DE4410976A1 - Antriebssteuervorrichtung für eine Strömungsmittelbetätigungseinheit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern des Antriebes einer Strömungsmittelbetätigungsein­ heit, wie beispielsweise eines Hydraulikmotors.

Als Vorrichtung zum Steuern des Antriebes einer Strömungs­ mittelbetätigungseinheit in Abhängigkeit von der Betäti­ gungsbewegung eines Betätigungshebels ist beispielsweise eine sogenannte Geschwindigkeitssteuervorrichtung allge­ mein bekannt. Eine solche Geschwindigkeitssteuervorrich­ tung ist mit einem Wegeventil versehen, das zwischen einer Strömungsmittelquelle, wie beispielsweise einer Hydraulik­ pumpe, und einer Strömungsmittelbetätigungseinheit, wie beispielsweise einem Hydraulikmotor, angeordnet ist. Das Wegeventil ist so ausgebildet, daß der Bereich der Ven­ tilöffnung bei einer Änderung des Hubes (Verdrängung) ei­ nes Schiebers vergrößert oder verkleinert wird (d. h. der Durchsatz eines Arbeitsmittels wird erhöht oder ernie­ drigt). Die Antriebssteuervorrichtung ist ferner mit einer Betätigungsvorrichtung versehen, die einen Betätigungs­ hebel aufweist, der von außen betätigt werden kann. Der Hub des Schiebers wird derart gesteuert, daß die Strö­ mungsmittelbetätigungseinheit mit einer Geschwindigkeit betätigt wird, die der Differenz zwischen der ausgewählten Betriebsstellung und einer Bezugsstellung des Betäti­ gungshebels in der Betätigungsvorrichtung entspricht (d. h. der Betätigungsbewegung des Betätigungshebels entspricht).

In der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57-40921 ist ein weiterer Typ einer Antriebssteuervorrichtung beschrie­ ben, der ein Rückschlagventil zwischen einer Strömungsmit­ telbetätigungseinheit und einer Strömungsmittelquelle auf­ weist. Im Rückschlagventil werden ein der Betätigungsbewe­ gung eines Betätigungshebels entsprechender Steuerdruck und ein Einlaßdruck der Strömungsmittelbetätigungseinheit ausgeglichen, um auf diese Weise die Ausgangskraft der Strömungsmittelbetätigungseinheit zu begrenzen.

Bei der zuerst erwähnten Geschwindigkeitssteuervorrichtung wird die Strömungsmittelbetätigungseinheit mit einer Ge­ schwindigkeit betätigt, die der Betätigungsbewegung des Betätigungshebels entspricht, so daß auf diese Weise eine Steuerung durchgeführt wird, die an die Betätigungsabsicht der Betätigungsperson angepaßt ist. Die Ausgangskraft der Strömungsmittelbetätigungseinheit kann jedoch nicht be­ schränkt werden. Das hat zur Folge, daß selbst dann, wenn eine auf die Strömungsmittelbetätigungseinheit einwirkende tatsächliche Last übermäßig stark ansteigt, die Bedie­ nungsperson zum großen Teil den Hebel betätigen kann, ohne von der übermäßig großen Last auf die Betätigungseinheit zu wissen, was mit dem Risiko verbunden ist, daß der un­ passende Antrieb fortgesetzt werden kann. Unter Umständen, in denen die Arbeitsstelle visuell von der Bedienungsper­ son nicht erfaßt werden kann, wird das vorstehend genannte Risiko, daß ein unpassender Antrieb fortgesetzt werden kann, hoch.

Die in der zuerst genannten Veröffentlichung beschriebene Vorrichtung kann dieses Problem der Erzeugung einer Über­ lastung in einer Antriebskraftlagervorrichtung für die Strömungsmittelbetätigungseinheit verhindern. Diese Vor­ richtung besitzt jedoch die folgenden Nachteile:

• (a) In dem bei der vorstehend beschriebenen Geschwindig­ keitssteuervorrichtung verwendeten Wegeventil vom Schiebertyp kann die Beziehung zwischen dem Hub und dem Öffnungsbereich innerhalb eines großen Hubbe­ reiches eingestellt werden. Daher kann ein großer Betriebsbereich sichergestellt werden, und die Eigenschaften des Öffnungsbereiches können nach den Eigenschaften einer Arbeitsvorrichtung eingestellt werden. Im Gegensatz dazu muß bei der in der vorstehend genannten Veröffentlichung beschriebenen Vorrichtung der Öffnungsbereich mit einem relativ kleinen Hub gesteuert werden, da das Rückschlagventil Verwendung findet. Folglich kann das Verhalten der Steuerung durch Druckschwankungen in einfacher Weise beeinflußt werden.
• (b) Die Betriebsdrehzahl hängt nur vom Einlaßdruck der Betätigungseinheit ab. Wenn sich daher der Einlaß­ druck verändert, besteht die Möglichkeit, daß die Drehzahlsteuerung entsprechend dem tatsächlichen Lastzustand der Betätigungseinheit nicht durchgeführt werden kann.
• (c) In dem Fall, in dem mehrere Ventilblöcke wegen ihrer kompakten Größe angeordnet und eine Vielzahl von Strömungsmittelbetätigungseinheiten und Rückschlag­ ventilen mit einer gemeinsamen Strömungsmittelquelle in Reihe geschaltet sind, um gleichzeitig die Viel­ zahl der Strömungsmittelbetätigungseinheiten anzu­ treiben, wird eine auf die auf stromseitige Betäti­ gungseinheit einwirkende tatsächliche Last zu der Kombination aus ihrer eigenen Last und irgendeiner auf die abstromseitige Betätigungseinheit oder die abstromseitigen Betätigungseinheiten einwirkenden Last. Bei der in der vorstehend genannten Veröffent­ lichung beschriebenen Vorrichtung werden der Steuer­ druck und der Einlaßdruck der Betätigungseinheit mit Hilfe des Rückschlagventiles ausgeglichen, um eine Kraftbegrenzung durchzuführen. Wenn daher die auf die abstromseitige Betätigungseinheit bzw. die abstrom­ seitigen Betätigungseinheiten einwirkende Last variiert, wird, obwohl die auf die auf stromseitige Betätigungseinheit einwirkende Last konstant sein kann, der Druckausgleich im Rückschlagventil für die auf stromseitige Betätigungseinheit durch diese Last­ veränderung beeinflußt. Somit kann der Antrieb der Vielzahl von Betätigungseinheiten nicht gut unabhän­ gig voneinander gesteuert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebs­ steuervorrichtung für eine Strömungsmittelbetätigungsein­ heit zu schaffen, mit der die vorstehend genannten Probleme gelöst werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebs­ steuervorrichtung für eine Strömungsmittelbetätigungsein­ heit gelöst, die ein Wegeventil umfaßt, mit dem der Durchsatz durch eine Schieberverdrängung gesteuert werden kann und das zwischen einer Strömungsmittelbetätigungs­ einheit und einer Strömungsmittelquelle als Antriebsquelle für die Strömungsmittelbetätigungseinheit angeordnet ist, wobei die Antriebssteuervorrichtung Lastdetektionsein­ richtungen zum Detektieren einer auf die Strömungsmit­ telbetätigungseinheit einwirkenden Last, eine Betätigungs­ vorrichtung, die extern betätigt werden kann, Betätigungs­ maßdetektionseinrichtungen zum Detektieren des Betäti­ gungsmaßes der Betätigungsvorrichtung, Lastumformeinrich­ tungen zum Einstellen einer bestimmten Last, die dem Betätigungsmaß entspricht, das von den Betätigungsmaß­ detektionseinrichtungen detektiert wurde, Befehlssignalbe­ rechnungseinrichtungen zum Vergleichen der bestimmten Last und der von den Lastdetektionseinrichtungen detektierten Last und zum Berechnen eines Betätigungsbefehlssignales, das einer Abweichung zwischen der bestimmten Last und der detektierten Last entspricht, und Wegeventilantriebsein­ richtungen zum Betätigen des Wegeventils gemäß dem Betä­ tigungsbefehlssignal, das von den Befehlssignalberech­ nungseinrichtungen berechnet wurde, umfaßt (Patentanspruch 1).

