JP2007162947A - 消費器を制御するための制御弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費器の、改善された速度増加と同時に僅かな管路損失ひいては高い効率を備えた再生機能が可能となるようにする。
【解決手段】再生機能が、消費器２と制御弁３との間に配置された短絡装置１０を有しており、該短絡装置１０が、消費器２の戻し側を形成する別の圧力媒体管路６ｂと、消費器２の流入側を形成する圧力媒体管路６ａとの接続を可能にするようになっており、再生機能のために、消費器２の戻し側を形成する別の圧力媒体管路６ｂと、容器との接続が、消費器２と制御弁３との間に配置された遮断弁装置２０によって遮断可能であるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、消費器、特に複動式の消費器を制御するための制御弁装置であって、制御弁が設けられており、該制御弁が、消費器の流入側を形成する圧力媒体管路と、ポンプとの接続および消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路と、容器との間の接続を制御するようになっており、さらに、再生機能が設けられており、該再生機能によって、消費器の戻し側が、消費器の流入側に接続可能である形式のものに関する。

このような形式の制御弁装置は、作業機械に設けられた消費器、たとえば掘削機のアームシリンダを制御するために使用される。この消費器の流入側におけるキャビテーションを阻止しかつ消費器の、ポンプによって圧送された圧送流を上回る高められた運動速度を得るためには、このような形式の制御弁装置が再生機能を備えている。この再生機能は消費器の戻し側を流入側に接続する。これによって、消費器の流入側に、ポンプによって圧送された圧送流に対して付加的に、消費器の戻し側から流出した圧力媒体流が提供される。

冒頭で述べた形式の制御弁装置は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８４４６６９号明細書に基づき公知である。再生機能は再生管路によって形成されている。この再生管路は、制御弁によって容器に案内されるそれぞれ１つの戻し管路を消費器の各流入側に接続する。この場合、再生管路内には、消費器の流入側に向かって開放する逆止弁が配置されている。再生機能のためには、戻し管路が、この戻し管路内に再生管路の接続部の下流側で配置された弁装置によって遮断される。この場合、再生機能がアクティブである場合には、消費器の戻し側から流出した圧力媒体が、制御弁と、弁装置によって遮断された戻し管路とを介して、消費器の流入側に接続された再生管路ひいては消費器の流入側に流れる。しかし、制御弁を介した再生機能の圧力媒体流のこの案内に基づき、長い流路が生ぜしめられる。この長い流路は高い管路損失ひいては再生機能の僅かな効率に繋がる。さらに、再生機能は再生管路に基づき高い構成手間を有している。さらに、このような形式の再生機能の場合には、戻し側から流出した圧力媒体を完全に流入側に供給することができない。これによって、再生機能における消費器の、制限された速度増加しか得ることができない。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８４４６６９号明細書

本発明の課題は、冒頭で述べた形式の制御弁装置を改良して、消費器の、改善された速度増加と同時に僅かな管路損失ひいては高い効率を備えた再生機能が可能となるようにすることである。

この課題を解決するために本発明の構成では、再生機能が、消費器と制御弁との間に配置された短絡装置を有しており、該短絡装置が、消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路と、消費器の流入側を形成する圧力媒体管路との接続を可能にするようになっており、再生機能のために、消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路と、容器との接続が、消費器と制御弁との間に配置された遮断弁装置によって遮断可能であるようにした。

したがって、本発明によれば、短絡装置が設けられている。この短絡装置は消費器と制御弁との間に配置されていて、再生機能のために、消費器の戻し側を流入側に接続する。さらに、本発明によれば、再生機能のための消費器の戻し側と容器との接続が、戻し側で消費器と制御弁との間に配置された遮断弁装置によって遮断可能である。この場合、再生機能がアクティブである場合には、消費器の戻し側と容器との接続が、遮断弁装置によって完全に遮断され得る。この場合、消費器の戻し側から流出した圧力媒体は完全に短絡装置を介して、制御弁を迂回して消費器の流入側に流れることができる。これによって、消費器の戻し側から流入側への再生機能の圧力媒体流の短い流路が獲得可能となる。これによって、僅かな管路損失ひいては高い効率が得られる。さらに、短絡装置によって、簡単な通路案内が僅かな構成手間で獲得可能となる。遮断弁装置による消費器の戻し側と容器との接続の完全な遮断によって、戻し側から流出した圧力媒体を完全に流入側に供給することができる。これによって、再生機能において、消費器の運動速度の倍増ひいては高められた速度増加と同時に僅かな管路損失ひいては高い効率が獲得可能となる。

本発明の有利な構成によれば、遮断弁装置が、遮断位置と通流位置とを備えた制御弁として形成されている。このような形式の遮断弁装置によって、消費器の戻し側を再生機能のために簡単に遮断することができる。

圧力媒体管路をポンプに接続しかつ別の圧力媒体管路を容器に接続する切換位置の方向に制御弁を負荷する、該制御弁の第１の制御信号において、遮断弁装置が、遮断位置に負荷されていて、消費器の流入側を形成する圧力媒体管路に加えられた流入圧に関連して、通流位置の方向に負荷可能であると特に有利である。したがって、再生機能を、消費器の流入側に加えられた流入圧に関連した通流位置の方向への遮断弁装置の負荷によって解消することができる。したがって、高い出力を得るために消費器の流入側に高い流入圧が必要となる運転状態では、流入圧に関連した再生機能の解消によって、簡単に再生機能を無効にすることができる。したがって、消費器の流入圧に関連した再生機能の解消によって、この再生機能が、消費器の、高められた運動速度を得るためにしかアクティブとならないことを簡単に確保することができる。

