DE112014003379T5

DE112014003379T5 - Hydrauliksteuerkreis mit Regeneratonsventil

Info

Publication number: DE112014003379T5
Application number: DE112014003379.0T
Authority: DE
Inventors: Robert Stone; Christopher A. Williamson; Justin Ayers; Michael Chiaramonte; Sean Johnson; Brett J. Janson
Original assignee: Caterpillar Global Mining LLC
Current assignee: Caterpillar Global Mining LLC
Priority date: 2013-08-29
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2016-04-07
Also published as: WO2015031275A1; US20150059568A1; US9394922B2

Abstract

Ein Hydraulikkreis zur Steuerung einer Komponente einer Hydraulikmaschine umfasst ein Stellglied mit einer kopfseitigen Kammer und einer stangenseitigen Kammer, wobei das Stellglied eine ausgefahrene Stellung zur Bewegung der Komponente in eine erste Richtung und eine eingefahrene Stellung zur Bewegung der Komponente in eine zweite Richtung umfasst. Der Hydraulikkreis umfasst ein Regenerationsventil mit einer offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit der stangenseitigen Kammer, ein erstes Steuerventil mit einer ersten offenen Stellung, einer zweiten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung des Regenerationsventils mit dem Rücklauftank, und um im Wesentlichen die stangenseitige Kammer fluidmäßig von der Fluidquelle zu trennen, sowie ein zweites Steuerventil mit einer ersten offenen Stellung, einer zweiten offenen Stellung, und einer geschlossenen Stellung, um die stangenseitige Kammer im Wesentlichen fluidmäßig von der Fluidquelle zu trennen.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft Steuerungssysteme für Hydraulikmaschinen, und insbesondere Steuerungssysteme mit einer Regenerationsfunktion bzw. einem Regenerationsmodus.
Hintergrund
Dieser Abschnitt zielt darauf ab, einen Hintergrund oder Kontext für die in den Ansprüchen dargelegte Erfindung bereitzustellen. Die Beschreibung hierin kann Konzepte einschließen, die verfolgt werden könnten; es sind aber nicht notwendigerweise solche, die bisher entwickelt oder verfolgt wurden. Daher gehört das, was in diesem Abschnitt beschrieben wird, nicht zum Stand der Technik in Bezug auf die Beschreibung und Ansprüche in dieser Anmeldung, und durch die Aufnahme in diesen Abschnitt wird nicht eingeräumt, dass es zum Stand der Technik gehört, außer dies wird ausdrücklich angegeben.
Hydraulikmaschinen umfassen typischerweise ein Hydrauliksteuersystem zur Leitung von Hydraulikfluid an eine oder mehrere Komponenten der Maschine. Das Hydrauliksteuersystem leitet unter Druck stehendes Hydraulikfluid an jede Komponente, wodurch eine Kraft (d. h. Hydraulikleistung) zur Bewegung oder anderen Steuerung der Komponente bereitgestellt wird. Hydraulikbagger umfassen zum Beispiel typischerweise einen Ausleger, der durch unter Druck stehendes Hydraulikfluid, das durch ein Hydrauliksteuersystem geleitet wird, angehoben oder abgesenkt wird, etwa um zum Graben eine anmontierte Schaufel (z. B. Löffel, Schaufel, etc.) zu bewegen. Das unter Druck stehende Fluid wird oft durch eine Hydraulikpumpe bereitgestellt und an Hydraulikzylinder geleitet, die mit dem Ausleger gekoppelt und dazu ausgebildet sind, auszufahren oder einzufahren, um den Ausleger anzuheben oder abzusenken. In einem industriellen Kontext wie einem Bergbau oder einer Baustelle kann es erforderlich sein, dass der Hydraulikbagger wiederholt den Ausleger anhebt und absenkt, was jedes Mal, wenn der Ausleger angehoben oder abgesenkt wird, das Pumpen von unter Druck stehendem Fluid an die Hydraulikzylinder erfordert. Die Hydraulikpumpe wird oftmals durch einen Motor oder ein Triebwerk angetrieben, der Kraftstoff oder andere Energie benötigen kann, um die Pumpe mit Leistung zu versorgen.
Einige Hydraulikmaschinen können Steuerungssysteme oder -kreise mit einer Regenerationsfunktion umfassen, die zum Ziel hat, Fluid an eine Hydraulikkomponente zuzuführen, ohne zusätzliches Fluid von der Hydraulikpumpe abzugeben. Ein Beispiel für ein solches Steuersystem ist in dem US-Patent Nr. 7,337,807 zu finden, das am 4. März 2008 mit dem Titel ”Hydrauliksteuerventil mit Regenerationsfunktion” erteilt wurde. Dieses offenbart ein Hydrauliksteuerventil, das in der Lage ist, ”den Druck in einem Regenerationsfluiddurchgang” trotz Änderungen in der Abgabeströmungsrate der Hydraulikpumpe "aufrechtzuerhalten". Das offenbarte Steuerventil umfasst jedoch ein Regenerationsventil, das innerhalb des Steuerventils installiert ist, was zu beträchtlichen Konstruktions- und Einbaukosten führt, um die Regenerationsfunktion in bestehenden Maschinen zu implementieren. Darüber hinaus erfordert das offenbarte Steuerventil zusätzliche Komponenten, um die Regenerationsfunktion zu implementieren, was einen Regenerationsfluiddurchgang zur Speicherung eines Vorrats an Regenerationsfluid und eine separate Rücklaufleitung umfasst, die mit dem Hydrauliktank verbunden ist. Die zusätzlichen Komponenten verursachen zusätzliche Wartungs-, Austausch- und andere Kosten, und benötigen zusätzlichen Raum in der Maschine zur Leitung der Komponenten.
Zusammenfassung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft einen Hydraulikkreis zur Steuerung einer Komponente einer Hydraulikmaschine. Der Hydraulikkreis umfasst ein Stellglied mit einer kopfseitigen Kammer und einer stangenseitigen Kammer, wobei das Stellglied eine ausgefahrene Stellung zur Bewegung der Komponente in eine erste Richtung und eine eingefahrene Stellung zur Bewegung der Komponente in eine zweite Richtung aufweist. Der Hydraulikkreis umfasst ein Regenerationsventil, das eine offene Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit der stangenseitigen Kammer sowie eine geschlossene Stellung aufweist, um die kopfseitige Kammer und die stangenseitige Kammer im Wesentlichen fluidmäßig zu trennen. Der Hydraulikkreis umfasst auch ein erstes Steuerventil mit einer ersten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit einer Fluidquelle und zur fluidmäßigen Verbindung der stangenseitigen Kammer mit einem Rücklauftank, einer zweiten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer und des Regenerationsventils mit dem Rücklauftank und um im Wesentlichen die stangenseitige Kammer fluidmäßig von der Fluidquelle zu trennen, sowie einer geschlossenen Stellung, um die stangenseitige Kammer im Wesentlichen fluidmäßig von der Fluidquelle und dem Rücklauftank zu trennen. Des Weiteren umfasst der Hydraulikkreis ein zweites Steuerventil mit einer ersten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit der Fluidquelle und zur fluidmäßigen Verbindung der stangenseitigen Kammer mit dem Rücklauftank, einer zweiten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der stangenseitigen Kammer mit der Fluidquelle und der kopfseitigen Kammer mit dem Rücklauftank, sowie einer geschlossenen Stellung, um die stangenseitige Kammer im Wesentlichen fluidmäßig von der Fluidquelle und dem Rücklauftank zu trennen.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung mit einer Hydraulikkomponente, die in eine erste Richtung und eine zweite Richtung beweglich ist. Die Vorrichtung umfasst ein Stellglied, das mit der Hydraulikkomponente gekoppelt ist und eine kopfseitige Kammer und eine stangenseitige Kammer aufweist, wobei das Stellglied eine ausgefahrene Stellung zur Bewegung der Hydraulikkomponente in die erste Richtung und eine eingefahrene Stellung zur Bewegung der Hydraulikkomponente in die zweite Richtung aufweist, eine Fluidquelle zur selektiven Bereitstellung von unter Druck stehendem Fluid an das Stellglied, sowie einen Hydraulikkreis zur fluidmäßigen Verbindung der Fluidquelle mit dem Stellglied aufweist. Der Hydraulikkreis umfasst ein Regenerationsventil mit einer offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit der stangenseitigen Kammer und einer geschlossenen Stellung, um eine Fluidströmung zwischen der kopfseitigen Kammer und der stangenseitigen Kammer im Wesentlichen zu blockieren, ein erstes Steuerventil mit einer ersten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit einer Fluidquelle und zur fluidmäßigen Verbindung der stangenseitigen Kammer mit einem Rücklauftank, einer zweiten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer und des Regenerationsventils mit dem Rücklauftank und um im Wesentlichen die stangenseitige Kammer fluidmäßig von der Fluidquelle zu trennen, und einer geschlossenen Stellung, um die stangenseitige Kammer im Wesentlichen fluidmäßig von der Fluidquelle und dem Rücklauftank zu trennen, und ein zweites Steuerventil mit einer ersten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit einer Fluidquelle und zur fluidmäßigen Verbindung der stangenseitigen Kammer mit dem Rücklauftank, einer zweiten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der stangenseitigen Kammer mit der Fluidquelle und der kopfseitigen Kammer mit dem Rücklauftank, und einer geschlossenen Stellung, um die stangenseitige Kammer im Wesentlichen fluidmäßig von der Fluidquelle und dem Rücklauftank zu trennen.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Steuermodul zur Steuerung eines Hydraulikkreises mit einem Stellglied, das mit einer Hydraulikkomponente zur Bewegung der Hydraulikkomponente in eine erste Richtung und eine zweite Richtung gekoppelt ist und eine kopfseitige Kammer und eine stangenseitige Kammer umfasst. Das Steuermodul umfasst einen Prozessor zum Empfang und zur Verarbeitung eines Befehls von einer Bedienereingabevorrichtung zur Bewegung der Hydraulikkomponente in die erste Richtung oder die zweite Richtung, einen Speicher zum Speichern des Befehls sowie eine Leistungsversorgung zur Bereitstellung von Leistung für den Prozessor und den Speicher. Der Prozessor ist programmiert, den Befehl von der Bedienereingabevorrichtung zu empfangen, eine Aktuatordruckdifferenz zu berechnen, und, wenn der Befehl die Bewegung der Hydraulikkomponente in die erste Richtung umfasst, den Hydraulikkreis in eine Auslegeranhebekonfiguration zu versetzen. Der Prozessor ist auch programmiert, wenn der Befehl das Bewegen der Hydraulikkomponente in die zweite Richtung umfasst und die Aktuatordruckdifferenz größer ist als eine angegebene Regenerationsdruckschwelle, den Hydraulikkreis in eine Regenerations-Auslegerabsenkkonfiguration zu versetzen, bis die Aktuatordruckdifferenz geringer als eine minimale Regenerationsdruckschwelle ist oder ein neuer Befehl empfangen wird. Der Prozessor ist des Weiteren programmiert, wenn der Befehl das Bewegen der Hydraulikkomponente in die zweite Richtung umfasst und die Aktuatordruckdifferenz niedriger oder gleich der angegebenen Regenerationsdruckschwelle ist, den Hydraulikkreis in eine angetriebene Auslegerabsenkkonfiguration zu versetzen, bis die Aktuatordruckdifferenz geringer als eine maximale Regenerationsdruckschwelle ist oder ein neuer Befehl empfangen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Offenbarung wird aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher werden. In diesen bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente, wobei
1 eine perspektivische Ansicht eines Hydraulikbaggers nach einer beispielhaften Ausführungsform ist.
2 ist eine vereinfachte schematische Ansicht eines Hydraulikkreises zur Steuerung eines Auslegers des Hydraulikbaggers von 1 nach einer beispielhaften Ausführungsform.
3 ist eine vereinfachte schematische Ansicht des Hydraulikkreises von 2, wenn der Ausleger des Hydraulikbaggers angehoben ist, nach einer beispielhaften Ausführungsform.
4 ist eine vereinfachte schematische Ansicht des Hydraulikkreises von 2, wenn der Ausleger unter Verwendung von Hydraulikleistung abgesenkt wird, nach einer beispielhaften Ausführungsform.
5 ist eine vereinfachte schematische Ansicht des Hydraulikkreises von 2, wenn der Ausleger durch sein Eigengewicht abgesenkt wird, nach einer beispielhaften Ausführungsform.
6 ist eine schematische Ansicht eines Steuermoduls für einen Hydraulikbagger nach einer beispielhaften Ausführungsform.
