DE19651504A1

DE19651504A1 - Flüssigkeitsregeneriervorrichtung für Baufahrzeuge

Info

Publication number: DE19651504A1
Application number: DE19651504A
Authority: DE
Inventors: Tae Seung Chung; Yang Goo Lee
Original assignee: Samsung Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: Volvo Construction Equipment AB
Priority date: 1996-05-25
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1997-11-27
Also published as: GB2313412A; CN1166559A; GB9625701D0; KR100305742B1; KR970075391A; CN1082116C; US5791226A; JPH09317704A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Rücklaufflüssigkeitsregeneriervorrichtung, die in einem Hydraulikkreis von Baufahrzeugen benutzt wird, und, mehr ins besondere, auf eine Regeneriervorrichtung, die bei einem Zy linderstellantrieb wie dem Ausleger-, Arm- oder Eimerzylinder eines Motorbaggers benutzt wird, um einen Gegendruck in einer Flüssigkeitsrückleitung zu erzeugen, durch den die Bewegungs geschwindigkeit des Stellantriebs reguliert wird, während gleichzeitig die Erzeugung von hohem Druck in einer Flüssig keitsversorgungsleitung, die sich zu dem Stellantrieb er streckt, verhindert wird.

In einem Hydraulikkreis von Baufahrzeugen wie Motorbaggern be deutet die "Regenerierung von Flüssigkeit", daß eine Rücklauf flüssigkeit in einer Flüssigkeitsrückleitung, welche sich von einem Stellantrieb aus erstreckt, zu einer Flüssigkeitsversor gungsleitung zurückgefördert wird, die sich zu dem Stellan trieb erstreckt, um dadurch die Erzeugung von Kavitation in der Flüssigkeitsversorgungsleitung aufgrund eines Mangels an Druckflüssigkeit in der Flüssigkeitsversorgungsleitung zu ver hindern und die Bewegungsgeschwindigkeit des Stellantriebs zu regulieren.

Um die Rücklaufflüssigkeit aus einem Stellantrieb in dem Hydraulikkreis eines Baufahrzeuges zu regenerieren, muß es möglich sein, den Stellantrieb durch das Gewicht eines zu geordneten Arbeitsteils wahlweise zu betätigen, statt durch Druckflüssigkeit, die von einer Hydraulikpumpe geliefert wird. Zum Beispiel wird bei dem Betrieb eine Motorbagger rücklaufflüssigkeit, die unter hohem Druck steht, durch das Gewicht eines Auslegers während einer Ausleger-Ab-Bewegung er zielt und ihrerseits in einer Ausleger-Auf-Bewegung benutzt.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Wegeventils oder Armsteuerventils zeigt, das zum Steuern der Fließrichtung von Flüssigkeit für einen Armzylinder benutzt wird und einen typi schen Regenerierkreis hat. Fig. 2 ist ein Schaltbild, das den Aufbau eines Hydraulikkreises zeigt, der mit dem Armsteuerven til nach Fig. 1 versehen ist. Gemäß der Darstellung in den Fig. 1 und 2 ist der Armzylinder ARM mit einer Hydraulikpumpe P über eine erste und eine zweite Flüssigkeitsleitung 101a und 101b verbunden, wobei das Armsteuerventil CV in den Leitungen 101a und 101b angebracht ist. In dem Armsteuerventil CV bewegt sich ein Schieber in einem Ventilblock aufgrund eines durch eine Bedienungsperson gelieferten Steuersignals 100, 101 li near, wodurch die internen Leitungen des Ventils CV umgeschal tet werden und die Fließrichtung von Flüssigkeit gesteuert wird, welche aus der Pumpe P dem Armzylinder ARM zugeführt wird.

Das Armsteuerventil CV startet oder stoppt so den Armzylinder ARM und steuert die Bewegungsrichtung des Zylinders ARM.

