abschnitt 83a größer wird (an der unteren Seite in 5 und 6). Der Durchmesser des unteren Endes 83c ist größer als der des oberen Endes 83b, und das obere Ende 83b hat einen kleineren Durchmesser als das untere Ende 83c.
An dem oberen Ende 83b ist Kolben 83 in Kontakt mit dem ersten Steuerhebel 44. Das obere Ende 83b hat eine sphärische Außenfläche, so dass sich Kolben 83 zusammen mit der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 ungehindert in der axialen Richtung von Zylinderabschnitt 82 bewegen kann. Das untere Ende 83c von Kolben 83 ist einer Bodenfläche 82b von Zylinderabschnitt 82 zugewandt.
Kolben 83 ist so ausgebildet, dass er hohl ist. Ein plattenartiges Halteelement 84 befindet sich an einer Innenwand des abgesetzten Abschnitts 83a von Kolben 83. Halteelement 84 weist in seinem Mittelabschnitt ein Durchgangsloch auf, das in der Dickenrichtung durch Halteelement 84 hindurch verläuft. Ein Steuerkolben 85 ist so angeordnet, dass er durch das Durchgangsloch von Halteelement 84 hindurchtritt. Steuerkolben 85 ist in einem Hohlraum angeordnet, der durch Kolben 83 gebildet wird. Halteelement 84 kann sich zusammen mit der Betätigung von Kolben 83 in der axialen Richtung von Zylinderabschnitt 82 hin- und herbewegen. Steuerkolben 85 kann sich ebenfalls in der axialen Richtung von Zylinderabschnitt 82 hin- und herbewegen.
Steuerkolben 85 hat einen vorderen Abschnitt 85a mit großem Durchmesser, der ein Abschluss an der Seite des oberen Endes 83b von Kolben 83 ist, einen Abschnitt 85b mit kleinem Durchmesser, dessen Durchmesser kleiner ist als der des vorderen Abschnitts 85a mit großem Durchmesser, sowie einen mittleren Abschnitt 85c mit großem Durchmesser, dessen Durchmesser größer ist als der des Abschnitts 85b mit kleinem Durchmesser. In Bezug auf das in Halteelement 84 ausgebildete Durchgangsloch haben der vordere Abschnitt 85a mit großem Durchmesser und der mittlere Abschnitt 85c mit großem Durchmesser größere Durchmesser als das Durchgangsloch, und Abschnitt 85b mit kleinem Durchmesser hat einen kleineren Durchmesser als das Durchgangsloch. Abschnitt 85b mit kleinem Durchmesser kann in das Durchgangsloch von Halteelement 84 eingeführt werden, während der vordere Abschnitt 85a mit großem Durchmesser sowie der mittlere Abschnitt 85c mit großem Durchmesser nicht in das Durchgangsloch von Halteelement 84 eingeführt werden können.
Die Länge von Abschnitt 85b mit kleinem Durchmesser ist größer als die Dicke von Halteelement 84.1 kann sich innerhalb der Längenausdehnung von Abschnitt 85b mit kleinem Durchmesser Steuerkolben 85 in der axialen Richtung von Zylinderabschnitt 82 in Bezug auf Halteelement 84 hin- und herbewegen. Der vordere Abschnitt 85a mit großem Durchmesser und der mittlere Abschnitt 85c mit großem Durchmesser schränken die Bewegung von Steuerkolben 85 nach oben und unten in Bezug auf Halteelement 84 ein. Innerhalb des Bereiches von einer Position, an der Halteelement 84 in Kontakt mit dem vorderen Abschnitt 85a mit großem Durchmesser ist, bis zu einer Position, an der Halteelement 84 in Kontakt mit dem mittleren Abschnitt 85c mit großem Durchmesser ist, kann sich Steuerkolben 85 relativ zu Halteelement 84 bewegen.
Eine Hauptfeder 86 befindet sich zwischen Halteelement 84 und der Bodenfläche 82b von Zylinderabschnitt 82. Hauptfeder 86 drückt Kolben 83 in 5 nach oben und hält Kolben 83 zurück und drückt Halteelement 84 an Kolben 83. Steuerkolben 85 weist einen abgesetzten Abschnitt 85d auf, und eine Feder 87 befindet sich zwischen diesem abgesetzten Abschnitt 85d und Halteelement 84. Feder 87 befindet sich an einem Außenumfang von Steuerkolben 85 und an einem Innenumfang von Hauptfeder 86. Feder 87 bestimmt eine Position von Halteelement 84 und Steuerkolben 85 zueinander so, dass Steuerkolben 85 in 5 nach unten gedrückt wird und der vordere Abschnitt 85a mit großem Durchmesser von Steuerkolben 85 in Kontakt mit Halteelement 84 kommt.
Hauptfeder 86 erzeugt Gegenwirkungskraft in der Richtung, in der sich das untere Ende 83c von Kolben 83 Bodenfläche 82b von Zylinderabschnitt 82 nähert (in der Figur nach unten), wobei die Gegenwirkungskraft proportional zu einem Maß der Bewegung von Kolben 83 relativ zu Zylinderabschnitt 82 ist. Feder 87 erzeugt Gegenwirkungskraft in der Richtung, in der sich der mittlere Abschnitt 85c mit großem Durchmesser von Steuerkolben 85 Halteelement 84 nähert, wobei die Gegenwirkungskraft proportional zu einem Maß der Bewegung von Steuerkolben 85 relativ zu Halteelement 84 ist.
5 zeigt einen Zustand des ersten Vorsteuerdruck-Steuerventils 41A, wenn sich der erste Steuerhebel 44 in einer neutralen Position befindet, in der der erste Steuerhebel 44 in keiner Richtung betätigt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird Halteelement 84 durch die Wirkung von Hauptfeder 86 an den abgesetzten Abschnitt 83a von Kolben 83 gepresst. Des Weiteren sind der vordere Abschnitt 85a mit großem Durchmesser von Steuerkolben 85 und Halteelement 84 in Kontakt miteinander und werden durch die Wirkung von Feder 87 gehalten.