7 ist eine Flussdiagrammdarstellung eines Algorithmus zur Steuerung des Hydraulikkreises von 2 nach einer beispielhaften Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
Vor der Betrachtung der Zeichnungen, die die beispielhaften Ausführungsformen im Detail veranschaulichen, sollte betont werden, dass die vorliegende Anmeldung nicht auf die in der Beschreibung dargelegten oder in den Figuren veranschaulichten Details oder Methoden beschränkt ist. Es sollte klar sein, dass die Terminologie rein deskriptiv ist und nicht als einschränkend betrachtet werden sollte.
Unter Bezugnahme auf 1 wird ein Hydraulikbagger 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. In dieser Ausführungsform umfasst der Hydraulikbagger 100 eine Schaufel 16 (z. B. Schaufel, Löffel, etc.), die mit einem Ausleger 10 gekoppelt ist. Der Ausleger 10 kann angehoben, abgesenkt oder auf andere Weise bewegt oder gesteuert werden, um verschiedene Funktionen des Hydraulikbaggers 100 auszuführen, so etwa um die Schaufel 16 in eine Stellung zum Graben zu bewegen.
In der illustrierten Ausführungsform von 1 umfasst der Hydraulikbagger 100 ein erstes Stellglied 14 und ein zweites Stellglied 18, die jeweils mit dem Ausleger 10 gekoppelt und dazu ausgebildet sind, eine Bewegung des Auslegers 10 in eine einzelne Richtung zu steuern (z. B. den Ausleger 10 anzuheben oder abzusenken). Die Stellglieder 14 und 18 können Hydraulikzylinder oder beliebige andere geeignete Vorrichtungen sein, die zum Anheben, Absenken oder Kippen von Teilen einer Maschine, wie etwa des Hydraulikbaggers 100, verwendet werden. Die Stellglieder 14 und 18 steuern die Bewegung des Auslegers 10 durch Ausfahren oder Einfahren, um den Ausleger 10 (und damit die Schaufel 16) anzuheben oder abzusenken. In der illustrierten Ausführungsform von 1 umfasst der Hydraulikbagger 100 zwei Stellglieder (d. h. die Stellglieder 14 und 18) zum Anheben und Absenken des Auslegers 10, doch kann der Hydraulikbagger 100 weitere ähnliche Stellglieder für andere Bewegungen des Auslegers 10, oder zur Steuerung der Bewegung anderer Komponenten des Hydraulikbaggers 100 umfassen. In anderen Ausführungsformen kann der Hydraulikbagger 100 mehr oder weniger Stellglieder umfassen, um den Ausleger 10 anzuheben oder abzusenken, oder auf andere Weise den Ausleger 10 und/oder weitere Komponenten des Hydraulikbaggers 100 zu steuern. Das Stellglied 14 ist an einer ersten Seite des Auslegers 10 positioniert, und das Stellglied 18 ist an einer zweiten Seite des Auslegers 10 positioniert, um das Gewicht des Auslegers 10 auszugleichen. In einer beispielhaften Ausführungsform bewegen sich die Stellglieder 14 und 18 im Wesentlichen übereinstimmend, um die notwendige Kraft zum Anheben oder Absenken des Auslegers 10 bereitzustellen. In anderen Ausführungsformen können die Stellglieder 14 und 18 sich jedoch separat bewegen, um den Ausleger 10 anzuheben, abzusenken oder auf andere Weise zu bewegen, so wie es für die bestimmte Anwendung des Hydraulikbaggers 100 und/oder des Hydrauliksteuerkreises 20 geeignet scheint. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Hydraulikbagger 100 eine Bedienereingabevorrichtung, wie etwa einen Joystick oder einen Berührungsbildschirm, für einen Bediener zur Eingabe eines Befehls oder einer anderen Eingabe, um eine Bewegung des Auslegers 10 und/oder einer anderen Komponente des Hydraulikbaggers 100 zu veranlassen. In dieser Ausführungsform können die Stellglieder 14 und 18 dazu ausgebildet und geeignet sein, sich in Ansprechen auf den Befehl oder den Eingang zu bewegen, etwa um den Ausleger 10 anzuheben oder abzusenken.
Nun Bezug nehmend auf die 2 bis 5 wird ein Hydrauliksteuerkreis 20 (z. B. Auslegersteuerkreis, Hydrauliksteuerkreis, etc.) in verschiedenen Betriebsmodi für den Hydrauliksteuerkreis 20 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Der Hydrauliksteuerkreis 20 wird zur Verwendung in dem Hydraulikbagger 100, um den Ausleger 10 anzuheben oder abzusenken, in den Figuren gezeigt und im Folgenden beschrieben. Der Hydrauliksteuerkreis 20 kann jedoch auch zur Steuerung einer anderen Komponente des Hydraulikbaggers 100, wie etwa der Schaufel 16 oder eines Vorderauslegers 12 verwendet werden, oder der Hydraulikbagger 100 kann mehrere Hydrauliksteuerkreise 20 zur Steuerung mehr als einer Komponente des Hydraulikbaggers 100 umfassen. In ähnlicher Weise kann der Hydrauliksteuerkreis 20 zur Steuerung einer oder mehrerer Hydraulikkomponenten eines anderen Typs Hydraulikmaschine verwendet werden, wie dies für die spezielle Anwendung geeignet scheint.
In der illustrierten Ausführungsform von 2 bis 5 wird gezeigt, dass der Hydrauliksteuerkreis 20 die Stellglieder 14 und 18 umfasst. In 2 wird der Hydrauliksteuerkreis 20 für einen Betriebszustand gezeigt, in dem der Ausleger 10 in Ruhe ist (d. h., weder angehoben noch abgesenkt wird); in anderen Konfigurationen oder Modi wird der Hydrauliksteuerkreis 20 jedoch zur Steuerung oder Bewegung des Auslegers 10 verwendet. Der Hydrauliksteuerkreis 20 steuert den Fluss von Hydraulikfluid zu den Stellgliedern 14 und 18, indem er selektiv unter Druck stehendes Hydraulikfluid an die Stellglieder 14 und 18 leitet, um Hydraulikleistung zur Bewegung des Auslegers 10 bereitzustellen. Das Hydraulikfluid kann durch eine Fluidquelle wie etwa die Hydraulikpumpe 110 geliefert werden, wobei der Hydrauliksteuerkreis 20 die Stellglieder 14 und 18 fluidmäßig mit der Fluidquelle verbindet, so wie es für die bestimmte Anwendung des Hydrauliksteuerkreises 20 notwendig oder nützlich erscheint. Das Fluid kann auch von einer oder mehreren Komponenten des Hydrauliksteuerkreises 20 geleitet werden. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst das Stellglied 14 eine kopfseitige Kammer 22 und eine stangenseitige Kammer 24. Die kopfseitige Kammer 22 und die stangenseitige Kammer 24 sind durch einen Kolben 102 mit einer Kolbenstange 104 getrennt. Das Stellglied 18 umfasst eine kopfseitige Kammer 82 und eine stangenseitige Kammer 84, die durch einen Kolben 106 mit einer Kolbenstange 108 getrennt sind. In dieser Ausführungsform kann unter Druck stehendes Fluid durch den Hydrauliksteuerkreis 20 an die kopfseitigen Kammern 22 und 82 geleitet werden, um die Kolben 102 und 106 auszufahren (d. h. die Stellglieder 14 und 18 auszufahren) und den Ausleger 10 anzuheben. Umgekehrt kann unter Druck stehendes Fluid durch den Hydrauliksteuerkreis 20 an die stangenseitigen Kammern 24 und 84 geleitet werden, um die Kolben 102 und 106 einzufahren (d. h. die Stellglieder 14 und 18 einzufahren) und den Ausleger 10 abzusenken.
In dieser Ausführungsform umfasst der Hydrauliksteuerkreis 20 eine Drucksensoranordnung, die als Drucksensoren 26 und 28 (z. B. Druckmesswandler, Druckübertrager, Druckanzeiger, etc.) dargestellt sind, zur Überwachung des Fluiddrucks innerhalb der Stellglieder 14 und 18. Der Drucksensor 26 überwacht einen Fluiddruck (d. h., einen kopfseitigen Fluiddruck, einen ersten Fluiddruck) an den kopfseitigen Kammern 22 und 82. Der Drucksensor 28 überwacht einen Fluiddruck (d. h., einen stangenseitigen Fluiddruck, einen zweiten Fluiddruck) an den stangenseitigen Kammern 24 und 84. In einer Ausführungsform überwachen die Drucksensoren 26 und 28 einen absoluten Fluiddruck der Stellglieder 14 und 18 (z. B. den tatsächlichen Fluiddruck innerhalb der Stellglieder 14 und 18). In einer weiteren Ausführungsform überwachen die Drucksensoren 26 und 28 einen relativen Druck der Stellglieder 14 und 18 (z. B. eine Differenz im Fluiddruck jeweils zwischen den kopfseitigen Kammern 22 und 82 und den stangenseitigen Kammern 24 und 84). Die Drucksensoren 26 und 28 erzeugen ein oder mehrere Signale, die einen Fluiddruck darstellen (z. B. absoluten Fluiddruck, relativen Fluiddruck, etc.), der durch die Drucksensoren 26 und 28 gemessen wird. Die Drucksensoren 26 und 28 sind dazu ausgebildet, die Signale zu übertragen oder zu senden, zum Beispiel entfernt an eine weitere Komponente des Hydraulikbaggers 100. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Drucksensoren 26 und 28 dazu ausgebildet, die Signale an ein Steuergerät wie etwa das Steuermodul 90 (in 6 dargestellt) zur Verwendung in der Steuerung des Hydrauliksteuerkreises 20 und/oder einer oder mehrerer Komponenten des Hydraulikbaggers 100 zu übertragen.
Die Drucksensoren 26 und 28 sind fluidmäßig mit den Stellgliedern 14 und 18 durch Fluidleitungen verbunden, um den Fluiddruck innerhalb der Stellglieder 14 und 18 zu messen oder zu übertragen. In der illustrierten Ausführungsform von 2 bis 5 ist der Drucksensor 26 fluidmäßig mit den kopfseitigen Kammern 22 und 82 jeweils durch die Fluidleitungen 56 und 58 verbunden, und der Drucksensor 28 ist fluidmäßig mit den stangenseitigen Kammern 24 und 84 jeweils durch die Fluidleitungen 60 und 62 verbunden. In anderen Ausführungsformen können jedoch die Drucksensoren 26 und 28 auf andere Weise angeordnet sein, um den Fluiddruck innerhalb der Stellglieder 14 und 18 zu messen oder zu überwachen. Zum Beispiel können die Drucksensoren 26 und 28 innerhalb der Stellglieder 14 und/oder 18 angeordnet oder positioniert sein oder auf andere Weise mit den Stellgliedern 14 und/oder 18 gekoppelt sein, um den Fluiddruck innerhalb der Stellglieder 14 und 18 zu messen oder zu überwachen. Die Drucksensoranordnung kann mehrere Drucksensoren zur Überwachung eines Fluiddrucks an einer oder mehreren Stellen umfassen, wie in der illustrierten Ausführungsform von 2 bis 5 dargestellt, oder kann einen einzelnen Sensor zur Überwachung eines oder mehrerer Fluiddrücke an mehreren Stellen umfassen.
Der Hydrauliksteuerkreis 20 umfasst auch ein Regenerationsventil 30 zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammern 22 und 82 mit den stangenseitigen Kammern 24 und 84. Das Regenerationsventil 30 hat eine geschlossene Stellung (in 2 dargestellt), um im Wesentlichen die Strömung von Fluid zwischen den kopfseitigen Kammern 22 und 82 und den stangenseitigen Kammern 24 und 84 zu verhindern (z. B. um die kopfseitigen Kammern 22 und 82 und die stangenseitigen Kammern 24 und 84 fluidmäßig zu trennen). In einer beispielhaften Ausführungsform bleibt das Regenerationsventil 30 geschlossen (d. h., in der geschlossenen Stellung), bis es betätigt wird (z. B. erregt, ausgelöst etc.). Wenn es betätigt wird, öffnet sich das Regenerationsventil 30 (d. h., wird in eine offene Stellung bewegt, wie etwa die offene Stellung von 5), um Fluid zu erlauben, von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 durch das Regenerationsventil 30 zu fließen. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Regenerationsventil 30 eine Vielzahl von offenen Stellungen, um Fluid durch das Regenerationsventil 30 laufen zu lassen. In dieser Ausführungsform umfasst das Regenerationsventil 30 eine Fluidöffnung, die selektiv vergrößert oder verkleinert werden kann (z. B. bei Empfang eines Signals von dem Steuermodul 90), um eine größere oder kleinere Menge an Fluid durch das Regenerationsventil 30 fließen zu lassen, etwa um die auf die Stellglieder 14 und 18 ausgeübte Kraft zu vergrößern oder zu verringern.