本発明の有利な構成によれば、遮断弁装置が、別の圧力媒体管路をポンプに接続しかつ圧力媒体管路を容器に接続する切換位置の方向に制御弁を負荷する、該制御弁の第２の制御信号に関連して、通流位置の方向に負荷可能であると、遮断弁装置を簡単に通流位置に負荷することができる。これによって、ポンプから消費器への妨害されない圧力媒体流が、第２の切換位置の方向に負荷された制御弁において得られる。

遮断弁装置が、ばねによって遮断位置の方向に負荷可能であると有利である。

本発明の有利な構成によれば、短絡装置が、別の圧力媒体管路を圧力媒体管路に接続する接続管路内に配置された、遮断位置と開放位置とを備えた短絡弁として形成されていて、再生機能のために、制御弁の第１の制御信号に関連して、開放位置の方向に負荷可能である。このような形式の短絡弁によって、再生機能のために、消費器の戻し側と流入側との接続を短い流路で簡単に形成することができる。制御弁の第１の制御信号に関連した短絡弁の開制御によって、この短絡弁を再生機能のために簡単に遮断位置から開放位置に負荷することができる。

短絡弁は、通流位置と遮断位置とを備えたスプール弁として形成されていてよい。このスプール弁はばねによって遮断位置の方向にかつ制御弁の制御信号に関連して通流位置の方向に負荷可能である。

僅かな構成手間を伴った簡単な構造に関して、短絡弁が、ばね負荷された座弁として形成されており、該座弁が、開放位置の方向に作用する第１の制御圧面を備えており、該第１の制御圧面が、別の圧力媒体管路内に加えられた圧力によって負荷されていると有利である。座弁として形成された短絡弁は開放位置で僅かな通流抵抗を有している。これによって、再生機能が高い効率を有している。

短絡弁が、遮断位置の方向に作用する第２の制御圧面を備えており、該第２の制御圧面が、別の圧力媒体管路内に加えられた圧力によって負荷可能であり、再生機能のために、別の圧力媒体管路内に加えられた圧力から負荷軽減可能であると有利である。これによって、短絡弁が、別の圧力媒体管路内に加えられた戻し圧からの第２の制御圧面の負荷軽減により、再生機能のために、第１の制御面に加えられた戻し圧によって開放位置に簡単に負荷可能であることが簡単に得られる。

第２の制御圧面の負荷を制御するために、パイロット制御弁が設けられていると有利である。

本発明の有利な構成によれば、パイロット制御弁が、第１の切換位置と第２の切換位置を有しており、第１の切換位置で第２の制御圧面が、別の圧力媒体管路に接続されており、第２の切換位置で第２の制御圧面が、圧力媒体管路に接続されており、パイロット制御弁が、制御弁の第１の制御信号に関連して、第２の切換位置の方向に負荷可能である。再生機能のためには、パイロット制御弁が制御弁の第１の制御信号によって第２の切換位置に負荷される。この第２の切換位置では、短絡弁の第２の制御圧面が、別の圧力媒体管路内に加えられた戻し圧から負荷軽減されていて、圧力媒体管路内に加えられた流入圧によって負荷されている。これによって、再生機能のために、第１の制御圧面に加えられた戻し圧が、第２の制御圧面に加えられた流入圧を上回り、これによって、消費器の戻し側から流出した圧力媒体が流入側に流入する場合に、短絡弁が開放位置に負荷されることが簡単に確保される。

パイロット制御弁が、ばねによって第１の切換位置の方向に負荷可能であると有利である。

第２の制御圧面が、圧力媒体管路内に加えられた圧力によって負荷可能であると有利である。これによって、短絡弁の第２の制御面が、再生機能を必要としない運転状態で圧力媒体管路にならびに第１の切換位置に負荷されたパイロット制御弁を介して別の圧力媒体管路に接続されており、したがって、圧力媒体管路内にもしくは別の圧力媒体管路内に加えられた一層高い圧力によって確実に遮断位置に負荷されていることが簡単に確保される。

このために、パイロット制御弁と第２の制御圧面との間に交換弁装置が配置されており、該交換弁装置の第１の入口が、パイロット制御弁の出口に接続されており、交換弁装置の第２の入口が、圧力媒体管路に接続されており、交換弁装置の出口が、第２の制御圧面に接続されていると有利である。このような形式の交換弁装置によって、第２の制御面の負荷が制御弁によって制御可能であり、第２の制御面が、圧力媒体管路内に加えられた流入圧によって負荷可能であることが簡単に得られる。

本発明の有利な構成によれば、消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路に短絡装置の上流側でブレーキ弁装置が対応配置されている。このような形式のブレーキ弁装置によって、消費器の運動の、コントロールされない始動と、消費器の急進とを簡単に回避することができる。

本発明の有利な構成によれば、ブレーキ弁装置が、遮断位置と通流位置とを有しており、ブレーキ弁装置を制御するために、圧力媒体管路に接続された圧力分割回路が設けられている。圧力媒体管路内に加えられた流入圧によって負荷されるこのような形式の圧力分割回路によって、ブレーキ弁装置の簡単な制御を僅かな構成手間で得ることができる。

圧力分割回路が、制御圧管路を有しており、該制御圧管路が、ブレーキ弁装置の、通流位置の方向に作用する制御面に案内されていて、圧力媒体管路に接続されており、制御圧管路内に絞り装置が配置されており、制御圧管路に絞り装置の下流側で別の制御圧管路が接続されており、該別の制御圧管路が、ブレーキ弁装置の、遮断位置の方向に作用する制御面に案内されており、別の制御圧管路内に別の絞り装置が配置されていると有利である。圧力分割回路のこのような形式の構造によって、ブレーキ弁装置が、圧力分割回路の絞り装置に発生させられた圧力差によって通流位置の方向に負荷されていることを簡単に得ることができる。

