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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens, die an einem Fluiddruckzylinder angebracht ist, der konfiguriert ist, um eine aktivierte Einheit dazu zu veranlassen, sich aufwärts und abwärts zu bewegen, eine Schaufelvorrichtung, die die Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens aufweist, und eine Arbeitsmaschine mit derselben.
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Stand der Technik
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Üblicherweise sind bei Arbeitsmaschinen, wie z. B. Hydraulikschaufeln, einige mit einer Schaufelvorrichtung für Erdarbeiten bereitgestellt. Die Schaufelvorrichtung kann als Ausleger verwendet werden, der bewirkt, dass die Schaufel bei der Durchführung eines Aushubbetriebs, z. B. mit einem Löffel, geerdet wird und eine Reaktionskraft aus dem Boden, die mit dem Aushubbetrieb verbunden ist, auf einen Maschinenkörper wirkt, um die Neigung des Maschinenkörpers zu erschweren. Wenn die Schaufelvorrichtung auf diese Weise als Ausleger verwendet wird, muss verhindert werden, dass sich der Schaufelzylinder zusammenzieht und der Maschinenkörper greift, selbst wenn eine Beschädigung der mit dem Schaufelzylinder verbundenen Leitungen auftreten sollte.
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Es ist eine Konfiguration bekannt, bei der ein Abdriften eines Armzylinders verhindert wird, indem ein vorgesteuertes Schaltventil durch einen von einer Vorsteuerleitung zugeführten Vorsteuerdruck geschaltet wird, z. B. als Reaktion auf die Schieberschaltung eines Steuerventils (siehe z. B. Patentliteratur 1). Darüber hinaus ist eine Konfiguration für die Bereitstellung eines vorgesteuerten Rückschlagventils bekannt, das durch einen von einer Vorsteuerleitung zugeführten Vorsteuerdruck in einem Durchgang in Kommunikation zwischen der Stangenkammer und dem Steuerventil, z. B. in Bezug auf den Schaufelzylinder, das Öffnen und Schließen schalten kann und dadurch ein Abdriften der Schaufel verhindert (siehe z. B. Patentliteratur 2).
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Da der Schaufelzylinder jedoch im unteren Fahrkörper des Maschinenkörpers angeordnet ist, befindet er sich in Bodennähe und die darin befindlichen Leitungen werden im Vergleich zu den Leitungen im oberen Schwenkkörper eher durch Sedimente oder Felsen usw. beschädigt und es ist schwierig, zusätzliche hydraulische Leitungen bereitzustellen, und außerdem ist er so konfiguriert, dass Drucköl vom Steuerventil über ein Drehgelenk zugeführt wird, das die hydraulischen Leitungen zwischen dem oberen Schwenkkörper und dem unteren Fahrkörper des Maschinenkörpers verbindet. Demzufolge ist es aus Kosten- und Anordnungsgründen wünschenswert, bei der Bereitstellung eines Ventils zum Verhindern eines Abdriftens des Maschinenkörpers ein Verhindern des Abdriftens des Maschinenkörpers zu ermöglichen, ohne neue Anschlüsse für die hydraulischen Leitungen oder Vorsteuerleitungen an das Drehgelenk anzuschließen.
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In dieser Hinsicht ist eine Konfiguration bekannt, bei der die Zuführung des Hydrauliköls zur Stangenkammer des Schaufelzylinders beim Absenken der Schaufel gedrosselt wird, z. B. unter Verwendung eines vorgesteuerten Sperrventils, das einen stangenseitigen Druck als Vorsteuerdruck zugeführt bekommt (siehe z. B. Patentliteratur 3). Da bei dieser Konfiguration das Steuerventil und die Kopfkammer des Hydraulikzylinders direkt durch Leitungen verbunden sind, fließt beim Auftreten einer Beschädigung dieser Leitungen das Hydrauliköl aus der Kopfkammer ab und es wird dadurch schwierig, ein Abdriften des Maschinenkörpers zu verhindern.
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Des Weiteren ist eine Konfiguration für die Verbindung des Steuerventils mit der Kopfkammer bzw. der Stangenkammer des Hydraulikzylinders bekannt, wobei ein vorgesteuertes Sperrventil verwendet wird, das einen kopfseitigen Druck als Vorsteuerdruck zugeführt bekommt (siehe z. B. Patentliteratur 4). Wenn in dieser Konfiguration ein Kolben des vorgesteuerten Sperrventils den Ventilkegel in die Öffnungsrichtung des Ventils drückt, werden der kopfseitige Druck und der stangenseitige Druck auf den Kolben ausgeübt, und es ist schwierig, einen geeigneten Betrieb des Kolbens zu erreichen.
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Die
DE 10 2005 063 229 A1 zeigt ein entsperrbares Rückschlagventil mit einem grundkörperseitigen Ventilsitz, mit einem gegenüber dem Grundkörper axial bewegbaren, im geschlossenen Zustand des Ventils mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper. Der Ventilsitz wird durch einen Zylinderdurchbruch im Grundkörper gebildet und ein ventilkörperseitiger Zylinderabschnitt greift im gesperrten Zustand des Ventils in den Zylinderdurchbruch ein, wobei am Zylinderabschnitt und/oder im Zylinderdurchbruch wenigstens ein Dichtelement vorgesehen ist, welches im geschlossenen Zustand des Ventils den Ventilsitz gegen den Ventilkörper abdichtet.
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Literatur zum Stand der Technik
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[Patentliteratur]
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- [Patentliteratur 1] Japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung JP H06- 6 247 U
- [Patentliteratur 2] Japanische Patentanmeldungsoffenlegung JP H11- 336 116 A
- [Patentliteratur 3] Japanische offengelegte Gebrauchsmusterveröffentlichung JP S51- 17 826 U
- [Patentliteratur 4] Japanische Patentanmeldungsoffenlegung JP S48- 92 927 A
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Zusammenfassung der Erfindung
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[Probleme, die durch Die Erfindung gelöst werden sollen]
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Wie oben beschrieben, ist es erforderlich, eine betätigbare Einheit, wie z. B. eine Schaufel, zu betreiben und ein Abdriften des Maschinenkörpers zu verhindern, ohne dass komplizierte hydraulische Leitungen und Vorsteuerleitungen und ähnliche Leitungen in Verbindung mit deren Ergänzungen erforderlich sind.
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Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Punkte gemacht und hat das Ziel, eine Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens, die in der Lage ist, eine aktivierte Einheit mit einer einfachen Konfiguration zu betreiben, eine Schaufelvorrichtung mit der Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens und eine Arbeitsmaschine mit derselben bereitzustellen.
