JP5174804B2 - ハイドロリック式の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に移動式の作業機械に設けられたハイドロリック式の消費器を制御するために使用される、請求項１の上位概念部に記載の形式のハイドロリック式の制御装置に関する。

このような形式のハイドロリック式の制御装置は、たとえば欧州特許出願公開第０５６６４４９号明細書に基づき公知である。この公知のハイドロリック式の制御装置は、負荷感応（ロードセンシング）原理によるハイドロリック式の制御装置である。ロードセンシング原理の場合、操作された消費器の最高負荷圧に関連して、その都度、ポンプ圧が規定の圧力差分だけ最高負荷圧よりも高くなるように可変容量形ポンプが調節される。ハイドロリック式の消費器には、調節可能な調量オリフィスを介して圧力媒体が流入する。調節可能な調量オリフィスは、可変容量形ポンプを起点として延びる流入管路と、ハイドロリック式の消費器との間に配置されていて、通常では、１つのハイドロリック式の消費器の方向制御のためにも働く主制御弁に組み込まれている。調量オリフィスに後置された、つまり調量オリフィスの下流側に接続された圧力バランスにより、可変容量形ポンプによって十分な圧力媒体量が供給される場合に、ハイドロリック式の消費器の負荷圧とは無関係に、つまり該負荷圧の影響を受けずに、規定の圧力差が調量オリフィスを介して生じるので、ハイドロリック式の消費器に流入する圧力媒体量が、各調量オリフィスの開放横断面にしか関連しなくなることが達成される。調量オリフィスがさらに開放されると、規定の圧力差を形成するためには、当該調量オリフィスを介して、一層多くの圧力媒体量が流れなければならない。可変容量形ポンプはその都度、該可変容量形ポンプが、必要とされる圧力媒体量を供給するように調節される。それゆえに、このような制御は、「所要流量制御（Bedarfsstromregelung）」とも呼ばれる。このために可変容量形ポンプはポンプ調整器を有している。このポンプ調整器は負荷報知管路を介して、同時に制御された複数のハイドロリック式の消費器の最高負荷圧で負荷可能となる。ポンプ圧を制限するために、負荷報知管路の、ポンプ調整器に接続された端区分には、固定調節された圧力制限弁が接続されている。この圧力制限弁は、その他の負荷報知管路の端区分を分離する絞りと協働して、ポンプ調整器に報知された圧力を制限し、ひいてはポンプ圧をも制限する。

調量オリフィスに後置された圧力バランスは、開放方向では各調量オリフィスの下流側の圧力により、閉鎖方向では後方の制御室内に形成された制御圧により、それぞれ負荷される。この制御圧は通常、同一のハイドロポンプにより圧力媒体供給された全てのハイドロリック式の消費器の最高の負荷圧に相当している。複数のハイドロリック式の消費器が同時に操作される場合に、ストッパにまで調節されたハイドロポンプによって供給された圧力媒体量が、全体的に要求された圧力媒体量よりも小さくなる程度にまで調量オリフィスが開放されると、個々のハイドロリック式の消費器に流入する圧力媒体量は、ハイドロリック式の消費器のその都度の負荷圧とは無関係に同じ比率で低減される。それゆえに、このような制御は、「負荷に依存しない通流量分配を行う制御（ＬＵＤＶ制御）」と呼ばれる。ＬＵＤＶ制御の場合には、最高の負荷圧も感知されて、ハイドロポンプにより、圧送された圧力媒体量の変化によって、最高の負荷圧よりも規定の圧力差分だけ高い流入圧が形成されるので、ＬＵＤＶ制御は負荷感応式またはロードセンシング式の制御（ＬＳ制御）の特別事例であると云える。

閉鎖方向では調量オリフィス上流側の圧力によってしか負荷されず、かつ開放方向では各個の負荷報知管路を介して各ハイドロリック式の消費器の負荷圧と圧縮ばねとによってしか負荷されない、前置された圧力バランスを備えた調量オリフィスを介してそれぞれ圧力媒体が流入する複数のハイドロリック式の消費器のためには、負荷に依存しない通流分配が得られない。この場合には、単なるＬＳ制御およびＬＳ消費器しか得られない。このような制御は、たとえばドイツ連邦共和国特許第３７０９５０４号明細書に基づき公知である。複数のハイドロリック式の消費器が同時に制御され、かつ可変容量形ポンプにより供給された圧力媒体量が不十分である場合には、まず負荷圧最高のハイドロリック式の消費器に流入する圧力媒体量だけが低減される。次いで、この消費器の休止状態において、２番目に高い負荷圧を有する消費器に流入する圧力媒体量が減少し、以降、順次に３番目以降の負荷圧を有する消費器に流入する圧力媒体量が減少していく。

