DE2736804A1 - Hydraulisches steuersystem - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. 8000 MÜNCHEN 22

KARL H. WAGNER > ⁽-

16. August 1977 77-S-279O

CATERPILLAR TRACTOR CO., Peoria, Illinois 61629, V.St.A.

Hydraulisches Steuersystem

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Dualpumpensteuersystem mit einer vorbestimmten Querströmungsausbildung. Ganz allgemein bezieht sich die Erfindung auf ein hydraulisches Steuersystem, welches ein Paar von Steuerkreisen aufweist, die individuell durch ein Paar von Pumpen gespeist werden und ein Umlenknetzwerk aufweisen, um automatisch die Strömungsmittelströmungsfähigkeit der zweiten Pumpe für den ersten Kreis unter bestimmten Bedingungen zu verwenden.

Hydraulisch betätigte Materialhandhabungsmaschinen sind bereits bekannt, die zwei oder mehrere durch den Motor angetriebene Pumpen aufweisen, um unter Druck stehendes Strömungsmittel den verschiedenen Motoren und doppelt wirkenden Hydraulikzylindern zuzuführen. Diese Motore und Hydraulikzylinder dienen zum Antrieb und zur Manövrierung der Maschine oder Vorrichtung und betätigen auch die Materialhandhabungswerkzeuge, die auf der Maschine befestigt sind. Zum Stand der Technik sei auf die folgenden U.S. Patente hingewiesen: 2 445 781, 3 208 und 3 693 350. Ferner sei auf die Britischen Patente 1 044 851 und 1 290 247 hingewiesen.

809809/0769

TELEFON: (089) 298627 TELEGRAMM: PATLAW MÜNCHEN TELEX. 5-22(KW patw d

Hydraulische Steuersysteme der oben erwähnten Bauart verwenden häufig ein Paar von Pumpen, um individuell ein Paar von Kreisen zu versorgen, die zwei oder mehrere Motoren aufweisen. Durch selektive Verschiebung der verschiedenen Verteilerventile kann der Strömungsmittelfluß in geeigneter Weise zum in entsprechender Weise angeschalteten Motor für dessen Betrieb gelenkt werden. Wenn jedoch diese Verteilerventile und Motoren in einer unterbrochenen Serie angeordnet sind, so ist oftmals ein hinreichender Fluß zum stromabwärts gelegenen Motor dann nicht verfügbar, wenn der stromaufwärts gelegene Motor betätigt wird. Infolgedessen wird manchmal ein gesonderter manuell betätigter Steuerhebel sowie zugehörige Hydraulikkomponenten verwendet, um die Strömung von der zweiten Pumpe zu ermöglichen, die verwendet wird, um einen der stromabwärts gelegenen Motoren des ersten Kreises zu betätigen. Die zur Durchführung dafür erforderlichen Komponenten werden oftmals als ein Umlenkventilnetzwerk bezeichnet und im allgemeinen nutzt ein derartiges Netzwerk die verfügbaren Pumpenkapazitäten effektiver aus. Obwohl ein Umlenknetzwerk die Mehrfachfunktionseigenschaften des Systems verbessert und die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion beeinflußt, da weniger Pumpen und individuelle Steuerschleifen erforderlich sind, ist es manchmal unzweckmäßig, einen weiteren Steuerhebel von Hand betätigen zu müssen, um die Umlenkfunktion dann zu erreichen, wenn der Benutzer bereits mit der Manipulation der Maschine beschäftigt ist.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß während die Kantensteuersysteme die Kombination des Strömungsmittelflußes von zwei oder mehreren Pumpen gestatten, um einen speziellen Motor zu betreiben, wobei andere Motoren üblicherweise leerlaufen, eine solche Wirkung häufig einen zu schnellen Betrieb für die Bedingungen zur Folge hat. Somit ist der völlige Dualpumpenströmungsmittelfluß nachteilig für die Steuerbarkeit und den Wirkungsgrad desjenigen Motors und des zugehörigen Werkzeugs. Zusammenfassung sowie Ziele der Erfindung. Gemäß der Erfindung wird ein neues hydraulisches Dualpumpensteuersystem vorgesehen, um Strömungsmittel zwei gesonderten Serien oder Reihen von Verteilerventilen

•09809/0789

-*- ^736804

zuzuführen, und zwar einschließlich eines automatisch ansprechenden Umlenknetzwerks, um die verfügbare Pumpenströmung effektiver auszunutzen. Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die oben erwähnten kurz beschriebenen Probleme dadurch zu lösen, daß ein hydraulisches Dualpumpensteuersystem vorgesehen wird, welches ein verbessertes Umlenkventilnetzwerk für eine Materialhandhabungsmaschine vorsieht. Die Erfindung hat sich weiterhin zum Ziel gesetzt, ein derartiges System vorzusehen, welches in effektiver Weise das Erreichen einer Umlenkstromungsoperatxon für einen bestimmten Motor unter vorbestimmten Bedingungen gestattet. Die Erfindung hat sich ferner zum Ziel gesetzt, ein System der erwähnten Bauart anzugeben, welches verhindert, daß der volle Strömungsmittelfluß von beiden Pumpen zu dem speziellen Motor gelangt und daß somit der Betrieb bei einer übermässigen Geschwindigkeitsrate verhindert wird. Die Erfindung hat sich schließlich zum Ziel gesetzt, ein hydraulisches Steuersystem der Art anzugeben, daß ein Hydraulikbagger unter Maximierung seines Betriebswirkungsgrads angetrieben wird.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Hydraulikbaggers mit

dem erfindungsgemäßen Hydrauliksteuersystem, wobei speziell die verwendeten Motore und/oder Hydraulikzylinder dargestellt sind;

Fig. 2 ein schematisches Diagramm des erfindungsgemäßen hydraulischen Dualpumpensteuersystems mit dem Umlenkventil und Resolvernetzwerk gemäß der Erfindung.