In der illustrierten Ausführungsform von 2 bis 5 umfasst das Regenerationsventil 30 einen Elektromagnet 50 (d. h. Stellglied) zum Öffnen und/oder Schließen des Regenerationsventils 30. Der Elektromagnet 50 ist dazu ausgebildet, einen elektrischen Strom zu empfangen, der einen Strompegel des Elektromagnets 50 anhebt, um das Regenerationsventil 30 zu steuern (d. h., das Regenerationsventil 30 zwischen der geschlossenen Stellung und einer Vielzahl von offenen Stellungen zu bewegen). In der illustrierten Ausführungsform von 2 bis 5 ist das Regenerationsventil 30 ”normalerweise geschlossen” und bleibt in der geschlossenen Stellung, bis der Elektromagnet 50 mit elektrischem Strom erregt wird; in anderen Ausführungsformen kann das Regenerationsventil 30 jedoch offen bleiben (d. h., normalerweise geöffnet sein), bis der Elektromagnet 50 erregt wird, um das Ventil 30 zu schließen. Wird ein ausreichender elektrischer Strom an den Elektromagnet 50 angelegt (d. h., wenn der Strompegel des Elektromagnets 50 einen ersten Schwellenstrompegel erreicht), erzeugt der Elektromagnet 50 eine Kraft, um das Regenerationsventil 30 zu öffnen, um Fluid von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 durch das Regenerationsventil 30 fließen zu lassen. In einer beispielhaften Ausführungsform steht die Größe der Fluidöffnung in dem Regenerationsventil 30 (und somit die Menge an Fluid, die durch das Regenerationsventil 30 passieren gelassen wird) mit der Menge an elektrischem Strom in Beziehung, der an den Elektromagnet 50 angelegt wird, wobei die Fluidöffnung vergrößert wird, wenn die Menge an elektrischem Strom, die an den Elektromagnet 50 angelegt wird, erhöht wird. Zum Beispiel kann sich das Regenerationsventil 30 aus der geschlossenen Stellung bewegen, wenn ein erster Schwellenstrompegel erreicht wird, um eine Fluidöffnung zu erzeugen. Die Fluidöffnung kann sich dann vergrößern, wenn der Strompegel in dem Elektromagnet 50 ansteigt, und erreicht eine maximale Fluidöffnung, wenn ein zweiter Schwellenstrompegel innerhalb des Elektromagnets 50 vorliegt. In ähnlicher Weise kann die Fluidöffnung sich verkleinern, wenn der Strompegel in dem Elektromagnet 50 abnimmt, was das Regenerationsventil 30 in die geschlossene Stellung bewegt oder freigibt, wenn der Strompegel in dem Elektromagnet 50 unter den ersten Schwellenstrompegel absinkt. In Ausführungsformen, in denen das Regenerationsventil 30 normalerweise geöffnet ist, kann die Größe der Fluidöffnung abnehmen, wenn der Strompegel ansteigt.
Wenn das Regenerationsventil 30 in einer der Vielzahl von offenen Stellungen ist, wird das unter Druck stehende Hydraulikfluid von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 durch das offene Regenerationsventil 30 geleitet. Das Fluid, das durch das Regenerationsventil 30 passiert, wird durch ein Rückschlagventil 36 blockiert, bis das Fluid eine Fluiddruckschwelle (d. h. eine erste Fluiddruckschwelle) erreicht, was das Rückschlagventil 36 zur Öffnung zwingt und dem Fluid erlaubt, zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 zu fließen. Sobald der elektrische Strom innerhalb des Elektromagnets 50 unter den ersten Schwellenstrompegel absinkt, schließt das Regenerationsventil 30, um im Wesentlichen den Fluss von Hydraulikfluid zwischen den kopfseitigen Kammern 22 und 82 und den stangenseitigen Kammern 24 und 84 zu blockieren. Wenn zum Beispiel eine ausreichende Menge Fluid zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 geleitet wird, kann das Regenerationsventil 30 automatisch durch das Steuermodul 90 geschlossen werden. Obwohl das Regenerationsventil 30 in der illustrierten Ausführungsform von 2 bis 5 als ein Magnetventil dargestellt ist, kann in anderen Ausführungsformen das Regenerationsventil 30 ein anderer Ventiltyp (z. B. Servoventil, etc.) sein bzw. einen solchen umfassen, der dazu ausgebildet ist, sich zu öffnen und/oder zu schließen, um den Fluss von Hydraulikfluid zwischen den kopfseitigen Kammern 22 und 82 und den stangenseitigen Kammern 24 und 84 zu steuern, wie dies für die bestimmte Anwendung des Hydrauliksteuerkreises 20 und/oder des Hydraulikbaggers 100 als geeignet erscheint.
Der Hydrauliksteuerkreis 20 umfasst auch ein erstes Steuerventil, das als Steuerventil 32 dargestellt ist, und ein zweites Steuerventil, das als Steuerventil 34 dargestellt ist. Die Steuerventile 32 und 34 sind dazu ausgebildet, sich zwischen einer geschlossenen Stellung (in 2 dargestellt) und einer Vielzahl von offenen Stellungen zu bewegen, von denen einige in den 3 bis 5 dargestellt sind. In den offenen Stellungen verbinden die Steuerventile 32 und 34 fluidmäßig die Stellglieder 14 und 18 mit der Hydraulikpumpe 110, was selektiv das Hydraulikfluid zu den Stellgliedern 14 und 18 und durch den ganzen Hydrauliksteuerkreis 20 leitet. Die Steuerventile 32 können auch die Stellglieder 14 und 18 fluidmäßig mit einem Hydrauliktank 120 (d. h., Rücklauftank) verbinden, um das Hydraulikfluid wiederzugewinnen. In einer geschlossenen Stellung können die Steuerventile 32 und 34 andererseits den Fluss von Hydraulikfluid zwischen den Stellgliedern 14 und 18, der Hydraulikpumpe 110 und dem Hydrauliktank 120 blockieren (z. B. die Stellglieder 14 und 18 fluidmäßig von der Hydraulikpumpe 110 und dem Hydrauliktank 120 trennen). In 2 ist zum Beispiel das Steuerventil 32 in einer geschlossenen Stellung und das Steuerventil 34 in einer geschlossenen Stellung dargestellt, was den Fluss von Hydraulikfluid durch die Steuerventile 32 und 34 blockiert. In einer beispielhaften Ausführungsform hindern die Steuerventile 32 und 34 Hydraulikfluid daran, in den Hydrauliksteuerkreis 20 einzutreten und die Stellglieder 14 und 18 zu erreichen, wenn die Steuerventile 32 und 34 in der geschlossenen Stellung sind.
Gemäß der illustrierten Ausführungsform von 2 bis 5 sind die Steuerventile 32 und 34 elektromagnetisch betätigte Ventile. In dieser Ausführungsform umfasst das Steuerventil 32 den Elektromagnet 42 und den Elektromagnet 44, und das Steuerventil 34 umfasst den Elektromagnet 46 und den Elektromagnet 48. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Steuerventile 32 und 34 normalerweise in einem energielosen Zustand geschlossen, und die Elektromagnete 42, 44, 46 und 48 werden durch einen elektrischen Strom erregt, um die Steuerventile 32 und/oder 34 in eine von verschiedenen offenen Stellungen zu bewegen (d. h., die Steuerventile 32 und/oder 34 zu öffnen), um Hydraulikfluid durch eine oder mehrere Fluidöffnungen der Steuerventile 32 und 34 laufen zu lassen (z. B. von der Hydraulikpumpe 110, zu dem Hydrauliktank 120, etc.). In anderen Ausführungsformen können die Steuerventile 32 und 34 ein anderer Ventiltyp sein bzw. einen solchen umfassen, der dazu ausgebildet ist, sich zu öffnen und/oder zu schließen, um den Fluss von Hydraulikfluid zu steuern, so wie es für die bestimmte Anwendung des Hydrauliksteuerkreises 20 geeignet scheint.
In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Elektromagnete 42, 44, 46 und 48 dazu ausgebildet, einen elektrischen Strom zu erhalten, wodurch ein ”Strompegel” (d. h., die Menge oder der Pegel eines elektrischen Stroms) der Elektromagnete 42, 44, 46 und/oder 48 angehoben wird. Der elektrische Strom kann an einen oder mehrere der Elektromagnete 42, 44, 46 und/oder 48 angelegt oder geliefert werden, um die Steuerventile 32 und 34 zu steuern (d. h., die Steuerventile 32 und/oder 34 zwischen einer geschlossenen Stellung und einer Vielzahl von offenen Stellungen zu bewegen). In der illustrierten Ausführungsform von 2 bis 5 erzeugt der erregte Elektromagnet 42, 44, 46 oder 48, wenn ein ausreichender elektrischer Strom an einen der Elektromagnete 42, 44, 46 oder 48 angelegt wird (d. h., wenn der Strompegel eines der Elektromagnete 42, 44, 46 oder 48 einen Schwellenstrompegel erreicht), eine ausreichende Kraft, um das zugehörige Steuerventil 32 oder 34 zu öffnen (d. h., eine Fluidöffnung zu erzeugen), was dem Hydraulikfluid erlaubt, durch das Steuerventil 32 oder 34 zu laufen. In dieser Ausführungsform sind die Steuerventile 32 und 34 normalerweise geschlossen und bleiben in der geschlossenen Stellung von 2, bis zumindest einer der Elektromagnete 42, 44, 46 oder 48 ausreichend mit elektrischem Strom erregt wird; in anderen Ausführungsformen können die Steuerventile 32 und/oder 34 offen bleiben, bis die Elektromagnete 42, 44, 46 und/oder 48 ausreichend erregt sind, um die Steuerventile 32 und/oder 34 zu schließen. In einer beispielhaften Ausführungsform ist die Größe der Fluidöffnung in dem Steuerventil 32 oder 34 (und somit die Menge an Fluid, die durch das Steuerventil 32 oder 34 passieren gelassen wird) variabel und wird durch die Menge an elektrischem Strom bestimmt, der an die Elektromagnete 42, 44, 46 oder 48 angelegt wird, wobei die Fluidöffnung vergrößert wird, wenn die Menge an elektrischem Strom, die an die Elektromagnete 42, 44, 46 oder 48 angelegt wird, erhöht wird, bis eine maximale Fluidöffnung erreicht ist. Wird in dieser Ausführungsform eine größere Menge an elektrischem Strom an den Elektromagnet 42, 44, 46 oder 48 angelegt, übt der Elektromagnet 42, 44, 46 oder 48 eine größere Kraft auf das zugehörige Steuerventil 32 oder 34 aus, wodurch eine größere Fluidöffnung in dem Steuerventil 32 oder 34 erzeugt wird. In ähnlicher Weise kann die Fluidöffnung sich verringern, wenn der Strompegel in dem Elektromagnet 42, 44, 46 oder 48 abnimmt.
Die Hydrauliksteuerkreis 20 umfasst auch das Rückschlagventil 38, das fluidmäßig mit dem Steuerventil 32 verbunden ist, und das Rückschlagventil 40, das fluidmäßig mit dem Steuerventil 34 verbunden ist. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Rückschlagventile 38 und 40 Lasthalte-Rückschlagventile, um eine unerwünschte Bewegung der Stellglieder 14 und 18 zu verhindern (z. B. eine Bewegung ohne Befehl). In dieser Ausführungsform sind die Rückschlagventile 38 und 40 Einweg-Ventile, die den Fluss von Fluid durch die Rückschlagventile 38 und 40 in eine erste Richtung im Wesentlichen blockieren (z. B. von unten nach oben in 2 bis 5), was im Wesentlichen Hydraulikfluid daran hindert, von den Stellgliedern 14 und/oder 18 rückwärts durch die Steuerventile 32 und/oder 34 (z. B. von links nach rechts in 2 bis 5) zu fließen, wenn die Steuerventile 32 und/oder 34 in einer offenen Stellung sind. Ohne die Rückschlagventile 38 und 40 könnte Hydraulikfluid von den Stellgliedern 14 und 18 zu der Hydraulikpumpe 110 fließen, wenn die Steuerventile 32 und/oder 34 sich öffnen, um den Ausleger 10 anzuheben. Läuft Fluid von den Stellgliedern 14 und 18 zu der Hydraulikpumpe 110, kann der Fluiddruck an der Hydraulikpumpe 110 (d. h., der Pumpendruck) zunehmen, bis der Pumpendruck ungefähr gleich dem Fluiddruck an den Stellgliedern 14 und 18 ist, was potenziell verursacht oder zulässt, dass der Ausleger 10 sich verschiebt oder ohne Befehl bewegt. Die Rückschlagventile 38 und 40 sollen Fluid daran hindern, rückwärts durch die Steuerventile 32 und/oder 34 zu fließen (d. h., von links nach rechts in 2 bis 5), was sicherstellt, dass die Stellglieder 14 und 18 sich nur in der gewünschten oder befohlenen Richtung bewegen.