ドイツ連邦共和国特許第３７０９５０４号明細書に記載のハイドロリック式の制御装置では、圧力バランスに通じた端区分が、絞りを介して、１つのハイドロリック式の消費器のその他の個別の負荷報知管路に接続されていて、圧力制限弁に接続されている。この圧力制限弁は、このハイドロリック式の消費器に対応配置された主制御弁の制御のために働く前制御信号の高さに関連して調節可能となる。圧力バランスは前制御された減圧弁と同様に作用する。この減圧弁の調節は前制御信号によって可変となる。この減圧弁は、その出口で規定の圧力が達成されると閉じる。したがって、圧力バランスが閉じる際の圧力、つまり閉鎖側で相応して制御される圧力バランスを有するハイドロリック式の消費器に生ぜしめられる圧力を、消費器のために個別に制限し、かつ前制御信号により変えることができる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８３１５９５号明細書には、ＬＵＤＶ制御部が開示されている。このＬＵＤＶ制御部では、やはりハイドロリック式の消費器のために個別に圧力が制限されている。このためには、ＬＵＤＶ圧力バランスの後方の制御室が構造的に負荷報知管路から分離されていることが必要となる。そして、その切換位置に関連して後方の制御室が負荷報知管路に接続されるか、またはポンプ圧で負荷されるような方向切換弁が必要となる。この方向切換弁は負荷圧に関連して切り換えられる。運転中の切換圧力の変更は設定されていない。

本発明の根底を成す課題は、請求項１の上位概念部に記載の形式のハイドロリック式の制御装置を改良して、主制御弁のための前制御信号を用いて複数のハイドロリック式の消費器のためにも圧力制御が簡単かつ廉価に可能となるようなハイドロリック式の制御装置を提供することである。

目標とされた課題は、請求項１の上位概念部に記載の形式のハイドロリック式の制御装置において、つまり特に移動式の作業機械に設けられたハイドロリック式の消費器を制御するためのハイドロリック式の制御装置であって、負荷報知管路が設けられており、該負荷報知管路が、それぞれ１つの主制御弁を介して同時に制御された複数のハイドロリック式の消費器の最高の負荷圧で負荷可能であり、負荷報知管路の端区分がポンプ調整器に接続可能であり、圧力制限弁が設けられており、該圧力制限弁によって負荷報知管路の端区分内の制御圧が制限可能である形式のものにおいて、請求項１の特徴部に記載の特徴、つまり圧力制限弁が、主制御弁の制御のために働く前制御信号の高さに関連して調節可能であることにより解決される。すなわち、本発明によれば、圧力制限弁が調節可能であり、この圧力制限弁を用いて、ポンプ調整器に報知された圧力が制限可能となる。この場合、本発明の根底を成す思想は、１つのハイドロリック式の消費器の圧力制御の際に別のハイドロリック式の消費器が操作され得ることが極めて稀であるような移動式の作業機械が存在することである。特に本発明によれば、ＬＵＤＶ制御装置の場合にも極めて簡単な手段を用いて、しかも調量オリフィスに対応配置された個別圧力バランスにおける変更なしに、１つのハイドロリック式の消費器の圧力制御が可能となる。

本発明によるハイドロリック式の制御装置の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。

圧力制限弁が、複数の前制御信号の高さに関連して調節可能であると、複数の前制御信号が生ぜしめられた際に、圧力制限弁が、最大の前制御信号に関連して調節可能であると有利である。この場合、圧力制限弁に調節された圧力は、前制御信号が大きくなればなるほど高くなることを前提としている。

請求項３に記載の構成では、圧力制限弁が、１つの前制御信号に関連して、最大の調節値よりも下にある調節値にまでしか調節可能でない。このような構成では、機械オペレータにとって、前制御信号によって調節可能な最大の消費器圧を機械の形式に応じてまたは成し遂げたい作業の種類に応じて個別に設定することが可能となる。

請求項４に記載の構成により、圧力制御を遮断することができると有利である。その場合、高い値への負荷圧の制限を行う「所要流量制御（Bedarfsstromregelung）」が得られる。

請求項５に記載の構成では、圧力制限弁がハイドロリック的に調節可能であって、制御管路に接続された圧力チャンバに隣接した作動ピストンを有している。基本的に圧力制限弁は、電気的またはエレクトロハイドロリック的に調節可能となるような弁であってもよい。特に主制御弁が電気的に操作される場合、圧力制限弁のこのような調節可能性は好都合となり得る。それに対して、主制御弁がハイドロリック的に操作される場合には、純ハイドロリック的に調節可能な圧力制限弁の使用が有利であると思われる。

主制御弁がハイドロリック的に操作可能であると、前制御圧は通常、調節可能な減圧弁を用いて形成される。この減圧弁は、有利には３０〜３５バールの高さのほぼ一定の供給圧が形成される圧力接続部と、タンク接続部と、前制御圧が入力制御される制御接続部とを有している。請求項６に記載の構成では、任意に操作可能な方向切換弁が設けられており、この方向切換弁の切換位置に関連して、圧力制限弁の圧力チャンバが、前制御圧または供給圧で負荷可能である。この場合には、圧力制限弁をその最大の調節値に極めて簡単に調節することができる。