Es sei nunmehr ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Fig. 1 zeigt einen typischen Hydraulikbagger 10 mit einem Fahrgestell 12 getragen auf drehbaren Rädern oder Ketten 14. Eine Plattform 16 wird drehbar vom Fahrgestell getragen und umfaßt eine Fahrerstation 18 und ein Motorabteil 20. Ein

809809/0769

hydraulisch angetriebener Schwingmotor 22 ist an der Plattform befestigt und verdreht bei Betätigung die Plattform in der einen oder anderen Richtung um 360 auf dem Fahrgestellt/ um so ein Materialhandhabungswerkzeug 24 in die geeignete Arbeits- oder Transportlage zu bringen.

Das Materialhandhabungswerkzeug 24 umfaßt einen Ausleger 26, der schwenkbar an der Plattform 16 an einem Schwenkpunkt 28 befestigt ist und in manipulierbarer Weise darum herum angehoben oder abgesenkt werden kann, und zwar durch ein Paar von Hydraulikmotoren oder Auslegerhubzylindern 30. Ein Arm 32 ist schwenkbar am entfernt gelegenen Ende dieses Auslegers an einer Schwenkverbindung 34 schwenkbar befestigt und trägt in schwenkbarer Weise am äusseren Ende ein Werkzeug oder einen Kübel 36. Ein Hydraulikmotor oder ein Kübelbetätigungszylinder 38 ist schwenkbar am Arm befestigt und ist mit einer geeigneten Kübelgelenkverbindung 40 verbunden, um den Kübel in seinen Grab- oder Transport-Zustand zu bringen. Ferner ist ein weiterer Motor oder Armbetätigungszylinder 42 schwenkbar am Ausleger an einer Schwenkverbindung verbunden, um sowohl den Arm als auch den Kübel in die verschiedenen Arbeitslagen zu bringen.

Strömungsmittel für die Betätigung und Steuerung des Schwingmotors 22, der Zylinder 30, 38 und 42 wird durch das hydraulische Dualpumpensteuersystem der Erfindung geliefert, welches in Fig. mit dem Bezugszeichen 48 versehen ist. Dieses System umfaßt eine erste, eine veränderbare Verdrängung aufweisende Pumpe 50 sowie eine zweite eine veränderbare Verdrängung aufweisende Pumpe 52, die durch einen Motor 54 angetrieben werden, der innerhalb des Motorabteils 20 angeordnet ist und unter Bezugnahme auf Fig. 1 erwähnt wurde. Diese Pumpen stehen demgemäß mit einem gemeinsamen Strömungsmittelreservoir oder Tank 56 in Verbindung, um jeweils Strömungsmittel einer ersten Hauptschiene oder Versorgungsleitung 58 und einer zweiten Hauptschiene oder Versorgungsleitung 60 zuzuführen.

809809/0769

Insbesondere dient die erste versorgungsleitung 58 als eine Quelle für unter Druck stehendes Strömungsmittel für einen ersten hydraulischen Steuerkreis 62, der ein erstes Verteilerventil zur Steuerung des Schwingmotors 22 und ein zweites Verteilerventil 66 zur Steuerung des Armbetätigungsmotors oder Zylinders aufweist. Das Strömungsmittel läuft nach dem Durchfließen dieser offenen, sich in Mittelstellung befindenden (zentrierten) Ventile ohne Ablenkung zum Betrieb eines Motors längs einer Leitung durch ein Blockierventil 7O und zu einer Rücklaufleitung 72, die zum Reservoir 56 zurückführt. Diese Anordnung der Verteilerventile ist als eine unterbrochene Serienanordnung bekannt.

In der gleichen Weise dient die zweite Versorgungsleitung 60 als eine zweite Quelle von unter Druck stehendem Strömungsmittel für einen zweiten hydraulischen Steuerkreis 74 mit einem dritten Verteilerventil 76 zur Steuerung des Kübelbetätigungsmotors oder Zylinders 38 und einem vierten Verteilerventil zur Betätigung der Auslegeranhebmotore oder Zylinder30. Nach dem Durchströmen dieser offenen, sich in Mittelstellung befindlichen Ventile fließt das Strömungsmittel durch eine Leitung 80, ein zweites Blockierventil 82 und die Rücklaufleitung 72 zurück zum Reservoir 56.