6 ist eine Schnittansicht des Vorsteuerdruck-Steuerventils während der Ventilbetätigung. 6 zeigt einen Zustand, in dem der erste Steuerhebel 44 zu der Seite des ersten Vorsteuerdruck-Steuerventils 41A hin betätigt wird und das obere Ende 83b von Kolben 83 durch den ersten Steuerhebel 44 gedrückt wird und dadurch Kolben 83 in 6 nach unten verschoben wird. Kolben 83 bewegt sich relativ zu Zylinderabschnitt 82 in 6 nach unten, das heißt, in der Richtung, in der sich das untere Ende 83c von Kolben 83 Bodenfläche 82b von Zylinderabschnitt 82 nähert. Halteelement 84 wird durch den abgesetzten Abschnitt 83a von Kolben 83 nach unten gedrückt und führt zusammen mit Kolben 83 relative Bewegung in der Richtung aus, in der sich Halteelement 84 Bodenfläche 82b nähert.
Halteelement 84 bewegt sich relativ zu Steuerkolben 85 in der Richtung, in der sich Halteelement 84 von dem vorderen Abschnitt 85a mit großem Durchmesser weg bewegt und sich dem mittleren Abschnitt 85c mit großem Durchmesser nähert. Während sich Halteelement 84 an Abschnitt 85b mit kleinem Durchmesser von Steuerkolben 85 entlang bewegt, übt Halteelement 84 keine Spannung auf Steuerkolben 85 aus, und Steuerkolben 85 wird in der in 5 gezeigten Ausgangsposition gehalten. Wenn Kolben 83 weiter nach unten gedrückt wird und Halteelement 84 aufgrund fortgesetzter Bewegung von Halteelement 84 in Kontakt mit dem mittleren Abschnitt 85c mit großem Durchmesser kommt, bewegt sich Steuerkolben 85 zusammen mit Kolben 83 und Halteelement 84 relativ zu Zylinderabschnitt 82.
Aufgrund dieser Bewegung von Steuerkolben 85 wird das Vorsteuer-Öl mit einem vorgegebenem Druck über das erste Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A der ersten Vorsteuerleitung 53 zugeführt. Dadurch wird der Vorsteuerdruck Vorsteueranschluss pb2 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger zugeführt, und die Betätigung von Ausleger 6 in der Richtung zum Absenken von Ausleger 6 wird gesteuert. Eine Strömungsmenge des Auslegerzylinder 9 zugeführten Hydrauliköls wird über die Betätigung des ersten Steuerhebels 44 durch die Bedienungsperson bestimmt. Wenn der Neigungswinkel des ersten Steuerhebels 44 größer wird, wird die Strömungsmenge des Vorsteuer-Öls größer und die Bewegungs-Geschwindigkeit des Steuerkolbens von Vorsteuer-Umschaltventil 37 für den Ausleger nimmt ebenfalls zu.
Im Folgenden werden die Nivellierungsarbeiten mit dem Hydraulikbagger 1 beschrieben, der den oben dargestellten Aufbau hat. Stiel 7 von Arbeitsausrüstung 5 kann sowohl in der Aushub-Richtung, in der sich Stiel 7 Dreheinheit 3 nähert, als auch in der Ausschütt-Richtung betätigt werden, in der sich Stiel 7 von der Dreheinheit 3 weg bewegt. Ob Stiel 7 in der Aushub-Richtung oder der Ausschütt-Richtung betätigt wird, wird anhand des Vorhandenseins des Aushub-Signals für den Stiel oder des Ausschütt-Signals für den Stiel in den von der zweiten Steuerhebel-Einrichtung 42 ausgegebenen Hydraulikdruck-Signalen erfasst. Auf Basis des durch die Hydraulikdruck-Sensoren 68 und 69 erfassten Drucks des Vorsteuer-Öls kann Steuervorrichtung 20 feststellen, ob ein Aushub mit dem Stiel oder ein Ausschütten mit dem Stiel durchgeführt wird.
Beispielsweise wird, wenn der Druck des Vorsteuer-Öls, der durch Hydraulikdruck-Sensor 68 erfasst wird, der sich in der siebten Vorsteuerleitung 58 befindet, höher ist als ein vorgegebener Wert, festgestellt, dass sich das siebte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42C in dem Ausgabezustand befindet, und wird das Ausschütt-Signal für den Stiel ausgegeben, das das Hydraulikdruck-Signal zum Betätigen von Stiel 7 in der Ausschütt-Richtung ist. Wenn der Druck des Vorsteuer-Öls, der durch Hydraulikdruck-Sensor 69 erfasst wird, der sich in der achten Vorsteuerleitung 59 befindet, höher ist als ein vorgegebener Wert, wird festgestellt, dass sich das achte Vorsteuerdruck-Steuerventil 42D in dem Ausgabezustand befindet, und wird das Aushub-Signal für den Stiel ausgegeben, das das Hydraulikdruck-Signal zum Betätigen von Stiel 7 in der Aushub-Richtung ist.
Zunächst werden die Nivellierungsarbeiten zu dem Zeitpunkt der Aushub-Betätigung des Stiels beschrieben, zu dem Stiel 7 in der Aushub-Richtung betätigt wird. 7 ist eine schematische Ansicht der Nivellierungsarbeiten mit Hydraulikbagger 1 bei der Aushub-Betätigung des Stiels. Eine geplante Fläche S, die in 7 und der weiter unten beschriebenen 12 dargestellt ist, repräsentiert eine Soll-Form (geplante Topografie oder geplante Soll-Topografie) einer Bodenfläche, die entsprechend den Bau-Planungsdaten eines Bearbeitungsobjektes eingeebnet werden soll. Die Bau-Planungsdaten werden in Steuervorrichtung 20 vorgespeichert (4). Steuervorrichtung 20 steuert Arbeitsausrüstung 5 auf Basis der Bau-Planungsdaten sowie der aktuellen Positionsinformationen von Arbeitsausrüstung 5. Arbeitsausrüstung 5 wird, wie mit einem Pfeil in 7 gezeigt, so betätigt, dass Stiel 7 in der Aushub-Richtung des Stiels bewegt wird und sich Schneidkante 8a (siehe 1) von Löffel 8 an der geplanten Fläche S entlang bewegt und dadurch der Boden mit Schneidkante 8a von Löffel 8 nivelliert wird und Nivellierung zu der geplanten Topografie durchgeführt wird.
Schneidkante 8a von Löffel 8 folgt bei ihrer Bewegung dem kreisbogenförmigen Weg. Daher kann es sein, dass sich Schneidkante 8a von Löffel 8, wenn die geplante Fläche S eine ebene Fläche ist, von der geplanten Fläche weg bewegt, wenn keine Betätigung zum Absenken von Ausleger 6 durchgeführt wird. Daher betätigt die Bedienungsperson, die Arbeitsausrüstung 5 betätigt, den zweiten Steuerhebel 45, um den Aushub-Vorgang mit Arm 7 durchzuführen, und betätigt darüber hinaus den ersten Steuerhebel 44 weiterhin zur Seite des ersten Vorsteuerdruck-Steuerventils 41A hin, um die Betätigung bzw. den Vorgang zum Absenken von Ausleger 6 durchzuführen.