方向切換弁を用いて、供給圧が形成される管路か、または前制御圧が形成される管路を交互に圧力制限弁の圧力チャンバに接続することが可能である。しかし、請求項７に記載されているように、前制御管路と、圧力制限弁に設けられた圧力チャンバとの間に、圧力チャンバに向かって開く逆止弁が設けられていると、方向切換弁を一層単純に形成することができる。このことは、高い供給圧が前制御管路内にも到達して、主制御弁の制御に影響を与えてしまうことを阻止する。

請求項８に記載されているように配置されている逆止弁を用いると、最高のハイドロリック的な前制御信号を簡単に選択して、圧力制限弁の圧力チャンバ内に入力制御することができる。

前制御信号を介して、圧力制限弁の最大の調節値のよりも下にある圧力値に圧力制御を制限するためには、請求項９に記載されているように、第２の圧力制限弁が設けられている。この第２の圧力制限弁はもちろんいかなる場合でも、供給圧による圧力チャンバの負荷によって最大の調節値への第１の圧力制限弁の調節が望まれる場合には有効にならないことが望ましい。このような機能形式のためには、請求項１１に記載されているように、方向切換弁が利用されると有利である。この方向切換弁を介して、前制御圧は圧力チャンバ内へ導通接続される。

圧力制限弁に設けられた圧力チャンバの放圧は流れ弁を介して行われると有利である。この流れ弁は単純なノズルによって実現されていてよいが、しかし流れ制御弁であると有利である。

本発明によるハイドロリック式の制御装置の複数の実施例が図面に図示されている。これらの実施例につき、本発明を詳しく説明する。

図１には、負荷報知管路の端区分に接続された、ハイドロリック的な前制御信号に関連してハイドロリック的に調節可能となる圧力制限弁を備えた、ＬＵＤＶ原理により作動する第１実施例が示されている。

図２には、負荷報知管路の端区分に接続された、ハイドロリック的な前制御信号に関連してハイドロリック的に調節可能となる圧力制限弁を備えた、ＬＳ原理により作動する第２実施例が示されている。

図３には、両実施例のために使用可能となる、主制御弁を操作しかつ圧力制限弁を調節するための複数の前制御弁から成るアッセンブリが示されている。

図示の両実施例によるハイドロリック式の制御装置では、圧力媒体源として可変容量形ポンプ１０、たとえば斜板原理によるアキシャルピストンポンプが使用される。このアキシャルピストンポンプはタンク１１から圧力媒体を吸い込んで、流入管路１２へ送出する。アキシャルピストンポンプの斜板１３は二重矢印により表されている。２つの作動シリンダ１４，１５を協働させてこの斜板１３を旋回させることができる。両作動シリンダ１４，１５は差動シリンダであり、この差動シリンダはピストン１６；１７とそれぞれ１つのピストンロッド１８とを有しており、このピストンロッド１８によって両差動シリンダはそれぞれ斜板１３に作用する。両作動シリンダのそれぞれピストンロッドとは反対の側の圧力室だけが圧力によって負荷される。一方の作動シリンダ１５のピストン１７のピストン面は他方の作動シリンダ１４のピストン１６のピストン面よりも小さく形成されている。他方の作動シリンダ１４のピストンロッド１８の引出しは、斜板１３の旋回角度の減少を生ぜしめ、ひいては可変容量形ポンプ１０の行程容積の減少を生ぜしめ、一方の作動シリンダ１５のピストンロッド１８の引出しは、斜板１３の旋回角度の増大を生ぜしめ、ひいては可変容量形ポンプ１０の行程容積の増大を生ぜしめる。一方の作動シリンダ１５内の圧力に対して付加的に、圧縮ばね１９によって斜板１３には、旋回角度増大方向の力が加えられている。