Das heißt, wenn das Ventil CV in die neutrale Position ge schaltet wird, werden die internen Leitungen mit Ausnahme der mittleren Bypassleitung 103 geschlossen, so daß die Druckflüs sigkeit, die von der Pumpe P abgegeben wird, nicht zu dem Arm zylinder ARM fließt, sondern über die Bypassleitung 103 in den Tank T zurückkehrt. Wenn das Ventil CV in die erste Position I geschaltet wird, geht die Druckflüssigkeit aus der Pumpe P durch die Ausgangsflüssigkeitsleitung 102, die versorgungssei tige interne Leitung 104 des Ventils CV und die erste Flüssig keitsleitung 101a hindurch und wird so der großen Kammer des Armzylinders ARM zugeführt. In diesem Fall kehrt die Flüssig keit in der kleinen Kammer des Armzylinders ARM zu dem Tank T über die zweite Fluidleitung 101b und die rücklaufseitige in terne Leitung 107 des Ventils CV zurück. Der Armzylinder ARM wird in dem obigen Zustand in eine Kolbenstangenzurückziehbe wegung gebracht und führt dadurch eine Armeinwärtsbewegung aus. Mittlerweile geht, wenn das Ventil CV in die zweite Position II umgeschaltet wird, die Druckflüssigkeit aus der Pumpe P durch die interne Leitung des Ventils CV und die zweite Lei tung 101b hindurch und wird so der kleinen Kammer des Armzy linders ARM zugeführt. In diesem Fall kehrt die Flüssigkeit in der großen Kammer des Armzylinders ARM in den Tank T über die erste Flüssigkeitsleitung 101a und die interne Leitung des Ventils CV zurück. Der Armzylinder ARM wird in dem obigen Zu stand in eine Kolbenstangenausfahrbewegung gebracht und führt dadurch eine Armauswärtsbewegung aus.

Wenn das Armsteuerventil CV in die erste Position I umge schaltet wird, wodurch eine Armeinwärtsbewegung ausgeführt wird, wird ein Gegendruck in der rücklaufseitigen internen Leitung 107 des Ventils CV aufgrund einer Drosselstelle 108 erzeugt. Wenn der Gegendruck innerhalb der Leitung 107 höher als ein voreingestellter Druck einer Ventilfeder 106a eines Rückschlagventils 106 ist, wird die Rücklaufflüssigkeit, die durch die Leitung 107 des Ventils CV hindurchgeht, teilweise zu der versorgungsseitigen internen Leitung 104 über eine Re generierleitung 105 zurückgeleitet, die von der rücklaufseiti gen internen Leitung 107 abzweigt. Die Rücklaufflüssigkeit in der Leitung 107 wird so teilweise regeneriert. In der versor gungsseitigen internen Leitung 104 wird die regenerierte Rück laufflüssigkeit mit der Druckflüssigkeit vermischt, die von der Pumpe P abgegeben wird, und wird wiederum in die große Kammer des Armzylinders ARM über die erste Fluidleitung 101a gefördert.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen RV ein Entlastungs ventil. T bezeichnet einen Tankdurchlaß, und P bezeichnet einen Pumpendurchlaß.

Bei dem obigen Regenerierkreis gibt es jedoch die folgenden Probleme. Erstens, es ist nicht notwendig, einen hohen Be triebsdruck in der Flüssigkeitsversorgungsleitung für dem Arm zylinder ARM zu erzeugen, wenn sich der Arm in einem last freien Zustand bewegt.

Die Rücklaufflüssigkeit, die in der rücklaufseitigen internen Leitung 107 fließt, wird jedoch aufgrund des Gewichts des Arms immer teilweise regeneriert und übt dadurch unnötigerweise einen hohen Betriebsdruck auf die Flüssigkeits versorgungsleitung in dem obigen Zustand aus.

Zweitens, die Rücklaufflüssigkeit, welche die Bewegungsge schwindigkeit des Armzylinders ARM bestimmt, fließt durch die Drosselstelle 108 und das Rückschlagventil 106 der Re generierleitung 105.

Deshalb wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Arms weitgehend durch die Durchflußleistung der regenerierten Rück laufflüssigkeit beeinflußt, wodurch bewirkt wird, daß die Be wegungsgeschwindigkeit des Armzylinders ARM in Übereinstimmung mit der Last, die auf den Arm ausgeübt wird, weitgehend geän dert wird. In dem obigen Fall kann die Bewe gungsgeschwindigkeit des Armzylinders ARM nicht durch die Querschnittsfläche der Drosselstelle bestimmt werden, die in dem Armsteuerventil CV gebildet ist, und wird durch die Bewe gung des Schiebers innerhalb des Ventilblockes gesteuert. Des halb gelingt es nicht, den Armzylinder ARM aufgrund eines von einer Bedienungsperson gelieferten Steuersignals präzise zu bewegen, so daß es fast unmöglich ist, die Bewegung des Arms präzise zu steuern.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Rück laufflüssigkeitsregeneriervorrichtung eines Hydraulikkreises für Baufahrzeuge zu schaffen, mit der die obigen Probleme überwunden werden können und die einen Gegendruck in der Rück leitung eines Stellantriebs aufbaut und dadurch verhindert, daß Rücklaufflüssigkeit des Stellantriebs schnell aus der Rückleitung in die Versorgungsleitung fließt, und dadurch die Bewegungsgeschwindigkeit des Stellantriebs reguliert, während sie gleichzeitig die Erzeugung von hohem Druck in der Versor gungsleitung aufgrund der regenerierten Rücklaufflüssigkeit verhindert.

