DE19839062C2 - Hydraulische Maschinensteuerung - Google Patents
Hydraulische MaschinensteuerungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Maschinensteuerung für
z. B. Lasthebefahrzeuge.
Wie beispielsweise aus der DE 41 40 423 A1 bekannt, werden
Ablaufsteuerungen zum Steuern der Geschwindigkeit eines
Stellglieds durch Ablauf eines von einer Hydraulikpumpe
kommenden Flusses in einen Vorratsbehälter durch eine zentrale
Bypass-Leitung eines Wegesteuerventils hindurch allgemein für
hydraulische Maschinensteuerungen verwendet. Bei der
Ablaufsteuerung beginnt das Wegesteuerventil eine mit dem
Vorratsbehälter verbundene Ablauföffnung von einem
Steueröffnungspunkt an zu schließen, an dem eine mit dem
Stellglied verbundene Steueröffnung geöffnet wird, und die
Ablauföffnung wird immer weiter geschlossen, während die
Steueröffnung entsprechend dem Schieberstangenhub bis zu einem
Ablaufschließpunktes immer weiter vergrößert wird, wobei der
gesamte von der Hydraulikpumpe kommende Fluß an das Stellglied
weitergeleitet wird. Wenn der hydraulische Steuerdruck, der
eine linear ansteigende Funktion der Variablen des
Arbeitsvorrichtungshebels ist, an einen Steuerbereich des
Wegesteuerventils geliefert wird, führt die Schieberstange des
Wegesteuerventils einen Hub entsprechend dem hydraulischen
Steuerdruck aus. Deshalb steigt die Flußrate des Drucköls, das
an das Stellglied weitergeleitet wird, entsprechend dem
hydraulischen Steuerdruck an, und somit ist die Geschwindigkeit
des Stellgliedes steuerbar.
Die Eigenschaften des Wegesteuerventils bei der Ablaufsteuerung
werden unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrieben. Die Variable
Ls des Arbeitsvorrichtungshebels verläuft in horizontaler
Richtung. Von der Variablen O am Neutralpunkt, an dem die
Steueröffnung Ami vollständig geschlossen ist und der gesamte
von der Hydraulikpumpe kommende Fluß bis zur Variablen Obo am
Ablaufschließpunkt abläuft, an dem die Ablauföffnung Abo
vollständig geschlossen ist, wie mit einer durchgezogenen Linie
gekennzeichnet, verringert das Wegesteuerventil die
Ablauföffnung Abo, während die Steueröffnung Ami entsprechend
dem Schieberstangenhub des Wegesteuerventils vergrößert wird.
Wenn die Variable Ls des Arbeitsvorrichtungshebels in
horizontaler Richtung verläuft und der hydraulische Steuerdruck
pp in vertikaler Richtung verläuft, entspricht der hydraulische
Steuerdruck S0, der von dem proportionalen Steuerventil erzeugt
wird, dem Hydraulikdruck pmi bei einer Variable Omi am
Steueröffnungspunkt und dem hydraulische Steuerdruck pbo am
Ablaufschließpunkt Obo, wobei der hydraulische Steuerdruck S0
relativ zur Variablen Ls linear ansteigt.
Wie oben beschrieben, wird der hydraulische Steuerdruck F0
durch eine linear ansteigende Funktion der Variablen Ls
beschrieben, wie mit einer durchgezogenen Linie gezeigt, und
somit ist der Schieberstangenhub des Wegesteuerventils
ebenfalls eine linear ansteigende Funktion der Variablen Ls.
Auf der horizontalen Achse in Fig. 14 sind die Variable Ls und
der Schieberstangenhub im gleichen Maßstab gezeigt. Daher sind
der Neutralpunkt O, der Steueröffnungspunkt Omi, der
Ablaufschließpunkt Obo bei der Variablen Ls und dem
Schieberstangenhub gleich. Die Stellgliedflußraten Q in
beladenem Zustand bzw. in unbeladenem Zustand bei
Arbeitsgeschwindigkeit und die Stellgliedflußraten Q in
beladenem Zustand bzw. in unbeladenem Zustand bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit sind jeweils mit durchgezogenen Linien
gezeigt. Wenn eine Lasthebevorrichtung, wie eine Ladeschaufel,
angehoben wird, steigt der Stellgliedantriebsdruck P, so daß
dieser den Stellgliedantriebsdruck P1 am Stellgliedstartpunkt
ml in unbeladenem Zustand bzw. den Stellgliedstartdruck p2 am
Stellgliedstartpunkt m2 in beladenem Zustand übersteigt, wie
mit gestrichelten Linien dargestellt.
- 1. Bezeichnet Q die Flußrate des Drucköls, das durch die
Ablaßöffnung Abo fließt, bezeichnet ΔP die Druckdifferenz
zwischen den Zuständen vor bzw. nach der Öffnung der
Ablaßöffnung Abo, und bezeichnet C den Flußkoffizienten der
Ablaßöffnung, so gilt die folgende Gleichung:
Q = CAbo.p1/2 (1).
Die Motorgeschwindigkeit nimmt bei der minimalen Leerlaufgeschwindigkeit ab, und die Ablaufmenge der Hydraulikpumpe, d. h. die Flußrate Q des in die Ablauföffnung Abo fließenden Drucköls verringert sich. Es ist erforderlich, die Ablauföffnung Abo zu verringern, um einen vorbestimmten Stellgliedantriebsdruck P (P1 in unbeladenem Zustand bzw. P2 in beladenem Zustand) aufrechtzuerhalten, selbst wenn die Flußrate Q fällt, wie aus Gleichung 1 ersichtlich. Insbesondere steigt am Stellgliedstartpunkt die Variable Ls des Arbeitsvorrichtungshebels von ml bei Arbeitsgeschwindigkeit zu n1 bei minimaler Leerlaufgeschwindigkeit in unbeladenem Zustand und von m2 bei Arbeitsgeschwindigkeit auf n2 bei minimaler Leerlaufgeschwindigkeit in beladenem Zustand an. - 2. Wenn die Arbeitsgeschwindigkeit fest ist und die Flußrate Q des Drucköls, das durch die Ablauföffnung Abo hindurchtritt, fest ist, steigt, wenn die Arbeitsvorrichtung beladen wird, der Stellgliedantriebsdruck P zum Starten des Stellgliedes von P1 in unbeladenem Zustand auf P2 in beladenem Zustand. Daher ist es, wie aus Formel 1 ersichtlich, erforderlich, den Schieberstangenhub derart auszuführen, daß die Ablauföffnung Abo verringert wird. Insbesondere steigt die Variable am Stellgliedstartpunkt von ml in unbeladenem Zustand zu m2 in beladenem Zustand bei Arbeitsgeschwindigkeit und vor n1 in unbeladenem Zustand zu n2 in beladenem Zustand bei minimaler Leerlaufgeschwindigkeit an.
Die oben beschriebene Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik
weist jedoch folgende Nachteile auf.
- 1. Wenn der Motor seine Geschwindigkeit von Arbeitsgeschwindigkeit auf minimale Leerlaufgeschwindigkeit ändert, verringern sich auch die Ablaufmenge der Hydraulikpumpe und die Flußrate Q des in das Wegesteuerventil hineinfließenden Drucköls, und die Varible Ls des Arbeitsvorrichtungshebels steigt von ml auf n1 am Stellgliedstartpunkt in unbeladenem Zustand und von m2 auf n2 am Stellgliedstartpunkt in beladenem Zustand an. Ferner steigt beim Beladen der Arbeitsvorrichtung der Stellgliedantriebsdruck von P1 in unbeladenem Zustand auf P2 in beladenem Zustand an, und die Variable des Arbeitsvorrichtungshebels am Stellgliedstartpunkt steigt von ml auf m2 bei Arbeitsgeschwindigkeit und von n1 auf n2 bei minimaler Leerlaufgeschwindigkeit an. Aus diesem Grund steigt der Totbereich des Arbeitsvorrichtungshebels bis zum Stellgliedstartpunkt an, was einen Nachteil darstellt.
- 2. Bei einem simultanen Betrieb, bei dem die unterstromige Stellgliedlast größer ist als die oberstromige Stellgliedlast, fließt, wenn der Unterschied zwischen den Stellgliedlasten steigt, das meiste Drucköl von der Hydraulikpumpe zum oberstromigen Stellglied, während die Menge des Drucköls des Stellglieds auf der unterstromigen Seite verringert wird. Somit wird die Menge des Drucköls auf der unterstromigen Seite durch derartiges Verengen der Ablauföffnung des Wegesteuerventils auf der unterstromigen Seite verringert, daß diese fast geschlossen ist, während die Ablauföffnung des Wegesteuerventils auf der oberstromigen Seite verringert wird und die Steueröffnung vergrößert wird. Dementsprechend gibt es einen derartigen Nachteil, daß die Betriebsmöglichkeiten verringert werden, da die Variable des Wegesteuerventils auf der unterstromigen Seite ansteigt.
- 3. Wenn die Flußrate Q des Drucköls, das in das Wegesteuerventil fließt, sich aufgrund der Veränderung der Ablaufmenge der Hydraulikpumpe in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit oder dem Stellgliedantriebsdruck P und in Abhängigkeit vom Arbeitszustand der Arbeitsvorrichtung verändert, ändert sich der Stellgliedstartpunkt, wie bekannt, von M1 auf M2 bei der Arbeitsgeschwindigkeit und von n1 auf n2 bei der minimalen Leerlaufgeschwindigkeit. Aus diesem Grund muß eine Bedienperson die Bedienung des Arbeitsvorrichtungshebels in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit oder dem Lastdruck des Stellgliedes unter Beachtung der Bewegung der Arbeitsvorrichtung regelmäßig anpassen, wodurch Nachteile bei der Bedienung entstehen.