一方の作動シリンダ１５の圧力室は流入管路１２に常時接続されている。すなわち、この圧力室には、その都度、流入管路１２内の圧力と同じ圧力が形成される。他方の作動シリンダ１４の圧力室に対する圧力媒体の流入および流出は、ポンプ制御ユニット２５によって制御される。このポンプ制御ユニット２５は可変容量形ポンプ１０に据え付けられている。ポンプ制御ユニット２５は外部接続部ＬＳを有しており、この外部接続部ＬＳには、負荷報知管路２６の端区分２６ａが接続されている。ポンプ制御ユニット２５は主として２つの３ポート２位置比例方向切換弁を有している。両３ポート２位置比例方向切換弁のうち、一方の弁はＬＳポンプ制御弁２７を成しており、他方の弁は圧力制御弁２８を成している。この圧力制御弁２８は、通常発生する負荷圧よりも上にある圧力に合わせて調節されている。圧力制御弁２８は第１の接続部を有しており、この第１の接続部は放圧管路２９を介してタンク１１に接続可能である。圧力制御弁２８の第２の接続部は流入管路１２に接続されている。第１の接続部または第２の接続部に接続可能である第３の接続部は作動シリンダ１４の圧力室に接続されている。ＬＳポンプ制御弁２７の第１の接続部は放圧管路２９に接続されており、第２の接続部は流入管路１２に接続されている。ＬＳポンプ制御弁２７の第３の接続部は該ＬＳポンプ制御弁２７の第１の接続部または第２の接続部に接続可能であって、圧力制御弁２８の第１の接続部に常時接続されている。圧力制御弁２８のスプール（図示しない）は可変容量形ポンプ１０の旋回角度の増大方向では圧縮ばね３０によって負荷され、可変容量形ポンプ１０の旋回角度の減少方向では流入圧によって負荷される。ＬＳポンプ制御弁２７のスプール（図示しない）は可変容量形ポンプ１０の旋回角度の増大方向では圧縮ばね３１と、負荷報知管路２６の端区分２６ａに形成された圧力とによって負荷され、可変容量形ポンプ１０の旋回角度の減少方向では流入圧によって負荷される。流入圧と、負荷報知管路２６の端区分２６ａ内の圧力との間に、圧縮ばね３１のばね力に相当する差が生じると、ＬＳポンプ制御弁２７のスプールには力平衡が生ぜしめられる。通常、この差は１０〜２０バールである。流入圧が、圧縮ばね３０のばね力に相当する力を生ぜしめると、圧力制御弁２８のスプールに平衡が生ぜしめられる。通常、平衡時に流入圧は３５０バールの範囲にある。

ＬＵＤＶ制御装置としての特性は、ＬＵＤＶ方向切換弁セクションを有する、存在する制御ブロック３５の形式によって図１に示した実施例により得られる。図１には、例示的に２つのセクションが図示されており、両セクションは全く同一に形成されている。当然ながら、別のセクションが存在していてもよい。

制御ブロック３５は流入接続部Ｐと、タンク接続部Ｔと、負荷報知接続部ＬＳと、種々の消費器接続部Ａ，Ｂとを有している。流入接続部Ｐでは、流入管路１２の一部として流入通路３６が出発しており、タンク接続部Ｔでは、制御ブロックのタンク通路３７が出発している。制御ブロック３５には、負荷に依存しない通流量分配を行う制御（ＬＵＤＶ制御）のための、閉じられたセンタ位置を備えた２つのＬＵＤＶ方向切換弁３８が形成されている。これらのＬＵＤＶ方向切換弁３８によって、２つのハイドロリック式の消費器、たとえば２つの差動シリンダが制御可能となる。ＬＵＤＶ方向切換弁３８はハイドロリック的（液圧的）に操作可能である。ＬＵＤＶ方向切換弁３８では、速度制御部分と方向制御部分とが互いに分離されて同じ制御スプールに形成されている。一方のＬＵＤＶ方向切換弁３８がそのセンタ位置から両側方の作業位置のうちの一方の作業位置へもたらされていると、流入通路３６から到来した圧力媒体は流入チャンバ３９から調量オリフィス４０を介して第１の中間チャンバ４１に流入し、この第１の中間チャンバ４１から圧力バランス４２の開放横断面を介して第２の中間チャンバ４３に流入し、次いでＬＵＤＶ方向切換弁３８の方向部分を介して消費器チャンバ４４または消費器チャンバ４５に流入する。この消費器チャンバ４４；４５から圧力媒体は消費器接続部Ａまたは消費器接続部Ｂに到達する。圧力バランス４２の制御ピストンは開放方向では第１の中間チャンバ４１内の圧力、つまり調量オリフィス４０の下流側の圧力によって負荷され、閉鎖方向では、負荷報知管路の一部として制御ブロック内を延びる負荷報知通路内の圧力によって負荷される。圧力バランス４２の制御ピストンは、圧力バランス４２が完全に開いている場合に該制御ピストンが第１の中間チャンバ４１と負荷報知通路との間の流体接続を形成するように形成されている。このことは、各ハイドロリック式の消費器が単独で操作される場合または複数のハイドロリック式の消費器が同時に操作される場合に、当該圧力バランスが対応配置されている消費器が最高の負荷圧を有している場合に云える。

制御ブロック３５の外部接続部、つまり流入接続部Ｐ、タンク接続部Ｔおよび負荷報知接続部ＬＳは、入力セクション４８に位置している。この入力セクション４８を通って流入通路３６、タンク通路３７および負荷報知管路２６が方向切換弁セクションにまで通じている。入力セクション４８の内部では、負荷報知管路２６の端区分２６ａが、ノズル５４によって負荷報知管路２６のその他の部分からハイドロリック的に分離されている。ノズル５４を通る圧力媒体流では、このノズル５４において圧力差が生じるので、負荷報知管路２６の端区分２６ａ内の圧力は、負荷報知管路２６のその他の部分における圧力よりも低くなる。入力セクション４８の内部では、さらに圧力制限弁５０の入力接続部５１が負荷報知管路２６の端区分２６ａに接続されており、圧力制限弁５０の出力接続部５２がタンク通路３７に接続されている。圧力制限弁５０とノズル５４とによって、負荷報知管路２６の端区分２６ａに形成可能な圧力が制限可能となる。ノズル５４の上流側では、入力セクション４８内に位置する小型の流れ制御弁５３が負荷報知管路２６とタンク通路３７とを接続している。

