DE112017003249T5

DE112017003249T5 - Ventilvorrichtung und damit ausgestattetes Fluiddrucksystem

Info

Publication number: DE112017003249T5
Application number: DE112017003249.0T
Authority: DE
Inventors: Shuhei ORIMOTO; Koichi Kiyasu
Original assignee: Caterpillar SARL
Current assignee: Caterpillar SARL
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2017-07-22
Publication date: 2019-03-28
Also published as: JP2018017347A; US11428333B2; WO2018019741A1; US20210285554A1; CN109563854A; CN109563854B; JP6717541B2

Abstract

Es soll ein Regelventil bereitgestellt werden, das den Ventilkörper verkleinern und die Struktur vereinfachen soll, sowie das damit ausgestattete Hydrauliksystem. [Lösungsmittel] Die Vielzahl von parallelen Zufuhrölpfaden (21, 22), die jeweils mit der Vielzahl von Pumpen verbunden sind und durch Verschiebung der Schieber (17) nicht abgesperrt werden, wird in dem Ventilkörper (37) in einer Linie durch alle Schieberöffnungen (38) bereitgestellt. Für jeden Abschnitt (53) wird ein Verbindungspfad bereitgestellt, der alle Seiten der parallelen Zufuhrölpfade (21, 22) mit der Brückenschaltung B der internen Schieber verbindet. Parallele Zufuhrölpfade (21, 22) können in einer einfachen Form positioniert sein, das Positionieren jedes Abschnitts (53) kann jedoch auch einfach durch Bereitstellen von Verbindungsölpfaden, ohne davon abzuhängen, ob jeder Abschnitt (53) zu irgendeinem der Pumpensysteme gehört, frei im Ventilkörper (37) erfolgen. Das Verkleinern des Ventilkörpers 37 und das Vereinfachen der Struktur kann ausgeführt werden.

Description

Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung, die dem Aktor in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit Arbeitsfluid zuführt, und das damit ausgestattete Fluiddrucksystem.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise, zum Beispiel bei einem Hydrauliksystem wie dem Fluiddrucksystem, das für Arbeitsmaschinen wie Hydraulikbagger und dergleichen verwendet wird, gibt es solche, die zentrale Umgehungskreise haben und negativen Flusssteuerungsdruck des zentralen Umgehungskreises mithilfe der so genannten Regelventile mit offener Mitte erkennen und basierend auf dem erkannten negativen Flusssteuerungsdruck in die Pumpensteuerung (negativen Steuerung) eingreifen. Bezüglich des Hydrauliksystems, das diese negative Steuerung verwendet, wird, dass das System in der Nicht-Lastbedingung ist, welche den Aktor nicht antreibt, durch Erhöhung des negativen Flusssteuerungsdrucks des zentralen Umgehungskreises erkannt, und durch Verringern der Pumpenablauf-Flussmenge in einer Nicht-Lastbedingung wird Energieeinsparung geplant (zum Beispiel siehe Patentliteratur 1).
Bezüglich des in der oben beschriebenen Patentliteratur 1 beschriebene Regelventils, das für dieses Hydrauliksystem verwendet wird, werden neben dem zentralen Umgehungskreis für die Regelventile als Hydraulikflusspfad, der von den Pumpen zugeführt wird, Flusspfade (paralleler Zufuhrkreis) zum Zuführen von Drucköl zum Aktor über jeden Ventilabschnitt bereitgestellt, daher gibt es Probleme, wie z. B. dass nicht verhindert werden kann, die Vorrichtung größer zu machen, und außerdem ist die Form des Ölpfads des zentralen Umgehungskreises komplex und die Gussformen werden komplex.
Bezüglich dieser Punkte gibt es z. B. als ein anderes Pumpensteuerungsverfahren eine positive Steuerung, bei der die Pumpenablauf-Flussmenge, die von der Betriebsmenge des Betriebshebels benötigt wird, der von einem Bediener betrieben wird, berechnet, und basierend darauf werden die Pumpen gesteuert. Im Hydrauliksystem, das diese positive Steuerung verwendet, ist es, da die negative Flusssteuerungsdruckerkennung für die Pumpensteuerung nicht nötig ist, möglich, dass Regelventile entweder eines von denen verwenden, die einen zentralen Umgehungskreis haben, oder denen, die keinen haben.
Darüber hinaus wird, für das Hydrauliksystem, das für Arbeitsmaschinen wie einen Hydraulikbagger verwendet werden, ein Vielfaches der Vielzahl von Hydraulikpumpen verwendet und in diesem Fall ist jeder Aktor entweder an einer Seite der Hydraulikpumpenkreise in Reaktion auf jede Nutzungshäufigkeit und die Flussmenge, die für den Antrieb nötig ist, verteilt, sodass im Grunde zum Beispiel mithilfe einer Seite der Pumpen ein Ausleger, eine Schaufel und eine Seite des rechten oder linken Laufmotors angetrieben werden, und mithilfe der anderen Seite der Pumpen der Arm, die Drehung und einer der linken oder rechten Laufmotoren angetrieben werden. Daher ist es, in der gesamten Regelventileinheit nötig, jeden Ventilabschnitt, der die Druckölmenge zu jedem Aktor steuert, durch getrenntes Aufteilen in die Hydraulikpumpenkreisseite, zu der der Aktor gehört, zu positionieren.