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Mittel zur Lösung der Probleme
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Die vorliegende Erfindung gemäß einem ersten Aspekt ist eine Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Ventilvorrichtung ist an einem Fluiddruckzylinder angebracht, der konfiguriert ist, um die betätigbare Einheit zu betätigen, indem er durch Zufuhr/Abgabe von Arbeitsfluid von einem Steuerventil zu einer ersten Fluidkammer zur Stützung des Betriebs eines Maschinenkörpers durch eine betätigbare Einheit und einer zweiten gegenüberliegenden Fluidkammer ausgefahren/zusammengezogen wird, wobei die Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens Folgendes umfasst: ein Sperrventil mit einem Aufnahmeteil, das konfiguriert ist, um zwischen dem Steuerventil und der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders zu kommunizieren, ein Ventilelement, das bewegbar in dem Aufnahmeteil aufgenommen wird, und ein Druckelement zum Drücken des Ventilelements in eine Ventilschließrichtung, das konfiguriert ist, um einen Strom von Arbeitsfluid von dem Steuerventil zu der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders zuzulassen und den Strom des Arbeitsfluids in der umgekehrten Richtung zurückzuhalten; ein Kolbenaufnahmeteil, das separat von dem Aufnahmeteil des Sperrventils bereitgestellt ist; und einen Arbeitskolben, der bewegbar in dem Kolbenaufnahmeteil aufgenommen wird und konfiguriert ist, um in dem Kolbenaufnahmeteil Folgendes zu definieren: eine erste Kolbenkammer, die mit der zweiten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders kommuniziert, und eine zweite Kolbenkammer zum Entleeren, die sich an der Ventilelementseite des Sperrventils befindet und mit dem Tank kommuniziert und ferner mit dem Ventilelement des Sperrventils in Verbindung steht und ferner mit dem Ventilelement des Sperrventils in Verbindung steht und durch eine Differenz zwischen einer Druckkraft des Ventilelements durch das Druckelement des Sperrventils und einem zweiten Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders betätigbar ist.
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Eine Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens gemäß dem ersten Aspekt, ferner umfassend einen Ventilhauptkörper, der das Sperrventil, das Kolbenaufnahmeteil und den Arbeitskolben umfasst, und ferner umfassend einen Durchgang, der konfiguriert ist, um direkt zwischen dem Aufnahmeteil des Sperrventils und der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders zu kommunizieren und direkt an dem Fluiddruckzylinder angebracht ist.
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Eine Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens gemäß dem ersten Aspekt oder einem zweiten Aspekt, wobei das Ventilelement des Sperrventils und der Arbeitskolben als voneinander getrennte Konstruktionen bereitgestellt sind.
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Erfindungsgemäß ist das Sperrventil ein vorgesteuertes Sperrventil, das das Druckelement aufnimmt und ferner in dem Aufnahmeteil eine Gegendruckkammer aufweist, der ein erster Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders zugeführt werden kann.
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Die Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens umfasst ferner ein Entlastungsventil, das konfiguriert ist, um sich zu öffnen, wenn der erste Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders einen voreingestellten Entlastungsdruck erreicht; und ein Wahlventil, das konfiguriert ist, um zwischen einer Position zur Kommunikation zwischen der Gegendruckkammer und der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders und einer Position zur Kommunikation zwischen der Gegendruckkammer und dem Tank umschaltbar zu sein, indem es durch das Hydrauliköl von dem ersten Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders, das aus dem Entlastungsventil ausströmt, vorgesteuert wird.
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Eine Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens, die jeweils an gepaarten Fluiddruckzylindern angebracht ist, umfassend eine Ausgleichsleitung, die zwischen den ersten Fluidkammern der gepaarten Fluiddruckzylinder kommuniziert, und ein Sicherungsventil, das in der Ausgleichsleitung bereitgestellt ist und konfiguriert ist, um sich zu schließen, wenn ein Vorne-Hinten-Differenzdruck einen vorbestimmten Druck erreicht, der im Voraus festgelegt wurde.
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Eine Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens, wobei eine Fläche, mit der der Arbeitskolben den zweiten Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders aufnimmt, größer ist als eine Fläche, mit der das Ventilelement des Sperrventils den ersten Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders aufnimmt.
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Eine Schaufelvorrichtung gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Schaufelvorrichtung mit einer Schaufel, die als betätigbare Einheit dient; einem Verbindungsarm zum gelenkigen Verbinden der Schaufel mit dem Maschinenkörper, um aufwärts und abwärts bewegbar zu sein; einem Fluiddruckzylinder mit einer als erste Fluidkammer dienenden Kopfkammer und einer als zweite Fluidkammer dienenden Stangenkammer, wobei der Fluiddruckzylinder konfiguriert ist, um die Schaufel durch ihr Ausfahren und Zusammenziehen aufwärts und abwärts bewegen, wobei die Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens gemäß einem eines ersten bis fünften Aspekts an dem Fluiddruckzylinder angebracht ist; und einem Steuerventil, das konfiguriert ist, um die Richtung und die Flussrate des der Kopfkammer und der Stangenkammer des Fluiddruckzylinders zugeführten und aus ihnen abgeführten Arbeitsfluids zu steuern.
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Eine Arbeitsmaschine gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Arbeitsmaschine, die einen Maschinenkörper umfasst; und die Schaufelvorrichtung gemäß dem sechsten Aspekt, die an dem Maschinenkörper bereitgestellt ist.
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Eine Arbeitsmaschine gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Arbeitsmaschine gemäß dem siebten Aspekt, wobei der Maschinenkörper Folgendes umfasst; einen unteren Fahrkörper, umfassend die Schaufel, die mit diesem durch den Verbindungsarm der Schaufelvorrichtung verbunden ist, und den darin angeordneten Fluiddruckzylinder; einen oberen Schwenkkörper, in dem ein Steuerventil der Schaufelvorrichtung angeordnet ist und der schwenkbar am unteren Fahrkörper bereitgestellt ist; und ein Drehgelenk, das im Schwenkzentrum des oberen Schwenkkörpers angeordnet ist und konfiguriert ist, um das Steuerventil mit der Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens bzw. dem Fluiddruckzylinder zu verbinden.
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Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Arbeitskolben, auf den kein Fluiddruck von der zweiten Kolbenkammer an der Ventilelementseite des Sperrventils einwirkt, mit dem Ventilelement des Sperrventils verbunden. Infolgedessen übersteigt, wenn das Arbeitsfluid vom Steuerventil zur zweiten Fluidkammerseite des Fluiddruckzylinders zugeführt wird, der zweite Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders die Druckkraft des Ventilelements durch das Druckelement des Sperrventils, das Ventilelement des Sperrventils wird durch den Arbeitskolben in die Ventilöffnungsrichtung bewegt und das Arbeitsfluid kann aus der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders zum Steuerventil abgeführt werden. Des Weiteren bewegt sich das Ventilelement durch das Druckelement des Sperrventils in die Ventilöffnungsrichtung gegen die Druckkraft des Ventilelements, wenn das Arbeitsfluid vom Steuerventil der ersten Fluidkammerseite des Fluiddruckzylinders zugeführt wird. Das Arbeitsfluid kann der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders zugeführt werden. Ferner wird z. B. bei einer Beschädigung eines Verbindungsweges zwischen dem Aufnahmeteil des Sperrventils und dem Steuerventil das Ventilelement des Sperrventils durch die Druckkraft des Druckelements in Ventilschließrichtung gehalten und die Zuführung des Arbeitsfluids von der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders zum Steuerventil wird blockiert, so dass die betätigbare Einheit die Stützung des Maschinenkörpers nicht freigibt. Dadurch wird es möglich, mit einer einfachen Konfiguration die betätigbare Einheit zu betätigen und ein Abdriften des von der betätigbaren Einheit gestützten Maschinenkörpers zu verhindern, ohne dass eine Vorsteuerleitung oder dergleichen von der Steuerventilseite neu hinzugefügt werden muss.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung können durch direktes Verbinden des Ventilhauptkörpers, der das Sperrventil, das Kolbenaufnahmeteil und den Arbeitskolben enthält, mit dem Fluiddruckzylinder und Ausbilden eines Durchgangs darin, der direkt zwischen dem Aufnahmeteil des Sperrventils und der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders kommuniziert, Leitungen zum Verbinden des Aufnahmeteils und der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders vermieden werden und eine Beschädigung eines Durchgangs, der zwischen dem Aufnahmeteil und der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders kommuniziert, kann verhindert werden und ein Abdriften des Maschinenkörpers aufgrund der Beschädigung kann verhindert werden.
