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Technisches Gebiet
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Diese
Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für eine Baumaschine wie beispielsweise
einen Hydraulikbagger, und insbesondere eine Steuervorrichtung für eine Baumaschine,
die ausgebildet ist, um eine effektive Nutzung von Energie zu erreichen.
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Technischer Hintergrund
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Im
Allgemeinen besteht eine Baumaschine (Arbeitsmaschine) wie beispielsweise
ein Hydraulikbagger und dergleichen, wie in 3 dargestellt,
aus einer oberen Dreheinheit 102, einer unteren Fahreinheit 100 und
einer Arbeitsvorrichtung 118.
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Die
untere Fahreinheit 100 enthält eine rechte Spur 100R und
eine linke Spur 100L, die unabhängig voneinander angetrieben
werden können.
Außerdem
ist die obere Dreheinheit 102 zur Drehbewegung in einer
Horizontalebene bezüglich
der unteren Fahreinheit 100 vorgesehen.
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Die
Arbeitsvorrichtung 118 ist grundsätzlich aus einem Ausleger 103,
einem Stiel 104, einer Schaufel 108, usw. aufgebaut,
und der Ausleger 103 ist zur Schwenkbewegung bezüglich der
oberen Dreheinheit 102 montiert. Weiter ist der Stiel 104 in ähnlicher
Weise zur Schwenkbewegung in einer vertikalen Ebene mit einem Ende
des Auslegers 103 verbunden.
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Ein
Auslegerantriebs-Hydraulikzylinder (Auslegerzylinder) 105 zum
Antreiben des Auslegers 103 ist zwischen der oberen Dreheinheit 102 und dem
Ausleger 103 vorgesehen, und ein Stielantriebs-Hydraulikzylinder
(Stielzylinder) 106 zum Antreiben des Stiels 104 ist
zwischen dem Ausleger 103 und dem Stiel 104 vorgesehen.
Weiter ist ein Schaufelantriebs-Hydraulikzylinder (Schaufelzylinder) 107 zum
Antreiben der Schaufel 108 zwischen dem Stiel 104 und
der Schaufel 108 vorgesehen.
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Durch
eine solche Konstruktion wie oben beschrieben ist der Ausleger 103 zur
Schwenkbewegung in einer a-Richtung und einer b-Richtung in der Figur
konstruiert, und der Stiel 104 ist zur Schwenkbewegung
in einer c-Richtung und einer d-Richtung in
der Figur konstruiert, und der Schaufelzylinder 107 ist
zur Schwenkbewegung in einer e-Richtung und einer f-Richtung in
der Figur konstruiert.
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4 ist
eine Darstellung, die schematisch einen Aufbau eines wesentlichen
Teils einer Hydraulikschaltung eines solchen Hydraulikbaggers wie oben
beschrieben zeigt. Wie in 4 dargestellt, sind
Fahrmotoren 109L und 109R als Energiequellen,
die unabhängig
voneinander sind, für
die oben beschriebene linke Spur 100L bzw. rechte Spur 100R vorgesehen,
und ein Drehmotor 110 zum Antrieb der oberen Dreheinheit 102,
um bezüglich
der unteren Fahreinheit 100 zu drehen, ist für die obere
Dreheinheit 102 vorgesehen.
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Die
Fahrmotoren 109L und 109R und der Drehmotor 110,
die oben genannt sind, sind als Hydraulikmotoren konstruiert, die
durch einen Hydraulikdruck betätigt
werden, und ein Arbeitsöl
eines vorbestimmten Hydraulikdrucks wird ihnen durch eine durch
einen nicht dargestellten Motor (grundsätzlich durch einen Dieselmotor)
angetriebene Hydraulikpumpe oder eine in 4 dargestellte
Hydrauliksteuerkreisvorrichtung 111 zugeführt.
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Als
Reaktion auf einen auf diese Weise zugeführten Arbeitsöldruck werden
die Hydraulikmotoren 109L, 109R und 110 angetrieben.
Ebenso werden die Zylinder 105 bis 107 durch den
Hydraulikdruck von der durch den nicht dargestellten Motor angetriebenen
Hydraulikpumpe in einer ähnlichen
Weise wie oben beschrieben angetrieben.
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Ein
Fahrerhaus 101 enthält
als Bedienelemente zum Steuern des Betriebs des Hydraulikbaggers
(Fahren, Drehen, Schwenkbewegung des Auslegers, Schwenkbewegung
des Stiels und Schwenkbewegung der Schaufeln) einen linken Hebel 101B, einen
rechten Hebel 101C, ein linkes Pedal 101L, ein rechtes
Pedal 101R und dergleichen.
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Wenn
zum Beispiel ein Bediener den Hebel 101B oder 101C und/oder
das Pedal 101L oder 101R betätigt, wird die Hydrauliksteuerkreisvorrichtung 111 so
gesteuert, dass ein geeigneter oder geeignete der Zylinder 105 bis 107 und
der Hydraulikmotoren 109L, 109R und 110 angetrieben
werden. Als Ergebnis des Antreibens kann die obere Dreheinheit 102 gedreht werden,
oder der Ausleger 103, der Stiel 104, die Schaufel 108,
usw. kann geschwenkt werden, oder der Hydraulikbagger kann zum Fahren
angetrieben werden.
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Übrigens
enthält,
wie in 4 dargestellt, die Hydrauliksteuerkreisvorrichtung 111 Hydraulikregelventile
(Hauptregelventile) 111-1 bis 111-6 zum Einstellen
von Steuermaßen
der Zylinder 105 bis 107 und der Hydraulikmotoren 109L, 109R und 110.
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Hierbei
sind alle Hauptregelventile 111-1 bis 111-6 Dreirichtungsregelventile
mit drei Modi neutral, Streckung (Vorwärtsbetätigung) und Kontraktion (Rückwärtsbetätigung),
und ihre Betriebszustände werden
durch ihnen über
Steuerfluidpfade 112-1 bis 112-6 zugeführte Steuerhydraulikdrücke gewechselt.
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Die
Fluidpfade 112-1 bis 112-6 sind mechanisch mit
Bedienelementen (Hebel und Pedale) 101B, 101C, 101L und 101R über ferngesteuerte Ventile 14-1 bis 14-6 verbunden.
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Um
zum Beispiel den Ausleger 103 aus seinem angehaltenen Zustand
nach oben (in der a-Richtung in 3) zu bewegen,
betätigt
ein Bediener den rechten Hebel 101C, um das ferngesteuerte
Ventil 14-1 zu schalten, um den Zuführzustand des Steuerhydraulikdrucks
in dem Steuerfluidpfad 112-1 zu wechseln. Folglich wirkt
der Steuerhydraulikdruck in einem gewünschten Zustand auf das Regelventil 111-1,
sodass das Regelventil 111-1 aus dem neutralen Modus in
den Streckmodus gewechselt wird.
