DE69838700T2

DE69838700T2 - Hydraulisches Kreislaufsystem für eine hydraulische Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE69838700T2
Application number: DE69838700T
Authority: DE
Inventors: Tsukasa Higashiibaraki-gun Toyooka; Toichi Uskiku-shi Hirata; Genroku Inashiki-gun Sugiyama; Kazunori Nakamura; Kouji Niihari-gun Ishikawa; Tsuyoshi Chiyodamachi Niihari-gun Nakamura
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2018-09-03
Also published as: EP1801296A3; DE69838700D1; US5940997A; KR19990029521A; EP1801295A3; EP0900889B1; EP0900889A3; EP1801295A2; CN1084419C; CN1223324A; EP1801296A2; EP0900889A2; KR100281008B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hydraulikkreissystem für hydraulische Baumaschinen, wie hydraulische Bagger, in denen das Maximum von vorbestimmten Betriebssignaldrücken, die von einer Mehrzahl von Vorsteuer-Betriebseinheiten erzeugt worden sind, durch Wechselventile ermittelt wird und der so ermittelte Maximaldruck als Steuersignaldruck verwendet wird, um eine Steuervorrichtung, z. B. einen Regler für eine Hydraulikpumpe, zu steuern. Eine derartige hydraulische Arbeitsmaschine ist in der DE-A-3 919 640 beschrieben.
Die JP-B2-2534897 und die JP-A-3-144024 beschreiben Beispiele von hydraulischen Steuerkreissystemen, in denen das Maximum der vorbestimmten Betriebssignaldrücke, die von einer Mehrzahl an Vorsteuer-Betriebseinheiten erzeugt worden sind, von Wechselventilen ermittelt wird und der so ermittelte Maximaldruck als Steuersignaldruck zum Betätigen einer Steuervorrichtung verwendet wird.
21 zeigt das in der JP-B2-2534897 beschriebene hydraulische Steuerkreissystem, das als vom Steuersignaldruck betätigte Steuervorrichtung einen Regler zum Steuern der Verschwenkung einer hydraulischen Pumpe enthält.
Im Einzelnen wird gemäß dieser 21 ein von einer hydraulischen Verstellpumpe 101 gefördertes Hydraulikfluid Aktuatoren 105, 106, 107 zugeführt und abgelassen jeweils über Strömungssteuerventile 102, 103, 104. Steuerdruck-Operationseinheiten 108, 109, 110 sind für die jeweiligen Aktuatoren 105, 106, 107 vorgesehen. Die Steuer druck-Operationseinheiten 108, 109, 110 enthalten darin eingebaute Steuerventile (Druckminderventile) und erzeugen Betriebssignaldrücke aus dem Druck einer Steuerdruckpumpe 117 in Abhängigkeit von der Richtung und dem Eingangsbetrag, in der und um welchen entsprechende Steuerhebel betätigt werden, wobei die Betriebssignaldrücke zur Einwirkung auf die jeweiligen Strömungssteuerventile 102, 103, 104 zugeführt werden. Das Maximum der von den Steuerdruck-Operationseinheiten 108, 109, 110 erzeugten Betriebssignaldrücke wird durch Wechselventile 111, 112, 113, 114 und 115 ermittelt. Der ermittelte Maximaldruck wird als ein Steuersignaldruck an einen Regler 116 für die Hydraulikpumpe 101 übertragen. Der Regler 116 wird dadurch betätigt, um die Verschwenkung, d. h. das Fördervolumen, der Hydraulikpumpe 101 zu steuern.
Ferner enthält das in der JP-A-3-144024 beschriebene Hydraulikkreissystem ein Vereinigungs-/Verzweigungskreis-Wahlventil für zwei Hydraulikpumpen, das eine von einem Steuersignaldruck betätigte Steuervorrichtung bildet, und zwei Ventilblöcke, d. h. einen Wechselventilblock und einen Wahlventilblock, die als Mittel zur Extrahierung des Maximums, als dem Steuerdrucksignal, in einer Gruppe von Operationssignaldrücken dienen. Der Wechselventilblock bestimmt das Maximum für jede einer Mehrzahl von Operations-Signaldruck-Gruppen, die aus den Operationssignaldrücken ausgewählt wurden, welche von einer Mehrzahl von Steuerdruck-Operationseinheiten erzeugt worden sind, wobei die ermittelten Maximaldrücke in den Wahlventilblock eingeführt werden. Der Wahlventilblock extrahiert einen der Maximaldrücke, der von dem Wechselventilblock ausgewählt worden ist, mit einer Kombination der Wechselventile und der Wahlventile, die in dem Wahlventilblock vorgesehen sind. Der extrahierte Maximaldruck wird als Steuersignaldruck in das Vereini gungs-/Verzweigungskreis-Wahlventil eingeführt, woraufhin das Vereinigungs-/Verzweigungskreis-Wahlventil verschoben wird.
In den herkömmlichen Hydraulikkreissystemen wird, wie vorstehend beschrieben, das Maximum in der vorbestimmten Operationssignaldruckgruppe, das aus den Operationssignaldrücken ausgewählt wurde, die von den Steuerdruck-Operationseinheiten erzeugt worden sind, von einer Mehrzahl der Wechselventile ermittelt und der so ermittelte Maximaldruck wird als ein Steuersignaldruck verwendet, um eine Steuervorrichtung, wie z. B. einen Regler für eine Hydraulikpumpe, zu betätigen. Beim Zusammenbau eines solchen Hydraulikkreissystems in der Praxis ergibt sich ein Problem, wo die Wechselventile angeordnet werden sollen.
In dem in der zitierten JP-B2-2534897 beschriebenen Hydraulikkreissystem sind die in der Zeichnung dargestellten Wechselventile 111, 112, 113, 114 und 115 nahe an den Steuerdruck-Operationseinheiten 108, 109, 110 angeordnet und mit diesen über Leitungen verbunden. Bei der praktischen Anordnung und Verbindung einer Anzahl von Wechselventilen in dieser Weise ist jedoch ein großer Raum erforderlich, um die Wechselventile und die Verbindungsleitungen zu installieren und die Verlegung der Verbindungsleitungen ist kompliziert. Besonders beim Einsatz einer Mehrzahl von Steuervorrichtungen kreuzen sich die Verbindungsleitungen auf eine kompliziertere Weise. Unter den Gesichtspunkten des Raumbedarfs, der Kosten und der Montageeffizienz ist es daher schwierig, das vorstehend genannte hydraulische Kreissystem in einer aktuellen Maschine zu installieren. Da weiterhin die Länge der Verbindungsleitungen ansteigt, ergibt sich ein Druckverlust und es können Ansprechverzögerungen im Betrieb der Steuervorrichtung auftreten.
Im Hinblick auf Obiges ist es vorstellbar, einen Ventilblock von Strömungssteuerventilen 102, 103, 104 zum Installieren der vorgenannten Wechselventile zu verwenden, sodass diese Wechselventile in den Ventilblock aufgenommen sind.
Die Anordnung der Wechselventile in dem Ventilblock würde jedoch zu einem unten genannten Problem führen. Die Strömungssteuerventile 102, 103, 104 unterliegen einem hohen Druck, der 350 kg/cm² als Maximallevel erreichen kann, und daher muss der Ventilblock der Strömungssteuerventile aus einem Material von ausreichend hoher Festigkeit bestehen, das einen derartig hohen Drucklevel aushalten kann. Andererseits unterliegen die Wechselventile einem Steuerdruck von maximal 50–60 kg/cm². Falls demzufolge die Wechselventile zusammen in dem Ventilblock aufgenommen sind, muss der aus hochdruckfestem Material gefertigte Ventilblock vergrößert werden, trotzdem der von den Wechselventilen gehandhabte Druck gering ist. Die Wechselventile würden daher außerordentlich teuer.
Da in dem in der zitierten JP-A-3-144024 beschriebenen hydraulischen Kreissystem der Wechselventilblock und der Wahlventilblock gesondert vom Ventilblock der Strömungssteuerventile vorhanden sind, hat das vorstehend erläuterte Problem keine wesentliche Bedeutung. Da jedoch bei dem beschriebenen Stand der Technik zwei Ventilblöcke, d. h. der Wechselventilblock und der Steuerwahlventilblock, vorgesehen sind, und die Wechselventile in jedem der Ventilblöcke aufgenommen sind, um den Steuersignaldruck aus der Mehrzahl von Betriebssignaldrücken zu erzeugen, müssen zwei Ventilblöcke und Rohrleitungen zur Verbindung zwischen den beiden Blöc ken vorgesehen sein, was einen großen Installationsraum erforderlich macht. Demzufolge ist die Verlegung der Rohrleitungen kompliziert und die Montageeffizienz wird beeinträchtigt. Da ferner die für die Verbindung zwischen den beiden Blöcken erforderlichen Rohrleitungen einen Druckverlust verursachen, kann eine Ansprechverzögerung im Betrieb der Steuervorrichtung auftreten (des Vereinigungs-/Verzweigungskreis-Wahlventils). Anders gesagt, kann das beim Stand der Technik nach 21 vorliegende Problem nicht überwunden werden.
Weiterhin werden bei jedem vorstehend beschriebenen Stand der Technik das Strömungssteuerventil und die Steuervorrichtung beide gemäß Operationssignaldrücken betätigt, die von den Steuerdruck-Operationseinheiten erzeugt werden. Die Länge einer Übertragungsleitung für den Operationssignaldruck ist so vergrößert, dass die den Signaldruck bildende Strömungsmenge weitgehend unzureichend für eine Kapazität einer langen Übertragungsleitung wird. Aus diesem Grunde kann auch eine Ansprechverzögerung im Betrieb der Steuervorrichtung auftreten. In einem solchen Fall kann auch eine Ansprechverzögerung in der Verschiebung des Strömungssteuerventils auftreten.
Weiterhin ist es in hydraulischen Baumaschinen, wie z. B. einem Hydraulikbagger, häufig erwünscht, einen zusätzlichen Aktuator in ein vorhandenes Hydraulikkreissystem nachträglich einzubauen, um die Funktion zu erweitern. Das Hinzufügen eines Aktuators zu einem Hydraulikkreissystem gemäß 21 macht es notwendig, dass die Hydraulikpumpe 101 auch für den zusätzlichen Aktuator gesteuert werden kann. 22 zeigt eine Kreiskonfiguration, nachdem das Hydraulikkreissystem durch Anbau eines Aktuators nachgerüstet wor den ist. In 22 bedeutet 117 den hinzugefügten Aktuator. Ein Strömungssteuerventil 118 und eine Steuerdruck-Operationseinheit 119 sind ebenfalls zusammen mit dem Aktuator 117 hinzugefügt. Ferner sind Wechselventile 120, 121 zusammen mit der Steuer-Operationsvorrichtung 119 hinzugefügt und Rohrleitungen, wie Schläuche, sind für die Verbindung des Strömungssteuerventils, der Steuer-Operationseinheit und der Wechselventile eingebaut. Mit der obigen Konstruktion kann der hinzugefügte Aktuator 117 auch so betrieben werden, dass, wenn die Steuerdruck-Operationseinheit 119 manipuliert wird, der Regler 116 öffnet, um die Förderkapazität, d. h. eine Fördermenge der Hydraulikpumpe 101, zu vergrößern.
Zum Hinzufügen des Aktuators 117 ist es jedoch nicht nur notwendig, die Wechselventile 120, 121 ebenso wie das Strömungssteuerventil 118 und die Steuerdruck-Operationseinheit 119 hinzuzufügen, sondern es müssen auch entsprechende Arbeiten zum Verbinden dieser Bauteile über Rohrleitungen, z. B. Schläuche, ausgeführt werden. Mit anderen Worten ist eine große Menge an Arbeit und Zeit zum Hinzufügen eines Aktuators notwendig.
In der oben genannten DE 39 19 640 A1 ist ein Hydraulikkreissystem für eine fahrbare Maschine beschrieben, das zwei hydraulische Verstellpumpen und eine Mehrzahl von Aktuatoren aufweist. Strömungssteuerventile zum Zuführen von hydraulischer Arbeitsflüssigkeit aus zumindest einer dieser Pumpen zu den Aktuatoren sind in zwei gesonderten Ventilblöcken angeordnet, die über eine Kette von Wechselventilen und ein Richtungsventil hydraulisch miteinander verbunden sind. Eine Mehrzahl von Steuerdruck-Operationseinheiten erzeugen Signaldrücke aus einem Steuerdruck zum Einstellen der entsprechenden Strömungssteuerventile. Die Kette von Wechselventi len wählt den maximalen Druck der erzeugten Signaldrücke aus. Dieser maximale Signaldruck zum proportionalen Einstellen der Strömungssteuerventile liefert auch den Steuerdruck zum Betätigen der Pumpenverstellung.
In der oben genannten DE 39 19 640 A ist ein hydraulisches System beschrieben, das zwei Verstellpumpen und eine Mehrzahl von hydraulischen Aktuatoren aufweist. Eine Mehrzahl von Steuerventilen für die Steuerung der Aktuatoren ist in zwei gesonderten Steuerblöcken vorgesehen und ein Steuerdruck wird über Druckminderventile den Steuerventilen zugeführt. Die Steuerblöcke sind hydraulisch über eine Kette von Wechselventilen und ein Richtungsventil miteinander verbunden, das von dem in der Wechselventilkette bestimmten höchsten Steuerdruck betätigt wird.
Während in der obigen Beschreibung der Fall beschrieben worden ist, in dem das hydraulische Kreissystem einen Regler für die Kapazitätssteuerung einer Hydraulikpumpe enthält, ergibt sich ein gleiches Problem in jedem hydraulischen Kreissystem mit einer Steuervorrichtung, die entsprechend einem von einem oder mehreren Wechselventilen bestimmten Maximaldruck betätigt wird.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hydraulikkreissystem für hydraulische Arbeitsmaschinen zu schaffen, das eine Steuervorrichtung enthält, die durch einen Steuersignaldruck in Übereinstimmung mit einem von Wechselventilen bestimmten Maximaldruck betätigt wird, wobei ein Hochdrucksystem und ein Niederdrucksystem voneinander getrennt sind, um eine Kreiskonfiguration zu vereinfachen, Herstellungskosten zu reduzieren und eine gute Montageeffizienz zu ermöglichen.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Hydraulikkreissystem für hydraulische Baumaschinen zu schaffen, das eine Steuervorrichtung enthält, die von einem Steuersignaldruck in Übereinstimmung mit einem von Wechselventilen bestimmten Maximaldruck betätigt wird, wobei ein Druckverlust während der Übertragung des Steuersignaldruckes vermindert wird und die Steuervorrichtung mit gutem Ansprechvermögen betrieben werden kann.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hydraulisches Kreissystem für Baumaschinen zu schaffen, das eine Steuervorrichtung enthält, die durch einen Steuersignaldruck in Übereinstimmung mit einem von Wechselventilen bestimmten Maximaldruck betätigt wird, wobei der Steuersignaldruck ohne Vergrößerung der Länge einer Übertragungsleitung für den Steuersignaldruck erzeugt werden kann, und Strömungssteuerventile sowie die Steuervorrichtung beide mit gutem Ansprechvermögen betrieben werden können.
Zur Erzielung der obigen Aufgaben gemäß der Erfindung ist ein Hydraulikkreissystem für hydraulische Baumaschinen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vorgesehen.
Durch Aufnahme der Mehrzahl von Wechselventilen in den Wechselventilblock und die Erzeugung des Steuersignaldruckes in dem Wechselventilblock als Ausgangssignal, wird ein Niederdrucksystem der Wechselventile vollständig von einem Hochdrucksystem der Strömungssteuerventile getrennt. Demzufolge kann ein Ventilblock der Strömungssteuerventile, der aus hochfestem Material besteht, eine geringe Größe haben. Ferner kann ein Wechselventilblockkörper, der als gemeinsamer Ventilblock der Wechselventile dient, aus einem kostengünstigen Material hergestellt werden. Als Ergebnis können die gesamten Herstellungskosten vermindert werden.
Da ferner alle Wechselventile in einen Ventilblock eingebaut sind, sind die Rohrleitungen zwischen den Wechselventilen nicht langer erforderlich und dadurch vereinfacht sich die Kreiskonfiguration. Demgemäß verbessert sich die Montageeffizienz des Hydraulikkreissystems und ein Druckverlust während der Übertragung der Signaldrücke wird minimiert, was dazu führt, dass die Steuervorrichtung mit gutem Ansprechvermögen betrieben werden kann.
Beim Betrieb des in den Wechselventilblock eingebauten hydraulischen Wahlventils wird, entsprechend dem von den Wechselventilen gewählten Maximaldruck und durch Erzeugen des Steuersignaldrucks aus dem Druck der hydraulischen Steuerdruckquelle, der von den Wechselventilen als Maximaldruck gewählte Operationssignaldruck nur in einer begrenzten Passage im Wechselventilblock für den Einsatz in der Steuervorrichtung verwendet. Daher ist die Länge einer Übertragungsleitung des Operationssignaldrucks, der als Maximaldruck von den Wechselventilen gewählt worden ist, nicht so vergrößert, und ein oder mehrere entsprechende Strömungssteuerventile können mit gutem Ansprechvermögen verschoben werden. Andererseits kann, vom Standpunkt des Betriebs der Steuervorrichtung, da der Steuersignaldruck durch das hydraulische Wahlventil aus dem Druck der hydraulischen Steuerdruckquelle erzeugt wird, der Steuersignaldruck mit einer ausreichenden Durchflussmenge zur Verfügung gestellt werden, wodurch die Steuervorrichtung mit einem verbesserten Ansprechvermögen betrieben werden kann.