Die Rückschlagventile 38 und 40 sollen auch im Wesentlichen den Fluss von Fluid durch die Rückschlagventile 38 und 40 in eine zweite Richtung (z. B. von oben nach unten in 2 bis 5) blockieren, bis der Fluiddruck des Hydraulikfluids einen Schwellen-Fluiddruck erreicht. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Rückschlagventile 38 und 40 in einer geschlossenen Stellung, wenn der Hydrauliksteuerkreis 20 in Ruhe ist (in 2 dargestellt), wodurch im Wesentlichen der Fluss von Fluid in die zweite Richtung blockiert wird. Erreicht in dieser Ausführungsform der Fluiddruck an den Rückschlagventilen 38 und/oder 40 den Schwellen-Fluiddruck, werden die Rückschlagventile 38 und/oder 40 (z. B. durch den Fluiddruck) in eine offene Stellung bewegt, wodurch dem Fluid erlaubt wird, durch die offenen Rückschlagventile 38 und/oder 40 und zu den Stellgliedern 14 und 18 zu fließen. Ist das Steuerventil 32 zum Beispiel in einer ersten offenen Stellung, wie in 3 dargestellt, wird dem Hydraulikfluid erlaubt, von der Hydraulikpumpe 110, durch das Steuerventil 32 und zu dem Rückschlagventil 38 zu fließen. Das Rückschlagventil 38 ist geschlossen, wenn das Steuerventil 32 anfänglich geöffnet ist, wodurch der Fluss von Hydraulikfluid blockiert wird und veranlasst wird, dass sich ein Fluiddruck an dem Rückschlagventil 38 aufbaut, wenn das Hydraulikfluid weiter durch das Steuerventil 32 fließt. Wenn der Fluiddruck den Schwellen-Fluiddruck erreicht, wird das Rückschlagventil 38 geöffnet (z. B. durch den Fluiddruck), um dem Hydraulikfluid zu erlauben, durch die Stellglieder 14 und/oder 18 zu fließen. Das Rückschlagventil 40 arbeitet in ähnlicher Weise und blockiert den Fluss von Hydraulikfluid von dem offenen Steuerventil 34 (z. B. von der Hydraulikpumpe 110), bis das Fluid einen Schwellen-Fluiddruck erreicht.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird ein elektrischer Strom durch die Elektromagnete 42, 44, 46, 48 und/oder 50 in Ansprechen auf ein Signal oder einen Befehl von einem Steuergerät gesendet, wie etwa von dem Steuermodul 90 (in 6 dargestellt). In dieser Ausführungsform ist das Steuermodul 90 mit einer oder mehreren Komponenten des Hydrauliksteuerkreises 20 und/oder anderen Komponenten des Hydraulikbaggers 100 gekoppelt und dazu ausgebildet, mit den Komponenten zu kommunizieren (z. B. Signale zu senden oder zu empfangen). Zum Beispiel kann das Steuermodul 90 Eingänge von einer oder mehreren Komponenten des Hydraulikbaggers 100 empfangen, und auf der Grundlage der von der einen oder den mehreren Komponenten erhaltenen Eingänge ein Signal oder einen Befehl senden, um einen oder mehrere der Elektromagnete 42, 44, 46, 48 und 50 ausreichend zu erregen, um ein oder mehrere Ventile 30, 32 und/oder 34 zu öffnen. In einer beispielhaften Ausführungsform empfängt das Steuermodul 90 einen Befehl von einer Bedienereingabevorrichtung (z. B. einem Joystick, einem Berührungbildschirm, etc.), etwa einen Befehl zum Anheben oder Absenken des Auslegers 10. In dieser Ausführungsform kann das Steuermodul 90 weitere Eingänge empfangen, etwa Signale oder Befehle von einer oder mehreren weiteren Komponenten des Hydraulikbaggers 100, und diese Eingänge verarbeiten, um notwendige Aktionen zur Ausführung des Befehls von der Bedienereingabevorrichtung zu bestimmen. In einer beispielhaften Ausführungsform interpretiert das Steuermodul 90 die Signale, die von den Drucksensoren 26 und 28 empfangen werden, und öffnet oder schließt automatisch die Ventile 30, 32 und/oder 34 auf der Grundlage eines Fluiddrucks innerhalb der Stellglieder 14 und 18, um den gewünschten Befehl auszuführen. Das Steuermodul 90 wird im Folgenden detaillierter beschrieben.
Der Hydrauliksteuerkreis 20 umfasst auch das Pilotventil 86 und das Pilotventil 88. In einer beispielhaften Ausführungsform sind die Pilotventile 86 und 88 Lastausgleichsventile (d. h. Kompensatoren) und der Hydrauliksteuerkreis 20 ist Teil eines nachkompensierten Lasterfassungssystems. Nachkompensierte Lasterfassungssysteme werden üblicherweise in mobilen Hydraulikmaschinen (z. B. Bagger, Tieflöffelbagger, Radlader, etc.) verwendet. In dieser Ausführungsform ist die Geschwindigkeit der Stellglieder 14 und 18 unabhängig von der Last. Sendet der Bediener zum Beispiel gleichzeitige Befehle an Stellglieder zur Steuerung des Vorderauslegers 12 und der Schaufel 16 (nicht dargestellt), wird sich die Geschwindigkeit des Vorderauslegers 12 und der Schaufel 16 nicht mit der Stellgliedstellung und dem Ladegewicht in der Schaufel 16 ändern. Ohne die Pilotventile 86 und 88 würde das Stellglied mit dem niedrigeren Fluiddruck mehr Pumpenfluss (z. B. Fluid von der Hydraulikpumpe 110) erhalten als das andere, und die Teilung des Pumpenflusses würde sich mit der Last auf die Stellglieder ändern, wenn das Fluid in der Richtung des geringsten Widerstands strömt. Der Kompensator (z. B. Pilotventil 86, Pilotventil 88) für das Stellglied mit dem höchsten Druck würde in dieser Ausführungsform weit geöffnet bleiben, während die Kompensatoren für andere Stellglieder mit niedrigeren Drücken zum Teil geschlossen sind, wodurch der Pumpenfluss begrenzt und der Effekt unterschiedlicher Stellgliedlasten kompensiert wird. Die Lastkompensation wird hydromechanisch mit einem System von Pilotleitungen und pilotbetätigten Ventilen in der Steuerventilsammelleitung verwirklicht.
Nun Bezug nehmend auf 3 wird das Hydrauliksteuerkreis 20 für einen Betriebszustand dargestellt, in dem der Ausleger 10 angehoben wird (d. h. in eine erste Richtung bewegt wird), oder in einem ”Auslegeranhebemodus” (z. B. angetriebenen Auslegeranhebemodus, Auslegeranhebekonfiguration, etc.) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist. In dieser Ausführungsform wird der Ausleger 10 angehoben, indem unter Druck stehendes Hydraulikfluid an die Stellglieder 14 und 18 geleitet wird. Das unter Druck stehende Fluid wird durch Öffnung der Steuerventile 32 und 34 innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 von der Hydraulikpumpe 110 zu den Stellgliedern 14 und 18 geleitet. Das unter Druck stehende Fluid übt eine Kraft auf die Stellglieder 14 und 18 aus, wodurch die Stellglieder 14 und 18 in eine ausgefahrene Stellung bewegt werden und damit der Ausleger 10 angehoben wird. Der Auslegeranhebemodus kann auch andere Konfigurationen des Hydrauliksteuerkreises 20 umfassen, die in 3 nicht dargestellt sind, was das Öffnen und Schließen der Ventile 30, 32 und/oder 34 auf andere Weise umfasst, um unter Druck stehendes Hydraulikfluid jeweils zu den kopfseitigen Kammern 22 und 82 der Stellglieder 14 und 18 zu leiten, um den Ausleger 10 anzuheben.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Kraft, die auf die Stellglieder 14 und 18 ausgeübt wird, durch einen Fluiddruck innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 (d. h. an den Stellgliedern 14 und 18) bestimmt oder steht auf andere Weise damit in Beziehung. Somit kann die Bewegung des Auslegers 10, oder die Geschwindigkeit, mit der sich der Ausleger 10 bewegt (d. h, eine Auslegergeschwindigkeit), moduliert oder gesteuert werden, indem eine oder mehrere Komponenten des Hydrauliksystems (z. B. Hydrauliksteuerkreis 20, Hydraulikpumpe 110, etc.) eingestellt werden, um den Fluiddruck zu erhöhen oder zu verringern. In einer beispielhaften Ausführungsform ist der Fluiddruck innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 zumindest zum Teil eine Funktion der Größe der Fluidöffnungen in den Steuerventilen 32 und/oder 34, so dass der Fluiddruck erhöht oder verringert wird, indem jeweils die Größe der Fluidöffnungen vergrößert oder verringert wird (d. h., die Steuerventile 32 und/oder 34 geöffnet oder geschlossen werden). Der Fluiddruck kann auch zumindest zum Teil eine Funktion der Pumpenströmungsrate der Hydraulikpumpe 110 sein, so dass der Fluiddruck durch Erhöhen oder Verringern der Pumpenströmungsrate jeweils erhöht oder verringert werden kann.
In der illustrierten Ausführungsform von 3 sendet das Steuermodul 90 in Ansprechen auf einen Befehl von der Bedienereingabevorrichtung ein Signal oder einen Befehl an die Elektromagnete 44 und 48, um den Ausleger 10 anzuheben. Das Signal oder der Befehl von dem Steuermodul 90 sendet einen elektrischen Strom durch die Elektromagnete 44 und 48, der die Elektromagnete 44 und 48 erregt. Wenn die Elektromagnete 44 und 48 einen Schwellenstrompegel erreichen, erzeugen die Elektromagnete 44 und 48 eine Kraft, die ausreichend ist, um zumindest zum Teil die Steuerventile 32 und 34 zu öffnen, um etwas Hydraulikfluid durch die Steuerventile 32 und 34 passieren zu lassen. In der illustrierten Ausführungsform von 3 ist der Strompegel in den Elektromagneten 44 und 48 derart, dass das Steuerventil 32 in eine erste offene Stellung bewegt wird, und das Steuerventil 34 in eine erste offene Stellung bewegt wird. Das Steuermodul 90 kann auch ein Signal oder einen Befehl an den Elektromagnet 50 senden, um das Regenerationsventil 30 in die geschlossene Stellung zu bewegen (in 3 dargestellt). In der geschlossenen Stellung blockiert oder verhindert das Regenerationsventil 30 im Wesentlichen den Fluss von Fluid zwischen den kopfseitigen Kammern 22 und 82 und den stangenseitigen Kammern 24 und 84.
Sobald die Steuerventile 32 und 34 offen sind, wird Fluid zu den Stellgliedern 14 und 18 geleitet. In der illustrierten Ausführungsform von 3 wird Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe 110 durch die Fluidleitung 52 an den Hydrauliksteuerkreis 20 geleitet. Von der Fluidleitung 52 wird das Fluid jeweils durch die offenen Steuerventile 32 und 34 durch Fluidleitungen 78 und 80 geleitet. Fluid fließt weiter zu den geschlossenen Rückschlagventilen 38 und 40, bis der Fluiddruck an den Rückschlagventilen 38 und 40 einen Schwellen-Fluiddruck erreicht, was die Rückschlagventile 38 und 40 zwingt, zu öffnen. Sobald die Rückschlagventile 38 und 40 offen sind, strömt Hydraulikfluid zu den Pilotventilen 86 und 88, die eine offene Stellung (dargestellt in 3) und eine geschlossene Stellung (dargestellt in 2) aufweisen. Die Pilotventile 86 und 88 sind typischerweise geschlossen, können aber automatisch geöffnet werden (z. B. wenn das Hydraulikfluid an dem Pilotventil 86 oder 88 einen Schwellen-Fluiddruck erreicht). Hydraulikfluid passiert die offenen Pilotventile 86 und 88, die Fluidleitung 74 und die Fluidleitung 76, die Fluidleitung 56 und die Fluidleitung 58 und gelangt schließlich in die kopfseitigen Kammern 22 und 82 der Stellglieder 14 und 18. Fluid innerhalb der stangenseitigen Kammern 24 und 84 wird durch die Kolben 102 und 106 in die Fluidleitungen 60 und 62 und durch die Fluidleitung 64 gedrückt. Von dort wird Fluid zu dem Hydrauliktank 120 geleitet, um wiedergewonnen und innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 und/oder anderer Kreise innerhalb des Hydraulikbaggers 100 wiederverwendet zu werden. Das Fluid wird entweder durch die Fluidleitung 68, durch das offene Steuerventil 32 und durch die Fluidleitungen 72 und 54 zu dem Hydrauliktank 120 geleitet, oder durch die Fluidleitung 66, durch das offene Steuerventil 34 und durch die Fluidleitungen 70 und 54 zu dem Hydrauliktank 120.