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Nachdem
das Regelventil 111-1 auf diese Weise in den Streckmodus
gewechselt ist, wird der Arbeitsöldruck
von der Hydraulikpumpe einer Druckkammer des Auslegerzylinders 105 an
der unteren Seite in der Figur durch Fluidpfade 113-1 zugeführt, während das
Arbeitsöl
in einer weiteren Druckkammer des Auslegerzylinders 105 an der
oberen Seite in der Figur abgebaut wird, sodass der Auslegerzylinder 105 gestreckt
wird.
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Analog
wird das Regelventil 111-2 durch den ihm durch eine Betätigung des
rechten Hebels 101C zugeführten Steuerhydraulikdruck
geschaltet. Dieser Steuerhydraulikdruck wird durch die Steuerfluidpfade 112-2 zugeführt, und
wenn das Regelventil 111-2 durch eine Wirkung dieses Steuerhydraulikdrucks geschaltet
wird, wird der Zuführzustand
des Arbeitsöls
von den Fluidpfaden 113-2 zum Schaufelzylinder 107 gesteuert.
Folglich wird der Schaufelzylinder 107 so angetrieben,
dass er kontrahiert wird, um die Schaufel 108 anzutreiben.
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Weiter
wird das Regelventil 111-3 durch den ihm durch eine Betätigung des
linken Pedals 101L zugeführten Steuerhydraulikdruck
geschaltet. Dieser Steuerhydraulikdruck wird durch den Steuerfluidpfad 112-3 zugeführt, und
wenn das Regelventil 111-3 durch eine Wirkung dieses Steuerhydraulikdrucks geschaltet
wird, wird der Zuführzustand
des Arbeitsöls
von den Fluidpfaden 113-3 zum linken Fahrmotor 109L gesteuert.
Folglich wird der Antriebszustand des linken Fahrmotors 109L gesteuert
(d.h. die Drehgeschwindigkeit gesteuert), um den Antriebszustand der
linken Spur 100L zu steuern.
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Andererseits
wird das Hydraulikregelventil 111-4 durch eine Betätigung des
rechten Pedals 100R geschaltet, und der Antriebszustand
des rechten Fahrmotors 109R wird durch eine Wirkung ähnlich jener
des oben beschriebenen Regelventils 111-3 gesteuert.
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Ferner
wird das Regelventil 111-5 durch den ihm durch eine Betätigung des
linken Hebels 101B zugeführten Steuerhydraulikdruck
geschaltet. Dieser Steuerhydraulikdruck wird durch den Steuerfluidpfad 112-5 zugeführt, und
wenn das Regelventil 111-5 durch eine Wirkung dieses Steuerhydraulikdrucks geschaltet
wird, wird der Zuführzustand
des Arbeitsöls
von einem Fluidpfad 113-5 zum Drehmotor 110 gesteuert.
Folglich wird der Antriebszustand des Drehmotors 110 gesteuert,
um die obere Dreheinheit 102 zum Drehen anzutreiben.
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Andererseits
wird das Regelventil 111-6 durch den ihm durch eine Betätigung des
linken Hebels 101B zugeführten Steuerhydraulikdruck
geschaltet und wirkt in ähnlicher
Weise auf die oben beschriebenen Regelventile 111-1 und 111-2.
Dann kann durch Schalten des Regelventils 111-6 der Hydraulikdruck,
um auf den Stielzylinder 106 zu wirken, gesteuert werden,
um den Antriebszustand des Stiels 104 zu steuern.
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Übrigens
wird von solchen Betätigungen
der verschiedenen Komponenten, wie oben beschrieben, zum Beispiel
um die obere Dreheinheit 102 zu drehen, ein Bediener zuerst
den Hebel 101B betätigen,
um einen Betrieb des Drehmotors 110 zu starten.
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Dann
wird der Bediener, nachdem die obere Dreheinheit 102 ihre
Drehbewegung durch eine Drehantriebskraft des Drehmotors 110 beginnt,
den Hebel 101B in seine neutrale Stellung zurückführen, bevor
die obere Dreheinheit 102 zu einer Zielstellung gedreht
ist. Dies wird durchgeführt,
weil eine aus der Drehbewegung entstehende Trägheitskraft auf die obere Dreheinheit 102 wirkt
und weil, wenn der Hebel 101B in seine neutrale Stellung
zurückgeführt wird, nachdem
die obere Dreheinheit 102 zur beabsichtigten Stoppposition
gedreht ist, dann die tatsächliche Stoppposition
an der beabsichtigten Stoppposition vorbeiläuft.
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Weiter
arbeitet, wenn die obere Dreheinheit 102 durch eine Trägheitskraft
gedreht wird, selbst wenn der Bediener auf diese Weise den Hebel 101B zu
seiner neutralen Stellung zurückführt, ein
zwischen dem Fluidpfad 113-5 des Drehmotors 110 angeordnetes
Querverbindungsüberdruckventil 120, um
die kinetische Energie der oberen Dreheinheit 102 aufzunehmen.
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Dieses
Querverbindungsüberdruckventil 120 sieht,
wenn der Drehmotor 110 durch die obere Dreheinheit 102 angetrieben
wird und der Drehmotor 110 als eine Pumpe wirkt, einen
Widerstand gegen das von dem Drehmotor 110 ausgegebene
Arbeitsöl vor,
um die kinetische Energie der oberen Dreheinheit 102 aufzunehmen.
Folglich hat das Querverbindungsüberdruckventil 120 auch
eine Funktion eines Widerstandes.
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Weiter
ist das Querverbindungsüberdruckventil 120 ein
Ventil, das geöffnet
wird, wenn der Hydraulikdruck in den Fluidpfaden 113-5 höher als
ein vorbestimmter Druck wird, und wenn das Regelventil 111-5 in
seiner neutralen Stellung ist und der Drehmotor 110 durch
die obere Dreheinheit 102 angetrieben wird, wird das Arbeitsöl zwischen
dem Fluidpfad 113-5 und dem Drehmotor 110 über das
Querverbindungsüberdruckventil 120 zirkuliert.
In diesem Fall wirkt ein Widerstand auf das Arbeitsöl durch
eine Wirkung des Querverbindungsüberdruckventils 120,
um die kinetische Energie der oberen Dreheinheit 102 aufzunehmen.
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Wenn
jedoch ein solches Querverbindungsüberdruckventil wie oben beschrieben
betätigt
wird, um eine Drehung der oberen Dreheinheit zu stoppen, wird die
kinetische Energie der oberen Dreheinheit grundsätzlich als Wärmeenergie
in die Atmosphäre abgegeben,
und dies ist aus einem Gesichtspunkt einer effektiven Nutzung der
Energie nicht immer bevorzugt.
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Insbesondere
ist, da eine obere Dreheinheit einer Baumaschine ein Gegengewicht
hat, das an einer Position davon platziert ist, die so weit wie
möglich
von dem Zentrum der Drehbewegung der oberen Dreheinheit beabstandet
ist, um ein Kippen des Gehäuses
durch eine Last beim Arbeiten zu verhindern, das Massenträgheitsmoment
hoch und die kinetische Energie ist hoch.