Vorzugsweise berechnen die Befehlssignalberechnungsein­ richtungen das Betätigungsbefehlssignal derart, daß dann, wenn die bestimmte Last bzw. Sollast größer ist als die detektierte Last, das Wegeventil so betätigt wird, daß es die Strömungsmittelbetätigungseinheit in einer positiven Richtung mit einer Antriebskraft beaufschlagt, während dann, wenn die Sollast geringer ist als die detektierte Last, das Wegeventil so betätigt wird, daß es die Strö­ mungsmittelbetätigungseinheit in einer negativen Richtung mit einer Antriebskraft beaufschlagt, und dann, wenn die Sollast der detektierten Last entspricht, das Wegeventil so betätigt wird, daß es den Antrieb der Strömungsmittel­ betätigungseinheit stoppt (Patentanspruch 2). In diesem Fall berechnen vorzugsweise die Befehlssignalberech­ nungseinrichtungen das Betätigungsbefehlssignal so, daß das Wegeventil in einer solchen Richtung betätigt wird, daß der Durchsatz im Wegeventil bei einem Ansteigen des Absolutwertes der Abweichung zwischen der Sollast und der detektierten Last erhöht wird (Patentanspruch 3).

Des weiteren kann die vorstehend erwähnte Antriebssteuer­ vorrichtung Betriebsarteinstelleinrichtungen umfassen, da­ mit die Befehlssignalberechnungseinrichtungen eine Funk­ tion speichern, die eine Beziehung zwischen der Abweichung und dem Betätigungsbefehlssignal festlegt und den Inhalt dieser Funktion beim Empfang eines äußeren Betätigungs­ signales ändert (Patentanspruch 4). Die Antriebssteuervor­ richtung kann des weiteren Steuerbetriebsartwähleinrich­ tungen zum Wählen einer Laststeuerbetriebsart oder einer Geschwindigkeitssteuerbetriebsart als Rechenbetrieb in den Befehlssignalberechnungseinrichtungen aufweisen, wobei dann, wenn die Laststeuerbetriebsart ausgewählt wird, die Befehlssignalberechnungseinrichtungen die Sollast und die detektierte Last miteinander vergleichen und das Betäti­ gungsbefehlssignal berechnen, das der Abweichung zwischen der Sollast und der detektierten Last entspricht. Wenn die Geschwindigkeitssteuerbetriebsart gewählt wird, ver­ gleichen die Befehlssignalberechnungseinrichtungen eine dem detektierten Betätigungsmaß entsprechende Betätigungs­ position und eine vorgegebene Bezugsposition und berechnen das Betätigungsbefehlssignal derart, daß das Wegeventil in einer solchen Richtung betätigt wird, daß ein Durchsatz erzeugt wird, der der Abweichung zwischen der Betätigungs­ position und der Bezugsposition im Wegeventil entspricht (Patentanspruch 5). Mit dieser Konstruktion können beson­ ders gute Effekte erzielt werden, die hiernach beschrieben werden.

Des weiteren kann eine Vielzahl von Wegeventilen mit einer einzigen Strömungsmittelquelle in Reihe geschaltet sein (Patentanspruch 6).

Funktionsweise

Bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 wird die dem Betätigungsmaß der Betätigungsvorrichtung entsprechende Sollast mit der tatsächlich detektierten Last (d. h. einem Differenzdruck zwischen einem Einlaßdruck und einem Aus­ laßdruck in der Strömungsmittelbetätigungseinheit) ver­ glichen, und das an das Wegeventil abgegebene Betätigungs­ befehlssignal entspricht der Abweichung zwischen der Sollast und der detektierten Last. Mit anderen Worten, die Antriebssteuerung für die Strömungsmittelbetätigungsein­ heit wird in Abhängigkeit von der Größenbeziehung zwischen der tatsächlich detektierten Last und der Sollast durchge­ führt. Es ist somit möglich, eine Fortsetzung des Betrie­ bes zu verhindern, wenn eine übermäßig große Last in einer Antriebskraftlagervorrichtung für die Strömungsmittelbetä­ tigungseinheit erzeugt wird. Da ferner das Wegeventil den Durchsatz über die Verdrängung des Schiebers steuern kann, kann ein großer Hub sichergestellt werden.

Genauer gesagt, wenn bei der Vorrichtung gemäß Pa­ tentanspruch 2 die Sollast größer ist als die detektierte Last, wird die Strömungsmittelbetätigungseinheit mit einer Antriebskraft in positiver Richtung beaufschlagt, während dann, wenn die Sollast geringer ist als die detektierte Last, die Strömungsmittelbetätigungseinheit mit einer An­ triebskraft in negativer Richtung beaufschlagt wird. Wenn die Sollast der detektierten Last entspricht, wird der An­ trieb der Strömungsmittelbetätigungseinheit gestoppt. So­ mit wird die Betätigung des Wegeventils so gesteuert, daß sich die tatsächliche Last der Sollast annähert.

Bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 3 wird der Be­ trieb des Wegeventils so durchgeführt, daß die Strömungs­ mittelbetätigungseinheit um so schneller in der zur Redu­ zierung der Abweichung erforderlichen Richtung angetrieben wird, desto größer die Abweichung zwischen der Sollast und der detektierten Last ist. Die tatsächliche Last kann sich daher der Sollast schneller annähern.

Bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 4 kann der Recheninhalt des Betätigungsbefehlssignales, der der Ab­ weichung zwischen der Sollast und der detektierten Last entspricht (d. h. der Umfang der Antriebssteuerung für die Strömungsmittelbetätigungseinheit), in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen modifiziert werden, indem die Be­ triebsarteinstelleinrichtungen extern betätigt werden.

Wenn bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 5 der Rechenbetrieb in den Befehlssignalberechnungseinrichtungen durch Betätigung der Steuerbetriebsartwähleinrichtungen auf die Laststeuerbetriebsart verändert wird, kann eine Laststeuerung durchgeführt werden, wobei der Antrieb der Strömungsmittelbetätigungseinheit in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen der Sollast und der detektierten Last gesteuert wird. Wenn andererseits der Rechenbetrieb auf die Geschwindigkeitssteuerbetriebsart verändert wird, kann eine Geschwindigkeitssteuerung durchgeführt werden, bei der die Strömungsmittelbetätigungseinheit unabhängig von der tatsächlichen Last mit einer Geschwindigkeit betrieben werden kann, die dem Betätigungsmaß der Betätigungsvor­ richtung entspricht.