In der illustrierten Ausführungsform von 3 kann der Fluiddruck an den Stellgliedern 14 und 18 eingestellt werden, in dem der elektrische Strom, der an die Elektromagnete 44 und 48 angelegt wird, eingestellt wird, um die Größe der Fluidöffnung innerhalb der Steuerventile 32 und 34 zu vergrößern oder zu verringern. In dieser Ausführungsform kann das Steuermodul 90 dazu ausgebildet sein, einen Befehl oder ein Signal an die Elektromagnete 44 und/oder 48 zu senden, um den elektrischen Strom, der an die Elektromagnete 44 und 48 angelegt wird, einzustellen. Ist zumindest eines der Steuerventile 32 und 34 in einer offenen Stellung, kann auch der Fluiddruck innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 zumindest zum Teil eine Funktion der Pumpenströmungsrate der Hydraulikpumpe 110 sein. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Steuermodul 90 dazu ausgebildet, mit der Hydraulikpumpe 110 zu kommunizieren, indem es ein Signal an die Hydraulikpumpe 110 sendet, um die Pumpenströmungsrate zu erhöhen oder zu verringern und damit den Fluiddruck innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 zu erhöhen oder zu verringern.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein einzelnes Steuerventil 32 oder 34 geöffnet werden, um unter Druck stehendes Fluid an die Stellglieder 14 und 18 zu leiten, und zwar in Abhängigkeit von der in der bestimmten Anwendung notwendigen Kraft, um den Ausleger 10 anzuheben. Zum Beispiel kann das Steuerventil 32 in die erste offene Stellung und das Steuerventil 34 in die geschlossene Stellung bewegt werden, um unter Druck stehendes Hydraulikfluid an die kopfseitigen Kammern 22 und 82 zu leiten, um den Ausleger 10 anzuheben. In dieser Ausführungsform wird Fluid von der Hydraulikpumpe 110 durch das offene Steuerventil 32 und an die kopfseitigen Kammern 22 und 82 geleitet, um einen ausreichenden Fluiddruck zum Ausfahren der Stellglieder 14 und 18 und Anheben des Auslegers 10 an den Kolben 102 und 106 bereitzustellen. Fluid wird von den stangenseitigen Kammern 24 und 84 zurück durch das offene Steuerventil 32 zu dem Hydrauliktank 120 geleitet. In dieser Ausführungsform kann das erste Steuerventil 32 geöffnet werden, indem ein elektrischer Strom an den Elektromagnet 44 (z. B. in Ansprechen auf einen Befehl von dem Steuermodul 90) angelegt wird, und das zweite Steuerventil 34 kann durch einen ähnlichen Befehl, der an den Elektromagnet 46 oder 48 gesendet wird, geschlossen werden. Der Ausleger 10 kann auch durch Öffnen des Steuerventils 34 und Schließen des Steuerventils 32 angehoben werden.
Nun Bezug nehmend auf die 4 und 5, ist der Hydrauliksteuerkreis 20 in mehreren Konfigurationen oder Modi zum Absenken des Auslegers 10 (d. h. Bewegen des Auslegers 10 in eine zweite Richtung) gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. In dieser Ausführungsform umfasst der Hydrauliksteuerkreis 20 einen ”angetriebenen Auslegerabsenkmodus” (z. B. angetriebene Auslegerabsenkkonfiguration), in der der Ausleger 10 unter Verwendung von Hydraulikleistung abgesenkt wird (dargestellt in 4), und einen ”Regenerations-Auslegerabsenkmodus” (z. B. Regenerations-Auslegerabsenkkonfiguration), in der der Ausleger 10 zumindest zum Teil durch sein eigenes Gewicht abgesenkt wird (dargestellt in 5). Der Hydrauliksteuerkreis 20 wird in den angetriebenen Auslegerabsenkmodus oder den Regenerations-Auslegerabsenkmodus versetzt, um den Ausleger 10 abzusenken. In einigen Ausführungsformen empfängt das Steuermodul 90 einen Befehl von der Bedienereingabevorrichtung, um den Ausleger 10 abzusenken, und sendet in Ansprechen darauf ein oder mehrere Signale oder Befehle an den Hydrauliksteuerkreis 20, die den Hydrauliksteuerkreis 20 veranlassen, sich in die geeignete Konfiguration oder den geeigneten Modus zu versetzen und den Ausleger 10 abzusenken. Der Modus kann durch das Steuermodul 90 auf der Grundlage einer oder mehrerer Bedingungen des Hydrauliksteuerkreises 20 automatisch ausgewählt werden, oder der Modus kann manuell ausgewählt werden, etwa durch einen Bediener des Hydraulikbaggers 100.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Modus, der zum Absenken des Auslegers 10 verwendet wird, auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem kopfseitigen Fluiddruck und dem stangenseitigen Fluiddruck (d. h. einer Aktuatordruckdifferenz) bestimmt. In einer Ausführungsform wird die Aktuatordruckdifferenz durch das Steuermodul 90 auf der Grundlage der von den Drucksensoren 26 und 28 empfangenen Signale berechnet. In einer weiteren Ausführungsform wird die Aktuatordruckdifferenz durch die Drucksensoren 26 und 28 berechnet und in die Signale einbezogen, die an das Steuermodul 90 gesendet werden. In der illustrierten Ausführungsform von 4 und 5 sendet das Steuermodul 90, wenn die Aktuatordruckdifferenz größer ist als eine angegebene Regenerationsdruckschwelle (d. h. angegebene Druckschwelle, Druckdifferenzschwelle, etc.), ein oder mehrere Signale oder Befehle, um den Hydrauliksteuerkreis 20 in den Regenerations-Auslegerabsenkmodus zu versetzen, um den Ausleger 10 abzusenken. Ist die Aktuatordruckdifferenz geringer als oder gleich der Regenerationsdruckschwelle, sendet das Steuermodul 90 ein oder mehrere Signale oder Befehle, um den Hydrauliksteuerkreis 20 in den angetriebenen Auslegerabsenkmodus zu versetzen, um den Ausleger 10 abzusenken. Die Aktuatordruckdifferenz kann auf beliebige Art berechnet werden, die für die bestimmte Anwendung des Hydrauliksteuerkreises 20 geeignet ist, was die regelmäßige Berechnung eines gleitenden Durchschnitts für den kopfseitigen Fluiddruck und den stangenseitigen Fluiddruck, sowie das Berechnen der Aktuatordruckdifferenz auf der Grundlage der gleitenden Durchschnitte umfasst.
Die angegebene Regenerationsdruckschwelle kann ein beliebiger Wert sein, der für die bestimmte Anwendung des Hydrauliksteuerkreises 20 geeignet ist, was einen vorbestimmten, in das Steuermodul 90 programmierten oder eingegebenen Wert, oder einen auf der Grundlage eines oder mehrerer Bedingungen des Hydraulikbaggers 100 berechneten Wert umfasst. Die angegebene Regenerationsdruckschwelle kann variabel oder konstant sein. Die Aktuatordruckdifferenz und die angegebene Regenerationsdruckschwelle werden im Folgenden unter Bezugnahme auf den in 7 dargestellten Steuerungsalgorithmus 700 detaillierter erläutert.
In der illustrierten Ausführungsform von 4 ist der Hydrauliksteuerkreis 20 in dem angetriebenen Auslegerabsenkmodus dargestellt, in dem der Ausleger 10 unter Verwendung von hydraulischer Leistung abgesenkt wird. Im angetriebenen Auslegerabsenkmodus leitet der Hydrauliksteuerkreis 20 unter Druck stehendes Hydraulikfluid an die Stellglieder 14 und 18, wodurch Hydraulikleistung an den Ausleger 10 geliefert wird. Das unter Druck stehende Fluid wird von der Hydraulikpumpe 110 durch Öffnung des Steuerventils 34 und durch Schließen des Steuerventils 32 und des Regenerationsventils 30 an die Stellglieder 14 und 18 geleitet. Das unter Druck stehende Fluid wird zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 geleitet, was eine Kraft ausübt, um die Stellglieder 14 und 18 (d. h. die Kolben 102 und 106) aus der ausgefahrenen Stellung in eine eingefahrene Stellung zu bewegen, um den Ausleger 10 abzusenken. Der angetriebene Auslegerabsenkmodus kann auch andere Konfigurationen des Hydrauliksteuerkreises 20 umfassen, die in 4 nicht dargestellt sind, was das Öffnen und Schließen der Ventile 30, 32 und/oder 34 auf andere Weise umfasst, um unter Druck stehendes Hydraulikfluid jeweils zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 der Stellglieder 14 und 18 zu leiten, um den Ausleger 10 abzusenken.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Kraft, die auf die Stellglieder 14 und 18 ausgeübt wird, durch einen Fluiddruck innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 (d. h. an den Stellgliedern 14 und 18) bestimmt oder steht auf andere Weise damit in Beziehung. Die Geschwindigkeit, mit der der Ausleger 10 abgesenkt wird (d. h, eine Auslegerabsenkgeschwindigkeit) kann somit moduliert oder gesteuert werden, indem eine oder mehrere Komponenten des Hydrauliksystems (z. B. Hydrauliksteuerkreis 20, Hydraulikpumpe 110, etc.) eingestellt werden, um den Fluiddruck an den Stellgliedern 14 und 18 zu erhöhen oder zu verringern. In der illustrierten Ausführungsform von 4 ist der Fluiddruck an den Stellgliedern 14 und 18 (und somit die Auslegerabsenkgeschwindigkeit) zumindest zum Teil eine Funktion der Größe der Fluidöffnung innerhalb des offenen Steuerventils 34. In dieser Ausführungsform kann die Auslegerabsenkgeschwindigkeit erhöht werden, indem die Größe der Fluidöffnung innerhalb des Steuerventils 34 vergrößert wird, und verringert, indem die Größe der Fluidöffnung innerhalb des Steuerventils 34 verringert wird. Der Fluiddruck kann auch zumindest zum Teil eine Funktion der Pumpenströmungsrate der Hydraulikpumpe 110 sein, so dass der Fluiddruck und die Auslegerabsenkgeschwindigkeit durch Erhöhen oder Verringern der Pumpenströmungsrate jeweils erhöht oder verringert werden können. In anderen Ausführungsformen kann der Fluiddruck (und damit die Auslegerabsenkgeschwindigkeit) auf andere Weise, die für die bestimmte Anwendung des Hydrauliksteuerkreises 20 und/oder des Hydraulikbaggers 100 geeignet ist, erhöht und/oder verringert werden.
Um das Steuerventil 34 zu öffnen, sendet das Steuermodul 90 ein Signal oder einen Befehl, um den elektrischen Strom durch den Elektromagnet 46 zu erhöhen, was den Elektromagnet 46 erregt. Wenn der Elektromagnet 46 einen Schwellenstrompegel erreicht, erzeugt der Elektromagnet 34 eine Kraft, die ausreichend ist, um das Steuerventil 34 zumindest zum Teil zu öffnen, um Hydraulikfluid durch das Steuerventil 34 passieren zu lassen. In der illustrierten Ausführungsform von 4 ist der Strompegel in dem Elektromagnet 46 derart, dass das Steuerventil 34 in eine zweite offene Stellung bewegt wird. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Fluidgeschwindigkeit eingestellt werden, indem der elektrische Strom moduliert wird, der an den Elektromagnet 46 angelegt wird, um die Größe der Fluidöffnung innerhalb des Steuerventils 34 zu vergrößern oder zu verringern. In dieser Ausführungsform kann das Steuermodul 90 ausgebildet sein, einen Befehl oder ein Signal an den Elektromagnet 46 zu senden, um den elektrischen Strom zu modulieren, der an den Elektromagnet 46 angelegt wird, und die Größe der Fluidöffnung innerhalb des Steuerventils 34 zu vergrößern oder zu verringern. Der Fluiddruck innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 kann auch zumindest zum Teil eine Funktion der Pumpenströmungsrate der Hydraulikpumpe 110 sein. In einer beispielhaften Ausführungsform ist das Steuermodul 90 dazu ausgebildet, mit der Hydraulikpumpe 110 zu kommunizieren, indem es ein Signal an die Hydraulikpumpe 110 sendet, um die Pumpenströmungsrate zu erhöhen oder zu verringern und damit den Fluiddruck innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 zu erhöhen oder zu verringern.