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Es
ist deshalb gefordert, die kinetische Energie der oberen Dreheinheit
effektiv wiederzugewinnen, wenn eine solche obere Dreheinheit wie
oben beschrieben, angehalten werden soll, um eine effektive Nutzung
der Betriebsmittel zu erzielen.
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Weiter
ist aus der JP-A-63-067403 eine Hydraulikschaltung in Kombination
mit einer Steuervorrichtung bekannt, die die Basis für den Oberbegriff von
Anspruch 1 bilden. Diese bekannte Steuervorrichtung weist eine Bedieneinrichtung
wenigstens mit einem Drehbedienelement zum Initiieren der Drehung
einer Baumaschinendreheinheit, eine Arbeitsfluidzuführeinrichtung
wenigstens mit einer durch eine Antriebsmaschine angetriebenen Fluiddruckpumpe
und einem Speicher zum Sammeln des Arbeitsfluids auf der Ausgabeseite
der Fluiddruckpumpe, eine Antriebseinrichtung mit einem Fluiddruckstellantrieb
zum Antreiben der Baumaschinendreheinheit, um mit dem Arbeitsfluid
von der Arbeitsfluidzuführeinrichtung
zu drehen, ein erstes Regelventil, das zwischen die Antriebseinrichtung
und die Arbeitsfluidzuführeinrichtung
gesetzt ist, zum Steuern der Drehung der Baumaschinendreheinheit durch
den Fluiddruckstellantrieb, einen Bypasspfad zum Umgehen des ersten
Regelventils, der zwischen den Fluiddruckstellantrieb und den Speicher
gesetzt ist, und eine Steuereinrichtung mit einer ersten Ventilsteuereinrichtung
zum Steuern des ersten Regelventils als Reaktion auf einen von dem
Drehbedienelement empfangenen Betriebsbefehl.
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Weiter
offenbart die JP-A-5-287774 eine Steuervorrichtung für eine Baumaschine,
die eine Technik zeigt, dass eine Installation eines Speichers Trägheitsenergie
eines Stellantriebs wiedergewinnen kann. Diese bekannte Steuervorrichtung
weist eine Bedieneinrichtung wenigstens mit einem Drehbedienelement
zum Initiieren der Drehung einer Baumaschinendreheinheit einer Baumaschine,
eine Arbeitsfluidzuführeinrichtung
wenigstens mit einer durch eine Antriebsmaschine angetriebenen Fluiddruckpumpe
und einem Speicher zum Speichern des Arbeitsfluids auf der Ausgabeseite
der Fluiddruckpumpe, eine Antriebseinrichtung mit einem Fluiddruckstellantrieb
zum Antreiben der Baumaschinendreheinheit, um mit dem Arbeitsfluid
von der Arbeitsfluidzuführeinrichtung
zu drehen, ein erstes Regelventil, das zwischen die Antriebseinrichtung
und die Arbeitsfluidzuführeinrichtung
gesetzt ist, zum Steuern der Drehung der Baumaschinendreheinheit durch
den Fluiddruckstellantrieb, ein zweites Regelventil und eine Steuereinrichtung
mit einer ersten Ventilsteuereinrichtung zum Steuern des ersten
Regelventils und einer zweiten Ventilsteuereinrichtung zum Steuern
des zweiten Regelventils auf.
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um dem oben genannten Bedürfnis nachzukommen, und
es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baumaschine
in Kombination mit einer Steuervorrichtung vorzusehen, die Energie
wiedergewinnen kann, die aus einer Trägheitskraft eines fluiddruck-betätigten Elements
der Baumaschine abstammt, um eine effektive Nutzung der Energie
zu erlauben.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
ist eine Baumaschine in Kombination mit einer Steuervorrichtung vorgesehen,
wobei die Steuervorrichtung aufweist: eine Bedieneinrichtung wenigstens
mit einem Drehbedienelement zum Initiieren der Drehung einer Baumaschinendreheinheit
der Baumaschine; eine Arbeitsfluidzuführeinrichtung wenigstens mit
einer durch eine Antriebsmaschine angetriebenen Fluiddruckpumpe
und einem Speicher zum Speichern des Arbeitsfluids auf der Ausgabeseite
der Fluiddruckpumpe; eine Antriebseinrichtung mit einem Fluiddruckstellantrieb
zum Antreiben der Baumaschinendreheinheit zum Drehen mit dem Arbeitsfluid
aus der Arbeitsfluidzuführeinrichtung;
ein erstes Regelventil, das zwischen die Antriebseinrichtung und
die Arbeitsfluidzuführeinrichtung
gesetzt ist, zum Steuern der Drehung der Baumaschinendreheinheit
durch den Fluiddruckstellantrieb; einen Bypasspfad zum Umgehen des
ersten Regelventils, der zwischen den Fluiddruckstellantrieb und
den Speicher gesetzt ist; und eine Steuereinrichtung mit einer ersten
Ventilsteuereinrichtung zum Steuern des ersten Regelventils als
Reaktion auf einen von dem Drehbedienelement empfangenen Betriebsbefehl,
dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Regelventil in den Bypasspfad
gesetzt und zwischen den Fluiddruckstellantrieb und den Speicher
gesetzt ist, zum Steuern eines Einströmzustandes des Fluids von dem
Fluiddruckstellantrieb in den Speicher, wenn der Fluiddruckstellantrieb
durch die Baumaschinendreheinheit angetrieben wird; dass die Steuereinrichtung
ferner eine zweite Ventilsteuereinrichtung zum Steuern des zweiten
Regelventils, wenn der Fluiddruckstellantrieb durch die Baumaschinendreheinheit
angetrieben wird, enthält;
dass ein Öffnungs-
und Schließventil
an einer Fluideinström/ausströmöffnung des
Speichers vorgesehen ist; und dass das zweite Regelventil und das Öffnungs-
und Schließventil
in einen ausgeschalteten Zustand geändert werden, wenn der Druck
in dem Speicher höher
als ein vorbestimmter Wert wird.
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Demgemäß wird,
wenn eine Antriebskraft in den Fluiddruckstellantrieb durch die
Baumaschinendreheinheit eingegeben wird, das durch den Fluiddruckstellantrieb
unter Druck gesetzte Arbeitsöl
in dem Speicher gespeichert, sodass, wenn ein nächster Betrieb des Fluiddruckstellantriebs
gestartet werden soll, der Fluiddruckstellantrieb unter Verwendung des
Hochdruck-Arbeitsöls
im Speicher betätigt
werden kann, und es gibt einen Vorteil, dass die Last auf die Fluiddruckpumpe
verringert werden kann. Es gibt auch einen weiteren Vorteil, dass
durch eine solche Energiewiedergewinnung die Menge des Kraftstoffverbrauchs
zum Betrieb der Fluiddruckpumpe reduziert werden kann. Ferner gibt
es einen Vorteil, dass, wenn der Druck im Speicher übermäßig hoch
wird, der Speicher mit Sicherheit durch Schließen des an einer Fluideinström/ausströmöffnung des
Speichers vorgesehenen Öffnungs-
und Schließventils
geschützt
werden kann. Ferner gibt es einen weiteren Vorteil, dass durch Steuern
dieses Öffnungs-
und Schließventils
eine erforderliche Menge des in dem Speicher gespeicherten Hochdruck-Arbeitsöls dem Fluiddruckstellantrieb
zugeführt
werden kann, wenn es erforderlich ist.