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Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Abdichtbarkeit sowie die Herstellbarkeit der Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens verbessert werden, indem das Ventilelement des Sperrventils und der Arbeitskolben als voneinander getrennte Konstruktionen ausgebildet werden.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann durch die Verwendung des Sperrventils als vorgesteuertes Sperrventil, bei dem im Aufnahmeteil eine Gegendruckkammer definiert ist, die das Druckelement aufnimmt und der ferner der erste Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders zugeführt werden kann, die Betätigung des Ventilelements des Sperrventils unter Verwendung des ersten Fluidkammerdrucks des Fluiddruckzylinders feiner gesteuert werden.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung öffnet ein Entlastungsventil, wenn die erste Fluidkammer des Fluiddruckzylinders mit einer Überlast beaufschlagt wird, und das Wahlventil wird durch das Arbeitsfluid von der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders, das aus dem Entlastungsventil ausströmt, vorgesteuert und in eine Position umgeschaltet, um eine Kommunikation zwischen der Gegendruckkammer und dem Tank zu ermöglichen, wodurch das Ventilelement durch Ablassen des Gegendrucks im Sperrventil in die Ventilöffnungsrichtung bewegt werden kann und die Überlast durch Rückführung des Arbeitsfluids von der ersten Fluidkammer in den Tank über das Steuerventil freigegeben werden kann.
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Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung erreicht durch das Vorsehen eines Sicherungsventils in einer Ausgleichsleitung, die zwischen den ersten Fluidkammern des gepaarten Fluiddruckzylinders kommuniziert, wenn beispielsweise die Ausgleichsleitung beschädigt ist, der Vorne-Hinten-Differenzdruck des Sicherungsventils einen vorbestimmten Druck, der im Voraus festgelegt wurde, um das Sicherungsventil zu schließen, wodurch das Arbeitsfluid daran gehindert werden kann, aus der ersten Fluidkammer des Fluiddruckzylinders über die Ausgleichsleitung auszufließen und ein Abdriften des Maschinenkörpers aufgrund dieses Ausflusses kann verhindert werden.
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Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung wird es ermöglicht, sowohl die erste Fluidkammer als auch die zweite Fluidkammer mit dem Tank zu verbinden, da bei dem Versuch, die erste Fluidkammer und die zweite Fluidkammer des Fluiddruckzylinders jeweils über die Steuerventile mit dem Tank zu verbinden, dadurch, dass eine Fläche, mit der der Arbeitskolben den zweiten Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders empfängt, größer eingestellt wird als eine Fläche, mit der das Ventilelement des Sperrventils den ersten Fluidkammerdruck des Fluiddruckzylinders empfängt, eine Kraft, die der Arbeitskolben basierend auf dem zweiten Fluidkammerdruck empfängt, eine Kraft übersteigt, die das Ventilelement des Sperrventils basierend auf dem ersten Fluidkammerdrucks empfängt, und das Ventilelement des Sperrventils kann durch den Arbeitskolben in die Ventilöffnungsrichtung bewegt werden. Infolgedessen kann dem Fluiddruckzylinder auf einfache Weise eine Gleitfunktion verliehen werden.
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Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung ist es mit einer einfachen Konfiguration möglich, die Schaufel aufwärts und abwärts zu bewegen und das Auftreten eines Abdriftens in dem Maschinenkörper zu verhindern, der durch eine Reaktionskraft der Schaufel gestützt wird, die in Kontakt mit dem Boden steht, ohne die Notwendigkeit, eine Vorsteuerleitung oder dergleichen von der Steuerventilseite neu hinzuzufügen, indem die Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens gemäß einem der ersten bis fünften Aspekte an dem Fluiddruckzylinder angebracht wird, der die Schaufel, die als eine betätigbare Einheit dient, aufwärts und abwärts bewegt.
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Gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung kann eine Arbeitsmaschine bereitgestellt sein, die in der Lage ist, mit einer einfachen Konfiguration die Schaufel aufwärts und abwärts zu bewegen und das Auftreten eines Abdriftens des Maschinenkörpers zu verhindern, der durch die Reaktionskraft der Schaufel gestützt wird, die in Kontakt mit dem Boden steht, indem die Schaufelvorrichtung gemäß dem sechsten Aspekt bereitgestellt wird.
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Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird es mit einer einfachen Konfiguration ermöglicht, die Schaufel aufwärts und abwärts zu bewegen und das Auftreten eines Abdriftens des Maschinenkörpers zu verhindern, der durch die Reaktionskraft der Schaufel gestützt wird, die in Kontakt mit dem Boden steht, ohne die Notwendigkeit, Anschlüsse wie Vorsteuerleitungen zu einem Drehgelenk neu hinzuzufügen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist ein Fluiddruck-Schaltplan mit einer Schaufel, die sich in einer neutralen Position befindet, und zeigt eine Ausführungsform einer Arbeitsmaschine, die mit einer Schaufelvorrichtung ausgestattet ist, die eine Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.
- 2 ist ein Fluiddruck-Schaltplan während eines Hebebetriebs der Schaufel, der die gleiche Arbeitsmaschine wie oben zeigt.
- 3 ist ein Fluiddruck-Schaltplan während eines Absenkbetriebs der Schaufel, der die gleiche Arbeitsmaschine wie oben zeigt.
- 4 ist ein Fluiddruck-Schaltplan während eines Gleitbetriebs der Schaufel, der die gleiche Arbeitsmaschine wie oben zeigt.
- 5 ist ein Fluiddruck-Schaltplan während einer Beschädigung der Leitungen, der die gleiche Arbeitsmaschine wie oben zeigt.
- 6 ist ein Fluiddruck-Schaltplan während einer Entlastung einer Überlast, der die gleiche Arbeitsmaschine wie oben zeigt.
- 7 ist eine Querschnittsansicht, die die gleiche Ventilvorrichtung zum Verhindern eines Abdriftens wie oben zeigt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung basierend auf einer in 1 bis 7 veranschaulichten Ausführungsform ausführlich beschrieben.
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In 1 bis 6 bezeichnet eine Bezugsziffer 10 eine Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine 10 der vorliegenden Ausführungsform wird am Beispiel einer hydraulischen Arbeitsmaschine mit Schaufel beschrieben.
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Die Arbeitsmaschine 10 umfasst einen Maschinenkörper 11. Der Maschinenkörper 11 ist in der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert, dass ein oberer Schwenkkörper 13 so bereitgestellt ist, dass er auf einem unteren Fahrkörper 12 schwenkbar ist. Der untere Fahrkörper 12 kann ein Radtyp oder ein Raupenbandtyp sein und wird von einem Bewegungsmotor angetrieben. Der obere Schwenkkörper 13 wird durch einen Schwenkmotor angetrieben. Der Maschinenkörper 11 umfasst eine Kabine 14. Die Kabine 14 ist an dem oberen Schwenkkörper 13 angebracht.
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Zusätzlich dazu wird eine Arbeitsausrüstung 15 vom Maschinenkörper 11 gestützt. Die Arbeitsausrüstung 15 umfasst einen Ausleger, dessen Basisende mit dem oberen Schwenkkörper 13 gelenkig verbunden ist, um in vertikaler Richtung frei drehbar zu sein, einen als Stiel dienenden Arm, der mit einem distalen Ende des Auslegers gelenkig verbunden ist, und einen Löffel, der mit dem distalen Ende des Arms gelenkig verbunden ist. Der Ausleger wird durch einen Auslegerzylinder gedreht, der als Fluiddruckzylinder dient, der Arm wird durch einen Armzylinder gedreht, der als Fluiddruckzylinder dient, und der Löffel wird durch einen Löffelzylinder gedreht, der als Fluiddruckzylinder dient. Dem Auslegerzylinder, dem Armzylinder und dem Löffelzylinder werden über ein Steuerventil 28 als Steuerventil über Leitungen Hydrauliköl als Arbeitsfluid zugeführt bzw. abgeführt. Das Steuerventil 28 ist an dem oberen Schwenkkörper 13 angebracht.
