DE69728217T2 - Baumaschine - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf eine Baumaschine, die eine obere Drehkonstruktion aufweist. Genauer betrifft die Erfindung einen Steuerkreislauf in einem Hydraulikbagger.
  • BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
  • 10 ist ein Schaltkreisdiagramm eines Dreh-Motors, der in der Japanischen Gebrauchsmusteroffenlegung Nr. 41203/91 beschrieben ist.
  • In dem aus 9 ersichtlichen Drehschaltkreis gemäß dem Stand der Technik, wirkt ein zweiter Führungsdruck/ Steuerdruck, der von dem Ventil 2 abgeleitet wurde, auf Druckerhöhungsöffnungen 4L und 4R von Entlastungsventilen 3L beziehungsweise 3R, wobei die Entlastungsventile 3L und 3R auf einen hohen Entlastungsdruck eingestellt sind, wenn ein Dreh-Hydraulikfernsteuerungsventil 2 zum Starten der Betätigung eines Dreh-Motors 1 betätigt wird. Als Ergebnis wird das Anfangsmoment des Dreh-Motors 1 erhöht und eine zufriedenstellende Beschleunigungsleistung kann zu dem Zeitpunkt des Beginns der Drehung ausgestellt werden.
  • Zum Anhalten der Drehung einer oberen Drehkonstruktion, wird das Dreh-Hydraulikfernsteuerventil 2 zu seiner neutralen Stellung zurückgestellt, wobei der zweite Führungsdruck/ Steuerdruck nicht länger auf die Druckerhöhungsöffnungen 4L und 4R ausgeübt wird, so dass sich der eingestellte Druck für die Entlastungsventile 3L und 3R auf eine Niederdruckseite verschiebt. Auf diese Weise wirkt eine auf den Dreh-Motor 1 wirkende Bremskraft nicht plötzlich. Mit anderen Worten wird ein gleichmäßiges Anhalten der oberen Drehkonstruktion durchgeführt, da die Bremskraft für den Motor 1 flexibel mit der Trägheitskraft der oberen Drehkonstruktion zusammenwirkt.
  • 11 ist eine Seitenansicht und zeigt die Anordnung ' eines Arbeitsanhangs 7, der an der oberen Drehkonstruktion 6 eines Hydraulikbaggers 5 angebracht ist.
  • Der Arbeitsanhang 7 umfasst einen Ausleger 8, einen Arm 9 und einen Eimer 10 als Arbeitswerkzeug, die aufeinander folgend miteinander verbunden sind. Wie aus der Punktzweistrichlinie in 11 ersichtlich ist, ist ein Arbeitsradius R von einem Drehmittelpunkt 0–0 der oberen Drehkonstruktion 6 zu dem vorderen Endabschnitt des Arms 9 lang, wenn der Ausleger 8 nach unten gebracht und der Arm 9 ausgestreckt ist. In diesem Zustand ist eine Trägheitsmasse der oberen Drehkonstruktion 6 groß. Eine Dreh-Anfangskraft eines Dreh-Motors 11 ist so eingestellt, um ein Beginnen der Drehung sogar in dem Fall einer großen Trägheitsmasse zu ermöglichen. Wenn andererseits der Ausleger 8 gehoben und der Arm 9 eingezogen ist, wie mit der durchgehenden Linie in 11 bezeichnet ist, ist andererseits ein Arbeitsradius r von dem Drehmittelpunkt 0–0 der oberen Drehkonstruktion 6 zu dem vorderen Endabschnitt des Arms 9 kurz und die Trägheitsmasse der oberen Drehkonstruktion 6 ist klein. Im Detail, bei dem Fall einer Baumaschine mit einer kleinen Drehträgheit, wie zum Beispiel einer "Innenquerschnitt Schwenkmaschine (intra-width swing machine)" oder einem kleinen Bagger, variiert die Betätigbarkeit für eine Drehung gemäß der Anordnung des Arbeitsanhangs markant. In einem verringerten Zustand des Arbeitsradius des Arbeitsanhangs ist eine Änderung der Drehkraft, die in Erwiderung auf die Betätigung eines Hebels zum Auslösen eines Hydraulikzylinders für den Ausleger oder den Arm auftritt, überempfindlich und deswegen die Betätigung schwierig. Dieses Problem tritt ebenfalls bei einem Drehvorgang mit einer kleinen Arbeitslast auf, die auf den Ausleger wirkt, oder in einem kombinierten Vorgang für sowohl Fahrt als auch Drehung. Wie auch immer, es kann nicht gesagt werden, dass der Bediener bei dem Drehvorgang ein komfortables Gefühl empfindet.