Wenn sich Schneidkante 8a von Löffel 8 so bewegt, dass sie tiefer liegt als die geplante Fläche S und den Boden zu stark aushebt, wenn Arbeitsausrüstung 5 entsprechend der beschriebenen Betätigung durch die Bedienungsperson betätigt wird, wird von Steuervorrichtung 20 ein Befehl zum zwangsweisen Anheben von Ausleger 6 ausgegeben. Wenn erwartet wird, dass sich Schneidkante 8a von Löffel 8 so bewegt, dass sie unter die geplante Fläche S absinkt, führt Steuervorrichtung 20 Steuerung zum automatischen Anheben von Ausleger 6 durch, um zu verhindern, dass die Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 tiefer sinkt als die geplante Fläche S. Dabei gibt Steuervorrichtung 20 Befehls-Signal G3 zum Verringern des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 73 und Befehls-Signal G5 zum Vergrößern des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 75 aus. Dadurch geht Proportional-Magnetventil 73, das sich in dem offenen Zustand befunden hat, in den vollständig geschlossenen Zustand über, und geht Proportional-Magnetventil 75, das sich in dem vollständig geschlossenen Zustand befunden hat, in den offenen Zustand über.
Wenn Proportional-Magnetventil 75 geöffnet wird, wirkt der Austritts- bzw. Förderdruck an der Austrittsseite der dritten Hydraulikpumpe 50 über Pumpen-Strömungsweg 55 auf Wechselventil 80. Wechselventil 80 vom Typ mit Priorität des höheren Drucks bewirkt in Funktion, dass Pumpen-Strömungsweg 55 und der erste Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger 6 miteinander in Verbindung treten. Dadurch wird das Vorsteuer-Öl mit hohem Druck dem ersten Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger zugeführt, und so wird die Betätigung zum Anheben von Ausleger 6 durchgeführt.
Wenn sich beim weiteren Durchführen der Betätigung zum Anheben von Ausleger 6 Schneidkante 8a von Löffel 8 von dem Boden weg bewegt, wird zwangsweises Anheben von Ausleger 6 unterbrochen, und ein Befehl zum Absenken von Ausleger 6 wird entsprechend der Absenk-Betätigung des ersten Steuerhebels 44 von Steuervorrichtung 20 ausgegeben. Dabei gibt Steuervorrichtung 20 Befehls-Signal G3 zum Vergrößern des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 73 sowie Befehls-Signal G5 zum Verringern des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 75 aus. Dadurch geht Proportional-Magnetventil 73, das sich in dem vollständig geschlossenen Zustand befunden hat, in den offenen Zustand über, und Proportional-Magnetventil 75, das sich in dem offenen Zustand befunden hat, geht in den vollständig geschlossenen Zustand über.
Wenn Proportional-Magnetventil 73 geöffnet wird, wird das Vorsteuer-Öl mit einem vorgegebenen Vorsteuerdruck dem zweiten Vorsteueranschluss pb2 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger über die erste Vorsteuerleitung 53 zugeführt, und so wird die Betätigung zum Absenken von Ausleger 6 durchgeführt.
Die erste Vorsteuerleitung 53 erfüllt eine Funktion als eine Vorsteuerleitung zum Absenken des Auslegers, die mit dem zweiten Vorsteueranschluss pb2 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger verbunden ist. Die zweite Vorsteuerleitung 54 und der Pumpen-Strömungsweg 55 erfüllen eine Funktion als eine Vorsteuerleitung zum Anheben des Auslegers, die über Wechselventil 80 mit dem ersten Vorsteueranschluss pb1 von Vorsteuer-Schaltventil 37 für den Ausleger verbunden ist. Proportional-Magnetventil 73, das sich in der ersten Vorsteuerleitung 53 befindet, erfüllt eine Funktion als ein Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers. Proportional-Magnetventil 74, das sich in der zweiten Vorsteuerleitung 54 befindet, erfüllt eine Funktion als Proportional-Magnetventil zum Anheben des Auslegers. Proportional-Magnetventil 75, das sich an Pumpen-Strömungsweg 55 befindet, erfüllt eine Funktion als ein Proportional-Magnetventil zum Anheben des Auslegers.
Sowohl die zweite Vorsteuerleitung 54 als auch Pumpen-Strömungsweg 55 erfüllen eine Funktion als eine Vorsteuerleitung zum Anheben des Auslegers. Das heißt, die zweite Vorsteuerleitung 54 dient als eine Vorsteuerleitung zum normalen Anheben des Auslegers, und Pumpen-Strömungsweg 55 dient als eine Vorsteuerleitung zum zwangsweisen Anheben des Auslegers. Des Weiteren kann Proportional-Magnetventil 74 als ein Proportional-Magnetventil zum normalen Anheben des Auslegers bezeichnet werden, und Proportional-Magnetventil 75 kann als ein Proportional-Magnetventil zum zwangsweisen Anheben des Auslegers bezeichnet werden.
Hydraulikdruck-Sensor 63 erfasst den Hydraulikdruck, der entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 in der ersten Vorsteuerleitung 53 zwischen dem ersten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A und Proportional-Magnetventil 73 erzeugt wird. Auf Basis des durch Hydraulikdruck-Sensor 63 erfassten Hydraulikdrucks gibt Steuervorrichtung 20 Befehls-Signal G3 an Proportional-Magnetventil 73 aus und steuert den Öffnungsgrad von Proportional-Magnetventil 73. Hydraulikdruck-Sensor 64 erfasst den Hydraulikdruck, der entsprechend der Betätigung des ersten Steuerhebels 44 in der zweiten Vorsteuerleitung 54 zwischen dem zweiten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41B und Proportional-Magnetventil 74 erzeugt wird. Auf Basis des durch Hydraulikdruck-Sensor 64 erfassten Hydraulikdrucks gibt Steuervorrichtung 20 Befehls-Signal G4 an Proportional-Magnetventil 74 aus und steuert den Öffnungsgrad von Proportional-Magnetventil 74. Steuervorrichtung 20 gibt Befehls-Signal G5 an Proportional-Magnetventil 75 aus und steuert den Öffnungsgrad von Proportional-Magnetventil 75.