ＬＳ制御装置としての特性は、ＬＳ方向切換弁板から構成されている、存在する制御ブロック３５の形式によって図２に示した実施例により得られる。この制御ブロック３５は図１に示した制御ブロックと同様に、流入接続部Ｐと、流出接続部もしくはタンク接続部Ｔと、負荷報知接続部ＬＳとを有している。図２には、例示的に２つの方向切換弁板５６が図示されている。当然ながら、別の方向切換弁板が存在していてもよい。

各方向切換弁板５６は、ハイドロリック的に操作可能である方向切換弁５７のためのハウジングとして働く。両方向切換弁板５６は完全に互いに同一に形成されていて、同一のコンポーネントおよび通路を有している。各方向切換弁５７には、それぞれ１つの制御スプール５８が所属している。この制御スプール５８は弁孔（詳しく図示しない）内で軸方向摺動可能であって、２つのセンタリングばね５９の単純な作用を受けて真ん中のニュートラル位置を占めている。この位置では、消費器接続部Ｂに通じた消費器通路６０と、消費器接続部Ａに通じた消費器通路６１と、流入通路３６と、流出通路もしくはタンク通路３７とが互いに分離されている。

方向切換弁５７の制御スプール５８は一方の制御圧室６２の圧力負荷によって、ニュートラル位置から一方の方向へ移動させられ、他方の制御圧室６３の圧力負荷によってニュートラル位置から他方の方向へ移動させられる。移動方向に応じて、消費器通路６０か、または消費器通路６１のいずれか一方が流入通路３６に接続され、他方が流出通路３７に接続される。ニュートラル位置からの移動時に制御スプール５８は、方向切換弁５７に設けられた流入入口と消費器通路との間の調量オリフィスを開放する。この調量オリフィスの開放横断面は、ハイドロリック式の消費器にまで流れる圧力媒体量を決定する。

つまり、圧力差は調量オリフィスを介して一定に保持されるので、この調量オリフィスを介して流れる圧力媒体量は開放横断面にしか関連していない。このためには、流入通路３６の、方向切換弁の流入入口に通じた部分に圧力バランス６５が配置されている。この圧力バランス６５は閉鎖方向では調量オリフィス手前の圧力により負荷され、開放方向では調量オリフィス背後の圧力と圧縮ばね６６とによって負荷される。調量オリフィスを介して行われる圧力降下は、圧縮ばね６６のばね力に等価であって、１０〜２０バールの値に調節されている。

調量オリフィス背後の圧力、つまり調量オリフィス下流側の圧力は、各ハイドロリック式の消費器の負荷圧に相当している。この圧力はさらに、シャトル弁６７の入口にも形成される。この場合、一方の方向切換弁板のシャトル弁６７の他方の入口は他方の方向切換弁板のシャトル弁６７の出口に接続されている。この他方の方向切換弁板のシャトル弁６７の他方の入口は端部プレート６８を介して流出通路３７に接続されている。第１の方向切換弁板のシャトル弁６７の出口からは、この第１の方向切換弁板の負荷報知接続部ＬＳにまで通路が延びている。この負荷報知接続部ＬＳには、両方向切換弁によって操作可能なハイドロリック式の消費器の最高の負荷圧が形成されている。流入通路３６内の圧力は、たとえば１５バールの規定の圧力差だけ、最高の負荷圧よりも高い。圧力バランス６５の圧縮ばね６６のばね力に対する圧力等価は、同じく１５バールであってよいので、ハイドロリック式の消費器が最高の負荷圧を発生させるのかどうかとは無関係に、各方向切換弁の調量オリフィスを介して行われる圧力降下は等しくなる。

図２に示した実施例では、図１に示した実施例の場合と同様に、負荷報知管路２６の端区分２６ａが、負荷報知管路２６のその他の部分からノズル５４を介してハイドロリック的に分離されている。端区分２６ａでは、つまりノズル５４の下流側では、圧力制限弁５０の入力接続部５１が負荷報知管路２６に接続されており、圧力制限弁５０の出力接続部５２がタンク通路３７に接続されている。ノズル５４の上流側では、小型の流れ制御弁５３によって負荷報知管路２６とタンク通路３７とが接続されている。