  • Jp-A-04-064597, eine frühere Anmeldung der vorliegenden Erfinder wird als nächster Stand der Technik berücksichtigt. Dieses Dokument beschreibt eine Drehsteuervorrichtung für Arbeitsfahrzeuge mit einem oberen Drehkörper, um eine Bremsung zu korrigieren, ohne einen speziellen Winkelerfasser bereitzustellen, indem der geneigte Zustand eines oberen Drehkörpers auf Basis von Signalen von einer Drehgeschwindigkeitserfassungseinrichtung, einer Trägheitsmomentberechnungseinrichtung und einer Druckerfassungseinrichtung berechnet wird, und das Differential eines Motors gesteuert wird, um eine Verzögerungssteuerung durchzuführen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Steuerkreislauf bereitzustellen, der in der Lage ist einen Auslegerwinkel zu erfassen, oder sowohl den Auslegerwinkel als auch den Armwinkel, und den Zustand einer Arbeitlast, und dabei die Anordnung eines Arbeitsanhangs zu erfassen und die Beschleunigung und Drehung der maximalen Geschwindigkeit zu beschräken, um sowohl die Betätigbarkeit als auch Sicherheit in einem verringerten Zustand des Arbeitsanhangs einer Baumaschine zu verbessern.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Baumaschine bereit, wie in Anspruch 1 definiert ist.
  • Die Drehbeschleunigungsunterdrückungseinrichtung und die maximale Drehgeschwindigkeitsunterdrückungseinrichtung, die beide in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können jeweils durch ein Entlastungsventil bestimmt sein, das das Entleeren eines Drehrichtungssteuerventils gemäß dem Arbeitsradius steuert. Bei dem Entlastungsventil kann ein Abschaltventil eingesetzt werden, das die Entleerung durch eine Ein-Aus-Betätigung steuert.
  • In diesem Fall kann die Steuerung auf eine Weise durchgeführt werden, dass, wenn der Arbeitsradius verringert wird, die Entleerung des Abschaltventils gesteuert wird, um ein Öffnen in Erwiderung auf die Betätigung des Drehrichtungssteuerungsventils zu gestatten, und die Beschleunigung der Drehung der oberen Drehkonstruktion zu unterdrücken, wobei das Entleeren des Abschaltventils so gesteuert wird, dass es nicht vollständig geschlossen ist, und dabei die maximale Drehgeschwindigkeit der oberen Drehkonstruktion unterdrückt.
  • Ein Auslass eines Mittelpunkt-Umgehungsölwegs für die Rückkehr des Hauptdrucköls, der sich durch eine neutrale Stellung des Drehrichtungssteuerventils erstreckt, und ein Öltank können miteinander durch das obige Abschaltventil in Verbindung gebracht werden. Unter Verwendung eines elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventils kann das Abschaltventil gemäß dem Arbeitsradius gesteuert werden.
  • Das Entlastungsventil kann mit drei Ventilen verbunden sein, dem Drehrichtungssteuerventil, einem Ausleger- oder Arm-) Richtungssteuerventil, und einem Fahrtrichtungssteuerventil. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Priorität auf die Betätigung des Drehrichtungssteuerventils eingestellt ist.
  • Außerdem kann das Entlastungsventil in Übereinstimmung mit einem erfassten Ladedruck eines Hydraulikzylinders zum Drehen eines Auslegers betätigt werden. In diesem Fall kann die Steuerung auf eine Weise durchgeführt werden, dass mit einer Verringerung des Ladedrucks das Entleeren des Abschaltventils gesteuert wird, um ein Öffnen in Erwiderung auf die Betätigung des Drehrichtungssteuerventils zu gestatten, um die Drehbeschleunigung der oberen Drehkonstruktion zu unterdrücken, und dass die Entleerung des Abschaltventils so gesteuert wird, nicht vollständig geschlossen zu sein, und dabei die maximale Drehgeschwindigkeit unterdrückt wird.
  • Bei der Baumaschine der vorliegenden Erfindung können sowohl die Drehbeschleunigung als auch die maximale Drehgeschwindigkeit der oberen Drehkonstruktion unterdrückt werden. Dementsprechend ist es möglich, sowohl die Betätigbarkeit als auch die Sicherheit zu erhöhen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Seitenansicht eines mit einem Steuerkreislauf gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestatteten Hydraulikbaggers;
  • 2 ist ein Steuerkreislaufdiagramm gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist ein Diagramm und zeigt eine Beziehung zwischen einem Führungsdruck/ Steuerdruck für die Drehung, die auf die Steueröffnungen eines Drehrichtungssteuerventils wirkt, und einem Betätigungskommandoführungsdruck/ –steuerdruck, der von einem elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventil abgeleitet ist;
  • 4 ist ein Steuerkreislaufdiagramm gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist ein Diagramm und zeigt eine Beziehung zwischen dem Armführungsdruck/ -steuerdruck, der auf die Steueröffnung eines Armrichtungssteuerventils wirkt und einem Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck, der von dem elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventil abgeleitet ist;
  • 6 ist ein Diagramm und zeigt eine Beziehung zwischen einem Fahrtführungsdruck/ -steuerdruck, der auf die Steueröffnungen eines Fahrtrichtungssteuerventils wirkt und einen Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck, der von dem elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventil abgeleitet wird;
  • 7 ist ein Steuerkreislaufdiagramm gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein Diagramm und zeigt eine Beziehung zwischen einem Auslegerführungsdruck/ -steuerdruck, der auf die Steueröffnungen eines Auslegerichtungssteuerventils wirkt und einen Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck, der von dem elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventil abgeleitet wird;
  • 9 ist ein Steuerkreislaufdiagramm gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist ein Drehschaltkreisdiagramm gemäß einem Beispiel des Standes der Technik; und
  • 11 ist eine Seitenansicht, aus der die Anordnung eines an einem Hydraulikbagger angebrachten Arbeitsanhanges gemäß dem Stand der Technik ersichtlich ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUGNSFORMEN
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben.