Wenn die aktuelle Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 mit der geplanten Fläche S verglichen wird und sich Schneidkante 8a an einer Position befindet, die höher liegt als die geplante Fläche S, wird Steuerung zum Absenken von Ausleger 6 entsprechend der Absenk-Betätigung des ersten Steuerhebels 44 ausgeführt. Wenn es sehr wahrscheinlich wird, dass Schneidkante 8a in die geplante Fläche S eindringt, wird Steuerung zum Anheben von Ausleger 6 durchgeführt. Daher ändert sich, wenn die Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 in Bezug auf die geplante Fläche S fluktuiert, auch die Einstellung der Öffnungsgrade von Proportional-Magnetventil 73 und Proportional-Magnetventil 75 häufig.
8 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Befehls-Stroms zum Absenken des Auslegers während der Aushub-Betätigung des Stiels bei dem Hydraulikbagger vor Einsatz der vorliegenden Erfindung zeigt.
Alle horizontalen Achsen der drei Diagramme in 8 repräsentieren die Zeit. Die vertikale Achse des unteren Diagramms von den drei Diagrammen in 8 repräsentiert einen Strom, der an Proportional-Magnetventil 73 ausgegeben wird, wenn Steuervorrichtung 20 Befehls-Signal G3 sendet, und der als EPC-Strom zum Absenken des Auslegers bezeichnet wird. Proportional-Magnetventil 73 und Proportional-Magnetventil 75 sind jeweils ein Ventil, das so eingerichtet ist, dass sein Öffnungsgrad Null beträgt (vollständig geschlossen), wenn der Strom-Wert Null beträgt, und sein Öffnungsgrad mit einer Zunahme des Strom-Wertes kontinuierlich zunimmt.
Die vertikale Achse des mittleren Diagramms in 8 repräsentiert die relative Position des Steuerkolbens, wenn angenommen wird, dass die neutrale Position des Steuerkolbens von Vorsteuer-Umschaltventil 37 für den Ausleger zum Betätigen von Auslegerzylinder 9 eine Koordinate Null hat, die als ein Ausleger-Steuerkolben-Hub bezeichnet wird. Die vertikale Achse des oberen Diagramms in 8 repräsentiert den durch Hydraulikdruck-Sensor 63 erfassten Hydraulikdruck in der ersten Vorsteuerleitung 53, der als ein PPC-Druck zum Absenken des Auslegers bezeichnet wird.
Ein Wert des in dem unteren Diagramm in 8 dargestellten EPC-Stroms zum Absenken des Auslegers nimmt schnell zu, wenn der Strom-Wert von Null ausgehend zunimmt, und daher ist eine Steigung der Kurve steil. Desgleichen nimmt der Wert schnell ab, wenn sich der Strom-Wert zu Null hin verringert, und daher ist eine Steigung der Kurve steil. Deshalb nimmt der Öffnungsgrad von Proportional-Magnetventil 73 beim Empfang des Befehls zum Absenken von Ausleger 6 schnell zu und nimmt beim Empfangen des Befehls dahingehend, Ausleger 6 nicht abzusenken, schnell ab.
Da der Öffnungsgrad von Proportional-Magnetventil 73, wie oben beschrieben, schnell wechselt, strömt das Vorsteuer-Öl abrupt von der Seite des ersten Vorsteuerdruck-Steuerventils 41A durch die erste Vorsteuerleitung 53 über Proportional-Magnetventil 73, zur Seite des Vorsteuer-Schaltventils 37 für den Ausleger, wenn der Öffnungsgrad von Proportional-Magnetventil 73 von Null ausgehend vergrößert wird. In diesem Fall fällt, wenn sich die Zufuhr des Vorsteuer-Öls zu dem ersten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A über Pumpen-Strömungsweg 51 verzögert, der PPC-Druck vorübergehend ab, und der PPC-Druck nimmt schnell ab, wie dies in dem oberen Diagramm in 8 dargestellt ist.
Wenn der PPC-Druck abnimmt, bewegen sich Steuerkolben 85 und Halteelement 84 des ersten Vorsteuerdruck-Steuerventils 41A (siehe 5 und 6) relativ zueinander, und Steuerkolben 85 bewegt sich von Halteelement 84 weg. Anschließend wird das Vorsteuer-Öl über Pumpen-Strömungsweg 51 ergänzend dem ersten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A zugeführt. Wenn der PPC-Druck zunimmt, bewegen sich Steuerkolben 85 und Halteelement 84 und kehren in den ursprünglichen Kontaktzustand zurück, und Steuerkolben 85 kollidiert mit Halteelement 84. Aufgrund der Wiederholung von schnellem Anstieg und Abfall des PPC-Drucks tritt die Kollision zwischen Steuerkolben 85 und Halteelement 84 häufig auf, und es kommt zu feinen Vibrationen an dem ersten Steuerhebel 44, die von der Bedienungsperson, die den ersten Steuerhebel 44 betätigt, als unangenehm empfunden werden.
9 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Befehls-Stroms zum Absenken des Auslegers während der Aushub-Betätigung des Stiels bei Hydraulikbagger 1 gemäß der Ausführungsform zeigt.
Alle horizontalen Achsen der vier Diagramme in 9 repräsentieren die Zeit. Die vertikale Achse des untersten Diagramms der vier Diagramme in 9 repräsentiert wie in 8 den EPC-Strom zum Absenken des Auslegers. Die vertikale Achse des zweiten Diagramms von unten in 9 repräsentiert einen Strom, der an Proportional-Magnetventil 75 ausgegeben wird, wenn Steuervorrichtung 20 Befehls-Signal G5 sendet, und der als EPC-Strom zum Anheben des Auslegers bezeichnet wird. Die vertikale Achse des zweiten Diagramms von oben in 9 repräsentiert wie in 8 den Ausleger-Steuerkolben-Hub. Die vertikale Achse des obersten Diagramms in 9 repräsentiert wie in 8 den PPC-Strom zum Absenken des Auslegers.
Bei Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform findet, wie in 9 gezeigt, wenn Ausleger 6 während der Aushub-Betätigung des Stiels abgesenkt wird, der Anstieg des von Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 73 ausgegebenen Strom-Wertes allmählich statt, und der Strom-Wert steigt allmählich von Null ausgehend an. Das unterste Diagramm und das zweite Diagramm von unten von den vier Diagrammen in 9 werden miteinander verglichen. Dabei ist ein Maß der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit, wenn Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 73 das Befehls-Signal ausgibt, mit dem eine Vergrößerung des Öffnungsgrades angewiesen wird, kleiner als ein Maß der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit, wenn Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 75 das Befehls-Signal ausgibt, mit dem eine Vergrößerung des Öffnungsgrades angewiesen wird.