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Da
ferner ein Bypasspfad zum Umgehen des ersten Regelventils zwischen
den Fluiddruckstellantrieb und den Speicher gesetzt ist und das
zweite Regelventil in diesen Bypasspfad gesetzt ist, gibt es einen
Vorteil, dass bei einer Energiewiedergewinnung die Energiewiedergewinnung
ohne irgendeinen Einfluss auf das erste Regelventil bewirkt wird.
Falls der Druck des Speichers auf einen vorbestimmten Wert steigt,
während
der Stellantrieb durch Trägheitskraft gedreht
wird, ändert
sich in der vorliegenden Erfindung das zweite Regelventil in einen
ausgeschalteten Zustand. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass
der Druck im Speicher übermäßig hoch
wird, sodass der Speicher geschützt
werden kann.
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Außerdem kann
die Steuervorrichtung für eine
Baumaschine zusätzlich
zur obigen Konstruktion so konstruiert werden, dass ein Rückschlagventilmechanismus
zum Einleiten des Fluids von irgendeiner eines Paares von Einström/ausströmöffnungen des
Fluidstellantriebs zum Bypasspfad zwischen den Einström/ausströmöffnungen
vorgesehen ist. Durch einen solch einfachen Aufbau, wie gerade beschrieben,
kann ein Gegenstrom des Arbeitsöls
aus dem Speicher einfach und mit Sicherheit verhindert werden.
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Die
Steuervorrichtung für
eine Baumaschine kann ferner so konstruiert sein, dass ein Querverbindungsüberdruckventilmechanismus
zum Absorbieren einer durch eine Drehung der Baumaschinendreheinheit
erzeugten Drehenergie parallel zum Rückschlagventilmechanismus vorgesehen
ist. Durch diese Konstruktion gibt es einen Vorteil, dass, wenn
der Druck im Speicher höher
als ein notwendiges Niveau steigt, eine Drehung der Baumaschinendreheinheit
gestoppt werden kann, wenn der Querverbindungsüberdruckventilmechanismus in Betrieb
gesetzt wird.
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In
diesem Fall ist vorzugsweise ein Zuschaltventil mit einem Überdruck,
der niedriger als ein für den
Querverbindungsüberdruckventilmechanismus eingestellter Überdruck
eingestellt ist, an einem Abschnitt des Bypasspfades angrenzend
an die Speicher seite bezüglich
des zweiten Regelventils zwischengesetzt. Durch diesen Aufbau gibt
es einen Vorteil, dass bei einer Erkennung von Energie das in dem
Fluiddruckstellantrieb erzeugte Hochdruck-Arbeitsöl bevorzugt
in den Speicher eingeleitet wird und eine Energiewiedergewinnung
effizient bewirkt werden kann.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Hydraulikkreisdarstellung eines Gesamtaufbaus
einer Steuervorrichtung für
eine Baumaschine als ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein schematisches Blockschaltbild eines Aufbaus eines Steuersystems
der Steuervorrichtung für
eine Baumaschine als Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine schematische Perspektivansicht eines Aussehens eines Hydraulikbaggers
als ein Beispiel einer gewöhnlichen
Baumaschine; und
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4 ist
eine schematische Hydraulikkreisdarstellung einer Steuervorrichtung
für die
gewöhnliche
Baumaschine.
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Bester Ausführungsmodus
der Erfindung
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Nachfolgend
wird eine Steuervorrichtung für eine
Baumaschine als ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. 1 ist eine schematische Hydraulikkreisdarstellung
eines Gesamtaufbaus der Steuervorrichtung, und 2 ist
ein schematisches Blockschaltbild einer Konstruktion eines Steuersystems
der Steuervorrichtung.
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Wie
in 1 dargestellt, ist eine Hydraulikpumpe (Fluiddruckpumpe) 2,
die durch einen Motor (Antriebsmaschine) 1 angetrieben
wird, im Innern einer Baumaschine vorgesehen, und ein Arbeitsöl in einem
Arbeitsölbehälter 3 wird
durch diese Hydraulikpumpe 2 auf einen vorbestimmten Druck
unter Druck gesetzt. In der vorliegenden Baumaschine werden ein
Ausleger, ein Stiel, eine Schaufel (kein Element davon ist dargestellt)
und dergleichen unter Verwendung des auf diese Weise unter Druck
gesetzten Arbeitsöls
betätigt.
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Ferner
bezeichnet in 1 die Bezugsziffer 22 eine
Arbeitsfluidzuführeinrichtung,
und diese Arbeitsfluidzuführeinrichtung 22 ist
zusätzlich
zu dem oben beschriebenen Motor 1 und der Hydraulikpumpe 2 mit
einem Speicher 5 aufgebaut, der nachfolgend beschrieben
wird. Der Stiel, die Schaufel oder ein Drehmotor 7 werden
durch das von dieser Arbeitsfluidzuführeinrichtung 22 zugeführte Arbeitsöl betätigt.
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Die
Hydraulikpumpe 2 ist hier als eine bekannte variable Förderpumpe
des Kolbentyps konstruiert und ist so aufgebaut, dass sie eine Strömungsratensteuerung
durch Verändern
des Hubes eines in der Pumpe 2 vorgesehenen Kolbens (nicht dargestellt)
erlaubt. Insbesondere ist der Kolben so konstruiert, dass ein Ende
davon eine nicht dargestellte Nockenplatte (Kriechplatte) kontaktiert,
und so aufgebaut, dass er den Hub des Kolbens verändert, um
die Förderströmungsmenge
der Pumpe 2 durch Verändern
der Schrägstellung
(Neigungswinkel) der Nockenplatte zu verändern.
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Weiter
enthält
die Hydraulikpumpe 2 ein Überdruckventil 20,
das mit einem Ablaufpfad 10j des Arbeitsölbehälters 3 so
in Verbindung steht, dass, wenn der Förderdruck der Hydraulikpumpe 2 höher als
ein vorbestimmter Druck wird, dieses Überdruckventil 20 geöffnet wird,
um das unter Druck gesetzte Arbeitsöl in den Behälter 3 zurückleiten
zu lassen.
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Außerdem bezeichnet
die Bezugsziffer 6 ein Rückschlagventil, das vorgesehen
ist, um einen Gegenstrom des Arbeitsöls zur Seite der Pumpe 2 zu verhindern.
An der stromabwärtigen
Seite des Rückschlagventils 6 ist
ein Fluidpfad 10a in zwei Richtungen verzweigt, und mit
einem Fluidpfad 10b, der einer der verzweigten Fluidpfade
ist, ist der Speicher 5 über ein aus einem Magnetventil
gebildetes Öffnungs-
und Schließventil 4 verbunden.