  • 1 ist eine Seitenansicht eines mit einem Steuerkreislauf gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellten Hydraulikbaggers. In der gleichen Figur bezeichnet Bezugszeichen 12 ein unteres Fahrwerk des Hydraulikbaggers. Bezugszeichen 13L und 13R bezeichnen ein Paar linker und rechter Fahrtmotoren zum Antreiben des Fahrwerks 12. Der rechte Fahrtmotor 13R ist nicht sichtbar, da er sich auf der gegenüberliegende Seite des linken Fahrtmotors 13L befindet. Bezugszeichen 14 bezeichnet eine obere Drehkonstruktion, die mit dem oberen Abschnitt des Laufwerks 12 verbunden ist.
  • Bezugszeichen 15 bezeichnet einen Drehmotor, der innerhalb der oberen Drehkonstruktion 14 befestigt ist. Bezugszeichen 16 bezeichnet eine Steuerung. Bezugszeichen 17 bezeichnet einen Arbeitsanhang, der an der oberen Drehkonstruktion 14 angebracht ist. Bezugszeichen 18, 19 und 20 bezeichnen einen Ausleger, einen Arm beziehungsweise einen Eimer als Arbeitswerkzeug. Bezugszeichen 21, 22 und 23 bezeichnen einen Auslegerzylinder, einen Armzylinder beziehungsweise einen Eimerzylinder. Bezugszeichen 24 bezeichnet eine Bolzenverbindung für eine Verbindung zwischen einem Basisendabschnitt des Auslegers 18 und einer Auslegerbefestigungsklammer (nicht gezeigt) der oberen Drehkonstruktion 14. Bezugszeichen 25 bezeichnet eine Bolzenverbindung für eine Verbindung zwischen einem vorderen Endabschnitt des Auslegers 18 und einem Basisendabschnitt des Arms 19. Bezugszeichen 26 bezeichnet eine Bolzenverbindung für eine Verbindung zwischen einem vorderen Endabschnitt des Arms 19 und einem Basisabschnitt des Eimers 20. Bezugszeichen 27 bezeichnet ein an der Bolzenverbindung 24 angebrachtes Potentiometer, um die Anordnung des Auslegers 18 zu erfassen. Bezugszeichen 28 bezeichnet ein an der Bolzenkonstruktion 25 angebrachtes Potentiometer, um die Anordnung des Arms 19 zu erfassen. Das Bezugszeichen bezeichnet einen Auslegerwinkel zwischen einer geraden, die Bolzenverbindungen 24 und 25 verbindenden Linie und einer horizontalen Linie (H.L.). Das Zeichen α bezeichnet einen Armwinkel zwischen einer geraden, die Bolzenverbindungen 24 und 25 verbindenden Linie und einer geraden, die Bolzenverbindungen 25 und 26 verbindenden Linie. Der Abstand R' entspricht dem Arbeitsradius (der sogenannten Reichweite des Arbeitsanhangs) von einem Drehmittelpunkt 0'–0' der oberen Drehkonstruktion 14 zu dem vorderen Endabschnitt des Arms 19.
  • 2 ist ein Steuerkreislaufdiagramm der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 2 bezeichnet Bezugszeichen 29 ein Drehrichtungssteuerventil zum Steuern des Drehmotors 15. Bezugszeichen 30L und 30R bezeichnen linke und rechte Steueröffnungen des Drehrichtungssteuerventils 29. Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Hauptpumpe, Bezugszeichen 22 bezeichnet einen Öltank, Bezugszeichen 33 bezeichnet ein Abschaltventil, das als Entlastungsventil verwendet wird, und Bezugszeichen 34 bezeichnet eine Pilotöffnung des Abschaltventils 33. Außerdem bezeichnet Bezugszeichen 35 ein elektromagnetisches Proportionaldruckverringerungsventil und Bezugszeichen 36 bezeichnet ein Solenoid des Ventils 35. Bezugszeichen 37 bezeichnet eine Steuerpumpe als Öldruckquelle in einem Steuerkreislauf. Bezugszeichen 38 bezeichnet ein Hydraulikfernsteuerventil zum Arbeiten. Bezugszeichen 39 bezeichnet einen Betätigungshebel für das Hydraulikfernsteuerventil 38. Bezugszeichen 40, 40', 41 und 41' bezeichnen Steuerventile, von denen jedes beim Kippen des Betätigungshebels 39 einen Nebenführungsdruck/ -steuerdruck erzeugt. Die Markierungen X und Y entsprechen Verbindungen der Steuerlinien.
  • 3 zeigt einen Zusammenhang zwischen einem Führungsdruck/ Steuerdruck Pi für die Drehung (der Nebenführungsdruck/ -steuerdruck, der von dem Steuerventil 40 oder 40' abgeleitet ist), der auf die Steueröffnungen 30L und 30R des Drehrichtungssteuerventils 29 wirkt und einem Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck Pc, der von dem elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventil 35 abgeleitet wird.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, wird die Neigung einer geraden Linie, die das Verhältnis zwischen dem Führungsdruck/ Steuerdruck Pi für die Drehung und dem Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck Pc bezeichnet, immer größer, je größer der Arbeitsradius wird.