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Des Weiteren ist eine Schaufelvorrichtung 31 am Maschinenkörper 11 bereitgestellt. Die Schaufelvorrichtung 31 ist eine untere Stützvorrichtung, die im unteren Fahrkörper 12 bereitgestellt ist. Die Schaufelvorrichtung 31 ist ausgestattet mit einer Schaufel 32, die eine betätigbare Einheit ist, die sich in eine Fahrzeugbreitenrichtung erstreckt und als Erdabtragungskörper dient, einem Verbindungsarm 33, der die Schaufel 32 in Bezug auf den unteren Fahrkörper 12 des Maschinenkörpers 11 drehbar stützt, und einem Schaufelzylinder 34, der als Fluiddruckzylinder dient. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Verbindungsarm 33 und der Schaufelzylinder 34 z. B. jeweils in einem Rechts-Links-Paar bereitgestellt. Das Hydrauliköl wird dem Schaufelzylinder 34 vom Steuerventil 28 über ein Drehgelenk 35 zugeführt und daraus abgeführt. Das Drehgelenk 35 ist in der Schwenkmitte des oberen Schwenkkörpers 13 angeordnet. Ferner ist am Schaufelzylinder 34 eine Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens angebracht. Die Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens umfasst einen einzelnen blockförmigen Ventilhauptkörper 40, der direkt an dem Schaufelzylinder 34 angebracht ist, wie in der 7 dargestellt. Ein Sperrventil 41, ein Kolbenaufnahmeteil 42 und ein Arbeitskolben 43 sind in dem Ventilhauptkörper 40 umfasst.
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An der Arbeitsmaschine 10 ist ein Hydrauliksystem angebracht, das als Fluiddrucksystem dient, wie in 1 bis 6 dargestellt.
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Eine Hauptpumpe 50, die als eine am Maschinenkörper 11 angebrachte Fluiddruckpumpe dient, wird von einem am Maschinenkörper 11 angebrachten Motor angetrieben. Die Hauptpumpe 50 ist über einen im Steuerventil 28 bereitgestellten Mittenumgehungsdurchgang 51 mit einem Tank 52 verbunden und ist so ausgelegt, dass eine Flussrate des durch den Mittenumgehungsdurchgang 51 von der Hauptpumpe 50 zum Tank 52 zurückzuführenden Hydrauliköls in Abhängigkeit von einer Verdrängungsmenge eines Steuerschieber 50 des Steuerventils 28 reduziert wird. Im Steuerventil 28 ist ein Rückschlagventil 54 in einem vom Mittenumgehungsdurchgang 51 abzweigenden Zufuhrkanal 53 bereitgestellt. Im Steuerventil 28 ist ein Rücklaufkanal 55 bereitgestellt, der mit dem Mittenumgehungsdurchgang 51 verbunden ist und mit dem Tank 52 verbunden ist. Im Steuerventil 28 sind Verbindungskanäle 57 und 58 bereitgestellt, die mit den jeweiligen Aktuatoren wie dem linken und rechten Fahrmotor, den Schwenkmotoren, den Auslegerzylindern, den Armzylindern, den Löffelzylindern und den Schaufelzylindern 34 verbunden sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Leitungsentlastungsventil 62 mit einem Rückschlagventil 61 für eine Zusammensetzungsprüfung (Unterdruckverhinderung) in einem Durchgang 60 bereitgestellt, der zwischen dem Verbindungskanal 57 und dem Mittenumgehungsdurchgang 51 verbindet.
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In dem Steuerventil 28 der vorliegenden Ausführungsform können ein Steuerschieber, der Fahrmotor, der Schwenkmotor, der Auslegerzylinder, der Armzylinder und der Löffelzylinder ein bekanntes Produkt verwenden, weshalb deren Abbildungen weggelassen werden und nur der Steuerschieber 28BL für den Schaufelzylinder 34 dargestellt wird. Hier ermöglicht der Steuerschieber 28BL die Steuerung einer Verdrängungsrichtung und eines Verdrängungsbetrags entsprechend einer Betriebsrichtung und eines Betriebsbetrags eines Vorsteuerventils, das mit einem Betrieb einer Betriebseinheit verbunden ist, z. B. einem Hebel oder einem Pedal, das in der Kabine 14 angeordnet ist, und führt eine Richtungssteuerung und eine Flussratensteuerung des Hydrauliköls aus, das einer Kopfkammer 34h, die eine erste Fluidkammer ist, und einer Stangenkammer 34r, die eine zweite Fluidkammer des Schaufelzylinders 34 ist, von der Hauptpumpe 50 zugeführt und daraus abgeführt wird, und wird so verdrängt, dass die Flussrate des Hydrauliköls erhöht wird, wenn der Betriebsbetrag zunimmt. Der Steuerschieber 28BL umfasst in der vorliegenden Ausführungsform eine neutrale Position N, die Betriebspositionen P1 und P2 und eine Gleitposition P3. Der Steuerschieber 28BL befindet sich in der neutralen Position N, die es nicht erlaubt, dass dem Schaufelzylinder 34 Drucköl zugeführt wird, solange kein Vorsteuerdruck beaufschlagt wird. Der Steuerschieber 28BL ist konfiguriert, um in die Betriebspositionen P1 und P2 umgeschaltet zu werden, die es ermöglichen, dass das von der Hauptpumpe 50 abgeführte Öl der Kopfkammer 34h und der Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 zugeführt und daraus abgeführt wird, oder in eine Gleitposition P3, die es ermöglicht, dass die Kopfkammer 34h und die Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 mit dem Tank 52 verbunden werden, indem der Vorsteuerdruck zugeführt wird. In diesem Fall vergrößert oder verkleinert sich der Verdrängungsbetrag (Hub) des Steuerschiebers 28BL entsprechend der Zunahme oder Abnahme der eingegebenen Vorsteuerdrücke und wird so gesteuert, dass je größer der Verdrängungsbetrag ist, desto größer die durchlaufende Ölmenge wird, d. h. desto größer der Ventilöffnungsgrad wird.
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Die Verbindungskanäle 57 und 58 sind normalerweise über das Drehgelenk 35 mit den Aktuatoren verbunden; in der vorliegenden Ausführungsform sind sie jedoch mit der am Schaufelzylinder 34 angebrachten Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens verbunden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbindungskanal 57 mit einem Durchgang 65 der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens verbunden und der Verbindungskanal 58 ist mit einem Durchgang 66 der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens verbunden und ist ferner über einen Abzweigungskanal 67 direkt mit der Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 verbunden.