Wie vorstehend erläutert, findet bei der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ein Wegeventil zum Steuern des Durchsatzes über die Verdrängung des Schiebers Verwendung. Im Gegensatz zu der Vorrichtung des Standes der Technik, die ein Rückschlagventil besitzt, in dem ein Steuerdruck und ein Einlaßdruck der Betätigungseinheit ausgeglichen werden, beeinflußt daher der Einlaßdruck der Betätigungs­ einheit kaum die Betriebseigenschaften des Wegeventils. Selbst wenn daher eine Vielzahl von Wegeventilen mit einer einzigen Strömungsmittelquelle in Reihe geschaltet ist, wie in Anspruch 6 angegeben, können die vorgesehenen Wege­ ventile, die jeweils einer aus der Vielzahl von Strömungs­ mittelbetätigungseinheiten entsprechen, unabhängig vonein­ ander auf richtige Weise gesteuert werden.

Bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 wird die der Betätigungsposition der Betätigungsvorrichtung ent­ sprechende Sollast mit der tatsächlich detektierten Last verglichen, und das Betätigungsbefehlssignal für das Wege­ ventil wird in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen der Sollast und der detektierten Last berechnet. Mit ande­ ren Worten, die Antriebssteuerung für die Strömungsmittel­ betätigungseinheit wird in Abhängigkeit von der Größenre­ lation zwischen der Sollast und der detektierten Last durchgeführt. Daher kann eine Fortsetzung des Betriebes der Strömungsmittelbetätigungseinheit unter Überlastbedin­ gungen verhindert werden, wodurch die Sicherheit des An­ triebes der Betätigungseinheit immer garantiert wird. Da darüber hinaus eine derartige Drucksteuerung unter Verwen­ dung des Wegeventils vom Schiebertyp durchgeführt werden kann, kann im Vergleich zu der Vorrichtung des Standes der Technik, bei der ein Rückschlagventil Verwendung findet, ein großer Hub sichergestellt werden, so daß der steuer­ bare Bereich stark ausgeweitet werden kann. Da zusätzlich die tatsächliche Last der Betätigungseinheit berücksich­ tigt wird, kann die Steuerung der Betätigungseinheit bes­ ser an die tatsächlichen Betriebsbedingungen angepaßt wer­ den.

Bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 2 wird der Be­ trieb des Wegeventils so gesteuert, daß dann, wenn die Sollast größer ist als die detektierte Last, die Strö­ mungsmittelbetätigungseinheit in positiver Richtung mit der Antriebskraft beaufschlagt wird, daß dann, wenn die Sollast kleiner ist als die detektierte Last, die Strö­ mungsmittelbetätigungseinheit in negativer Richtung mit der Antriebskraft beaufschlagt wird, und daß dann, wenn die Sollast der detektierten Last entspricht, der Antrieb der Strömungsmittelbetätigungseinheit gestoppt wird. Es ist somit möglich, zu verhindern, daß die Strömungsmittel­ betätigungseinheit in der positiven Richtung (d. h. in der Richtung, in der die tatsächliche Last weiter ansteigt) angetrieben wird, wenn die tatsächliche Last die von der Betätigungsvorrichtung festgelegte Last übersteigt. Somit kann durch diese Steuerung sichergestellt werden, daß sich die detektierte Last immer der festgelegten Last annähert.

Bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 3 wird die Funk­ tionsweise des Wegeventils so gesteuert, daß die Strö­ mungsmittelbetätigungseinheit um so schneller in der Rich­ tung zur Reduzierung der Abweichung angetrieben wird, desto größer der Absolutwert der Abweichung zwischen der Sollast und der detektierten Last ist. Die Arbeitslast (die tatsächliche Last) kann sich daher schneller an die Sollast annähern. Wenn sich die tatsächliche Last nicht verändert (d. h. wenn sich eine schwebende Last in einem freien Zustand befindet), kann die Größe der Abweichung in Abhängigkeit von der Größe des Betätigungsmaßes einge­ stellt werden, so daß die Antriebsgeschwindigkeit frei mo­ difiziert werden kann.

Bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 4 kann die Rechengröße des Betätigungsbefehlssignales, die der Ab­ weichung zwischen der Sollast und der detektierten Last entspricht (d. h. der Größe der Antriebssteuerung für die Strömungsmittelbetätigungseinheit), durch äußeres Betäti­ gen der Betriebsarteinstelleinrichtungen modifiziert wer­ den. Daher kann die Beziehung zwischen der Abweichung und dem Betätigungsbefehlssignal, die für die tatsächlichen Betriebsbedingungen geeignet ist, durch Modifikation der Rechengröße erhalten werden. Somit kann eine an die tatsächlichen Betriebsbedingungen angepaßte Antriebssteue­ rung durchgeführt werden.

Bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 5 kann der Rechenbetrieb in den Befehlssignalberechnungseinrichtungen verändert werden, indem die Steuerbetriebsartwähleinrich­ tungen so betätigt werden, daß sie entweder die Last­ steuerbetriebsart einstellen, bei der die Strömungsmittel­ betätigungseinheit in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen der Sollast und der tatsächlichen Last angetrie­ ben wird, oder die Geschwindigkeitssteuerbetriebsart, bei der die Strömungsmittelbetätigungseinheit mit einer Ge­ schwindigkeit angetrieben wird, die dem Betätigungsmaß der Betätigungsvorrichtung unabhängig von der tatsächlichen Last entspricht. Daher kann die Laststeuerbetriebsart bei­ spielsweise gewählt werden, wenn an einer Stelle gearbei­ tet wird, an der eine Bedienungsperson den Betrieb visuell nicht feststellen kann, so daß auf diese Weise die Sicher­ heit des Betriebes durch Überwachung der auf die Betäti­ gungseinheit einwirkenden tatsächlichen Last sicherge­ stellt wird. Andererseits kann die Geschwindigkeitssteuer­ betriebsart während der üblichen Arbeit gewählt werden, um dadurch beispielsweise eine Antriebssteuerung zu er­ reichen, die an die Vorstellung der die Betätigungsvor­ richtung bedienenden Bedienungsperson angepaßt ist.

Bei der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 6 ist eine Viel­ zahl von Wegeventilen mit einer einzigen Strömungsmittel­ quelle in Reihe geschaltet. Daher kann die Vielzahl der Wegeventile durch die gemeinsame Strömungsmittelquelle gleichzeitig angetrieben werden, und mehrere Ventilblöcke können als Ganzes kompakt ausgebildet werden. Da darüber hinaus das Wegeventil verwendet wird, mit dem der Durch­ satz über die Verdrängung eines Schiebers gesteuert werden kann, kann der Antrieb der Vielzahl der Strömungsmittelbe­ tätigungseinheiten auf unabhängige Weise gut gesteuert werden. Dies steht im Gegensatz zu der Vorrichtung des Standes der Technik, bei der ein Rückschlagventil Verwen­ dung findet, in dem ein Steuerdruck und eine Betätigungs­ last ausgeglichen werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Hydraulikkreis einer Antriebs­ steuervorrichtung für einen Hydraulik­ motor bei einer bevorzugten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das das Funktions­ schema einer in der Antriebssteuervor­ richtung vorgesehenen Steuereinheit zeigt;

Fig. 3 einen Ablaufplan, der einen Steuervor­ gang der Steuereinheit zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm, das eine in der Steuereinheit gespeicherte Funktion zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm, das eine Modifikation dieser Funktion zeigt; und

Fig. 6 den Hydraulikkreis einer anderen bevor­ zugten Ausführungsform, bei der eine Vielzahl von Wegeventilen Verwendung findet, die mit einer einzigen Hydrau­ likpumpe in Reihe geschaltet sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr in Verbindung mit den Fig. 1 bis 4 be­ schrieben. Diese bevorzugte Ausführungsform dient zur An­ triebssteuerung eines Hydraulikmotors 16 in einem Hydrau­ likmotorblock 15 als Strömungsmittelbetätigungseinheit. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine derar­ tige Betätigungseinheit beschränkt und in gleicher Weise zur Steuerung eines Strömungsmittelzylinders oder von an­ deren Arten von Betätigungseinheiten geeignet.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung ist mit einer Haupthydraulikpumpe 10 und einer Steuerhydraulikpumpe 12 versehen. Eine Auslaßöffnung der Haupthydraulikpumpe 10 und ein Tank 20 sind über Leitungen 14A und 18A mit einer Einlaßöffnung eines Wegeventils 28 verbunden. Eine Auslaß­ öffnung des Wegeventils 28 ist über Leitungen 14B und 18B an zwei Öffnungen des Hydraulikmotors 16 angeschlossen.