  • Der Steuerkreislauf der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben. Als Einrichtung zum Erfassen der Anordnung des Anhangs 17, sind Potentiometer 27 und 28 für den Arm 18 beziehungsweise den Ausleger 19 bereitgestellt. Außerdem sind als Einrichtung zum Erfassen der Betätigung des Drehrichtungssteuerventils 29 Drucksensoren 42L und 42R (beide in 2 gezeigt) für die Steueröffnungen 30L beziehungsweise 30R bereitgestellt. Ein Auslass eines Mittelpunktumgehungsölwechsels 43 für das Zurückführen eines Hauptdrucköls, wobei sich der Ölweg durch eine neutrale Stellung des Drehrichtungssteuerventils 29 erstreckt, und der Öltank 32 sind durch das Abschaltventil 33 miteinander in Verbindung, das ausgewählt Öffnungs- und Schließbewegungen durchführt, um sein Entleeren zu steuern. Die Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 und die Steuerpumpe 37 sind miteinander durch das elektromagnetische Proportionaldruckverringerungsventil 35 in Verbindung. Die Steuerung 16 bildet eine Beurteilung aufgrund von, von den Potentiometern 27, 28 und den Drucksensoren 42L, 42R bereitgestellten Erfassungssignalen und stellt dann ein Betätigungskommandosignal zu dem Solenoid 36 des Druckverringerungsventils 35 bereit, welches im Gegenzug einen Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck Pc auf die Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 ausübt.
  • Die folgende Beschreibung wird nun über die Betätigung des Steuerkreislaufs der ersten Ausführungsform bereitgestellt. Während der Hydraulikbagger eine Arbeit unter seiner Drehung durchführt, wird ein Auslegerwinkel-θ-Erfassungssignal und ein Armwinkel-α-Erfassungssignal von den Potentiometern 27 beziehungsweise 28 zu der Steuerung 16 zugeführt. Außerdem werden Drehvorgangserfassungssignale von den Drucksensoren 42L und 42R zu der Steuerung 16 zugeführt. Die Steuerung 16 bildet eine Beurteilung auf der Basis dieser Erfassungssignale und gibt dann ein Kommandosignal zu dem Solenoid 36 des elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventils 35 aus. Das Ventil 35 arbeitet dann und bewirkt einen Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck Pc, der auf die Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 wirkt.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, werden bei dem obigen Fall der Führungsdruck/ Steuerdruck Pi für die Drehung, der von dem Steuerventil 40 oder 40' des Hydraulikfernsteuerventils 38 abgeleitet wird, bei einem Drehvorgang und der Betätigungskommandoführungsdruck/ –steuerdruck Pc von einen Wert, der dem Arbeitsradius R' bis zu dem vorderen Endabschnitt des Arbeitsanhangs 17 entspricht zu der Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 in Übereinstimmung mit der Beurteilung durch die Steuerung 16 ausgegeben. Wenn der Arbeitsradius R' des Arbeitsanhangs 17 verringert wird, falls das Entleeren des Abschaltventils 33 in Reaktion auf die Betätigung des Drehrichtungssteuerventils 29 in einer nahezu Öffnungsrichtung gesteuert wird, wird es deswegen möglich, die Drehbeschleunigung der oberen Drehkonstruktion 14 zu unterdrücken. Außerdem ist es möglich gemacht, die maximale Drehgeschwindigkeit zu unterdrücken, indem das Entleeren des Abschaltventils 33 gesteuert wird, nicht vollständig geschlossen zu sein. Um genauer zu sein, resultiert eine niedrige maximale Drehgeschwindigkeit darin, dass die Bremsträgheit ebenfalls klein ist, und es ist möglich, die Betätigbarkeit und Sicherheit bei einer kleinen Reichweite und bei einer Gesamtheit von Beschleunigung und Verzögerung zu verbessern.
  • Obwohl der Führungsdruck/ Steuerdruck Pi für die Drehung und ein Kommandowert des Betätigungskommandoführungsdrucks/ -steuerdrucks Pc in dieser Ausführungsform in Übereinstimmung mit dem Arbeitsradius R' abgeleitet sind, und so eingestellt sind, um sich linear zu verändern, wie aus 3 ersichtlich ist, gibt es keine Beschränkung auf solch eine lineare Veränderung. Die fragliche Änderung kann soweit nicht linear sein, als dann eine Betätigbarkeit erhalten wird, die für die Baumaschine geeignet ist.
  • 4 ist ein Steuerkreislaufdiagramm gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 4 sind die gleichen Bauteile wie in dem Steuerkreislauf der ersten Ausführungsform, die in den 1 und 2 gezeigt ist, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bezugszeichen 44 bezeichnet ein Armrichtungssteuerventil zum Steuern des Armzylinders 22. Bezugszeichen 45L und 45R bezeichnen Steueröffnungen des Armrichtungssteuerventils 44. Bezugszeichen 46 bezeichnet ein Fahrtrichtungssteuerventil zum Steuern des (linken) Fahrtmotors 13L. Bezugszeichen 47L und 47R bezeichnen Steueröffnungen des Fahrtrichtungssteuerventils 46. Bezugszeichen 16a bezeichnet eine Steuerung.