第１第２の両実施例による圧力制限弁５０はハイドロリック的に調節可能である。このためには圧力制限弁５０が作動ピストン７３を有している。この作動ピストン７３は圧力チャンバ７４に隣接していて、２つのストッパの相互間隔とその長さとにより規定されたストロークだけ運動可能である。圧力制限弁５０は制御ばね７５を有しており、この制御ばね７５は、作動ピストン７３が一方のストッパに接触すると最小プリロードをかけられ、作動ピストン７３が他方のストッパに接触すると最大プリロードをかけられている。すなわち、圧力制限弁５０が応答する圧力は、所定の最小値と最大値との間に調節され得る。圧力制限弁５０がどのようにして調節可能であるのかは図３から明らかとなる。

図３には、２つのハイドロリック式の前制御装置７８が示されている。両前制御装置７８は一般に知られているように、直接制御される減圧弁７９をベースとして作動する。減圧弁７９はそれぞれ各前制御装置７８にシンボリックに描き込まれている。各前制御装置７８は合計４つの前制御弁７９と、相応して４つの制御出口８０とを有している。さらに、各前制御装置７８はタンク接続部Ｔと圧力接続部Ｐとを有しており、圧力接続部Ｐには、３０〜３５バールの高さのほぼ一定の供給圧が形成されている。全ての制御出口８０にタンク圧が形成されるセンタ位置から４つの方向へ変位させることのできる前制御レバー８１を介して、前制御弁７９を調節することができる。レバー変位に応じて、前制御弁７９は相応する制御出口８０に規定の前制御圧を入力制御する。制御出口８０からはそれぞれ前制御管路８２が延びており、これらの前制御管路８２は方向切換弁３８（図１）もしくは方向切換弁５７（図２）の制御圧室６２，６３に通じている。この場合、前制御圧は前制御レバー８１の小さな旋回角度の後に所定の初期値へジャンプし、次いで旋回角度と共に連続的に増大する。そして、規定の旋回角度において、前制御圧は供給圧へジャンプする。

各前制御管路８２からは分岐管路８３が分岐している。この分岐管路８３には、相前後してノズル８４と、前制御管路８２に向かう流れを遮断する逆止弁８５とが設けられている。逆止弁８５の下流側では、全ての分岐管路８３が１つの共通の制御管路８６に開口しており、この制御管路８６は圧力制限弁５０の圧力チャンバ７４に通じている。すなわち、全ての前制御管路８２は互いに並列に、それぞれ１つのノズル５４と逆止弁８５とを介して圧力制限弁５０の圧力チャンバ７４に接続されている。

制御管路８６はさらになお、３ポート２位置方向切換弁８７の第１の接続部に接続されている。この３ポート２位置方向切換弁８７の第２の接続部は供給圧を案内する管路に接続されており、第３の接続部は第２の圧力制限弁８８の入口に接続されている。３ポート２位置方向切換弁８７が圧縮ばね８９の作用を受けてとる休止位置においては、制御管路８６が第２の圧力制限弁８８に接続されている。第２の接続部は遮断されている。３ポート２位置方向切換弁８７は電磁石９０によって切換位置へもたらされるようになっている。この切換位置では、制御管路８６が第２の接続部に接続され、第３の接続部は遮断されている。電磁石９０は電気的な線路を介して、一方の前制御レバー８１内に収納された電気的なスイッチに接続されている。このスイッチはプッシュボタン９１を介して操作され得る。すなわち、プッシュボタン９１を介して、電磁石９０を起動制御し、かつ遮断することができる。第２の圧力制限弁８８はマニュアル式に調節可能である。第２の圧力制限弁８８はノズル８４と協働して、３ポート２位置方向切換弁８７の休止位置において制御管路８６内の圧力を、減圧弁７９により入力制御可能な最大の前制御圧よりも低く設定された値に制限できるようにするために働く。流れ制御弁９２を介して、制御管路８６をタンク１１へ放圧することができる。

前記制御装置の機能形式を説明するために、以下の仮定を行う：
前制御装置のための供給圧は３０バールである。減圧弁７９によって、最大２５バールまでの前制御圧を比例的に入力制御することができる。この場合、主制御弁３８；５７の調節は５バールで開始され、その全行程は２５バールで達成される。圧力制限弁５０は、制御管路に形成される圧力が最大５バールの場合に、ばね７５の初期プリロードに基づき、負荷報知管路２６の端区分２６ａ内の圧力を５０バールに制限する。第１の圧力制限弁５０の調節値は制御管路８６内の圧力と共に線状に増大して、制御管路内の２５バールの圧力において２５０バールの最大値に到達する。第１の圧力制限弁８８は２０バールに調節されている。ポンプΔｐ、すなわち負荷報知通路の端区分２６ａ内の圧力と流入管路１２内の圧力との間の差は２０バールである。