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Der Durchgang 65 der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens ist mit einem Sperrventil 41 verbunden. Das Sperrventil 41 ist so konfiguriert, dass ein Ventilkegel 71, der als Ventilelement dient, bewegbar in einem Aufnahmeteil 70 aufgenommen wird, das innerhalb eines Ventilhauptkörpers 40 ausgebildet ist, und dass der Ventilkegel 71 durch eine Feder 72, die als Druckelement dient, in eine Ventilschließrichtung, d. h. in Richtung eines Ventilsitzes, gedrückt wird. Innerhalb des Aufnahmeteils 70 werden eine Ventilsitzkammer 70r1, die mit dem Durchgang 65, der den Ventilsitz umfasst, verbunden ist, und eine Gegendruckkammer 70r2 durch den Ventilkegel 71 definiert. Der Durchgang 65 und ein Durchgang 74 sind mit der Ventilsitzkammer 70r1 verbunden, wobei der Ventilsitz dazwischen angeordnet ist. Der Durchgang 74 ist im Ventilhauptkörper 40 ausgebildet und ist direkt mit der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 verbunden. Darüber hinaus ist ein im Ventilhauptkörper 40 ausgebildeter Kommunikationskanal 75 vom Durchgang 74 abgezweigt und der Kommunikationskanal 75 ist über ein Entlastungsventil 77 und eine im Ventilhauptkörper 40 bereitgestellte Drossel 78 mit einem Tank 52 verbunden. Das Entlastungsventil 77 ist so eingestellt, dass es sich öffnet, wenn der Kopfkammerdruck des Schaufelzylinders 34 einen voreingestellten Entlastungsdruck erreicht.
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Von dem Kommunikationskanal 75 ist ein im Ventilhauptkörper 40 ausgebildeter Abzweigungskanal 80 abgezweigt und in dem Abzweigungskanal 80 ist ein Wahlventil 81 bereitgestellt. Mit anderen Worten, die Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 ist über das Wahlventil 81 mit der Gegendruckkammer 70r2 des Sperrventils 41 verbunden. Das Wahlventil 81 wird durch das aus dem Entlastungsventil 7 abfließende Hydrauliköl von der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 vorgesteuert. Das Wahlventil 81 ist umschaltbar zwischen einer ersten Position P4, die es ermöglicht, dass die Gegendruckkammer 70r2 des Sperrventils 41 und die Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 miteinander verbunden sind, und einer zweiten Position P5, die es ermöglicht, dass die Gegendruckkammer 70r2 und der Tank 52 miteinander verbunden sind.
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Ferner ist eine Ausgleichsleitung 83 in Verbindung mit der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens, die an dem Schaufelzylinder 34 auf der gegenüberliegenden Seite angebracht ist, von dem Kommunikationskanal 75 abgezweigt, und ein Sicherungsventil 84 ist an der Ausgleichsleitung 83 bereitgestellt. Mit anderen Worten, die Ausgleichsleitung 83 kommuniziert zwischen den Kopfkammern 34h eines Paares von Schaufelzylindern 34. Die Ausgleichsleitung 83 ist teilweise im Ventilhauptkörper 40 ausgebildet und der Abschnitt zwischen dem Ventilhauptkörper 40 der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens und derselben ist z. B. durch Leitungen ausgebildet. Das Sicherungsventil 84 wird zum Blockieren des Ölaustritts aus der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 verwendet, wenn die Ausgleichsleitung 83 beschädigt ist. Das Sicherungsventil 84 ist in den Ventilhauptkörper 40 eingebaut und konfiguriert, um sich zu schließen, wenn ein Vorne-Hinten-Differenzdruck einen vorbestimmten Druck erreicht, der im Voraus festgelegt wurde.
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Der Durchgang 66 der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens ist mit einem Kolbenaufnahmeteil 42 verbunden. Das Kolbenaufnahmeteil 42 ist unabhängig von dem Aufnahmeteil 70 des Sperrventils 41 in dem Ventilhauptkörper 40 ausgebildet. Das Kolbenaufnahmeteil 42 nimmt einen Arbeitskolben 43 bewegbar auf und ferner sind in dem Kolbenaufnahmeteil 42 durch den Arbeitskolben 43 eine erste Kolbenkammer 42p 1 und eine zweite Kolbenkammer 42p2 definiert. Die erste Kolbenkammer 42p1 ist mit dem Durchgang 66 verbunden. Dementsprechend ist die erste Kolbenkammer 42p1 über den Durchgang 66, den Verbindungskanal 58 und den Abzweigungskanal 67 mit der Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 verbunden. Eine Druckaufnahmefläche des Arbeitskolbens 43, die die der ersten Kolbenkammer 42p1 zugewandte Oberfläche des Arbeitskolbens 43 ist, ist wesentlich größer als eine Druckaufnahmefläche des Ventilkegels 71, die die der Gegendruckkammer 70r2 zugewandte Oberfläche des Ventilkegels 71 ist. Die zweite Kolbenkammer 42p2 befindet sich auf der Seite des Ventilkegels 71 (in der Figur links) des Sperrventils 41 in Bezug auf den Arbeitskolben 43 und wird zur Entleerung in Kommunikation mit dem Tank 52 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Drossel 78 verwendet. Daher ist der Arbeitskolben 43, obwohl der hydraulische Druck auf den Arbeitskolben 43 in Richtung der Seite des Sperrventils 41 (der Seite des Ventilkegels 71) im Kolbenaufnahmeteil 42 wirkt, so konfiguriert, dass er eine solche Reaktionskraft aus der entgegengesetzten Richtung nicht erhält, d. h. im Grunde keinen Druck erzeugt. Wie in der 7 dargestellt, ist die zweite Kolbenkammer 42p2 mit der Ventilsitzkammer 70r1 des Aufnahmeteils 70 des Sperrventils 41 über ein im Ventilhauptkörper 40 ausgebildetes Kommunikationsteil 86 verbunden. In dem Kommunikationsteil 86 ist eine Verbindungsstange 87 angeordnet, die als Verbindungselement zum Übertragen der Bewegung des Arbeitskolbens 43 auf den Ventilkegel 71 dient, damit die Bewegung des Ventilkegels 71 und die Bewegung des Arbeitskolbens 43 ineinandergreifen. Die Verbindungsstange 87 ist als separate Konstruktion vom Arbeitskolben 43 und dem Ventilkegel 71 ausgebildet. Außerdem ist die Verbindungsstange 87 lang ausgebildet und eine Fläche einer Endfläche der Verbindungsstange 87, die dem Arbeitskolben 43 und dem Ventilkegel 71 gegenüberliegt, ist in Bezug auf den Arbeitskolben 43 und den Ventilkegel 71 kleiner eingestellt.
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Als Nächstes wird ein Betrieb der abgebildeten Ausführungsform beschrieben.
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[Schaufel auf Neutral]
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In dem Fall, in dem ein Bediener die Betriebseinheit in eine neutrale Position bringt, wie in der 1 dargestellt, wenn der Steuerschieber 28BL des Steuerventils 28 in einer neutralen Position N positioniert ist, wird die Hauptpumpe 50 mit dem Mittenumgehungsdurchgang 51 verbunden und das Sperrventil 41 bewegt den Ventilkegel 71 in die Ventilschließrichtung durch die Druckkraft der Feder 72, um an dem Ventilsitz anzuliegen, und unterbricht eine Verbindung zwischen den Anschlüssen, die mit dem Durchgang 65 bzw. dem Durchgang 74 kommunizieren. Aus diesem Grund wird das von der Hauptpumpe 50 abgeführte Hydrauliköl über den Mittenumgehungsdurchgang 51 in den Tank 52 zurückgeführt und somit wird das Hydrauliköl nicht länger dem Schaufelzylinder 34 zugeführt und der Schaufelzylinder 34 behält den aktuellen Zustand bei, ohne einen Erweiterungs-/Einziehvorgang durchzuführen.