Um zu dieser Zeit zum Beispiel einen bereits bekannten Auslegerzusammenführungskreis (ein Kreis, in dem, um die Auslegergeschwindigkeit nach oben zu erhöhen, in Bezug auf den Ölpfad des Auslegers nach oben, der an einer Seite der Pumpen angeschlossen ist, Drucköl der anderen Pumpenseite zusammengeführt wird) bereitzustellen, ist es nötig, das ein langer Ölpfad bereitgestellt ist, der die Vielzahl von Ventilabschnitten durchdringt, die zum Auslegerabschnitt in der Regelventilstruktur gerichtet (zum Beispiel siehe Patentliteratur 2 und 3), und in diesem Fall führt dies, wie oben beschrieben, zu den Faktoren, die dazu einladen, das Regelventil größer und die Gussform komplexer zu machen.
Insbesondere wird, in der oben beschriebenen Patentliteratur 2, eine Konfiguration des Hydraulikkreises beschrieben, in der der Zufuhrpfad von den zwei Pumpen durch das gesamte Regelventil geht. In dieser Konfiguration kann das Zuführen des Drucköls von 1 Pumpenabschnitt in Bezug auf den gesamten Abschnitt oder Zuführen durch Zusammenführen der 2 Pumpenabschnitte des Drucköls umgeschaltet werden, und da der Ölpfad 2 Pumpen im gesamten Abschnitt zusammenführt, wird die Ölpfadstruktur in einem Abschnitt sehr komplex. Darüberhinaus gibt es in der oben beschriebenen Patentliteratur 3, dieselbe wie die Konfiguration, die in der oben beschriebenen Patentliteratur 2 beschrieben ist, eine Hydraulikkreiskonfiguration, die Drucköl von zwei Pumpen zu einem Hydrauliksystem zuführt, und es wird eine Konfiguration beschrieben, in der, während die Zuführung des Drucköls zu jedem Abschnitt durch den parallelen Kreis kompensiert wird, der getrennt von den zwei Pumpenzufuhrpfaden bereitgestellt ist, das Zuführen in Reaktion auf den Bedarf durch Zusammenführen von 2 Pumpenabschnitten des Drucköls ermöglicht wird. In dieser Konfiguration wird in den zwei Pumpenzufuhrpfaden in jedem Abschnitt einer durch einen Stopfen geschlossen und keiner von ihnen wird bezüglich des Drucköls ausgewählt, das über die parallele Kreisseite zugeführt wird, das jedoch nicht zum Aktor durch Auswählen nur eines von dem Drucköl zugeführt wird, das von den zwei Pumpen zugeführt wird.
Stand der Technik
Patentliteratur

[Patentliteratur 1] Offenlegungsschrift S59-43204 Gazette
[Patentliteratur 2] Offenlegungsschrift S58-42803 Gazette
[Patentliteratur 3] Japanische Übersetzung der internationalen PCT-Anmeldung Publikation Nr. JP-T-2007-501914 Gazette

Zusammenfassung der Erfindung
Herausforderung, welche die Erfindung zu lösen versucht
Wie oben beschrieben, wird eine Ventilvorrichtung gewünscht, die steuert, was den Ventilhauptkörper vergrößert und die Struktur verkompliziertert.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Punkte versucht und der Zweck ist, eine Ventilvorrichtung und ein damit ausgestattetes Fluiddrucksystem bereitzustellen, die den Ventilhauptkörper verkleinert und die Struktur vereinfacht.
Mittel zum Lösen der Herausforderung
Die in Anspruch 1 beschriebene Erfindung ist eine Ventilvorrichtung, die das Arbeitsfluid zu der Vielzahl von Aktoren zuführt, das von der Ablaufquelle der Vielzahl von Systemen in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit abläuft, und die Ventilvorrichtung ist mit einem Ventilhauptkörper ausgestattet; einem Abschnitt, der mit der Vielzahl von Schieberöffnungen ausgestattet ist, die im Ventilhauptkörper bereitgestellt sind, in dem die Schieberöffnungen jedem Aktor entsprechen, und Schiebern, die jeweils für die freie Verschiebung in diesen Schieberöffnungen bereitgestellt sind, und eine Brückenschaltung konfiguriert, die die Flussmenge und Richtung des Arbeitsfluids steuert, das in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit zum Aktor zugeführt wird; parallele Zufuhrpfade, die jeweils mit der Ablaufquelle verbunden sind und in einer linearen Linie zum Hauptventilkörper durch die Vielzahl von Schieberöffnungen bereitgestellt sind und nicht durch die Schieberverschiebung abgesperrt werden; und der Verbindungspfad, der einen der parallelen Schieberpfade für jeden Abschnitt mit der Brückenschaltung des internen Schiebers verbindet.