Die Leitungen 14A und 18A sind ebenfalls über ein Haupt­ entlastungsventil 27 miteinander verbunden.

Der Hydraulikmotor 16 steht über eine Reduktionseinheit 22 mit einer Haspeltrommel 24 in Verbindung, so daß die Haspeltrommel 24 durch die Betätigung des Hydraulikmotors 16 gedreht wird. Wenn bei dieser bevorzugten Ausführungs­ form Hydrauliköl von der Leitung 14B dem Hydraulikmotor 16 zugeführt wird, wird der Hydraulikmotor 16 in einer nega­ tiven Richtung gedreht und die Haspeltrommel 24 durch die Drehung des Hydraulikmotors 16 in der negativen Richtung und in Absenkrichtung angetrieben. Ein Drucksensor 25 und ein Drucksensor 26 sind an zwei Öffnungen des Hydraulikmo­ tors 16 angeschlossen, die zu einer Einlaßöffnung und ei­ ner Auslaßöffnung werden, wenn der Hydraulikmotor 16 in der negativen Richtung angetrieben wird.

Das Wegeventil 28 ist als Dreipositions-Wählventil ausge­ bildet und besitzt einen Schieber, der so betätigt werden kann, daß er einen Öffnungsbereich verändert und auf diese Weise den Durchsatz steuert. In einer neutralen Position des Wegeventils 28, wie gezeigt, wird der Hydraulikmotor 16 in seinem neutralen freien Zustand gehalten (d. h. keine Antriebskraft wird vom Hydraulikmotor 16 erzeugt). In ei­ ner in Fig. 1 rechten Position des Ventils 28 wird das Hydrauliköl von der Hydraulikpumpe 10 der Leitung 14B zu­ geführt. In einer in Fig. 1 linken Position des Ventils 28 wird das Hydrauliköl von der Hydraulikpumpe 10 der Lei­ tung 18B zugeführt.

Es wird nunmehr eine Steuerschaltung (Wegeventilantriebseinrichtung) zum Betätigen des Wegeven­ tils 28 beschrieben. Eine Steuerhydraulikpumpe 12 ist über Leitungen 30 und 32 an ein elektromagnetisches Proportio­ nalsteuerventil 34 zum Absenken und ein elektromagne­ tisches Proportionalsteuerventil 36 zum Aufziehen ange­ schlossen. Das Proportionalsteuerventil 34 ist über eine Leitung 38 an eine Steueröffnung 28A zum Absenken des We­ geventils 28 angeschlossen, während das Proportionalventil 36 über eine Leitung 40 an eine Steueröffnung 28B zum Auf­ ziehen des Wegeventils 28 angeschlossen ist. Beide Propor­ tionalsteuerventile 34 und 36 sind über eine Leitung 42 an den Tank 20 angeschlossen. Das Proportionalsteuerventil 34 oder 36 führt einen Steuerdruck, der zu einem von einer Steuereinheit 50 abgegebenen elektrischen Signal (Betäti­ gungsbefehlssignal) proportional ist, der Steueröffnung 28A oder 28B zu. Mit 43 ist ein Entlastungsventil für die Steuerschaltung bezeichnet.

An die Steuereinheit 50 angeschlossen sind ein Betäti­ gungsmaßdetektor (Betätigungsmaßdetektionseinrichtung) 45, ein Arbeitsbetriebwählschalter (Steuerbetriebwählein­ richtung) 46 und eine Betriebsarteinstelleinheit (Be­ triebsarteinstellrichtung) 48. Der Betätigungsmaßdetektor 45 ist an einen Betätigungshebel (Betätigungsvorrichtung) 44 angeschlossen und detektiert eine Verschiebung (d. h. das Betätigungsmaß) des Betätigungshebels 44 gegenüber einer neutralen Position Pn. Der Arbeitsbetriebswähl­ schalter 46 wird von außen betätigt, um eine Druck­ steuerbetriebsart oder eine Geschwindigkeitssteuerbe­ triebsart (die hiernach beschrieben wird) als Steuer­ betriebsart für den Antrieb der Betätigungseinheit aus­ zuwählen, die in der Steuereinheit 50 ausgeführt wird. Die Betriebsarteinstelleinheit 48 wird von außen betätigt, um die Rechengrößen für ein Betätigungsbefehlssignal zu ver­ ändern, wie hiernach beschrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt die Steuereinheit 50 Diffe­ renzdruckberechnungseinrichtungen 51, Lastumformeinrich­ tungen 52, Neutralpositionseinstelleinrichtungen 53 und Befehlssignalberechnungseinrichtungen 54.

Die Differenzdruckberechnungseinrichtungen 51 berechnen den Differenzdruck (Pe - Pi) zwischen einem vom Drucksen­ sor 25 detektierten Druck Pi und einem vom Drucksensor 26 detektierten Druck Pe und geben den Differenzdruck (Pe - Pi) als tatsächliche Last (detektierte Last) Pa des Hydraulikmotors 16 in die Befehlssignalberechnungseinrich­ tungen 54. Somit bilden die Differenzdruckberechnungsein­ richtungen 51 und die Drucksensoren 25 und 26 die Lastde­ tektionseinrichtungen bei der vorliegenden Erfindung.

Die Lastumformeinrichtungen 52 wandeln ein Betätigungsmaß des Betätigungshebels 44, das vom Betätigungsmaßdetektor 45 detektiert wurde, in eine Last um, die diesem Betäti­ gungsmaß entspricht (bei dieser bevorzugten Ausführungs­ form zu diesem Betätigungsmaß proportional ist). Die Last wird als Sollast Po in die Befehlssignalberechnungsein­ richtungen 54 eingegeben. Die Neutralpositionseinstellein­ richtungen 53 geben eine Last Pn in die Befehlssignalbe­ rechnungseinrichtungen 54 ein, die durch die Lastumform­ einrichtungen 52 erhalten wird, wenn sich der Betätigungs­ hebel 44 in der neutralen Position befindet.