Das Steuermodul 90 veranlasst auch das Steuerventil 32 und das Regenerationsventil 30, zu schließen, wenn der Hydrauliksteuerkreis 20 im angetriebenen Auslegerabsenkmodus ist. Ist das Steuerventil 32 offen, verringert das Steuermodul 90 den elektrischen Strom durch die Elektromagnete 42 und/oder 44, um das Steuerventil 32 in die geschlossene Stellung zu bewegen. Das Steuermodul 90 kann ein Signal oder einen Befehl an die Elektromagnete 42 und/oder 44 senden, oder ein früheres Signal oder einen früheren Befehl, das/der an die Elektromagnete 42 und/oder 44 gesendet wurde, unterbrechen, um den elektrischen Strom durch die Elektromagnete 42 und/oder 44 zu verringern und das Steuerventil 32 zu schließen. Ist das Regenerationsventil 30 offen, verringert das Steuermodul 90 den elektrischen Strom durch den Elektromagnet 50, indem es ein Signal oder einen Befehl an den Elektromagnet 50 sendet oder ein Signal oder ein Befehl, das/der zuvor an den Elektromagnet 50 gesendet wurde, unterbricht, um das Regenerationsventil 30 zu schließen.
Sobald das Steuerventil 34 offen ist und das Steuerventil 32 und das Regenerationsventil 30 geschlossen sind, wird unter Druck stehendes Hydraulikfluid zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 der Stellglieder 14 und 18 geleitet. In der illustrierten Ausführungsform von 4 wird das Fluid von der Hydraulikpumpe 110 durch die Fluidleitung 52 zu dem Hydrauliksteuerkreis 20 geleitet. Von der Fluidleitung 52 wird das Fluid von der Fluidleitung 80 durch das offene Steuerventil 34 geleitet. Das Fluid strömt durch das offene Steuerventil 34 zu dem geschlossenen Rückschlagventil 40, bis der Fluiddruck an dem Rückschlagventil 40 einen Schwellen-Fluiddruck erreicht, was das Rückschlagventil 40 zwingt, zu öffnen. Sobald das Rückschlagventil 40 offen ist, strömt das Hydraulikfluid zu dem Pilotventil 88. In dieser Ausführungsform wird das Pilotventil 88 geöffnet, wenn der Druck des Hydraulikfluids von der Fluidleitung 80 einen Schwellen-Fluiddruck erreicht. Sobald das Pilotventil 88 offen ist, passiert das Hydraulikfluid das offene Pilotventil 88 und fließt durch das offene Steuerventil 34 durch die Fluidleitung 66. Von der Fluidleitung 66 strömt das Fluid durch die Fluidleitung 64 und durch die Fluidleitung 60 und Fluidleitung 62 jeweils durch die stangenseitigen Kammern 24 und 84. In einer beispielhaften Ausführungsform stellt der Druck des Hydraulikfluids Hydraulikleistung an den Ausleger 10 bereit, wodurch die Stellglieder 14 und 18 gezwungen werden, einzufahren und damit den Ausleger 10 abzusenken. Wenn die Stellglieder 14 und 18 einfahren, drücken die Kolben 102 und 106 Fluid von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 zu dem Hydrauliktank 120. Das Fluid wird durch die Fluidleitungen 56 und 58, durch die Fluidleitung 76, durch das offene Steuerventil 34 (d. h. in der zweiten offenen Stellung) und durch die Fluidleitungen 70 und 54 zu dem Hydrauliktank 120 geleitet. Das geschlossene Regenerationsventil 30 blockiert im Wesentlichen den Fluss von Fluid zwischen den kopfseitigen Kammern 22 und 82 und den stangenseitigen Kammern 24 und 84. Ist das Steuerventil 32 geschlossen, hindert das Steuerventil 32 im Wesentlichen Fluid daran, von der Hydraulikpumpe 110 zu den Stellgliedern 14 und 18 durch das Steuerventil 32 zu laufen.
Der Ausleger 10 kann auch im angetriebenen Auslegerabsenkmodus durch Öffnen der Steuerventile 32 und 34 und Schließen des Regenerationsventils 30 abgesenkt werden. In einer Ausführungsform wird der Ausleger 10 abgesenkt, indem das Steuerventil 32 in eine zweite offene Stellung (dargestellt in 5) bewegt wird und das Steuerventil 34 in die zweite offene Stellung (dargestellt in 4) bewegt wird. In dieser Ausführungsform wird unter Druck stehendes Fluid von der Hydraulikpumpe 110 zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 durch das offene Steuerventil 34 geleitet, und Rücklauffluid von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 wird zu dem Hydrauliktank 120 durch die beiden offenen Steuerventile 32 und 34 geleitet. Das Steuerventil 32 verbindet in dieser Ausführungsform die Hydraulikpumpe 110 fluidmäßig nicht mit den Stellgliedern 14 und 18, sondern verbindet statt dessen die Stellglieder 14 und 18 (d. h., die kopfseitigen Kammern 22 und 82) mit dem Hydrauliktank 120.
In der illustrierten Ausführungsform von 5 ist der Hydrauliksteuerkreis 20 in dem Regenerations-Auslegerabsenkmodus dargestellt. In dem Regenerations-Auslegerabsenkmodus sind die Stellglieder 14 und 18 fluidmäßig von der Hydraulikpumpe 110 getrennt, und der Ausleger 10 kann abgesenkt werden, ohne zusätzliches Fluid von der Hydraulikpumpe 110 zu erhalten. Statt dessen wird der Ausleger 10 durch Leiten von Fluid zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 von innerhalb des Hydrauliksteuerkreises 20 abgesenkt. In einer beispielhaften Ausführungsform wird die Pumpenströmungsrate der Hydraulikpumpe 110 im Regenerations-Auslegerabsenkmodus verringert, was die zum Absenken des Auslegers 10 erforderliche Energie verringert. Der Regenerations-Auslegerabsenkmodus kann auch andere Konfigurationen des Hydrauliksteuerkreises 20 umfassen, die in 5 nicht dargestellt sind, was das Öffnen und Schließen der Ventile 30, 32 und/oder 34 auf andere Weise umfasst, um unter Druck stehendes Hydraulikfluid innerhalb des Hydraulikkreises 20 jeweils zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 der Stellglieder 14 und 18 zu leiten, um den Ausleger 10 abzusenken.
In einer beispielhaften Ausführungsform ist in dem Regenerations-Auslegerabsenkmodus das Regenerationsventil 30 in einer offenen Stellung und leitet der Hydrauliksteuerkreis 20 unter Druck stehendes Hydraulikfluid von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 durch das offene Regenerationsventil 30, um den Ausleger 10 abzusenken. Wird unter Druck stehendes Fluid von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 weg geleitet, wird die Kraft, die auf die kopfseitigen Kammern 22 und 82 ausgeübt wird, um die Stellglieder 14 und 18 auszufahren (d. h. den Ausleger 10 angehoben zu halten) verringert, was dem Ausleger 10 ermöglicht, sich zumindest zum Teil durch sein eigenes Gewicht abzusenken. Das unter Druck stehende Fluid, das zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 geleitet wird, stellt eine Kraft auf die stangenseitigen Kammern 24 und 84 bereit, um die Stellglieder 14 und 18 weiter einzufahren, um den Ausleger 10 abzusenken. Im Regenerations-Auslegerabsenkmodus kann die Bewegung des Auslegers 10 moduliert oder auf andere Weise gesteuert werden, indem die Größe der Fluidöffnung in dem Regenerationsventil 30 eingestellt wird, was die Rate, mit der unter Druck stehendes Fluid von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 strömt, erhöht oder verringert. Wenn diese Rate zunimmt, wird die Geschwindigkeit, mit der sich der Ausleger 10 absenkt, erhöht, und wenn sich die Rate verringert, wird die Geschwindigkeit, mit der sich der Ausleger 10 absenkt, verringert.
Im Regenerations-Auslegerabsenkmodus ist der Hydrauliksteuerkreis 20 fluidmäßig von der Hydraulikpumpe 110 getrennt, indem zumindest zum Teil die Steuerventile 32 und 34 geschlossen werden. Wird der Ausleger 10 zum Beispiel unter Verwendung von unter Druck stehendem Hydraulikfluid 110 abgesenkt, wird das Fluid von der Hydraulikpumpe 110 durch die Fluidleitung 80 und eine Fluidöffnung des Steuerventils 34 geleitet. In dem Regenerations-Auslegerabsenkmodus ist das Steuerventil 34 jedoch in der geschlossenen Stellung und blockiert im Wesentlichen die Fluidöffnung des Steuerventils 34 an der Fluidleitung 80. Das geschlossene Steuerventil 34 hindert im Wesentlichen Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe 110 daran, in den Hydrauliksteuerkreis 20 durch das Steuerventil 34 einzutreten, womit im Wesentlichen die Fluidleitung 80 fluidmäßig vom Rest des Hydrauliksteuerkreises 20 getrennt wird (einschließlich der Stellglieder 14 und 18). Obwohl das Steuerventil 32 in dem Regenerations-Auslegerabsenkmodus in einer zweiten offenen Stellung ist, um Überschussfluid von den Stellgliedern 14 und 18 zu erlauben, den Hydrauliksteuerkreis 20 in den Hydrauliktank 120 zu verlassen, blockiert das Steuerventil 32 im Wesentlichen die Fluidöffnung des Steuerventils 32 an der Fluidleitung 78. Auf diese Weise hindert das geschlossene Steuerventil 32 im Wesentlichen Hydraulikfluid von der Hydraulikpumpe 110 daran, in den Hydrauliksteuerkreis 20 durch das Steuerventil 32 einzutreten, womit im Wesentlichen die Fluidleitung 78 fluidmäßig vom Rest des Hydrauliksteuerkreises 20 getrennt wird (einschließlich der Stellglieder 14 und 18). Somit wird zusätzliches unter Druck stehendes Fluid von der Hydraulikpumpe 110 im Wesentlichen daran gehindert, in den Hydrauliksteuerkreis 20 zu gelangen und die Stellglieder 14 und 18 zu erreichen, wenn der Hydrauliksteuerkreis 20 in dem Regenerations-Auslegerabsenkmodus ist, wodurch die Stellglieder 14 und 18 im Wesentlichen fluidmäßig von der Hydraulikpumpe 110 getrennt werden. Als Ergebnis muss die Hydraulikpumpe 110 in diesem Modus kein unter Druck stehendes Hydraulikfluid an den Hydrauliksteuerkreis 20 pumpen, und die Energie, die zum Absenken des Auslegers 10 erforderlich ist, kann verringert werden. Das Regenerationsventil 30 ist in dieser Ausführungsform durch die Fluidleitungen 74 und 72 fluidmäßig mit dem Hydrauliktank 120 verbunden. Überschüssiges Hydraulikfluid wird durch die Fluidleitungen 74 und 72 und durch das offene Steuerventil 32 geleitet, so dass keine separate Rücklauftankleitung erforderlich ist.
Ist das Steuerventil 34 in einer offenen Stellung, verringert das Steuermodul 90 den elektrischen Strom durch die Elektromagnete 42 und/oder 44, um das Steuerventil 34 in die geschlossene Stellung zu bewegen. In einer Ausführungsform sendet das Steuermodul 90 ein Signal oder einen Befehl, um den elektrischen Strom durch die Elektromagnete 42 und/oder 44 zu reduzieren. In einer weiteren Ausführungsform entfernt oder unterbricht das Steuermodul 90 ein früheres Signal oder einen früheren Befehl, das/der gesendet wurde, um den elektrischen Strom zu erhöhen, und verringert somit den elektrischen Strom durch die Elektromagnete 42 und/oder 44. Sinkt der elektrische Strom innerhalb der Elektromagnete 42 und/oder 44 unter einen Schwellenstrompegel ab, wird dem Steuerventil 34 erlaubt, sich in die geschlossene Stellung von 5 zu bewegen, wodurch Hydraulikfluid daran gehindert wird, das Steuerventil 34 zu passieren.