- 4. Wenn die Größe der Ablauföffnung Abo verringert wird, ohne daß die Größe der Steueröffnung Ami des Wegesteuerventils im Verhältnis zur Variablen Ls verändert wird, um die Variable Ls zu verringern, so daß der Stellgliedstartpunkt ml bzw. m2 bei Arbeitsgeschwindigkeit und n1 bzw. n2 bei minimaler Leerlaufgeschwindigkeit ist, tritt ein derartiger Nachteil auf, daß die Flußrate durch die Steueröffnung Ami zum Stellglied stark ansteigt, wenn die Ablaufmenge der Pumpe ansteigt. Falls die Steueröffnung Ami und die Ablauföffnung Abo verringert werden, um den gerade genannten Nachteil zu vermeiden, tritt jedoch ein anderer Nachteil auf, da die Druckverluste in den beiden Öffnungen Ami und Abo ansteigen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische
Maschinensteuerung bereitzustellen, die gut bedienbar und
handhabbar ist, und bei der gleichzeitig der Totbereich des
Arbeitsvorrichtungshebels gering ist.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird dies
erreicht durch eine hydraulische Maschinensteuerung mit einem
Stellglied zum Antreiben von Arbeitsvorrichtungen, einer
hydraulischen Pumpe zum Weiterleiten von Drucköl an das
Stellglied, einem Wegesteuerventil, das in einer die
hydraulische Pumpe und das Stellglied verbindenden Leitung
angeordnet ist, wobei eine mit einem Vorratsbehälter verbundene
Ablauföffnung ab einem Steueröffnungspunkt geschlossen wird,
eine mit dem Stellglied verbundene Steueröffnung geöffnet wird
und die Ablauföffnung verringert wird, während eine
Steueröffnung entsprechend dem Schieberstangenhub an einem
Ablauföffnungsschließpunkt, an dem der gesamte Fluß von der
hydraulischen Pumpe an das Stellglied weitergeleitet wird,
vergrößert wird, und einem proportionalen Drucksteuerventil,
das einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend der Variable
eines Hebels der Arbeitsvorrichtungen erzeugt und diesen an
Steuerbereiche des Wegesteuerventils weiterleitet, wobei die
hydraulische Maschinensteuerung aufweist: ein
Gegendrucksteuerventil (Drucksteuerventil), das in einer die
Ablauföffnung mit dem Vorratsbehälter verbindenden
Ablaufleitung angeordnet ist, wodurch der Gegendruck in der
Ablauföffnung erhöht wird; ein proportionales
Magnetsteuerventil, das den Steuerdruck an das
Gegendrucksteuerventil weiterleitet; einen hydraulischen
Steuersensor, der den erzeugten hydraulischen Steuerdruck
erfaßt; und eine Steuereinheit, die von dem hydraulischen
Steuersensor ein hydraulisches Steuersignal erhält und ein
Steuersignal an das proportionale Magnetsteuerventil ausgibt,
um das Gegendrucksteuerventil zu steuern.
Bei der oben beschriebenen Struktur ist der unterstromige Druck
des Wegesteuerventils der Druck, auf den sich der
Beschränkungsdruck in der Ablauföffnung und der Druck im
Gegendrucksteuerventil aufaddieren. Deshalb wird, da aufgrund
einer dem Druck im Gegendrucksteuerventil entsprechenden
Öffnung die Ablauföffnung größer wird als die Ablauföffnung
ohne das Gegendrucksteuerventil, selbst bei einer kleineren
Variablen des Arbeitsvorrichtungshebels der gleiche
unterstromige Druck in dem Wegesteuerventil erzeugt, und die
Flußrate des Stellglieds bleibt gleich. Dementsprechend kann
die Variable des Arbeitsvorrichtungshebels aufgrund des
Gegendrucks entsprechend dem hydraulischen Steuerdruck
verringert werden, wodurch der Totbereich des
Arbeitsvorrichtungshebels verringert wird. Darüber hinaus kann
der Gegendruck mit dem Gegendrucksteuerventil auf einen
gewünschten Wert eingestellt werden, indem die Öffnung des
Gegendrucksteuerventils entsprechend der Variablen des
Arbeitsvorrichtungshebels eingestellt wird. Dementsprechend
kann, da die Variable des Arbeitsvorrichtungshebels ansteigt,
wenn die Stellgliedlast groß ist oder die Ablaufmenge der
Hydraulikpumpe gering ist, falls die Verringerungsrate der
Variable groß eingestellt ist, der Unterschied der Variablen
bei verschiedenen Arbeitsbedingungen verringert werden, wodurch
die Bedienbarkeit verbessert ist. Ferner können die
Geschwindigkeit der Arbeitsvorrichtung und die Änderungsrate
der Antriebskraft relativ zur Variable eingestellt werden,
wodurch ebenfalls die Bedienbarkeit verbessert ist.
Darüber hinaus kann die hydraulische Maschinensteuerung
aufweisen: einen Lastdrucksensor zum Erfaßen des Lastdrucks des
Stellglieds; einen Pumpenablaufsensor zum Erfassen der
Ablaufmenge der hydraulischen Pumpe; und einen
Wegesteuerventil-Eingangsdrucksensor zum Erfassen des
Eingangsdrucks des Wegesteuerventils; wobei die Steuereinheit
von jedem dieser Sensoren Signale erhält und ein Steuersignal
an das proportionale Magnetsteuerventil ausgibt, so daß der
Differenzdruck zwischen dem Eingangsdruck des Wegesteuerventils
und dem Lastdruck des Stellglieds einen vorbestimmten Wert
nicht übersteigt, während der Gegendruck in der Ablauföffnung
entsprechend dem Anstieg des erfaßten hydraulischen
Steuerdrucks erhöht wird.
Entsprechend der oben beschriebenen Struktur werden in die
Steuereinheit Signale von jedem der Sensoren eingegeben, und
die Steuereinheit steuert das Gegendrucksteuerventil mittels
des proportionalen Magnetsteuerventils derart, daß der
Gegendruck in der Ablauföffnung entsprechend einem Anstieg des
hydraulischen Steuerdrucks ansteigt, so daß der Differenzdruck
zwischen dem Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem
Stellgliedlastdruck einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
Wie oben beschrieben, steigt, wenn die Pumpenablaufmenge gering
ist, der Gegendruck in der Ablauföffnung entsprechend dem
Anstieg des hydraulischen Steuerdrucks an, und wird, wenn die
Pumpenablaufmenge groß wird, das Gegendrucksteuerventil derart
gesteuert, daß der Differenzdruck zwischen dem
Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck
einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt. Somit steigt der
Wegesteuerventil-Eingangsdruck nicht stark an. Zusätzlich kann,
selbst wenn die Pumpenablaufmenge ansteigt, die Geschwindigkeit
des Stellglieds mithilfe der Variablen der Arbeitsvorrichtung
erhalten werden, da sie von der Variable des
Arbeitsvorrichtungshebels bestimmt ist.
Ferner kann die hydraulische Maschinensteuerung aufweisen:
eine Mehrzahl von Stellgliedern; einen Tandemschaltkreis in
jeweils jedem Stellglied; eine Mehrzahl von Wegesteuerventilen,
eine Mehrzahl von proportionalen Drucksteuerventilen, eine
Mehrzahl von hydraulischen Steuersensoren und eine Mehrzahl von
Lastdrucksensoren, die jeweils in einem der Stellglieder
angeordnet sind; und Wegesteuerventileingangsdrucksensoren, die
den Eingangsdruck eines von den Wegesteuerventilen am höchsten
angeordneten Wegesteuerventils erfaßt; wobei das
Gegendrucksteuerventil in einer Ablauföffnung eines
Wegesteuerventils angeordnet ist, das von der Mehrzahl der
Wegesteuerventilen am tiefsten angeordnet ist; und wobei
die Steuereinheit von jedem der Sensoren ein Signal empfängt
und ein Steuersignal an das proportionale Magnetsteuerventil
ausgibt, so daß der Unterschied zwischen dem Maximalwert des
hydraulischen Steuerdrucks, der von der Mehrzahl der
Hydrauliksensoren erfaßt wird, und der Maximalwert des
Lastdrucks, der von der Mehrzahl der Lastdrucksensoren erfaßt
wird, einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
Entsprechend der oben beschriebenen Struktur wählt, wenn einige
der Stellglieder aus der Mehrzahl der Stellglieder von dem
entsprechenden Wegesteuerventil gesteuert werden, die
Steuereinheit einen hydraulischen Steuerdruck des
proportionalen Drucksteuerventils aus und erhöht den Gegendruck
in der Ablauföffnung entsprechend dem Anstieg des hydraulischen
Steuerdrucks, und gleichzeitig steuert das
Gegendrucksteuerventil mithilfe des proportionalen
Magnetsteuerventils den Wegesteuerventil-Eingangsdruck und den
Stellgliedlastdruck derart, daß der Differenzdruck zwischen dem
Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck
einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt. Dementsprechend
wird, selbst wenn sich die Stellgliedlastdrücke voneinander
unterscheiden, das Gegendrucksteuerventil derart gesteuert, daß
der maximale Lastdruck und der Eingangsdruck des
Wegesteuerventils angehoben werden, wodurch die Bedienbarkeit
verbessert ist.
Insbesondere wird auch im gleichzeitigen Betrieb, bei dem die
unterstromige Stellgliedlast größer ist als die oberstromige
Stellgliedlast, wenn die unterstromige Stellgliedlast weiter
ansteigt, der Eingangsdruck des Wegesteuerventils durch das
Gegendrucksteuerventil angehoben, so daß der Differenzdruck
zwischen dem Stellgliedlastdruck und dem Wegesteuerventil-
Eingangsdruck fest bleibt und Drucköl an das Stellglied
geliefert wird. Dementsprechend wird, ähnlich wie bei der
unabhängigen Bedienung, die Variable des Wegesteuerventils den
Gegendruck in der Ablauföffnung nicht erhöhen, wodurch
ebenfalls die Bedienbarkeit der Stellglieder in Stromrichtung
verbessert wird, ohne daß der Vorrang des Stellgliedes auf der
oberstromigen Seite von einem Tandemschaltkreis gekreuzt wird.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung weist eine
hydraulische Motorsteuerung auf: ein Stellglied zum Antreiben
von Arbeitsvorrichtungen, eine hydraulische Pumpe zum
Weiterleiten von Drucköl an das Stellglied, ein
Wegesteuerventil, das in einer die hydraulische Pumpe und das
Stellglied verbindenden Leitung angeordnet ist, wobei eine mit
einem Vorratsbehälter verbundene Ablauföffnung ab einem
Steueröffnungspunkt geschlossen wird und eine mit dem
Stellglied verbundene Steueröffnung geöffnet wird und die
Ablauföffnung verringert wird, während eine Steueröffnung
entsprechend dem Schieberstangenhub an einem
Ablauföffnungsschließpunkt, an dem der gesamte Fluß von der
hydraulischen Pumpe an das Stellglied weitergeleitet wird,
vergrößert wird, und ein proportionales Drucksteuerventil, das
einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend der Variable eines
Hebels der Arbeitsvorrichtungen erzeugt und diesen an
Steuerbereiche des Wegesteuerventils weiterleitet, wobei die
hydraulische Maschinensteuerung aufweist: ein
Gegendrucksteuerventil, das in einer die Ablauföffnung mit dem
Vorratsbehälter verbindenden Ablauföffnung angeordnet ist,
wobei das Gegendrucksteuerventil den erzeugten hydraulischen
Steuerdruck empfängt und den Druck in der Ablauföffnung erhöht;
und ein Druckausgleichsventil, das parallel zu dem
Gegendrucksteuerventil in der Ablauföffnung angeordnet ist, und
das vor dem Betrieb des Gegendrucksteuerventils den
Differenzdruck steuert, wenn der Differenzdruck zwischen dem
Eingangsdruck des Wegesteuerventils und dem Lastdruck des
Stellgliedes einen vorbestimmten Wert erreicht.