Man erkennt, daß die Verteilerventile 64, 66, 76 und 78 in eine offene,mittige Position - wie dargestellt - vorgespannt sind und daß sie im wesentlichen von gleichem Aufbau sind. Beispielsweise steht das in Fig. 2 links angeordnete erste Verteilerventil mit der Versorgungsleitung 58 in Verbindung, und zwar über eine Zweigleitung 84 und eine Antriebsmotorversorgungsleitung 86 mit einem in Serie damit angeordneten Lastrückschlagventil 88 (vgl. Fig. 2). Dieses Verteilerventil wird durch Pilotbetätigung beim dargestellten Ausführungsbeispiel bewegt, um in modulierbarer und umkehrbarer Weise Strömungsmittel an den Schwingmotor 22 zu liefern, und zwar durch die eine oder andere eines Paares von Leitungen 90 und 92, wobei die jeweils andere Leitung in Rücklaufverbindung mit dem Reservoir 56 durch eine Abflußleitung 94 gebracht ist.

809809/0769

Position de

In der dargestellten Position des ersten Verteilerventils 64 wird Strömungsmittel in ununterbrochener Weise dem zweiten Verteilerventil 66 über eine Verbindungsleitung 96 zugeführt. Infolgedessen arbeitet das zweite Verteilerventil 66 in einer Hilfsbetriebsweise, wenn es durch Pilotbetätigung auf und ab aus der in der Zeichnung gezeigten Stellung bewegt wird, um die modulierte und reversible Strömungsmittellieferung von einer Motorversorgungsleitung 98 und einem Lastüberdruck- oder Rückschlagventil 1OO zum Armbetätigungszylinder 42 über ein Paar von Leitungen 102 und 104 zu gestatten, wobei das rücklaufende Strömungsmittel zum Reservoir 56 über eine Abflußleitung 1O6 zurückgeleitet wird.

Die Pumpe 50 ist in üblicher Weise gegenüber einem Überdruck durch ein Hauptdruckbegrenzungs- oder Freigabeventil 108 geschützt, welches beispielsweise derart eingestellt ist, daß es Strömungs-

mittel zurück zum Reservoir 56 bei 280 kg/cm (4ooo psi) freigibt. Es sei ferner bemerkt, daß die Leitungen 90, 92, 102 und 1O4, die zum Schwingmotor 22 und zum Armbetätigungszylinder 42 führen, in ähnlicher Weise gegenüber hohem Druck und Cavitation geschützt sind, und zwar durch übliche Freigabeventile und Nachfüllventile, wobei diese Ventile aber aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt sind.

Wie man aus Vorstehendem ersieht, ist der zweite hydraulische Steuerkreis 74 im wesentlichen ein Spiegelbild des ersten hydraulischen Steuerkreises 62. Das dritte Verteilerventil 76 desselben ist mit der Versorgungsleitung 60 gekuppelt, und zwar über eine Zweigleitung 110 und eine Motorversorgungsleitung 112, die ein Lastrückschlagventil 114 darinnen aufweist. Infolgedessen ist das dritte Verteilerventil derart zu positionieren, daß Strömungsmittel an den Kübelbetätigungszylinder 38 über ein Paar von Leitungen 116 und 118 geliefert wird, wobei das Rücklaufströmungsmittel dem Reservoir 56 über eine Abflußleitung 120 zugeführt wird. Auf eine sich wiederholende Weise empfängt das vierte Verteilerventil 78 Strömungsmittel vom dritten Verteilerventil in der dargestellten Position durch die Verbindungsleitung 122 und dient dazu, Strömungsmittel von einer Motorver-

809809/0789

-of ..

sorgungsleitung 124 und einem Lastrückschlag- oder Steuerventil 126 den Auslegeranhebzylindern 30 zuzuführen, und zwar über ein Paar von Leitungen 128 und 130, wobei der Rücklauf über eine Abflußleitung 132 geschieht.

Die Motore 30 und 38 des zweiten Hydrauliksteuerkreises 74 sind in ähnlicher Weise durch Freigabe- oder Druckbegrenzungsventile und Nachfüllventile der üblichen nicht gezeigten Bauart geschützt, und die Versorgungsleitung 60 derselben ist in Strömungsmittelverbindung mit dem Hauptfreigabeventil 108 angeordnet, und zwar über eine Rückschlagventilvorrichtung 134. Eine solche Vorrichtung dient zur Trennung der zweiten Pumpe 52 von der ersten Pumpe 50 und gestattet doch den gemeinsamen Gebrauch des Freigabeventils·

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden die Verteilerventile 64, 66, 76 und 78 unabhängig aus ihren offenen Mittelpositionen herausbewegt, und zwar durch einen manuell betätig ten Pilotkreis 136, der im oberen Teil der Zeichnung angeordnet ist. Ein solcher Pilotkreis gestattet die Fernbetätigung der Verteilerventile und verwendet einen relativ niedrigen Druck in den Pilotleitungen, die allgemein durch die gestrichelten Linien dargestellt sind. Insbesondere zieht eine -vom Motor 54 angetriebene Pilotpumpe 138 Strömungsmittel aus dem Reservoir 56 ab und liefert dies an eine Versorgungsleitung 140, deren Druck auf einen Wert von annähernd 20 kg/cm (300 psi) durch ein Druckbegrenzungsventil 142 eingestellt ist. Diese Pilotversorgungsleitung wird darauffolgend direkt mit vier manuell betätigten Richtungs-Pilotsteuerventilen 144, 146, 148 und 150 verbunden, die jeweils in Strömungsmittelvorspannverbindung mit den vier Verteilerventilen 64, 66, 76 und 78 stehen.