Die Erfindung nach Anspruch 2, in der Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, ist mit einem Schaltventil ausgestattet, das im Ventilhauptkörper bereitgestellt ist und jedem parallelen Zufuhrpfad entspricht, sodass das Schaltventil so schaltet, dass der parallele Zufuhrpfad und der Tank während der Nicht-Betriebszeit der Betriebseinheit kommunizieren, und außerdem während des Betriebs der Betriebseinheit die Kommunikation des parallelen Zufuhrpfads und der Tanks abgeschaltet ist.
Die Erfindung nach Anspruch 3 ist ein Fluiddrucksystem, das mit Ablaufquellen der Vielzahl von Systemen, Betriebseinheiten, der Vielzahl von Aktoren, einer Ventilvorrichtung, die in Anspruch 1 oder Anspruch 2 beschrieben ist, einer Steuerung, die zumindest die Ablaufmenge des Arbeitsfluids von der Ablaufquelle in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit und Vorgänge der Ventilvorrichtungsschieber steuert, ausgestattet ist.
Auswirkung der Erfindung
Gemäß der Erfindung in Anspruch 1 sind die Vielzahl von parallelen Zufuhrpfaden, die jeweils mit der Vielzahl von Ablaufquellen verbunden sind und nicht durch die Verschiebung der Schieber abgesperrt werden, in dem Ventilhauptkörper linear durch die Vielzahl von Schieberöffnungen bereitgestellt, und für jeden Abschnitt ist eine Seite dieser parallelen Zufuhrpfade mit der internen Schieberbrückenschaltung durch den Verbindungspfad verbunden, wodurch die parallelen Zufuhrpfade in einer einfachen Form positioniert sind, zudem kann, nur durch ordnungsgemäßes Bereitstellen der Verbindungspfade, ohne davon abzuhängen, dass jeder Abschnitt zu irgendeinem der Ablaufsysteme gehört, die Abschnittspositionierung innerhalb des Ventilhauptkörpers frei erfolgen. Somit wird erreicht, den Ventilhauptkörper zu verkleinern und seine Struktur zu vereinfachen.
Gemäß der Erfindung in Anspruch 2 wird, während des Betriebs der Betriebseinheit, die Kommunikation der parallelen Zufuhrpfade und der Tank durch das Schaltventil abgesperrt und der Arbeitsfluiddruck wird ordnungsgemäß erhöht und in Reaktion auf den Betrieb wird durch den verschobenen Schieber Arbeitsfluid sicher zum Aktor zugeführt, sodass der Aktor ordnungsgemäß betrieben werden kann.
Gemäß der Erfindung in Anspruch 3 kann, in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit, durch Steuern der Ablaufmenge des Arbeitsfluids von der Ablaufquelle durch eine Steuerung und den Betrieb des Schiebers der Ventilvorrichtung, das Fluiddrucksystem, das den Betrieb der Vielzahl von Aktoren ermöglicht, als kleiner Typ und kostengünstig realisiert werden.
Figurenliste

[Zeichnungen 1] Hierbei handelt es sich um eine vertikale Draufsicht, die eine Ausführungsform der Ventilvorrichtung darstellt, die die vorliegende Erfindung enthält.
[Zeichnungen 2] Hierbei handelt es sich um eine vertikale Seitenansicht, die dieselbe Ventilvorrichtung wie oben darstellt.
[Zeichnungen 3] Hierbei handelt es sich um eine Schaltkreiszeichnung, die das Fluiddrucksystem darstellt, das mit derselben Ventilvorrichtung wie oben ausgestattet ist.

Form zur Verkörperung der Erfindung
Folgendes erklärt die vorliegende Erfindung auf Basis einer in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform näher.
Für ein Hydrauliksystem wie ein Fluiddrucksystem, das für Arbeitsmaschinen wie einen Hydraulikbagger und dergleichen verwendet wird, wie in 3 dargestellt, sind die Vielzahl von Schiebern 17 des Regelventils 16 jeweils als Ventilvorrichtungen zwischen den Ablaufleitungen 13, 14 der Pumpen 11, 12 mit variabler Leistung wie z. B. Nockenscheibentyp und dergleichen, zum Beispiel als Paar Ablaufquelle und die Vielzahl von Aktoren 15 wie z. B. ein Hydraulikzylinder wie ein Fluiddruckzylinder oder ein Hydraulikmotor wie ein Fluiddruckmotor bereitgestellt. Diese Schieber 17 konfigurieren eine Brückenschaltung B zum Antreiben des Aktors 15 durch Bereitstellen einer Flussmengensteuerung und Richtungssteuerung des Hydrauliköls, das Arbeitsfluid ist, in Bezug auf jeden Aktor.