  • 5 ist ein Diagramm und zeigt eine Beziehung zwischen einem Führungsdruck Pia/ Steuerdruck für den Arm, wobei der Druck auf die Steuerungsöffnungen 45L und 45R des Armrichtungssteuerventils 44 arbeitet, und einem Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck Pca, der von einem elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventil 35 abgeleitet wird.
  • 6 ist ein Diagramm und zeigt eine Beziehung zwischen einem Fahrtführungsdruck/ -steuerdruck Pib, der auf die Steueröffnungen 47L und 47R des Fahrtrichtungssteuerventils 46 wirkt, und einem Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck Pcb, der von dem elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventil 35 abgeleitet wird. Ein Steuerventil zum Ausgeben des Fahrtführungsdrucks/ –steuerdrucks Pib ist nicht gezeigt.
  • In dieser zweiten Ausführungsform ist die Beziehung zwischen einem Drehführungsdruck/ -steuerdruck Pi, der auf die Steueröffnungen 30L und 30R eines Drehrichtungssteuerventils 29 wirkt und einem Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck, der von dem elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventil 35 abgeleitet wird, ebenfalls in der gleichen Beziehung, wie aus 3 ersichtlich ist. Obwohl das in der ersten Ausführungsform verwendete Fahrtrichtungssteuerventil 46' von einer Schiebe-Zugbauart ist, ist das Fahrtrichtungssteuerventil 46, das in dem Steuerkreislauf dieser zweiten Ausführungsform verwendet wird, von einer hydraulischen ferngesteuerten Bauart.
  • Die Konstruktion des Steuerkreislaufs der zweiten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf die 4 bis 6 beschrieben. Als Einrichtung zum Erfassen der Anordnung des Arbeitsanhangs 17 sind die Potentiometer 27 und 28 für Ausleger 18 und Arm 19 bereitgestellt. Außerdem sind als Einrichtung zum Erfassen der Betätigung des Drehrichtungssteuerventils 29 die Drucksensoren 42L und 43R für die Steueröffnungen 30L und 30R bereitgestellt. Als Einrichtung zum Erfassen der Betätigung des Armzylinders 22 sind Drucksensoren 48L und 48R für die Steueröffnungen 45L und 45R des Armrichtungssteuerventils 44 bereitgestellt. Als Einrichtung zum Erfassen der Betätigung des Fahrtmotors 13L sind Drucksensoren 49L und 49R für die Steueröffnungen 47L und 47R des Fahrtrichtungssteuerventils 46 bereitgestellt. Die Ausgabe eines mittelpunktumgehenden Ölwegs 43 für die Rückkehr eines Hauptdrucköls, wobei sich der Ölweg durch neutrale Stellungen der Richtungssteuerventile 46, 44 und 29 für Fahrt, Arm beziehungsweise Drehung erstreckt, und der Öltank 32 sind durch das Abschaltventil 33 in Verbindung miteinander, wobei es für eine Öffnungs- und Schließbewegung angepasst ist, um seine Entleerung zu steuern. Die Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 und die Steuerpumpe 37 sind miteinander durch das elektromagnetische Proportionaldruckverringerungsventil 35 in Verbindung. Von den Potentiometern 27, 28 bereitgestellte Erfassungssignale und die Drucksensoren 42L, 42R, 48L, 48R, 49L, 49R sind durch die Steuerung 16a einer Beurteilung ausgesetzt, wobei die im Gegenzug ein Betätigungskommandosignal zu dem Solenoid 36 des elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventils 35 ausgibt, wobei der Betätigungskommandoführungsdruck/ –steuerdruck Pc, Pca oder Pcb von dem Ventil 35 auf die Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 ausgeübt wird. Von den Drucksensoren 42L und 42R als Einrichtung zum Erfassen der Betätigung des Drehrichtungssteuerventils 29 bereitgestellte Signale sind der Beurteilung ausgesetzt, bevor von den Drucksensoren 48L, 48R, 49L und 49R als Einrichtung zum Erfassen der Betätigung der Fahrtrichtungssteuerventile 44 und 46 bereitgestellte Signale erfasst werden.
  • Obwohl ein Steuerventil für den Ausleger in der die zweite Ausführungsform darstellenden 4 nicht beschrieben ist, kann es ebenfalls verwendet werden.