Entsprechend der oben beschriebenen Struktur ist der
oberstromige Druck des Wegesteuerventils der Druck, auf den
sich der Beschränkungsdruck in der Ablauföffnung und der Druck
in dem Gegendrucksteuerventil aufaddieren. Deshalb wird selbst
bei einer Ablauföffnung, die größer als die Ablauföffnung ohne
Gegendrucksteuerventil ist, der Beschränkungsdruck aufgrund der
Ablauföffnung erhöht. Durch die Addition des Drucks im
Gegendrucksteuerventil bleibt der oberstromige Druck des
Wegesteuerventils gleich, wobei Drucköl gleichmäßig an das
Stellglied geliefert werden kann. Während die Pumpenablaufmenge
gering ist und der Differenzdruck zwischen dem
Wegesteuereingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck den
vorbestimmten Wert nicht erreicht, wird der Gegendruck in der
Ablauföffnung durch das Gegendrucksteuerventil gesteuert, so
daß dieser mit dem hydraulischen Steuerdruck steigt. Wenn die
Pumpenablaufmenge ansteigt und der Differenzdruck zwischen dem
Wegesteuereingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck den
vorbestimmten Wert erreicht, wird vor dem Betrieb des
Gegendrucksteuerventils der Gegendruck in der Ablauföffnung
derart gesteuert, daß der Differenzdruck zwischen dem
Wegesteuereingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck durch das
Druckausgleichsventil fest eingestellt wird.
Wie oben beschrieben, ist, während die Pumpablaufmenge gering
ist, selbst bei einer kleinen Variablen die Stellgliedflußrate
gleich der Stellgliedflußrate in dem Fall, in dem das
Gegendrucksteuerventil nicht vorgesehen ist, wodurch der
Totbereich des Arbeitsvorrichtungshebels verringert ist.
Außerdem kann der Druck in dem Gegendrucksteuerventil auf einen
gewünschten Wert eingestellt werden, indem die Öffnung des
Gegendrucksteuerventil entsprechend der Variablen eingestellt
wird. Auf diese Weise sind, wie bei der oben beschriebenen
ersten Struktur, das Steuergefühl und die Bedienbarkeit
verbessert. Wenn die Pumpenablaufmenge ansteigt, wird der Druck
in der Ablauföffnung durch das Druckausgleichsventil derart
gesteuert, daß der Differenzdruck zwischen dem
Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck fest
eingestellt ist. Dadurch steigt die Geschwindigkeit des
Stellgliedes entsprechend der Variablen des
Arbeitsvorrichtungshebels an, und der Gegendruck in der
Ablauföffnung steigt nicht mehr stark an. Somit wird sicher
verhindert, daß der Wegesteuerventil-Eingangsdruck zu stark
ansteigt, wodurch die Bedienbarkeit und der Betrieb stark
verbessert werden und ferner verhindert wird, daß die
Druckverluste ansteigen.
Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine
hydraulische Maschinensteuerung bereitgestellt, die aufweist:
ein Stellglied zum Antreiben von Arbeitsvorrichtungen, eine
hydraulischen Pumpe zum Weiterleiten von Drucköl an das
Stellglied, ein Wegesteuerventil, das in einer die hydraulische
Pumpe und das Stellglied verbindenden Leitung angeordnet ist,
wobei eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Ablauföffnung
ab einem Steueröffnungspunkt geschlossen wird und eine mit dem
Stellglied verbundene Steueröffnung geöffnet wird und die
Ablauföffnung verringert wird, während eine Steueröffnung
entsprechend dem Schieberstangenhub an einem
Ablauföffnungsschließpunkt, an dem der gesamte Fluß von der
hydraulischen Pumpe an das Stellglied weitergeleitet wird,
vergrößert wird, und ein proportionales Drucksteuerventil, das
einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend der Variable eines
Hebels der Arbeitsvorrichtungen erzeugt und diesen an
Steuerbereiche des Wegesteuerventils weiterleitet, wobei die
hydraulische Maschinensteuerung aufweist: eine Mehrzahl von
Stellgliedern, einen Tandemschaltkreis in jedem der
Stellglieder; eine Mehrzahl von Wegesteuerventilen und
proportionalen Drucksteuerventilen, die jeweils den einzelnen
Stellgliedern zugeordnet angeordnet sind; ein hydraulisches
Steuerdruckauswahlventil, mit dem der maximale hydraulische
Steuerdruck aus den von den proportionalen Drucksteuerventilen
erzeugten hydraulischen Steuerdrücken ausgewählt wird; ein
Gegendrucksteuerventil, das in einer eine Ablauföffnung eines
am tiefsten angeordneten Wegesteuerventils mit dem
Vorratsbehälter verbindenden Ablaufleitung vorgesehen ist,
wobei das Gegendrucksteuerventil den maximalen hydraulischen
Steuerdruck erhält und den Gegendruck in der Ablauföffnung
erhöht; ein Lastdruckauswahlventil, mit dem der maximale
Lastdruck aus den Ladedrücken der einzelnen Stellglieder
ausgewählt wird; und ein Druckausgleichsventil, das parallel
zum Gegendrucksteuerventil in der Ablaufleitung angeordnet ist,
in der auch das Gegendrucksteuerventil angeordnet ist, wobei
das Druckausgleichsventil zum Steuern des Differenzdrucks vor
dem Betrieb des Gegendrucksteuerventils zum Erhöhen des Drucks
dient, wenn der Differenzdruck zwischen dem Eingangsdruck und
dem am tiefsten angeordneten Wegesteuerventil und dem
ausgewählten maximalen Lastdruck einen vorbestimmten Wert
erreicht.
Gemäß der oben beschriebenen Struktur wird, wenn einige der
Stellglieder aus der Mehrzahl der Stellglieder von einem
entsprechenden Wegesteuerventil und dem entsprechenden
proportionalen Drucksteuerventil gesteuert werden, der
hydraulische Steuerdruck der proportionalen Drucksteuerventile
durch das hydraulische Steuerdruckauswahlventil ausgewählt, um
auf das Gegendrucksteuerventil einzuwirken, und gleichzeitig
wirken der Wegesteuerventil-Eingangsdruck und der ausgewählte
maximale Lastdruck auf das Druckausgleichsventil. Das
Stellglied wird entsprechend der zuvor beschriebenen zweiten
Struktur betrieben, wobei die gleichen Effekte erzielt werden.
Darüber hinaus arbeitet bei gleichzeitiger Bedienung, bei der
die unterstromige Stellgliedlast größer ist als die
oberstromige Stellgliedlast, das Ausgleichsdruckventil, wodurch
ähnliche Effekte, wie bei der zuvor beschriebenen ersten
Struktur erzielt werden.
Ferner kann ein Gegendruckablaßventil anstatt des
Gegendrucksteuerventils vorgesehen sein. Bei solch einer
Struktur kann der Gegendruck in der Ablauföffnung, der von dem
Gegendruckablaßventil erzeugt wird, derart gesteuert werden,
daß dieser einen geeigneten und stabilen Wert aufweist, da der
Druck entsprechend dem Steuerdruck eingestellt wird, ohne daß
Veränderungen aufgrund des durch das Gegendruckablaßventil
hindurchtretenden Stromes auftreten.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein hydraulisches Schaltdiagramm, aus dem eine
hydraulische Maschinensteuerung gemäß der ersten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht des Vorderbereichs eines
Lasthebefahrzeugs, das eine hydraulische Maschinensteuerung
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist;
Fig. 3 ein Blockdiagramm der aus Fig. 1 ersichtlichen
Steuerung;
Fig. 4 ein Betriebsdiagramm bei Arbeitsgeschwindigkeit gemäß
der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ein Betriebsdiagramm bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit gemäß der ersten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 ein hydraulisches Schaltdiagramm, aus dem die zweite
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
Fig. 7 ein Betriebsdiagramm bei Arbeitsgeschwindigkeit gemäß
der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 ein Betriebsdiagramm bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit gemäß der zweiten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 9 ein hydraulisches Schaltdiagramm, aus dem die dritte
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
Fig. 10 ein Betriebsdiagramm bei Arbeitsgeschwindigkeit gemäß
der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 11 ein Betriebsdiagramm bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit gemäß der dritten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 12 ein hydraulisches Schaltdiagramm, aus dem die vierte
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ersichtlich ist;
Fig. 13 ein Betriebsdiagramm bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit gemäß der vierten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 14 ein Betriebsdiagramm einer hydraulischen Steuerung
gemäß dem Stand der Technik.
Die erste Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme
auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. Ein Ausleger 2 ist mittels
eines hydraulischen Auslegerzylinders 3 schwenkbar an die
Vorderseite eines Fahrzeugs 1 angebracht. An dem Ausleger 2 ist
mithilfe eines Schaufelverbinders 4 eine Ladeschaufel 6 mit
einem hydraulischen Ladeschaufelzylinder 5 drehbar verbunden.
Wegesteuerventile (ein erstes Wegesteuerventil 7 und ein
zweites Wegesteuerventil 8, die mit einer Tandemschaltung
verbunden sind) sind hintereinander in einer Leitung
angeordnet, die eine von einem Motor 13 angetriebene
Hydraulikpumpe 9 mit den Stellgliedern (den Ausleger-
Hydraulikzylinder 3 und den Ladeschaufel-Hydraulikzylinder 5)
verbindet, die die Arbeitsvorrichtungen (den Ausleger 2 und die
Ladeschaufel 6) antreiben.