Darüber hinaus sind Ablaufleitungen 13, 14 der Pumpen 11, 12 bereitgestellt, um die Kommunikation mit einem Tank 25 über parallele Zufuhrölpfade 21, 22, zu ermöglichen, der ein paralleler Zufuhrpfad ist, der diesen Pumpen 11, 12 entsprechend über Umgehungsventile 23, 24 als Absperrventile bereitgestellt ist. Diese parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 sind in Bezug auf jeden Schieber 17 bereitgestellt, sodass eine der Seiten davon über Verbindungsölpfade 26, 27, die Verbindungspfade sind, kommunizieren können. In der Figur gehört zum Beispiel der rechte Schieber 17 zum Pumpensystem 11 und der linke Schieber 17 gehört zum Pumpensystem 12. Darüber hinaus sind in diesen Verbindungsölpfaden 26, 27 Rückschlagventile 28, 29 bereitgestellt, die den Rücklauf des Hydrauliköls zu den parallelen Zufuhrölpfaden 21, 22 stoppen. Somit ist der einzige Unterschied zwischen dem Schieber 17, der zum Pumpensystem 11 gehört, und dem Schieber 17, der zum Pumpensystem 12 gehört, dass, am Hydraulikkreis, der Schieber 17, der zur Pumpe 11 gehört, in Bezug auf den parallelen Zufuhrölpfad 21 durch Verbindungsölpfad 26 verbunden ist, und Schieber 17, der zum Pumpensystem 12 gehört, in Bezug auf den parallelen Zufuhrölpfad 22 durch Verbindungsölpfad 27 verbunden ist.
Darüber hinaus ist das Hydrauliksystem außerdem mit elektrischen Betriebseinheiten 31 ausgestattet, wie z. B. einem Betriebshebel und einem Betriebspedal und dergleichen, die im Bedienersitz bereitgestellt sind und von einem Bediener betrieben werden; einer Steuerung 32 (Bordsteuerung), die mit der Betriebseinheit 31 elektrisch verbunden ist; und elektromagnetischen Proportionaldruckminderventilen 33, 34 wiedem elektrohydraulischen Umwandlungsventil, das jedem Schieber 17 entsprechend bereitgestellt ist. Die Betriebseinheit 31 pilot-steuert Schieber 17 in Reaktion auf die Betriebsmenge indirekt und die Betriebsmenge jedes Aktors 15 (einschl. ob es einen Betrieb gibt oder nicht) wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und in die Steuerung 32 eingegeben. Anschließend berechnet die Steuerung 32 die angeforderte Pumpenablauf-Flussmenge durch die Betriebsmenge der Betriebseinheit 31, die über das elektrische Signal eingegeben wird, und basierend darauf unterliegen die Ablaufmenge der Pumpen 11, 12 (Taumelscheiben-Neigungswinkel), der Betrieb jedes Schiebers 17 über elektromagnetische Proportionaldruckminderventile 33, 34 und die Umschaltung der Umgehungsventile 23, 24 und dergleichen der positiven Steuerung, die entsprechend gesteuert werden kann. Somit hat das Regelventil 16 des Hydrauliksystems der Ausführungsform keinen zentralen Umgehungskreis, sondern ist als Typ mit geschlossener Mitte gestaltet.
Das in 1 bis 3 dargestellte Regelventil 16 ist mit einem blockförmigen Ventilkörper 37 als Hauptventilkörper; Schieberöffnungen 38, die in diesem Ventilkörper 37 bereitgestellt sind; Schiebern 17, die frei für die jeweilige Verschiebung in diesen Schieberöffnungen 38 positioniert sind; parallelen Zufuhrölpfaden 21, 22, die im Ventilkörper 37 bereitgestellt sind; Umgehungsventilen 23, 24; und Verbindungsölpfaden 26, 27 (Rückschlagventile 28, 29) ausgestattet. Das heißt, dieses Regelventil 16 ist als Kompositventil konfiguriert, das einstückig mit der Vielzahl von Schiebern 17 und Umgehungsventilen 23, 24 in einem Ventilkörper 37 ausgestattet ist.
Der Ventilkörper 37 wird durch Elemente, wie z. B. Metall und dergleichen, gegossen. Dieser Ventilkörper 37 ist in dieser Ausführungsform längs entlang der horizontalen Richtung geformt. Im Ventilkörper 37 sind Rücklaufölpfade 41, 42 und dergleichen bereitgestellt, die Rücklaufflusspfade vom Aktor 15 zu einem Tank 25 sind. Darüber hinaus erklärt Folgendes, dass, bezüglich des Regelventils 16, eine Längsrichtung (rechte und linke Richtung in 1) eine Richtung vor und zurück entlang einer horizontalen Richtung ist; eine kurze Richtung (Richtung nach oben und nach unten in 1 und 2) eine Richtung nach rechts und nach links entlang der horizontalen Richtung ist; die Richtung, die eine Längsrichtung und eine kurze Richtung orthogonal schneidet, eine Richtung nach oben und unten entlang der vertikalen Richtung ist, jedoch nicht auf diese beschränkt ist.
Die Rücklaufölpfade 41, 42 sind in einer spezifizierten Richtung in Bezug auf den Ventilkörper 37 bereitgestellt, zum Beispiel in einer linearen Längslinie entlang der Richtung vor und zurück des Ventilkörpers 37. Darüber hinaus sind die Rücklaufölpfade 41, 42 durch alle Schieberöffnungen 38 (in Kommunikation mit allen Schieberöffnungen 38) bereitgestellt.