圧力分割回路を制御するために、パイロット制御弁が設けられており、該パイロット制御弁によって、別の制御圧管路と容器との接続が制御可能であると特に有利である。制御弁によって、別の制御圧管路と容器との接続により、圧力分割回路を制御することができ、したがって、通流位置の方向へのブレーキ弁装置の負荷を制御することができる。

パイロット制御弁が、第１の切換位置と第２の切換位置とを有しており、第１の切換位置で、容器への別の制御圧管路の接続が遮断されており、第２の切換位置で、別の制御圧管路が、容器に接続されており、パイロット制御弁が、制御弁の第１の制御信号に関連して、第２の切換位置の方向に負荷可能であると有利である。したがって、第１の切換位置に負荷されているパイロット制御弁では、別の制御圧管路と容器との接続が遮断されている。これによって、ブレーキ弁装置は遮断位置に負荷されている。制御弁の第１の制御信号による第２の切換位置へのパイロット制御弁の負荷時には、別の制御圧管路が容器に接続される。これによって、ブレーキ弁装置が、圧力分割回路により発生させられた圧力差によって通流位置の方向に負荷可能となる。

この場合、パイロット制御弁が、ばねによって第１の切換位置の方向に負荷可能である。

本発明の有利な構成によれば、消費器の戻し側を形成する圧力媒体管路に、特にブレーキ弁装置の上流側で負荷保持弁が対応配置されている。この負荷保持弁によって、消費器の漏れオイルなしの遮断を簡単に得ることができる。

本発明の有利な構成によれば、負荷保持弁が、遮断解除可能な座弁、特にパイロット制御弁によって遮断解除可能な座弁として形成されており、該座弁が、制御弁の第１の制御信号に関連して、通流位置の方向に負荷可能である。このような形式の座弁は、第１の制御信号により制御されるパイロット制御弁によって、消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路の開放のために簡単に開制御することができる。

圧力分割回路のパイロット制御弁の第１の切換位置で、消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路が、ブレーキ弁装置の上流側で容器に向かって放圧されていると、戻し側が負荷保持弁とブレーキ弁装置との間で制御弁の中立位置で容器に向かって放圧されており、したがって、負荷保持弁が確実に遮断位置に負荷されることを簡単に確保することができる。

圧力分割回路のパイロット制御弁の第２の切換位置で、消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路と、容器との接続が遮断されていると、消費器の戻し側から容器への圧力媒体の、コントロールされない流出が簡単に回避され、したがって、戻し側がブレーキ弁装置によって制御可能であることが得られる。

本発明の改良形では、消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路を防護するために、圧力制限装置、特に消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路内に負荷保持弁の上流側で配置された圧力制限装置が設けられていると有利である。これによって、簡単に消費器の戻し側の防護を得ることができる。

僅かな出力損失と、再生機能のために戻し側から流入側に流れる圧力媒体流の短い流路とに関して、短絡装置および／または短絡装置のパイロット制御弁および／またはブレーキ弁装置および／または圧力分割回路のパイロット制御弁および／または負荷保持弁および／または圧力制限装置および／または遮断弁装置が、消費器、特に消費器への圧力媒体管路の接続部に配置されていると有利である。これらの弁を制御弁と別個に消費器、特に消費器の流入側に直接配置することによって、既存の制御弁への本発明による再生機能と、ブレーキ弁装置と、負荷保持弁との簡単な後付け可能性も可能となる。

消費器が、掘削機のアームシリンダとして形成されていると特に有利である。本発明による再生機能によって、僅かな構成手間および僅かな管路損失ひいては高い効率でアームシリンダにおける再生機能を、アームシリンダひいては掘削機のアームの運動速度の高い増加を伴って得ることができ、アームシリンダの流入側におけるキャビテーションを回避することができる。この場合、アームシリンダの流入圧による再生機能の解消によって、高い掘削力を得るために高い流入圧が必要となる運転状態で簡単に再生機能を無効にすることができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１には、複動式の消費器２、たとえば掘削機のアームを操作するアームシリンダシリンダを制御するための本発明による制御弁装置１の回路図が示してある。

この制御弁装置１は制御弁３を有している。この制御弁３は、ポンプ（図示せず）の圧送管路４と、容器（図示せず）に案内された容器管路５とに接続されている。

さらに、制御弁３は、消費器のピストン側の圧力室７ａに接続された圧力媒体管路６ａと、消費器２のピストンロッド側の圧力室７ｂに接続された別の圧力媒体管路６ｂとに接続されている。

制御弁３の図示の中立位置３ａでは、圧力媒体管路６ａ，６ｂと、圧送管路４と、容器管路５とは遮断されている。切換位置３ｂでは、圧送管路４が圧力媒体管路６ａに接続されており、別の圧力媒体管路６ｂが容器管路５に接続されている。したがって、切換位置３ｂでは、ピストン側の圧力室７ａに接続された圧力媒体管路６ａが、消費器２の流入側を形成しており、ピストンロッド側の圧力室７ｂに接続された別の圧力媒体管路６ｂが、消費器２の戻し側を形成している。制御弁３の別の切換位置３ｃでは、圧送管路４が別の圧力媒体管路６ｂに接続されており、圧力媒体管路６ａが容器管路５に接続されている。したがって、切換位置３ｃでは、別の圧力媒体管路６ｂが消費器２の流入側を形成しており、圧力媒体管路６ａが消費器２の戻し側を形成している。

制御弁３は、中間位置で絞る制御弁として形成されていて、ばね（図示せず）によって中立位置３ａに負荷されている。切換位置３ｂの方向には、制御弁３が、制御圧管路８ａに案内された制御信号、たとえばハイドロリック的な制御圧によって負荷されている。別の切換位置３ｃの方向には、制御弁３が、制御圧管路８ｂに案内された別の制御信号、たとえば別の制御圧によって負荷可能である。