  • Die Beschreibung ist nun auf die Betätigung des Steuerkreislaufs gemäß der zweiten Ausführungsform gerichtet. Wenn der Hydraulikbagger eine Arbeit ohne Drehung durchführt, werden das Auslegerwinkel-θ-Erfassungssignal und das Armwinkel-α-Erfassungssignal von den Potentiometern 27 und 28, Armzylinderbetätigungserfassungssignal von den Drucksensoren 48L und 48R und Fahrtmotorbetätigungserfassungssignalen von den Drucksensoren 49L und 49R zu der Steuerung 16a zugeführt. Die Steuerung 16a bildet eine Beurteilung auf der Basis dieser Erfassungssignale und gibt ein Kommandosignal zu dem Solenoid 36 des elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventils 35 aus. Als Ergebnis arbeitet das Ventil 35 und Betätigungskommandoführungsdrücke/ -steuerdrücke Pca und Pcb mit Werten, wie aus den 5 und 6 ersichtlich, werden zu der Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 ausgeben. Auf diese Weise ist es möglich, den einfachen Vorgang des Arms und des Fahrens in einem drehfreien Zustand durchzuführen. Wenn der Hydraulikbagger jedoch einen Drehvorgang durchführt, werden sowohl Auslegerwinkel-θ- und Armwinkel-α-Erfassungssignale von den Potentiometern 27 und 28 als auch Dreh-Motorbetätigungssignale von den Drucksensoren 42L und 42R zu der Steuerung 16a zugeführt. In der Steuerung 16a werden die von den Sensoren 42L und 42R als Einrichtung zum Erfassen der Betätigung des Drehrichtungsteuerventils 29 bereitgestellte Erfassungssignale der Beurteilung ausgesetzt, bevor die von den Drucksensoren 48L, 48R, 49L und 49R als Einrichtung zum Erfassen der Betätigung der Fahrtrichtungsteuerventile 44 und 46 bereitgestellten Erfassungssignale beurteilt werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Auftreten einer Drucküberlagerung zu der Zeit des Überwechselns der Spule (nicht gezeigt) in dem Armrichtungssteuerungsventil 44 und dem Fahrtrichtungssteuerungsventil 46 zu verhindern, wobei diese Ventile die Hauptpumpe 31 miteinander teilen. Im Gegensatz zum Stand der Technik besteht dementsprechend keine Gefahr, dass das Überwechseln der Spule in dem Armrichtungssteuerventil während der Drehung in dem Schließen des Ablassens des gleichen Ventils resultiert und die Drehverzögerungsteuerung ansteigt. Wie oben erwähnt, sind das Entleeren des Armrichtungssteuerungsventils 44 und das des Fahrtrichtungssteuerungsventils 46, die die Hauptpumpe 31 miteinander teilen, durch das Abschaltventil 33 gesteuert. Genauer, wenn der Arm bei einer Drehverzögerungssteuerung anders als die Drehung betätigt wird oder der Vorgang des Fahrens durchgeführt wird, setzt die Steuerung für das Abschaltventil die Priorität auf ein Führungsdruckkommando/ Steuerdruckkommando für die Drehung, so dass das Abschaltventil nicht schließt, und somit eine stabile Betätigbarkeit für die Drehung erhalten werden kann.
  • 7 ist ein Steuerkreislaufdiagramm gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der gleichen Figur sind die gleichen Bauteile wie in dem Steuerkreislauf der ersten, in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen wie in den 1 und 2 bezeichnet.
  • Das Bezugszeichen 50 bezeichnet ein Auslegerrichtungssteuerventil zum Steuern eines Auslegerzylinders 21. Der Auslegerzylinder umfasst manchmal zwei Zylinder, deswegen sind in 7 zwei Zylinder dargestellt. Bezugszeichen 51L und 51R bezeichnen Steueröffnungen des Auslegerrichtungsteuerventils 50. Bezugszeichen 16b bezeichnet eine Steuerung. Bezugszeichen 52B bezeichnet einen Drucksensor zum Erfassen des Drucks einer bodenseitigen Ölkammer 53 des Auslegerzylinders 21. Bezugszeichen 52R bezeichnet einen Drucksensor zum Erfassen des Drucks einer stangenseitigen Ölkammer 54 des Auslegerzylinders 21.
  • 8 ist ein Diagramm und zeigt eine Beziehung zwischen einem Führungsdruck/ Steuerdruck Pic für den auf die Steueröffnungen 51L und 51R des Auslegerrichtungssteuerventils 50 wirkenden Auslegers, und einem Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck Pcc, der von einem elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventil 35 abgeleitet ist. Unter der Annahme, dass der Innendruck der bodenseitigen Ölkammer 53 in dem Auslegerzylinder 21 gleich PB ist, der Innendruck der stangenseitigen Ölkammer 54 gleich PR ist, ein bodenseitiger Druckaufnahmebereich eines Kolbens 55 in dem Auslegerzylinder 21 gleich AB ist, und ein stangenseitiger Druckaufnahmebereich des gleichen Kolbens AR ist, wird ein Auslegerlastdruck W, der während der Arbeit auf den Auslegerzylinder 21 wirkt, durch die Steuerung 16b gemäß der folgenden Formel berechnet: W=PB*AB–PR*AR
  • Die Beschreibung ist nun auf die Konstruktion des Steuerkreislaufs gemäß der dritten Ausführungsform mit Bezug auf die 7 und 8 gerichtet. Als Einrichtung zum Erfassen der Betätigung des Drehrichtungssteuerventils 29 sind die Drucksensoren 42L und 42R für die Steueröffnungen 30L beziehungsweise 30R bereitgestellt. Als Einrichtung zum Erfassen eines Auslegerladedrucks in dem Auslegerzylinder 21 sind Drucksensoren 52B und 52R für die bodenseitige Ölkammer 53 beziehungsweise die stangenseitige Ölkammer 54 in dem Auslegerzylinder 21 bereitgestellt. Ein Auslass eines Mittelpunktumgehungsölwegs 43 für die Rückkehr eines Hauptdrucköls, wobei sich der Ölweg durch eine neutrale Position des Drehrichtungssteuerventils 29 erstreckt, und das Abschaltventil 33 sind für Öffnungs- und Schließbewegungen angepasst, um seine Entleerung zu steuern. Eine Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 und die Steuerpumpe 37 sind miteinander durch das elektromagnetische Proportionaldruckverringerungsventil 35 in Verbindung. Die Steuerung 16b bildet eine Beurteilung der von den Drucksensoren 42L, 42R, 52B, und 52R bereitgestellten Erfassungssignale und gibt ein Betätigungskommandosignal zu einem Solenoid 36 des elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventils 35 ab, und bewirkt dabei, dass ein Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck Pcc von dem Ventil 35 auf die Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 ausgeübt wird.