Auch in dem Fall, in dem eine Mehrzahl an vorbestimmten Operationssignaldruckgruppen einbezogen sind, aus jeder von denen der Maximaldruck auswählbar ist, wird durch Aufnahme aller dieser Wechselventile in einem Ventilblock und Erzeugen der Steuersignaldrücke in dem Ventilblock als Ausgabe, das Niederdrucksystem der Wechselventile, wie oben beschrieben, vollständig von dem Hochdrucksystem der Strömungssteuerventile getrennt. Demzufolge können die Produktionskosten gesenkt und die Kreiskonfiguration vereinfacht werden. Als ein Ergebnis wird die Montageeffizienz des hydraulischen Kreissystems verbessert und die Steuervorrichtungen können mit einem guten Ansprechverhalten betrieben werden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gekennzeichnet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Hydraulikkreis-Diagramm eines Hydraulikkreissystems für hydraulische Baumaschinen gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel eines Hydraulikkreises, in welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann.
2 ist ein Diagramm von Einzelheiten einer Ventileinheit des Hydraulikkreissystems nach 1.
3 ist eine Seitenansicht eines hydraulischen Baggers als typisches Beispiel einer hydraulischen Baumaschine, an welcher die vorliegende Erfindung eingesetzt wird.
4 ist ein Diagramm von Einzelheiten der Steuerdruck-Operationseinheiten des Hydraulikkreissystems gemäß 1.
5 ist ein Diagramm von Einzelheiten eines Wechselblocks gemäß 1.
6 ist ein Diagramm von Details eines Wechselblocks in einem Hydraulikkreissystem für eine hydraulische Baumaschine gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Diagramm von Einzelheiten eines Wechselblocks in einem Hydraulikkreissystem für eine hydraulische Baumaschine gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Diagramm von Details eines Wechselblocks eines Hydraulikkreissystems für eine hydraulische Baumaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm eines Hydraulikkreissystems für hydraulische Baumaschinen gemäß einem weiteren Vergleichsbeispiel, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
10 ist eine Graphik des Verhältnisses zwischen einem maximalen Signaldruck und einer Pumpenverschwenkung in einem Regler zur Schwenksteuerung einer Hydraulikpumpe.
11 ist ein Hydraulikkreisdiagramm einer Konfiguration, die sich durch Vorsehen eines zusätzlichen Aktuators in dem Hydraulikkreissystem nach 9 ergibt.
12 ist ein Hydraulikkreisdiagramm einer Modifikation eines Wechselventilblocks in dem Beispiel nach 9.
13 ist ein Hydraulikkreisdiagramm eines Hydraulikkreissystems für eine hydraulische Baumaschine gemäß einem weiteren Vergleichsbeispiel, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
14 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm einer Konfiguration, wenn ein zusätzlicher Aktuator in dem Hydraulikkreis nach 13 vorgesehen ist.
15 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm eines Hydraulikkreissystems für eine hydraulische Baumaschine gemäß einem weiteren Beispiel, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
16 ist eine Ansicht der Arbeitsweise eines hydraulischen Baggers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beim Fallenlassen von Lehm, wobei sich der Bagger in einem angehobenen Zustand befindet.
17 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm eines Hydraulikkreissystems für hydraulische Baumaschinen gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
18 ist ein Diagramm von Einzelheiten einer Ventileinheit des hydraulischen Kreissystems gemäß 17.
19 ist ein Diagramm von Einzelheiten eines Wechselventilblocks gemäß 17.
20 ist ein Diagramm von Einzelheiten eines Wechselventilblocks in einem Hydraulikkreissystem für eine hydraulische Baumaschine gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
21 ist ein Hydraulikkreisdiagramm eines Hydraulikkreissystems des Standes der Technik.
22 ist ein Hydraulikkreisdiagramm einer Konfiguration, wenn ein zusätzlicher Aktuator in dem Hydraulikkreissystem des Standes der Technik nach 21 vorgesehen ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Vergleichsbeispiele und bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Ausführungsbeispielen ist die vorliegende Erfindung bei einem hydraulischen Bagger als ein typisches Beispiel für eine hydraulische Baumaschine beschrieben.
Zu Beginn soll ein erstes Vergleichsbeispiel, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, anhand der 1 bis 5 beschrieben werden.
In 1 enthält ein Hydraulikkreissystem der ersten Ausführung hydraulische Hauptpumpen 1a, 1b, eine Steuerdruckpumpe 2, einen Motor 3 für den Drehantrieb der Pumpen 1a, 1b, 2, und eine mit den Hauptpumpen 1a, 1b verbundene Ventileinheit 4. Die Ventileinheit 4 weist zwei Ventilgruppen auf, d. h. eine Gruppe von Strömungssteuerventilen 5–8 und eine Gruppe von Strömungssteuerventilen 9–13. Die Strömungssteuerventile 5–8 sind an einer zentralen Bypassleitung 15a positioniert, die mit einer Förderleitung 14a der hydraulischen Hauptpumpe 1a verbunden ist, und die Strömungssteuerventile 9–13 sind an einer zentralen Bypassleitung 15b positioniert, die mit einer Förderleitung 14b der Hauptpumpe 1b verbunden ist.
Die Hauptpumpen 1a, 1b sind Verstellpumpen vom Taumelscheibentyp und weisen Regler 16a, 16b zur Steuerung der Schwenklagen der jeweiligen Taumelscheiben, d. h. der Pumpenkapazitäten (Verdrängungen), auf.
Ein Steuerdruck-Entlastungsventil 18 zum Halten eines Förderdrucks der Steuerdruckpumpe 2 auf einem konstanten Druck ist an eine Förderleitung 17 der Steuerdruckpumpe 2 angeschlossen. Die Steuerdruckpumpe 2 und das Steuerdruck-Entlastungsventil 18 bilden gemeinsam eine Steuerdruckquelle.
Die Strömungssteuerventile 5–8 und 9-13 der Ventileinheit 4 werden entsprechend Operationssignaldrücken aus Steuerdruck-Operationseinheiten 19, 20, 21 verschoben. Die Steuerdruck-Operationsein heiten 19, 20, 21 erzeugen entsprechende Operations-Signaldrücke auf der Grundlage des Förderdruckes (Konstantdrucks) der Steuerdruckpumpe 2 als Ausgangsdruck.
Die von den Steuerdruck-Operationseinheiten 19, 20, 21 erzeugten Operationssignaldrücke werden einmal in einen Wechselventilblock 22 eingeleitet und daraufhin den Strömungssteuerventilen 5–8 und 9–13 über den Wechselventilblock 22 zugeführt, wie in 2 gezeigt. Entsprechend den von den Steuerdruck-Operationseinheiten 19, 20, 21 erzeugten Operations-Signaldrücken erzeugt der Wechselblock 22 auch ein Front-/Schwenk-Operationssignal Xf, ein Spurketten-Operationssignal Xt (vgl. 5) und Pumpen-Steuersignale Xp1, Xp2. Das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf und die Pumpen-Steuersignale Xp1 und Xp2 werden als Steuersignaldrücke an ein (später beschriebenes) Spurketten-Kommunikationsventil 26, einen (später beschriebenen) Schwenk-Bremszylinder 27 und Pumpenregler 16a, 16b über jeweilige Signalleitungen 23, 24, 25 ausgegeben.
Weiterhin ist ein Drucksensor 28 zum Erfassen des Spurketten-Operationssignals Xt in dem Wechselventilblock 22 angeordnet und ein Drucksensor 29 zum Ermitteln des Front-/Schwenk-Operationssignals Xf ist in einer Signalleitung 23 vorgesehen, wobei Signale aus diesen Drucksensoren 28, 29 einer Steuereinrichtung 30 zugeführt werden. Basierend auf den Signalen aus den Drucksensoren 28, 29 und entsprechenden Signalen aus einem Motor-Drehzahl-Einsteller 31 und aus einem Auto-Leerlauf-Schalter 32 erzeugt die Steuereinrichtung 30 ein Motordrehzahl-Befehlssignal und führt dieses einem Regler 3a des Motors 3 zu, um die Drehzahl des Motors 3 zu steuern.
Einzelheiten der Ventileinheit 2 sind in 2 dargestellt. Die Strömungssteuerventile 5–8 und 9–13 sind zentrale Bypass-Ventile. Die von den Hauptpumpen 1a und 1b geförderten hydraulischen Fluide werden einem oder mehreren entsprechenden Aktuatoren 33–38 über die Strömungssteuerventile zugeführt. Der Aktuator 33 ist ein Hydraulikmotor für eine rechte Spurkette (rechter Spurkettenmotor), der Aktuator 34 ist ein Hydraulikzylinder für einen Löffel (Löffelzylinder), der Aktuator 35 ist ein Hydraulikmotor zum Verschwenken (Schwenkmotor), der Aktuator 36 ist ein Hydraulikzylinder für Arme (Armzylinder), der Aktuator 37 ist ein Hydraulikzylinder für Ausleger (Auslegerzylinder) und der Aktuator 38 ist ein Hydraulikmotor für eine linke Spurkette (linker Spurkettenmotor). Das Strömungssteuerventil 5 ist für die rechte Spurkette, das Strömungssteuerventil 6 ist für den Löffel (Schaufel), das Strömungssteuerventil 7 ist ein erstes Ausleger-Strömungssteuerventil, das Strömungssteuerventil 8 ist ein zweites Arm-Strömungssteuerventil, das Strömungssteuerventil 9 ist zum Verschwenken, das Strömungssteuerventil 10 ist ein erstes Arm-Strömungssteuerventil, das Strömungssteuerventil 11 ist ein zweites Ausleger-Strömungssteuerventil, das Strömungssteuerventil 12 ist für eine Reserve und das Strömungssteuerventil 13 ist für die linke Spurkette. Mit anderen Worten sind die beiden Strömungssteuerventile 7, 11 für den Auslegerzylinder 37 und die beiden Strömungssteuerventile 8, 10 für den Armzylinder 36 vorgesehen, sodass die hydraulischen Fluide aus den beiden Hauptpumpen 1a, 1b zusammengeführt und dem Auslegerzylinder 37 sowie dem Armzylinder 36 zugeleitet werden.
Das Strömungssteuerventil 5 für die rechte Spurkette ist hintereinander (vorzugsweise) stromauf der Strömungssteuerventile 6–8 verbunden, und die Strömungssteuerventile 6, 7, 8 sind untereinander parallel über eine Bypassleitung 39 verbunden. Die Strömungssteuerventile 9–12 sind hintereinander (vorzugsweise) stromauf des Strömungssteuerventils 13 für die linke Spurkette verbunden und parallel untereinander über eine Bypassleitung 40 verbunden.
Ein Einlassanschluss des Strömungssteuerventils 5 für die rechte Spurkette ist an einen Einlassanschluss des Strömungssteuerventils 13 für die linke Spurkette über eine Kommunikationsleitung 41 angeschlossen, und das vorgenannte Spurketten-Kommunikationsventil 26 ist in dieser Kommunikationsleitung 41 angeordnet. Das Spurketten-Kommunikationsventil 26 kann zwischen einer Sperrposition und einer Kommunikationsposition verschoben werden. Wenn das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf (Steuersignaldruck) vom Wechselblock 22 nicht zu einem Druckaufnahmeabschnitt 26a geliefert wird, wird das Spurketten-Kommunikationsventil 26 in seiner Sperrposition gehalten, wie dargestellt, in welcher die linken und rechten Spurkettenmotoren 38, 33 nur mit den jeweiligen Hauptpumpen 1a, 1b verbunden sind. Wenn das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf (Steuersignaldruck) dem Druckaufnahmeabschnitt 26a zugeführt wird, wird das Spurketten-Kommunikationsventil 26 in seine Kommunikationsposition verschoben, in welcher der linke und rechte Spurkettenmotor 38, 33 parallel zur Hauptpumpe 1a verbunden sind.
Der vorgenannte Bremszylinder 27 ist an einer Ausgangswelle des Schwenkmotors 35 vorgesehen. Wenn das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf (Steuersignaldruck) vom Wechselventilblock 22 nicht geliefert wird, wird der Bremszylinder 27 in seinem operativen Zustand gehalten, um den Schwenkmotor 35 zu bremsen. Wenn das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf (Steuersignaldruck) geliefert wird, wird der Bremszylinder 27 in einen inoperativen Zustand verschoben, um eine Bremse vom Schwenkmotor 35 zu lösen.
3 zeigt einen hydraulischen Bagger, in welchem das Hydraulikkreissystem der vorliegenden Erfindung installiert ist. Der Hydraulikbagger besteht aus einem unteren Fahrgestell 42, einem oberen Schwenkgestell 43 und einer Arbeitsfront 44. Die linken und rechten Spurkettenmotoren 38, 33 sind am unteren Fahrgestell 42 montiert, um entsprechende Raupenketten 42a drehanzutreiben, damit der Bagger nach vorwärts oder rückwärts fährt. Der Schwenkmotor 35 ist an dem oberen Schwenkgestell 43 montiert, um das obere Schwenkgestell 43 gegenüber dem unteren Fahrgestell 42 zu verschwenken. Die Arbeitsfront 44 besteht aus einem Ausleger 45, einem Arm 46 und einem Löffel 47. Der Ausleger 45 ist vertikal verdrehbar durch den Auslegerzylinder 37 und der Arm 46 wird von dem Armzylinder 36 betätigt, um zur Kipp(Auffalt)-Seite oder zur Füll(Schöpf)-Seite hin zu drehen, und der Löffel 47 wird von dem Löffelzylinder 34 betätigt, um gegen die Kipp(Auffalt-)Seite oder die Füll(Schöpf)-Seite zu drehen.
Einzelheiten der Steuerdruck-Operationseinheiten 19, 20, 21 sind in 4 dargestellt.
Die Steuerdruck-Operationseinheit 19 besteht aus einer Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette und aus einer Steuerdruck-Operationseinheit 49 für die linke Spurkette. Die Steuerdruck-Operationseinheiten 48, 49 enthalten jeweils Paare von Steuerdruckventilen (Druckminderventilen) 48a, 48b; 49a, 49b und Steuerpedalen 48c, 49c. Wenn das Steuerpedal 48c in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung getreten wird, wird eines der Steuerdruckven tile 48a, 48b entsprechend der Richtung betätigt, in welcher das Steuerpedal 48c niedergetreten wird, und ein Operationssignaldruck Af oder Ar wird entsprechend dem Eingangswert erzeugt, um welchen das Steuerpedal 48c niedergetreten worden ist. Wenn das Steuerpedal 49c in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung niedergetreten wird, wird eines der Steuerdruckventile 49a, 49b betätigt entsprechend der Richtung, in welcher das Steuerpedal 49c niedergetreten worden ist, und es wird ein Operationssignaldruck Bf oder Br erzeugt entsprechend dem Eingangswert, um welchen das Steuerpedal 49c niedergetreten wurde. Der Operationssignaldruck Af wird zum Vorwärtsbewegen der rechten Spurkette verwendet und der Operationssignaldruck Ar wird zum Rückwärtsbewegen der rechten Spurkette verwendet, während der Operationssignaldruck Bf zum Vorwärtsbewegen der linken Spurkette und der Operationssignaldruck Br zum Rückwärtsbewegen der linken Spurkette eingesetzt werden.
Die Steuerdruck-Operationseinheit 20 besteht aus einer Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel und aus einer Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger. Die Steuerdruck-Operationseinheiten 50, 51 enthalten jeweils Paare von Steuerdruckventilen (Druckminderventilen) 50a, 50b; 51a, 51b und einen gemeinsamen Steuerhebel 50c. Wenn der Steuerhebel 50c in der Links- und Rechtsrichtung bewegt wird, wird eines der Steuerdruckventile 50a, 50b entsprechend der Richtung betätigt, in welcher der Steuerhebel 50c verstellt worden ist, und ein Operations-Signaldruck Cc oder Cd wird entsprechend dem Eingangswert erzeugt, um welchen der Steuerhebel 50c verstellt worden ist. Wenn der Steuerhebel 50c in Rückwärts- und Vorwärtsrichtung verstellt wird, wird eines der Steuerdruckventile 51a, 51b betätigt entsprechend der Richtung, in welcher der Steuerhebel 50c verstellt worden ist, und ein Operations- Signaldruck Du oder Dd wird erzeugt entsprechend dem Eingangswert, um welchen der Steuerhebel 50c verstellt worden ist. Der Operations-Signaldruck Cc wird zum Füllen des Löffels und der Operations-Signaldruck Cd wird zum Kippen des Löffels verwendet, während der Operations-Signaldruck Du zum Anheben des Auslegers und der Operations-Signaldruck Dd zum Absenken des Auslegers verwendet werden.