本発明によれば、制御弁装置１が再生機能を備えている。この再生機能によって、ピストン側の圧力室７ａに接続された圧力媒体管路６ａが消費器２の流入側を形成しかつピストンロッド側の圧力室７ｂに接続された別の圧力媒体管路６ｂが消費器２の戻し側を形成する運転状態ひいては切換位置３ｂの方向に第１の制御信号によって操作された制御弁３において、戻し側と流入側との接続が可能となる。

再生機能は、制御弁３と消費器２との間に配置された短絡装置１０を有している。この短絡装置１０は、ばね負荷された座弁として形成された短絡弁１１によって形成されている。この短絡弁１１は遮断位置と開放位置とを備えていて、圧力媒体管路６ａを別の圧力媒体管路６ｂに接続しひいては消費器の戻し側を流入側に接続する接続管路１２内に配置されている。

短絡弁１１は第１の制御圧面１１ａを有している。この第１の制御圧面１１ａは開放位置の方向に作用し、接続管路１２を介して別の圧力媒体管路６ｂに接続されていて、したがって、再生機能のために、圧力媒体管路６ｂ内に加えられた戻し圧で負荷されている。

短絡弁１１の、遮断位置の方向に作用するばね室内には、第２の制御圧面１１ｂが形成されている。この第２の制御圧面１１ｂは、別の圧力媒体管路６ｂひいては戻し側に加えられた戻し圧で負荷されていて、再生機能のために、戻し圧から負荷軽減可能である。このためには、制御圧管路１３が設けられている。この制御圧管路１３内には、パイロット制御弁１４が配置されている。

このパイロット制御弁１４は第１の切換位置１４ａを有している。この第１の切換位置１４ａでは、制御圧管路１３が、別の圧力媒体管路６ｂに接続された制御圧管路１３ａに接続されており、したがって、第２の制御圧面１１ｂが別の圧力媒体管路６ｂひいては消費器の戻し側に接続されている。パイロット制御弁１４の第２の切換位置１４ｂでは、制御圧管路１３が制御圧管路１３ｂに接続されている。この制御圧管路１３ｂは圧力媒体管路６ａひいては消費器の流入側に接続されている。パイロット制御弁１４はばね１４ｃによって第１の切換位置１４ａの方向に負荷されている。第２の切換位置１４ｂの方向には、パイロット制御弁が制御弁３の第１の制御信号によって負荷可能である。このためには、パイロット制御弁１４の、第２の切換位置１４ｂの方向に作用する制御面に、第１の制御圧管路８ａに接続された制御圧分岐管路１５が接続されている。

さらに、短絡弁１１の第２の制御圧面１１ｂは、圧力媒体管路６ａ内に加えられた圧力によって負荷可能である。このためには、交換弁装置１６が設けられている。この交換弁装置１６は第１の入口を有している。この第１の入口は制御圧管路１３ひいてはパイロット制御弁１４の出口に接続されている。交換弁装置１６の第２の入口は制御圧管路１７に接続されている。この制御圧管路１７は制御圧管路１３ｂに接続されていて，したがって、第１の圧力媒体管路６ａに接続されている。交換弁装置１６の出口はばね室ひいては短絡弁１１の制御圧面１１ｂに接続されている。

したがって、パイロット制御弁１４によって、短絡弁１１の第２の制御圧面１１ｂは、再生機能のために、制御弁３の第１の制御信号に関連して、別の圧力媒体管路６ｂ内に加えられた戻し圧から、第２の切換位置１４ｂへの負荷によって負荷軽減可能であり、第１の圧力媒体管路６ａ内に加えられた流入圧によって負荷可能であり、したがって、短絡弁１１が、制御弁３の第１の制御信号に関連して、開放位置の方向に負荷可能となる。

さらに、再生機能は遮断弁装置２０を有している。この遮断弁装置２０は、戻し側を形成する別の圧力媒体管路６ｂ内に、短絡装置１０を備えた接続管路１２の接続部の下流側で配置されている。

遮断弁装置２０は、遮断位置２０ａと通流位置２０ｂとを備えた制御弁として形成されている。遮断弁装置２０はばね２１によって遮断位置２０ａの方向に負荷されている。通流位置２０ｂの方向には、遮断弁装置２０が、制御弁３を切換位置３ｂの方向に負荷する第１の制御信号と、この場合に圧力媒体管路６ａひいては消費器の流入側に加えられた流入圧とに関連して、通流位置２０ｂの方向に負荷可能である。このためには、電子的な制御装置２２が設けられている。この制御装置２２は入力側で、第１の制御圧管路８ａに接続された制御圧分岐管路２３に接続されていて、圧力媒体管路６ａから分岐した分岐管路２４に接続されている。さらに、遮断弁装置２０は、制御弁３を負荷する第２の制御信号に関連して、通流位置２０ｂの方向に負荷可能である。このためには、電子的な制御装置２２が入力側で、第２の制御圧管路８ｂから分岐した制御圧分岐管路２５に接続されている。

制御弁３の第２の制御信号の供給時ひいては切換位置３ｃの方向への制御弁３の負荷時には、遮断弁装置２０が通流位置２０ｂに負荷される。第１の制御信号の供給時ひいては切換位置３ｂの方向への制御弁３の負荷時には、遮断弁装置２０は制御されていない。第２の制御信号の供給時に、分岐管路２４によって検出された圧力媒体管路６ａ内の流入圧が、設定された限界値を上回ると、遮断弁装置２０が通流位置２０ｂに負荷される。