Hierbei ist der Speicher 5 vorgesehen, um das ihm von der
Hydraulikpumpe 2 zugeführte
Arbeitsöl
vorübergehend
zu speichern und bei einer Energiewiedergewinnung das durch den
Drehmotor 7 unter Druck gesetzte Arbeitsöl zu speichern.
Es ist zu beachten, dass diese Energiewiedergewinnung nachfolgend
beschrieben wird.
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Außerdem ist,
wie in der Figur dargestellt, der andere Fluidpfad 10c an
der stromabwärtigen Seite
in mehrere Fluidpfade 10d bis 10g verzweigt, die
einzeln mit mehreren in der Baumaschine vorgesehenen Fluiddruckstellantrieben
verbunden sind. Hierbei sind die Fluiddruckstellantriebe insbesondere Hydraulikzylinder
zum Antreiben des Auslegers, des Stiels, der Schaufel (kein Element
davon ist dargestellt) und dergleichen sowie Hydraulikmotoren zum Durchführen von
Fahr- und Drehvorgängen,
und im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind von diesen Hydraulikzylindern und Hydraulikmotoren nur ein Schaufelzylinder 30 und
der Drehmotor (Schwenkmotor) 7 gezeigt. Aus einem solchen
Drehmotor 7 wie gerade erwähnt, ist die Antriebseinrichtung 23 gebildet.
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Wie
in 1 dargestellt, sind an dem Drehmotor 7 zwei
Einström/ausströmöffnungen
(erste Öffnung
und zweite Öffnung) 7a und 7b vorgesehen, und
wenn das Arbeitsöl
einer der Öffnungen
zugeführt
wird, dann wird der Motor 7 durch den Druck des Arbeitsöls gedreht
und das Arbeitsöl
wird von der anderen Öffnung
ausgegeben.
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Ein
erstes Regelventil 8 zum Wechseln des Arbeitsölzuführzustandes
zum Drehmotor 7 ist zwischen dem Drehmotor 7 und
der Hydraulikpumpe 2 vorgesehen, sodass Zustände einer
Vorwärtsdrehung,
einer Rückwärtsdrehung
und eines Stoppens (neutral) des Drehmotors 7 durch Betätigen eines Drehbedienelements
wie beispielsweise eines in 2 dargestellten
Bedienhebels 16 gesteuert werden können, um ein Schalten des ersten
Regelventils 8 zu steuern. Es ist zu beachten, dass die
Bedieneinrichtung 24 aus einem solchen Bedienhebel 16 wie oben
beschrieben und einem weiteren Bedienhebel 18 gebildet
ist.
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Weiter
ist eine Ventileinrichtung 19 aus dem ersten Regelventil 8 und
einem zweiten Regelventil 11, welches nachfolgend beschrieben
wird, gebildet. Dieses erste Regelventil 8 wird kurz beschrieben. Dieses
erste Regelventil 8 entspricht einem Hauptregelventil einer
gewöhnlichen
Baumaschine und es ist hier als ein separater Steuerventilmechanismus
konstruiert, bei dem die Arbeitsölzufuhr
und die Arbeitsölausgabe
zu und aus den Öffnungen 7a und 7b des Drehmotors 7 unabhängig voneinander
gesteuert werden.
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Ein
solcher Ventilmechanismus des separaten Steuertyps, wie gerade beschrieben,
ist in Erkenntnis der Betätigungsreaktion
eines Stellantriebs (Drehmotor 7, Schaufel zylinder 30 oder
dergleichen) vorgesehen, und, wie in 1 dargestellt,
das erste Regelventil 8 ist aus vier Zweiwege-Magnetventilen 81 bis 84 gebildet.
Durch individuelles Steuern der unabhängig voneinander auf diese
Weise vorgesehenen Magnetventile 81 bis 84 können die
Zufuhr und die Ausgabe des Arbeitsöls schnell und mit einem hohen
Genauigkeitsgrad durchgeführt
werden.
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Betätigungen
der oben beschriebenen Magnetventile 81 bis 84 werden
alle durch eine Steuerung (Steuereinrichtung) 9 gesteuert,
die nachfolgend beschrieben wird, und jedes der Magnetventile 81 bis 84 ist
als ein Magnetventil des normalerweise geschlossenen Typs konstruiert,
das eine Verteilung des Arbeitsöls
stoppt, wenn ihm kein Betriebsbefehlssignal von der Steuerung 9 eingegeben
wird.
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Von
den Magnetventilen 81 bis 84 sind das Magnetventil 81 zum
Zuführen
des Arbeitsöls
und das Magnetventil 82 zum Ausgeben des Arbeitsöls für einen
Fluidpfad 10a auf der Seite der ersten Öffnung 7a des Drehmotors 7 vorgesehen,
während
das Magnetventil 83 zum Zuführen des Arbeitsöls und das
Magnetventil 84 zum Ausgeben des Arbeitsöls für einen
Fluidpfad 10i auf der Seite der zweiten Öffnung 7b angeordnet
sind.
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Ferner
sind von den oben beschriebenen Magnetventilen 81 bis 84 die
Magnetventile 81 und 83 mit einem Arbeitsöl-Zuführfluidpfad 10g von
der Hydraulikpumpe 2 verbunden, während die Magnetventile 82 und 84 mit
dem Ölpfad
(Rückführpfad) 10j zum
Ablaufen des Arbeitsöls
zum Behälter 3 verbunden
sind.
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Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird der Drehmotor 2 durch gleichzeitiges Schalten des Magnetventils 81 und
des Magnetventils 84 in einen offenen Zustand, um das Arbeitsöl der ersten Öffnung 7a zuzuführen und
das von der zweiten Öffnung 7b ausgegebene
Arbeitsöl
dem Behälter 3 durch
den Rückführpfad 10j zurückzuleiten,
vorwärts
gedreht. Dagegen wird der Drehmotor 7 durch gleichzeitiges Schalten
des Magnetventils 83 und des Magnetventils 82 in
einen eingeschalteten Zustand, um das Arbeitsöl der zweiten Öffnung 7b zuzuführen und
das von der ersten Öffnung 7a ausgegebene
Arbeitsfluid dem Behälter 3 durch
den Rückführpfad 10j zurückzuleiten,
rückwärts gedreht.
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Übrigens
ist ein Fluidpfad (Bypasspfad) 10k zum Umgehen des ersten
Regelventils 8 (d.h. der Magnetventile 81 bis 84)
zwischen dem Drehmotor 7 und dem Speicher 5 vorgesehen,
und das zum Verbinden und Sperren des Bypasspfades 10k konstruierte
Magnetventil (zweites Regelventil) 11 ist in den Bypasspfad 10k gesetzt.
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Auch
dieses Magnetventil 11 wird durch die oben beschriebene
Steuerung 9 zwischen ein- und ausgeschalteten Zuständen gesteuert
und ist ein normalerweise geschlossenes Magnetventil, das normalerweise
den Bypasspfad 10k sperrt.