  • Die Betätigung des Steuerkreislaufs gemäß der dritten Ausführungsform wird nun beschrieben. Wenn eine Arbeitslast unter der Drehung des Hydraulikbaggers auf den Ausleger ausgeübt wird, werden Drehbetätigungserfassungssignale von den Drucksensoren 42L und 42R sowie Auslegerlastdruckerfassungssignale von den Drucksensoren 52B und 52R zu der Steuerung 16b zugeführt. Die Steuerung 16b führt eine arithmetische Verarbeitung auf Basis dieser Erfassungssignale durch und gibt ein Kommandosignal zu dem Solenoid des elektromagnetischen Proportionaldruckverringerungsventils 35 ab, das im Gegenzug arbeitet und einen Betätigungskommandoführungsdruck/ -steuerdruck Pcc von einem in 8 gezeigten Wert zu der Steueröffnung 34 des Abschaltventils 33 abgibt. Wenn der Auslegerlastdruck klein ist, wird deswegen durch die Steuerung des Entleerens des Abschaltventils 33 in einer nahezu Öffnungsrichtung in Erwiderung auf die Betätigung des Drehrichtungssteuerventils 29, ist es möglich, die Drehbeschleunigung der oberen Drehkonstruktion 14 zu unterdrücken. Außerdem ist es durch das Steuern des Entleerens des Abschaltventils 33, das nicht vollständig geschlossen ist, möglich, die maximale Drehgeschwindigkeit zu unterdrücken. Auf diese Weise resultiert ein kleiner Auslegerlastdruck darin, dass die Bremsträgheit ebenfalls klein ist und es ist möglich, sowohl die Betätigbarkeit als auch die Sicherheit bei einem kleinen Auslegerlastdruck und einer Gesamtheit der Beschleunigung und Verzögerung zu verbessern.
  • 9 ist ein Steuerdiagramm gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 9 sind die gleichen Bauteile wie in dem Steuerkreislauf der ersten, in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen wie in den 1 und 2 bezeichnet.
  • In der vierten Ausführungsform ist anstatt des Abschaltventils 33, das in Serie zwischen dem Drehrichtungssteuerventil 29 und dem Öltank 32 verbunden ist, wie aus 2 ersichtlich ist, ein anderes Abschaltventil 71 parallel zwischen der Hauptpumpe 31 und dem Fahrtrichtungssteuerventil 46' verbunden. Eine Steueröffnung 75 des Abschaltventils 71 ist mit einem Richtungssteuerventil 72 verbunden. Eine Steueröffnung 74 des Richtungssteuerventils 72 ist elektrisch mit einer Steuerung 16' verbunden. Eine Steuerpumpe 73 und das Hydraulikfernsteuerventil 38 sind mit einer Öffnung des Richtungssteuerventils 72 verbunden. Bei der in 9 gezeigten vierten Ausführungsform steuert das Abschaltventil 71 das Entleerungsausmaß aus der Hauptpumpe 31.

Claims (10)

  1. Baumaschine mit: einem unteren Fahrwerk (12), einer oberen Drehkonstruktion (14), die um eine vertikale Achse drehbar auf dem unteren Fahrwerk (12) angebracht ist, einem Arbeitsaufsatz (17), der um eine horizontale Achse drehbar an der oberen Drehkonstruktion (14) angebracht ist, wobei die Maschine außerdem aufweist: a) eine Arbeitsradiuserfassungseinrichtung (27, 28) zum Erfassen eines Arbeitsradius (R') von dem Drehmittelpunkt der oberen Drehkonstruktion (14) zu dem vorderen Endabschnitt des Arbeitsaufsatzes (17) gemäß einem Zustand des Arbeitsaufsatzes (17), oder b) eine Ladedruckerfassungseinrichtung (52B, 52R) zum Erfassen eines Ladedrucks des Hydraulikzylinders (21), der zur Drehung eines Auslegers (18) des Arbeitsaufsatzes (17) um die horizontale Achse verwendet wird; und zumindest einem Bauteil unter folgenden Bauteilen: c) einer Drehbeschleunigungsunterdrückungseinrichtung zum Unterdrücken einer Drehbeschleunigung der oberen Drehkonstruktion (14) und d) einer Maximumdrehgeschwindigkeitsunterdrückungseinrichtung, zum Unterdrücken einer Maximumdrehgeschwindigkeit der oberen Konstruktion (14), wobei die Unterdrückung auftritt, wenn i) durch die Arbeitsradiuserfassungseinrichtung (27, 28) ermittelt wird, dass der Arbeitsradius (R') klein ist; und/oder ii) durch die Ladedruckerfassungseinrichtung (52B, 52R) ermittelt wird, dass der Auslegerladedruck klein ist; vorausgesetzt, dass die Baumaschine sowohl die Drehbeschleunigungsunterdrückungseinrichtung als auch die Maximumdrehgeschwindigkeitsunterdrückungseinrichtung aufweist, wenn keine Ladedruckeinrichtung (52B, 52R) vorhanden ist.