Die Schieberöffnungen 38 sind in einer den Aktoren 15 entsprechenden Zahl bereitgestellt. Diese Schieberöffnungen 38 sind in einer spezifizierten Richtung in Bezug auf den Ventilkörper 37 bereitgestellt, zum Beispiel in einer linearen Längslinie entlang der rechten und linken Richtung, die den Ventilkörper 37 schneidet (orthogonal schneidet) und etwa parallel entlang der Längsrichtung des Ventilkörpers 37 positioniert ist. In Kommunikation mit diesen Schieberöffnungen 38 sind Ölnuten 43, die die Vielzahl von Fluidnuten sind, im Ventilkörper 37 bereitgestellt. Diese Ölnuten 43 sind bereitgestellt, um eine nötige Brückenschaltung B zu konfigurieren. Darüber hinaus sind an beiden Enden der Schieberöffnung 38 Pilotölräume 44, 45, die mit diesen Schieberöffnungen 38 in Kommunikation sind und Pilotdruck für Gleitschieber 17 bereitstellen, jeweils an der Abdeckkappe des Ventilkörpers 37 bereitgestellt. Diese Pilotölräume 44, 45 sind mit den elektromagnetischen Proportionaldruckminderventilen 33, 34 jeweils über sekundäre Pilotpfade 46, 47 verbunden und so gestaltet, dass sekundärer Pilotdruck zugeführt wird, wobei der primäre Pilotdruck, der von der Pilotdruckquelle, wie z. B. der Pilotpumpe oder dergleichen, zugeführt wird, durch das elektromagnetische Proportionaldruckminderventil 33, 34 in den sekundären Pilotdruck umgewandelt wird.
Schieber 17 ist ein Wellenrichtung-Betriebstyp und frei zum Gleiten (frei zum Verschieben) entlang einer Wellenrichtung in Bezug auf Schieberöffnungen 38 positioniert. An jedem Schieber 17 sind elektromagnetische Proportionaldruckminderventile 33, 34 an jedem Endteil positioniert. Darüber hinaus ist jeder Schieber 17 ordnungsgemäß mit Blockeinheit 17a ausgestattet, deren Durchmessergröße relativ groß ist und die Ölnut 43 schließt, und eine konkave Einheit 17b, deren Durchmessergröße relativ klein, und die Ölnut 43 öffnet. Außerdem ist an einem Endteil dieser Schieber 17 eine Feder 51 bereitgestellt. Dann wird, wie für jeden Schieber 17, während der Nicht-Betriebszeit der Betriebseinheit 31, der sekundäre Pilotdruck der Pilotölräume 44, 45 etwa null und außerdem wird, aufgrund des Betriebs der Vorspannkraft der Feder 51, dieser in einer neutralen Position platziert, und während der Betriebszeit der Betriebseinheit 31 wird, über elektromagnetische Proportionsdruckminderventile 33, 34, die durch das elektrische Signal geschaltet werden, das von der Steuerung 32 in Reaktion auf den Betrieb eingegeben wird, dieses durch den sekundären Pilotdruck verschoben, der den Piloträumen 44, 45 zugeführt wird, und aufgrund dieser Verschiebung wird die relative Position der Blockiereinheit 17a und der konkaven Einheit 17b in Bezug auf die Ölnut 43 verschoben, wodurch die Kommunikationsmenge (offener Bereich) mit Ölnut 43 und parallelen Zufuhrölpfaden 21, 22 oder Tank 25 geändert wird, wodurch die Flussmenge und Richtung des Hydrauliköls, das über parallele Ölpfade 21, 22 von den Pumpen 11, 12 zugeführt wird, und des Rücklauföls von jedem Aktor 15 zum Tank 25 gesteuert werden sollen. Das heißt, diese Schieber 17 konfigurieren die Brückenschaltung B, die die Flussmenge und die Richtung des Hydrauliköls steuert, das dem Aktor 15 in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit 31 zugeführt wird. Anschließend werden aneinander angrenzend platzierte Abschnitte 53 jeweils durch diese Schieberöffnungen 38 und Schieber 17 konfiguriert. Das heißt, diese Abschnitte 53 sind bereitgestellt, um jeweils den Aktoren 15 zu entsprechen (mindestens einer für einen Aktor 15). Somit ist zum Beispiel im Fall eines Hydraulikbaggers Abschnitt 53 jeweils bereitgestellt, um jeweils Läufen, Drehungen, Auslegern, Stäben, Schaufeln, Anbauten und dergleichen zu entsprechen. Darüber hinaus können zum Beispiel für Ausleger zwei Abschnitte 53 bereitgestellt sein. Dann ist jeder Abschnitt 53 so gestaltet, dass Drucköl nur von einem System einer der Pumpen 11, 12 über parallele Zufuhrölpfade 21, 22 zugeführt wird. Andererseits kann, in Reaktion auf den Bedarf, unter der Vielzahl von Abschnitten 53 der verschiedenen Pumpensysteme, in dieser Ausführungsform ein Zusammenführungskreis 55 konfiguriert sein, sodass das Pumpensystem 11 und das Pumpensystem 12 verbunden sind, und Hydrauliköl, das von diesen Pumpen 11, 12 abgelaufen ist, zum Zuführen zu Abschnitt 53 zusammengeführt wird. Als Zusammenführungskreis 55 kann, zum Beispiel bei Hydraulikbaggern, um den Ausleger nach oben zu beschleunigen, der Auslegerbeschleunigungskreis und dergleichen verwendet werden, um Drucköl zusammenzuführen, das von Pumpen 11, 12 abläuft. Dieser Zusammenführungskreis 55 ist im Ventilkörper 37 durch Kommunikation zwischen Abschnitt 53 bereitgestellt, sodass Hydrauliköl, das jeweils der Vielzahl von Abschnitten 53 der verschiedenen Pumpensysteme zugeführt wird, mit irgendeinem des Abschnitts 53 über Ölnut 43 und Schieberöffnung 38 zusammengeführt wird.