Die Steuerdruck-Operationseinheit 21 besteht aus einer Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm und aus einer Steuerdruck-Operationseinheit 53 für das Verschwenken. Die Steuerdruck-Operationseinheiten 52, 53 enthalten jeweils Paare von Steuerdruckventilen (Druckminderventilen) 52a, 52b; 53a, 53b und einen gemeinsamen Steuerhebel 52c. Wenn der Steuerhebel 52c in der Links- und Rechtsrichtung verstellt wird, wird eines der Steuerdruckventile 52a, 52b betätigt entsprechend der Richtung, in welcher der Steuerhebel 52c verstellt worden ist, und ein Operations-Signaldruck Ec oder Ed wird entsprechend dem Eingangswert erzeugt, um welchen der Steuerhebel 52c verstellt worden ist. Wenn der Steuerhebel 52c in der Rückwärts- und Vorwärtsrichtung verstellt wird, wird eines der Steuerdruckventile 53a, 53b entsprechend der Richtung betätigt, in welcher der Steuerhebel 52c verstellt worden ist, und ein Operations-Signaldruck Fr oder Fl wird entsprechend dem Eingangswert erzeugt, um welchen der Steuerhebel 52c verstellt worden ist. Der Operations-Signaldruck Ec wird zum Füllen des Arms verwendet und der Operations-Signaldruck Ed zum Kippen des Arms, während der Operations-Signaldruck Fr zum Verschwenken des oberen Schwenkgestells nach rechts und der Operations-Signaldruck Fl zum Verschwenken nach links verwendet werden.
Einzelheiten des Wechselventilblocks 22 sind in 5 dargestellt.
Nach 5 enthält der Wechselventilblock 22 einen Blockkörper 54 und Wechselventile 55–69, die in den Blockkörper 54 eingebaut sind.
Die Wechselventile 55–61 sind in einer obersten (ersten) Stromauf-Stufe einer Wechselventilgruppe angeordnet. Das Wechselventil 55 wählt von dem Operations-Signaldruck Af zum Bewegen der rechten Spurkette nach vorwärts und dem Operations-Signaldruck Ar zum Bewegen der rechten Spurkette nach rückwärts den höheren aus. Das Wechselventil 56 wählt von dem Operations-Signaldruck Bf zum Bewegen der linken Spurkette nach vorwärts und dem Operations-Signaldruck Br zum Bewegen der linken Spurkette nach rückwärts den höheren aus. Das Wechselventil 57 wählt von dem Operations-Signaldruck Cc zum Füllen des Löffels und dem Operations-Signaldruck Cd zum Kippen des Löffels den höheren aus. Das Wechselventil 58 wählt von dem Operations-Signaldruck Du zum Anheben des Auslegers und dem Operations-Signaldruck Dd zum Absenken des Auslegers den höheren aus. Das Wechselventil 59 wählt von dem Operations-Signaldruck Ec zum Füllen des Armes und dem Operations-Signaldruck Ed zum Kippen des Armes den höheren aus aus. Das Wechselventil 60 wählt von dem Operations-Signaldruck Fr zum Verschwenken des oberen Schwenkgestells nach rechts und dem Operations-Signaldruck F1 zu seinem Verschwenken nach links den höheren aus. Das Wechselventil 61 wählt den höheren aus den Operations-Signaldrücken von einem Paar von Steuerdruckventilen einer Reserve-Steuerdruck-Operationseinheit aus, die vorgesehen wird, wenn ein Reserve-Aktuator mit dem Reserve-Strömungssteuerventil 12 verbunden wird.
Die Wechselventile 62–64 sind in einer zweiten Stufe der Wechselventilgruppe angeordnet. Das Wechselventil 62 wählt den höheren der Operations-Signaldrücke aus, die von den Wechselventilen 55, 56 in der ersten Stufe ausgewählt worden sind. Das Wechselventil 63 wählt den höheren der Operations-Signaldrücke aus, die von den Wechselventilen 58, 59 in der ersten Stufe ausgewählt wurden. Das Wechselventil 64 wählt den höheren der Operations-Signaldrücke aus, die von den Wechselventilen 60, 61 in der ersten Stufe ausgewählt worden sind.
Die Wechselventile 65, 66 sind in einer dritten Stufe der Wechselventilgruppe angeordnet. Das Wechselventil 65 wählt den höheren der Operations-Signaldrücke aus, die von dem Wechselventil 57 in der ersten Stufe und dem Wechselventil 63 in der zweiten Stufe ausgewählt worden sind. Das Wechselventil 66 wählt den höheren der Operations-Signaldrücke aus, die von den Wechselventilen 63, 64 in der zweiten Stufe ausgewählt worden sind.
Die Wechselventile 67, 68 sind in einer vierten Stufe der Wechselventilgruppe angeordnet. Das Wechselventil 67 wählt den höheren der Operations-Signaldrücke aus, die von dem Wechselventil 55 in der ersten Stufe und dem Wechselventil 65 in der dritten Stufe ausgewählt worden sind. Das Wechselventil 68 wählt den höheren der Operations-Signaldrücke aus, die von den Wechselventilen 65, 66 in der dritten Stufe ausgewählt worden sind.
Das Wechselventil 69 ist in einer untersten (fünften) Stufe der Wechselventilgruppe angeordnet und wählt den höheren der Operations-Signaldrücke aus, die von dem Wechselventil 56 in der ersten Stufe und dem Wechselventil 66 in der dritten Stufe ausgewählt worden sind.
Der von dem Wechselventil 62 gewählte Operations-Signaldruck wird als Spurketten-Operationssignal Xt (Steuersignaldruck) von dem Drucksensor 48 bestimmt. Der von dem Wechselventil 68 ausgewählte Operations-Signaldruck wird als Front-/Schwenk-Operationssignal Xf (Steuersignaldruck) dem Spurketten-Kommunikationsventil 26 und dem Schwenk-Bremszylinder 27 zugeführt und wird auch von dem Drucksensor 29 bestimmt. Ferner wird der von dem Wechselventil 67 ausgewählte Operations-Signaldruck als Pumpensteuersignal Xp1 (Steuersignaldruck) dem Regler 16a für die Hauptpumpe 1a zugeführt und der von dem Wechselventil 69 ausgewählte Operations-Signaldruck wird als Pumpensteuersignal Xp2 (Steuersignaldruck) dem Regler 16b für die Hauptpumpe 1b zugeführt.
Durch Anordnen und Verbinden der Wechselventile 55–69 in einer hierarchischen Struktur von der ersten Stufe bis zur fünften Stufe, wie vorstehend beschrieben, können das Spurketten-Operationssignal Xt, das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf und die Pumpensteuersignale Xp1, Xp2 als Steuersignaldrücke erzeugt werden aus den Operations-Signaldrücken, die durch die Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette, die Steuerdruck-Operationseinheit 49 für die linke Spurkette, die Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, die Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, die Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm und die Steuerdruck-Operationseinheit 53 zum Verschwenken mit einer minimalen Anzahl an Wechselventilen erzeugt worden sind.
In der obigen Konstruktion bildet das Wechselventil 55 ein erstes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke aus einem Paar von Steuerdruckventilen einer rechten Spurketten-Operationseinheit. Das Wechselventil 56 bildet ein zweites Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke aus einem Paar von Steuerdruckventilen einer linken Spurketten-Operationseinheit. Das Wechselventil 57 bildet ein drittes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke aus einem Paar von Steuerdruckventilen einer Löffel-Operationseinheit. Das Wechselventil 58 bildet ein viertes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke von einem Paar von Steuerdruckventilen einer Ausleger-Operationseinheit. Das Wechselventil 59 bildet ein fünftes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke aus einem Paar von Steuerdruckventilen einer Arm-Operationseinheit. Das Wechselventil 60 bildet ein sechstes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke von einem Paar von Steuerdruckventilen einer Schwenk-Operationseinheit.
Weiterhin bildet das Wechselventil 63 ein siebtes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke, die von dem vierten und fünften Wechselventil ausgewählt worden sind. Das Wechselventil 65 bildet ein achtes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke, die vom dritten und siebten Wechselventil ausgewählt worden sind. Das Wechselventil 66 bildet ein neuntes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke, die vom siebten und sechsten Wechselventil ausgewählt worden sind. Zusätzlich bildet das Wechselventil 67 ein zehntes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke, die vom ersten und achten Wechselventil als ein Maximaldruck aus einer Mehrzahl von Operations-Signaldruckgruppen ausgewählt worden sind. Das Wechselventil 69 bildet ein elftes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke, die von dem zweiten und neunten Wechselventil als ein weiterer Maximaldruck der Mehrzahl von Operations-Signaldruckgruppen ausgewählt worden sind. Das Wechselventil 68 bildet ein zwölftes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke, die von dem achten und neunten Wechselventil als noch ein weiterer Maximaldruck der Mehrzahl von Operations-Signaldruckgruppen ausgewählt worden sind. Das Wechselventil 62 bildet ein dreizehntes Wechselventil zum Auswählen des höheren der Signaldrücke, die vom ersten und zweiten Wechselventil als noch ein weiterer Maximaldruck der Mehrzahl an Operations-Signaldruckgruppen ausgewählt worden sind.
Ferner bilden die Operations-Signaldrücke Af, Ar, Bf, Br, Cd, Cc, Dd, Du, Ec, Ed, Fr und Fl aus den Steuerdruck-Operationseinheiten 48, 49, 50, 51, 52 und 53 Operationssignaldrücke, die von einer Mehrzahl von Operationseinheiten erzeugt worden sind. Von den Operationssignaldrücken bilden beispielsweise Af, Ar, Cc, Cd, Du, Dd, Ec und Ed eine vorbestimmte Gruppe von Operations-Signaldrücken, und das Pumpensteuersignal Xp1, das einen Maximaldruck in dieser Gruppe darstellt, bildet ein erstes Pumpensteuersignal als einen Steuersignaldruck. In gleicher Weise bilden die Operations-Signaldrücke Bf, Br, Du, Dd, Ec, Ed, Fr und Fl eine vorbestimmte Gruppe von Operations-Signaldrücken, und das Pumpensteuersignal Xp2, das einen Maximaldruck in dieser Gruppe darstellt, bildet einen Steuersignaldruck. Die Operations-Signaldrücke Cc, Cd, Du, Dd, Ec, Ed, Fr und Fl bilden eine vorbestimmte Gruppe von Operations-Signaldrücken, und das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf, das ein Maximaldruck in dieser Gruppe ist, bildet ein zweites Pumpensteuersignal als einen Steuersignaldruck. Auch die Operations- Signaldrücke Af, Ar, Bf und Br bilden eine vorbestimmte Gruppe von Operations-Signaldrücken, und das Spurketten-Operationssignal Xt, das ein Maximaldruck in dieser Gruppe ist, bildet einen Steuersignaldruck.
Wenn in dem so ausgebildeten Beispiel mindestens eine von der Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette, der Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger und der Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm verstellt wird, wird einer oder mehrere der erzeugten Operations-Signaldrücke dem entsprechenden einen oder mehreren Strömungssteuerventilen 5–8 zugeführt. Wenn die Anzahl der erzeugten Operations-Signaldrücke eins ist, wird dieser Operations-Signaldruck als Pumpensteuersignal Xp1 an den Regler 16a für die Hauptpumpe 1a ausgegeben. Wenn eine Mehrzahl von erzeugten Signaldrücken vorhanden ist, wird das Maximum der Mehrzahl von Operations-Signaldrücken von den Wechselventilen 55, 57, 58, 59, 63, 65 und 67 ausgewählt und danach als das Pumpensteuersignal Xp1 an den Regler 16a für die Hauptpumpe 1a ausgegeben. Der Regler 16a hat eine solche Charakteristik, dass die Verschwenkung der Hauptpumpe 1a größer wird, wenn der Druck des Pumpensteuersignals Xp1 ansteigt. Wenn das Pumpensteuersignal Xp1 anliegt, vergrößert der Regler 16a die Fördermenge der Hauptpumpe 1a entsprechend dem Druck des Pumpensteuersignals Xp1. Als Resultat werden eines oder mehrere der Strömungssteuerventile entsprechend den erzeugten Operations-Signaldrücken verschoben, und das Hydraulikfluid wird von der Hauptpumpe 1a mit einer Strömungsmenge gefördert, die von dem einen oder dem ausgewählten Operations-Signaldruck (der Zulaufmenge der Steuerdruck-Operationseinheit) abhängt. Das geförderte hydraulische Fluid wird zu dem entsprechenden einen oder mehreren Aktuatoren 33, 34, 36 und 37 für deren Antrieb zugeführt.
Wenn zumindest eine von der Steuerdruck-Operationseinheit 49 für die linke Spurkette, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, der Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm und der Steuerdruck-Operationseinheit 53 zum Verschwenken verstellt wird, werden einer oder mehrere der erzeugten Operations-Signaldrücke dem entsprechenden einen oder mehreren Strömungssteuerventilen 9, 10, 11 und 13 zugeführt. Wenn die Anzahl der erzeugten Operationssignaldrücke eins ist, wird dieser Operations-Signaldruck als Pumpensteuersignal Xp2 an den Regler 16b für die Hauptpumpe 1b ausgegeben. Wenn eine Mehrzahl von erzeugten Operations-Signaldrücken vorhanden ist, wird das Maximum der Mehrzahl von Operations-Signaldrücken von den Wechselventilen 56, 58, 59, 60, 63, 64, 66 und 69 ausgewählt und daraufhin als das Pumpensteuersignal Xp2 an den Regler 16b für die Hauptpumpe 1b ausgegeben. Der Regler 16b hat auch eine solche Charakteristik, dass die Verschwenkung der Hauptpumpe 1b größer wird, wenn der Druck des Pumpensteuersignals Xp2 ansteigt. Wenn das Pumpensteuersignal Xp2 anliegt, vergrößert der Regler 16b die Fördermenge der Hauptpumpe 1b entsprechend dem Druck des Pumpensteuersignals Xp2. Als Ergebnis werden eines oder mehrere der Strömungssteuerventile entsprechend den erzeugten Operations-Signaldrücken verschoben, und das Hydraulikfluid wird von der Hauptpumpe 1b mit einer Strömungsmenge gefördert, die von dem einen oder dem ausgewählten Operations-Signaldruck (der Zulaufmenge der Steuerdruck-Operationseinheit) abhängt. Das geförderte hydraulische Fluid wird zu dem entsprechenden einen oder mehreren Aktuatoren 35, 36, 37 und 38 für deren Antrieb zugeführt.
Wenn mindestens eine von der Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, der Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm und der Steuerdruck-Operationseinheit 53 zum Verschwenken verstellt wird, werden einer oder mehrere der erzeugten Operations-Signaldrücke dem entsprechenden einen oder mehreren Strömungssteuerventilen 6, 7, 8, 9, 10 und 11 zugeführt. Wenn die Anzahl der erzeugten Operations-Signaldrücke eins ist, wird dieser Operations-Signaldruck als Front-/Schwenk-Operationssignal Xf an den Schwenk-Bremszylinder 27 ausgegeben. Wenn eine Mehrzahl von erzeugten Signaldrücken vorhanden ist, wird das Maximum der Mehrzahl von Operations-Signaldrücken von den Wechselventilen 57, 58, 59, 60, 63, 64, 65, 66 und 68 ausgewählt und danach als Front-/Schwenk-Operationssignal Xf an den Schwenk-Bremszylinder 27 ausgegeben. Demgemäß werden einer oder mehrere der entsprechenden Aktuatoren 34, 35, 36, 37 angetrieben und der Bremszylinder 27 wird aus seinem Bremszustand gelöst. Wenn daher als Ergebnis die Steuerdruck-Operationseinheit 53 zum Schwenken verstellt wird, kann der Schwenkmotor 35 rotieren. Auch wenn irgendeine von der Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger und der Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm verstellt wird, wird verhindert, dass ein zwischen dem Schwenkmotor 35 und einem Schwenkgestänge vorgesehenes Untersetzungsgetriebe (nicht dargestellt) einer Last ausgesetzt wird, weil der Schwenkmotor 35 aus einem Bremszustand gelöst ist, auch wenn Schwenkkräfte auf das oberen Schwenkgestell einwirken aufgrund von Reaktionskräften, die durch den Betrieb der Arbeitsfront 44 erzeugt worden sind.