Die manuelle Positionierung des ersten Pilotsteuerventils 144 aus der gezeigten mittigen Position heraus gestattet, daß der Pilotdruck in der Versorgungsleitung 140 an ein Ende des ersten Verteilerventils 64 geliefert wird, und zwar entweder durch eine Signalleitung 152 oder durch eine Signalleitung 154, wobei das entgegengesetzt liegende Ende mit einer Abfluß- oder Druckfreigabeleitung 156 verbunden ist. In ähnlicher Weise ist das zweite

809809/0769

Pilotsteuerventil 146 betriebsmäßig mit dem zweiten Verteilerventil 66 verbunden, und zwar über eine "Arm-aus"-Signalleitung 158 oder eine "Arm-ein"-Signalleitung 160, wobei das dritte Pilotsteuervontil 148 in vorspannbarer Weise mit dem dritten Verteilerventil 76 über ein Paar von Signalleitungen 162 und 164 verbunden ist, während schließlich das vierte Pilotsteuerventil 150 mit dem vierten Verteilerventil 78 über eine "Ausleger-absenken"-Signalleitung 166 und einer "Ausleger-anheben"-Signalleitung 168 verbunden ist und wobei ferner dabei die entgegengesetzt liegenden Enden der Verteilerventile sich in offener Verbindung jeweils mit einer Abflußleitung 170, einer Abflußleitung 172 und einer Abflußleitung 174 befinden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß Strömungsmittel von der zweiten Pumpe 52 und dem zweiten hydraulischen Steuerkreis 74 zur Betätigung des Armbetätigungszylinders 42 des ersten Hydrauliksteuerkreises 62 geliefert wird, und zwar unter vorbestimmten Umständen. Zudem wird Strömungsmittel von der ersten Pumpe 5O geliefert, um die Auslegeranhebzylinder 30 unter anderen vorbestimmten Umständen zu betätigen. Um dies zu erreichen, wird ein Umlenkventilnetzwerk 176 verwendet, welches die zuvor erwähnten Blockierventile 70 und 82 und ein Paar von Umlenkleitungen oder Kanälen 178 und 180 verwendet. Die Umlenkleitung 178 steht in Verbindung mit der Leitung 80 stromabwärts gegenüber dem vierten Verteilerventil 78, und zwar über ihre Verbindung mit der Versorgungsleitung 98. In einer spiegelbildlichen Weise ist die Umlenkleitung 180 mit der Leitung 68 stromabwärts gegenüber dem zweiten Verteilerventil 66 und mit der Versorgungsleitung 124 verbunden, die zum vierten Verteilerventil führt. Ein Einwegrückschlag- oder Steuerventil 182 (vgl. Fig. 2) und ein Einwegrückschlag- oder Steuerventil 184 (vgl. Fig. 2) sind in Serie mit den Umlenkumleitungen 178 bzw. 180 angeordnet, um eine hindurchgehende Umkehrströmung zu verhindern.

Die beiden Blockierventile 70 und 82 sind federnd in einen ersten Zustand, wie dargestellt, vorgespannt, um zu gestatten, daß nicht verbrauchtes Strömungsmittel in den Leitungen 68 und 80 zurück zum Reservoir 56 geleitet werden kann. Damit jedoch

809809/0769

die Umlenkleitung 178 in der beabsichtigten Weise arbeiten kann, muß das zweite Blockierventil 82 - vgl. dazu die Zeichnung - abgesenkt werden, und zwar in einen zweiten oder Blockierzustand. Dieser Blockierzustand wird bewirkt durch das Vorhandensein von Druckströmungsmittel in einer Pilotsignalleitung 186, die zum oberen Ende desselben führt. In ähnlicher Weise wird die Abwärtsbewegung des ersten Blockierventils 70 in einen Blockierzustand dadurch erreicht, daß man Strömungsmittel über eine Pilotsignalleitung 188 anlegt.

Die Verfügbarkeit des Drucks in den beiden der Pilotsignalleitungen 186 und 188 und somit das Ausmaß der zugelassenen Umlenkströmung wird durch ein Resolvernetzwerk 190 bestimmt. Das Resolvernetzwerk weist ein manuell betätigtes, zwei Positionen aufweisendes Wählventil 192 auf, welches vorteilhafterweise zwei gesonderte Betriebsarten vorsieht. In der ersten gezeigten Position verbindet das Wählventil die Pilotsignalleitung 188 mit dem Reservoir 56 über eine Abflußleitung 194 und verbindet auch diese Abflußleitung mit einer Leitung 196, die zu einem Umschaltventil 198 führt. In einer zweiten Position verbindet das Wählventil die Pilotsignalleitung 188 mit einer Eingangsleitung 200, welche von der Ausleger-Anheb-Signalleitung 168 abzweigt und verbindet ferner die Leitung 196 mit einer Eingangsleitung 202, die von der "Arm-aus"-Signalleitung 158 abzweigt.