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Ferner
ist dieser Bypasspfad 10k an der stromaufwärtigen Seite
des Magnetventils 11 mit der ersten Öffnung 7a und der
zweiten Öffnung 7b durch einen
Rückschlagventilmechanismus 12 verbunden, sodass,
wenn das Magnetventil 11 in einen Verbindungszustand gesteuert
wird, das Arbeitsöl
aus der ersten Öffnung 7a oder
der zweiten Öffnung 7b über den
Bypasspfad 10k zum Speicher 5 geleitet wird.
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Es
ist zu beachten, dass, wie in der Figur dargestellt, dieser Rückschlagventilmechanismus 12 aus
einem ersten Rückschlagventil 12a,
das mit der Seite der ersten Öffnung 7a verbunden
ist, und einem zweiten Rückschlagventil 12b,
das mit der Seite der zweiten Öffnung 7b verbunden
ist, aufgebaut ist.
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Diese
Konstruktion wird so eingesetzt, dass sie mit sowohl einem Fall,
wenn der Drehmotor 7 in der Vorwärtsdrehrichtung angetrieben
wird, als auch einem weiteren Fall, wenn der Drehmotor 7 in
der Rückwärtsdrehrichtung
angetrieben wird, fertig wird, und in jedem Fall wird das von der
ersten Öffnung 7a oder
der zweiten Öffnung 7b ausgegebene
Arbeitsöl über das
erste Rückschlagventil 12a oder
das zweite Rückschlagventil 12b zum
Speicher 5 geleitet.
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Auch
ist ein Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 zwischen
der ersten Öffnung 7a und
der zweiten Öffnung 7b vorgesehen,
wie in 1 dargestellt. Dieser Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 besteht
aus zwei Querverbindungsüberdruckventilen 13a und 13b,
die parallel zu den Rückschlagventilen 12a und 12b angeordnet
sind.
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Hier
ist der Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 so
vorgesehen, dass er eine durch eine Drehung des Drehmotors 7 erzeugte
Drehenergie aufnimmt, und das erste Querverbindungsüberdruckventil 13a ist
als ein Ventil ausgebildet, das das Arbeitsöl von der ersten Öffnung 7a zur
zweiten Öffnung 7b strömen lässt, wenn
ein Druck höher
als ein vorbestimmter Druck anliegt, während das zweite Querverbindungsüberdruckventil 13b als
ein Ventil ausgebildet ist, das das Arbeitsöl von der zweiten Öffnung 7b zur
ersten Öffnung 7a strömen lässt, wenn
ein Druck höher
als der vorbestimmte Druck anliegt.
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Jedes
der Querverbindungsüberdruckventile 13a und 13b funktioniert
als ein Widerstand, und wenn das Arbeitsöl das Querverbindungsüberdruckventil 13a oder 13b passiert,
fällt der
Druck des Arbeitsöls
und wird als Wärmeenergie
emittiert, und folglich fällt
die kinetische Energie des Arbeitsöls.
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Der
Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 mit
einem solchen Aufbau wie oben beschrieben ist vorgesehen, damit,
wenn ein Bediener versucht, eine Drehung einer oberen Dreheinheit (Baumaschinendreheinheit) 14 zu
stoppen, die obere Dreheinheit 14 schnell gestoppt werden
kann.
-
Insbesondere
wird ein Bediener, wenn die obere Dreheinheit 14 gedreht
werden soll, ein Drehbedienelement wie beispielsweise den Bedienhebel 16 und
dergleichen (siehe 2) betätigen, um einen Öffnungs/Schließvorgang
des ersten Regelventils 8 zu steuern, um den Drehmotor 7 zu
drehen, aber wenn die obere Dreheinheit 14 gestoppt werden soll,
muss der Bedienhebel 16 in seine neutrale Stellung zurückgeführt werden,
bevor die obere Dreheinheit 14 zu einer beabsichtigten
Stoppposition kommt.
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Dies
deshalb, weil, da ein Gegengewicht (nicht dargestellt) an der oberen
Dreheinheit 14 platziert ist, die obere Dreheinheit 14 eine
hohe Trägheitskraft
durch die Drehung hat. Da ferner das Gegengewicht an einer Position
um einen Abstand so groß wie
möglich
von dem Zentrum der Drehung der oberen Dreheinheit 14 platziert
ist, gibt es einen weiteren Grund, dass auch der Drehimpuls hoch
ist.
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Um
eine Drehung der oberen Dreheinheit 14 um mehr als ein
erforderliches Maß zu
verhindern, was durch eine solche Trägheitskraft wie oben beschrieben
verursacht wird, werden deshalb, wenn die obere Dreheinheit 14 durch
eine Trägheitskraft
gedreht wird, die Magnetventile 81 bis 84 durch
die Steuerung 9 in einen ausgeschalteten Zustand gesteuert,
um das von der ersten oder der zweiten Öffnung 7a oder 7b ausgegebene
Arbeitsöl über den Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 zu zirkulieren.
So wird, da der Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 als
ein Widerstand funktioniert, ein Strömungspfadwiderstand auf das
Arbeitsöl
ausgeübt,
und die kinetische Energie der oberen Dreheinheit 14 wird
durch den Strömungspfadwiderstand
absorbiert.
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Übrigens
arbeitet, wenn die obere Dreheinheit 14 durch eine Trägheitskraft
wie oben beschrieben gedreht wird, der Drehmotor 7 als
eine Hydraulikpumpe. Insbesondere arbeitet bei einem gewöhnlichen
Betrieb, wenn das Hochdruck-Arbeitsöl dem Drehmotor 7 zugeführt wird,
der Drehmotor 7 als ein Hydraulikmotor durch den Druck
des Arbeitsöls,
aber im Gegensatz dazu wird, wenn von der oberen Dreheinheit 14 eine
Drehkraft auf den Drehmotor 7 eingegeben wird, dann das
Arbeitsöl
an einer der Öffnungen 7a und 7b des
Drehmotors 7 durch die von der oberen Dreheinheit 14 eingegebene
kinetische Energie auf einen hohen Druck unter Druck gesetzt, und
das Hochdruck-Arbeitsöl
wird von der anderen der Öffnungen 7b und 7a ausgegeben.
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Demgemäß kann,
falls eine dabei erzeugte Energie in Wärmeenergie oder dergleichen
umgewandelt und durch den Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 effizient
wiedergewonnen werden kann, anstelle des bloßen Ausgebens der Energie in
die Atmosphäre,
dann eine effektive Nutzung der Energie erzielt werden, und auch
die Menge des Kraftstoffverbrauchs des Motors kann reduziert werden.
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Der
Speicher 5, der Bypasspfad 10a und das Magnetventil 11,
die oben beschrieben wurden, sind vorgesehen, um ein solches Bedürfnis wie
oben beschrieben zu erfüllen,
und sind vorgesehen, um durch den Drehmotor 7 erzeugte
Energie, wenn die obere Dreheinheit 14 durch eine Trägheitskraft
gedreht wird, wiederzugewinnen. Das durch den Drehmotor 7 in
diesem Fall unter Druck gesetzte Arbeitsöl wird vorübergehend in den Speicher 5 gespeichert, sodass
eine Wiedergewinnung von Energie durchgeführt werden kann.