Wenn zumindest eine von der Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, der Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm und der Steuerdruck-Operationseinheit 53 zum Verschwenken mit der Absicht verstellt wird, die kombinierte Operation von Spurkette/Front oder Spurkette/Schwenken auszuführen mit Hilfe der Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette und der Steuerdruck-Operationseinheit 49 für die linke Spurkette, werden die erzeugten Operations-Signaldrücke den Strömungssteuerventilen 5, 13 zugeführt und einem oder mehreren der entsprechenden Strömungssteuerventile 6, 7, 8, 9, 10 und 11. Das Maximum der Operations-Signaldrücke aus der Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, der Steuerdruck-Operationseinheit 53 für das Schwenken wird von den Wechselventilen 57, 58, 59, 60, 63, 64, 65, 66 und 68 ausgewählt und daraufhin als Front-/Schwenk-Operationssignal Xf an das Spurketten-Kommunikationsventil 26 ausgegeben. Dementsprechend wird das Spurketten-Kommunikationsventil 26 aus der dargestellten Absperrposition in die Kommunikationsposition verschoben, wodurch das von der Hauptpumpe 1a geförderte hydraulische Fluid nicht nur zu dem Strömungssteuerventil 5, sondern ebenso zu dem Strömungssteuerventil 13 geleitet werden kann. Auch wenn eines oder mehrere der Strömungssteuerventile 9, 10, 11 stromauf vom Strömungssteuerventil 13 verschoben werden und das Hydraulikfluid von der Hauptpumpe 1b bevorzugt zu den verschobenen Strömungssteuerventilen gefördert wird, kann das von der Hauptpumpe 1a geförderte hydraulische Fluid beiden Spurkettenmotoren 33, 38 zugeführt werden. Die Hauptpumpe 1a kann dadurch zum Fahren (Kettenbetrieb) nur während der kombinierten Operation von Spurketten/Front oder Spurketten/Schwenken verwendet werden.
Wenn weiterhin zumindest eine von allen Steuerdruck-Operationseinheiten (der Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette, der Steuerdruck-Operationseinheit 49 für die linke Spurkette, der Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, der Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm und der Steuerdruck-Operationseinheit 53 für die Schwenkung) verstellt wird, wird einer oder mehreren der erzeugten Operations-Signaldrücke zu dem entsprechenden einen oder mehreren Strömungssteuerventilen 5–11 und 13 geführt. Wenn zusätzlich zumindest eine der Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette und der Steuerdruck-Operationseinheit 49 für die linke Spurkette verstellt wird, wird das Maximum der erzeugten Operationssignaldrücke von den Wechselventilen 55, 56 und 62 ausgewählt und als Spurketten-Operationssignal Xt von dem Drucksensor 28 bestimmt. Auch wenn zumindest eine der Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, der Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm und der Steuerdruck-Operationseinheit 53 zum Verschwenken verstellt wird, wird das Maximum der erzeugten Operations-Signaldrücke als Front-/Schwenk-Operationssignal Xf ausgegeben, wie oben beschrieben, und von dem Drucksensor 29 bestimmt. Die Signale aus den Drucksensoren 28, 29 werden der Steuereinrichtung 30 zugeführt.
Wenn der Auto-Leerlauf-Schalter 32 ausgeschaltet wird, erzeugt die Steuereinheit 30 ein Motordrehzahl-Befehlssignal basierend auf dem Signal von der Motordrehzahl-Einstellskala 31 und führt es dem Regler 3a des Motors 3 zu, um den Motor 3 auf eine Solldrehzahl zu steuern, die von der Motordrehzahl-Einstellskala 31 vorgegeben wird.
Wenn das Spurketten-Operationssignal Xt oder das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf von dem Drucksensor 28 oder 29 in einem Zustand, in dem der Auto-Leerlauf-Schalter 32 eingeschaltet ist, bestimmt wird, steuert die Steuereinrichtung 30 den Motor 3 auf eine Soll-Drehzahl, die von der Motordrehzahl-Einstellskala 31 eingestellt worden ist, wie im Fall des ausgeschalteten Auto-Leerlauf-Schalters 32. Wenn andererseits weder das Spurketten-Operationssignal Xt noch das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf von den Drucksensoren 28, 29 in einem Zustand bestimmt worden ist, in welchem der Auto-Leerlauf-Schalter 32 eingeschaltet ist, d. h. wenn irgendeine Steuerdruck-Operationseinheit betätigt wird, gibt die Steuereinrichtung 30 als Motordrehzahl-Befehlssignal ein Leerlaufbefehlssignal aus, unabhängig von der Einstellung der Motordrehzahl-Einstellskala 31 und steuert dadurch die Drehzahl des Motors 3 auf eine bestimmte niedrige Drehzahl. Als ein Ergebnis wird in einem neutralen Zustand, in dem keiner der Aktuatoren betätigt wird, die Drehzahl des Motors 3 automatisch auf eine bestimmte niedrige Drehzahl reduziert, wodurch ein ökonomischer Betrieb erreicht wird.
Mit dem vorstehend beschriebenen Beispiel können die Steuervorrichtungen, wie z. B. die Regler 16a, 16b für die hydraulischen Hauptpumpen 1a, 1b, der Schwenk-Bremszylinder 27, das Spurketten-Kommunikationsventil 26 und der Regler 3a des Motors 3, betrieben werden durch Erzeugen von erforderlichen Steuersignaldrücken aus den Operations-Signaldrücken in dem Wechselventilblock 22.
Da ferner bei diesem Beispiel die Wechselventile 55–69 in den Wechselblock 22 eingebaut sind und die erforderlichen Steuersignaldrücke in dem Wechselblock 22 erzeugt werden, wird das Niederdrucksystem (Steuerdrucksystem) der Wechselventile vollständig von dem Hochdrucksystem der Strömungssteuerventile 5–13 und dem Ventilblock der Ventileinheit 4 getrennt, der aus hochfestem Material besteht und eine geringe Größe haben kann. Andererseits kann der Blockkörper 54 des Wechselventilblocks 22, der als ein gemeinsamer Ventilblock der Wechselventile 55–69 dient, aus einem kostengünstigen Material hergestellt sein. Als Ergebnis können die gesamten Herstellungskosten reduziert werden.
Da ferner die Wechselventile 55–69 alle in einem Wechselventilblock 22 eingebaut sind, werden keine Rohrverbindungen zwischen den Wechselventilen benötigt, wodurch sich die Kreiskonfiguration vereinfacht. Daher wird die Montageeffizienz des Hydraulikkreissystems verbessert und ein Druckverlust bei der Übertragung der Signaldrücke wird minimiert, was dazu führt, dass die Steuervorrichtungen, wie die Regler 16a, 16b, der Schwenk-Bremszylinder 27, das Spurketten-Kommunikationsventil 26 und der Motorregler 3a mit gutem Ansprechverhalten betrieben werden können.
Da weiterhin bei diesem Beispiel die Wechselventile 55–69 in dem Wechselventilblock 22 in einer hierarchischen Ordnung von der ersten Stufe zur fünften Stufe angeordnet und verbunden sind, können das Spurketten-Operationssignal Xt, das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf und die Pumpensteuersignale Xp1, Xp2 als Steuerdrucksignale erzeugt werden aus den Operations-Signaldrücken, die von der Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette, der Steuerdruck-Operationseinheit 49 für die linke Spurkette, der Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, der Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm und der Steuerdruck-Operationseinheit 53 zum Schwenken mit einer minimalen Anzahl an Wechselventilen er zeugt werden. Daraus folgt, dass der Wechselventilblock 22 kompakt und mit verringerten Produktionskosten hergestellt werden kann.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In 6 sind zu den in 5 gezeigten Bauteilen äquivalente Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Teil der erforderlichen Steuersignaldrücke von einem hydraulischen Wahlventil in einem Wechselventilblock erzeugt.
Im Einzelnen enthält gemäß 6 ein Wechselventilblock 22A ein hydraulisches Wahlventil 76 zusätzlich zu den in einem Blockkörper 54 angeordneten Wechselventilen 55–69. Die Wechselventile 55–69 sind die gleichen wie in dem obigen ersten Beispiel.
Das hydraulische Wahlventil 76 hat einen Druckaufnahmeabschnitt 76a, dem der vom Wechselventil 68 ausgewählte maximale Druck zugeführt wird, und wird entsprechend dem maximalen Druck betätigt, um einen Steuersignaldruck aus dem Druck der Steuerdruckpumpe 2 zu erzeugen. Wenn der vom Wechselventil 68 ausgewählte maximale Druck ein Rücklaufdruck ist, wird das hydraulische Wahlventil 76 in einer Position, wie dargestellt, gehalten, in welcher der Steuersignaldruck auf den Rücklaufdruck reduziert ist. Wenn der von dem Wechselventil 68 ausgewählte Maximaldruck den Rücklaufdruck übersteigt, wird das hydraulische Wahlventil 76 aus der dargestellten Position in eine Gegenposition verschoben, in welcher der Druck der Steuerdruckpumpe 2, welcher dem Wechselventilblock 22A zugeleitet wird (vgl. die Zwei-Punkt-Strichlinie in 1), als Steuersignaldruck ausgegeben wird (Front-/Schwenk-Operationssignal Xf). Der Schwenk-Bremszylinder 27 und das Spurketten-Kommunikationsventil 26 werden von dem ausgegebenen Steuersignaldruck betätigt.
Da in diesem so ausgebildeten ersten Ausführungsbeispiel der vom Wechselventil 68 als Maximaldruck ausgewählte Operationssignaldruck nur in einem begrenzten Durchlass im Wechselventilblock 22A anliegt zur Verwendung bei dem Schwenk-Bremszylinder 27 und dem Spurketten-Kommunikationsventil 26, die Steuervorrichtungen darstellen, wird die Länge einer Übertragungsleitung des Operationssignaldruckes, der als Maximaldruck von dem Wechselventil 68 ausgewählt worden ist, nicht wesentlich vergrößert und demzufolge können eines oder auch mehrere entsprechende Strömungssteuerventile mit gutem Ansprechverhalten verschoben werden. Da andererseits vom Standpunkt des Betriebs des Schwenk-Bremszylinders 27 und des Spurketten-Kommunikationsventils 26, die Steuervorrichtungen bilden, der Steuersignaldruck (Front-/Schwenk-Operationssignal Xf) von dem hydraulischen Wahlventil 76 erzeugt wird aus dem Druck der hydraulischen Steuerdruckquelle 2, 18, kann der Steuersignaldruck mit einer ausreichenden Strömungsmenge zur Verfügung gestellt werden; damit können der Schwenk-/Bremszylinder 27 und das Spurketten-Kommunikationsventil 26 mit einem besseren Ansprechverhalten betrieben werden.
Demgemäß kann zusätzlich zu den gleichen Vorteilen wie bei dem ersten obigen Beispiel dieses erste Ausführungsbeispiel einen Vorteil eines besseren Ansprechverhaltens beim Verschieben des Schwenk-Bremszylinders 27 und des Spurketten-Kommunikationsventils 26 haben. Speziell für den Schwenk-Bremszylinder 27 wird die Geschwindigkeit zum Lösen einer Schwenkbremse vergrößert und die Bremse kann zuverlässig vor dem Start des Schwenkmotors 35 gelöst werden. Das Spurketten-Kommunikationsventil 26 wird zuverlässig in die Kommunikationsstellung verschoben, bevor die Fahrt beginnt, sodass der Bagger mit verbesserter Geradeausfahrt-Eigenschaft fahren kann. Da ferner auch die Strömungssteuerventile mit einem guten Ansprechverhalten verschoben werden können, lässt sich eine gleichmäßige Betriebsfähigkeit in dem gesamten hydraulischen Steuersystem erreichen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der 7 beschrieben. In 7 sind zu den in 5 gezeigten Bauteilen äquivalente Bauteile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird ebenfalls ein Teil der erforderlichen Steuersignaldrücke von einem hydraulischen Wahlventil in einem Wechselventilblock erzeugt.
Im Einzelnen enthält gemäß 7 ein Wechselventilblock 22B hydraulische Wahlventile 77, 78 zusätzlich zu Wechselventilen 55–69, die in einem Blockkörper 54 eingebaut sind. Die Wechselventile 55–69 sind die gleichen wie diejenigen in dem obigen ersten Ausführungsbeispiel.
Das hydraulische Wahlventil 77 ist ein Proportionaldruck-Reduzierventil mit einem Druckaufnahmeabschnitt 77a, dem der von dem Wechselventil 67 ausgewählte Maximaldruck zugeführt wird, wobei das Ventil entsprechend dem Maximaldruck betrieben wird, um einen Steuersignaldruck aus dem Druck der Steuerdruckpumpe 2 zu erzeugen. Das hydraulische Wahlventil 77 wird betrieben entsprechend einem Level des vom Wechselventil 67 ausgewählten Maximaldruckes und reduziert den Druck der Steuerdruckpumpe 2 auf einen Steuersignaldruck entsprechend dem Level des obigen Maximaldruc kes, der daraufhin als das Pumpensteuersignal Xp1 ausgegeben wird. Der Regler 16a für die hydraulische Hauptpumpe 1a wird von diesem Ausgangs-Steuersignaldruck betätigt.
Das hydraulische Wahlventil 78 ist ein Proportionaldruck-Reduzierventil, das einen Druckaufnahmeabschnitt 78a enthält, dem der von dem Wechselventil 69 ausgewählte Maximaldruck zugeführt wird, wobei dieses Reduzierventil entsprechend dem Maximaldruck betätigt wird, um aus dem Druck der Steuerdruckpumpe 2 einen Steuersignaldruck zu erzeugen. Das hydraulische Wahlventil 78 wird betätigt in Abhängigkeit von einem Level des Maximaldruckes, der von dem Wechselventil 69 ausgewählt wurde, und reduziert den Druck der Steuerdruckpumpe 2 auf einen Steuersignaldruck entsprechend dem Level des obigen Maximaldrucks, der daraufhin als Pumpensteuersignal Xp2 ausgegeben wird. Der Regler 16b für die hydraulische Hauptpumpe 1b wird von dem Ausgangs-Steuersignaldruck betätigt.
Da auch in diesem zweiten so ausgebildeten Ausführungsbeispiel die als Maximaldrücke von den Wechselventilen 67, 69 ausgewählten Operationssignaldrücke nur in begrenzten Durchgängen in dem Wechselventilblock 22B anliegen, um bei den Reglern 16a, 16b, die Steuervorrichtungen darstellen, verwendet zu werden, ist die Länge einer Übertragungsleitung von jedem der Operations-Signaldrücke, die als Maximaldrücke von den Wechselventilen 67, 69 ausgewählt worden sind, nicht wesentlich vergrößert und daher kann eines oder auch mehrere der entsprechenden Strömungssteuerventile mit einem guten Ansprechverhalten verschoben werden. Da andererseits vom Standpunkt des Betriebes der Regler 16a, 16b, die Steuervorrichtungen darstellen, die Steuersignaldrücke (die Pumpen-Steuersignale Xp1, Xp2) von den hydraulischen Wahlventilen 77, 78 erzeugt wer den aus dem Druck der hydraulischen Steuerdruckquelle, können die Steuersignaldrücke jeweils mit einer ausreichenden Strömungsmenge zur Verfügung gestellt werden, wodurch die Regler 16a, 16b mit einem besseren Ansprechverhalten betrieben werden können.
Demgemäß liefert zusätzlich zu den Merkmalen des obigen ersten Beispiels dieses zweite Ausführungsbeispiel den Vorteil eines verbesserten Ansprechverhaltens der Regler 16a, 16b. Dementsprechend können die Fördermengen der Hauptpumpen 1a, 1b auf eine Betätigung der Steuerdruck-Operationseinheit hin schnell vergrößert und verkleinert werden. Da ferner auch die Strömungssteuerventile mit einem guten Ansprechverhalten verschoben werden können, kann eine gleichmäßige Funktionsfähigkeit des gesamten hydraulischen Steuersystems erhalten werden.
Eine dritte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. In 8 sind die mit den in 5–7 dargestellten Bauteilen äquivalenten Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In dieser dritten Ausführung sind die obigen ersten und zweiten Ausführungen miteinander kombiniert.
Im Einzelnen enthält gemäß 8 ein Wechselventilblock 22C hydraulische Wahlventile 76, 77, 78 zusätzlich zu den in einem Blockkörper 54 eingebauten Wechselventilen 55–69. Die Wechselventile 55–69 sind die gleichen wie diejenigen im ersten Beispiel, das hydraulische Wahlventil 76 ist das gleiche wie in der ersten Ausführung und die hydraulischen Wahlventile 77, 78 sind die gleichen wie diejenigen in der zweiten Ausführung.
Mit dieser dritten Ausführung können alle Vorteile der ersten und zweiten Ausführungen erhalten werden.
Während die Steuervorrichtungen in den obigen ersten bis vierten Ausführungen als ein Schwenk-Bremszylinder, ein Spurketten-Kommunikationsventil, Pumpenregler und ein Motorregler beschrieben worden sind, kann die vorliegende Erfindung auch in gleicher Weise bei anderen Steuervorrichtungen mit den gleichen Vorteilen angewendet werden.
Ein zweites Vergleichsbeispiel, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird im Folgenden anhand der 9–11 beschrieben. In diesem Beispiel ist ein Reserveanschluss in einem Wechselventilblock ausgebildet.
In 9 werden eine Hydraulikpumpe 202 als eine Hauptpumpe und eine Steuerdruckpumpe 203 von einem Motor 201 drehangetrieben. Die Hydraulikpumpe 202 ist eine Verstellpumpe, deren Verschwenkung von einem Regler 204 zur Steuerung der Pumpenförderkapazität gesteuert wird.