Im Folgenden wird das Maß der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit beschrieben. 10 ist ein Diagramm, das eine Erhöhung des Strom-Wertes bei Vergrößerung des Öffnungsgrades des Proportional-Magnetventils zeigt. Es wird, wie in 10 gezeigt, angenommen, das i1 einen Wert des EPC-Stroms repräsentiert, der zu Zeitpunkt t1 an das Proportional-Magnetventil ausgegeben wird, und i2 einen Wert des EPC-Stroms repräsentiert, der zu Zeitpunkt t2 nach Zeitpunkt t1 an das Proportional-Magnetventil ausgegeben wird. Wenn die Beziehung i2 > i1 gilt und der Wert des EPC-Stroms zu Zeitpunkt t2 größer ist als der Wert des EPC-Stroms zu Zeitpunkt t1, hat das Maß der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit einen Wert, der ermittelt wird, indem das Maß der Erhöhung des EPC-Stroms durch die Zeit von Zeitpunkt t1 bis zu Zeitpunkt t2 dividiert wird.
Basierend darauf wird das Maß der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit entsprechend der folgenden Gleichung berechnet: (Maß der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit) = (i2 – i1)/(t2 – t1).
Wie unter Bezugnahme auf das unterste Diagramm von den vier Diagrammen in 9 zu sehen ist, ist bei Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, bei der Aushub-Betätigung des Stiels das Maß der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit, wenn Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 73 das Befehls-Signal ausgibt, mit dem eine Vergrößerung des Öffnungsgrades angewiesen wird, kleiner als ein Maß der Verringerung des Stroms pro Zeiteinheit, wenn Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 73 ein Befehls-Signal ausgibt, mit dem eine Verringerung des Öffnungsgrades angewiesen wird.
Im Folgenden wird das Maß der Verringerung des Stroms pro Zeiteinheit beschrieben. 11 ist ein Diagramm, das eine Verringerung des Strom-Wertes bei Verkleinerung des Öffnungsgrades des Proportional-Magnetventils zeigt. Es wird, wie in 11 gezeigt, angenommen, dass i3 einen Wert des EPC-Stroms repräsentiert, der an das Proportional-Magnetventil zu Zeitpunkt t3 ausgegeben wird, und i4 einen Wert des EPC-Stroms repräsentiert, der an das Proportional-Magnetventil zu Zeitpunkt t4 nach Zeitpunkt t3 ausgegeben wird. Wenn die Beziehung i3 > i4 gilt und der Wert des EPC-Stroms zu Zeitpunkt t4 kleiner ist als der Wert des EPC-Stroms zu Zeitpunkt t3, hat das Maß der Verringerung des Stroms pro Zeiteinheit einen Wert, der ermittelt wird, indem das Maß der Verringerung des EPC-Stroms durch die Zeit von Zeitpunkt t3 bis zu Zeitpunkt t4 dividiert wird.
Das heißt, das Maß der Verringerung des Stroms pro Zeiteinheit wird entsprechend der folgenden Gleichung berechnet: (Maß der Verringerung des Stroms pro Zeiteinheit) = (i3 – i4)/(t4 – t3).
Im Folgenden werden die Nivellierungsarbeiten bei der Stiel-Ausschütt-Betätigung beschrieben, bei der Stiel 7 in der Ausschütt-Richtung betätigt wird. 12 ist eine schematische Ansicht der Nivellierungsarbeiten mit Hydraulikbagger 1 bei der Ausschütt-Betätigung des Stiels. Arbeitsausrüstung 5 wird, wie mit einem Pfeil in 12 gezeigt, so betätigt, dass Stiel 7 in der Stiel-Ausschütt-Richtung bewegt wird und sich Schneidkante 8a (siehe 1) von Löffel 8 an der geplanten Fläche S entlang bewegt und dadurch der Boden mit Schneidkante 8a von Löffel 8 nivelliert wird und Nivellierung zu der geplanten Topografie durchgeführt wird.
Die Bedienungsperson, die Arbeitsausrüstung 5 betätigt, betätigt den zweiten Steuerhebel 45, um den Ausschütt-Vorgang mit Stiel 7 durchzuführen und betätigt darüber hinaus den ersten Steuerhebel 44 weiterhin zur Seite des ersten Vorsteuerdruck-Steuerventils 41A, um die Betätigung zum Absenken von Ausleger 6 durchzuführen.
Wenn sich Schneidkante 8a von Löffel 8 so bewegt, dass sie tiefer liegt als die geplante Fläche S und den Boden zu stark aushebt, wenn Arbeitsausrüstung 5 entsprechend der beschriebenen Betätigung durch die Bedienungsperson betätigt wird, wird von Steuervorrichtung 20 ein Befehl zum zwangsweisen Anheben von Ausleger 6 ausgegeben. Wenn erwartet wird, dass sich Schneidkante 8a von Löffel 8 so bewegt, dass sie unter die geplante Fläche S absinkt, führt Steuervorrichtung 20 Steuerung zum automatischen Anheben von Ausleger 6 aus, um zu verhindern, dass Schneidkante 8a von Löffel 8 unter die geplante Fläche S absinkt.
Wenn sich Schneidkante 8a von Löffel 8 beim weiteren Durchführen der Betätigung zum Anheben von Ausleger 6 von dem Boden weg bewegt, wird zwangsweises Anheben von Ausleger 6 unterbrochen und ein Befehl zum Absenken von Ausleger 6 wird entsprechend der Absenk-Betätigung des ersten Steuerhebels 44 von Steuervorrichtung 20 ausgegeben.
Wie bei der Aushub-Betätigung des Stiels wird, auch bei der Ausschütt-Betätigung des Stiels, wenn die aktuelle Position von Schneidkante 8a von Löffel 8 mit der geplanten Fläche S verglichen wird, und sich Schneidkante 8a an einer Position befindet, die höher liegt als die geplante Fläche S, Steuerung zum Absenken von Ausleger 6 entsprechend der Absenk-Betätigung des ersten Steuerhebels 44 ausgeführt. Wenn es sehr wahrscheinlich wird, dass Schneidkante 8a in die geplante Fläche S eindringt, wird Steuerung zum Anheben von Ausleger 6 ausgeführt.