Die Befehlssignalberechnungseinrichtungen 54 berechnen ein Betätigungsbefehlssignal S, das in Abhängigkeit von den Eingangssignalen von den vorstehend beschriebenen Einrich­ tungen 51 bis 53 an das Proportionalsteuerventil 34 oder 36 abgegeben wird. Ein von den Befehlssignalberechnungs­ einrichtungen 54 durchzuführender Rechenbetrieb wird durch ein Betriebsartwählsignal vom Arbeitsbetriebwählschalter 46 als Drucksteuerbetrieb (Laststeuerbetrieb) oder Ge­ schwindigkeitssteuerbetrieb gewählt. Genauer gesagt, von den Befehlssignalberechnungseinrichtungen 54 wird in jeder Betriebsart der folgende Rechenvorgang durchgeführt:

A) Drucksteuerbetrieb

Die Abweichung ΔP (= Po - Pa) zwischen dem Motordiffe­ renzdruck (detektierte Last) Pa, der von den Differenz­ druckberechnungseinrichtungen 51 berechnet wurde, und der Sollast Po, die von den Lastumformeinrichtungen 52 berech­ net wurde, wird errechnet, wonach das Betätigungsbefehls­ signal S in Abhängigkeit von der Abweichung ΔP und einer vorgegebenen Funktion, ausgedrückt als Gleichung 1, er­ rechnet wird.

[Gleichung 1]

• i) Wenn ΔP 0,
  S = f (ΔP) = Smax* (|ΔP| / ΔPmax)ⁿ
• ii) Wenn P < 0,
  S = f (ΔP) = -Smax* (|ΔP| /Δ Pmax)ⁿ

worin bedeuten: Smax ein Betätigungsbefehlssignal zur Be­ tätigung des Schiebers im Wegeventil 28 über den vollen Hub, Pmax die Abweichung ΔP, wenn der Schieber über sei­ nen vollen Hub betätigt wird (d. h. Maximalwert der Ab­ weichung ΔP) und n einen positiven Wert, der gemäß einem Einstellsignal von der Betriebsarteinstelleinheit 48 in geeigneter Weise modifiziert werden kann. Das Vorzeichen des Betätigungsbefehlssignales S bedeutet, daß bei negati­ vem S das Betätigungsbefehlssignal S an das Proportional­ steuerventil 34 gelegt wird, um auf diese Weise einen Steuerdruck der Steueröffnung 28A zum Absenken des Wege­ ventils 28 zuzuführen, während bei positivem S das Betä­ tigungsventil S an das Proportionalsteuerventil 36 gelegt wird, um auf diese Weise der Steueröffnung 28B zum Auf­ ziehen des Wegeventils 28 einen Steuerdruck zuzuführen.

In den Befehlssignalberechnungseinrichtungen 54 wird daher das Betätigungsbefehlssignal S so berechnet, daß es dem Hydraulikmotor 16 eine Antriebskraft in einer Trommelauf­ ziehrichtung (d. h. positive Richtung) zuführt, wenn ΔP < 0 ist, dem Hydraulikmotor 16 eine Antriebskraft in Trom­ melabsenkrichtung (d. h. negative Richtung) zuführt, wenn ΔP < 0 ist, oder den Hydraulikmotor 16 stoppt (d. h. keine Antriebskraft zur Verfügung stellt), wenn ΔP = 0 ist.

B) Geschwindigkeitssteuerbetrieb

Bei dieser Betriebsart wird die Differenz zwischen der Sollast Po und der umgeformten Last Pn in der neutralen Position, die von den Neutralpositionseinstelleinrichtun­ gen 53 eingestellt wurde, als Abweichung ΔP berechnet, und zwar unabhängig von der erfaßten Last Pa, während die Ab­ weichung zwischen der erfaßten Last Pa und der Sollast Po nicht verwendet wird. Dann wird das Betätigungsbefehls­ signal S aus der Funktion S = f (ΔP) gemäß der vorstehend berechneten Abweichung ΔP errechnet.

Es wird nunmehr die Funktionsweise dieser Vorrichtung in Verbindung mit dem in Fig. 3 gezeigten Ablaufdiagramm er­ läutert.

Zuerst werden verschiedene Daten in die Steuereinheit 50 eingegeben (Schritt S1). Auf der Basis dieser Daten führt die Steuereinheit 50 die Berechnung der tatsächlichen Last (detektierten Last) Pa des Hydraulikmotors 16 als Betäti­ gungseinheit, die Berechnung der Sollast Po, die dem Betä­ tigungsmaß des Betätigungshebels 44 entspricht, die Ein­ stellung der Betriebsartfunktion (Gleichung 1) in Abhän­ gigkeit vom Einstellsignal von der Betriebsarteinstellein­ heit 48 und die Einstellung des Arbeitsbetriebes (Rechen­ betrieb), der vom Arbeitsbetriebswählschalter 46 gewählt wurde, durch (Schritt S2).

Wenn der gewählte Rechenbetrieb die Drucksteuerbetriebsart ist (JA in Schritt S3), wird die Abweichung (= Po - Pa) zwischen der detektierten Last Pa des Hydraulikmotors 16 und der Sollast Po, die dem Betätigungsmaß des Betäti­ gungshebel 44 entspricht, als ΔP berechnet (Schritt S4). Dann wird das Betätigungsbefehlssignal S in Abhängigkeit von der in der vorstehend beschriebenen Weise berechneten Abweichung ΔP und der Funktion S = f (ΔP) errechnet (Schritt S6).

Wenn das Betätigungsbefehlssignal S positiv ist, d. h. wenn die Sollast Po größer als die detektierte Last Pa (S < 0 in Schritt S7), wird das Betätigungsbefehlssignal S an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil 36 zum Aufzie­ hen abgegeben, da der Hydraulikmotor 16 unter einer Last angetrieben werden kann, die größer ist als die Momentan­ last (Schritt S8). Auf diese Weise wird der Schieber im Wegeventil 28 aus der neutralen Position zur Aufziehseite hin um einen Hub verschoben, der zum Betätigungsbefehls­ signal S proportional ist. Daher wird das Hydrauliköl von der Leitung 18B dem Hydraulikmotor 16 zugeführt, um eine Antriebskraft in einer positiven Richtung (d. h. der Lasterhöhungsrichtung) dem Hydraulikmotor 16 zuzuführen, so daß an die Haspeltrommel 24 eine Antriebskraft in Auf­ ziehrichtung gelegt wird.

Wenn das Steuerbefehlssignal S negativ ist, d. h., wenn die Sollast Po geringer ist als die detektierte Last Pa (S < 0 in Schritt S7), wird das Betätigungsbefehlssignal S an das elektromagnetische Proportionalsteuerventil 34 zum Absen­ ken abgegeben, um die tatsächliche Last zu reduzieren, da die Momentanlast größer ist als die Sollast Po (Schritt S9). Auf diese Weise wird der Schieber im Wegeventil 28 aus der neutralen Position zur Absenkseite hin um einen Hub verschoben, der proportional zum Betätigungsbefehls­ signal S ist. Daher wird das Hydrauliköl von der Leitung 14B dem Hydraulikmotor 16 zugeführt, um eine Antriebskraft in einer negativen Richtung (d. h. Lastabnahmerichtung) dem Hydraulikmotor 16 zuzuführen, so daß eine Antriebskraft in Absenkrichtung an die Haspeltrommel 24 gelegt wird.

Wenn das Betätigungsbefehlssignal S = 0 ist, d. h. die Sollast Po der detektierten Last Pa entspricht (S = 0 in Schritt S7), wird kein Betätigungsbefehlssignal an die Proportionalsteuerventile 34 und 36 gegeben, da die Mo­ mentanlast richtig ist (Schritt S10), so daß das Wegeven­ til 28 die neutrale Position wiedergewinnt. Daher wird keine Antriebskraft an den Hydraulikmotor 16 gelegt, so daß dieser und die Haspeltrommel 24 gestoppt werden.