Ein von der Hydraulikpumpe 202 gefördertes Hydraulikfluid wird zu und von Aktuatoren geleitet, d. h. einem Hydraulikmotor 208 und Hydraulikzylindern 209, 210 durch Verschieben von Strömungssteuerventilen 205, 206, 207. Hier sind die Strömungssteuerventile 205, 206, 207 vom Zentrum-Bypass-Typ. Eine zentrale Bypassleitung 202b ist mit ihrem Aufstromende an eine Förderleitung 202a der Hydraulikpumpe 202 und mit ihrem Abstromende an einen Rücklaufbehälter angeschlossen. Entsprechende zentrale Bypass-Anschlüsse der Strömungssteuerventile 205, 206, 207 sind in Reihe mit der zen tralen Bypassleitung 202b verbunden. Eine Hydraulikfluid-Zuführleitung 202c ist ebenfalls an die Förderleitung 202a der Hydraulikpumpe 202 angeschlossen und entsprechende Pumpenanschlüsse der Strömungssteuerventile 205, 206, 207 sind parallel zu der Hydraulikfluid-Zuführleitung 202c verbunden. Die Hydraulikfluid-Zuführleitung 202c ist an ihrem Abstromende mit dem Rücklaufbehälter über ein Überdruckventil 202d verbunden, das als Sicherheitsventil dient.
Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 sind jeweils für die Aktuatoren 208, 209, 210 vorgesehen. Die Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 enthalten jeweils Paare von Steuerdruckventilen (Druckminderventilen), die einen Steuerdruck der Steuerdruckpumpe 203 in Signaldrücke A oder B, C oder D und E oder F konvertieren in Abhängigkeit von der Richtung und dem Eingabewert, in die und um welchen zugeordnete Steuerhebel verstellt werden. Die Signaldrücke werden zu hydraulischen Antriebssektoren an den gegenüberliegenden Enden der Strömungssteuerventile 205, 206, 207 zum Verstellen dieser Ventile geleitet. Der Steuerdruck der Steuerdruckpumpe 203 wird von einem Steuerdruck-Entlastungsventil 214 eingestellt.
Ein Wechselventilblock 215, der ein Merkmal dieses Beispiels darstellt, enthält einen Blockkörper 215a und eine Mehrzahl von Wechselventilen 216, 217, 218, 219, 220 und 221, die in den Blockkörper 215 eingebaut sind. Das Maximum der Signaldrücke aus den Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 wird von den Wechselventilen 216, 217, 218, 219 und 220 bestimmt und der bestimmte Maximaldruck wird an den Regler 204 für die Hydraulikpumpe 202 über das Wechselventil 221 und eine Leitung 222 geführt.
Der Regler 204 enthält ein Steuerventil 204a und einen Servokolben 204b. Der in dem Wechselventilblock 215 ausgewählte Maximaldruck wird in das Steuerventil 204a eingeführt. Wenn der in das Steuerventil 204a eingeführte Maximaldruck ansteigt, wird das Steuerventil 204a in der Zeichnung nach links verschoben, wodurch der Steuerdruck der Steuerdruckpumpe 203 einer Druckaufnahmekammer von größerem Durchmesser des Servokolbens 204b eingeführt wird, wodurch der Servokolben 204b in der Zeichnung nach links bewegt wird, weil eine Differenz zwischen den Querschnittsbereichen der Druckaufnahmekammern mit kleinerem und derjenigen mit größerem Durchmesser vorhanden ist. Als ein Ergebnis wird die Verschwenkung, d. h. die Förderkapazität, der Hydraulikpumpe 202 vergrößert. Wenn der dem Steuerventil 204a zugeführte Maximaldruck sinkt, wird das Steuerventil 204a in der Zeichnung nach rechts verschoben, wodurch der Rücklaufdruck der Druckaufnahmekammer mit größerem Durchmesser des Servokolbens 204b zugeführt wird, um den Druck darin zu reduzieren, wodurch der Servokolben 204b in der Zeichnung nach rechts bewegt wird. Als Ergebnis wird die Schwenkung, d. h. die Förderkapazität, der Hydraulikpumpe 202 vermindert. Damit wird die hydraulische Verstellpumpe 202 von dem Regler 204 zum Erhalt einer in 10 dargestellten Charakteristik gesteuert entsprechend dem im Wechselventilblock 215 ausgewählten Maximaldruck.
In dem Wechselventilblock 215 ist das Wechselventil 221 zur Reserve vorgesehen, um eingesetzt zu werden, wenn ein Aktuator hinzugefügt wird, und ein Reserveanschluss L ist in dem Blockkörper 215a entsprechend dem Wechselventil 221 ausgebildet. Der höhere Druck an dem Reserveanschluss L und der Ausgangsdruck des Wechselventils 220 werden selektiv von dem Reserve-Wechselventil 221 bestimmt.
In der obigen Konstruktion bilden die Operations-Signaldrücke A, B, C, D, E und F aus den Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 Operations-Signaldrücke, die von einer Mehrzahl von Steuerdruck-Operationseinheiten erzeugt werden, und alle diese Operations-Signaldrücke bilden eine vorbestimmte Gruppe von Operations-Signaldrücken. Das Wechselventil 221 ist ein Reserve-Wechselventil zum Auswählen des höheren von dem Maximaldruck in dieser Gruppe (d. h. dem von dem Wechselventil 220 ausgewählten Druck) und dem Druck an dem Reserveanschluss L.
11 ist ein Hydraulikkreisdiagramm, erhalten durch Vorsehen eines Hydraulikzylinders 223 als einen zusätzlichen Aktuator in dem Hydraulikkreis der 9. Verglichen mit dem Hydraulikkreis der 9 sind der Hydraulikzylinder 223, ein Strömungssteuerventil 224, eine Steuerdruck-Operationseinheit 225 und ein Wechselventil 226 hinzugefügt und ein Auslassanschluss des Wechselventils 226 ist mit dem Anschluss L des Wechselventilblocks 215 über eine Leitung 227 verbunden.
Das Strömungssteuerventil 224 ist in der weitesten Abstromseite der zentralen Bypassleitung 202b angeordnet und hat einen Pumpenanschluss, der mit der Hydraulikfluid-Zuflussleitung 202c parallel zu den Pumpenanschlüssen der anderen Strömungssteuerventile 205, 206, 207 verbunden ist.
Die Steuerdruck-Operationseinheit 225 enthält ein Paar von darin eingebauten Steuerdruckventilen (Druckminderventilen). Die Steuer druckventile wandeln den Steuerdruck der Steuerdruckpumpe 203 in einen Signaldruck G oder H um entsprechend der Richtung und dem Einstellwert, in die und um welchen ein zugeordneter Steuerhebel verstellt wird. Ausgangsanschlüsse der Steuerdruck-Operationseinheit 225, welche die Signaldrücke G und H liefern, sind mit hydraulischen Antriebssektoren an den entgegengesetzten Enden des Strömungssteuerventils 224 über (nicht dargestellte) Rohrleitungen verbunden. Die Signaldrücke G und H werden den hydraulischen Antriebssektoren an den entgegengesetzten Enden des Strömungssteuerventils 224 für seine Verschiebung zugeführt.
Der höhere der Signaldrücke G, H wird von dem Wechselventil 226 bestimmt und der so bestimmte Signaldruck wird dem Wechselventil 215 über den Reserveanschluss L zugeführt. Wie oben angegeben, wird dann der höhere des Ausgangsdruckes des Wechselventils 226 und des Ausgangsdruckes des Wechselventils 220 selektiv durch das Reserve-Wechselventil 221 bestimmt und zu dem Regler 204 übertragen.
Mit dem obigen für den zusätzlichen Aktuator 223 ausgebildeten Kreisdiagramm kann die Verschwenkung (Förderkapazität) der Hydraulikpumpe 202 gesteuert werden durch den Signaldruck G oder H aus der dem zusätzlichen Aktuator 223 zugeordneten Steuerdruck-Operationseinheit 225.
Der zusätzliche Aktuator 223 kann ein Aktuator für einen Brecher oder Zerkleinerer sein, der beispielsweise an einem hydraulischen Bagger montiert wird.
Bei diesem derart ausgebildeten Vergleichsbeispiel sind die Wechselventile 216–220 in dem Wechselventilblock 215 vorgesehen, der Reserveanschluss L ist in dem Blockkörper 215a des Wechselventilblocks 215 ausgebildet und das Reserve-Wechselventil 221 ist in dem Wechselventilblock 215 vorgesehen. Auch im Falle des nachträglichen Anbaus des zusätzlichen Aktuators 223 kann daher die Schwenksteuerung der Hydraulikpumpe 202 auf einfache Weise für den zusätzlichen Aktuator 223 erreicht werden durch Verbinden der dem zusätzlichen Aktuator 223 zugeordneten Steuerdruck-Operationseinheit 225 mit dem Reserveanschluss L des Wechselventilblocks 215.
Obgleich das Reserve-Wechselventil 221 zum Auswählen des Signaldrucks für den zusätzlichen Aktuator 223 in der dargestellten Ausführung stromab des Wechselventils 220 angeordnet ist, ist die Anordnung des Wechselventils 221 nicht auf die dargestellte Position beschränkt. 12 zeigt ein Beispiel einer anderen Ausführung des Wechselventils 221. In einem Wechselventilblock 215A ist das Reserve-Wechselventil 221 stromauf des Wechselventils 220 in einer Position angeordnet, die zum Auswählen des höheren Drucks von dem Druck am Reserveanschluss L und dem am Ausgang des Wechselventils 218 geeignet ist. Der höhere von dem Ausgangsdruck des Wechselventils 219 und dem Ausgangsdruck des Wechselventils 221 wird dann von dem Wechselventil 220 ausgewählt und zu dem Regler 204 übertragen.
In diesem Beispiel bilden die Operations-Signaldrücke A, B, C, D, E und F aus den Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 Operations-Signaldrücke, die von einer Mehrzahl der Steuerdruck-Operationseinheiten erzeugt werden, wobei einige der Operations-Signal drücke, z. B. E und F, eine vorbestimmte Gruppe von Operations-Signaldrücken bilden. Dann bildet das Wechselventil 221 ein Reserve-Wechselventil zum Auswählen des höheren von dem Maximaldruck in dieser Gruppe (d. h. dem von dem Wechselventil 218 ausgewählten Druckes) und dem Druck an dem Reserveanschluss L.
Ein weiteres Vergleichsbeispiel, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 13 und 14 beschrieben. In den 13 und 14 sind die zu den in 9 und 11 gezeigten Bauteilen äquivalenten Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dieses Beispiel enthält zwei Hauptpumpen.
In 13 werden Hydraulikpumpen 202, 228 als zwei Hauptpumpen und eine Steuerdruckpumpe 203 von einem Motor 201 drehangetrieben. Ebenso wie die Hyraulikpumpe 202 ist die Hydraulikpumpe 228 eine Verstellpumpe, deren Verschwenkung von einem Regler 229 gesteuert wird, der ein Steuerventil 229a und einen Servokolben 229b zur Steuerung der Pumpenförderkapazität aufweist.
Von den Hydraulikpumpen 202, 228 geförderte Hydraulikfluide werden getrennt oder gemeinsam zu und von Aktuatoren geleitet, d. h. einem Hydraulikmotor 208 und Hydraulikzylindern 209, 210, 233, durch Verschieben der Strömungssteuerventile 205, 206, 207 und von Strömungssteuerventilen 230, 231, 232.
Ebenso wie die Strömungsventile 205, 206, 207 sind die Strömungssteuerventile 230, 231, 232 vom zentralen Bypass-Typ. Eine zentrale Bypassleitung 228b ist an ihrem Aufstromende an eine Förderleitung 228a der Hydraulikpumpe 228 und mit ihrem Abstromende an einen Rücklaufbehälter angeschlossen. Entsprechende zentrale Bypass-Anschlüsse der Strömungssteuerventile 230, 231, 232 sind in Reihe mit der zentralen Bypassleitung 228b verbunden. Eine Hydraulikfluid-Zuführleitung 228c ist ebenfalls an die Förderleitung 228a der Hydraulikpumpe 228 angeschlossen und entsprechende Pumpenanschlüsse der Strömungssteuerventile 230, 231, 232 sind parallel zu der Hydraulikfluid-Zuführleitung 228c verbunden. Eine Hydraulikfluid-Zuführleitung 228d ist von der Hydraulikfluid-Zuführleitung 228c abgezweigt. Der Pumpenanschluss des Strömungssteuerventils 206 ist mit der Hydraulikfluid-Zuführleitung 228d und der oben genannten Hydraulikfluid-Zuführleitung 202c für die Hydraulikpumpe 202 verbunden. Die Hydraulikfluid-Zuführleitung 228 ist an ihrer Abstromposition mit der Hydraulikfluid-Zuführleitung 202c an ihrer Abstromposition verbunden und führt ferner zu dem Rücklaufbehälter über ein Überdruckventil 202d, das als Sicherheitsventil dient.
Das Strömungssteuerventil 230 arbeitet so, dass, wenn das Ventil 230 aus einer Neutralposition verschoben wird, es den zentralen Bypass-Anschluss schließt, um eine Zufuhr des Hydraulikfluids aus der Hydraulikpumpe 228 zu dem Strömungssteuerventil 206 zu gestatten, woraufhin das Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe 228 und das Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe 202 dem Aktuator 209 nach dem Zusammenführen zugeleitet werden kann. Das Ende einer Aktuatorleitung 234, das mit der Hydraulikfluid-Zuführleitung 228c verbunden wird, wenn das Strömungssteuerventil 230 in seine rechte Position verschoben wird, wie in der Zeichnung dargestellt, wird durch einen Pfropfen 234a geschlossen.
Ebenso wie bei dem vorbeschriebenen Beispiel der 9 sind die Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 jeweils für die Ak tuatoren 208, 209, 210 vorgesehen. Die Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 wandeln einen Steuerdruck der Steuerdruckpumpe 203 in Signaldrücke A oder B, C oder D und E oder F um, entsprechend der Richtung und dem Einstellbetrag, in die und um welchen zugeordnete Steuerhebel verstellt werden. Die Signaldrücke A, B werden hydraulischen Antriebssektoren an den entgegengesetzten Enden des Strömungssteuerventils 205 für dessen Verstellung zugeführt, woraufhin das von der Hydraulikpumpe 202 geförderte Fluid nur dem Aktuator 208 zugeführt wird. Die Signaldrücke C, D werden hydraulischen Antriebssektoren an entgegengesetzten Enden der Strömungssteuerventile 206, 230 für deren Verschiebung zugeführt, woraufhin die von den Hydraulikpumpen 202, 228 geförderten Hydraulikfluide zusammengeführt und zusammen dem Aktuator 209 nach Passieren des Strömungssteuerventils 206 zugeführt werden. Die Signaldrücke E, F werden hydraulischen Antriebssektoren an den entgegengesetzten Enden der Strömungssteuerventile 207, 231 für deren Verschiebung zugeführt, woraufhin die von den Pumpen 202, 228 geförderten Hydraulikfluide zusammengeführt und dem Aktuator 210 jeweils nach Passieren der Strömungssteuerventile 207, 231 zugeführt werden.
Ferner ist eine Steuerdruck-Operationseinheit 235 für den Aktuator 233 vorgesehen. Ebenso wie die Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 enthält die Steuerdruck-Operationseinheit 235 ein Paar von darin eingebauten Steuerdruckventilen (Druckminderventilen). Die Steuerdruckventile wandeln den Steuerdruck der Steuerdruckpumpe 203 in Signaldrücke I oder J um entsprechend der Richtung und dem Einstellwert, in die und um welchen ein zugeordneter Steuerhebel verstellt wird. Die Signaldrücke I, J werden hydraulischen Antriebssektoren an den entgegengesetzten Enden des Strömungssteuerventils 232 für dessen Verschiebung zugeführt, woraufhin das von der Hydraulikpumpe 228 geförderte Hydraulikfluid nur dem Aktuator 233 zugeleitet wird.
Ein Wechselventilblock 215B enthält einen Blockkörper 215b und eine Mehrzahl von Wechselventilen 216–218, 236, 237, 238, 239, 240 und 241, die in den Blockkörper 215b eingebaut sind. Das Maximum der Signaldrücke aus den Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 wird von den Wechselventilen 216, 217, 218, 237 und 238 bestimmt und der so bestimmte maximale Druck wird an den Regler 204 für die Hydraulikpumpe 202 über das Wechselventil 240 und eine Leitung 222 übertragen. Das Maximum der Signaldrücke aus den Steuerdruck-Operationseinheiten 212, 213, 235 wird von den Wechselventilen 217, 218, 236, 237 und 239 bestimmt und der so bestimmte Maximaldruck wird zum Regler 229 für die Hydraulikpumpe 228 über das Wechselventil 241 und eine Leitung 242 übertragen.
In dem Wechselventilblock 215B sind die Wechselventile 240, 241 als Reserve vorgesehen, und werden genutzt, wenn Aktuatoren hinzugefügt werden, und Reserveanschlüsse L, M sind in dem Blockkörper 215b entsprechend den Wechselventilen 240, 241 ausgebildet. Der höhere von dem Druck an dem Reserveanschluss L und dem Ausgangsdruck des Wechselventils 238 wird von dem Reserve-Wechselventil 240 bestimmt. Der höhere von dem Druck an dem Reserveanschluss M und dem Ausgangsdruck des Wechselventils 239 wird von dem Reserve-Wechselventil 241 bestimmt.