13 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Befehls-Stroms zum Absenken des Auslegers während der Ausschütt-Betätigung des Stiels bei dem Hydraulikbagger vor Einsatz der vorliegenden Erfindung zeigt. Alle horizontalen Achsen der zwei Diagramme in 13 repräsentieren die Zeit. Die vertikale Achse des unteren Diagramms in 13 repräsentiert wie in 8 den EPC-Strom zum Absenken des Auslegers. Die vertikale Achse des oberen Diagramms in 13 repräsentiert einen Abstand zwischen Schneidkante 8a von Löffel 8 und der geplanten Fläche S.
Wenn sich Schneidkante 8a von Löffel 8 an einer Position befindet, die höher liegt als die geplante Fläche S, wird Steuerung so ausgeführt, dass Ausleger 6 abgesenkt wird und sich Schneidkante 8a an der geplanten Fläche entlang bewegt. Wie der in 9 gezeigte Wert des EPC-Stroms beim Absenken des Auslegers bei der Stiel-Aushub-Betätigung nimmt der in dem unteren Diagramm in 13 gezeigte Wert des EPC-Stroms zum Absenken des Auslegers von Null ausgehend allmählich zu.
Proportional-Magnetventil 73 ist so eingerichtet, dass beim Vergrößern des Öffnungsgrades von dem vollständig geschlossenen Zustand ausgehend der Öffnungsvorgang in Gang gesetzt wird, wenn der Strom-Wert von Null ausgehend auf einen vorgegebenen Schwellenwert ansteigt. Beispielsweise kann Proportional-Magnetventil 73 so eingerichtet sein, dass der Öffnungsvorgang in Gang gesetzt wird, wenn der EPC-Strom zum Absenken des Auslegers auf 40% des Nennstroms ansteigt. Steuervorrichtung 20 gibt an Proportional-Magnetventil 73 mit der oben beschriebenen Konfiguration den allmählich ansteigenden Strom-Wert aus. Dadurch ist die Ansprechgeschwindigkeit bei dem Vorgang zum Absenken von Ausleger 6 in Bezug auf die Betätigung durch die Bedienungsperson niedrig.
Daher vergeht Zeit von dem Zeitpunkt, zu dem der EPC-Strom zum Absenken des Auslegers beginnt anzusteigen, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem Ausleger 6 den Absenk-Vorgang tatsächlich beginnt. Der Zeitraum, über den sich Schneidkante 8a von Löffel 8 an der Position befindet, die höher liegt als die geplante Fläche S, wird, wie in dem oberen Diagramm in 13 dargestellt, länger. Dies führt zu Pendeln, bei dem Schneidkante 8a in Bezug auf die geplante Fläche S vertikal vibriert, und daher dauert es lange, bis Schneidkante 8a auf die geplante Fläche S eingestellt ist.
Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist entwickelt worden, um dieses Problem zu lösen. 14 ist ein Diagramm, das eine Änderung des Befehls-Stroms zum Absenken des Auslegers während der Ausschütt-Betätigung des Stiels bei Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Alle horizontalen Achsen der zwei Diagramme in 14 repräsentieren die Zeit. Die vertikale Achse des unteren Diagramms in 14 repräsentiert wie in 13 den EPC-Strom zum Absenken des Auslegers. Die vertikale Achse des oberen Diagramms in 14 repräsentiert wie in 13 den Abstand zwischen Schneidkante 8a von Löffel 8 und der geplanten Fläche S.
Bei Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhöht, wie in dem unteren Diagramm in 14 gezeigt, Steuervorrichtung 20 den an Proportional-Magnetventil 73 ausgegebenen Strom-Wert während der Stiel-Ausschütt-Betätigung schnell in Form einer Stufenfunktion. Der Wert des in dem unteren Diagramm in 14 gezeigten EPC-Stroms zum Absenken des Auslegers steigt schnell an, wenn der Strom-Wert von Null ausgehend zunimmt, und daher ist eine Steigung der Kurve steil. Beim Empfang des Befehls zum Absenken von Ausleger 6 vergrößert Proportional-Magnetventil 73 den Öffnungsgrad schnell.
Es werden das untere Diagramm in 13 und das untere Diagramm in 14 verglichen. Dabei ist bei Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 14 gezeigt, wenn Ausleger 6 bei der Ausschütt-Betätigung des Stiels abgesenkt wird, der Anstieg des Strom-Wertes, der durch Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 73 ausgegeben wird, steil, und der Strom-Wert steigt von Null ausgehend schnell an. Bei Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Maß der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit, wenn Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 73 das Befehls-Signal ausgibt, mit dem eine Vergrößerung des Öffnungsgrades angewiesen wird, bei der Ausschütt-Betätigung des Stiels größer als bei der Aushub-Betätigung des Stiels.
Im Folgenden werden die Funktion und der Effekt der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform steigt, wie in 9 gezeigt, wenn Ausleger 6 während der Aushub-Betätigung des Stiels abgesenkt wird, der von Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 73 ausgegebene Strom-Wert allmählich von Null ausgehend an. Der in 9 gezeigte EPC-Strom zum Absenken des Auslegers nimmt nicht in Form einer Stufenfunktion zu, sondern nimmt im Verlauf der Zeit allmählich zu. Der EPC-Strom zum Absenken des Auslegers nimmt so zu, dass er einen Gradienten in Bezug auf die Zeit aufweist. Steuervorrichtung 20 führt Steuerung durch, mit der der Anstieg des EPC-Stroms zum Absenken des Auslegers vorübergehend verzögert wird und der EPC-Strom zum Absenken des Auslegers so ausgegeben wird, dass der Öffnungsgrad von Proportional-Magnetventil 73 in Bezug auf den Zeitverlauf allmählich größer wird, wenn der Öffnungsgrad des Proportional-Magnetventils 73 vergrößert wird.
Es werden das in 8 gezeigte Diagramm vor Einsatz der vorliegenden Erfindung und das in 9 gezeigte Diagramm gemäß der vorliegenden Ausführungsform verglichen. Dabei ist die Zeit, die vergeht, bevor der Strom-Wert von Null ausgehend ansteigt und den gleichen Wert erreicht, bei der vorliegenden Ausführungsform länger. Indem ein Verstärkungsfaktor reduziert wird, wenn der EPC-Strom zum Absenken des Auslegers erhöht wird und eine Geschwindigkeit der Erhöhung des Stroms bei geöffnetem Proportional-Magnetventil 73 reduziert wird, verringert sich die Empfindlichkeit von Proportional-Magnetventil 73, und die Ventil-Öffnungsgeschwindigkeit von Proportional-Magnetventil 73 nimmt ab.