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[Anheben der Klinge]
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In dem Fall, in dem der Bediener die Betriebseinheit in einer Schaufelanheberichtung betätigt, wie in der 2 dargestellt, wird der Steuerschieber 28BL des Steuerventils 28 in die Betriebsposition P1 geschaltet und die Hauptpumpe 50 wird über das Rückschlagventil 54 des Zufuhrkanals 53 mit dem Verbindungskanal 58 verbunden und der Verbindungskanal 57 wird über den Rücklaufkanal 55 mit dem Tank 52 verbunden. Aus diesem Grund wird das von der Hauptpumpe 50 abgeführte Hydrauliköl der Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 durch den Abzweigungskanal 67 von dem Verbindungskanal 58 entsprechend eines Betriebsbetrags des Steuerkolbens 28BL zugeführt und ferner der ersten Kolbenkammer 42p1 des Kolbenaufnahmeteils 42 von dem Durchgang 66 der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens zugeführt. Infolgedessen wird der Arbeitskolben 43 durch einen stangenseitigen Druck (Pumpendruck) in Richtung einer dem Sperrventil 41 näheren Seite (in der Figur die linke Seite) gedrückt und bewegt und der Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 wird über die Verbindungsstange 87 gegen den Druck der Feder 72 gedrückt und wird zwangsweise bewegt und dadurch wird der Ventilsitz geöffnet, um zu ermöglichen, dass der Durchgang 65 und der Durchgang 74 miteinander kommunizieren, und der Verbindungskanal 57 wird mit der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 durch den Durchgang 65 und den Durchgang 74 verbunden und das Hydrauliköl wird von der Kopfkammer 34h zum Tank 52 zurückgeführt. Daher wird der Schaufelzylinder 34 zusammengezogen und die Schaufel 32 wird einem Hebevorgang unterzogen. Wenn der Bediener die Betriebseinheit in diesem Zustand in die neutrale Position zurückbringt, wird das Hydrauliköl in der Kopfkammer 34h und der Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 nicht erhöht oder verringert und die Schaufel 32 behält die angehobene Position bei.
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(Absenken der Schaufel und Anheben des Maschinenkörpers 11)
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In dem Fall, in dem der Bediener die Betriebseinheit in einer Schaufelabsenkungsrichtung betätigt, wie in der 3 dargestellt, wird der Steuerschieber 28BL des Steuerventils 28 in die Betriebsposition P2 umgeschaltet, die Hauptpumpe 50 wird über das Rückschlagventil 54 des Zufuhrkanals 53 mit dem Verbindungkanal 57 verbunden und der Verbindungkanal 58 wird über den Rücklaufkanal 55 mit dem Tank 52 verbunden. Aus diesem Grund wird das aus der Hauptpumpe 50 abgeführte Hydrauliköl über den Durchgang 65 der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens von dem Verbindungskanal 57 der Ventilsitzkammer 70r1 des Sperrventils 41 zugeführt, entsprechend einem Betriebsbetrag des Steuerschiebers 28BL, und der Ventilkegel 71 wird eingedrückt und gegen den Druck der Feder 72 bewegt, der Ventilsitz wird geöffnet, um zu ermöglichen, dass der Durchgang 65 und der Durchgang 74 miteinander kommunizieren, der Verbindungskanal 57 wird über den Durchgang 65 und den Durchgang 74 mit der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 verbunden und das Hydrauliköl wird von der Hauptpumpe 50 der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 zugeführt. Die Verbindungsstange 87 wird vom Ventilegel 71 getrennt. Ferner wird von der Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 eine Verbindung zum Tank 52 durch den Abzweigungskanal 67, den Verbindungskanal 58 und den Rücklaufkanal 55 hergestellt und das Hydrauliköl wird von der Stangenkammer 34r zum Tank 52 zurückgeführt. Daher wird der Schaufelzylinder 34 ausgefahren und die Schaufel 32 wird dazu veranlasst, einen Absenkvorgang durchzuführen. Daher kann der Maschinenkörper 11 angehoben werden, indem bewirkt wird, dass die Schaufel 32 einen Absenkvorgang durchführt, wie oben beschrieben, wobei die Schaufel 32 in Kontakt mit dem Boden gebracht wird. Wenn der Bediener die Betriebseinheit in diesem Zustand in die neutrale Position zurückbringt, wird das Hydrauliköl in der Kopfkammer 34h und der Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 nicht erhöht oder verringert und die Schaufel 32 behält die Absenkposition bei.
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(Gleiten der Schaufel)
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Schaltet der Bediener die Betriebseinheit in eine Gleitposition um, wie in der 4 dargestellt, dann wird der Steuerschieber 28BL des Steuerventils 28 in eine Gleitposition P3 umgeschaltet und die Hauptpumpe 50 wird mit dem Mittenumgehungsdurchgang 51 verbunden und ferner werden die Durchgänge 57 und 58 mit dem Tank 52 verbunden. Mit anderen Worten, die Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 wird über den Verbindungskanal 58 und den Rücklaufkanal 55 mit dem Tank 52 verbunden. Während zu diesem Zeitpunkt der Stangenkammerdruck (Tankdruck) des Schaufelzylinders 34 der ersten Kolbenkammer 42p1 des Arbeitskolbens 43 zugeführt wird, wirkt der Kopfkammerdruck des Schaufelzylinders 34 auf die Gegendruckkammer 70r2 des Rückschlagventils 41. Da jedoch die Druckaufnahmefläche des Arbeitskolbens 43 wesentlich größer ist als die Druckaufnahmefläche des Ventilkegels 71, übersteigt der auf den Arbeitskolben 43 ausgeübte Druck schon bei geringem Tankdruck die Summe aus der Druckkraft der Feder 72 und dem Gegendruck des Ventilkegels 71. Infolgedessen wird der Arbeitskolben 43 nach innen gedrückt und auf die Seite bewegt, die näher am Sperrventil 41 liegt (in der Figur links), und der Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 wird nach innen gedrückt und über die Verbindungsstange 87 zwangsweise gegen den Druck der Feder 72 bewegt. Aus diesem Grund wird der Ventilsitz des Sperrventils 41 geöffnet, so dass ermöglicht wird, dass der Durchgang 65 und der Durchgang 74 miteinander kommunizieren und die Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 über den Verbindungskanal 57 und den Rücklaufkanal 55 ebenfalls mit dem Tank 52 verbunden wird. Infolgedessen werden die Kopfkammer 34h und die Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 gemeinsam mit dem Tank 52 verbunden, ohne dass Druck auf sie einwirkt, so dass sich das Hydrauliköl frei zwischen der Kopfkammer 34h und der Stangenkammer 34r bewegen kann. Infolgedessen geht die Schaufel 32 in einen Gleitzustand über, in dem sie sich durch das Gewicht der Arbeitsmaschine 10 frei auf und ab bewegen kann, ohne fixiert zu sein. Durch die Verwendung dieser Gleitfunktion kann z. B. der Boden durch das Gewicht der Arbeitsmaschine 10 geebnet werden.