In der obigen Konstruktion bildet die Hydraulikpumpe 202 eine erste Hydraulikpumpe und die Hydraulikpumpe 228 bildet eine zweite Hydraulikpumpe. Die Operations-Signaldrücke A, B, C, D, E, F, I und J aus den Steuerdruck-Operationseinheiten 211, 212, 213 und 235 bilden Operations-Signaldrücke, die von einer Mehrzahl der Steuerdruck-Operationseinheiten erzeugt worden sind. Von diesen Operations-Signaldrücken bilden A, B, C, D, E und F eine Gruppe von Operations-Signaldrücken für die erste Hydraulikpumpe und der schließlich von dem Wechselventil 238 aus dieser Gruppe von Operations-Signaldrücken ausgewählte Maximaldruck bildet einen ersten Maximaldruck. Auch die Operations-Signaldrücke C, D, E, F, I und J bilden eine Gruppe von Operations-Signaldrücken für die zweite Hydraulikpumpe und der schließlich von dem Wechselventil 239 aus dieser Gruppe von Operations-Signaldrücken ausgewählte Maximaldruck bildet einen zweiten Maximaldruck.
Ferner bildet der Reserveanschluss L einen ersten Reserveanschluss und der Reserveanschluss M bildet einen zweiten Reserveanschluss. Das Wechselventil 240 bildet ein erstes Reserve-Wechselventil zum Auswählen des höheren von dem Druck an dem ersten Reserveanschluss und dem ersten Maximaldruck, als einen ersten Steuersignaldruck. Das Wechselventil 241 bildet ein zweites Reserve-Wechselventil zum Auswählen des höheren von dem Druck an dem zweiten Reserveanschluss und dem zweiten Maximaldruck, als einen zweiten Steuersignaldruck. Weiterhin bildet der Regler 204 einen ersten Regler, der entsprechend dem ersten Steuersignaldruck betätigt wird, und der Regler 229 bildet einen gemäß dem zweiten Steuersignaldruck betätigten zweiten Regler.
14 ist ein hydraulisches Kreisdiagramm erhalten durch nachträgliches Vorsehen eines Hydraulikzylinders 223 als einen zusätzlichen Aktuator in dem Hydraulikkreis der 13. Verglichen mit dem Hydraulikkreis der 13 sind der Hydraulikzylinder 223, ein Strö mungssteuerventil 224, eine Steuerdruck-Operationseinheit 225 und ein Wechselventil 226 hinzugefügt, ein Auslassanschluss des Wechselventils 226 ist mit dem Anschluss L des Wechselventilblocks 215B über eine Leitung 227 verbunden und ein Auslassanschluss der Steuerdruck-Operationseinheit 225, die einen Signaldruck H liefert, ist mit dem Anschluss M des Wechselventilblocks 215B über eine Leitung 243 verbunden.
Das Strömungssteuerventil 224 ist in der weitesten Stromabseite der zentralen Bypassleitung 202b angeordnet und hat einen Pumpenanschluss, der mit der Hydraulikfluid-Zuführleitung 202c parallel zu den Pumpenanschlüssen der anderen Strömungssteuerventile 205, 206, 207 verbunden ist. Außerdem ist der Hydraulikzylinder 223 an seiner Bodenseite mit der Aktuatorleitung 234 des Strömungssteuerventils 230 über eine Sammelleitung 244 verbunden. Zum Zeitpunkt der Verbindung der Sammelleitung 244 mit der Aktuatorleitung 234 ist der Pfropfen 234a (vgl. 13) der Aktuatorleitung 234 entfernt.
Ausgangsanschlüsse der Steuerdruck-Operationseinheit 225, welche die Signaldrücke G und H liefern, sind mit hydraulischen Antriebssektoren an den entgegengesetzten Enden des Strömungssteuerventils 224 über (nicht dargestellte) Rohrleitungen verbunden. Weiterhin ist der Ausgangsanschluss für den Signaldruck H nunmehr verbunden mit dem hydraulischen Antriebssektor an einem Ende des Strömungssteuerventils 230, welchem der Signaldruck C in 13 zugeführt worden ist. Bei einer solchen Änderung des hydraulischen Kreises werden die von der Steuerdruck-Operationseinheit 225 erzeugten Signaldrücke G, H den hydraulischen Antriebssektoren an entgegengesetzten Enden des Strömungssteuerventils 224 für dessen Verschiebung zugeführt. Das von der Hydraulikpumpe 202 geförderte Hydraulikfluid wird dadurch nur zu dem Aktuator 223 geleitet. Auch der Signaldruck H wird dem hydraulischen Antriebssektor an einem Ende des Strömungssteuerventils 230 für dessen Verschiebung in der Zeichnung nach links zugeführt. Die von den Hydraulikpumpen 202, 228 geförderten Hydraulikfluide werden dadurch vereinigt und zu der Bodenseite des Hydraulikzylinders 223 geleitet (in Richtung zu dessen Verlängerung).
Der höhere der Signaldrücke G, H wird von dem Wechselventil 226 ermittelt und der so ermittelte Signaldruck wird dem Wechselventilblock 215B über den Reserveanschluss L zugeführt. Wie oben angegeben, wird dann der höhere von dem Ausgangsdruck des Wechselventils 226 und dem Ausgangsdruck des Wechselventils 238 von dem Reserve-Wechselventil 240 erfasst und zum Regler 204 übertragen. Der Signaldruck H wird ebenfalls in den Wechselventilblock 215B über den Reserveanschluss M eingeleitet. Wie oben angegeben, wird dann der höhere von dem Signaldruck H und dem Ausgangsdruck des Wechselventils 239 von dem Reserve-Wechselventil 241 ermittelt und zum Regler 229 übertragen.
Bei dem vorstehenden für den zusätzlichen Aktuator 223 ausgebildeten Kreisdiagramm kann die Verschwenkung (Förderkapazität) der Hydraulikpumpe 202 durch den Signaldruck G aus der Steuerdruck-Operationseinheit 225 gesteuert werden, die dem zusätzlichen Aktuator 223 zugeordnet ist, sodass das Hydraulikfluid aus der Hydraulikpumpe 202 allein dem Aktuar 223 – wie oben beschrieben – zugeleitet wird. Weiterhin kann die Verschwenkung (Förderkapazität) jeder der Hydraulikpumpen 202, 228 durch den Signaldruck H gesteuert werden, sodass die Hydraulikfluide aus den Hydraulikpumpen 202, 228 vereinigt und dem Aktuator 223 – wie oben beschrieben – zugeleitet werden. Anders ausgedrückt, im Einzieh-Betrieb des hydraulischen Zylinders 223 als zusätzlichem Aktuator wird die Steuerung zur Vergrößerung der Kapazität allein der Hydraulikpumpe 202 ausgeführt, und im Ausfahr-Betrieb des Hydraulikzylinders 223 wird die Steuerung zur Vergrößerung der Kapazität der beiden Hydraulikpumpen 202, 228 durchgeführt. Demgemäß kann der Hydraulikzylinder 223 ebenso schnell in der Ausfahr-Richtung bewegt werden, was insbesondere vorteilhaft ist, wenn die vorliegende Erfindung bei Aktuatoren angewendet wird, die eine große Strömungsmenge benötigen, wie z. B. bei einem Brecher.
Bei diesem so ausgebildeten Vergleichsbeispiel kann selbst in dem Hydraulikkreissystem mit den beiden Hydraulikpumpen 202, 228 die Kapazitätssteuerung der Hydraulikpumpen 202, 228 für den zusätzlichen Aktuator 223 auf einfache Weise erreicht werden durch Verbinden der dem zusätzlichen Aktuator 223 zugeordneten Steuerdruck-Operationseinheit 225 mit den Reserve-Anschlüssen L, M des Wechselventilblocks 215B.
Ein weiteres Vergleichsbeispiel, das nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, wird im Folgenden anhand der 15 beschrieben. In 15 sind gleiche Bauteile mit denen in 9 und 13 durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. In diesem Beispiel sind ein Reserve-Strömungssteuerventil 224 und eine Reserve-Steuerdruck-Operationseinheit 225 im Voraus in das Hydraulikkreissystem der 15 eingebaut. Die Enden der Aktuatorleitungen 245, 246 des Strömungssteuerventils 224 sind jeweils durch Pfropfen 245a, 246a geschlossen, in gleicher Weise wie die Aktuatorleitung 234.
Eine sich durch Vorsehen des zusätzlichen Aktuators 223 in dem Hydraulikkreis der 15 ergebende Kreiskonfiguration ist die gleiche wie diejenige des in 14 dargestellten Beispiels. Der Ausgangsanschluss des Wechselventils 226 ist mit dem Anschluss L des Wechselventilblocks 215B über die Leitung 227 verbunden und der Ausgangsanschluss der Steuerdruck-Operationseinheit 225, der den Signaldruck H liefert, ist mit dem Anschluss M des Wechselventilblocks 215B über die Leitung 243 verbunden. Nach Entfernen der Pfropfen 234a, 245a, 246a der Aktuatorleitungen 234, 245, 246 wird der zusätzliche Hydraulikzylinder 223 mit den Aktuatorleitungen 234, 245, 246 über die Sammelleitung 244 und andere geeignete Leitungen verbunden.
Da bei diesem Beispiel ein hinzuzufügendes Teil nur aus dem Aktuator 233 besteht, wird die zum Vorsehen des zusätzlichen Aktuators erforderliche Arbeit weiter vereinfacht.
Im übrigen ist die entsprechend dem vom Wechselventil ermittelten Maximaldruck betätigte Steuervorrichtung in den obigen Beispielen der 9 bis 15 beschrieben worden als Regler für die Kapazitätssteuerung einer Hydraulikpumpe. Jedoch kann die entsprechend dem vom Wechselventil ermittelten Maximaldruck betätigte Steuervorrichtung ein Schwenk-Bremszylinder, ein Spurketten-Kommunikationsventil od. dgl. sein, die in den obigen ersten bis dritten Ausführungen verwendet werden, und die vorliegende Erfindung kann ebenfalls auch bei einem Hydraulikkreissystem angewandt werden, das so eine andere Steuervorrichtung enthält, wobei sich die gleichen Vorteile ergeben.
Eine vierte Ausführung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der 16 bis 20 beschrieben. In dieser vierten Ausführung wird eine Motorstörung während der Arbeit des Schlammabwerfens von einem hydraulischen Bagger verhindert durch Trennen eines Signals für den Betrieb des Spurketten-Kommunikationsventils und eines Signals für den Betrieb des Schwenk-Bremszylinders voneinander innerhalb eines Wechselventilblocks.
Wenn ein Hydraulikbagger Fahrbewegungen am Ort der Baugrube wiederholt, wird Erde/Sand, Schlamm u. dgl. graduell an den Raupenketten 42a abgelagert (vgl. 3). Falls die Menge an Ablagerungen an den Raupenketten 42a zu groß wird, könnten gleichmäßige Fahrbewegungen beeinträchtigt werden und die auf die Spurketten-Motoren 13, 5 einwirkenden Belastungen würden erheblich vergrößert, was vom Standpunkt des Energieverbrauchs unerwünscht ist. Der Bediener führt daher Arbeiten des Abwerfens von Schlamm von den Fahr- bzw. Spurketten 42a zu geeigneter Zeit aus. Wie in 16 gezeigt, wird die Steuerdruck-Operationseinheit 53 zum Verschwenken (vgl. 4) betätigt, um die obere Schwenkstruktur 43 um 90° aus dem nach gerade vorwärts gerichteten Zustand zu einem nach links (oder rechts) gerichteten Zustand zu verschwenken. Danach werden die Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger und die Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm betätigt, um den Löffel 47 mit der Bodenfläche durch Absenken des Auslegers und Füllen des Arms in Kontakt zu bringen. Die Spurkette 42a an der linken (oder rechten) Seite wird dann über die Bodenfläche in die Luft angehoben (hochgetrieben) durch, zum Beispiel, weiteres Füllen des Arms. In diesem Zustand wird die Steuerdruck-Operationseinheit 49 für die linke Spurkette (oder die Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette) betätigt zum Leerlauf-Antrieb der in die Luft angehobenen Spurkette 42a, wodurch an der Spurkette 42a abgelagerter Schlamm auf die Bodenfläche herabfällt.
Da während eines solchen Schlamm-Abwurf-Vorganges die obere Schwenkstruktur 43 und das untere Fahrgestell 42 sich in einem ziemlich schrägen Zustand befinden, kann das Eigengewicht des Hydraulikbaggers den Ausleger 45 in Anheberichtung, den Arm 46 in Absenkrichtung oder den Löffel 47 in Füllrichtung betätigen, was zu einer allmählichen Absenkung der angehobenen Spurkette 42a führt. In einem solchen Fall versucht der Bediener häufig, die Ausgangslage des Hydraulikbaggers wiederherzustellen durch Absenken des Auslegers, Füllen des Arms oder Kippen des Löffels. Da in diesem Fall die kombinierte Operation der Spurkette und der Front durchgeführt wird, wird das Spurketten-Kommunikationsventil 26 durch das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf geöffnet, wie oben in den Beispielen der 1 bis 5 beschrieben.
Beim Abwerfen von Schlamm von der linken Spurkette 42a gemäß 16 ist die Verschiebung des ersten Arm-Strömungssteuerventils 10 gering und das meiste Hydraulikfluid aus der hydraulischen Hauptpumpe 1b wird dem linken Spurkettenmotor 38 in den 1 und 2 zugeführt. Da die Belastungen an dem Armzylinder 36 und dem Löffelzylinder 34 während den Operationen des Füllens des Arms und Kippens des Löffels relativ größer als die Last an dem im Leerlauf rotierenden linken Spurkettenmotor 38 sind, wird Hydraulikfluid aus der hydraulischen Hauptpumpe 1a auch zu dem linken Spurkettenmotor 38 über die Kommunikationsleitung 41 geführt. Demzufolge werden die Hydraulikfluide aus den beiden Pumpen vorzugsweise dem linken Spurkettenmotor 38 zugeführt, wodurch der linke Spurkettenmotor 38 überdrehen und sich dadurch festfressen kann.
Diese vierte Ausführung soll das Auftreten einer solchen Störung sicher vermeiden. 17 zeigt ein Hydraulikkreis-Diagramm eines Hydraulikkreissystems gemäß dieser Ausführung. 18 zeigt Einzelheiten einer Ventileinheit des Hydraulikkreissystems nach 17, und 19 zeigt Einzelheiten eines in 17 dargestellten Wechselventilblocks. Die 17, 18 und 19 entsprechen jeweils den 1, 2 und 5 des ersten Beispiels. Äquivalente Bauteile in 15, 18 und 19 zu denen in 1, 2 und 3 sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und ihre Beschreibung wird bis auf benötigte Einzelheiten weggelassen.
In den 17–19 hat das Hydraulikkreissystem dieser Ausführung einen Wechselventilblock 301, in den vierzehn Wechselventile 55–61 und 63–69 eingebaut sind, eine Leitung 302 zum Übertragen des höheren der Rechte-Spurketten-Vorwärts- und -Rückwärts-Operationssignaldrücke Af, Ar, die vom Wechselventil 55 ausgewählt sind, ein als zweites Wahlventil dienendes hydraulisches Wahlventil 303, das zwischen einer Kommunikationsposition (linke Position in 19) und einer Sperrposition (rechte Position in 19) verschoben wird, je nachdem ob der ausgewählte Maximaldruck einem Druckaufnahmeabschnitt 303a über die Leitung 302 zugeführt wird oder nicht, eine Leitung 304a zum Übertragen des Front-/Schwenk-Operationssignals Xf, das vom Wechselventil 68 ausgewählt worden ist, zu der Signalleitung 23, die zu dem Bremszylinder 27 führt, eine Leitung 304b, die von der Leitung 304a abzweigt, eine Signalleitung 306, die mit einer Signalleitung 305 zum Übertragen eines Drucksignals in die Leitung 304b verbunden ist, als ein Spurketten-Kommu nikationsventil-Antriebssignal Xc zum Spurketten-Kommunikationsventil 26 über das hydraulische Wahlventil 303, und eine Leitung 307 für den Ablass.
Das hydraulische Wahlventil 303 hat einen Druckaufnahmeabschnitt 303a, dem der vom Wechselventil 55 ausgewählte Maximaldruck zugeführt wird, und wird betätigt entsprechend diesem Maximaldruck zum Einleiten des Front-/Schwenk-Operationssignals Xf, als Spurketten-Kommunikationsventil-Antriebssignal Xc, in die Leitung 306. Wenn der vom Wechselventil 55 ausgewählte Maximaldruck im Wesentlichen gleich dem Rücklaufdruck ist, wird das hydraulische Wahlventil 303 in seiner Absperrposition gehalten, in welcher das Hydraulikfluid in den beiden Signalleitungen 305, 306 zu der Rücklaufleitung 307 geleitet wird. Wenn andererseits der vom Wechselventil 55 ausgewählte Maximaldruck ansteigt, wird das hydraulische Wahlventil 303 in die Kommunikationsstellung verschoben, in welcher das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf, als das Spurketten-Kommunikationsventil-Antriebssignal Xc, ausgegeben wird. Das Spurketten-Kommunikationsventil 26 wird somit durch das Spurketten-Kommunikationsventil-Antriebssignal Xc betätigt.