Wenn andererseits der Rechenbetrieb durch den Arbeitsbe­ triebswählschalter 46 (NEIN in Schritt S3) auf die Ge­ schwindigkeitssteuerbetriebsart umgeschaltet wird, wird die Abweichung (= Po - Pn) zwischen der Last Pn, die der neutralen Position entspricht, die durch die Neutralposi­ tionseinstelleinrichtungen 53 eingestellt wurde, und der Sollast Po, die dem tatsächlichen Betätigungsmaß ent­ spricht, als ΔP berechnet (Schritt S5). Dann wird der gleiche Vorgang wie bei der Drucksteuerbetriebsart in Ab­ hängigkeit von der vorstehend berechneten Abweichung ΔP (Schritte S6 bis S10) durchgeführt. Daher wird in der Ge­ schwindigkeitssteuerbetriebsart die tatsächliche Last nicht berücksichtigt. Mit anderen Worten, wenn der Betäti­ gungshebel 44 in positiver Richtung betätigt wird, wird der Schieber im Wegeventil 28 über einen Hub zur Aufzieh­ seite hin verschoben, der dem Betätigungsmaß des Betäti­ gungshebels 44 entspricht. Folglich wird der Hydraulikmo­ tor 16 in der positiven Richtung mit einer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl angetrieben, die dem Betätigungsmaß ent­ spricht. Wenn umgekehrt der Betätigungshebel 44 in der ne­ gativen Richtung betätigt wird, wird der Schieber im Wege­ ventil 28 über einen Hub zur Absenkseite hin verschoben, der dem Betätigungsmaß des Betätigungshebels 44 ent­ spricht. Folglich wird der Hydraulikmotor 16 in der nega­ tiven Richtung mit einer Geschwindigkeit bzw. Drehzahl an­ getrieben, die dem Betätigungsmaß entspricht.

Wenn, wie vorstehend beschrieben, der Arbeitsbetrieb (Rechenbetrieb) auf die Drucksteuerbetriebsart verändert wird, wird das Betätigungsmaß des Betätigungshebels 44 in die gewünschte Last Po umgeformt, und es wird eine An­ triebskraft in einer Richtung zur Reduktion der Abweichung P zwischen der Sollast Po und der detektierten Last Pa an den Hydraulikmotor 16 gelegt. Daher kann eine Antriebs­ steuerung mit einer hohen Sicherheit immer durchgeführt werden, um Überlastungen des Antriebssystems für den Hydraulikmotor 16 zu vermeiden. Wenn beispielsweise eine hängende Last während eines Aufziehvorganges von einem Hindernis o. ä. festgehalten wird, was zu einem Anstieg der Last des Hydraulikmotors 16 führt, wird die der Haspel­ trommel 24 in Aufziehrichtung zugeführte Antriebskraft so eingestellt, daß die Last die Sollast nicht übersteigt. Wenn eine große Last, die die Sollast übersteigt, während des Aufziehvorganges wirkt, kann die Antriebskraft in Ab­ senkrichtung automatisch der Haspeltrommel 4 zugeführt werden, bis die große Last auf die Sollast reduziert ist. Wenn die hängende Last während des Absenkvorganges abge­ setzt wird, kann die Absenkgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Absetzens automatisch reduziert werden. Daher ist die Vorrichtung äußerst wirksam, insbesondere für jegliche Ar­ beiten, die außerhalb des Blickfeldes einer Bedienungsper­ son durchgeführt werden.

Des weiteren wird die Antriebsgeschwindigkeit so einge­ stellt, daß sie mit einem Anstieg des Absolutwertes der Abweichung ΔP zunimmt. Je größer der Absolutwert der Ab­ weichung ΔP ist, desto schneller kann daher die Ab­ weichung ΔP reduziert werden. Wenn sich die tatsächliche Last nicht verändert (d. h. wenn die hängende Last in einem freien Zustand gehalten wird), verändert sich die Ab­ weichung ΔP mit dem Betätigungsmaß, so daß eine Antriebs­ geschwindigkeit erhalten werden kann, die dem Betätigungs­ maß entspricht. Auf diese Weise kann eine einfache Kranbe­ tätigung realisiert werden.

Die Begrenzung der Antriebskraft wird, wie vorstehend er­ wähnt, durch Verwendung des Wegeventils 28 erreicht, mit dem der Durchsatz mit einem Schieberhub gesteuert werden kann, anstatt das Rückschlagventil des Standes der Technik zu verwenden. Im Vergleich zur Vorrichtung des Standes der Technik, bei der ein Rückschlagventil Verwendung findet, kann daher ein größerer steuerbarer Bereich mit einem größeren Hub sichergestellt werden. Darüber hinaus kann eine Steuerung durchgeführt werden, die sowohl den Einlaß­ druck als auch den Auslaßdruck der hydraulischen Betäti­ gungseinheit 16 berücksichtigt.

Des weiteren kann bei dieser bevorzugten Ausführungsform entweder eine Drucksteuerbetriebsart oder eine Geschwin­ digkeitssteuerbetriebsart als Rechenbetriebsart (Arbeitsbetriebsart) in den Befehlssignalberechnungsein­ richtungen 54 gewählt werden, indem der Arbeitsbetriebs­ wählschalter 46 extern betätigt wird. Wenn daher bei­ spielsweise an einer Stelle gearbeitet wird, an der die Bedienungsperson den Betrieb nicht visuell erfassen kann, kann die Drucksteuerbetriebsart ausgewählt werden, um auf diese Weise die Sicherheit des Betriebes zu garantieren. Andererseits kann für einen üblichen Betrieb die Geschwin­ digkeitssteuerbetriebsart ausgewählt werden, um auf diese Weise eine Antriebssteuerung durchzuführen, die an die Vorstellung der Bedienungsperson, welche den Betätigungs­ hebel 44 betätigt, angepaßt ist.

Wenn beispielsweise die bevorzugte Ausführungsform bei ei­ ner Kranwinde Verwendung findet, ist die Geschwindigkeits­ steuerbetriebsart für Aufrichtarbeiten geeignet, da eine Geschwindigkeit erhalten werden kann, die dem Betätigungs­ maß des Hebels entspricht, so daß die Positionierung auf einfache Weise durchgeführt werden kann. Die Drucksteuer­ betriebsart ist für Bauarbeiten geeignet, da die Erzeugung einer übermäßig hohen Kraft bei einem Kontakt der hängen­ den Last mit einem Hindernis oder beim Ziehen eines Pfahles verhindert werden kann. Auch für Arbeiten auf See ist die Drucksteuerbetriebsart geeignet, da ein Rückhalte­ seil-ähnlicher Effekt zum Fixieren der Position einer hän­ genden Last unabhängig von den Schwingungen des Kranes in­ folge von Wellen o. ä. erzielt werden kann.