再生機能において消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路６ｂ内には、接続管路１２の接続部の上流側でブレーキ弁装置３０が配置されている。このブレーキ弁装置３０は遮断位置３０ａと通流位置３０ｂとを有していて、圧力媒体管路６ａ内に加えられた流入圧により負荷された圧力分割回路３１によって制御可能である。この圧力分割回路３１は絞り装置３１ａを有している。この絞り装置３１ａは制御圧管路３２内に配置されている。この制御圧管路３２は、ブレーキ弁装置３０を通流位置３０ｂの方向に負荷する制御面に案内されている。この場合、制御圧管路３２は圧力媒体管路６ａひいては流入側に接続されている。制御圧管路３２から、絞り装置３１ａの下流側で別の制御圧管路３３が分岐している。この制御圧管路３３は、ブレーキ弁装置３０の、遮断位置３０ａの方向に作用する制御面に案内されている。制御圧管路３３内には、別の絞り装置３１ｂが配置されている。さらに、遮断位置３０ａの方向には、ブレーキ弁装置３０がばね３０ｃによって負荷されている。さらに、ブレーキ弁装置３０の遮断位置３０ａには、消費器２のピストンロッド側の圧力室７ｂに向かって開放する遮断弁３０ｄが配置されている。

圧力分割回路３１を制御するためには、パイロット制御弁３４が設けられている。このパイロット制御弁３４は第１の切換位置３４ａを有している。この第１の切換位置３４ａでは、制御圧管路３２が絞り装置３１ａの下流側でかつ別の制御圧管路３３が絞り装置３１ｂの下流側で互いに接続されている。パイロット制御弁３４の第２の切換位置３４ｂでは、別の制御圧管路３３が、容器５０に案内された容器管路３５に接続されている。パイロット制御弁３４はばね３６によって第１の切換位置３４ａの方向に負荷可能である。第２の切換位置３４ｂの方向には、パイロット制御弁３４が制御弁３の第１の制御信号に関連して負荷可能である。このためには、第１の制御圧管路８ａから分岐した制御圧分岐管路３７が、パイロット制御弁３４の、第２の切換位置３４ｂの方向に作用する制御面に案内されている。

第２の制御信号によって切換位置３ｃの方向に負荷された制御弁３では、パイロット制御弁３４は制御されておらず、第１の切換位置３４ａに位置している。この場合、ブレーキ弁装置３０は遮断位置３０ａに負荷されている。この場合、この遮断位置３０ａで有効な遮断弁３０ｄを介して、圧力媒体がポンプから消費器２のピストンロッド側の圧力室７ｂ内に流れることができる。

第１の制御信号による切換位置３ａの方向への制御弁３の制御時には、パイロット制御弁３４が第２の切換位置３４ｂに負荷される。この第２の切換位置３４ｂでは、別の制御圧管路３３が容器５０に向かって放圧されている。これによって、ブレーキ弁装置３０が、圧力分割回路３１の絞り装置３１ａ，３１ｂに発生させられた圧力差によって、戻し側を形成する別の圧力媒体管路６ｂを開放するために、通流位置３０ｂの方向に負荷される。

戻し側を形成する第２の圧力媒体管路６ｂ内には、ブレーキ弁装置３０の上流側で負荷保持弁４０が配置されている。この負荷保持弁４０は、パイロット制御弁４１によって遮断解除可能な座弁４０ａとして形成されている。この座弁４０ａは制御弁３の第１の制御信号に関連して通流位置の方向に開制御可能である。

この場合、パイロット制御弁４１は、座弁４０ａの、遮断位置の方向に作用する制御圧室４０ｃから容器５０に案内された容器分岐管路４２内に配置されていて、制御弁３の第１の制御信号によって開制御可能な遮断弁として形成されている。このためには、パイロット制御弁４１の、開放位置の方向に作用する制御面に、第１の制御圧管路８ａに接続された制御圧分岐管路４３が接続されている。

第２の制御信号による切換位置３ｃの方向への制御弁３の負荷時には、負荷保持弁４０が、座弁の、通流位置の方向に作用する制御面４０ｂに加えられた流入圧によって通流位置に負荷される。これによって、圧力媒体がポンプから消費器のピストンロッド側の圧力室７ｂに流れることができる。

第１の制御信号による切換位置３ｂの方向への制御弁３の負荷時には、パイロット制御弁４１が第１の制御信号によって開放位置に負荷される。これによって、座弁４０ａの制御圧室４０ｃが容器５０に向かって放圧され、座弁４０ａが、消費器の、通流位置の方向に作用する制御面４０ｄに加えられた戻し圧によって通流位置に負荷される。

戻し側を形成する別の圧力媒体管路６ｂは、負荷保持弁４０とブレーキ弁装置３０との間でひいてはブレーキ弁装置３０の上流側で容器５０に向かって放圧可能である。このためには、パイロット制御弁３４の第１の切換位置３４ａで別の圧力媒体管路６ｂが容器分岐管路３５に接続されている。パイロット制御弁３４の第２の切換位置３４ｂでは、第２の圧力媒体管路６ｂと容器との接続が遮断されている。

消費器を防護するためには、別の圧力媒体管路６ｂに圧力制限装置５２が対応配置されている。この場合、圧力制限弁として形成された圧力制限装置５２は、負荷保持弁４０の上流側で、戻し側を形成する別の圧力媒体管路６ｂに接続されている。

遮断弁装置２０と、短絡装置１０と、パイロット制御弁１４とは、ブレーキ弁装置３０と、このブレーキ弁装置３０のパイロット制御弁３４と、負荷保持弁４０と、この負荷保持弁４０のパイロット制御弁４１と、圧力制限装置５２と一緒に弁構成ユニット５１内に配置されている。この弁構成ユニット５１は消費器２、たとえばピストン側の圧力室７ａに直接配置されている。