Erfindungsgemäß weist das Resolvernetzwerk 190 ferner ein pilotbetätigtes, zwei Positionen aufweisendes Wählventil 204 auf, welches in Strömungsmittelverbindung mit dem Umschaltventil 198 über eine Leitung 206 und mit dem Reservoir über eine Abflußleitung 208 steht. Dieses Ventil ist in die dargestellte Position federnd vorgespannt und wird (in der Zeichnung) nach links durch einen vorbestimmten Druckpegel in einer Schwingmotor-Pilotsignalleitung 210 bewegt. Die Leitung 210 gibt den Druck in der Signalleitung 152 oder Signalleitung 154, die zum ersten Verteilerventil 64 führen, wieder, da die Leitung 210 mit diesen Leitungen durch ein Umschaltventil 212 und ein Paar von Leitungen 214, 216 verbunden ist. Bei Bewegung des Wählventils 204 nach links wird jeglicher in der "Arm-ein"-Signalleitung 160, die zum zweiten Verteilerventil 66 und einer Zweigleitung 218 führt, verfügbare Druck

809809/0769

über das Ventil geleitet zur Leitung 206, dem Umschaltventil 198 und der Signalleitung 186, um das zweite Blockierventil 82 nach unten vorzuspannen, was im folgenden im einzelnen beschrieben werden wird.

Arbeitsweise. Zur ordentlichen seitlichen Verfestigung eines Grabens oder dgl. mittels des Grabkübels 36 muß die Plattform 16 des Baggers 10 durch Betätigung des Schwingmotors 22 verdreht werden, und zwar gleichzeitig mit dem Ausfahren des Armbetätigungszylinders 42, um so die "Arm-ein"-Funktion zu erhalten. Da aber die Schwing- und Arm-Funktionen wie oben beschrieben in unterbrochenen Serien oder Reihen erfolgen, wobei die Schwingfunktion Priorität besitzt, muß eine effektive gleichzeitige Wirkung durch Verwendung der zweiten Pumpe 52 erhalten werden. Dies wird anfänglich dadurch erreicht, daß man automatisch das Wählventil 204 des Resolvernetzwerkes 190 in Fig. 2 nach links betätigt, und zwar in dessen aktive Umlenkposition, immer dann, wenn der Schwingmotor betätigt wird.

Speziell wird die Unterdrucksetzung der einen oder anderen der Signalleitungen 152 und 154 durch die manuelle Bewegung des Schwingmotor-Pilotsteuerventils 144 den Pilotdruck in der Versorgungsleitung 140 mit einem Ende des Umschaltventils 212 über die Leitungen 214 und 216 verbinden. Von dort aus wird dieser Druck durch die Schwingmotor-Pilotsignalleitung 210 zur Vorkonditionierung des Wählventils 204 in eine aktive Umlenkstellung geleitet. Wenn infolgedessen das Arm-Pilotsteuerventil 146 in seinen Arm-ein-Zustand betätigt wird, so wird der Druck in der Vorsgungsleitung 140 geleitet durch das Steuerventil 146, die Arm-ein-Signalleitung 160, die Zweigleitung 218 und durch das Wählventil 204, um das zweite Blockierventil 82 nach unten zu bewegen, und zwar über Leitung 206, Umschaltventil 198 und Signalleitung 186, wie zuvor erwähnt. Infolgedessen wird UberschußstrÖ-mungsmittel in der Leitung 80 von der zweiten Pumpe 52 über die Umlenkleitung 178 mit der Versorgungsleitung 98 verbunden. Da der gleiche Druck in der Arm-ein-Signalleitung 160 ebenfalls das zweite Ventil 66 nach oben (vgl. die Zeichnung) positioniert, wird das Strömungsmittel in der Umlenkleitung hindurchgeleitet und zur Leitung 104, um den Zylinder 42 auszufahren.

809809/0709

27368Q4

Man erkennt, daß das übriggebliebene Strömungsmittel, welches in der Leitung 96 aus der ersten Pumpe 50 infolge eines partiell modulierten Betriebs des ersten Verteilerventils 6 4 das Strömungsmittel ergänzen kann, welches von der Umlenkleitung 178 geliefert wird, und zwar für den Betrieb des Armbetätigungszylinders 42. Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist jedoch die Dualströmung von beiden Pumpen 50 und 52 zum Armbetätigungszylinder nicht gestattet, weil eine derart schnelle Strömungsrate die Steuerbarkeit und den Wirkungsgrad der Arm-ein-Funktion während eines Grabzyklus nachteilig beeinflußt. Diese nachteilige Wirkung wird verhindert durch die automatische Deaktivierung des Wählventils 204, wenn der Druck in der Schwingpilotsignalleitung 210 auf einen Wert unterhalb eines vorbestimmten Pegels moduliert wird. Wenn beispielsweise der Druck in entweder Leitung 152 oder Leitung 154 auf einen derartigen Wert abgesenkt wird, so wird der Druck in der Signalleitung 211 wiedergegeben und das Wählventil wird automatisch in den dargestellten Zustand zurückfedernd vorgespannt. In diesem Zustand ist die Pilotsignalleitung 186 zum zweiten Blockierventil 82 zum Reservoir 56 hin offen und das Blockierventil bewegt sich nach oben, um überschüssiges Strömungsmittel von der zweiten Pumpe direkt zur Abflußleitung 72 rückzuführen. Wenn somit das Armpilotsteuerventil 46 verschoben wird, wird nur die Strömung von der ersten Pumpe, die nicht vom Schwingmotor 22 benutzt wird, zum Armbetätigungszylinder geleitet.