Zum Erreichen des obigen Ziels schafft die vorliegende Er findung eine Regeneriervorrichtung zum Zurückleiten von Rück laufflüssigkeit zu einer Flüssigkeitsversorgungsleitung für einen Stellantrieb, der durch das Gewicht eines zugeordneten Arbeitsteils eines Baufahrzeuges betätigbar ist, wodurch die Rücklaufflüssigkeit regeneriert wird.

Die Vorrichtung hat eine Drosselstelle, die in einer rück laufseitigen internen Leitung eines Wegeventils des Stell antriebs vorgesehen ist. Eine Regenerierleitung ist zwischen der rücklaufseitigen internen Leitung und einer Rückleitung angeordnet, die sich zu einem Rücklauftank erstreckt, und wird wahlweise mit der rücklaufseitigen internen Leitung während einer Gewichtsbetätigung des Stellantriebs verbunden. Eine Re generierzweigleitung zweigt von der rücklaufseitigen internen Leitung in einer Position hinter der Drosselstelle ab und ist mit einer versorgungsseitigen internen Leitung des Steuerven tils verbunden, so daß die Rücklaufflüssigkeit wahlweise aus der rücklaufseitigen internen Leitung zu der versorgungsseiti gen internen Leitung gefördert und dadurch die Rücklaufflüs sigkeit regeneriert wird.

In der bevorzugten Ausführungsform ist ein erstes Rück schlagventil in der Regenerierleitung vorgesehen, um wahlweise einen Gegendruck in der Regenerierleitung aufzubauen.

Darüber hinaus ist ein zweites Rückschlagventil in der Re generierzweigleitung vorgesehen, um das Zurückfließen von Flüssigkeit aus der versorgungsseitigen internen Leitung zu der rücklaufseitigen internen Leitung zu verhindern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht, die den Aufbau eines Armsteuerventils zeigt, das zum Steuern der Fließrichtung von Flüssigkeit für einen Armzylinder benutzt wird und einen typischen Regenerierkreis hat;

Fig. 2 ein Schaltbild, das den Aufbau des Hydraulikkreises zeigt, der mit dem Armsteuerventil nach Fig. 1 versehen ist;

Fig. 3 eine Ansicht, die den Aufbau eines Armsteuerventils zeigt, das eine Regeneriervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung hat; und

Fig. 4 ein Schaltbild, das den Aufbau des Hydraulikkreises zeigt, der mit dem Armsteuerventil nach Fig. 3 versehen ist.

In der folgenden Beschreibung wird die Regeneriervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beispiels halber in einem Armsteuerventil eines Motorbaggers benutzt. Es ist jedoch klar, daß die Regeneriervorrichtung in einem Ausle gersteuerventil, einem Eimersteuerventil oder einem anderen Wegeventil benutzt werden kann.

Fig. 3 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Armsteuerventils zeigt, das mit der Regeneriervorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist. Fig. 4 ist ein Schaltbild, das den Hydraulikkreis zeigt, der mit dem Armsteuerventil nach Fig. 3 versehen ist.

Gemäß der Darstellung in den Fig. 3 und 4 ist der Armzylinder ARM mit einer Hydraulikpumpe P über eine erste und eine zweite Flüssigkeitsleitung 1a und 1b verbunden, wobei das Armsteuer ventil CV in den Flüssigkeitsleitungen 1a und 1b angeordnet ist. Der Aufbau und die Arbeitsweise des Hydraulikkreises, der das Armsteuerventil CV aufweist, wurden im einzelnen für die bekannte Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 beschrieben, weshalb eine weitere Erläuterung für nicht notwendig erachtet wird.