In der dargestellten Konstruktion bilden die hydraulischen Hauptpumpen 1a, 1b jeweils dritte und vierte Hydraulikpumpen. Der rechte Spurkettenmotor 33 bildet einen ersten Spurkettenmotor, der linke Spurkettenmotor 38 bildet einen zweiten Spurkettenmotor und der Auslegerzylinder 37, der Armzylinder 36 und der Löffelzylinder 34 bilden Frontaktuatoren. Das Strömungssteuerventil 5 für die rechte Spurkette bildet ein erstes Spurketten-Strömungssteuerventil und das Strömungssteuerventil 13 für die linke Spurkette bildet ein zweites Spurketten-Strömungssteuerventil. Ferner bilden das erste Aus leger-Strömungssteuerventil 7, das zweite Ausleger-Strömungssteuerventil 11, das erste Arm-Strömungssteuerventil 10, das zweite Arm-Strömungssteuerventil 8 und das Strömungssteuerventil 6 für die Schaufel Front-Strömungssteuerventile.
Ein Eingangsanschluss 5a des Strömungssteuerventils 5 für die rechte Spurkette bildet eine Hydraulikfluid-Zufuhrleitung für das erste Spurketten-Strömungssteuerventil, ein Einlassanschluss 13a des Strömungssteuerventils 13 für die linke Spurkette bildet eine Hydraulikfluid-Zufuhrleitung für das zweite Spurketten-Strömungssteuerventil und die Kommunikationsleitung 41 bildet eine Kommunikationsleitung für die Verbindung dieser beiden Hydraulikfluid-Zufuhrleitungen miteinander. Das Spurketten-Kommunikationsventil 26 bildet ein erstes Wahlventil zum Öffnen und Schließen der Kommunikationsleitung.
Die Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette (vgl. 4) bildet eine erste Spurketten-Steuerdruck-Operationseinheit, während die Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, die Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm, die Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel Front-Steuerdruck-Operationseinheiten bilden.
Das Wechselventil 55 bildet ein erstes Spurketten-Wechselventil zum Auswählen eines Erste-Spurketten-Maximaldruckes der Operations-Signaldrücke, die von der Erste-Spurketten-Steuerdruck-Operationseinheit erzeugt werden. Die Wechselventile 57, 58, 59, 63, 65 und 68 bilden Front-Wechselventile zum Auswählen eines frontseitigen Maximaldruckes der Operations-Signaldrücke, die von der Front-Steuerdruck-Operationseinheit erzeugt werden.
Weiterhin bilden das hydraulische Wahlventil 303, die Signalleitung 306 und die Signalleitung 305 ein Schaltsignal-Ausgabemittel zum Erzeugen und Ausgeben eines Schaltsignals, um das erste Wahlventil in den offenen Zustand zu verschieben, wenn beide Operationssignale dem Mittel über das Erste-Spurketten-Wechselventil und die Front-Wechselventile zugeführt werden.
Der Betrieb dieser so ausgebildeten Ausführung wird im Folgenden beschrieben.

(1) Kombinierter Betrieb des Frontaktuators 37, 36, 34 oder Schwenkmotors 35 und der Linke- und Rechte-Spurketten-Motoren 38, 33 Wenn der Bediener nicht nur die beiden Steuerdruck-Operationseinheiten 48, 49 für die rechten und linken Spurketten verstellt, sondern auch mindestens eine der Steuerdruck-Operationseinheiten 50–53 für die Schaufel, den Ausleger, den Arm und das Verschwenken, mit der Absicht, eine kombinierte Operation auszuführen, werden die erzeugten Operations-Signaldrücke den Strömungssteuerventilen 5, 13 und einem oder mehreren der entsprechenden Strömungssteuerventile 6–11 zugeführt. Gleichzeitig wird das Maximum der Operations-Signaldrücke aus der Steuerdruck-Operationseinheit 50 für den Löffel, der Steuerdruck-Operationseinheit 51 für den Ausleger, der Steuerdruck-Operationseinheit 52 für den Arm und der Steuerdruck-Operationseinheit 53 für die Verschwenkung von den Wechselventilen 57, 58, 59, 60, 63, 64, 65, 66 und 68 ausgewählt und danach als Front-/Schwenk-Operationssignal Xf zu den Leitungen 304a, 304b geleitet. Andererseits wird das Maximum der Operations-Signaldrücke aus der Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette von dem Wechselventil 55 ausgewählt und dann dem hydraulischen Wahlventil 303 über die Leitung 302 zugeleitet, woraufhin das hydraulische Wahlventil 303 aus seiner Sperrposition in eine Verbindungsposition verschoben wird. Demzufolge wird das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf als Spurketten-Kommunikationsventil-Antriebssignal Xc aus dem hydraulischen Wahlventil 303 ausgegeben zur Signalleitung 306 zum Verschieben des Spurketten-Kommunikationsventils 26 in die Kommunikationsposition durch die Signalleitung 305, sodass das von der hydraulischen Hauptpumpe 1a geförderte Hydraulikfluid nicht nur zu dem Strömungssteuerventil 5, sondern auch zu dem Strömungssteuerventil 13 über ein Prüfventil 41a in der Kommunikationsleitung 41 strömen kann. Auch wenn daher das von der hydraulischen Hauptpumpe 1b geförderte Hydraulikfluid einem oder mehreren der Strömungssteuerventile 9, 10, 11 stromauf vom Strömungssteuerventil 13 mit Priorität zugeführt wird, kann das von der hydraulischen Hauptpumpe 1a geförderte Hydraulikfluid beiden Spurkettenmotoren 33, 38 zugeleitet werden. Als Ergebnis kann die kombinierte Operation der Spurketten und der Front/Verschwenkung durchgeführt werden und der Bagger kann mit guten Geradeausfahrt-Eigenschaften fahren.
(2) Kombinierter Betrieb des Front-Aktuators 37, 36, 34 und des Linke-Spurkette-Motors 38 beim Abwerfen von Schlamm von der linken Spurkette 42a Wenn der Bediener nicht nur die Steuerdruck-Operationseinheit 49 für die linke Spurkette, sondern auch zumindest eine der Steuerdruck-Operationseinheiten 50–52 zur Durchführung einer kombinierten Operation betätigt, werden die erzeugten Operations-Signaldrücke dem Strömungssteuerventil 13 und einem oder mehreren entsprechenden Strömungssteuerventilen 6, 7, 8, 10 und 11 zugeführt. Zur gleichen Zeit wird das Maximum der Operations-Signaldrücke aus den Steuerdruck-Operationseinheiten 50–52 durch die Wechselventile 57, 58, 59, 63, 65 und 68 ausgewählt und danach als Front-/Schwenk-Operationssignal Xf den Leitungen 304a, 304b zugeleitet. Da die Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette nicht betätigt wird, wird jedoch das hydraulische Wahlventil 303 in der Sperrposition gehalten und das Hydraulikfluid in den Signalleitungen 306, 305 wird mit der Rücklaufleitung 307 verbunden, wodurch das Spurketten-Kommunikationsventil 26 in seiner Absperrposition gehalten wird. Demzufolge wird Hydraulikfluid aus der hydraulischen Hauptpumpe 1a einem oder mehreren der Front-Aktuatoren 34, 37, 36 über eines oder mehrere der Strömungssteuerventile 6, 7, 8 zugeführt, die verschoben werden. Ferner wird ein Teil des Hydraulikfluids aus der hydraulischen Hauptpumpe 1b einem entsprechenden der Front-Aktuatoren 36, 37 über eines der Strömungssteuerventile 10, 11 zugeführt, das betätigt wird, während das restliche Hydraulikfluid zu dem Linke-Spurkette-Motor 38 über das Strömungssteuerventil 13 für die linke Spurkette geleitet wird. Da somit nur das Hydraulikfluid aus der hydraulischen Hauptpumpe 1b zu dem Linke-Spurkette-Motor 38 geliefert wird, ist es möglich, den Linke-Spurkette-Motor 38 am Überdrehen durch Zuleiten der Hydraulikfluide aus den hydrau lischen Hauptpumpen 1a, 1b, im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel, zu hindern.
(3) Kombinierter Betrieb des Front-Aktuators 37, 36, 34 und des Rechte-Spurkette-Motors 33 beim Abwerfen von Schlamm von der rechten Spurkette 42a Wenn der Bediener nicht nur die Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette, sondern auch mindestens eine der Steuerdruck-Operationseinheiten 50–52 zur Durchführung einer solchen kombinierten Operation betätigt, werden die erzeugten Operations-Signaldrücke zu dem Strömungssteuerventil 5 und einem oder mehreren entsprechenden Strömungssteuerventilen 6, 7, 8, 10 und 11 zugeleitet. Zur gleichen Zeit wird das Maximum der Operations-Signaldrücke aus den Steuerdruck-Operationseinheiten 50–52 von den Wechselventilen 57, 58, 59, 63, 65 und 68 ausgewählt und dann als Front-/Schwenk-Operationssignal Xf den Leitungen 304a, 304b zugeleitet. Andererseits wird das Maximum der Operations-Signaldrücke aus der Steuerdruck-Operationseinheit 48 für die rechte Spurkette durch das Wechselventil 55 ausgewählt und danach dem hydraulischen Wahlventil 303 über die Leitung 302 zugeleitet, woraufhin das hydraulische Wechselventil 303 aus der Sperrposition in die Verbindungsposition verschoben wird. Demzufolge wird das Spurketten-Kommunikationsventil-Antriebssignal Xc vom hydraulischen Wahlventil 303 zu den Signalleitungen 306, 307 ausgegeben, zum Verschieben des Spurketten-Kommunikationsventils 26 in seine Verbindungsposition, in welcher die Kommunikationsleitung 41 durchgehend aufgemacht wird. Da das Strömungssteuerventil 13 für die linke Spurkette nicht betätigt worden ist und in seiner Neutralposition gehalten wird, wird jedoch kein Hydraulikfluid aus dem hydraulischen Hauptzylinder 1a zum Linke-Spurketten-Motor 38 geleitet, sondern allein zu dem Rechte-Spurketten-Motor 33. Bei dieser Gelegenheit wird ein Teil des Hydraulikfluids aus der hydraulischen Hauptpumpe 1b zu einem entsprechenden der Front-Aktuatoren 36, 37 über eines der Strömungssteuerventile 10, 11 geleitet, das betätigt wird, während das restliche Hydraulikfluid zum Eingangsanschluss 13a des Strömungssteuerventils 13 für die linke Spurkette geleitet wird. Das eingeführte Hydraulikfluid wird jedoch am Fließen zur Seite des Strömungssteuerventils 5 für die rechte Spurkette durch das in der Kommunikationsleitung 41 angeordnete Prüfventil 41a gehindert. Als ein Ergebnis wird nur das Hydraulikfluid aus der hydraulischen Hauptpumpe 1a zu dem Rechte-Spurketten-Motor 33 geführt und dadurch wird der Rechte-Spurketten-Motor 33 vor dem Überdrehen geschützt.

Wie vorstehend beschrieben kann zusätzlich zu den gleichen Vorteilen wie bei dem obigen Beispiel der 1–5 diese vierte Ausführung einen weiteren Vorteil haben, dass, wenn mindestens einer der Front-Aktuatoren 34, 36, 37 und der Spurketten-Motor 33 oder 38 gleichzeitig betrieben werden, während Schlamm von dem Hydraulikbagger abgeworfen wird, die hydraulischen Fluide aus den beiden Pumpen an einer Konzentration in einem der Spurkettenmotoren gehindert werden und dieser Spurketten-Motor vor einem Überdrehen geschützt wird.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der 20 beschrieben. In 20 sind gemein same Bauteile mit denen der 17–19 mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und von deren Beschreibung wird bis auf notwendige Einzelheiten abgesehen.
20 zeigt eine ausführliche Struktur eines Wechselventilblocks 301A als Grundbestandteil eines Hydraulikkreissystems gemäß dieser fünften Ausführung und entspricht derjenigen nach 19. Das Hydraulikkreissystem dieser fünften Ausführung unterscheidet sich von dem System der obigen vierten Ausführung dadurch, dass der Wechselventilblock 301A darin zusätzlich ein als ein drittes Wahlventil dienendes hydraulisches Wahlventil 308 enthält, das zwischen einer Kommunikationsposition (linke Position in 20) und einer Sperrposition (rechte Position in 20) verschoben wird, je nachdem, ob das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf, das vom Wechselventil 68 ausgewählt ist, einem Druckaufnahmebereich 308a zugeführt wird oder nicht, sowie eine mit der Leitung 309 (gezeigt als Zwei-Punkt-Strichlinie in 17) verbundene Leitung 310, die von der Förderleitung 17 der Steuerdruckpumpe 2 zum Übertragen eines Steuerdruck-Primärdruckes abzweigt, und eine Leitung 311 zum Verbinden der Rücklaufleitung 307 mit dem hydraulischen Wahlventil 303.
Das hydraulische Wahlventil 308 hat einen Druckaufnahmeabschnitt 308a, dem der vom Wechselventil 68 ausgewählte maximale Druck zugeleitet wird, und wird betätigt entsprechend diesem Maximaldruck, um den über die Leitung 310 zugeleiteten Steuer-Primärdruck als Front-/Schwenk-Operationssignal Xf auszugeben. Wenn der vom Wechselventil 68 ausgewählte Maximaldruck im Wesentlichen gleich dem Rücklaufdruck ist, wird das hydraulische Wahlventil 308 in seiner Sperrposition gehalten, in welcher das Hydraulikfluid in der Si gnalleitung 23 zur Rücklaufleitung 307 über die Leitung 311 geleitet wird. Wenn andererseits der vom Wechselventil 68 ausgewählte Maximaldruck ansteigt, wird das hydraulische Wahlventil 308 in die Verbindungsposition verschoben, in welcher der Steuer-Primärdruck als das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf ausgegeben wird. Der Schwenk-/Bremszylinder 27 wird damit von dem Front-/Schwenk-Operationssignal Xf betätigt.
Das hydraulische Wahlventil 303 wird, wie das bei der obigen achten Ausführung, entsprechend dem vom Wechselventil 55 ausgewählten Maximaldruck betätigt, und gibt als Spurketten-Kommunikationsventil-Antriebssignal Xc das Front-/Schwenk-Operationssignals Xf aus, das über die Leitung 304b zugeleitet wird, wenn das hydraulische Wahlventil 308 sich in seiner Kommunikationsposition befindet.
Die weitere Struktur ist im Wesentlichen die gleiche wie diejenige der vierten Ausführung.
In der obigen Konstruktion bilden die Steuerpumpe 2, die Förderleitung 17, das Überdruckventil 18, die Leitung 309, die Leitung 310, das hydraulische Wahlventil 308, die Leitung 304b, das hydraulische Wahlventil 303, die Signalleitung 306 und die Signalleitung 305 ein Schaltungssignalausgabemittel zum Erzeugen und Ausgeben eines Schaltsignals zum Verschieben des ersten Wahlventils in den offenen Zustand, wenn beide Operationssignale zu diesem Mittel über das Erste-Spurketten-Wechselventil und die Front-Wechselventile zugeleitet werden.
Da in dieser so ausgebildeten Ausführung der Operations-Signaldruck, der als Maximaldruck von dem Wechselventil 68 ausgewählt worden ist, nur in einem begrenzten Durchlass (Leitung 304a) innerhalb des Wechselventilblocks 301a verwendet wird für die Nutzung im Schwenk-Bremszylinder 27 und dem Spurketten-Kommunikationsventil 26, die Steuervorrichtungen bilden, ist die Länge einer Übertragungsleitung des Operationssignaldruckes, der als Maximaldruck vom Wechselventil 68 ausgewählt worden ist, nicht wesentlich vergrößert und daher kann eines oder mehrere entsprechende Strömungssteuerventile mit einem guten Ansprechverhalten verschoben werden. Da andererseits vom Standpunkt des Betriebes des Schwenk-/Bremszylinders 27 und des Spurketten-Kommunikationsventils 26, die Steuervorrichtungen darstellen, die Steuersignaldrücke (das Front-/Schwenk-Operationssignal Xf und das Spurketten-Kommunikationsventil-Antriebssignal Xc) von den hydraulischen Wahlventilen 308, 303 aus dem Druck der Steuerdruckquelle 2, 18 erzeugt werden, können die Steuersignaldrücke mit einer ausreichenden Strömungsmenge zur Verfügung gestellt werden, was bedeutet, dass der Schwenk-Bremszylinder 27 und das Spurketten-Kommunikationsventil 26 mit einem verbesserten Ansprechverhalten betätigt werden können.