Unter den oben beschriebenen Umständen, die mit der dargestellten Position des manuell betätigten Wählventils 292 zusammenfallen, erkennt man, daß die Pilotsignalleitung 188 zum ersten Blockierventil 70 stets mit dem Reservoir verbunden ist. Somit ist das Umlenknetzwerk 176, welches sich auf die Auslegeranhebzylinder 30 bezieht, und insbesondere die Umlenkleitung 18o, nicht effektiv und die Strömung dorthin erfolgt nur durch die zweite Pumpe 52.

Nichtsdestoweniger kann das manuell betätigte Wählventil 192 in Fig. 2 nach rechts in eine zweite Betriebsart angeordnet werden, wo die duale oder zweifache Strömung von beiden Pumpen

809809/0769

und 52 für die Betätigung des AriübeLätigungszylinders 42 oder der Auslegeranhebzylinder 30 verfügbar ist, wenn bestimmte Betriebsbedingungen vorhanden sind. Wenn beispielsweise das zweite Pilotsteuerventil 146 - vgl. die Zeichnung - nach unten bewegt wird, so wird der Pilotdruck in der Versorgungsleitung der Arm-aus-Signalleitung 158 verbunden. Dies hat die Abwärtsbewegung des zweiten Verteilerventils 66 zur Folge, um Strömungsmittel von der ersten Pumpe über die Leitungen 84, 96, 98, 1Ο2 zur Rückholung des Armbetätigungszylinders zu verbinden. Gleichzeitig damit wird das Arm-aus-Pilotsignal über Leitung 202, Ventil 192, Leitung 196, Umschaltventil 198 mit der Signalleitung 186 verbunden, um das zweite Blockierventil 82 nach unten vorzuspannen. Dies hat die Vorkonditionierung der UmIenkleitung 178 zur Folge, um zusätzliches Strömungsmittel, wenn erforderlich, zum zweiten Verteilerventil zu leiten. Infolgedessen kann der Armbetätigungszylinder mit einer relativ schnellen Rate zurückgeholt werden, und zwar durch Verwendung der kombinierten Strömung beider Pumpen 50 und 52.

Ein weiterer Vorteil der zweiten Position des Wählventils 192 ergibt sich beim Anheben des Auslegers 26 durch Ausfahren der Auslegeranhebzylinder 30. Die Bewegung des vierten Pilotsteuerventils 150 nach oben verbindet den Druck in der Versorgungsleitung 140 mit sowohl Auslegeranhebsignalleitung 168 als auch Eingangsleitung 200, die zum Wählventil führt. Daher wird gleichzeitig mit der Aufwärtsbewegung des vierten Verteilerventils 78, zur Gestattung von Strömungsmittelfluß von der zweiten Pumpe 52 zur Leitung 130 über die Leitungen 122 und 124, Druck mit dem ersten Blockierventil 70 über die Signalleitung 188 verbunden. Demgemäß ist das Umlenkventilnetzwerk 176 vorkonditioniert, um zu gestatten, daß zusätzlicher Fluß von der ersten Pumpe über die Umlenkleitung 180 gelangt. Auf diese Weise ist die kombinierte Strömung beider Pumpen für das. schnellen Anheben des Auslegers verfügbar.

Während also ein dualer Pumpenfluß vorgesehen ist, um den Armbetätigungszylinder 42 schnell zurückzuholen oder um die Auslegeranhebzylinder 30 schnell in der zweiten Position des Wählventils

809809/0769

wie oben beschrieben, auszufahren, so verhindert doch das Resolvernetzwerk 190 in vorteilhafter Weise noch immer, daß die volle Strömung von beiden Pumpen den Armbetätigungszylinder ausfährt. Dies gestattet die Durchführung der Arm-ein-Funktion mit einer ordnungsgemäßen Steuerrate, ebenso wie dies in der ersten Position der Fall ist. Dies wird erreicht durch die Verbindung der Pilotsignalleitung 186 zurück zum Reservoir 56, und die entsprechende Abschaltung der Umlenkleitung 178, über das Umschalt- oder Wechselventil 198 und die Leitungen 196, 202 und 170, wenn das zweite Pilotsteuerventil 146 nach oben in die Arm-ein-Betriebsart bewegt wird oder über das gleiche Umschaltventil und die Leitungen 206 und 208.

Man erkennt somit, daß das hydraulische Dualpumpensteuersystem der Erfindung automatisch auf die vorbestimmten Betriebsbedingungen anspricht, um in effektiverer Weise die verfügbare Strömung von beiden Pumpen auszunutzen, obwohl die Pumpen individuell mit einer unterbrochenen Reihe von Verteilerventilen verbunden sind. Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Umlenknetzwerk 176 und ein zugehöriges Resolvernetzwerk 190, welches auf die Betätigungsbedingungen anspricht, um beispielsweise eine Umlenkströmung für die Arm-ein-Operation gleichzeitig mit der Schwingmotoroperation vorzusehen, während die kombinierte Strömung von beiden Pumpen dorthin verhindert wird. Darüber hinaus ist durch die manuelle Bewegung des Wählventils 192 in eine zweite Betriebsart die duale oder kombinierte Strömung von beiden Pumpen verfügbar, um entweder den Armbetätigungszylinder in seine Armausrichtung oder die Auslegeanhebzylinder in ihre Anhebrichtung zu betätigen.