これによって、方向切換弁８７の図示の休止位置では以下の機能形式が得られる：
前制御レバーが変位されて減圧弁７９が調節されると、前制御管路８２には前制御圧が形成される。５バールの前制御圧にまで、さしあたり何も起こらない。その後に、制御された主制御弁の制御スプールの運動が開始される。小さな初期行程の後に、相応する調量オリフィスが徐々に開放されてゆく。制御管路８６内の圧力、ひいては圧力制限弁５０の圧力チャンバ７４内に生ぜしめられる圧力は、前制御圧よりも少しだけ小さく、つまり流れ調整器９２を介して流れる圧力媒体量がノズル８４において生ぜしめる圧力差分だけ小さい。この圧力差は、たとえば０.５バールであってよい。したがって、負荷報知管路の端区分２６ａ内の圧力は５.５バールの前制御圧にまで５０バールに制限されていて、前制御圧の増大と共に増大する。前制御圧がたとえば１５バールであると、制御管路８６内の圧力は１４.５バールであり、負荷報知管路の端区分２６ａ内の圧力は１４５バールに制限されている。

制御されたハイドロリック式の消費器の負荷圧が１４５バールよりも小さいか、または１４５バールに等しいと、端区分２６ａにおける圧力制限は重要でなくなる。端区分２６ａには、負荷圧が形成される。可変容量形ポンプ１０は、流入管路１２内の圧力が、報知された負荷圧よりも２０バールだけ高くなるような量の圧力媒体量を圧送する。ハイドロリック式の消費器は、調量オリフィスの開放横断面により規定された速度で運動される。

負荷圧が１４５バールよりも大きくなると、可変容量形ポンプ１０には１４５バールの圧力が報知される。なぜならば、圧力制限弁５０が端区分２６ａ内の圧力を、それ以上高くさせないからである。その場合、流入管路１２内の圧力は１６５バールとなる。負荷圧が１６５バールよりも小さくなると、圧力バランスが開いた状態においてハイドロリック式の消費器には調量オリフィスを介してほとんど絞られずに、調量オリフィスの開放横断面および１６５バールの高さの流入圧と負荷圧との間の差により生ぜしめられる圧力媒体量が流入する。これによって、図１に示したＬＵＤＶ制御の場合にも、図２に示したＬＳ制御の場合にも、圧力バランスにおける絞り損失なしにハイドロリック式の消費器の微細な操作が可能となる。

負荷圧が１６５バールよりも高くなると、前制御レバーが引き続き変位させられた後でのみ、なおハイドロリック式の消費器への圧力媒体供給が可能になる。しかし負荷圧が２２０バールよりも大きくなると、前制御レバーは、制御管路８６内の圧力が２０バールになるように変位されなければならない。その場合、第２の圧力制限弁８８が応答する。引き続き前制御レバーが変位されるにもかかわらず、制御管路８６内の圧力は２０バールに留まり、ひいては端区分２６ａ内の圧力が２００バールに留まり、流入圧が２２０バールに留まる。この２２０バールの圧力は消費器に形成されるので、相応する力を加えることができる。

ハイドロリック式の消費器を、最大２５０バールの負荷圧で調量オリフィスの開放度によってのみ、主制御弁の全行程にわたって制御したい場合には、前制御レバーに設けられたプッシュボタン９１がプッシュされ、これによって方向切換弁が切り換えられる。この場合、３０バールの供給圧が制御管路８６に形成される。逆止弁８５は、各前制御管路内に、前制御装置により規定された前制御圧が形成されることを保証している。圧力制限弁５０は２５０バールのその最高値に調節されている。負荷報知管路の端区分２６ａ内の圧力は２５０バールの負荷圧にまで負荷圧に等しくなる。流入管路１２内の圧力は負荷圧よりも２０バールだけ高い。したがって、２５０バールまでは負荷を、所属の調量オリフィスの開放横断面によってのみ規定された速度で運動させることができる。２７０バールの負荷圧にまで、調量オリフィスによる減じられた圧力差に基づき、減速された運動が可能となる。２７０バールを超える負荷圧では、もはや負荷を運動させることができない。

図３に示した実施例では、各前制御管路８２がそれぞれノズル８４と逆止弁８５とを介して制御管路８６に接続されている。すなわち、両前制御装置７８を介して制御可能な各ハイドロリック式の消費器および各運動方向に関して、圧力制御が可能となる。複数のハイドロリック式の消費器が同時に操作されると、逆止弁８５の働きにより、制御管路８６に最高の前制御圧が形成されるようになり、そして前制御管路８２内の前制御圧が相互に影響を与えないようになる。

もちろん、個々の消費器または１つの運動方向に関して、圧力制御の可能性を断念することもできる。その場合には、相応する前制御管路８２と制御管路８６との間に分岐管路８３が設けられていない。すなわち、唯一つの前制御管路８２と制御管路８６との間にしか分岐管路が設けられていなくてもよい。