Ein Gegendrucksteuerventil 21 ist in einer Ablaufleitung 10
vorgesehen, die die Ablauföffnungen der Wegesteuerventile 7
bzw. 8 und einen Vorratsbehälter miteinander verbinden. Von
proportionalen Drucksteuerventilen 15a, 15b, 16a und 16b
erzeugter Steuerdruck wirkt auf Steuerbereiche der
Wegesteuerventile 7 bzw. 8 entsprechend der Variablen Ls der
Hebel der Arbeitsvorrichtung (Auslegerhebel 15 und
Ladeschaufelhebel 16) ein. Die Ablaufmenge der Hydraulikpumpe
wird mittels eines Pumpablaufsensors 14 erfaßt. Der von den
proportionalen Drucksteuerventilen 15b und 16b erzeugte
Steuerdruck wird von hydraulischen Steuersensoren 17a und 17b
erfaßt. Der Lastdruck der Stellglieder 3 bzw. 6 wird mittels
Lastdrucksensoren 18a und 18b erfaßt. Der Eingangsdruck eines
am höchsten angeordneten Wegesteuerventils wird von einem
Wegesteuerventil-Eingangsdrucksensors 24 erfaßt. Die erfaßten
Werte werden jeweils an eine Steuereinheit 30 ausgegeben. Ein
proportionales Magnetsteuerventil 25 überträgt den entsprechend
einem von der Steuereinheit 30 übertragenen Steuersignal
erzeugten Steuerdruck an das Gegendrucksteuerventil 21. Bei
dieser Ausführungsform wird die Erfindung nur angewendet, wenn
der Ausleger 2 angehoben wird und die Ladeschaufel 6 gekippt
wird.
Gemäß der aus Fig. 1 ersichtlichen Struktur ist der Betrieb
der Vorrichtung wie folgt. Der Schieberstangenhübe der
Wegesteuerventile 7 bzw. 8 werden von dem von den
proportionalen Drucksteuerventilen 15a, 15ab, 16a und 16b
erzeugten Hydraulikdruck entsprechend der Variablen Ls der
Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 gesteuert. Daher wird
aufgrund des Drucks aus der Hydraulikpumpe 9 ablaufendes Öl an
die Stellglieder 3 und 5 entsprechend der Variablen Ls der
Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 weitergegeben, so daß die
Geschwindigkeiten der Arbeitsvorrichtungen 2 bzw. 6 gesteuert
werden. Wenn ein von den Sensoren 14, 17a, 17b, 18a, 18b bzw.
24 erfaßter Wert in die Steuereinheit 30 eingegeben wird,
berechnet diese ein derartiges Steuersignal, daß der
Differenzdruck zwischen dem Wegesteuerventil-Eingangsdruck und
dem Stellglied-Lastdruck einen vorbestimmten Wert nicht
übersteigt, während der Gegendruck in der Ablauföffnung
entsprechend dem Anstieg des hydraulischen Steuerdrucks steigt.
Das proportionale Magnetsteuerventil 25 steuert das
Gegendrucksteuerventil 21 entsprechend dem von der
Steuereinheit 30 kommenden Steuersignal.
Der Betrieb der Steuereinheit 30 wird im folgenden detailliert
unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 3 beschrieben.
- 1. Nachdem Steuersignale von den Steuersensoren 17a und 17b eingegeben wurden, wird in einem ersten Entscheidungsschaltkreis 31 das größere Steuersignal ausgewählt und an einen Beschränkungssignal-Erzeugungsschaltkreis 33 ausgegeben.
- 2. Nachdem ein von dem Pumpenablaufsensor 14 erfaßtes Pumpenablaufsignal eingegeben wurde, werden Druckbegrenzungseigenschaften des Druckbegrenzungsventils 21 oder eines Ablaufventils 23 in einem Druckbegrenzungseigenschaften-Einstellschaltkreis 32 eingestellt, und ein Druckbegrenzungseigenschaften-Signal wird an den Beschränkungssignal-Erzeugungsschaltkreis 33 ausgegeben. Dabei betreffen die Druckbegrenzungseigenschaften die Öffnung des Gegendrucksteuerventils 21 und den Ablaufdruck des Ablaufventils 23 im Verhältnis zur Variablen Ls der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16.
- 3. Im Beschränkungssignal-Erzeugungsschaltkreis 33 wird ein Steuersignal zum Erhöhen des Gegendrucks in der Ablauföffnung entsprechend dem Anstieg des Steuerdrucks mithilfe des von dem ersten Entscheidungsschaltkreis 31 kommenden Steuersignals und dem von dem Druckbegrenzungseigenschaften-Einstellschaltkreis 32 kommenden Druckbegrenzungseigenschaften-Signal berechnet und an einen dritten Entscheidungsschaltkreis 34 ausgegeben.
- 4. Nachdem Stellglied-Lastdrucksignale von den Lastdrucksensoren 18a und 18b eingegeben wurden, wird das größere Stellglied-Lastdrucksignal in dem zweiten Entscheidungsschaltkreis 35 ausgewählt und an einen Differenzdruck-Berechnungschaltkreis 36 ausgegeben.
- 5. Nachdem ein Wegesteuerventil-Eingangsdrucksignal von dem Wegesteuerventil-Eingangsdrucksensor 24 eingegeben wurde, wird der Differenzdruck zwischen dem Wegesteuerventil- Eingangsdrucksignal und dem Stellglied-Lastdrucksingal in dem Differenzdruck-Berechnungsschaltkreis 36 berechnet und an einen Maximaldifferenzdruck-Signalerzeugungsschaltkreis 37 ausgegeben.
- 6. In dem Maximaldifferenzdruck-Signalerzeugungsschaltkreis 37 werden der berechnete Wert des Differenzdrucks und ein voreingestellter Maximaldifferenzdruckwert miteinander verglichen, und ein Maximaldifferenzdruck-Signal wird an einen Maximalbeschränkungssignal-Erzeugungsschaltkreis 38 ausgegeben, falls der berechnete Wert des Differenzdrucks den maximalen Differenzdruckwert erreicht.
- 7. In dem Maximalbeschränkungssignal-Erzeugungsschaltkreis 38 wird ein Maximalbeschränkungssignal in Antwort auf das Maximaldifferenzdrucksignal an den dritten Entscheidungsschaltkreis 34 ausgegeben.
- 8. In dem dritten Entscheidungsschaltkreis 34 wird, wenn das Maximalbeschränkungssignal erzeugt wird, dieses von dem von dem Beschränkungssignal-Erzeugungsschaltkreis 33 eingegebenen Steuersignal abgezogen, und das Ausgangssignal an das proportionale Magnetsteuerventil 25 wird derart verringert, daß der Differenzdruck zwischen dem Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem Stellglied-Lasdruck einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
Während die Pumpenablaufmenge gering ist und die an die
Stellglieder 3 und 5 übertragene Flußrate gering ist, wird der
Gegendruck in der Ablauföffnung durch das
Gegendrucksteuerventil 21 in Antwort auf das hydraulische
Steuersignal gesteuert, da der Differenzdruck zwischen dem
Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem Stellglied-Lastdruck den
vorbestimmten Wert nicht erreicht. In diesem Fall ist der Druck
vor den Wegesteuerventilen 7 und 8 im Betrieb der Druck, auf
den sich der Beschränkungsdruck in der Ablauföffnung und der
Druck aufgrund des Druckbeschränkungsventils 21 aufaddieren.
Somit treten, selbst wenn die Ablauföffnung größer ist als die
Ablauföffnung der Variablen der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und
16 ohne das Gegendrucksteuerventil 21 (im folgenden als
Referenzvariable bezeichnet), d. h. selbst wenn die Variable der
Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 (auch als Einstellvariable
bezeichnet) klein ist, vor den Wegesteuerventilen 7 und 8 der
gleiche Druck auf, und somit bleibt die Stellgliedflußrate
gleich.
Wenn die an die Stellglieder 3 und 5 übertragene Flußrate mit
steigender Pumpenablaufmenge steigt, wird der Gegendruck in der
Ablauföffnung vor dem Steuerdrucksignal von dem
Gegendrucksteuerventil derart gesteuert, daß der Differenzdruck
zwischen dem Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem
Stellgliedlastdruck einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
Somit steigt die Geschwindigkeit der Stellglieder 3 und 5
entsprechend der Variablen der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und
16 an, und der Gegendruck in der Ablauföffnung steigt nicht
mehr stark an, so daß der Wegesteuerventil-Eingangsdruck nicht
übermäßig steigt. Im allgemeinen ist, wenn Q die Flußrate
bezeichnet, C den Flußkoeffizient bezeichnet, A die
Durchflußfläche bezeichnet und P den Differenzdruck bezeichnet,
Q proportional zu A, wie anhand des Ausdrucks Q = CAP1/2
ersichtlich, wenn der Differenzdruck P zwischen dem
Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck fest
ist. Das heißt, daß, wenn der Differenzdruck den vorbestimmten
Wert übersteigt, die an die Stellglieder 3 und 5 übertragene
Flußrate Q proportional zur Variablen der
Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 gesteuert wird.
Dementsprechend erfolgt, selbst wenn die Pumpenablaufmenge
ansteigt, kein Anstieg des Drucks über das erforderliche Maß
hinaus, wodurch der Druckverlust der Wegesteuerventile
verringert wird.
Der Betrieb der hydraulischen Maschinensteuerung gemäß der
ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei
Arbeitsgeschwindigkeit wird im folgenden unter Bezugnahme auf
Fig. 4 beschrieben. Die Wegesteuerventile 7 und 8 beginnen die
mit dem Vorratsbehälter verbundenen Ablauföffnungen Abo an
einem Öffnungspunkt Omi zu schließen, an dem Steueröffnungen
Ami, die mit den Stellgliedern 3 und 5 verbunden sind, geöffnet
werden. Die Wegesteuerventile 7 und 8 verringern die
Ablauföffnungen Abo, während die Steueröffnungen Ami
entsprechend dem Schieberstanghub bis zu einem
Ablaufschließpunkt Obo vergrößert wird, an dem der gesamte von
der Hydraulikpumpe 9 kommende Fluß an die Stellglieder 3 und 5
weitergegeben wird, wie mit einer durchbrochenen doppelt
gestrichtelten Linie gezeigt ist. Bei den oben beschriebenen
Wegesteuerventilen 7 und 8 ist die Variable der
Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16, die den Startpunkt der
Stellglieder darstellt, ml (im folgenden als
Stellgliedstartpunkt ml bezeichnet) in unbeladenem Zustand bzw.
m2 (im folgenden als Stellgliedstartpunkt m2 bezeichnet) in
beladenem Zustand.
Die Gesamtablauföffnung ABO der Ablauföffnung Abo und die
Drucksteuerventilöffnung Abp, die damit in Serie verbunden ist,
erhält man durch Umformen der allgemein bekannten Formel:
1/ABO2 = 1/Abo2 + 1/Abp2 zu ABO = AboAbp/(Abo2 + Abp2)1/2.