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Es
ist zu beachten, dass ein Zuschaltventil 15 an einem Abschnitt
in den Bypasspfad 10k auf der stromabwärtigen Seite (der Seite des
Speichers 5) der Stelle des Magnetventils 11 gesetzt
ist. Dieses Zuschaltventil 15 funktioniert als ein Überdruckventil, und
der Überdruck
des Zuschaltventils 15 ist niedriger als der Überdruck
des Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 eingestellt.
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Auch
für den
Schaufelzylinder 30 ist das erste Regelventil 8 zum
Schalten des Arbeitsölzuführzustandes
zum Zylinder 30 vorgesehen. Da jedoch dieses erste Regelventil 8 ähnlich dem
für den
oben beschriebenen Drehmotor 7 vorgesehenen ist, wird hier auf
eine Beschreibung davon verzichtet.
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Die
Bezugsziffer 21 bezeichnet ein Rückschlagventil, das an der
stromaufwärtigen
Seite des ersten Regelventils 8 vorgesehen ist.
-
Im
Folgenden wird ein Aufbau des Steuersystems der vorliegenden Vorrichtung
Bezug nehmend auf 2 beschrieben. Sensoren 16a und 18a zum
Erfassen von Betätigungszuständen der
Bedienelemente (Bedienhebel und Pedale oder dergleichen) 16 und 18 zum
Betätigen
der Fluidstellantriebe wie beispielsweise des Drehmotors 7 und
des Schaufelzylinders 30 sowie Sensoren 17 zum
Erfassen von Hydraulikdrücken
in den Fluidpfaden, dem Speicher 5, usw. sind mit der oben
beschriebenen Steuerung 9 verbunden, und die Steuerung 9 steuert
Betätigungen
der Magnetventile 4, 11 und 81 bis 84 basierend auf
den Erfassungsinformationen von den Sensoren 16a, 17 und 18a.
-
Weiter
sind, wie in 2 dargestellt, eine erste Ventilsteuereinrichtung 9a und
eine zweite Ventilsteuereinrichtung 9b in der Steuerung 9 vorgesehen.
Von der ersten und der zweiten Ventilsteuereinrichtung 9a und 9b ist
die erste Ventilsteuereinrichtung 9a eine Einrichtung zum
Empfangen eines Betriebsbefehls von dem Bedienhebel 16 und
Einstellen und Ausgeben eines Steuersignals an das erste Regelventil 8,
und die zweite Ventilsteuereinrichtung 9b ist eine Einrichtung
zum Steuern des Magnetventils (zweites Regelventil) 11,
wenn basierend auf den Erfassungsinformationen von den Sensoren 17 unterschieden
wird, dass der Drehmotor 7 durch die obere Dreheinheit 15 angetrieben
wird.
-
Die
erste Ventilsteuereinrichtung 9a und die zweite Ventilsteuereinrichtung 9b mit
solchen Konstruktionen wie gerade beschrieben setzen Steuersignale
basierend auf Betätigungszuständen der
Bedienhebel 16 und 18 und dergleichen und einem
Betätigungszustand
des Drehmotors 7, um Betätigungen der Magnetventile 4, 11 und 81 bis 84 zu
steuern.
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Da
die Steuervorrichtung für
eine Baumaschine als Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in einer solchen Weise wie oben beschrieben konstruiert
ist, wird eine Betriebssteuerung der Magnetventile 4, 11 und 81 bis 84 in
der folgenden Weise durchgeführt.
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Zuerst
schaltet die Steuerung 9, falls der Bedienhebel 16 durch
einen Bediener betätigt
wird, um den Drehmotor 7 zu drehen, dann die Magnetventile 81 und 84 oder
die Magnetventile 82 und 83 in einen eingeschalteten
Zustand und schaltet das Magnetventil 4 des Speichers 5 in
einen eingeschalteten Zustand, als Reaktion auf den Betriebszustand
des Bedienhebels 16. Es ist zu beachten, dass eine solche Steuerung
der Magnetventile 81 bis 84 und 4 grundsätzlich durch
die erste Ventilsteuereinrichtung 9a in der Steuerung 9 ausgeführt wird.
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Folglich
wird das Arbeitsöl
in der Hydraulikpumpe 2 und dem Speicher 5 zur
ersten Öffnung 7a oder
zur zweiten Öffnung 7b des
Drehmotors 7 geleitet, sodass der Drehmotor 7 vorwärts oder
rückwärts gedreht
wird. Außerdem
wird das von der zweiten Öffnung 7b oder
der ersten Öffnung 7a ausgegebene Arbeitsöl aus dem
Fluidpfad 10i oder dem Fluidpfad 10h zum Arbeitsölbehälter 3 über das
Magnetventil 84 oder das Magnetventil 82 entnommen.
-
Weiter
werden, falls der Bediener die Hebelposition in die neutrale Stellung
zurückführt, um
den Drehmotor 7 anhalten zu wollen, dann die Magnetventile 81 und 84 oder
die Magnetventile 82 und 83 durch die erste Ventilsteuereinrichtung 9a in
einen ausgeschalteten Zustand geschaltet und das Magnetventil 11 wird
durch die zweite Ventilsteuereinrichtung 9b in einen eingeschalteten
Zustand geschaltet.
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In
diesem Fall wird, da der Drehmotor 7 durch eine Trägheitskraft
der oberen Dreheinheit 14 angetrieben wird und als Hydraulikpumpe
arbeitet, das auf einem hohen Druck unter Druck gesetzte Arbeitsöl aus der
ersten Öffnung 7a oder
der zweiten Öffnung 7b gefördert. Dieses
Arbeitsöl
wird, da alle Magnetventile 81 bis 84 in einem
ausgeschalteten Zustand sind, über
das Rückschlagventil 12a oder 12b,
das Magnetventil 11 und das Zuschaltventil 15 in
den Speicher 5 gespeichert, wodurch eine Wiedergewinnung
der Energie bewirkt wird.
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Daraufhin
wird, da der Überdruck
des Zuschaltventils 15 niedriger als die Überdrücke der Querverbindungsüberdruckventile 13a und 13b eingestellt
ist, das Arbeitsöl
in den Speicher 5 gespeichert, sofern das Magnetventil 4 nicht
in einen ausgeschalteten Zustand gewechselt wird.
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Wenn
dann erfasst wird, dass der Druck im Speicher 5 ein Hochdruck
höher als
ein vorbestimmter Wert wird, schaltet die Steuerung 9 das
Magnetventil 11 und das Magnetventil 4 in einen
ausgeschalteten Zustand, um dadurch den Speicher 5 zu schützen.