Um das Steuerventil 32 in die zweite offene Stellung von 5 zu bewegen, sendet das Steuermodul 90 ein Signal oder einen Befehl, um den elektrischen Strom durch den Elektromagnet 42 zu erhöhen, wodurch der Elektromagnet 42 erregt wird. Wenn der Elektromagnet 42 einen Schwellenstrompegel erreicht, erzeugt der Elektromagnet 42 eine Kraft, die ausreichend ist, um das Steuerventil 32 zumindest zum Teil zu öffnen. In der illustrierten Ausführungsform von 5 ist der Strompegel in dem Elektromagnet 42 derart, dass das Steuerventil 32 in eine zweite offene Stellung bewegt wird. In der zweiten offenen Stellung wird eine Fluidöffnung innerhalb des Steuerventils 32 erzeugt, um die kopfseitigen Kammern 22 und 82 fluidmäßig mit dem Hydrauliktank 120 zu verbinden, was dem Fluid erlaubt, durch den Hydrauliksteuerkreis 20 von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 zu dem Hydrauliktank 120 zu laufen. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Fluidgeschwindigkeit eingestellt werden, indem der elektrische Strom moduliert wird, der an den Elektromagnet 42 angelegt wird, um die Größe der Fluidöffnung innerhalb des Steuerventils 32 zu vergrößern oder zu verringern. In dieser Ausführungsform kann das Steuermodul 90 ausgebildet sein, einen Befehl oder ein Signal an den Elektromagnet 42 zu senden, um den elektrischen Strom zu modulieren, der an den Elektromagnet 42 angelegt wird, und die Größe der Fluidöffnung innerhalb des Steuerventils 32 zu vergrößern oder zu verringern. In der zweiten offenen Stellung schließt das Steuerventil 32 auch die Fluidöffnung, die verwendet wird, um die Stellglieder 14 und 18 fluidmäßig mit der Hydraulikpumpe 110 zu verbinden (d. h. die Fluidöffnung an der Fluidleitung 78).
Sobald das Regenerationsventil 30 offen ist, wird das Steuerventil 34 geschlossen, und das Steuerventil 32 ist in der zweiten offenen Stellung; Hydraulikfluid wird von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 geleitet, und überschüssiges Hydraulikfluid wird zu dem Hydrauliktank 120 geleitet. In der illustrierten Ausführungsform von 5 wird Fluid von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 jeweils durch die Fluidleitungen 56 und 58 und durch das offene Regenerationsventil 30 geleitet. Hydraulikfluid staut sich am Rückschlagventil 36, bis der Fluiddruck an dem Rückschlagventil 36 einen Schwellen-Fluiddruck erreicht, wodurch das Rückschlagventil 36 geöffnet wird und dem Hydraulikfluid erlaubt wird, durch die Fluidleitungen 60 und 62 jeweils zu den stangenseitigen Kammern 24 und 84 zu fließen. Die stangenseitigen Kammern 24 und 84 der Stellglieder 14 und 18 erhalten Hydraulikfluid von den kopfseitigen Kammern 22 und 82, wie es erforderlich ist, um den Ausleger 10 mit der auf der Grundlage des Eingangs von der Bedienereingabevorrichtung angegebenen oder gewünschten Geschwindigkeit abzusenken. Von den kopfseitigen Kammern 22 und 82 geleitetes Fluid, das nicht erforderlich ist, um den Ausleger 10 abzusenken (d. h., die Stellglieder 14 und 18 einzufahren), wird von den Fluidleitungen 56 und 58 zu der Fluidleitung 74, durch das offene Steuerventil 32, und durch die Fluidleitungen 72 und 54 zu dem Hydrauliktank 120 geleitet. Das Regenerationsventil 30 ist in dieser Ausführungsform mit dem Hydrauliktank 120 durch die Fluidleitungen 74 und 72 und das offene Steuerventil 32 fluidmäßig verbunden, so dass das Regenerationsventil 30 keine separate Tankrücklaufleitung erfordert, um Hydraulikfluid zu dem Hydrauliktank 120 zurückzuführen.
Nun Bezug nehmend auf 6 wird ein Blockdiagramm des Steuermoduls 90 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Das Steuermodul 90 kann verwendet werden, um die Bewegung und/oder den Betrieb des Auslegers 10 durch Steuern einer oder mehrerer Komponenten des Hydrauliksteuerkreises 20 zu steuern (z. B. Regenerationsventil 30, Steuerventil 32, Steuerventil 34, etc.). Das Steuermodul 90 umfasst einen Prozessor 92 und einen Speicher 94. Der Speicher 94 speichert Programmanweisungen, die, wenn sie durch den Prozessor 92 ausgeführt werden, den Hydrauliksteuerkreis 20 einschließlich der verschiedenen Komponenten des Hydrauliksteuerkreises 20 steuern. Der Speicher 94 kann auch verwendet werden, um Fluiddruckinformationen, die von den Drucksensoren 26 und 28 erhalten werden, oder beliebige andere Signale, Befehle oder andere Informationen in Verbindung mit dem Hydrauliksteuerkreis 20 oder beliebigen anderen Komponenten des Hydraulikbaggers 100 zu speichern. Das Steuermodul 90 kann in elektrischer Kommunikation mit dem Regenerationsventil 30, dem Steuerventil 32, dem Steuerventil 34 und/oder der Hydraulikpumpe 110 stehen, um ein oder mehrere Signale oder Befehle an diese Komponenten zu senden. Zum Beispiel kann das Steuermodul 90 verwendet werden, um Signale an einen oder mehrere der Elektromagnete 42, 44, 46, 48 und/oder 50 zu senden, um eines oder mehrere von Regenerationsventil 30, Steuerventil 32 und/oder Steuerventil 34 zu öffnen oder zu schließen.
Das Steuermodul 90 empfängt elektrische Betriebsleistung von einer Leistungsversorgung 96. Die Leistungsversorgung 96 liefert Leistung an das Steuermodul 90 und kann auch Leistung an eine oder mehrere andere Komponenten des Hydraulikbaggers 100 liefern, einschließlich der Hydraulikpumpe 110 und des Hydrauliksteuerkreises 20. Die Leistungsversorgung 96 kann eine beliebige geeignete Leistungsquelle sein, was einen Dieselmotor, einen Generator, eine Solarleistungsquelle, Netzstrom, oder eine Kombination davon einschließt, ohne darauf beschränkt zu sein. In einer beispielhaften Ausführungsform liefert die Leistungsversorgung 96 Leistung an die Hydraulikpumpe 110, so dass, wenn die Hydraulikpumpe 110 nicht in Betrieb ist, weniger Energie oder Leistung von der Leistungsversorgung 96 verwendet wird.
Nun Bezug nehmend auf 7, wird eine Flussdiagrammdarstellung eines Steuerungsalgorithmus 700 zur Steuerung des Hydrauliksteuerkreises 20 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Der Steuerungsalgorithmus 700 kann durch das Steuermodul 90 verwendet werden, um den Hydrauliksteuerkreis 20 zu steuern, um den Ausleger 10 am effizientesten abzusenken. Gemäß der illustrierten Ausführungsform empfängt das Steuermodul 90 bei 702 ein Signal oder einen Befehl (z. B. einen ”Auslegerventilbefehl”) von einem Bediener (z. B. über die Bedienereingabevorrichtung), den Ausleger 10 abzusenken. Der Auslegerventilbefehl kann eine Größenordnung der gewünschten Bewegung für den Ausleger 10 (d. h., eine Bewegungsgeschwindigkeit) umfassen, etwa eine Auslegergeschwindigkeit. Bei 704 empfängt das Steuermodul 90 Signale von dem Drucksensor 26 (z. B. wenn eine Bedienereingabe empfangen wird, in regelmäßigen Intervallen, kontinuierlich, etc.), die den Fluiddruck in den kopfseitigen Kammern 22 und 82 darstellen. Bei 706 empfängt das Steuermodul 90 Signale von dem Drucksensor 28 (z. B. wenn eine Bedienereingabe empfangen wird, in regelmäßigen Intervallen, kontinuierlich, etc.), die den Fluiddruck in den stangenseitigen Kammern 24 und 84 darstellen. In dieser Ausführungsform verwendet das Steuermodul 90 bei 708 die Signale von den Drucksensoren 26 und 28, um eine Aktuatordruckdifferenz (d. h., eine Differenz zwischen dem kopfseitigen Fluiddruck und dem stangenseitigen Fluiddruck) zu einer bestimmten Zeit zu berechnen. Das Steuermodul 90 kann die Druckdifferenz in regelmäßigen Intervallen, bei Erhalt eines Befehls von dem Bediener oder kontinuierlich berechnen, so wie die Signale von den Drucksensoren 26 und 28 empfangen werden, oder auf beliebige andere Art, wie sie für die bestimmte Anwendung des Hydrauliksteuerkreises 20 und/oder des Steuerungsalgorithmus 700 geeignet erscheint. Die Druckdifferenz(en) kann/können auf einer Speichervorrichtung, wie etwa dem Speicher 94, oder auf andere Weise gespeichert oder verwendet werden, wie es für die bestimmte Anwendung des Hydrauliksteuerkreises 20 geeignet erscheint.
Bei 710 umfasst der Steuerungsalgorithmus 700 einen Hysteresealgorithmus (z. B. einen Hysterese-Glättungsalgorithmus), um zu verhindern, dass der Hydrauliksteuerkreis 20 häufig zwischen den zwei Auslegerabsenkmodi wechselt. In dieser Ausführungsform ist das Steuermodul 90 dazu programmiert, die Aktuatordruckdifferenz zu berechnen und den Auslegerabsenkmodus auf der Grundlage der Aktuatordruckdifferenz auszuwählen, wenn der Auslegerventilbefehl empfangen wird. In einer beispielhaften Ausführungsform veranlasst das Steuermodul 90 den Hydrauliksteuerkreis 20, sich in den angetriebenen Auslegerabsenkmodus oder die entsprechende Konfiguration zu versetzen, wenn die Aktuatordruckdifferenz größer ist als eine angegebene Regenerationsdruckschwelle, und sich in den Regenerations-Auslegerabsenkmodus oder die entsprechende Konfiguration zu versetzen, wenn die Aktuatordruckdifferenz kleiner oder gleich der angegebenen Regenerationsdruckschwelle ist. Die angegebene Regenerationsdruckschwelle kann auf der Grundlage einer oder mehrerer Bedingungen des Hydraulikbaggers 100 und/oder des Hydrauliksteuerkreises 20 bestimmt werden, oder kann auf der Grundlage der Angaben des Hydraulikbaggers 100 und/oder des Hydrauliksteuerkreises 20 vorbestimmt werden. Wird der Auslegerventilbefehl empfangen, wird der Auslegerabsenkmodus auf der Grundlage der Aktuatordruckdifferenz ausgewählt. Der Hysteresealgorithmus verhindert, dass der Auslegerabsenkmodus sich unnötigerweise ändert, wenn neue Fluiddrücke empfangen werden. In einer beispielhaften Ausführungsform behält, sobald der angetriebene Auslegerabsenkmodus ausgewählt ist, der Hysteresealgorithmus den angetriebenen Auslegerabsenkmodus bei, bis die Aktuatordruckdifferenz unter eine minimale Druckdifferenz mit einem geringeren Wert als die angegebene Druckdifferenz fällt. Wird der Regenerations-Auslegerabsenkmodus ausgewählt, behält der Hysteresealgorithmus den Regenerations-Auslegerabsenkmodus bei, bis die Aktuatordruckdifferenz über eine maximale Druckdifferenz mit einem höheren Wert als die angegebene Druckdifferenz fällt. Die minimalen und maximalen Druckdifferenzen können auf einem Prozentsatz der angegebenen Druckdifferenz basieren, oder können auf andere Weise auf der Grundlage dessen berechnet oder bestimmt werden, was für die bestimmte Anwendung des Hydrauliksteuerkreises 20 geeignet ist. In anderen Ausführungsformen kann der Hysteresealgorithmus auf andere Weise eine Verzögerung zwischen dem Eingang (z. B. der Bedienereingabe) und dem entsprechenden Ausgang (z. B. dem Absenken des Auslegers 10) erzeugen, etwa um dem Auslegersteuerungsalgorithmus 700 zu erlauben, eine oder mehrere Bedingungen des Hydraulikbaggers 100 zu verarbeiten, um den Ausleger 10 in dem effizientesten Modus abzusenken.
Bei 712, 714, 716 und 718 des Steuerungsalgorithmus 700 führt das Steuermodul 90 für das Steuerventil 32, das Steuerventil 34, das Regenerationsventil 30 und die Hydraulikpumpe 110 jeweils einen Tabellennachschauschritt aus. In einer beispielhaften Ausführungsform empfängt das Steuermodul 90 Signale von den Ventilen 30, 32 und 34 und der Hydraulikpumpe 110, um den aktuellen Zustand der Komponente, etwa die Stellung der Ventile 30, 32 und 34 (z. B. die Größe der jeweiligen Fluidöffnungen, den Prozentsatz der Öffnung oder Schließung, den Fluiddruck an den Ventilen, etc.) oder die Strömungsrate der Hydraulikpumpe 110, zu bestimmen. Diese Informationen werden als Teil des Steuerungsalgorithmus 700 verwendet, um die notwendigen Schritte oder Bewegungen zur Ausführung des Auslegerventilbefehls zu bestimmen.