Bei Anwendung der bevorzugten Ausführungsform bei einer Drehvorrichtung ist die Geschwindigkeitssteuerbetriebsart geeignet, wenn eine dem Betätigungsmaß unabhängig von ei­ ner Last entsprechende Drehgeschwindigkeit gewünscht wird, während die Drucksteuerbetriebsart geeignet ist, wenn ein Beschleunigungsgefühl entsprechend dem Betätigungsmaß ge­ wünscht wird oder ein Verhalten, das den Wellenschwingun­ gen bei Arbeiten auf See folgt. Wenn die bevorzugte Aus­ führungsform bei einer Arbeitsvorrichtung für einen hydraulischen Schaufelbagger Verwendung findet, kann die Geschwindigkeitssteuerbetriebsart gewählt werden, wenn die Arbeit eines Kranes oder normale Einstellarbeiten in einer Ebene durchgeführt werden, da eine Lagesteuerung (oder Po­ sitionierung) einfach durchgeführt werden kann, während die Drucksteuerbetriebsart bei Ausbaggerarbeiten gewählt werden kann, um auf wirksame Weise zu vermeiden, daß eine übermäßig hohe Kraft auf den auszubaggernden Bereich ein­ wirkt.

Darüber hinaus kann bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Exponent n in der vorstehend erwähnten Funktion S = f (ΔP) modifiziert werden, indem die Betriebsartein­ stelleinheit 48 extern betätigt wird. Daher kann die Be­ ziehung zwischen der Abweichung ΔP und dem Betätigungsbe­ fehlssignal S in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen in geeigneter Weise eingestellt werden. Wenn beispiels­ weise, wie in Fig. 4 gezeigt, der Exponent n auf 1/2 ge­ setzt wird, ist diese Abhängigkeit derart, daß ein um so größerer Anstiegswert des Betätigungsbefehlssignales S er­ halten werden kann, desto kleiner die Abweichung ΔP ist. Wenn im Gegensatz dazu der Exponent n auf 2 gesetzt wird, ist die Abhängigkeit derart, daß ein um so größerer An­ stiegswert des Betätigungsbefehlssignales S erhalten wer­ den kann, je größer die Abweichung ΔP ist. Daher kann der erste Fall für eine Schaufelbetätigung und der letzte Fall für eine Kranbetätigung ausgewählt werden, so daß eine Steuerung durchgeführt wird, die für die jeweilige Art der Arbeit geeignet ist.

Des weiteren kann die Größenordnung dieser Funktion f (Δ P) in geeigneter Weise festgelegt werden. Beispielsweise kann die als Gleichung 2 ausgedrückte Funktion verwendet werden:

[Gleichung 2]

S = (Smax/ΔPmax)* ΔP - a* [(2π/ΔPmax)* ΔP].

In diesem Fall kann auch der Wert eines Koeffizienten in geeigneter Weise durch die Betriebsarteinstelleinheit 48 modifiziert werden, um auf diese Weise diverse Betriebsar­ ten zu erhalten, wie in Fig. 5 gezeigt, so daß der Anwen­ dungsbereich der Vorrichtung erweitert werden kann.

Darüber hinaus können bei der vorliegenden Erfindung die nachfolgend angegebenen Modifikationen durchgeführt wer­ den.

• (1) Wie in Fig. 6 gezeigt, kann eine Vielzahl von (in diesem Falle zwei) Hydraulikmotoren 16A und 16B und Wegeventilen 28A und 28B mit einer einzigen Hydrau­ likpumpe 10 in Reihe geschaltet werden. Bei der Vor­ richtung des Standes der Technik, die von Rückschlag­ ventilen Gebrauch macht, um eine Drucksteuerung durchzuführen, werden ein Steuerdruck und eine Motor­ last in jedem Rückschlagventil ausgeglichen, so daß die Funktionsweise des Rückschlagventiles, das für den aufstromseitigen Hydraulikmotor vorgesehen ist, durch die Last des abstromseitigen Hydraulikmotors beeinflußt wird. Daher kann die Antriebssteuerung für jeden Motor nicht auf unabhängige Weise durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu finden bei der in Fig. 6 gezeigten Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung Wegeventile 28A und 28B Verwendung, die jeweils einen Schieber aufweisen, so daß die Funktionsweise der Wegeventile 28A und 28B nur von den Steuerdrücken P1a, P1b, P2a und P2b abhängt. Selbst wenn daher die Hydraulikmotoren 16A und 16B in Reihe geschaltet sind, kann deren Antriebssteuerung auf unabhängige Weise gut durchgeführt werden.
• (2) Bei der vorliegenden Erfindung sind die Lastdetek­ tionseinrichtungen nicht auf Drucksensoren be­ schränkt. Es können vielmehr auch diverse andere Ar­ ten von Sensoren Verwendung finden. Beispielsweise kann für die Antriebssteuerung von Strömungsmittelmo­ toren ein Drehmomentsensor zum Detektieren des Dreh­ momentes einer Ausgangswelle oder eines Antriebsdreh­ momentes verwendet werden, oder es kann ein Lastsen­ sor Verwendung finden, wie beispielsweise eine in ei­ ner Windenvorrichtung angeordnete Lastzelle. Zur An­ triebssteuerung von Strömungsmittelzylindern kann ein Lastsensor zum Detektieren der Last auf einem Stift, der einen Zylinder fixiert, eingesetzt werden, oder es kann ein Sensor zum Detektieren der Formänderung eines vom Zylinder betätigten Werkstückes Verwendung finden.
• (3) Die Betriebsarteinstelleinheit 48 kann als Schalter ausgebildet sein, der den Wert n aus einer Vielzahl von wählbaren Werten auswählt, oder als Volumen mit veränderlichem Widerstand, durch das der Wert n auf analoge Weise verändert wird.
• (4) Obwohl die vorstehend beschriebene bevorzugte Aus­ führungsform bei einer Vorrichtung Verwendung findet, die einen Hydraulikkreis aufweist, ist die vorlie­ gende Erfindung nicht auf diese Art von Arbeitsmittel beschränkt. Sie kann ebenfalls bei einer Vorrichtung Anwendung finden, bei der ein Pneumatikkreis einge­ setzt wird.

Erfindungsgemäß wird somit eine Antriebssteuervorrichtung zum Steuern des Drucks in einer Strömungsmittelbetäti­ gungseinheit durch Verwendung eines Wegeventils beschrie­ ben, mit dem der Durchsatz eines Strömungsmittels durch die Verschiebung eines Schiebers gesteuert werden kann. Die Antriebssteuervorrichtung umfaßt ein mit einem Schie­ ber versehenes Wegeventil zum Steuern des Antriebes eines Hydraulikmotors. Die Motorlast (detektierte Last) wird durch Drucksensoren detektiert, und eine Betätigungsbewe­ gung eines Betätigungshebels wird von einem Detektor zur Erfassung eines Betätigungsmaßes detektiert. Die Ab­ weichung zwischen der erfaßten Last und einer Sollast, die dem detektierten Betätigungsmaß entspricht, wird in einer Steuereinheit errechnet, wonach ein Betätigungssteuer­ signal, das dieser Abweichung entspricht, in der Betäti­ gungssteuereinheit errechnet wird. Das auf diese Weise er­ rechnete Betätigungsbefehlssignal wird an elektromagne­ tische Proportionalsteuerventile in einem Steuerkreis für das Wegeventil gelegt, um auf diese Weise die Position des Schiebers im Wegeventil in Abhängigkeit von der Lastab­ weichung zu steuern.