Dementsprechend kann die Variable der Arbeitsvorrichtungshebel
15 und 16 bei der Gesamtablauföffnung ABO erhalten werden, die
die gleiche Öffnungsfläche A, wie die Ablauföffnungen Abo
aufweist, wie der Stellgliedstartpunkt ml in unbeladenem
Zustand bzw. der Stellgliedstartpunkt m2 in beladenem Zustand.
Die Variablen, d. h. der Stellgliedstartpunkt m1a in unbeladenem
Zustand und der Stellgliedstartpunkt m2a in beladenem Zustand
können damit erhalten werden. Der Stellgliedantriebsdruck P
verändert sich, wie aufgrund der gestrichelten Linie
ersichtlich, die P1 am Stellgliedstartpunkt m1a in unbeladenem
Zustand durchläuft bzw. P2 am Stellgliedstartpukt m2a in
beladenem Zustand durchläuft. Es ist bekannt, daß der
Stellgliedantriebsdruck P bei der maximalen
Beschränkungssteuerung des Gegendrucksteuerventils 21 langsamer
steigt als bei dem hydraulischen Steuerdruck des
Gegendrucksteuerventils 21. Die Stellgliedflußrate Q in der
Ablauföffnung Abo ist mit einer gestrichelt unterbrochenen
Linie gezeigt, und die Stellgliedflußrate Q der
Gesamtablauföffnung ABO ist mit einer durchgezogenen Linie
gezeigt.
Der Betrieb der hydraulischen Maschinensteuerung gemäß der
ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei minimaler
Leerlaufmotorgeschwindigkeit wird im folgenden unter Bezugnahme
auf Fig. 5 beschrieben. Die Wegesteuerventile 7 und 8
betreffend entspricht Fig. 5 der Fig. 4. Bei den
Wegesteuerventilen 7 und 8 ist die Variable der
Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16, die den Startpunkt der
Stellglieder darstellt, n1 (im folgenden als
Stellgliedstartpunkt n1 bezeichnet) in unbeladenem Zustand bzw.
n2 (im folgenden als Stellgliedstartpunkt n2 bezeichnet) in
beladenem Zustand.
Aus Fig. 5 kann, ähnlich wie aus Fig. 4, aus der Beziehung
zwischen der Ablauföffnung Abo und der Gesamtablauföffnung ABO
die Variable der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 in der
Gesamtablauföffnung ABO, die die gleiche Öffnungsfläche A, wie
die Ablauföffnungen Abo an den Stellgliedstartpunkten n1 und n2
aufweist, d. h. der Stellgliedstartpunkt n1a in unbeladenem
Zustand und der Stellgliedstartpunkt n2a in beladenem Zustand,
erhalten werden. Bei dem Stellgliedantriebsdruck P gibt es
keinen Unterschied zwischen dem Fall, in dem nur eine
Hydrauliksteuerung des Gegendrucksteuerventils 21 vorgesehen
ist, und dem Fall, in dem das Gegendrucksteuerventil 21 mit
maximaler Beschränkung gesteuert wird. Die Stellgliedflußrate Q
in der Ablauföffnung Abo ist mit einer unterbrochenen doppelt
gestrichelten Linie gezeigt, und die Stellgliedflußrate Q in
der Gesamtablauföffnung ABO ist mit einer durchgezogenen Linie
gezeigt.
Wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschrieben,
werden die Stellgliedstartpunkte m1, m2, n1 und n2 jeweils zu
den Stellgliedstartpunkten m1a, m2a, n1a bzw. n2a in Richtung
zum Steueröffnungspunkt Omi hin um (m1 - m1a), (m2 - m2a),
(n1 - n1a), und (n2 - n2a) verschoben. Auf diese Weise kann der
Totbereich vom Beginn der Betätigung der
Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 bis zum Beginn der Bewegung
der Stellglieder 3 und 5 verringert werden. Darüber hinaus
können, da die Gesamtablauföffnung ABO relativ zur Variablen
der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 frei einstellbar ist,
(m1 - m1a) ≦ (m2 - m2a), (n1 - n1a) ≦ (n2 - n2a), und (n1a -
m2a) ≦ (n1 - m2) eingestellt werden. Insbesondere verringern
sich der Unterschied zwischen den Stellgliedstartpunkten m2a
und m1a bei der Arbeitsgeschwindigkeit, der Unterschied
zwischen den Stellgliedstartpunkten n2a und n1a bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit und der Unterschied zwischen den
Stellgliedstartpunkten n1a bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit und dem Stellgliedstartpunkt m2a bei
Arbeitsgeschwindigkeit. Somit wird die Schwankung der von dem
Arbeitsvorrichtungshebel beeinflußten Variablen, die abhängig
von der Last oder der Pumpenablaufmenge ist, verringert,
wodurch die Manipulationsmöglichkeiten verbessert sind.
Zusätzlich ist die Änderungsrate der Geschwindigkeit der
Arbeitsvorrichtung relativ zu der Variable Ls der Hebel 15 und
16 verringert, wodurch ein fein steuerbarer Betrieb
gewährleistet ist. Darüberhinaus kann der
Stellgliedantriebsdruck P mittels der Änderungsrate der
Variablen Ls der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 erfaßt
werden, wodurch die Manipulationsmöglichkeiten im Verhältnis
zur Last verbessert sind.
Im folgenden wird die zweite bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert. Im Gegensatz
zur ersten bevorzugten Ausführungsform ist bei der zweiten
bevorzugten Ausführungsform das Gegendrucksteuerventil 21 durch
ein Gegendruckablaßventil 23 ersetzt, und der Steuerdruck ist
durch den hydraulischen Steuerdruck der proportionalen
Drucksteuerventilen 15b und 16b gegeben. Das
Gegendrucksteuerventil 21 aus Fig. 1 steuert seine Öffnung
mittels des hydraulischen Steuerdrucks, wohingegen das
Gegendruckablaßventil 23 den Druck mittels des hydraulischen
Steuerdrucks steuert. Dementsprechend verändert sich in dem
Gegendrucksteuerventil 21, falls sich die Flußrate ändert, der
Begrenzungsdruck selbst bei gleichem Steuerdruck. Im
Gegendruckablaßventil 23 hingegen ändert sich der
Begrenzungsdruck nicht, falls sich der Steuerdruck nicht
ändert, selbst wenn sich die Flußrate ändert. Diesbezüglich
sind die beiden Ventile 21 und 23 wesentlich voneinander
verschieden.
Der Betrieb der zweiten bevorzugten Ausführungsform bei
Arbeitsgeschwindigkeit wird im folgenden unter Bezugnahme auf
Fig. 7 beschrieben. Die Startpunkte m1 und m2 der
Ablauföffnung Abo in Fig. 7 entsprechen Fig. 4. Die
Stellgliedflußrate Q durch die Ablauföffnung Abo ist mittels
einer durchbrochenen doppelt gestrichelten Linie gezeigt, und
die Stellgliedflußrate Q durch die Ablauföffnung Abo zu der der
Druck durch das Gegendruckablaßventil 23 hinzugezählt wird ist
mit einer durchgezogenen Linie gezeigt. Der
Stellgliedantriebsdruck P verändert sich, wie mittels einer
gestrichelten Linie gezeigt, die P1 in unbeladenem Zustand bzw.
P2 in beladenem Zustand durchläuft. Bei der Variablen m1a, auf
die die Variable des Stellgliedstartpunktes ml um einen
vorbestimmten Wert verringert wird, ist der
Stellgliedantriebsdruck P1 in unbeladenem Zustand der
Gesamtantriebsdruck, zu dem sich der Stellgliedantriebsdruck P
und der von dem Gegendruckablaßventil 23 erzeugten Druck PR1
aufaddieren. Mit anderen Worten wird die Druckerzeugung des
Gegendruckablaßventils 23 derart bestimmt, daß die Variable m1a
in unbeladenem Zustand den Stellgliedstartpunkt darstellt.
Darüber hinaus ist bei der Variablen m2a, auf die die Variable
des Stellgliedstartpunktes m2 um einen vorbestimmten Wert
verringert wird, der Stellgliedantriebsdruck P2 in beladenem
Zustand der Gesamtantriebsdruck, zu dem sich der
Stellgliedantriebsdruck P und der von dem Gegendruckablaßventil
23 erzeugten Druck PA2 aufaddieren. Mit anderen Worten wird die
Druckerzeugung des Gegendruckablaßventils 23 derart bestimmt,
daß die Variable m2a in beladenem Zustand den
Stellgliedstartpunkt darstellt.
Der Betrieb der zweiten bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung bei minimaler Leerlaufgeschwindigkeit wird im
folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben. Die
Stellgliedstartpunkte n1 und n2 der Ablauföffnung Abo in Fig.
7 sind gleich, wie in Fig. 5. Die Stellgliedflußrate Q durch
die Ablauföffnung Abo ist mit einer durchbrochenen doppelt
gestrichelten Linie gezeigt, und die Stellgliedflußrate Q durch
die Ablauföffnung Abo, zu der der Druck durch das
Gegendruckablaßventil 23 hinzuaddiert wird, ist mit einer
durchgezogenen Linie gezeigt. Der Stellgliedantriebsdruck P
verändert sich, wie mit einer gestrichelten Linie gezeigt, die
in unbeladenem Zustand durch P1 bzw. in beladenem Zustand durch
P2 läuft. Bei der Variablen n1a, auf die die Variable des
Stellgliedstartpunkts n1 um einen vorbestimmten Wert verringert
wird, ist der Stellgliedantriebsdruck P1 in unbeladenem Zustand
der Gesamtdruck, zu dem sich der von dem Gegendruckablaßventil
23 erzeugte Druck und der Stellgliedantriebsdruck Pn1a
aufaddieren. Mit anderen Worten wird die Druckerzeugung durch
das Gegendruckablaßventil 23 derart bestimmt, daß die Variable
nla in unbeladenem Zustand den Stellgliedstartpunkt darstellt.
Ferner ist bei der Variablen n2a, auf die die Variable des
Stellgliedstartpunktes n2 um einen vorbestimmten Wert
verringert wird, der Stellgliedantriebsdruck P2 in beladenem
Zustand der Gesamtdruck, auf den sich der vom
Gegendruckablaßventil 23 erzeugte Druck und der
Stellgliedantriebsdruck Pn2a aufaddieren. Mit anderen Worten
wird die Druckerzeugung durch das Gegendruckablaßventil 23
derart bestimmt, daß die Variable n2a in beladenem Zustand den
Stellgliedstartpunkt darstellt.
Wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschrieben,
werden die Stellgliedstartpunkte m1, m2, n1 und n2 der
Ablauföffnung Abo zu den Stellgliedstartpunkten m1a, m2a, n1a
und n2a, zu denen der vom Gegendruckablaßventil 23 erzeugte
Druck jeweils hinzuaddiert wird, mittels der Ablauföffnung Abo
in Richtung zur Steueröffnung Omi um (m1 - m1a), (m2 - m2a),
(n1 - n1a), und (n2 - n2a) verschoben. Daher wird der
Totbereich vom Start der Betätigung der
Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 bis zum Beginn der Bewegung
der Stellglieder 3 und 5 verringert. Da ferner der vom
Gegendruckablaßventil 23 erzeugte Druck relativ zur Variable
der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 frei eingestellt werden
kann, können (m1 - m1a) ≦ (m2 - m2a), n1 - n1a) ≦ (n2 - n2a),
und außerdem (n1a - m2a) ≦ (n1 - m2) eingestellt werden.
Insbesondere können der Unterschied zwischen den
Stellgliedstartpunkte m2a in beladenem Zustand und dem
Stellgliedstartpunkt m1a in unbeladenem Zustand bei
Arbeitsgeschwindigkeit, der Unterschied zwischen dem
Stellgliedstartpunkt m2a in beladenem Zustand und dem
Stellgliedstartpuntk m1a in unbeladenem Zustand bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit und der Unterschied zwischen dem
Stellgliedstartpunkt n1a in unbeladenem Zustand bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit und dem Stellgliedstartpunkt m2a in
beladenem Zustand bei Arbeitsgeschwindigkeit verringert werden.
Somit sind die Unterschiede der Variablen der
Arbeitsvorrichtungshebel, die abhängig von der Last oder der
Pumpenablaufmenge sind, verringert, wodurch die
Manipulationsmöglichkeiten sowie deren Genauigkeit verbessert
ist. Ebenso wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung, ist auch bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung selbst bei großer Last eine genaue Bedienbarkeit
gewärleistet.
Anhand der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
bzw. der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wurde die Steuerung von mehr als einem Stellglied erläutert.
Selbstverständlich können der erste Entscheidungsschaltkreis 31
und der zweite Entscheidungsschaltkreis 35 in der Steuereinheit
30 weggelassen werden, wenn lediglich ein Stellglied gesteuert
werden muß.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 die dritte
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert. Das
Gegendrucksteuerventil 21 und ein Druckausgleichsventil 22 sind
parallel in einer Ablaufleitung 10 angeordnet, die die
Ablauföffnung des Wegesteuerventils 7 auf der unterstromigen
Seite und den Vorratsbehälter verbinden. Von den proportionalen
Drucksteuerventilen 15a, 15b, 16a bzw. 16b erzeugter
hydraulischer Steuerdruck wirkt auf Steuerbereiche der
Wegesteuerventile 7 und 8 entsprechend der Variable Ls der
Arbeitsvorrichtungshebel (dem Auslegerhebel 15 und dem
Ladeschaufelhebel 16) ein. Der von den proportionalen
Drucksteuerventilen 15b und 16b erzeugte hydraulische
Steuerdruck wird von einem hydraulischen
Steuerdruckauswahlventil 17 (im folgenden als Wechselventil 17
bezeichnet) ausgewählt und wirkt auf einen Steuerbereich des
Gegendrucksteuerventils 21 ein. Der Stellgliedlastdruck des
Auslegerhydraulikzylinders 3 oder des
Ladeschaufelhydraulikzylinders 6 wird mittels eines
Lastdruckauswahlventil 18 (im folgenden als Wechselventil 18
bezeichnet) ausgewählt und wirkt auf den Steuerbereich des
Druckausgleichsventils 22 zusammen mit dem höchsten
Wegesteuerventileingangsdruck. Bei dieser Ausführungsform wird
die Erfindung nur angewendet, wenn der Ausleger 2 angehoben
wird und die Ladeschaufel 6 gekippt wird.
Gemäß der aus Fig. 9 ersichtlichen Struktur ist der Betrieb
der dritten bevorzugten Ausführungsform wie folgt. Der
jeweilige Schieberstangenhub der Wegesteuerventile 7 bzw. 8
wird mittels eines von den proportionalen Drucksteuerventilen
15a, 15b, 16a und 16b erzeugten hydraulischen Steuerdrucks
entsprechend der Variable Ls der Arbeitsvorrichtungshebel
gesteuert. Somit wird aus der hydraulischen Pumpe 9 ablaufendes
Drucköl an die Stellglieder 3 und 5 entsprechend der Variable
Ls der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 weitergeleitet, so
daß die Geschwindigkeit der Arbeitsvorrichtungen 2 und 6
gesteuert werden kann. Zusätzlich wird ein größerer
hydraulischer Steuerdruck von dem von den proportionalen
Drucksteuerventilen 15b und 16b erzeugten hydraulischen
Steuerdruck mit dem Wechselventil 17 ausgewählt, und der von
dem Gegendrucksteuerventil 21 erzeugte Druck wird derart
gesteuert, daß dieser mit dem hydraulischen Steuerdruck
ansteigt. Aus dem Lastdruck des Auslegerhydraulikzylinders 3
und dem Lastdruck des Ladeschaufelhydraulikzylinders 5 wird
mittels des Wechselventils 18 der größere ausgewählt, und
dieser wirkt auf das Druckausgleichsventil 22 zusammen mit dem
Wegesteuerventileingangsdruck des Wegesteuerventils 8 ein.
Entsprechend diesem Betrieb wird, wenn der Differenzdruck
zwischen dem Wegesteuerventileingangsdruck und dem
Stellgliedlastdruck einen vorbestimmten Wert erreicht, der
Gegendruck in der Ablauföffnung derart gesteuert, daß der
Differenzdruck einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
Während die Pumpenablaufmenge klein ist und die an die
Stellglieder 3 und 5 übertragene Flußrate gering ist, wird der
Gegendruck in der Ablauföffnung von dem Gegendrucksteuerventil
21 gesteuert, da der Differenzdruck zwischen dem
Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck den
vorbestimmten Wert nicht übersteigt. In diesem Fall ist der
Druck vor den Wegesteuerventilen 7 und 8 im Betrieb der Druck,
zu dem sich der Begrenzungsdruck in der Ablauföffnung und der
von dem Gegendrucksteuerventil 21 erzeugte Druck aufaddieren.
Somit wird die Ablauföffnung größer als die Ablauföffnung in
der Variablen der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 ohne, daß
die Ablauföffnung des Gegendrucksteuerventils 21 dem Druck
entsprechend angepaßt wird. Somit wird selbst bei einer
Variablen, die kleiner als die Variable ohne
Gegendrucksteuerventil 21 ist, der gleiche Druck vor den
Wegesteuerventilen 7 und 8 erzeugt, und die Stellgliedflußrate
bleibt gleich.
Wenn die an die Stellglieder 3 und 5 übertragene Flußrate mit
der Pumpenablaufmenge ansteigt, steuert das
Druckausgleichsventil 22 den Gegendruck in der Ablauföffnung
derart, daß der Differenzdruck zwischen dem
Wegesteuerventileingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck einen
vorbestimmten Wert nicht übersteigt. Somit steigen die
Geschwindigkeiten der Stellglieder 3 bzw. 5 entsprechend der
Variablen der Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 an, und ferner
steigt der Gegendruck in der Ablauföffnung nicht länger stark
an, wodurch sichergestellt wird, daß der Wegesteuerventil-
Eingangsdruck nicht übermäßig steigt. Bezeichnet Q die
Durchflußrate, bezeichnet C den Flußkoeffizienten, bezeichnet A
die Durchflußfläche, und bezeichnet P den Differenzdruck, so
ist Q proportional zu A, wie aus der Gleichung Q = CA.p1/2
bekannt, wenn der Differenzdruck P zwischen dem
Wegesteuerventil-Eingangsdruck und dem Stellgliedlastdruck fest
ist. Somit wird, wenn der Differenzsteuerdruck den
eingestellten Druck übersteigt, die an die Stellglieder 3 und 5
übertragene Flußrate Q in Abhängigkeit von der Variablen der
Arbeitsvorrichtungshebel 15 und 16 gesteuert. Dementsprechend
wird, selbst wenn die Pumpenablaufmenge groß ist, ein zu
starker Anstieg des Drucks verhindert, wodurch ein Druckverlust
in dem Wegesteuerventil verhindert wird.
Der Betrieb der dritten bevorzugten Ausführungsform bei
Arbeitsgeschwindigkeit wird im folgenden unter Bezugnahme auf
Fig. 10 beschrieben. Der Betrieb der dritten bevorzugten
Ausführungsform ist dem Betrieb der ersten bevorzugten
Ausführungsform, der aus Fig. 4 ersichtlich ist, sehr ähnlich,
und deshalb wird nur der Stellgliedantriebsdruck P beschrieben.
Der Stellgliedantriebsdruck P verändert sich entsprechend einer
gestrichelten Linie, die in unbeladenem Zustand durch P1 läuft
bzw. in beladenem Zustand durch P2 läuft. Es ist bekannt, daß
der Stellgliedantriebsdruck verglichen mit dem Fall, in dem nur
das Gegendrucksteuerventil 21 ohne Druckausgleichsventil 22
vorgesehen ist, langsamer steigt. Die Stellgliedflußrate Q in
der Ablauföffnung ABO ist mit einer durchbrochenen doppelt
gestrichelten Linie gezeigt, und die Stellgliedflußrate Q in
der Gesamtablauföffnung ABO ist mit einer durchgezogenen Linie
gezeigt.
Der Betrieb der dritten bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung bei minimaler Leerlaufgeschwindigkeit wird im
folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben. Bei dieser
Ausführungsform können, wie bei der Erläuterung zu Fig. 4, der
Stellgliedstartpunkt in unbeladenem Zustand m1a und der
Stellgliedstartpunkt in beladenem Zustand m2a erhalten werden.
Bezüglich des Stellgliedantriebsdrucks P ist bei dieser
Ausführungsform kein Unterschied zwischen dem Fall, in dem das
Gegendrucksteuerventil 21 zusammen mit dem
Druckausgleichsventil 22 vorgesehen ist, und dem Fall, in dem
nur das Druckausgleichsventil 22 alleine vorgesehen ist.