Indem die Ventil-Öffnungsgeschwindigkeit beim Öffnen von Proportional-Magnetventil 73 reduziert wird, kann plötzlicher Strom des Vorsteuer-Öls zu der Seite des Vorsteuer-Schaltventils 37 für den Ausleger über Proportional-Magnetventil 73 eingeschränkt werden. Daher kann schnelle Verringerung der Menge des Vorsteuer-Öls eingeschränkt werden, die in der ersten Vorsteuerleitung 53 zwischen dem ersten Vorsteuerdruck-Steuerventil 41A, das die erste Steuerhebel-Einrichtung 41 bildet, und Proportional-Magnetventil 73 vorhanden ist. Dadurch können Schwankungen des Drucks des Vorsteuer-Öls zwischen dem ersten Vorsteuerdruck-Steuerventil und Proportional-Magnetventil 73 eingeschränkt werden, und daher ist die Frequenz der Zunahme und Abnahme des PPC-Drucks niedrig, wie dies in dem obersten Diagramm in 9 dargestellt ist.
In dem oberen Diagramm in 8 kommt es häufig zur Verringerung des PPC-Drucks, und Kollision zwischen Steuerkolben 85 und Halteelement 84 des ersten Vorsteuerdruck-Steuerventils 41A tritt immer dann auf, wenn es zur Verringerung des PPC-Drucks kommt, wodurch feine Vibrationen an dem ersten Steuerhebel 44 auftreten. Im Unterschied dazu kommt es in dem obersten Diagramm in 9 nur einmal zur Verringerung des PPC-Drucks. Das heißt, bei Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird häufiges Auftreten der Verringerung des PPC-Drucks verhindert, und daher ist die Häufigkeit der Kollision zwischen Steuerkolben 85 und Halteelement 84 des ersten Vorsteuerdruck-Steuerventils 41A gering.
Daher kann bei Hydraulikbagger 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Auftreten feiner Vibrationen an dem ersten Steuerhebel 44 eingeschränkt werden, und damit kann das Auftreten von Rattern vermieden werden, das von der Bedienungsperson als unangenehm empfunden wird.
Wenn die Geschwindigkeit der Erhöhung des Stroms bei Vergrößerung des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 73 zu stark reduziert wird, verringert sich die Ansprechgeschwindigkeit auf die Betätigung durch die Bedienungsperson. Das heißt, es vergeht viel Zeit von dem Zeitpunkt, zu dem die Bedienungsperson die Betätigung des ersten Steuerhebels 44 durchführt, bis zur Reaktion von Ausleger 6, und die Bedienungsperson bemerkt möglicherweise, dass Ausleger 6 langsam reagiert, und empfindet dies unter Umständen als Belastung. Daher ist es vorteilhaft, die Geschwindigkeit der Erhöhung des Stroms bei Vergrößerung des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 73 zu reduzieren, so dass das Ansprechen auf die Betätigung von Arbeitsausrüstung 5 bei manueller Betätigung nicht beeinträchtigt wird. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit der Erhöhung des Stroms bei Vergrößerung des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 73 so eingestellt werden, dass sie im Bereich vom 0,01-fachen oder mehr bis zum 0,5-fachen oder weniger einer Geschwindigkeit der Erhöhung des Stroms bei Vergrößerung des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 75 liegt.
Wenn hingegen Ausleger 6 während der Ausschütt-Betätigung des Stiels abgesenkt wird, nimmt, wie in 14 gezeigt, der von Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 73 ausgegebene Strom-Wert schneller zu als während der Aushub-Betätigung des Stiels. Eine Steigung bei Erhöhung bzw. Zunahme des EPC-Stroms zum Absenken des Auslegers von Null ausgehend, wie sie in 14 dargestellt ist, ist steiler als eine in 9 gezeigte Steigung des EPC-Stroms zum Absenken des Auslegers.
Es werden der in 9 gezeigte EPC-Strom zum Absenken des Auslegers bei der Aushub-Betätigung des Stiels und der in 14 gezeigte EPC-Strom zum Absenken des Auslegers bei der Ausschütt-Betätigung des Stiels verglichen. Dabei ist die Zeit, die vergeht, bevor der Strom-Wert von Null ausgehend ansteigt und den gleichen Wert erreicht, während der Ausschütt-Betätigung des Stiels kürzer. Wenn der Verstärkungsfaktor bei Erhöhung des EPC-Stroms zum Absenken des Auslegers vergrößert wird und die Geschwindigkeit der Zunahme des Stroms beim Öffnen von Proportional-Magnetventil 73 während der Ausschütt-Betätigung des Stiels relativ erhöht wird, nimmt die Empfindlichkeit von Proportional-Magnetventil 73 zu, und die Ventil-Öffnungsgeschwindigkeit von Proportional-Magnetventil 73 steigt an.
Wenn die Ventil-Öffnungsgeschwindigkeit beim Öffnen von Proportional-Magnetventil 73 bei der Stiel-Ausschütt-Betätigung erhöht wird, wird Steuerung ermöglicht, mit der Ausleger 6 schnell abgesenkt wird und Schneidkante 8a in kurzer Zeit nahe an die geplante Fläche S gebracht wird, wenn sich Schneidkante 8a von Löffel 8 oberhalb der geplanten Fläche S befindet. Wenn sich Schneidkante 8a von Löffel 8 an einer Position befindet, die von der geplanten Fläche entfernt ist, wird Ausleger 6 schnell angehoben oder abgesenkt, so dass Schneidkante 8a umgehend zu der geplanten Fläche S geführt werden kann. Daher kann Schneidkante 8a von Löffel 8 stabil an der geplanten Fläche S entlang bewegt werden, und so kann das Auftreten von Pendeln eingeschränkt werden, und die Nivellierungsarbeiten können mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
Des Weiteren ist, wie in 9 und 14 gezeigt, das Maß der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit, wenn Steuervorrichtung 20 an Proportional-Magnetventil 73 das Befehls-Signal ausgibt, mit dem eine Vergrößerung des Öffnungsgrades angewiesen wird, bei der Ausschütt-Betätigung des Stiels größer als bei der Aushub-Betätigung des Stiels. Beim Vergleich der Erhöhung des an Proportional-Magnetventil 73 ausgegebenen Strom-Wertes während der Aushub-Betätigung des Stiels und der Erhöhung des an Proportional-Magnetventil 73 ausgegebenen Strom-Wertes während der Ausschütt-Betätigung des Stiels ist die zum Ändern um den gleichen Strom-Wert erforderliche Zeit während der Ausschütt-Betätigung des Stiels kürzer. Eine Geschwindigkeit bzw. Rate der Vergrößerung des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 73 pro Zeiteinheit während der Ausschütt-Betätigung des Stiels ist höher als eine Rate der Vergrößerung des Öffnungsgrades von Proportional-Magnetventil 73 pro Zeiteinheit während der Aushub-Betätigung des Stiels.