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(Bei beschädigten Leitungen und bei beschädigter Ausgleichsleitung)
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Angenommen, der Verbindungskanal 57 ist beschädigt, wie in der 5 dargestellt, dann hält der Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 durch die Druckkraft der Feder 72 einen Anschlag auf dem Ventilsitz aufrecht und behält einen Zustand bei, in dem die Kommunikation zwischen dem Durchgang 65 und dem Durchgang 74 unterbrochen ist. Somit wird verhindert, dass die Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 mit dem Verbindungskanal 57 verbunden wird, und das Hydrauliköl in der Kopfkammer 34h wird daran gehindert, aus dem beschädigten Abschnitt im Verbindungskanal 57 zur Außenseite des Hydrauliksystems auszulaufen, wodurch verhindert wird, dass der Schaufelzylinder 34 zusammengezogen wird. Aus diesem Grund kann, selbst wenn der Verbindungskanal 57 beschädigt wird, während die Schaufel 32 in Kontakt mit dem Boden gebracht wird und der Maschinenkörper 11 angehoben und gestützt wird, verhindert werden, dass der Maschinenkörper 11 aufgrund der Kontraktion des Schaufelzylinders 34 abgetrieben wird. Angenommen, der Verbindungskanal 58 wird beschädigt, kann das Hydrauliköl in der Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 aus dem beschädigten Abschnitt im Verbindungskanal 58 zur Außenseite des Hydrauliksystems austreten. Eine solches Austreten wirkt jedoch in einer Richtung, in der der Schaufelzylinder 34 ausgefahren ist, und führt nicht zur Kontraktion des Schaufelzylinders 34 und folglich zum Abdriften des Maschinenkörpers 11.
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Angenommen, die Ausgleichsleitung 83 wird beschädigt, dann steigt ein Vorne-Hinten-Differenzdruck des Sicherungsventils 84, das in der Ausgleichsleitung 83 bereitgestellt ist, und dadurch schließt sich das Sicherungsventil 84 und die Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 wird in Bezug auf die Ausgleichsleitung 83 abgeschnitten. Dadurch wird verhindert, dass das Hydrauliköl in der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 aus der Ausgleichsleitung 83 zur Außenseite des Hydrauliksystems austritt. Aus diesem Grund kann, selbst wenn die Ausgleichsleitung 83 beschädigt wird, während die Schaufel 32 in Kontakt mit dem Boden gebracht wird und der Maschinenkörper 11 angehoben und gestützt wird, ein Abdriften des Maschinenkörpers 11 aufgrund der Kontraktion des Schaufelzylinders 34 unterdrückt werden.
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(Bei Überlastung)
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Wenn z. B. eine Überlastung auf die Schaufel 32 ausgeübt wird, wie in der 6 dargestellt, selbst unter der Annahme, der Steuerschieber 28BL des Steuerventils 28 befindet sich in der neutralen Position N, wird, wenn die Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 einen vorbestimmten Druck erreicht, ein Entlastungsventil 77 geöffnet und das Wahlventil 81 wird durch das Hydrauliköl von der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34, das aus dem Entlastungsventil 77 ausströmt, vorgesteuert und wird von der ersten Position P4 in die zweite Position P5 umgeschaltet. Infolgedessen stehen die Gegendruckkammer 70r2 des Sperrventils 41 und der Tank 52 miteinander in Verbindung. Aus diesem Grund wird der Gegendruck des Sperrventils 41 freigegeben, der Ventilkegel 71 wird durch den Kopfkammerdruck des Schaufelzylinders 34 gegen die Vorspannung der Feder 72 zwangsweise in die Ventilöffnungsrichtung bewegt, der Ventilsitz wird geöffnet, wodurch ermöglicht wird, dass der Durchgang 65 und der Durchgang 74 miteinander kommunizieren, und die Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 wird über den Durchgang 74 und den Durchgang 65 mit dem Verbindungskanal 57 verbunden. Daher wird das unter Druck stehende Öl aus der Kopfkammer 34h vom Verbindungskanal 57 durch den Mittenumgehungsdurchgang 51 zum Tank 52 zurückgeführt, indem das Leitungsentlastungsventil 62 des Durchgangs 60 geöffnet wird, wodurch die Überlast freigegeben und eine Beschädigung des Schaufelzylinders 34 oder der Leitungen verhindert wird.
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Als nächstes werden die vorteilhaften Auswirkungen der dargestellten Ausführungsform aufgeführt.
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Der Arbeitskolben 43, auf den kein hydraulischer Druck von der zweiten Kolbenkammer 42p2 auf der Seite des Ventilkegels 71 des Sperrventils 41 wirkt, ist mit dem Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 verbunden. Dementsprechend übersteigt, wenn das Hydrauliköl vom Steuerventil 28 der Seite der Stangenkammer 34r des Schaufelzylinders 34 zugeführt wird, der Stangenkammerdruck des Schaufelzylinders 34 eine Druckkraft, die durch die Feder 72 des Sperrventils 41 auf den Ventilkegel 71 wirkt, und dadurch wird der Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 durch den Arbeitskolben 43 in die Ventilöffnungsrichtung bewegt und das Hydrauliköl kann aus der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 zum Steuerventil 28 abgeführt werden. Ferner wird beispielsweise im Falle einer Beschädigung eines Durchgangs, der zwischen dem Aufnahmeteil 70 des Sperrventils 41 und dem Steuerventil 28 kommuniziert, z. B. des Verbindungskanals, der Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 durch die Druckkraft der Feder 72 in Ventilschließrichtung gehalten, wodurch verhindert wird, dass das Hydrauliköl aus der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 zum Steuerventil 28 abgeführt wird, so dass die Schaufel 32 nicht von der Stützung des Maschinenkörpers 11 freigegeben wird. Dementsprechend wird es ermöglicht, mit einer einfachen Konfiguration die Schaufel 32 zu betätigen und ein Abdriften des von der Schaufel 32 gestützten Maschinenkörpers 11 zu verhindern, ohne dass eine neue Vorsteuerleitung oder dergleichen von der Seite des Steuerventils 28 hinzugefügt werden muss.
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Durch das direkte Anbringen des Ventilhauptkörpers 40, umfassend das Sperrventil 41, das Kolbenaufnahmeteil 42 und den Arbeitskolben 43 an dem Schaufelzylinder 34, und durch das Ausbilden des Durchgangs 74 darin, der direkt zwischen dem Aufnahmeteil 70 des Sperrventils 41 und der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 kommuniziert, können Leitungen zur Verbindung zwischen dem Aufnahmeteil 70 und der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 eliminiert werden und eine Beschädigung des Durchgangs 74, der zwischen dem Aufnahmeteil 70 und der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 kommuniziert, kann verhindert werden, wodurch das Abdriften des Maschinenkörpers 11 aufgrund dieser Beschädigung verhindert werden kann.
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Indem der Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 und der Arbeitskolben 43 als voneinander getrennte Körper ausgebildet werden, kann sowohl das Abdichtungsvermögen als auch die Herstellbarkeit der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens verbessert werden.
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Durch die Ausgestaltung des Sperrventils 41 als Vorsteuer-Sperrventil, das die Gegendruckkammer 70r2 definiert, die im Aufnahmeteil 70 die Feder 72 aufnimmt und ferner mit einem Kopfkammerdruck des Schaufelzylinders 34 beaufschlagt werden kann, kann der Kopfkammerdruck des Schaufelzylinders 34 zur feineren Steuerung der Betätigung des Ventilkegels 71 des Sperrventils 41 verwendet werden. Da ein Vorsteuerdruck zur Betätigung des Sperrventils 41 den Kopfkammerdruck des Schaufelzylinders 34 verwenden kann und ein Durchgang für diesen Zweck innerhalb des Ventilhauptkörpers 40 ausgebildet sein kann, müssen keine zusätzlichen Leitungen von der Seite des oberen Schwenkkörpers 13 verlegt werden, selbst wenn das Sperrventil 41 ein vorgesteuertes Sperrventil ist.