Parallele Zufuhrölpfade 21, 22 sind in einer spezifizierten Richtung bereitgestellt, die Schieberöffnungen 38 in Bezug auf den Ventilkörper 37 schneiden (orthogonal schneiden), zum Beispiel entlang der Richtung vor und zurück, die eine Längsrichtung des Ventilkörpers 37 ist. Das heißt, diese parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 sind etwa parallel in Bezug auf die Rücklaufölpfade 41, 42 positioniert. Diese parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 sind etwa miteinander parallel positioniert in etwa der zentralen Position (etwa zentral im Schieber 17 positioniert) zum Beispiel in einer Richtung nach links und nach rechts vom Ventilkörper 37. Das heißt, diese parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 sind im zentralen Umgehungskreis im Regelventil mit geschlossener Mitte positioniert. Außerdem sind diese parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 durch alle Schieberöffnungen 38 (Kommunikation mit allen Schieberöffnungen 38) bereitgestellt. Darüber hinaus sind diese parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 als breiter Ölpfad in Bezug auf den Außendurchmesser der Schieber 17 gestaltet (Ölpfad mit Freiraum in der Umgebung des Schiebers 17). Deshalb sind diese parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 so gestaltet, dass sie in Bezug auf die Verschiebung des Schiebers 17 in der Schieberöffnung 38 nicht blockiert werden. Das heißt, diese parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 sind selbst im Fall, dass irgendein Schieber 17 verschoben wird, so gestaltet, dass Druckölzufuhr in Bezug auf Abschnitt 53, der an der Seite stromabwärts von Abschnitt 53 mit dem Schieber 17 positioniert ist, nicht verhindert wird. Somit soll im Hydrauliksystem der Ausführungsform Drucköl parallel mit jedem Abschnitt 53 (parallel) zugeführt werden.
Umgehungsventile 23, 24 sind zum Beispiel am hinteren Ende positioniert, welches ein Ende der Längsrichtung des Ventilkörpers 37 ist. Diese Umgehungsventile 23, 24 sind an der Endkante (ganz stromabwärts) des Pumpenflusspfads bereitgestellt und das Öffnen und Schließen wird durch Steuerung 32 gesteuert, und sie werden während der neutralen Zeit (Nicht-Betriebszeit) der Betriebseinheit 31 geöffnet, und das Hydrauliköl, das von den Pumpen 11, 12 abläuft, wird von parallelen Zufuhrölpfaden 21, 22 zum Tank 25 abgelassen, und während der Betriebszeit 31 werden sie geschlossen geschaltet. Somit sind die Umgehungsventile 23, 24 so konzipiert, dass, solange die Betriebseinheit 31 betrieben wird, keine Situation auftritt, in der an der Seite stromabwärts des Pumpenflusspfades Drucköl zum Tank 25 entweicht und kein ausreichender Hydraulikdruck zum Aktor 15 zugeführt wird. Mit anderen Worten, der Pumpenflusspfad des Hydraulikdrucksystems der Ausführungsform hat zwei Funktionen, wobei eine Funktion das Zuführen des Drucköls parallel zu jedem Abschnitt 53 ist und eine andere das Zurückführen des Drucköls zum Tank 25 während der Nicht-Betriebszeit der Betriebseinheit 31 (Ablassfünktion) ist.
Verbindungsölpfade 26, 27 sind in einer spezifizierten Richtung bereitgestellt, die sich mit parallelen Zufuhrölpfaden 21, 22 schneiden (orthogonal schneiden), zum Beispiel entlang der Richtung vor und zurück des Ventilkörpers 37. In 2 ist zum Beispiel ein Verbindungsölpfad 26 dargestellt und dieser Verbindungsölpfad 26 ist in Kommunikation mit der Vielzahl von (einem Paar) Ölnuten 43, 43, und zwischen diesen Ölnuten 43, 43 ist ein Rückschlagventil 28 bereitgestellt. Das heißt, der in 2 dargestellte Abschnitt 53 kann als Abschnitt für das Pumpensystem 11 verwendet werden. Der nicht in der Figur dargestellte Verbindungsölpfad 27 (Pumpensystem 12) hat dieselbe Konfiguration.
Als Nächstes sind die in den Figuren dargestellten Vorgänge der Ausführungsform erklärt. Während der Nicht-Betriebszeit der Betriebseinheit 31 (wenn alle Schieber 17 neutral sind) sind die Umgehungsventile 23, 24 offen und Drucköl, das von den Pumpen 11, 12 abläuft und über parallele Zufuhrölpfade 21, 22 zugeführt wird, wird zum Tank 25 umgeleitet.