負荷報知管路の端区分に接続された、ハイドロリック的な前制御信号に関連してハイドロリック的に調節可能となる圧力制限弁を備えた、ＬＵＤＶ原理により作動する第１実施例を示す回路図である。 負荷報知管路の端区分に接続された、ハイドロリック的な前制御信号に関連してハイドロリック的に調節可能となる圧力制限弁を備えた、ＬＳ原理により作動する第２実施例を示す回路図である。 第１第２の両実施例のために使用可能となる、主制御弁を操作しかつ圧力制限弁を調節するための複数の前制御弁から成るアッセンブリを示す回路図である。

Claims (12)

1. 移動式の作業機械に設けられたハイドロリック式の消費器に圧力媒体を供給するポンプ（１０）を制御するためのハイドロリック式の制御装置であって、
   負荷報知管路（２６）が設けられており、該負荷報知管路（２６）が、それぞれ１つの主制御弁（３８，５７）を介して同時に制御された複数のハイドロリック式の消費器の最高の負荷圧で負荷可能であり、
   負荷報知管路（２６）の端区分（２６ａ）がポンプ調整器（２５）に接続可能であり、該ポンプ調整器（２５）は、該ポンプ調整器（２５）に報知された圧力を、規定の圧力差分だけ上回るポンプ圧が維持されるように、その都度、前記ポンプ（１０）の行程容積を調節し、
   圧力制限弁（５０）が設けられており、該圧力制限弁（５０）によって負荷報知管路（２６）の端区分（２６ａ）内の制御圧が制限可能である形式のものにおいて、
   圧力制限弁（５０）が、主制御弁（３８，５７）の制御のために働く前制御圧に関連して調節可能であり、
   前制御圧が、調節可能な前制御弁（７９）によって供給圧から発生させられかつ主制御弁（３８，５７）の前制御管路（８２）内に生ぜしめられ、任意に操作可能な方向切換弁（８７）の切換位置に関連して、圧力制限弁（５０）の圧力チャンバ（７４）が、前制御圧または供給圧で負荷可能であることを特徴とする、ハイドロリック式の制御装置。
2. 圧力制限弁（５０）が、複数の前制御圧に関連して調節可能であり、複数の前制御圧が生ぜしめられた際に、圧力制限弁（５０）が、最大の前制御圧に関連して調節可能である、請求項１記載のハイドロリック式の制御装置。
3. 圧力制限弁（５０）が、１つの前制御圧に関連して、最大の調節値よりも下にある調節値にまでしか調節可能でない、請求項１または２記載のハイドロリック式の制御装置。
4. 圧力制限弁（５０）が、主制御弁（３８，５７）のための、ちょうど生ぜしめられた目下の前制御圧とは無関係に、その最大の調節値に調節可能である、請求項１、２または３記載のハイドロリック式の制御装置。
5. 圧力制限弁（５０）がハイドロリック的に調節可能であって、制御管路（８６）に接続された圧力チャンバ（７４）に隣接した作動ピストン（７３）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のハイドロリック式の制御装置。
6. 前制御管路（８２）が、該前制御管路（８２）に向かう流れを遮断する逆止弁（８５）を介して、圧力制限弁（５０）に設けられた圧力チャンバ（７４）に接続されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のハイドロリック式の制御装置。
7. 前制御圧で負荷可能な複数の前制御管路（８２）が１つまたは複数の主制御弁（３８，５７）に通じており、複数の前制御管路（８２）が、互いに並列にそれぞれ１つの逆止弁（８５）を介して、圧力制限弁（５０）に設けられた圧力チャンバ（７４）に接続されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のハイドロリック式の制御装置。
8. 第２の圧力制限弁（８８）が設けられており、該第２の圧力制限弁（８８）によって第１の圧力制限弁（５０）の圧力チャンバ（７４）内の圧力が制限可能であり、該第２の圧力制限弁（８８）が、最大の前制御圧よりも下にある限界圧に調節されており、第１の圧力制限弁（５０）の圧力チャンバ（７４）が前制御圧で負荷可能である場合に、第２の圧力制限弁（８８）が有効に切換可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載のハイドロリック式の制御装置。
9. 第２の圧力制限弁（８８）が、マニュアル式に調節可能である、請求項８記載のハイドロリック式の制御装置。
10. 方向切換弁（８７）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の切換位置で第２の圧力制限弁（８８）が第１の圧力制限弁（５０）の圧力チャンバ（７４）に接続されていて、かつ該圧力チャンバ（７４）が供給圧から分離されており、第２の切換位置で第２の圧力制限弁（８８）が第１の圧力制限弁（５０）の圧力チャンバ（７４）から分離されていて、かつ該圧力チャンバ（７４）が供給圧で負荷可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載のハイドロリック式の制御装置。
11. 第１の切換位置が、方向切換弁（８７）の休止位置である、請求項１０記載のハイドロリック式の制御装置。
12. 制御管路（８６）に流れ制御弁（９２）が接続されており、該流れ制御弁（９２）を介して、圧力低減のために制御管路（８６）から貯え容器（Ｔ）へ圧力流体が流出可能である、請求項５から１１までのいずれか１項記載のハイドロリック式の制御装置。

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