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Es
ist zu beachten, dass, selbst wenn der Druck im Speicher 5 den
vorbestimmten Wert erreicht und das Magnetventil 11 und
das Magnetventil 4 auf diese Weise in einen ausgeschalteten
Zustand geschaltet werden, falls der Drehmotor 7 nach wie vor
durch die obere Dreheinheit 14 angetrieben wird, dann als
Ergebnis einer Wirkung des Querverbindungsüberdruckventils 13a oder 13b derart,
dass die kinetische Energie absorbiert wird, eine Kraft zum Anhalten
des Drehmotors 7 wirkt.
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Auf
diese Weise ist die Steuervorrichtung für eine Baumaschine der vorliegenden
Erfindung darin vorteilhaft, dass, wenn der Drehmotor 7 gestoppt werden
soll, eine effektive Nutzung der Energie durch Wiedergewinnen von
wiedergewonnener kinetischer Energie erreicht werden kann, indem
von einer Trägheitskraft
der oberen Dreheinheit 14 Gebrauch gemacht wird.
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Insbesondere
wird, wenn der Drehmotor 7 durch das Trägheitsmoment der oberen Dreheinheit 14 angetrieben
wird, das durch den Drehmotor 7 unter Druck gesetzte Arbeitsöl in den
Speicher 5 gespeichert, sodass, wenn eine nächste Betätigung des Drehmotors 7 gestartet
werden soll, der Drehmotor 7 betrieben werden kann, indem
er von dem Hochdruck-Arbeitsöl
im Speicher Gebrauch macht, und die Last des Motors 1 und
der Hydraulikpumpe 2 kann reduziert werden. Ferner kann
durch eine solche Energiewiedergewinnung die Menge des Kraftstoffverbrauchs
reduziert werden.
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Da
weiter der Bypasspfad 10k zum Umgehen des ersten Regelventils 8 zwischen
dem Drehmotor 7 und dem Speicher 5 vorgesehen
ist und das zweite Regelventil 11 für den Bypasspfad 10k vorgesehen
ist, gibt es einen Vorteil, dass bei einer Energiewiedergewinnung
das Arbeitsöl
nicht das erste Regelventil 8 (Magnetventile 81 bis 84)
passiert und keinen Einfluss auf das erste Regelventil 8,
für welches
ein hoher Genauigkeitsgrad erforderlich ist, hat.
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Weiter
kann, da der Rückschlagventilmechanismus 12 zum
Einleiten des Arbeitsöls
von der Öffnung 7a und
der Öffnung 7b des
Drehmotors 7 zum Bypasspfad 11k zwischen den zwei Öffnungen 7a und 7b vorgesehen
ist, ein Gegenstrom des Arbeitsfluids aus dem Speicher 5 einfach
und mit Sicherheit verhindert werden.
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Ferner
wird, da der Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 zum
Aufnehmen der durch eine Drehung der oberen Dreheinheit 14 erzeugten
Drehenergie parallel zum Rückschlagventilmechanismus 12 vorgesehen
ist, falls der Druck im Speicher 5 höher als ein notwendiges Niveau
steigt, die Drehenergie durch den Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 absorbiert,
und die obere Dreheinheit 14 kann mit Sicherheit angehalten werden.
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Außerdem kann,
da das Zuschaltventil 15 an einem Abschnitt angrenzend
an den Speicher bezüglich
des oben beschriebenen Magnetventils (zweites Regelventil) 11 vorgesehen
ist und der Überdruck des
Zuschaltventils 15 niedriger als der Überdruck des Querverbindungsüberdruckventilmechanismus 13 eingestellt
ist, bei einer Wiedergewinnung der Energie das durch den Drehmotor 7 erzeugte
Hochdruck-Arbeitsöl bevorzugt
in den Speicher 5 eingeleitet werden, und folglich gibt
es einen Vorteil, dass die Energiewiedergewinnung noch effizient
durchgeführt werden
kann.
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Weiter
kann, da das Magnetventil (Öffnungs- und
Schließventil) 4 an
der Fluideinström/susströmöffnung des
Speichers 5 vorgesehen ist, wenn der Druck im Speicher 5 übermäßig steigt,
der Speicher 5 mit Sicherheit durch Schließen dieses
Magnetventils 4 geschützt
werden. Ferner kann durch Steuern dieses Magnetventils 4,
nur wenn es erforderlich ist, das in dem Speicher 5 gespeicherte
Hochdruck-Arbeitsöl mit einer
erforderlichen Menge dem Fluiddruckstellantrieb zugeführt werden.
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Es
ist zu beachten, dass, während
oben beschrieben ist, dass das erste Regelventil 8 mittels
eines Magnetventils des Spulenventiltyps aufgebaut ist, das erste
Regelventil 8 mittels irgendeines anderen Magnetventils
als einem solchen Magnetventil des Spulenventiltyps konstruiert
sein kann, wie beispielsweise aus einem Magnetventil des Tellerventiltyps.
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Ferner
ist, während
in der obigen Beschreibung des Ausführungsbeispiels beschrieben
ist, dass das erste Regelventil 8 als ein Ventilmechanismus des
separaten Steuertyps aufgebaut ist, bei dem die Arbeitsölzufuhr
und die Arbeitsölausgabe
unabhängig
voneinander gesteuert werden, im vorliegenden Ausführungsbeispiel
die Anwendung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung nicht auf
einen Hydraulikkreis beschränkt,
der einen solchen Ventilmechanismus des separaten Steuertyps wie
oben beschrieben, verwendet, sondern die vorliegenden Vorrichtung
kann auf einen Hydraulikkreis angewendet werden, der zum Beispiel
ein gewöhnliches
3-Stellungs-Schaltventil einsetzt.
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Ferner
ist, während
nur der Aufbau, bei dem das von dem Drehmotor 7 geförderte Arbeitsöl wiedergewonnen
wird, in der obigen Beschreibung beschrieben ist, die vorliegende
Erfindung nicht auf einen solchen Aufbau wie gerade beschrieben
beschränkt,
sondern die Konstruktion zwischen dem nicht dargestellten Fahrmotor
und dem Speicher 5 kann zum Beispiel in einer ähnlichen
Weise wie oben beschrieben aufgebaut sein, sodass Energie auch wiedergewonnen
werden kann, wenn der Fahrmotor durch eine von außen anliegende
Kraft angetrieben wird.
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Industrielle Anwendbarkeit
der Erfindung
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Wenn
die vorliegende Erfindung auf eine Baumaschine wie beispielsweise
einen Hydraulikbagger oder einen Hydraulikschaufelbagger angewendet
wird, kann, wenn eine Drehbewegung einer Dreheinheit der Baumaschine
gestartet wird, ein Fluiddruckstellantrieb unter Verwendung eines
in einem Speicher gespeicherten Hochdruck-Arbeitsöls betätigt werden
und die Menge des Kraftstoffverbrauchs zum Betätigen einer Fluiddruckpumpe
kann reduziert werden. Demgemäß kann eine Überschussenergie einer
Baumaschine des genannten Typs effektiv genutzt werden, und es wird
angenommen, dass die Verfügbarkeit
der vorliegenden Erfindung sehr hoch ist.