Die Regeneriervorrichtung nach der Erfindung hat eine rück laufseitige interne Leitung 7, die in dem Armsteuerventil CV vorgesehen ist und wahlweise mit der zweiten Leitung 1b des Armzylinders ARM verbunden wird, wenn der Schieber des Ventils CV aufgrund eines Steuersignals 100, das eine Bedienungsperson liefert, in die erste Position I geschaltet wird. Eine Dros selstelle oder -bohrung 8 ist in der rücklaufseitigen internen Leitung 7 des Ventils CV vorgesehen. Die Regeneriervorrichtung hat außerdem eine Regenerierleitung 11, die sich von der rück laufseitigen internen Leitung 7 aus zu einer Rückleitung 9 er streckt, welche sich zu einem Rücklauftank T erstreckt. Die Regenerierleitung 11 wird wahlweise mit der rücklaufseitigen internen Leitung 7 verbunden, während der Armzylinder ARM den Arm betätigt, um den Arm in eine Armeinwärtsbewegung zu ver setzen. Ein federvorgespanntes erstes Rückschlagventil 12 ist in der Regenerierleitung 11 vorgesehen. Das erste Rückschlag ventil 12 ist durch eine Ventilfeder 13 mit einem voreinge stellten Druck elastisch vorgespannt. Die Drosselstelle 8 baut einen Gegendruck in der Rückleitung 1b des Armzylinders ARM auf, wodurch verhindert wird, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Armzylinders ARM aufgrund schnellen Fließens der Rück laufflüssigkeit aus der Leitung 7 in die versorgungsseitige interne Leitung 4 während einer belastungslosen Bewegung des Arms erhöht wird.

Die Bewegungsgeschwindigkeit des Armzylinders ARM kann deshalb durch lineare Bewegung des Schiebers in dem Ventilblock des Armsteuerventils CV aufgrund des Steuersignals der Bedienungs person präzise gesteuert werden. Eine Regenerierzweigleitung 5 zweigt von der rücklaufseitigen internen Leitung 7 in einer Position hinter der Drosselstelle 8 ab und ist mit der versor gungsseitigen internen Leitung 4 des Steuerventils CV verbun den. Ein federvorgespanntes zweites Rückschlagventil 6 ist in der Regenerierzweigleitung 5 vorgesehen. Das zweite Rück schlagventil 6 ist durch eine Ventilfeder 6a mit einem vorein gestellten Druck elastisch vorgespannt, so daß das Ventil 6 das umgekehrte Fließen von Druckflüssigkeit aus der versor gungsseitigen internen Leitung 4 zu der rücklaufseitigen in ternen Leitung 7 verhindert, wenn die Regenerierzweigleitung 5 geöffnet ist.

Die Arbeitsweise der obigen Regeneriervorrichtung wird im fol genden beschrieben.

Wenn das Armsteuerventil CV in die erste Position I aufgrund eines Steuersignals 100 der Bedienungsperson umgeschaltet wird, geht die Druckflüssigkeit aus der Pumpe P durch die Aus gangsflüssigkeitsleitung 2, die versorgungsseitige interne Leitung 4 des Ventils CV und die erste Flüssigkeitsleitung 1a hindurch und wird so der großen Kammer des Armzylinders ARM zugeführt. In diesem Fall fließt die Flüssigkeit in der klei nen Kammer des Armzylinders ARM durch die zweite Flüssigkeits leitung 1b, die rücklaufseitige interne Leitung 7 des Ventils CV, die Drosselstelle 8, die Regenerierleitung 11, das erste Rückschlagventil 12 und die Rückleitung 9 und kehrt so zu dem Tank T zurück. Der Armzylinder ARM wird in dem obigen Zustand in eine Kolbenstangenzurückziehbewegung versetzt und bewirkt dadurch eine Armeinwärtsbewegung.

Wenn die Menge an Rücklaufflüssigkeit aus der kleinen Kammer des Zylinders ARM aufgrund des Gewichts des Arms während einer belastungslosen Bewegung des Arms schnell erhöht wird, baut die Drosselstelle 8 einen Gegendruck in der ersten Flüssig keitsleitung 1a auf, wodurch ein schneller Anstieg der Menge der Flüssigkeit innerhalb der Leitung 7 in einer Position hin ter der Drosselstelle 8 verhindert wird. Die Drosselstelle 8 verhindert so in dem obigen Zustand einen Anstieg der Menge an regenerierter Rücklaufflüssigkeit und verhindert dadurch die Erzeugung von hohem Druck in der ersten Flüssigkeitsleitung 1a des Armzylinders ARM.