Zusätzlich zu den gleichen Vorteilen, wie sie mit den obigen vier Ausführungen erhalten werden können, kann diese fünfte Ausführung einen Vorteil aufweisen, dass der Schwenk-Bremszylinder 27 und das Spurketten-Kommunikationsventil 26 mit einem verbesserten Ansprechverhalten verschoben werden können. Speziell für den Schwenk-Bremszylinder 27 wird die Geschwindigkeit beim Lösen der Schwenk-Bremse vergrößert und die Bremse kann zuverlässig gelöst werden, bevor der Schwenkmotor 35 usw. startet. Das Spurketten-Kommunikationsventil 26 kann zuverlässig in die Verbindungsposition verschoben werden, bevor die Fahrt beginnt, was dazu führt, dass der Bagger mit verbesserten Geradeausfahrt-Eigenschaften fahren kann. Da ferner auch die Strömungssteuerventile mit gutem Ansprechverhalten verschoben werden können, kann eine gleichförmige Betriebsfähigkeit in dem gesamten hydraulischen Steuersystem erzielt werden.
Während in den obigen vierten und fünften Ausführungen das Strömungssteuerventil 5 für die rechte Spurkette (bevorzugt) hintereinander stromauf der anderen Strömungssteuerventile 6–8, und stromauf des Strömungssteuerventils 13 für die linke Spurkette die anderen Strömungssteuerventile 9–12 (vorzugsweise) hintereinander verbunden sind, ist die Ventilanordnung nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt. Umgekehrt kann das Strömungssteuerventil für die linke Spurkette hintereinander stromauf der anderen Strömungssteuerventile angeschlossen sein, und stromauf des Strömungssteuerventils für die rechte Spurkette können die anderen Strömungssteuerventile hintereinander geschaltet sein mit den Eingangsanschlüssen der durch die Verbindungsleitung 41 verbundenen Strömungssteuerventile für die linke und rechte Spurkette. Dieser Fall kann auch die gleichen Vorteile haben.
Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf eine solche Ventilanordnung, bei der eines der Spurketten- Strömungssteuerventile hintereinander an dem obersten Stromaufende der einen Ventilgruppe und das andere Spurketten-Strömungssteuerventil hintereinander an dem am weitesten Stromabende der anderen Ventilgruppe angeordnet ist, wie oben ausgeführt. Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar bei einer derart modifizierten Ventilanordnung, dass die Spurketten-Strömungssteuerventile jeweils hintereinander an den weitesten Stromaufenden jeder Ventilgruppe angeord net sind, und die Eingangsanschlüsse der beiden Spurketten-Strömungssteuerventile mit der Kommunikationsleitung verbunden sind. In diesem Fall können die gleichen Vorteile erhalten werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können in einem Hydraulikkreis, der eine Steuervorrichtung enthält, die von einem Steuersignaldruck in Übereinstimmung mit einem von Wechselventilen bestimmten Maximaldruck betätigt wird, ein Hochdrucksystem und ein Niederdrucksystem voneinander getrennt sein, um eine Kreiskonfiguration zu vereinfachen, Produktionskosten zu reduzieren und die Montageeffizienz zu verbessern. Da auch ein Druckverlust während der Übertragung des Steuersignaldruckes vermindert wird und die Steuervorrichtung ohne Ansprechverzögerung betätigt wird, kann eine gleichmäßige Betriebsfähigkeit der Steuervorrichtung erhalten werden.
Weiterhin kann der Steuersignaldruck ohne wesentliche Vergrößerung der Länge einer Übertragungsleitung für den Operations-Signaldruck erzeugt werden, und die Strömungssteuerventile sowie die Steuervorrichtung können beide mit einem guten Ansprechverhalten betrieben werden. Als ein Ergebnis kann eine gleichförmige Betriebsfähigkeit im gesamten Hydraulikkreissystem erhalten werden. Da weiterhin eine Vielzahl von Wechselventilen in einem Wechselventilblock in hierarchischer Struktur angeordnet und verbunden sind, können ein oder mehrere erforderliche Steuerdrucksignale mit einer minimalen Anzahl an Wechselventilen erzeugt werden.
Als Folge kann der Wechselventilblock kompakt ausgebildet werden und die Herstellungskosten können reduziert werden.
Wenn außerdem gemäß der vorliegenden Erfindung ein zusätzlicher Aktuator später in den Hydraulikkreis eingefügt wird, kann die diesem zusätzlichen Aktuator entsprechende Steuervorrichtung, wie beispielsweise ein Regler für eine Hydraulikpumpe, einfach gesteuert werden.

Claims

Hydraulikkreissystem für hydraulische Baumaschinen mit – mindestens einer Hydraulikpumpe (1a, 1b), – einer Mehrzahl von Aktuatoren (33 bis 38), – einer Mehrzahl von Strömungssteuerventilen (5 bis 13) zum Zuführen eines von der Hydraulikpumpe (1a, 1b) geförderten Hydraulikfluids zu der Mehrzahl von Aktuatoren (33 bis 38), – einer hydraulischen Steuerdruckquelle (2), – einer Mehrzahl an Steuerdruck-Operationseinheiten (19, 20, 21) zum Erzeugen von Operationssignaldrücken aus einem Druck der hydraulischen Steuerquelle (2), um die entsprechenden Strömungssteuerventile (5 bis 13) zu verstellen, und – einer Mehrzahl von Wechselventilen (55 bis 69) zum Auswählen einer Mehrzahl von maximalen Drücken für die jeweiligen Operations-Signaldruck-Gruppen der von der Mehrzahl der Steuerdruck-Operationseinheiten (19, 20, 21) erzeugten Operationssignaldrücke, – wobei das Hydraulikkreissystem eine Mehrzahl an Steuersignaldrücken (Xp1, Xp2, Xf) in Übereinstimmung mit der Mehrzahl an maximalen Drücken erzeugt, die von der Mehrzahl der Wechselventile (55 bis 69) ausgewählt worden sind, wodurch eine Mehrzahl von Steuervorrichtungen (16a, 16b, 26, 27) betätigt wird, die einer der Hydraulikpumpen (1a, 1b), den Aktuatoren (33 bis 38) und den Strömungssteuerventilen (5 bis 13) zugeordnet sind, – wobei die Mehrzahl der Wechselventile (55 bis 69) zum Auswählen der maximalen Drücke alle in einem Wechselventilblock (22) eingebaut sind, – wobei die Mehrzahl der Steuersignaldrücke (Xp1, Xp2, Xf) in diesem Wechselventilblock erzeugt und danach der Mehrzahl der Steuervorrichtungen (16a, 16b, 26, 27) zugeführt werden, – wobei die von der Mehrzahl an Vorsteuer-Operationseinheiten (19, 20, 21) erzeugten Operationssignaldrücke zuerst in den Wechselventilblock (22) eingeführt und dann zur Mehrzahl der Strömungsteuerventile (5 bis 13) über den Wechselventilblock (22) geführt werden, und die hydraulische Steuerdruckquelle (2) mit dem Wechselventilblock (22) verbunden wird, und – wobei mindestens ein hydraulisches Wahlventil (76) in den Wechselventilblock (22) eingebaut ist, das entsprechend einem der Mehrzahl der maximalen Drücke betätigt wird, der von der Mehrzahl der Wechselventile (55 bis 69) ausgewählt worden ist, um dadurch zumindest einen (Xf) der Mehrzahl der Steuersignaldrücke (Xp1, Xp2, Xf) aus dem Druck der hydraulischen Steuerdruckquelle (2) zu erzeugen, wodurch der eine Wechselventilblock (22) zumindest die von der Mehrzahl der Vorsteuer-Operationseinheiten (19, 20, 21) erzeugten Operationssignaldrücke und den vom hydraulischen Wahlventil (76) erzeugten Steuersignaldruck (Xf) ausgibt.
Hydraulikkreissystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die Mehrzahl der Aktuatoren (33–38) einen Schwingmotor (35) als Schwingantrieb einer oberen Schwinganordnung (43) eines hydraulischen Baggers enthält, – die Steuervorrichtung eine Schwingbremseneinheit (27) zum Bremsen des Schwingmotors (35) enthält, und – der Wechselventilblock (22) einen Steuersignaldruck (Xf) zur Schwingbremseneinheit (27) liefert, um die Schwingbremseneinheit in eine inoperative Position zu schalten, sodass die Schwingbremseneinheit aus einem Bremszustand gelöst wird.
Hydraulikkreissystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – mindestens zwei Hydraulikpumpen (1a, 1b) vorgesehen sind und die Aktuatoren (33–38) linke und rechte Fahrkettenmotoren (33, 38) als Fahrantrieb einer unteren Fahrkettenanordnung (42) eines hydraulischen Baggers enthalten, – die Steuervorrichtung ein Fahrketten-Verbindungsventil (26) aufweist, das zwischen einer Sperrposition, in welcher der linke und rechte Fahrkettenmotor (33, 38) jeweils separat mit den beiden Hydraulikpumpen (1a, 1b) verbunden ist, und einer Verbindungsposition, in welcher der linke und der rechte Fahrkettenmotor (33, 38) parallel mit einer der beiden Hydraulikpumpen (1a, 1b) verbunden ist, schalten kann, und – der Wechselventilblock (22) einen Steuersignaldruck an das Fahrketten-Verbindungsventil (26) ausgibt, um das Fahrketten-Verbindungsventil in die Verbindungsposition zu verstellen, sodass das von der einen Hydraulikpumpe (1a, 1b) geförderte Hydraulikfluid in die linken und rechten Fahrkettenmotoren (33, 38) strömt.
Hydraulikkreissystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die Hydraulikpumpe (1a, 1b) eine hydraulische Verstellpumpe ist, – die Steuervorrichtung einen Regler (16a, 16b) zum Steuern eines Schluckvolumens der Hydraulikpumpe (1a, 1b) enthält, und – der Wechselventilblock (22) den Steuersignaldruck (Xp1, Xp2) dem Regler (16a, 16b) zu dessen Betätigung zuführt, um dadurch das Schluckvolumen der Hydraulikpumpe (1a, 1b) zu steuern.
Hydraulikkreissystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Mehrzahl an Aktuatoren enthalten: linke und rechte Fahrkettenmotoren (33, 38) als Fahrantriebe einer unteren Fahrkettenanordnung eines hydraulischen Baggers, einen Auslegerzylinder (37), einen Armzylinder (36) und einen Schaufelzylinder (34) jeweils als Antrieb eines Auslegers, eines Armes und einer Schaufel des hydraulischen Baggers, sowie einen Schwingmotor (35) als Schwingantrieb einer oberen Schwinganordnung (43) des hydraulischen Baggers zum Schwingen (Drehen) gegenüber der unteren Fahrkettenanordnung (42), – wobei die Mehrzahl der Vorsteuer-Operationseinheiten (19–21) enthält: – eine rechte Fahrketten-Operationseinheit (48), die ein Paar Vorsteuerventile (48a, 48b) zum selektiven Erzeugen von Vorwärts- und Rückwärts-Signaldrücken für den rechten Fahrkettenmotor aufweist, – eine linke Fahrketten-Operationseinheit (49), die ein Paar Vorsteuerventile (49a, 49b) zum selektiven Erzeugen von Vorwärts- und Rückwärtssignaldrücken für den linken Fahrkettenmotor aufweist, – eine Schaufel-Operationseinheit (50), die ein Paar Vorsteuerventile (50a, 50b) zum selektiven Erzeugen von Schaufel-Füll- und Schaufel-Kipp-Signaldrücken für den Schaufelzylinder (34) aufweist, – eine Ausleger-Operationseinheit (51), die ein Paar Vorsteuerventile (51a, 51b) zum selektiven Erzeugen von Ausleger-Hebe- und Ausleger-Absenk-Signaldrücken für den Auslegerzylinder (37) aufweist, – eine Arm-Operationseinheit (52), die ein Paar Vorsteuerventile (52a, 52b) zum selektiven Erzeugen von Arm-Füll- und Arm-Kipp-Signaldrücken für den Armzylinder (36) aufweist, und – eine Schwing-Operationseinheit (53), die ein Paar Vorsteuerventile (53a, 53b) zum selektiven Erzeugen von Rechtsschwing- und Linksschwing-Signaldrücken für den Schwingmotor (35) aufweist, und – im Wechselventilblock (21A, B, C) vorgesehen sind: – ein erstes Wechselventil (55) zum Auswählen des höheren der Signaldrücke (Af) aus dem Paar der Vorsteuerventile (48a, 48b) der rechten Fahrketten-Operationseinheit (48), – ein zweites Wechselventil (56) zum Auswählen des höheren der Signaldrücke (Bf) aus dem Paar der Vorsteuerventile (49a, 49b) der linken Fahrketten-Operationseinheit (49), – ein drittes Wechselventil (57) zum Auswählen des höheren der Signaldrücke (Cc; Cd) aus dem Paar der Vorsteuerventile (50a, 50b) der Schaufel-Operationseinheit (50), – ein viertes Wechselventil (58) zum Auswählen des höheren der Signaldrücke (Du) aus dem Paar Vorsteuerventile (51a, 51b) der Ausleger-Operationseinheit (51), – ein fünftes Wechselventil (59) zum Auswählen des höheren der Signaldrücke (Ec) aus dem Paar der Vorsteuerventile (52a, 52b) der Arm-Operationseinheit (52), – ein sechstes Wechselventil (60) zum Auswählen des höheren der Signaldrücke (Ff) aus dem Paar der Vorsteuerventile (53a, 53b) der Schwing-Operationseinheit (53), – ein siebtes Wechselventil (63) zum Auswählen des höheren der vom vierten und fünften Wechselventil (58, 59) gewählten Signaldrücke, – ein achtes Wechselventil (65) zum Auswählen des höheren der vom dritten (57) und siebten (63) Wechselventil ausgewählten Signaldrücke, – ein neuntes Wechselventil (66) zum Auswählen des höheren der von dem siebten (63) und dem sechsten (60) Wechselventil ausgewählten Signaldrücke, – ein zehntes Wechselventil (67) zum Auswählen des höheren der vom ersten (55) und achten (65) Wechselventil ausgewählten Signaldrücke als einen der Maximaldrücke der Mehrzahl an Operations-Signaldruck-Gruppen, – ein elftes Wechselventil (69) zum Auswählen des höheren der von dem zweiten (56) und dem neunten (66) Wechselventil ausgewählten Signaldrücke als ein anderer Maximaldruck der Mehrzahl der Operations-Signaldruck-Gruppen und – ein zwölftes Wechselventil (68) zum Auswählen des höheren der vom achten (65) und neunten (66) Wechselventil ausge wählten Signaldrücke als ein weiterer Maximaldruck der Mehrzahl der Operations-Signaldruck-Gruppen, – wobei der Wechselventilblock (21A) erzeugt: – ein erstes Pumpensteuersignal als eines der Mehrzahl der Steuersignaldrücke gemäß dem vom zehnten Wechselventil (67) ausgewählten Maximaldruck, – ein zweites Pumpensteuersignal als ein anderes der Mehrzahl der Steuersignaldrücke gemäß dem vom elften Wechselventil (69) ausgewählten Maximaldruck und – ein Front-/Schwing-Operationssignal als ein weiteres der Mehrzahl der Steuersignaldrücke gemäß dem vom zwölften Wechselventil (68) ausgewählten Maximaldruck.
Hydraulikkreissystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselventilblock (21A) ferner als eines der Mehrzahl der Wechselventile ein dreizehntes Wechselventil (62) enthält, zum Auswählen des höheren der vom ersten und zweiten Wechselventil (55, 56) ausgewählten Signaldrücke als weiterer Maximaldruck der Mehrzahl der Operations-Signaldruck-Gruppen, und ein Fahrketten-Operationssignal erzeugt, als weiteres der Mehrzahl an Steuersignaldrücken gemäß dem vom dreizehnten Wechselventil (62) ausgewählten Maximaldruck.
Hydraulikkreissystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Wechselventilblock (22) ausgibt: die von der Mehrzahl der Vorsteuer-Operationseinheiten (19, 20, 21) erzeugten Operations-Signaldrücke, die Steuersignaldrücke (Xp1, Xp2), die erzeugt worden sind gemäß den anderen Maximaldrücken als den zum Betreiben des hydraulischen Wahlventils (76) unter der Mehrzahl der maximalen Drücke, die von der Mehrzahl der Wechselventile (55 bis 69) ausgewählt worden sind, und den vom hydraulischen Wahlventil (76) erzeugten Steuersignaldruck (Xf).
Hydraulikkreissystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl an hydraulischen Wahlventilen (76, 77, 78) in den Wechselventilblock (22) eingebaut sind, die in Übereinstimmung mit der Mehrzahl der maximalen Drücke betrieben werden, welche von der Mehrzahl der Wechselventile (55 bis 69) ausgewählt worden sind, dadurch die Mehrzahl der Steuersignaldrücke (Xp1, Xp2, Xf) aus dem Druck der hydraulischen Steuerdruckquelle erzeugen, wobei der eine Wechselventilblock (22) die von der Mehrzahl der Vorsteuer-Operationseinheiten (19, 20, 21) erzeugten Operations-Signaldrücke sowie die von der Mehrzahl der hydraulischen Wahlventile (76, 77, 78) erzeugten Steuersignaldrücke (Xp1, Xp2, Xf) ausgibt.