  2. Baumaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Drehbeschleunigungsunterdrückungseinrichtung und die Maximumdrehgeschwindigkeitsunterdrückungseinrichtung ein Entleerungsventil haben, das mit einem Drehrichtungssteuerventil (29) verbunden ist, das zur Steuerung der Drehung der oberen Drehkonstruktion (14) eingesetzt ist; wobei das Entleerungsventil das Ableiten des Drehrichtungssteuerventils (29) gemäß dem durch die Arbeitsradiuserfassungseinrichtung erfassten Arbeitsradius steuert; und/oder gemäß dem durch die Ladedruckerfassungseinrichtung erfassten Ladedruck.
  3. Baumaschine gemäß Anspruch 2, wobei das Entleerungsventil ein Abschaltventil (33) ist, das für Öffnungs- und Schließbewegungen angepasst ist, um das Ableiten davon zu steuern.
  4. Baumaschine gemäß Anspruch 3, wobei, wenn ein reduzierter Arbeitsradius durch die Arbeitsradiuserfassungseinrichtung erfasst wird, oder der Ladedruck reduziert ist, das Ableiten von dem Abschaltventil gesteuert wird, ein Öffnen in Erwiderung auf die Betätigung des Drehrichtungssteuerventils (29) zu gestatten, um die Drehbeschleunigung der oberen Drehkonstruktion (14) zu unterdrücken, wobei die Maximumdrehgeschwindigkeit unterdrückt wird, indem das Ableiten des Abschaltventils (33) so gesteuert wird, dass es nicht vollständig geschlossen ist.
  5. Baumaschine gemäß Anspruch 3, wobei ein Auslass eines einen Mittelpunkt umgehenden Ölweges (43) zum Zurückführen eines Hauptöldrucks vorgesehen ist, wobei der Mittelpunktumgehungsölweg, der sich durch eine neutrale Stellung des Drehrichtungssteuerventils (29) erstreckt, und ein Öltank (32) miteinander durch das Abschaltventil (33) in Verbindung sind.
  6. Baumaschine gemäß Anspruch 5, wobei eine Führungsöffnung (34) des Abschaltventils (33) und eine Quelle (37) eines Führungsöldrucks zur Zufuhr eines Öldruckes zu der Führungsöffnung (34) miteinander durch ein elektromagnetisches Proportionaldruckreduktionsventil (35) in Verbindung sind, und ein Betätigungsbefehlsführungsdruck von dem elektromagnetischen Proportionaldruckreduktionsventil (35) gemäß einem von der Arbeitsradiuserfassungseinrichtung bereitgestellten Erfassungssignal auf das Abschaltventil (33) ausgeübt wird.
  7. Baumaschine gemäß Anspruch 6, wobei das elektromagnetische Proportionaldruckreduktionsventil (35) gemäß einem Signal gesteuert wird, das proportional zu dem Erfassungssignal ist, das von der Arbeitsradiuserfassungseinrichtung bereitgestellt wird.
  8. Baumaschine gemäß Anspruch 7, wobei das elektromagnetische Proportionaldruckreduktionsventil (35) übereinstimmend mit sowohl dem von der Arbeitsradiuserfassungseinrichtung bereitgestellten Erfassungssignal als auch einem nicht linear bereitgestellten Signal gesteuert wird, um mit der Betätigbarkeit der Baumaschine übereinzustimmen.
  9. Baumaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Drehbeschleunigungsunterdrückungseinrichtung und die Maximumdrehgeschwindigkeitsunterdrückungseinrichtung ein Drehrichtungssteuerventil (29) haben, um die Drehung der oberen Drehkonstruktion (14) zu steuern; ein Armrichtungssteuerventil (44) zum Steuern der Drehung eines Arms des Arbeitsaufsatzes (17), und ein Entleerungsventil, das mit einem Fahrtrichtungssteuerventil (46) verbunden ist, um die Fahrt des unteren Fahrwerks (12) zu steuern, wobei das Entladeventil das Ableiten des Drehrichtungssteuerventils (29) gemäß einem Erfassungsergebnis steuert, das durch die Arbeitskreiserfassungseinrichtung gemacht wurde.
  10. Baumaschine gemäß Anspruch 9, wobei die Betätigung des Drehrichtungssteuerventils (29) vor der Betätigung des Armrichtungssteuerventils (44) beurteilt wird.
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