Wie oben beschrieben, ist der Betrieb der dritten bevorzugten
Ausführungsform bei Arbeitsgeschwindigkeit bzw. bei minimaler
Leerlaufgeschwindigkeit gleich dem unter Bezugnahme auf die
Fig. 4 und 5 beschriebenen Betrieb der ersten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung. Dementsprechend wird, wie bei
der ersten bevorzugten Ausführungsform, der Totbereich
verringert, und zusätzlich werden die Bedienbarkeit und das
Steuergefühl verbessert.
Im folgenden wird die vierte bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung beschrieben. Bei der vierten bevorzugten
Ausführungsform ist, wie aus Fig. 12 ersichtlich, im Gegensatz
zur dritten bevorzugten Ausführungsform das das
Gegendrucksteuerventil 21 durch Gegendruckablaßventil 23
ersetzt, und als Steuerdruck dient der hydraulische Steuerdruck
der proportionalen Drucksteuerventile 15b und 16b. Der Betrieb
bei Arbeitsgeschwindigkeit in solch einem Fall entspricht dem
unter Bezugnahme auf Fig. 7 erläuterten Betrieb der zweiten
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und ist aus Fig. 13
ersichtlich. Der Betrieb bei minimaler Leerlaufgeschwindigkeit
ist im wesentlichen der gleiche wie der unter Bezugnahme auf
Fig. 8 beschriebene Betrieb der zweiten bevorzugten
Ausführungsform. Dementsprechend ist bei dieser
Ausführungsform, ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform,
der Totbereich verringert, und zusätzlich ist die Bedienbarkeit
verbessert.
Anhand der dritten bevorzugten Ausführungsform bzw. der vierten
bevorzugten Ausführungsform wurde die Steuerung von mehr als
einem Stellglied erläutert. Es ist klar, daß die Wechselventile
17 und 18 weggelassen werden können, wenn nur ein Stellglied
gesteuert wird.
Claims (6)
1. Hydraulische Maschinensteuerung mit
einem Stellglied (3, 5) zum Antreiben einer Arbeitsvorrichtung (2, 6),
einer hydraulischen Pumpe (9) zum Weiterleiten von Drucköl an das Stellglied (3, 5),
einem Wegesteuerventil (7, 8), das in einer die hydraulische Pumpe (9) und das Stellglied (3, 5) verbindenden Leitung angeordnet ist, wobei eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Ablauföffnung ab einem Steueröffnungspunkt (Omi) geschlossen wird, indem eine mit dem Stellglied (3, 5) verbundene Steueröffnung geöffnet wird, und die Ablauföffnung verringert wird, während eine Steueröffnung entsprechend dem Schieberstangenhub bis zu einem Ablauföffnungsschließpunkt, in dem der gesamte Fluß von der hydraulischen Pumpe (9) an das Stellglied (3, 5) weitergeleitet wird, vergrößert wird, und
einem proportionalen Drucksteuerventil (15a, 15b, 16a, 16b), das einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend der Variablen eines Hebels (15, 16) der Arbeitsvorrichtung (2, 6) erzeugt und diesen an den Steuerbereich des Wegesteuerventils (7, 8) weiterleitet,
wobei die hydraulische Maschinensteuerung aufweist:
ein Gegendrucksteuerventil (21), das in einer die Ablauföffnung mit dem Vorratsbehälter verbindenden Ablaufleitung angeordnet ist, wodurch der Gegendruck in der Ablauföffnung erhöht wird;
ein proportionales Magnetsteuerventil (25), das den Steuerdruck an das Gegendrucksteuerventil (21) weiterleitet;
einen hydraulischen Steuersensor (17a, 17b), der den erzeugten hydraulischen Steuerdruck erfaßt; und
eine Steuereinheit (30), die von dem hydraulischen Steuersensor (17a, 17b) ein hydraulisches Steuersignal erhält und ein Steuersignal an das proportionale Magnetsteuerventil (25) ausgibt, um das Gegendrucksteuerventil (21) zu steuern.
einem Stellglied (3, 5) zum Antreiben einer Arbeitsvorrichtung (2, 6),
einer hydraulischen Pumpe (9) zum Weiterleiten von Drucköl an das Stellglied (3, 5),
einem Wegesteuerventil (7, 8), das in einer die hydraulische Pumpe (9) und das Stellglied (3, 5) verbindenden Leitung angeordnet ist, wobei eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Ablauföffnung ab einem Steueröffnungspunkt (Omi) geschlossen wird, indem eine mit dem Stellglied (3, 5) verbundene Steueröffnung geöffnet wird, und die Ablauföffnung verringert wird, während eine Steueröffnung entsprechend dem Schieberstangenhub bis zu einem Ablauföffnungsschließpunkt, in dem der gesamte Fluß von der hydraulischen Pumpe (9) an das Stellglied (3, 5) weitergeleitet wird, vergrößert wird, und
einem proportionalen Drucksteuerventil (15a, 15b, 16a, 16b), das einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend der Variablen eines Hebels (15, 16) der Arbeitsvorrichtung (2, 6) erzeugt und diesen an den Steuerbereich des Wegesteuerventils (7, 8) weiterleitet,
wobei die hydraulische Maschinensteuerung aufweist:
ein Gegendrucksteuerventil (21), das in einer die Ablauföffnung mit dem Vorratsbehälter verbindenden Ablaufleitung angeordnet ist, wodurch der Gegendruck in der Ablauföffnung erhöht wird;
ein proportionales Magnetsteuerventil (25), das den Steuerdruck an das Gegendrucksteuerventil (21) weiterleitet;
einen hydraulischen Steuersensor (17a, 17b), der den erzeugten hydraulischen Steuerdruck erfaßt; und
eine Steuereinheit (30), die von dem hydraulischen Steuersensor (17a, 17b) ein hydraulisches Steuersignal erhält und ein Steuersignal an das proportionale Magnetsteuerventil (25) ausgibt, um das Gegendrucksteuerventil (21) zu steuern.
2. Hydraulische Maschinensteuerung nach Anspruch 1 mit:
einem Lastdrucksensor (18a, 18b) zum Erfassen des Lastdrucks des Stellglieds (3, 5);
einem Pumpenablaufsensor (14) zum Erfassen der Ablaufmenge der hydraulischen Pumpe (9); und
einem Wegesteuerventil-Eingangsdrucksensor (24) zum Erfassen des Eingangsdrucks des Wegesteuerventils (7, 8); wobei
die Steuereinheit (30) von jedem dieser Sensoren Signale erhält und ein Steuersignal an das proportionale Magnetsteuerventil (25) ausgibt, so daß der Differenzdruck zwischen dem Eingangsdruck des Wegesteuerventils (7, 8) und dem Lastdruck des Stellglieds (3, 5) einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt, während der Gegendruck in der Ablauföffnung entsprechend dem Anstieg des erfaßten hydraulischen Steuerdrucks erhöht wird.
einem Lastdrucksensor (18a, 18b) zum Erfassen des Lastdrucks des Stellglieds (3, 5);
einem Pumpenablaufsensor (14) zum Erfassen der Ablaufmenge der hydraulischen Pumpe (9); und
einem Wegesteuerventil-Eingangsdrucksensor (24) zum Erfassen des Eingangsdrucks des Wegesteuerventils (7, 8); wobei
die Steuereinheit (30) von jedem dieser Sensoren Signale erhält und ein Steuersignal an das proportionale Magnetsteuerventil (25) ausgibt, so daß der Differenzdruck zwischen dem Eingangsdruck des Wegesteuerventils (7, 8) und dem Lastdruck des Stellglieds (3, 5) einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt, während der Gegendruck in der Ablauföffnung entsprechend dem Anstieg des erfaßten hydraulischen Steuerdrucks erhöht wird.
3. Hydraulische Maschinensteuerung nach Anspruch 1 mit:
einer Mehrzahl von Stellgliedern (3, 5);
einen Tandemschaltkreis in jeweils jedem Stellglied (3, 5);
einer Mehrzahl von Wegesteuerventilen (7, 8), einer Mehrzahl von proportionalen Drucksteuerventilen (15a, 15b, 16a, 16b), einer Mehrzahl von hydraulischen Steuersensoren (17a, 17b) und einer Mehrzahl von Lastdrucksensoren (18a, 18b), die jeweils den Stellgliedern (3, 5) zugeordnet sind; und
einem Wegesteuerventil-Eingangsdrucksensor (24), der den Eingangsdruck eines von den Wegesteuerventilen (7, 8) am höchsten angeordneten Wegesteuerventils (7, 8) erfaßt; wobei
das Gegendrucksteuerventil (21) in einer Ablauföffnung eines Wegesteuerventils (7, 8) angeordnet ist, das von der Mehrzahl der Wegesteuerventile (7, 8) am tiefsten angeordnet ist; und wobei
die Steuereinheit (30) von jedem der Sensoren (17a, 17b, 18a, 18b, 24) ein Signal empfängt und ein Steuersignal an das proportionale Magnetsteuerventil (25) ausgibt, so daß der Unterschied zwischen dem Maximalwert des hydraulischen Steuerdrucks, der von der Mehrzahl der hydraulischen Steuersensoren (17a, 17b) erfaßt wird, und der Maximalwert des Lastdrucks, der von der Mehrzahl der Lastdrucksensoren (18a, 18b) erfaßt wird, einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
einer Mehrzahl von Stellgliedern (3, 5);
einen Tandemschaltkreis in jeweils jedem Stellglied (3, 5);
einer Mehrzahl von Wegesteuerventilen (7, 8), einer Mehrzahl von proportionalen Drucksteuerventilen (15a, 15b, 16a, 16b), einer Mehrzahl von hydraulischen Steuersensoren (17a, 17b) und einer Mehrzahl von Lastdrucksensoren (18a, 18b), die jeweils den Stellgliedern (3, 5) zugeordnet sind; und
einem Wegesteuerventil-Eingangsdrucksensor (24), der den Eingangsdruck eines von den Wegesteuerventilen (7, 8) am höchsten angeordneten Wegesteuerventils (7, 8) erfaßt; wobei
das Gegendrucksteuerventil (21) in einer Ablauföffnung eines Wegesteuerventils (7, 8) angeordnet ist, das von der Mehrzahl der Wegesteuerventile (7, 8) am tiefsten angeordnet ist; und wobei
die Steuereinheit (30) von jedem der Sensoren (17a, 17b, 18a, 18b, 24) ein Signal empfängt und ein Steuersignal an das proportionale Magnetsteuerventil (25) ausgibt, so daß der Unterschied zwischen dem Maximalwert des hydraulischen Steuerdrucks, der von der Mehrzahl der hydraulischen Steuersensoren (17a, 17b) erfaßt wird, und der Maximalwert des Lastdrucks, der von der Mehrzahl der Lastdrucksensoren (18a, 18b) erfaßt wird, einen vorbestimmten Wert nicht übersteigt.