制御弁３の図示の中立位置では、第１の切換位置３４ａに負荷されたパイロット制御弁３４によって、別の圧力媒体管路６ｂが負荷保持弁４０とブレーキ弁装置３０との間で容器５０に向かって放圧されている。これによって、負荷保持弁の制御面４０ｂも同じく負荷軽減されており、負荷保持弁４０が、制御圧室４０ｃ内に配置されたばね４０ｅによって遮断位置に負荷されている。したがって、負荷保持弁４０によって、第２の圧力媒体管路６ｂの漏れオイルなしの遮断が獲得可能となる。

制御管路８ａに加えられた第１の制御信号による制御弁３の制御時には、この制御弁３が切換位置３ｂの方向に負荷される。この切換位置３ｂでは、ピストン側の圧力室７ａに接続された圧力媒体管路６ａがポンプの圧送管路４に接続されていて、したがって、消費器２の流入側を形成している。ピストンロッド側の圧力室７ｂに接続された別の圧力媒体管路６ｂは、切換位置３ｂで容器管路５に接続されていて、したがって、消費器２の戻し側を形成している。

この場合、遮断弁装置２０は遮断位置２０ａに位置している。

さらに、第１の制御信号によって、制御圧分岐管路４３を介してパイロット制御弁４１が開制御される。これによって、制御圧室４０ｃが放圧され、負荷保持弁４０が、制御面４０ｄに加えられた戻し圧によって開放位置に負荷される。

同時に、第１の制御信号によって、制御圧分岐管路３７を介してパイロット制御弁３４が第２の切換位置３４ｂに負荷される。これによって、ブレーキ弁装置３０が、圧力分割回路３１により発生させられた圧力差によって通流位置３０ｂの方向に負荷される。

さらに、第１の制御信号によって、制御圧分岐管路１５を介してパイロット制御弁１４が第２の切換位置１４ｂに負荷される。これによって、短絡弁１１が、圧力媒体管路６ａ内に加えられた流入圧によって遮断位置の方向に負荷される。短絡弁１１の制御面１１ａは別の圧力媒体管路６ｂひいては戻し側に接続されている。この場合、制御面１１ａに加えられた別の圧力媒体管路６ｂ内の戻し圧が、制御面１１ｂに加えられた流入圧を上回る限りにおいて、短絡弁１１が開放位置に負荷される。これによって、再生機能のために、圧力媒体が、戻し側を形成する別の圧力媒体管路６ｂから完全に接続管路１２を介して、流入側を形成する圧力媒体管路６ａ内に流れることができる。この場合、消費器２の戻し側から流出した圧力媒体は完全に流入側に供給され得る。これによって、消費器２の流入側に、ポンプによって圧送された圧送流に対して付加的に、戻し側で流出した圧力媒体流が、消費器の、高められた運動速度を獲得しかつ消費器の流入側でのキャビテーションを回避するために完全に提供され、したがって、再生機能での消費器の運動速度の倍増を得ることができる。この場合、再生機能は短い流路を有している。これによって、僅かな管路損失が生ぜしめられ、したがって、再生が高い効率で獲得可能となる。

第１の制御信号による切換位置３ｂの方向への制御弁３の操作時には、再生機能がアクティブとなり、これによって、再生機能での消費器の運動開始が行われる。したがって、消費器の運動開始時の再生機能の、コントロールされない切換による運動衝撃が有効に回避される。

流入側を形成する圧力媒体管路６ａ内に加えられた、分岐管路２４によって電子的な制御装置２２に案内される流入圧が、規定された限界値を上回ると、電子的な制御装置２２によって、遮断弁装置２０が通流位置２０ｂに負荷される。これによって、消費器の戻し側を形成する第２の圧力媒体管路６ｂが制御弁３を介して容器に接続される。この場合、短絡装置１０の制御面１１ａも同じく容器に向かって負荷軽減される。これによって、短絡装置１０が、制御面１１ｂに加えられた、交換弁装置１６によって第２の制御圧面１１ｂに案内された流入圧によって遮断位置に負荷され、したがって、再生機能が終了される。これによって、この再生機能を簡単に、消費器２の流入側に加えられた流入圧に関連して解消することができる。したがって、再生機能は、消費器２の流入側に高い流入圧が必要となる運転状態、たとえば掘削機の、消費器によって操作されるアームで高い掘削力が必要となる運転状態で解消することができ、したがって、無効にすることができる。

切換位置３ｃの方向への制御弁３の負荷時には、遮断弁装置２０が電子的な制御装置２２によって通流位置２０ｂに負荷される。パイロット制御弁１４は第１の切換位置１４ａに位置している。これによって、短絡弁１１が、制御面１１ｂに別の圧力媒体管路６ｂ内で加えられた流入圧によって遮断位置に負荷される。ブレーキ弁装置３０は遮断位置３０ａに位置している。この場合、ブレーキ弁装置３０の遮断位置３０ａに配置された遮断弁３０ｄを介して、圧力媒体が負荷保持弁４０に向かって流れることができる。この場合、この負荷保持弁４０は、制御面４０ｂに加えられた流入圧によって開放位置に負荷される。したがって、圧力媒体がポンプから消費器のピストンロッド側の圧力室７ｂに向かって流れることができる。消費器２のピストン側の圧力室７ａは、圧力媒体管路６ａと、切換位置３ｃの方向に負荷された制御弁３とを介して容器に接続されている。

電子的な制御装置２２による遮断弁装置２０の制御の代わりに、この遮断弁装置２０を、制御弁３の、制御圧分岐管路２３，２５内に加えられた制御信号と、消費器２の、分岐管路２４内に加えられた流入圧とに関連してハイドロリック的に負荷することも同じく可能である。