Andererseits, wenn die Betriebseinheit 31 betrieben wird, gibt die Steuerung 32, durch die das elektrische Signal, das auf den Betriebsinhalt reagiert, eingegeben wird, das elektrische Signal aus, das in Reaktion auf das eingegebene elektrische Signal erzeugt wird, und steuert dadurch die Ablaufmenge der Pumpen 11, 12 und wird außerdem geschaltet, um die Umgehungsventile 23, 24 zu schließen, die ganz stromabwärts des Pumpenflusspfads bereitgestellt sind, wodurch der Druck des Pumpenflusspfads ordnungsgemäß erhöht wird, zudem wird der sekundäre Pilotdruck, der von der Pilotdruckquelle benötigt wird, zugeführt und Schieber 17 wird verschoben, wodurch das Drucköl über parallele Zufuhrölpfade 21, 22 und Verbindungsölpfade 26, 27 von irgendeiner Pumpe des Pumpensystems 11, 12 zugeführt wird und abläuft, zu dem der Abschnitt 53 gehört, wobei der Abschnitt 53 dem Aktor 15 in Bezug auf den Aktor 15 entspricht, der auf den Betrieb reagierte, somit wird der Aktor 15 ordnungsgemäß betrieben.
Darüber hinaus wird, zum Beispiel falls eine Geschwindigkeitssteigerung, wie z. B. bei einem Auslegerhebevorgang nötig ist, Drucköl, das von beiden Pumpen 11, 12 über den Zusammenführungskreis 55 zusammengeführt wird, dem Abschnitt 53 zugeführt.
Als Nächstes ist der Betriebseffekt der obigen Ausführungsform aufgelistet.
Parallele Zufuhrölpfade 21, 22, die jeweils mit Pumpen 11, 12 verbunden sind und nicht durch die Verschiebung des Schiebers 17 abgesperrt werden, sind linear durch alle Schieberöffnungen 38 (Abschnitt 53) im Ventilkörper 37 bereitgestellt und für jeden Abschnitt 53 ist jedwede Seite dieser parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 mit der Brückenschaltung B des internen Schiebers 17 durch Verbindungsölpfade 26, 27 verbunden, wodurch der zentrale Umgehungskreis beseitigt wird, der im Regelventil für die herkömmliche negative Steuerung bereitgestellt ist, und in dem Raum, in dem der zentrale Umgehungskreis bereitgestellt ist, sind parallele Zufuhrölpfade 21, 22 in einer einfachen Form positioniert. Somit kann die Gussform des Ventilkörpers 37 vereinfacht und verkleinert werden.
Jedweder der parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 kann nur so strukturiert sein, dass er mit der Brückenschaltung B durch die Verbindungsölpfade 26, 27 kommuniziert, wodurch unabhängig davon, ob jeder Abschnitt 53 (Aktor 15) zu irgendeinem der Pumpensysteme 11, 12 gehört, die Positionierung von Abschnitt 53 innerhalb des Ventilkörpers 37 frei erfolgen kann.
Das heißt, da die Vielzahl von Abschnitten (alle) 53 durchdrungen werden und parallele Zufuhrölpfade 21, 22 bereitgestellt sind, ist eine Positionierung durch Aufteilung in den Abschnitt 53 von Pumpensystem 11 und Abschnitt 53 von Pumpensystem 12 wie bei herkömmlichen nicht nötig und durch ordnungsgemäßes Bereitstellen der Verbindungsölpfade 26, 27, zum Beispiel Schieber 17 für den Ausleger, der zu Pumpe 11 gehört, und Schieber 17 für den Ausleger, der zum Zusammenführen des Drucköls an der Seite von Pumpe 12 während der Auslegerhebe-Bertriebszeit und dergleichen verwendet wird, können Abschnitt 53 von Pumpensystem 11 und Abschnitt 53 von Pumpensystem 12 nebeneinander und dergleichen platziert werden; unabhängig davon, ob jeder Abschnitt 53 zu irgendeinem der Pumpensysteme 11, 12 gehört, was den Grad der Freiheit der Positionierung von Abschnitt 53 verbessert. Deshalb kann der Zusammenführungskreis 55, der das Zusammenführen der Vielzahl von Abschnitten 53, 53 ermöglicht, die zu den untereinander unterschiedlichen Pumpensystemen 11, 12 gehören, mithilfe der Mindestlänge (Länge nur zwischen angrenzenden Abschnitten 53, 53) kurz bereitgestellt sein, und dadurch kann außerdem die Gussform des Ventilkörpers 37 vereinfacht und verkleinert werden.
Infolge dessen wurde die Verringerung des Ölpfads in der Struktur des Ventilkörpers 37 des Regelventils 16 und die Vereinfachung der Ölpfadform ermöglicht, zudem wurde es ermöglicht, den Ventilkörper 37 des Regelventils 16 zu verkleinern und die Struktur zu vereinfachen. Somit kann das Regelventil 16 zu geringeren Kosten produziert werden.