4. Hydraulische Maschinensteuerung mit
einem Stellglied (3, 5) zum Antreiben von Arbeitsvorrichtungen (2, 6),
einer hydraulischen Pumpe (9) zum Weiterleiten von Drucköl an das Stellglied (3, 5),
einem Wegesteuerventil (7, 8), das in einer die hydraulische Pumpe (9) und das Stellglied (3, 5) verbindenden Leitung angeordnet ist, wobei eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Ablauföffnung ab einem Steueröffnungspunkt (Omi) geschlossen wird und eine mit dem Stellglied (3, 5) verbundene Steueröffnung geöffnet wird und die Ablauföffnung verringert wird, während eine Steueröffnung entsprechend dem Schieberstangenhub an einem Ablauföffnungsschließpunkt, an dem der gesamte Fluß von der hydraulischen Pumpe (9) an das Stellglied (3, 5) weitergeleitet wird, vergrößert wird, und
einem proportionalen Drucksteuerventil (15a, 15b, 16a, 16b), das einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend der Variable eines Hebels (15, 16) der Arbeitsvorrichtungen (2, 6) erzeugt und diesen an Steuerbereiche des Wegesteuerventils (7, 8) weiterleitet,
wobei die hydraulische Maschinensteuerung aufweist:
ein Gegendrucksteuerventil (21), das in einer die Ablauföffnung mit dem Vorratsbehälter verbindenden Ablauföffnung angeordnet ist, wobei das Gegendrucksteuerventil (21) den erzeugten hydraulischen Steuerdruck empfängt und den Gegendruck in der Ablauföffnung erhöht; und
ein Druckausgleichsventil (22), das parallel zu dem Gegendrucksteuerventil (21) in der Ablauföffnung angeordnet ist, und das vor dem Betrieb des Gegendrucksteuerventils (21) den Differenzdruck steuert, wenn der Differenzdruck zwischen dem Eingangsdruck des Wegesteuerventils (7, 8) und dem Lastdruck des Stellgliedes (3, 5) einen vorbestimmten Wert erreicht.
einem Stellglied (3, 5) zum Antreiben von Arbeitsvorrichtungen (2, 6),
einer hydraulischen Pumpe (9) zum Weiterleiten von Drucköl an das Stellglied (3, 5),
einem Wegesteuerventil (7, 8), das in einer die hydraulische Pumpe (9) und das Stellglied (3, 5) verbindenden Leitung angeordnet ist, wobei eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Ablauföffnung ab einem Steueröffnungspunkt (Omi) geschlossen wird und eine mit dem Stellglied (3, 5) verbundene Steueröffnung geöffnet wird und die Ablauföffnung verringert wird, während eine Steueröffnung entsprechend dem Schieberstangenhub an einem Ablauföffnungsschließpunkt, an dem der gesamte Fluß von der hydraulischen Pumpe (9) an das Stellglied (3, 5) weitergeleitet wird, vergrößert wird, und
einem proportionalen Drucksteuerventil (15a, 15b, 16a, 16b), das einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend der Variable eines Hebels (15, 16) der Arbeitsvorrichtungen (2, 6) erzeugt und diesen an Steuerbereiche des Wegesteuerventils (7, 8) weiterleitet,
wobei die hydraulische Maschinensteuerung aufweist:
ein Gegendrucksteuerventil (21), das in einer die Ablauföffnung mit dem Vorratsbehälter verbindenden Ablauföffnung angeordnet ist, wobei das Gegendrucksteuerventil (21) den erzeugten hydraulischen Steuerdruck empfängt und den Gegendruck in der Ablauföffnung erhöht; und
ein Druckausgleichsventil (22), das parallel zu dem Gegendrucksteuerventil (21) in der Ablauföffnung angeordnet ist, und das vor dem Betrieb des Gegendrucksteuerventils (21) den Differenzdruck steuert, wenn der Differenzdruck zwischen dem Eingangsdruck des Wegesteuerventils (7, 8) und dem Lastdruck des Stellgliedes (3, 5) einen vorbestimmten Wert erreicht.
5. Hydraulische Maschinensteuerung mit
einem Stellglied (3, 5) zum Antreiben von Arbeitsvorrichtungen (2, 6),
einer hydraulischen Pumpe (9) zum Weiterleiten von Drucköl an das Stellglied (3, 5),
einem Wegesteuerventil (7, 8), das in einer die hydraulische Pumpe (9) und das Stellglied (3, 5) verbindenden Leitung angeordnet ist, wobei eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Ablauföffnung ab einem Steueröffnungspunkt (Omi) geschlossen wird und eine mit dem Stellglied (3, 5) verbundene Steueröffnung geöffnet wird und die Ablauföffnung verringert wird, während eine Steueröffnung entsprechend dem Schieberstangenhub an einem Ablauföffnungsschließpunkt, an dem der gesamte Fluß von der hydraulischen Pumpe (9) an das Stellglied (3, 5) weitergeleitet wird, vergrößert wird, und
einem proportionalen Drucksteuerventil (15a, 15b, 16a, 16b), das einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend der Variable eines Hebels (15, 16) der Arbeitsvorrichtungen (2, 6) erzeugt und diesen an Steuerbereiche des Wegesteuerventils (7, 8) weiterleitet,
wobei die hydraulische Maschinensteuerung aufweist:
eine Mehrzahl von Stellgliedern (3, 5),
einen Tandemschaltkreis in jedem der Stellglieder (3, 5);
eine Mehrzahl von Wegesteuerventilen (7, 8) und proportionalen Drucksteuerventilen (15a, 15b, 16a, 16b), die jeweils den einzelnen Stellgliedern (3, 5) zugeordnet angeordnet sind;
ein hydraulisches Steuerdruckauswahlventil (17), mit dem der maximale hydraulische Steuerdruck aus den von den proportionalen Drucksteuerventilen (15b, 16b) erzeugten hydraulischen Steuerdrücken ausgewählt wird;
ein Gegendrucksteuerventil (21), das in einer eine Ablauföffnung eines am tiefsten angeordneten Wegesteuerventils (7, 8) mit dem Vorratsbehälter verbindenden Ablaufleitung vorgesehen ist, wobei das Gegendrucksteuerventil (21) den maximalen hydraulischen Steuerdruck erhält und den Gegendruck in der Ablauföffnung erhöht;
ein Lastdruckauswahlventil (18), mit dem der maximale Lastdruck aus den Ladedrücken der einzelnen Stellglieder (3, 5) ausgewählt wird; und
ein Druckausgleichsventil (22), das parallel zum Gegendrucksteuerventil (21) in der Ablaufleitung angeordnet ist, in der auch das Gegendrucksteuerventil (21) angeordnet ist, wobei das Druckausgleichsventil (22) zum Steuern des Differenzdrucks vor dem Betrieb des Gegendrucksteuerventils (21) zum Erhöhen des Drucks dient, wenn der Differenzdruck zwischen dem Eingangsdruck und dem am tiefsten angeordneten Wegesteuerventil (7, 8) und dem ausgewählten maximalen Lastdruck einen vorbestimmten Wert erreicht.
einem Stellglied (3, 5) zum Antreiben von Arbeitsvorrichtungen (2, 6),
einer hydraulischen Pumpe (9) zum Weiterleiten von Drucköl an das Stellglied (3, 5),
einem Wegesteuerventil (7, 8), das in einer die hydraulische Pumpe (9) und das Stellglied (3, 5) verbindenden Leitung angeordnet ist, wobei eine mit einem Vorratsbehälter verbundene Ablauföffnung ab einem Steueröffnungspunkt (Omi) geschlossen wird und eine mit dem Stellglied (3, 5) verbundene Steueröffnung geöffnet wird und die Ablauföffnung verringert wird, während eine Steueröffnung entsprechend dem Schieberstangenhub an einem Ablauföffnungsschließpunkt, an dem der gesamte Fluß von der hydraulischen Pumpe (9) an das Stellglied (3, 5) weitergeleitet wird, vergrößert wird, und
einem proportionalen Drucksteuerventil (15a, 15b, 16a, 16b), das einen hydraulischen Steuerdruck entsprechend der Variable eines Hebels (15, 16) der Arbeitsvorrichtungen (2, 6) erzeugt und diesen an Steuerbereiche des Wegesteuerventils (7, 8) weiterleitet,
wobei die hydraulische Maschinensteuerung aufweist:
eine Mehrzahl von Stellgliedern (3, 5),
einen Tandemschaltkreis in jedem der Stellglieder (3, 5);
eine Mehrzahl von Wegesteuerventilen (7, 8) und proportionalen Drucksteuerventilen (15a, 15b, 16a, 16b), die jeweils den einzelnen Stellgliedern (3, 5) zugeordnet angeordnet sind;
ein hydraulisches Steuerdruckauswahlventil (17), mit dem der maximale hydraulische Steuerdruck aus den von den proportionalen Drucksteuerventilen (15b, 16b) erzeugten hydraulischen Steuerdrücken ausgewählt wird;
ein Gegendrucksteuerventil (21), das in einer eine Ablauföffnung eines am tiefsten angeordneten Wegesteuerventils (7, 8) mit dem Vorratsbehälter verbindenden Ablaufleitung vorgesehen ist, wobei das Gegendrucksteuerventil (21) den maximalen hydraulischen Steuerdruck erhält und den Gegendruck in der Ablauföffnung erhöht;
ein Lastdruckauswahlventil (18), mit dem der maximale Lastdruck aus den Ladedrücken der einzelnen Stellglieder (3, 5) ausgewählt wird; und
ein Druckausgleichsventil (22), das parallel zum Gegendrucksteuerventil (21) in der Ablaufleitung angeordnet ist, in der auch das Gegendrucksteuerventil (21) angeordnet ist, wobei das Druckausgleichsventil (22) zum Steuern des Differenzdrucks vor dem Betrieb des Gegendrucksteuerventils (21) zum Erhöhen des Drucks dient, wenn der Differenzdruck zwischen dem Eingangsdruck und dem am tiefsten angeordneten Wegesteuerventil (7, 8) und dem ausgewählten maximalen Lastdruck einen vorbestimmten Wert erreicht.
6. Hydraulische Maschinensteuerung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, wobei ein Gegendruckablaßventil (23) anstatt des
Gegendrucksteuerventils (21) vorgesehen ist.
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