Wenn ein Gegendruck in der Regenerierleitung 12 durch die Ven tilfeder 13 des ersten Rückschlagventils 12 aufgebaut wird, öffnet die Rücklaufflüssigkeit, die in der rücklaufseitigen internen Leitung 7 fließt, das zweite Rückschlagventil 6 der Regenerierzweigleitung 5, während sie den voreingestellten Druck überwindet, der durch die Ventilfeder 6a verursacht wird. Die Rücklaufflüssigkeit wird so teilweise zu der versor gungsseitigen internen Leitung 4 des Armsteuerventils CV über die Regenerierzweigleitung 5 zurückgeleitet, wodurch sie mit der Druckflüssigkeit aus der Pumpe P vermischt wird. Die Rück laufflüssigkeit wird so teilweise regeneriert.

Die vorliegende Erfindung schafft, wie oben beschrieben, eine Rücklaufflüssigkeitsregeneriervorrichtung eines Hydraulikkrei ses für Baufahrzeuge. Die Regeneriervorrichtung hat eine Dros selstelle, die in einer rücklaufseitigen internen Leitung ei nes Wegeventils des Stellantriebs vorgesehen ist. Eine Regene rierleitung ist zwischen der rücklaufseitigen internen Leitung und einer Rückleitung angeordnet, die sich zu einem Rücklauf tank erstreckt, und wird wahlweise mit der rücklaufseitigen internen Leitung während einer Gewichtsbetätigung des Stellan triebs verbunden. Eine Regenerierzweigleitung zweigt von der rücklaufseitigen internen Leitung in einer Position hinter der Drosselstelle ab und ist mit einer versorgungsseitigen inter nen Leitung des Steuerventils verbunden, so daß wahlweise die Rücklaufflüssigkeit aus der rücklaufseitigen internen Leitung der versorgungsseitigen internen Leitung zugeführt und dadurch die Rücklaufflüssigkeit regeneriert oder zurückgewonnen wird. Die Regeneriervorrichtung nach der Erfindung reguliert die Be wegungsgeschwindigkeit des Stellantriebs. Die Vorrichtung baut außerdem einen Gegendruck in der Regenerierleitung durch die unter hohem Druck stehende Rücklaufflüssigkeit auf, die wäh rend einer Gewichtsbetätigung des Stellantriebs gewonnen wird, und verhindert dadurch wirksam die Erzeugung von hohem Druck in der Flüssigkeitsversorgungsleitung. Die Vorrichtung verhin dert so die Erzeugung von unnötig hohem Druck in der Flüssigkeitsversorgungsleitung. Ein weiterer Vorteil der Rege neriervorrichtung besteht darin, daß die Vorrichtung einen konstanten Druck in der Regenerierleitung erzeugt und so die Erzeugung von Kavitation in dem Stellantrieb verhindert.

Claims

1. Regeniervorrichtung zum Zurückleiten von Rücklaufflüs sigkeit zu einer Flüssigkeitsversorgungsleitung für einen Stellantrieb, der durch das Gewicht eines zugeordneten Ar beitsteils eines Baufahrzeuges betätigbar ist, wodurch die Rücklaufflüssigkeit teilweise regeneriert wird, mit:
einer Drosselstelle (8), die in einer rücklaufseitigen in ternen Leitung (7) eines Wegeventils (CV) des Stellantriebs vorgesehen ist;
einer Regenerierleitung (11), die zwischen der rücklaufsei tigen internen Leitung (7) und einer Rückleitung (9) ange ordnet ist, welche sich zu einem Rücklauftank (T) erstreckt und wahlweise mit der rücklaufseitigen internen Leitung (7) während einer Gewichtsbetätigung des Stellantriebs verbunden wird; und einer Regenerierzweigleitung (5), die von der rück laufseitigen internen Leitung (7) in einer Position hinter der Drosselstelle (8) abzweigt und mit einer versorgungsseitigen internen Leitung (4) des Steuerventils (CV) verbunden ist und so wahlweise die Rücklaufflüssigkeit aus der rücklaufseitigen internen Leitung (7) zu der versorgungsseitigen internen Lei tung (4) leitet und dadurch die Rücklaufflüssigkeit regene riert.

2. Regeneriervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Rückschlagventil (12), das in der Regenerierleitung (11) vorgesehen ist, um wahlweise einen Gegendruck in der Re generierleitung (11) aufzubauen.

3. Regeneriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekenn zeichnet durch ein zweites Rückschlagventil (6), das in der Regenerierzweigleitung (5) vorgesehen ist, um den Rückfluß der Flüssigkeit aus der versorgungsseitigen internen Leitung (4) zu der rücklaufseitigen internen Leitung (7) zu verhindern.