消費器を制御するための本発明による制御弁装置の回路図である。

符号の説明

１ 制御弁装置、 ２ 消費器、 ３ 制御弁、 ３ａ 中立位置、 ３ｂ 切換位置、 ３ｃ 切換位置、 ４ 圧送管路、 ５ 容器管路、 ６ａ 圧力媒体管路、 ６ｂ 圧力媒体管路、 ７ａ 圧力室、 ７ｂ 圧力室、 ８ａ 制御圧管路、 ８ｂ 制御圧管路、 １０ 短絡装置、 １１ 短絡弁、 １１ａ 制御圧面、 １１ｂ 制御圧面、 １２ 接続管路、 １３ 制御圧管路、 １３ａ 制御圧管路、 １３ｂ 制御圧管路、 １４ パイロット制御弁、 １４ａ 切換位置、 １４ｂ 切換位置、 １４ｃ ばね、 １５ 制御圧分岐管路、 １６ 交換弁装置、 １７ 制御圧管路、 ２０ 遮断弁装置、 ２０ａ 遮断位置、 ２０ｂ 通流位置、 ２１ ばね、 ２２ 制御装置、 ２３ 制御圧分岐管路、 ２４ 分岐管路、 ２５ 制御圧分岐管路、 ３０ ブレーキ弁装置、 ３０ａ 遮断位置、 ３０ｂ 通流位置、 ３０ｃ ばね、 ３０ｄ 遮断弁、 ３１ 圧力分割回路、 ３１ａ 絞り装置、 ３１ｂ 絞り装置、 ３２ 制御圧管路、 ３３ 制御圧管路、 ３４ パイロット制御弁、 ３４ａ 切換位置、 ３４ｂ 切換位置、 ３５ 容器管路、 ３６ ばね、 ３７ 制御圧分岐管路、 ４０ 負荷保持弁、 ４０ａ 座弁、 ４０ｂ 制御面、 ４０ｃ 制御圧室、 ４０ｄ 制御面、 ４０ｅ ばね、 ４１ パイロット制御弁、 ４２ 容器分岐管路、 ４３ 制御圧分岐管路、 ５０ 容器、 ５１ 弁構成ユニット、 ５２ 圧力制限装置

Claims (26)