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Wird die Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 mit einer Überlast beaufschlagt, öffnet sich das Entlastungsventil 77, das Wahlventil 81 wird durch das Hydrauliköl von der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34, das aus dem Entlastungsventil 77 ausströmt, vorgesteuert und in die zweite Stellung P5 umgeschaltet, die eine Kommunikation zwischen der Gegendruckkammer 70r2 und dem Tank 52 ermöglicht, wodurch der Gegendruck des Sperrventils 41 freigegeben und der Ventilegel 71 in Ventilöffnungsrichtung bewegt werden kann, und das Hydrauliköl wird über das Steuerventil 28 aus der Kopfkammer 34h zum Tank 52 zurückgeführt, um die Überlast freizugeben.
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Durch das Bereitstellen des Sicherungsventils 84 in der Ausgleichsleitung 83, die zwischen den gepaarten Kopfkammern 34h der Schaufelzylinder 34 kommuniziert, wenn die Ausgleichsleitung 83 beispielsweise beschädigt ist, erreicht der Vorne-Hinten-Differenzdruck am Sicherungsventil 84 einen vorbestimmten Druck, der im Voraus festgelegt wurde, wodurch das Sicherungsventil 84 geschlossen wird und das Hydrauliköl daran gehindert werden kann, aus der Kopfkammer 34h des Schaufelzylinders 34 über die Ausgleichsleitung 83 abzufließen, und ein Abdriften des Maschinenkörpers 11 aufgrund dieses Ölabflusses verhindert werden kann.
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Wenn versucht wird, sowohl die Kopfkammer 34h als auch die Stangenkammer 34r jeweils über das Steuerventil 28 mit dem Tank 52 zu verbinden, indem eine Fläche, mit der der Arbeitskolben 43 den Stangenkammerdruck des Schaufelzylinders 34 empfängt, größer eingestellt wird als eine Fläche, mit der der Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 den Kopfkammerdruck des Schaufelzylinders 34 empfängt, übersteigt eine Kraft, die der Arbeitskolben 43 von dem Stangenkammerdruck empfängt, eine Kraft, die der Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 von dem Kopfkammerdruck empfängt, und der Ventilkegel 71 des Sperrventils 41 kann durch den Arbeitskolben 43 in die Ventilöffnungsrichtung bewegt werden. Dadurch wird es ermöglicht, sowohl die Kopfkammer 34h als auch die Stangenkammer 34r mit dem Tank 52 zu verbinden. Aus diesem Grund wird es ermöglicht, dem Schaufelzylinder 34 auf einfache Weise eine Gleitfunktion zu verleihen.
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Ferner ist die Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eins Abdriftens so strukturiert, dass alle Strukturen und Durchgänge in das Innere des Ventilhauptkörpers 40 integriert sind, und die Struktur ist vollständig im Inneren des Ventilhauptkörpers 40 und als Ergebnis können zusätzliche Leitungen minimiert werden und die Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eins Abdriftens kann leicht an den allgemeinen Arbeitsmaschinen angebracht werden, die die Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eins Abdriftens nicht haben.
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Durch das Anbringen der Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eins Abdriftens am Schaufelzylinder 34 zum Bewegen der Schaufel 32 nach oben und unten wird es möglich, mit einer einfachen Konfiguration die Schaufel 32 aufwärts und abwärts zu bewegen und ein Abdriften des Maschinenkörpers 11, der durch die Reaktionskraft der in Kontakt mit dem Boden gebrachten Schaufel 32 gestützt wird, zu verhindern, ohne die Notwendigkeit, eine Vorsteuerleitung oder dergleichen von der Seite des Steuerventils 28 neu hinzuzufügen.
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Die vorliegende Erfindung kann die Arbeitsmaschine 10 bereitstellen, die in der Lage ist, mit einer einfachen Konfiguration die Schaufel 32 aufwärts und abwärts zu bewegen und ein Abdriften des Maschinenkörpers 11, der durch eine Reaktionskraft der in Kontakt mit dem Boden gebrachten Schaufel 32 gestützt wird, zu verhindern, ohne die Notwendigkeit, Anschlüsse wie eine Vorsteuerleitung zum Drehgelenk 35 hinzuzufügen, die erforderlich ist, wenn das Hydrauliköl vom Steuerventil 28, das sich im oberen Schwenkkörper 13 befindet, zum Schaufelzylinder 34 der Schaufelvorrichtung 31, die sich im unteren Fahrkörper 12 befindet, zugeführt wird, indem die oben beschriebene Schaufelvorrichtung 31 in der Arbeitsmaschine 10 bereitgestellt wird. Aus diesem Grund kann die Arbeitsmaschine 10 kostengünstig hergestellt werden, ohne dass die Kosten für die Herstellung des speziellen Drehgelenks 34 steigen oder die Anordnung geändert werden muss, und sie ist problemlos in herkömmlichen Arbeitsmaschinen einsetzbar. Insbesondere bei der am unteren Fahrkörper 12 in Bodennähe angeordneten Schaufelvorrichtung 31 ist es wünschenswert, die Leitungen so weit wie möglich zu reduzieren, um die Möglichkeit von Beschädigungen durch z. B. aufspringende Steine zu verringern. Daher kann die Arbeitsmaschine 10 mit hoher Zuverlässigkeit bereitgestellt werden, die zusätzliche Leitungen oder dergleichen aufgehoben hat, während ein Abdriften des Maschinenkörpers 11 durch die Anwendung der oben erwähnten Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens und der Schaufelvorrichtung 31 verhindert wird.
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In einer oben beschriebenen Ausführungsform kann die Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens beispielsweise an einem Auslegerzylinder angewendet werden, der als Fluiddruckzylinder dient, der einen als aktivierte Einheit dienenden Ausleger aktiviert und den Maschinenkörper 11 stabilisiert. Mit anderen Worten, auch bei einer als untere Stützvorrichtung dienenden Auslegervorrichtung, die im unteren Fahrkörper 12 bereitgestellt ist und der ähnlich wie der Schaufelvorrichtung 31 über das Drehgelenk 35 das Hydrauliköl zugeführt wird, weil sich das Problem ergibt, ein Abdriften des Maschinenkörpers 11 zu verhindern, ohne neue Anschlüsse für eine separate Hydraulikleitung oder eine Vorsteuerleitung zum Drehgelenk 35 hinzuzufügen, kann die oben beschriebene Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens unter Berücksichtigung der Kosten und des Aufbaus zweckmäßig verwendet werden.
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Ferner kann die Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens an einem Fluiddruckzylinder, wie z. B. einem Auslegerzylinder, zum Anheben des Maschinenkörpers 11 durch Drücken des Löffels der Arbeitsausrüstung 15 als betätigbare Einheit der Arbeitsmaschine 10 gegen den Boden verwendet werden. Beim Anheben des Maschinenkörpers 11 durch das Drücken der Arbeitsausrüstung 15 gegen den Boden kann derselbe Wechselwirkungseffekt durch das umgekehrte Verbinden der Kopfkammer und der Stangenkammer des Fluiddruckzylinders in Bezug auf die Ventilvorrichtung 36 zum Verhindern eines Abdriftens im Vergleich zu einer Ausführungsform erhalten werden, da der Maschinenkörper 11 aufgrund des Ausfahrens des Auslegerzylinders oder dergleichen abgesenkt werden kann. Daher kann, je nach Hydrauliksystem, die erste Fluidkammer eine Kopfkammer oder eine Stangenkammer sein und die zweite Fluidkammer kann eine Stangenkammer oder eine Kopfkammer sein.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung stellt eine gewerbliche Anwendbarkeit vor allem für Unternehmer bereit, die Hydraulikzylinder für Schaufelvorrichtungen herstellen oder verkaufen, die beispielsweise in Arbeitsmaschinen, wie z. B. Hydraulikschaufeln, oder Arbeitsmaschinen, an denen diese Hydraulikzylinder angebracht werden, verwendet werden.