Hinsichtlich des Ausdrucks "Resolvernetzwerk 190" (Auflösoder Zerlegnetzwerk) sei auf die Anordnung gemäß Fig. 2 verwiesen.

809809/0769

L e e r s e i \ e

Claims (11)

1. Ansprüche

   Hydraulisches Dualpumpensteuersystem mit einer vorbestimmten Strömungsumlenkvorrichtung, gekennzeichnetdurch

   einen ersten hydraulischen Steuerkreis (62) mit einer ersten Strömungsmitteldruckquelle (50), einem ersten Motor (22), einem ersten Verteilerventil (64) in Verbindung mit der ersten Quelle (5O)und mit einem Betätigungszustand zur Leitung von Strömungsmittel zu dem ersten Motor (22), einem zweiten Motor (42), ein zweites Verteilerventil (66) in einer unterbrochenen Serienverbindung mit dem ersten Verteilerventil (64) und mit einem Betätigungszustand, um Strömungsmittel dem zweiten Motor (42) zuzuführen,

   einen zweiten hydraulischen Steuerkreis (74) mit einer zweiten Strömungsmitteldruckquelle (52), einem dritten Motor (38), einem dritten Verteilerventil (76) in Verbindung mit der zweiten Quelle (52), um Strömungsmittel dem dritten Motor (38) zuzuführen,

   und Umlenkventilmittel (176, 190), die automatisch auf den Betätigungszustand des ersten Verteilerventils (64) und den erwähnten Betätigungszustand des zweiten Verteilerventils (66) ansprechen, um Strömungsmittel von der zweiten Quelle (52) mit dem zweiten Motor (42) zu verbinden, wobei der volle Strömungsmittelfluß von beiden Quellen (50, 52) dorthin verhindert ist.
2. 2. Steuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Auslaßleitung (122, 80) vom erwähnten dritten Verteilerventil (76), und wobei die Umlenkventilmittel (176, 190) eine Umlenkleitung (178) aufweisen, welche Strömung in der Auslaßleitung (122, 80) mit dem zweiten Verteilerventil (66) verbindet.
3. 3. Steuersystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Pilotsteuerventilmittel (136) zur Fernbetätigung der Verteilerventile (64, 66, 76) und mit einem Paar von Signalleitungen (152, 154), die mit entgegengesetzten Enden des ersten Verteilerventils (64) in Verbindung stehen und bei einem vorbestimmten Druckpegel wirken, um dies aus einem mittigen, in der

   809809/0769

   ORIGINAL INSPECTED

   " \" z/36804

   Öffnungsstellung zentrierten Zustand herauszubewegen, um Strömungsmittel zum ersten Motor (22) zu leiten, wobei die Umlenkventilmittel (136) auf einen Druckabfall unterhalb den erwähnten Druckpegel in der einen oder anderen der Signalleitungen (152, 154) ansprechen, um zu verhindern, daß der Strömungsmittelfluß von den beiden erwähnten ersten und zweiten Quellen (50, 52) zu dem zweiten Verteilerventil (66) gelangt.
4. 4. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkventilmittel (136) ein durch eine Feder vorgespanntes, zwei Positionen aufweisendes Ventil (204) aufweisen, welches automatisch in einen aktiven Zustand durch den vorbestimmten Druckpegel bewegbar ist.
5. 5. Dualpumpen-Hydrauliksteuersystem mit einem ersten Steuerkreis, der eine erste Strömungsmitteldruckquelle, einen ersten Motor, ein erstes Verteilerventil in Verbindung mit der ersten Quelle zur selektiven Lenkung von Strömungsmittel zu dem ersten Motor, einen zweiten Motor, ein zweites Verteilerventil in einer unterbrochenen Stromabwärts-Serienverbindung mit dem ersten Verteilerventil zur selektiven Lenkung von Strömungsmittel zu dem zweiten Motor, eine zweite Strömungsmitteldruckquelle, einen dritten Motor, ein drittes Verteilerventil in Verbindung mit der zweiten Quelle zur selektiven Leitung von Strömungsmittel zu dem dritten Motor, eine drucklose Auslaßleitung, die zum dritten Verteilerventil führt, ein Blockierventil verbunden mit der Auslaßleitung, eine Umlenkleitung zwischen der Auslaßleitung und dem zweiten Verteilerventil aufweist, gekennzeichnet durch: Resolver- oder Feststellnetzwerkmittel (190), welche automatisch auf den Betrieb des ersten Motors (22) ansprechen, um das Blockierventil (82) in eine Position zu bewegen, wo die Auslaßleitung (122, 80) blockiert ist und wobei der Strömungsmittelfluß von der zweiten Quelle (52) durch die Umlenkleitung (178) zum zweiten Verteilerventil (66) gestattet ist, und zu dem zweiten Motor (42), um so dorthin überschüssige Strömung von der ersten Quelle (50) und dem ersten Verteilerventil (64) hinzuliefern.