Indem die Ventil-Öffnungsgeschwindigkeit von Proportional-Magnetventil 73 bei der Ausschütt-Betätigung des Stiels erhöht wird, kann Ausleger 6 schneller abgesenkt werden. Daher wird es möglich, Schneidkante 8a von Löffel 8 schneller nahe an die geplante Fläche S zu führen und Schneidkante 8a an der geplanten Fläche S entlang zu bewegen, wenn sich Schneidkante 8a von Löffel 8 an einer höheren Position in Bezug auf die geplante Fläche S befindet. So können die Effizienz und die Qualität bei den Arbeiten zum Nivellieren des Bodens mit Hydraulikbagger 1 verbessert werden.
Weiterhin erhöht, wie in 14 gezeigt, Steuervorrichtung 20 während der Aushub-Betätigung des Stiels den an Proportional-Magnetventil 73 ausgegebenen Strom-Wert stufenweise. Indem ein Neigungswinkel des Anstiegs des EPC-Stroms zum Absenken des Auslegers weiter vergrößert wird, nimmt das Maß der Erhöhung des EPC-Stroms zum Absenken des Auslegers pro Zeiteinheit weiter zu, und Ausleger 6 kann schneller abgesenkt werden. Daher wird Ausleger 6 schnell abgesenkt, so dass Schneidkante 8a umgehend zu der geplanten Fläche S geführt werden kann und damit Nivellierungsarbeiten mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden können.
Es versteht sich, dass die offenbarte Ausführungsform in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend ist. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Vorgaben der Ansprüche und nicht durch die obenstehende Beschreibung definiert und soll jegliche Abwandlungen im Rahmen des Schutzumfangs und den Vorgaben der Ansprüche äquivalenter Bedeutung einschließen.
Bezugszeichenliste

1: Hydraulikbagger;
2: Fahrgestell;
3: Dreheinheit;
4: Kabine;
5: Arbeitsausrüstung;
6: Ausleger;
7: Arm;
8: Löffel;
8a: Schneidkante;
9: Auslegerzylinder;
20: Steuervorrichtung;
34: Haupt-Betätigungsventil;
35: Tank;
36: Vorsteuer-Umschaltventil für den Stiel;
37: Vorsteuer-Umschaltventil für den Ausleger;
41: erste Steuerhebel-Einrichtung;
41A bis 41D, 42A: Vorsteuerdruck-Steuerventil;
bis 42D
42: zweite Steuerhebel-Einrichtung;
44: erster Steuerhebel;
45: zweiter Steuerhebel;
50: dritte Hydraulikpumpe;
51, 55: Pumpen-Strömungsweg;
52: Tank-Strömungsweg;
53, 54, 56 bis 61: Vorsteuerleitung;
63, 64, 66 bis 69: Hydraulikdruck-Sensor;
70: Relais-Block;
73 bis 79: Proportional-Magnetventil;
80: Wechselventil;
81: Ventil-Hauptkörper;
82: Zylinderabschnitt;
83: Kolben;
84: Halteelement;
85: Steuerkolben;
86: Hauptfeder;
87: Feder;
G3 bis G9: Befehls-Signal;
P3, P4, P6 bis P9: Druck-Signal;
S: geplante Fläche;
pa1, pb1, pbk1: erster Vorsteueranschluss;
pa2, pb2, pbk2: zweiter Vorsteueranschluss.

Claims

Hydraulikbagger, der umfasst: eine Arbeitsausrüstung, die einen Ausleger und einen an dem Ausleger angebrachten Stiel enthält; ein Vorsteuer-Schaltventil für den Ausleger, das einen Vorsteueranschluss zum Absenken des Auslegers enthält und Betätigung des Auslegers steuert; eine Vorsteuerleitung zum Absenken des Auslegers, die mit dem Vorsteueranschluss zum Absenken des Auslegers verbunden ist; ein Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers, das sich in der Vorsteuerleitung zum Absenken des Auslegers befindet; ein Betätigungselement zum Empfangen von Benutzer-Betätigung zum Antreiben der Arbeitsausrüstung und zum Ausgeben eines der Benutzer-Betätigung entsprechenden Hydraulikdruck-Signals; sowie eine Steuervorrichtung zum Steuern eines Öffnungsgrades des Proportional-Magnetventils zum Absenken des Auslegers, wobei wenn ein Ausschütt-Signal für den Stiel zum Durchführen von Ausschütt-Betätigung des Stiels in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, die Steuervorrichtung einen an das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers ausgegeben Strom-Wert schneller als in dem Fall erhöht, in dem ein Aushub-Signal für den Stiel zum Durchführen von Aushub-Betätigung des Stiels in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist.
Hydraulikbagger nach Anspruch 1, wobei wenn die Steuervorrichtung an das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers ein Befehls-Signal ausgibt, mit dem eine Vergrößerung des Öffnungsgrades angewiesen wird, ein Betrag der Erhöhung des Stroms pro Zeiteinheit, wenn das Ausschütt-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, größer ist als wenn das Aushub-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist.
Hydraulikbagger nach Anspruch 1 oder 2, wobei wenn das Ausschütt-Signal für den Stiel in dem Hydraulikdruck-Signal enthalten ist, die Steuervorrichtung den an das Proportional-Magnetventil zum Absenken des Auslegers ausgegebenen Strom-Wert schrittweise erhöht.
Hydraulikbagger nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Arbeitsausrüstung des Weiteren einen Löffel enthält, der an dem Stiel angebracht ist und eine Schneidkante aufweist, und die Steuervorrichtung den Ausleger so steuert, dass verhindert wird, dass die Schneidkante tiefer als eine geplante Topografie absinkt, die eine Soll-Form eines Bearbeitungsobjektes angibt.
Hydraulikbagger nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Steuervorrichtung mittels Satellitenkommunikation Informationen nach und von außen sendet bzw. empfängt.