Claims (8)

1. Antriebssteuerungsvorrichtung für eine Strömungsmit­ telbetätigungseinheit, gekennzeichnet durch ein Wege­ ventil (28), mit dem der Durchsatz über die Verschie­ bung eines Schiebers gesteuert werden kann und das zwischen der Strömungsmittelbetätigungseinheit (16) und einer Strömungsmittelquelle (10) als Antriebs­ quelle für die Strömungsmittelbetätigungseinheit (16) vorgesehen ist, wobei die Antriebssteuervorrichtung die folgenden Bestandteile umfaßt: Lastdetektionsein­ richtungen (25, 26, 51) zum Detektieren einer Last (Pa) der Strömungsmittelbetätigungseinheit (16), eine Betätigungsvorrichtung (44), die extern betätigt wer­ den kann, Betätigungsmaßdetektionseinrichtungen (45) zum Detektieren eines Betätigungsmaßes der Betäti­ gungsvorrichtung (44), Lastumformeinrichtungen (52) zum Einstellen einer bestimmten Last (Po), die dem von den Betätigungsmaßdetektionseinrichtungen (45) detektierten Betätigungsmaß entspricht, Befehls­ signalberechnungseinrichtungen (54) zum Vergleichen der bestimmten Last (Po) und der von den Lastdetek­ tionseinrichtungen (25, 26, 51) detektierten Last (Pa) und zum Berechnen eines Betätigungsbefehlssigna­ les (S), das der Abweichung (ΔP) zwischen der be­ stimmten Last (Po) und der detektierten Last (Pa) entspricht, und Wegeventilantriebseinrichtungen (34, 36) zum Betätigen des Wegeventils (28) in Abhängig­ keit von dem Betätigungsbefehlssignal (S), das von den Befehlssignalberechnungseinrichtungen (54) be­ rechnet wurde.

2. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlssignalberechnungsein­ richtungen (54) das Betätigungsbefehlssignal (S) so berechnen, daß dann, wenn die bestimmte Last (Po) größer ist als die detektierte Last (Pa), das Wege­ ventil (28) so betätigt wird, daß eine Antriebskraft in einer positiven Richtung auf die Strömungsmittel­ betätigungseinheit (16) aufgebracht wird, daß dann, wenn die bestimmte Last (Po) kleiner ist als die de­ tektierte Last (Pa), das Wegeventil (28) so betätigt wird, daß eine Antriebskraft in einer negativen Rich­ tung auf die Strömungsmittelbetätigungseinheit (16) aufgebracht wird, und daß dann, wenn die bestimmte Last (Po) der detektierten Last (Pa) entspricht, das Wegeventil (28) so betätigt wird, daß der Antrieb der Strömungsmittelbetätigungseinheit (16) gestoppt wird.

3. Antriebssteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befehlssignalberechnungsein­ richtungen (54) das Betätigungsbefehlssignal (S) so berechnen, daß das Wegeventil (28) in einer solchen Richtung betätigt wird, daß der Durchsatz im Wegeven­ til (28) mit einem Anstieg des Absolutwertes der Ab­ weichung (ΔP) zwischen der bestimmten Last (Po) und der detektierten Last (Pa) erhöht wird.

4. Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren Betriebsarteinstelleinrichtungen (48) aufweist, damit die Befehlssignalberechnungseinrichtungen (54) eine Funktion speichern, die die Beziehung zwischen der Abweichung (ΔP) und dem Betätigungsbefehlssignal (S) festlegt und die Größe dieser Funktion bei Empfang eines äußeren Betätigungssignales verändert.

5. Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie des weiteren Steuerbetriebsartwähleinrichtungen (46) zum Wählen einer Laststeuerbetriebsart oder einer Geschwindig­ keitssteuerbetriebsart als Rechenbetriebsart in den Befehlssignalberechnungseinrichtungen (54) besitzt, wobei bei Wahl der Laststeuerbetriebsart die Befehls­ signalberechnungseinrichtungen (54) die bestimmte Last (Po) und die detektierte Last (Pa) miteinander vergleichen und das Betätigungsbefehlssignal (S) ent­ sprechend der Abweichung (ΔP) zwischen der bestimm­ ten Last (Po) und der detektierten Last (Pa) berech­ nen und wobei bei Wahl der Geschwindigkeitssteuerbe­ triebsart die Befehlssignalberechnungseinrichtungen (54) eine dem detektierten Betätigungsmaß ent­ sprechende Betätigungsposition und eine vorgegebene Bezugsposition vergleichen und das Betätigungsbe­ fehlssignal (S) so berechnen, daß das Wegeventil (28) in einer solchen Richtung betätigt wird, daß ein Durchsatz erzeugt wird, der der Abweichung zwischen der Betätigungsposition und der Bezugsposition im We­ geventil (28) entspricht.

6. Antriebssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmit­ telquelle (10) eine einzige Strömungsmittelquelle (10) umfaßt und daß das Wegeventil (28) eine Vielzahl von Wegeventilen (28A, 28B) aufweist, die mit der einzigen Strömungsmittelquelle (10) in Reihe geschal­ tet sind.

7. Antriebssteuervorrichtung für eine Strömungsmittelbe­ tätigungseinheit, gekennzeichnet durch:
eine Strömungsmittelbetätigungseinheit (16);
ein Wegeventil (28) mit Schieber;
eine Strömungsmittelquelle;
eine Strömungsmittelpumpe;
Rohre, die die Einlaßöffnung und Auslaßöffnung der Strömungsmittelbetätigungseinheit mit der Strömungs­ mittelquelle und der Strömungsmittelpumpe über das Wegeventil verbinden;
einen ersten Strömungsmitteldrucksensor (25 oder 26), der mit dem Abschnitt der Rohre verbunden ist, der die Auslaßöffnung der Betätigungseinheit mit dem We­ geventil verbinden;
einen zweiten Strömungsmitteldrucksensor (25 oder 26), der mit dem Abschnitt der Rohre verbunden ist, der die Einlaßöffnung der Betätigungseinheit mit dem Wegeventil verbindet;
einen Betätigungshebel (44);
einen Hebelsensor (45) zum Detektieren der Verschie­ bung des Betätigungshebels aus einer Normalstellung;
Schieberantriebseinrichtungen zum Verändern der Posi­ tion des Schiebers des Wegeventils; und
eine Steuereinheit (50), die elektrisch mit dem ersten Strömungsmitteldrucksensor, dem zweiten Strö­ mungsmitteldrucksensor, dem Hebelsensor und den Schieberantriebseinrichtungen verbunden ist, wobei die Steuereinheit auf der Basis von Signalen vom ersten Strömungsmitteldrucksensor, zweiten Strömungs­ mitteldrucksensor und Hebelsensor elektrische Signale an die Schieberantriebseinrichtungen senden kann und dadurch die Position des Schiebers des Wegeventils sowie die Richtung und den Durchsatz des Strömungs­ mittels durch die Betätigungseinheit steuert.

8. Antriebssteuervorrichtung zum Steuern einer Strö­ mungsmittelbetätigungseinheit nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schieberantriebsein­ richtungen umfassen:
einen Kolben, dessen Ende mit einem Ende des Schie­ bers des Wegeventils verbunden ist;
eine zweite Strömungsmittelpumpe; und
ein elektromagnetisches Proportionalsteuerventil;
wobei der Kolben über das elektromagnetische Propor­ tionalsteuerventil mit der zweiten Strömungsmittel­ pumpe und der Strömungsmittelquelle verbunden ist; und
wobei das elektromagnetische Proportionalsteuerventil elektrisch mit der Steuereinheit verbunden ist und den Strömungsmitteldurchsatz durch das Ventil in Ab­ hängigkeit von den von der Steuereinheit empfangenen Signalen steuert.