Darüber hinaus ist es so konzipiert, dass Umgehungsventile 23, 24 umgeschaltet werden, um mit parallelen Zufuhrölpfaden 21, 22 und dem Tank 25 während der Nicht-Betriebszeit der Betriebseinheit 31 zu kommunizieren, und sind im Ventilkörper 37 bereitgestellt, um den jeweiligen parallelen Zufuhrölpfaden 21, 22 zu entsprechen, wodurch während der Betriebszeit der Betriebseinheit 31 die Kommunikation der parallelen Zufuhrölpfade 21, 22 und des Tanks 25 durch Umgehungsventile 23, 24 abgesperrt wird und der Druck des Hydrauliköls des Pumpenflusspfads wird ordnungsgemäß erhöht und durch Schieber 17, der in Reaktion auf den Betrieb verschoben wird, wird Drucköl sicher für den Aktor 15 zugeführt, somit kann der Aktor 15 ordnungsgemäß betrieben werden.
Anschließend wird, in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit 31, die Ablaufmenge des Hydrauliköls von den Pumpen 11, 12 und der Betrieb des Schiebers 17 des oben beschriebenen Regelventils 16 durch die Steuerung 32 gesteuert, wodurch das Hydrauliksystem, das die Vielzahl von Aktoren 15 betreibt, als kleinerer Typ und kostengünstiger realisiert werden kann. Darüberhinaus ist, falls das oben beschriebene Regelventil 16 tatsächlich für einen Hydraulikbagger übernommen wird, bezüglich Abschnitt 53, um das lineare Vorrücken während des Laufbetriebs sicherzustellen, wenn das allgemein bekannte lineare Vorrückventil für den Lauf verwendet wird (Ventil, das nur Drucköl von einer Seite der Pumpen 11, 12 während des Laufs zu Laufmotoren verteilt, die zwei Aktoren 15, 15 sind, und um den Unterschied zwischen rechts und links der Menge des Drucköls zu beseitigen, das den 2 Laufmotoren rechts und links zugeführt wird), dieses lineare Vorrückventil für den Lauf am obersten Strom des Pumpenflusspfads irgendeiner der Pumpen 11, 12 positioniert und Abschnitt 53 für den Lauf ist wünschenswert an der Seite stromabwärts des linearen Vorrückventils für den Lauf positioniert. In der oben beschriebenen Ausführungsform können die zu Ablaufquellen werdenden Pumpen drei oder mehr sein. In diesem Fall kann, durch Bereitstellen der parallelen Zufuhrpfade, die der Anzahl dieser Pumpen im Ventilkörper entsprechen, derselbe Betriebseffekt produziert werden.
Nutzungsmöglichkeit in der Industrie
Die vorliegende Erfindung kann durch Geschäftsleute genutzt werden, die an der Produktion von Regelventilen beteiligt sind, die für ein Hydrauliksystem verwendet werden, und Arbeitsmaschinen, die dieses Regelventil verwenden.
Bezugszeichenliste

B:: Brückenschaltung
11, 12:: Pumpen als Ablaufquelle
15:: Aktor
16:: Regelventil als Ventilvorrichtung
17:: Schieber
21, 22:: parallele Ölzufuhrpfade, die parallele Zufuhrpfade sind
23,24:: Umgehungsventil als Schaltventil
25:: Tank
26, 27:: Verbindungsölpfade als Verbindungspfade
31:: Betriebseinheit
32:: Steuerung
37:: Ventilkörper als Hauptventilkörper
38:: Schieberöffnung
53:: Abschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007501914 T [0007]

Claims

Ventilvorrichtung, die Arbeitsfluid zuführt, das aus der Ablaufquelle der Vielzahl von Systemen zur Vielzahl von Aktoren in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit abläuft, Die Ventilvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem Ventilhauptkörper ausgestattet ist, Abschnitte, die mit Schieberöffnungsvielfachen ausgestattet sind, die im Ventilhauptkörper bereitgestellt sind, in dem die Schieberöffnungen jedem Aktor entsprechen, und Schieber, die frei für das Verschieben in den Schieberöffnungen bereitgestellt sind und die Brückenschaltung konfigurieren, die die Flussmenge und die Richtung des Arbeitsfluids steuern, das den Aktoren in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit zugeführt wird, parallele Zufuhrpfade, die jeweils mit der Ablaufquelle verbunden sind und linear durch die Vielzahl von Schieberöffnungen im Hauptventilkörper bereitgestellt sind und aufgrund der Schieberverschiebung nicht abgesperrt werden, Verbindungspfade, in denen für jeden Abschnitt jede der Seiten dieser parallelen Zufuhrpfade mit der Brückenschaltung des internen Schiebers verbunden ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Schaltsystem im Ventilhauptkörper bereitgestellt ist und jedem parallelen Zufuhrpfad entspricht, sodass der parallele Zufuhrpfad und Tank während der Nicht-Betriebszeit der Betriebseinheit kommunizieren können, und außerdem die Kommunikation der parallelen Zufuhrpfade und Tanks während des Betriebs der Betriebseinheit abgesperrt wird.
Fluiddrucksystem, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es mit Folgendem ausgestattet ist: Ablaufquellen der Vielzahl von Systemen; einer Betriebseinheit; der Vielzahl von Aktoren; Ventilvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2; einer Steuerung, die mindestens die Ablaufmenge des Arbeitsfluids aus der Ablaufquelle in Reaktion auf den Betrieb der Betriebseinheit und den Betrieb der Schieber der Ventilvorrichtung steuert.