   809809/0709

   - ftf-

   Z/3&8Q4
6. 6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststell- oder Resolvernetzwerk (190) ein zwei Positionen aufweisendes Wählventil (204) und Umschaltventilmittel (212) aufweist, welche auf jede Betätigungsrichtung des ersten Verteilerventils (64) ansprechen, um das Wählventil (204) derart vorzukonditionieren, daß bei Betätigung des zweiten Verteilerventils (66) das Blockierventil (82) in seinen Blockierzustand bewegt wird, um zu gestatten, daß die Umlenkleitung (178) Strömungsmittel hindurch liefert.
7. 7. Hydraulisches Steuersystem für einen Bagger mit einer· drehbaren Plattform, einem schwenkbar daran befestigten Ausleger, sowie einem am Ausleger angeordneten Arm, der seinerseits einen Kübel trägt, gekennzeichnet durch eine erste Stromungsmitteldruckquelle (50), eine zweite Stromungsmitteldruckquelle (52), einen Schwingmotor (22) zur gesteuerten Bewegung der Plattform, einen Armsteuermotor (42), einen Kübelsteuermotor (38), erste Verteilerventilmittel (64, 66, usw.) zur anfänglichen Verbindung der ersten Quelle (50) mit dem Schwingmotor (22) und sodann in einer unterbrochenen Serienverbindung der ersten Quelle (50) mit dem Armsteuermotor (42),

   zweite Verteilerventilmittel (76, usw.) zur Verbindung der zweiten Quelle (52) mit dem Kübelsteuermotor (38), und Umlenkmitteln (176, 178, 190, 204) zur Verbindung von Strömungsmittel von der zweiten Quelle (52) mit dem Armsteuermotor (42) dann, wenn der Schwingmotor (22) betätigt ist, wohingegen der volle Fluß von beiden Quellen (50, 52) zu dem Armsteuermotor (42) in einer Bewegungsrichtung desselben verhindert ist.
8. 8. Steuersystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Auslaßleitung (122, 80) von den zweiten Verteilerventilmitteln (76, usw.) und wobei die Umlenkmittel (176, 178, 190 204) ein Blockierventil (82) aufweisen, welches in der Auslaßleitung (122, 80) angeordnet ist, und wobei ferner ein Einstell- oder Resolvernetzwerk (190) auf die Position des Blockierventils (82) in einer Umlenkbetriebsart nur dann anspricht, wenn die ersten Verteilerventilmittel (64) Strömungsmittel

   809809/0769

   an den Schwingmotor (22) liefern.
9. 9. Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellnetzwerk (190) Wählmittel (192, 204) aufweist, um den vollen Fluß des Strömungsmittels von den beiden der Quellen (50, 52) zum Armsteuermotor (42) in einer Richtung entgegengesetzt zur erwähnten einen Bewegungsrichtung zu gescatten.
10. 10. Steuersystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Auslegersteuermotor (30), und wobei die zweiten Verteilerventilmittel (76, 78, usw.) auch die erwähnte zweite Quelle (52) mit dem Auslegersteuermotor (30) in einer unterbrochenen untergeordneten Serie mit dem Kübelsteuermotor (38) verbinden, wobei die Umlenkmittel (176, 178, 190, 204) und die Wählmittel (192, 204) auch den vollen Strömungsmittelfluß von den erwähnten beiden Quellen zu dem Auslegersteuermotor (30) gestatten, und zwar in mindestens einer Bewegungsrichtung.
11. 11 . Dualpumpen-Hydrauliksteuersystem mit einer vorbestimmten Querströmungs- oder Umlenkströmungsanordnung, gekennzeicnnet durch folgende Elemente: einen ersten Hydrauliksteuerkreis (62), der folgendes aufweist: eine erste Strömungsmitteldruckquelle (50), einen ersten Motor (22), ein erstes Verteilerventil (64) in Verbindung mit der ersten Quelle (50) und mit einem Betätigungszustand zum Leiten des Strömungsmittels zu dem ersten Motor (22), einen zweiten Motor (42), ein zweites Verteilerventil (66) in unterbrochener Serienverbindung mit dem ersten Verteilerventil (64) und mit einem Betätigungszustand zum Leiten von Strömungsmittel zu dem zweiten Motor (42),

    einen zweiten Hydrauliksteuerkreis (74) mit einer zweiten Strömungsmitteldruckquelle (52), einem dritten Motor (38), einem dritten Verteilerventil (76) in Verbindung mit der zweiten Quelle (52), um Strömungsmittel zu dem dritten Motor (38) zu leiten, und

    einen Pilotsteuerkreis (136) mit einer Pilotdruckquelle (138, 140), einem ersten Pilotsteuerventil (144) in Verbindung mit der Pilotdruckquelle (138, 140) und mit einer Signalleitung (152 oder 154) zur Positionierung des ersten Verteilerventils in dem Be-

    •09809/0769

    r
    O
    tätigungszustand, Umlenkventilnetzwerkmittel (176, 178, 82) mit einer Betriebsart zur Verbindung von Strömungsmittel von der zweiten Quelle (52) zum zweiten Verteilerventil (66)und einem Einstell- oder Resolvernetzwerk (190, 186) zum automatischen Ansprechen auf einen vorbestimmten Druckwert in der Signalleitung zur Vorkonditionierung des Umlenkventilnetzwerks (176,178, 82) in die erwähnte Betriebsart.

    •09809/0769