1. 消費器、特に複動式の消費器を制御するための制御弁装置であって、制御弁が設けられており、該制御弁が、消費器の流入側を形成する圧力媒体管路と、ポンプとの接続および消費器の戻し側を形成する別の圧力媒体管路と、容器との間の接続を制御するようになっており、さらに、再生機能が設けられており、該再生機能によって、消費器の戻し側が、消費器の流入側に接続可能である形式のものにおいて、再生機能が、消費器（２）と制御弁（３）との間に配置された短絡装置（１０）を有しており、該短絡装置（１０）が、消費器（２）の戻し側を形成する別の圧力媒体管路（６ｂ）と、消費器（２）の流入側を形成する圧力媒体管路（６ａ）との接続を可能にするようになっており、再生機能のために、消費器（２）の戻し側を形成する別の圧力媒体管路（６ｂ）と、容器との接続が、消費器（２）と制御弁（３）との間に配置された遮断弁装置（２０）によって遮断可能であることを特徴とする、消費器を制御するための制御弁装置。
2. 遮断弁装置（２０）が、遮断位置（２０ａ）と通流位置（２０ｂ）とを備えた制御弁として形成されている、請求項１記載の制御弁装置。
3. 圧力媒体管路（６ａ）をポンプに接続しかつ別の圧力媒体管路（６ｂ）を容器に接続する切換位置（３ｂ）の方向に制御弁（３）を負荷する、該制御弁（３）の第１の制御信号において、遮断弁装置（２０）が、遮断位置（２０ａ）に負荷されていて、消費器（２）の流入側を形成する圧力媒体管路（６ａ）に加えられた流入圧に関連して、通流位置（２０ｂ）の方向に負荷可能である、請求項２記載の制御弁装置。
4. 遮断弁装置（２０）が、別の圧力媒体管路（６ｂ）をポンプに接続しかつ圧力媒体管路（６ａ）を容器に接続する切換位置（３ｃ）の方向に制御弁（３）を負荷する、該制御弁（３）の第２の制御信号に関連して、通流位置（２０ｂ）の方向に負荷可能である、請求項２または３記載の制御弁装置。
5. 遮断弁装置（２０）が、ばね（２１）によって遮断位置（２０ａ）の方向に負荷可能である、請求項２から４までのいずれか１項記載の制御弁装置。
6. 短絡装置（１０）が、別の圧力媒体管路（６ｂ）を圧力媒体管路（６ａ）に接続する接続管路（１２）内に配置された、遮断位置と開放位置とを備えた短絡弁（１１）として形成されていて、再生機能のために、制御弁（３）の第１の制御信号に関連して、開放位置の方向に負荷可能である、請求項１から５までのいずれか１項記載の制御弁装置。
7. 短絡弁（１１）が、ばね負荷された座弁として形成されており、該座弁が、開放位置の方向に作用する第１の制御圧面（１１ａ）を備えており、該第１の制御圧面（１１ａ）が、別の圧力媒体管路（６ｂ）内に加えられた圧力によって負荷可能である、請求項６記載の制御弁装置。
8. 短絡弁（１１）が、遮断位置の方向に作用する第２の制御圧面（１１ｂ）を備えており、該第２の制御圧面（１１ｂ）が、別の圧力媒体管路（６ｂ）内に加えられた圧力によって負荷可能であり、再生機能のために、別の圧力媒体管路（６ｂ）内に加えられた圧力から負荷軽減可能である、請求項６または７記載の制御弁装置。
9. 第２の制御圧面（１１ｂ）の負荷を制御するために、パイロット制御弁（１４）が設けられている、請求項８記載の制御弁装置。
10. パイロット制御弁（１４）が、第１の切換位置（１４ａ）と第２の切換位置（１４ｂ）を有しており、第１の切換位置（１４ａ）で第２の制御圧面（１１ｂ）が、別の圧力媒体管路（６ｂ）に接続されており、第２の切換位置（１４ｂ）で第２の制御圧面（１１ｂ）が、圧力媒体管路（６ａ）に接続されており、パイロット制御弁（１４）が、制御弁（３）の第１の制御信号に関連して、第２の切換位置（１４ｂ）の方向に負荷可能である、請求項９記載の制御弁装置。
11. パイロット制御弁（１４）が、ばね（１４ｃ）によって第１の切換位置（１４ａ）の方向に負荷可能である、請求項９または１０記載の制御弁装置。
12. 第２の制御圧面（１１ｂ）が、圧力媒体管路（６ａ）内に加えられた圧力によって負荷可能である、請求項８から１１までのいずれか１項記載の制御弁装置。
13. パイロット制御弁（１４）と第２の制御圧面（１１ｂ）との間に交換弁装置（１６）が配置されており、該交換弁装置（１６）の第１の入口が、パイロット制御弁（１４）の出口に接続されており、交換弁装置（１６）の第２の入口が、圧力媒体管路（６ａ）に接続されており、交換弁装置（１６）の出口が、第２の制御圧面（１１ｂ）に接続されている、請求項１２記載の制御弁装置。
14. 消費器（２）の戻し側を形成する別の圧力媒体管路（６ｂ）に短絡装置（１０）の上流側でブレーキ弁装置（３０）が対応配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の制御弁装置。
15. ブレーキ弁装置（３０）が、遮断位置（３０ａ）と通流位置（３０ｂ）とを有しており、ブレーキ弁装置（３０）を制御するために、圧力媒体管路（６ａ）に接続された圧力分割回路（３１）が設けられている、請求項１４記載の制御弁装置。
16. 圧力分割回路（３１）が、制御圧管路（３２）を有しており、該制御圧管路（３２）が、ブレーキ弁装置（３０）の、通流位置（３０ｂ）の方向に作用する制御面に案内されていて、圧力媒体管路（６ａ）に接続されており、制御圧管路（３２）内に絞り装置（３１ａ）が配置されており、制御圧管路（３２）に絞り装置（３１ａ）の下流側で別の制御圧管路（３３）が接続されており、該別の制御圧管路（３３）が、ブレーキ弁装置（３０）の、遮断位置（３０ａ）の方向に作用する制御面に案内されており、別の制御圧管路（３３）内に別の絞り装置（３１ｂ）が配置されている、請求項１５記載の制御弁装置。
17. 圧力分割回路（３１）を制御するために、パイロット制御弁（３４）が設けられており、該パイロット制御弁（３４）によって、別の制御圧管路（３３）と容器（５０）との接続が制御可能である、請求項１６記載の制御弁装置。
18. パイロット制御弁（３４）が、第１の切換位置（３４ａ）と第２の切換位置（３４ｂ）とを有しており、第１の切換位置（３４ａ）で、容器（５０）への別の制御圧管路（３３）の接続が遮断されており、第２の切換位置（３４ｂ）で、別の制御圧管路（３３）が、容器（５０）に接続されており、パイロット制御弁（３４）が、制御弁（３）の第１の制御信号に関連して、第２の切換位置（３４ｂ）の方向に負荷可能である、請求項１７記載の制御弁装置。
19. パイロット制御弁（３４）が、ばね（３６）によって第１の切換位置（３４ａ）の方向に負荷可能である、請求項１７または１８記載の制御弁装置。
20. 消費器（２）の戻し側を形成する圧力媒体管路（６ｂ）に、特にブレーキ弁装置（３０）の上流側で負荷保持弁（４０）が対応配置されている、請求項１から１９までのいずれか１項記載の制御弁装置。
21. 負荷保持弁（４０）が、遮断解除可能な座弁、特にパイロット制御弁（４１）によって遮断解除可能な座弁（４０ａ）として形成されており、該座弁（４０ａ）が、制御弁（３）の第１の制御信号に関連して、通流位置の方向に負荷可能である、請求項２０記載の制御弁装置。
22. 圧力分割回路（３１）のパイロット制御弁（３４）の第１の切換位置（３４ａ）で、消費器（２）の戻し側を形成する別の圧力媒体管路（６ｂ）が、ブレーキ弁装置（３０）の上流側で容器に向かって放圧されている、請求項１７から２１までのいずれか１項記載の制御弁装置。
23. 圧力分割回路（３１）のパイロット制御弁（３４）の第２の切換位置（３４ｂ）で、消費器（２）の戻し側を形成する別の圧力媒体管路（６ｂ）と、容器との接続が遮断されている、請求項１７から２２までのいずれか１項記載の制御弁装置。
24. 消費器（２）の戻し側を形成する別の圧力媒体管路（６ｂ）を防護するために、圧力制限装置（５２）、特に消費器（２）の戻し側を形成する別の圧力媒体管路（６ｂ）内に負荷保持弁（４１）の上流側で配置された圧力制限装置が設けられている、請求項１から２３までのいずれか１項記載の制御弁装置。
25. 短絡装置（１０）および／または短絡装置（１０）のパイロット制御弁（１４）および／またはブレーキ弁装置（３０）および／または圧力分割回路（３１）のパイロット制御弁（３４）および／または負荷保持弁（４０）および／または圧力制限装置（５２）および／または遮断弁装置（２０）が、消費器（２）、特に消費器（２）への圧力媒体管路（６ａ）の接続部に配置されている、請求項１から２４までのいずれか１項記載の制御弁装置。
26. 消費器（２）が、掘削機のアームシリンダとして形成されている、請求項１から２５までのいずれか１項記載の制御弁装置。

Images