Bei 720, 722, 724 und 726 des Steuerungsalgorithmus 700 verwendet das Steuermodul 90 die Information aus den Tabellennachschauschritten 712, 714, 716 und 718 sowie den Auslegerventilbefehl, um den geeigneten Befehl zu bestimmen, der jeweils an das Steuerventil 32, das Steuerventil 34, das Regenerationsventil 30 und die Hydraulikpumpe 110 gesendet werden soll. Ist die Aktuatordruckdifferenz zum Beispiel kleiner oder gleich der angegebenen Regenerationsdruckschwelle, kann das Steuermodul 90 die gegenwärtige Stellung oder den gegenwärtigen Zustand jeder der Komponenten 30, 32, 34 und 110 bestimmen und einen Befehl an die Komponenten 30, 32, 34 und 110 senden, um die Komponenten 30, 32, 34 und 110 in die in 5 dargestellte Konfiguration zu versetzen (d. h. in den Regenerations-Auslegerabsenkmodus). Ist andererseits die Aktuatordruckdifferenz größer als die angegebene Regenerationsdruckschwelle, kann das Steuermodul 90 einen Befehl an die Komponenten 30, 32, 34 und 110 senden, um die Komponenten 30, 32, 34 und 110 in die in 4 dargestellte Konfiguration zu versetzen (d. h. in den angetriebenen Auslegerabsenkmodus).
Bei 728, 730, 732 und 734 des Steuerungsalgorithmus 700 sendet das Steuermodul 90 einen Befehl, um das Regenerationsventil 30, die Steuerventile 32 und 34 und die Hydraulikpumpe 110 zu bewegen oder auf andere Weise zu steuern, so dass der Ausleger 10 in dem geeigneten oder gewünschten Modus abgesenkt wird. In einer beispielhaften Ausführungsform veranlasst das Steuermodul 90, dass ein elektrischer Strom an einen oder mehrere der Elektromagnete 42, 44, 46 48 und/oder 50 gesendet wird, um das zugehörige Ventil 30, 32 und/oder 34 zu öffnen oder zu schließen, so dass der Hydrauliksteuerkreis 20 in die gewünschte Konfiguration versetzt oder gesteuert wird, um die Auslegerfunktion auszuführen. Wird der Ausleger 10 unter Verwendung des angetriebenen Auslegerabsenkmodus abgesenkt (z. B. wenn der Bediener einen Befehl zum Absenken des Auslegers 10 sendet und die Druckdifferenz zwischen den stangenseitigen Kammern 24 und 84 und den kopfseitigen Kammern 22 und 82 größer ist als die angegebene Regenerationsdruckschwelle), sendet das Steuermodul 90 ein Signal oder einen Befehl an einen oder mehrere der Elektromagnete 42, 44, 46, 48 und/oder 50, um das Steuerventil 32 in die geschlossene Stellung, das Steuerventil 34 in die zweite offene Stellung, und das Regenerationsventil 30 in eine geschlossene Stellung zu bewegen (z. B. die in 4 dargestellte Konfiguration). Wird der Ausleger 10 unter Verwendung des Regenerations-Auslegerabsenkmodus abgesenkt (z. B. wenn der Bediener einen Befehl zum Absenken des Auslegers 10 sendet und die Druckdifferenz zwischen den stangenseitigen Kammern 24 und 84 und den kopfseitigen Kammern 22 und 82 ist kleiner oder gleich der angegebenen Regenerationsdruckschwelle), sendet das Steuermodul 90 ein Signal oder einen Befehl an einen oder mehrere der Elektromagnete 42, 44, 46, 48 und/oder 50, um das Steuerventil 32 in die zweite offene Stellung, das Steuerventil 34 in die geschlossene Stellung, und das Regenerationsventil 30 in eine offene Stellung zu bewegen (z. B. die in 5 dargestellte Konfiguration).
Die Konstruktion und Anordnung des Hydrauliksteuerkreises, wie sie in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen dargestellt sind, dienen rein der Veranschaulichung. Obwohl in dieser Offenbarung nur einige wenige Ausführungsformen im Detail beschrieben wurden, sind zahlreiche Abwandlungen möglich (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werten von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen, etc.), ohne wesentlich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Manche hier als einteilig dargestellte Elemente können aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert sein, die Stellung von Elementen kann umgekehrt oder auf andere Weise variiert werden, und die Natur oder Anzahl der diskreten Elemente oder Stellungen kann verändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge aller Prozess-, logischen Algorithmus- oder Verfahrensschritte kann in alternativen Ausführungsformen variiert oder umgestellt werden. Andere Substitutionen, Modifikationen, Veränderungen und Auslassungen an der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Der offenbarte Hydrauliksteuerkreis kann in einer beliebigen Hydraulikmaschine implementiert werden, um eine oder mehrere Komponenten der Hydraulikmaschine zu steuern. Der offenbarte Hydrauliksteuerkreis soll eine regenerative Funktion für eine Hydraulikkomponente bereitstellen, die Fluid zwischen Enden eines Stellglieds leitet und die Energie oder den Kraftstoff, die zur Bewegung einer Hydraulikkomponente erforderlich sind, verringert. Der offenbarte Hydrauliksteuerkreis soll auch das zugehörige Stellglied von der Fluidquelle als Teil der regenerativen Funktion trennen, was die Energie oder den Kraftstoff, der zur Bewegung der Hydraulikkomponente erforderlich ist, wenn andere Komponenten in Verwendung sind, weiter verringert. Der offenbarte Hydrauliksteuerkreis soll auch eine automatische regenerative Funktion bereitstellen, die auf der Grundlage von Bedingungen innerhalb der Hydraulikmaschine arbeitet, um die Energieeffizienz der Maschine zu verbessern. Darüber hinaus soll der offenbarte Hydrauliksteuerkreis die oben erwähnten Vorteile bereitstellen, ohne eine separate Fluidleitung zu verwenden, die das Regenerationsventil mit einem Rücklauftank verbindet, was die Anzahl der notwendigen Komponenten und somit der zugehörigen Kosten verringert.
Dem Fachmann wird klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an dem offenbarten Hydrauliksteuerkreis vorgenommen werden können. Andere Ausführungsbeispiele werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und einer praktischen Ausführung des hierin offenbarten Hydrauliksteuerkreises deutlich werden. Die Beschreibung und die Beispiele sollen als rein beispielhaft betrachtet werden, wobei ein wahrer Umfang durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten Ausführungen angezeigt wird.

Claims

Hydraulikkreis zur Steuerung einer Komponente einer Hydraulikmaschine, wobei der Hydraulikkreis (20) umfasst: ein Stellglied (14, 18) mit einer kopfseitigen Kammer (22) und einer stangenseitigen Kammer (24), wobei das Stellglied eine ausgefahrene Stellung zur Bewegung der Komponente in eine erste Richtung und eine eingefahrene Stellung zur Bewegung der Komponente in eine zweite Richtung aufweist; ein Regenerationsventil (30), das eine offene Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit der stangenseitigen Kammer sowie eine geschlossene Stellung aufweist, um die kopfseitige Kammer und die stangenseitige Kammer im Wesentlichen fluidmäßig zu trennen; ein erstes Steuerventil (32) mit einer ersten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit einer Fluidquelle (110) und zur fluidmäßigen Verbindung der stangenseitigen Kammer mit einem Rücklauftank (120), einer zweiten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer und des Regenerationsventils mit dem Rücklauftank und um im Wesentlichen die stangenseitige Kammer fluidmäßig von der Fluidquelle zu trennen, sowie einer geschlossenen Stellung, um die stangenseitige Kammer im Wesentlichen fluidmäßig von der Fluidquelle und dem Rücklauftank zu trennen; und ein zweites Steuerventil (34) mit einer ersten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der kopfseitigen Kammer mit der Fluidquelle und zur fluidmäßigen Verbindung der stangenseitigen Kammer mit dem Rücklauftank, einer zweiten offenen Stellung zur fluidmäßigen Verbindung der stangenseitigen Kammer mit der Fluidquelle und der kopfseitigen Kammer mit dem Rücklauftank, und einer geschlossenen Stellung, um die stangenseitige Kammer im Wesentlichen fluidmäßig von der Fluidquelle und dem Rücklauftank zu trennen.
Hydraulikkreis nach Anspruch 1, wobei das Stellglied (14, 18) in Ansprechen auf unter Druck stehendes Fluid von der Fluidquelle (110) zu der ausgefahrenen Stellung hin bewegt wird, wenn das erste Steuerventil (32) in der ersten offenen Stellung ist und das zweite Steuerventil (34) in der ersten offenen Stellung oder der geschlossenen Stellung ist, oder wenn das erste Steuerventil in der geschlossenen Stellung ist und das zweite Steuerventil in der ersten offenen Stellung ist, und wobei das Stellglied in Ansprechen auf unter Druck stehendes Fluid von der Fluidquelle zu der eingefahrenen Stellung hin bewegt wird, wenn das erste Steuerventil in der geschlossenen Stellung oder der zweiten offenen Stellung ist und das zweite Steuerventil in der zweiten offenen Stellung ist.
Hydraulikkreis nach Anspruch 2, wobei das Stellglied (14, 18) in Ansprechen auf unter Druck stehendes Fluid, das durch das Regenerationsventil (30) von der kopfseitigen Kammer (22) an die stangenseitige Kammer (24) geleitet wird, zu der eingefahrenen Stellung hin bewegt wird, wenn das erste Steuerventil (32) in der zweiten offenen Stellung ist, das zweite Steuerventil (34) in der geschlossenen Stellung ist, und das Regenerationsventil in der offenen Stellung ist.
Hydraulikkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren umfassend: ein Steuermodul (90), das dazu ausgebildet ist, einen Befehl von einer Bedienereingabevorrichtung zu empfangen, und programmiert ist, um eine Bewegung des Regenerationsventils (30), des ersten Steuerventils (32) und des zweiten Steuerventils (34) auf der Grundlage des Befehls zu steuern.
Hydraulikkreis nach Anspruch 4, wobei das Steuermodul (90) dazu programmiert ist, eine Bewegung der Komponente in Ansprechen auf den Befehl durch Steuern der Bewegung des Regenerationsventils (30), des ersten Steuerventils (32) und des zweiten Steuerventils (34) zu modulieren.
Hydraulikkreis nach einem der Ansprüche 4 bis 5, des Weiteren umfassend: eine Sensoranordnung (26, 28), den fluidmäßig mit der kopfseitigen Kammer (22) verbunden ist, um einen ersten Fluiddruck zu überwachen, und fluidmäßig mit der stangenseitigen Kammer (24) verbunden ist, um einen zweiten Fluiddruck zu überwachen; wobei die Sensoranordnung dazu ausgebildet ist, ein oder mehrere Signale auf der Grundlage des ersten Fluiddrucks und des zweiten Fluiddrucks zu übertragen.
Hydraulikkreis nach Anspruch 6, wobei das Steuermodul (90) dazu ausgebildet ist, das eine oder die mehreren Signale von der Sensoranordnung (26, 28) zu empfangen, und programmiert ist, um eine Aktuatordruckdifferenz auf der Grundlage des einen oder der mehreren Signale zu berechnen.
Hydraulikkreis nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Steuermodul (90) programmiert ist, um: wenn der Befehl umfasst, die Komponente (16) in die erste Richtung zu bewegen, das Regenerationsventil (30) in die geschlossene Stellung zu bewegen und einen der folgenden Schritte auszuführen: Bewegen des ersten Steuerventils (32) in die erste offene Stellung und des zweiten Steuerventils (34) in die erste offene Stellung, Bewegen des ersten Steuerventils in die erste offene Stellung und des zweiten Steuerventils in die geschlossene Stellung, oder Bewegen des ersten Steuerventils in die geschlossene Stellung und des zweiten Steuerventils in die erste offene Stellung; wenn der Befehl das Bewegen der Komponente in die zweite Richtung umfasst und die Aktuatordruckdifferenz größer als eine angegebene Regenerationsdruckschwelle ist, Bewegen des ersten Steuerventils in die zweite offene Stellung, des zweiten Steuerventils in die geschlossene Stellung, und des Regenerationsventils in die offene Stellung; und wenn der Befehl das Bewegen der Komponente in die zweite Richtung umfasst, und die Aktuatordruckdifferenz kleiner oder gleich der angegebenen Regenerationsdruckschwelle ist, Bewegen des ersten Steuerventils in die geschlossene Stellung oder in die zweite offene Stellung, des zweiten Steuerventils in die zweite offene Stellung, und des Regenerationsventils in die geschlossene Stellung.
Vorrichtung (100) mit einem Hydraulikkreis (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.