JP6188409B2 - 負荷圧減少を伴うハイドロリック式の制御ユニットおよび該制御ユニットに用いられるハイドロリック式の弁ブロック - Google Patents

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Description

本発明は、ハイドロリック式の制御ユニットであって、調節可能なハイドロポンプが設けられており、該ハイドロポンプの圧送通路を介して、少なくとも1つのハイドロリック式の消費器に圧力媒体が供給可能であり、さらに、ポンプレギュレータが設けられており、該ポンプレギュレータを介して、圧送圧と、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器の最高負荷圧とに関連して、ハイドロポンプの調節装置の作動体積流量が調整可能であり、さらに、最高負荷圧に対する減圧装置が設けられているハイドロリック式の制御ユニットに関する。
さらに、本発明は、調節可能なハイドロポンプの圧送圧と、1つまたは複数のハイドロリック式の消費器の最高負荷圧とに関連して、ハイドロポンプの調節装置の作動体積流量を調整することができるポンプレギュレータと、最高負荷圧に対する減圧装置とを備えた前述した制御ユニットに用いられるハイドロリック式の弁ブロックに関する。
特に移動式のコンパクトな構成の作業機械、たとえばミニショベルもしくは小型掘削機、バックホウローダまたはテレスコピックローダでは、ハイドロリック式の消費器に、有利には、調整可能な圧送体積を備えたハイドロポンプによって圧力媒体が供給される。このハイドロポンプの圧力体積流量の分配は制御弁を介して行われる。この制御弁は、複数の消費器の操作時でも、調和のとれた運動の実行を保証しなければならない。ハイドロポンプの圧送体積流量の調整は、負荷感応型(ロードセンシング型)のシステムの場合、ポンプレギュレータを介して行われる。このポンプレギュレータには、一方では、消費器の負荷圧のうち、最も高い負荷圧、つまり、最高負荷圧が報知もしくは伝達され、他方では、ハイドロポンプの圧送圧が報知される。圧力媒体をハイドロリック式の消費器に負荷圧に依存せずに分配する(LUDV)ためには、制御弁にそれぞれ個別圧力補償器が後置されている。これら全ての個別圧力補償器には、閉鎖方向で、消費器の最高負荷圧により負荷がかけられている。これに対して、ロードセンシング原理(LS)の場合には、個別圧力補償器が制御弁に前置されていて、圧力補償器の各々に、開放方向で、各圧力補償器に対応する消費器の負荷圧により負荷がかけられている。
一般的に、このような負荷感応型の制御の場合には、ハイドロポンプの圧送体積流量が調整され、これによって、オペレータが、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器の速度を制御することができる。ハイドロポンプの圧送圧は、1つまたはそれ以上の消費器の抵抗に関連して自動的に調整される。この圧力は、最大のシステム圧に制限されている。したがって、シリンダ内の圧力が制御されないので、シリンダ力ひいては作業運動の加速度も制御されない。この特性の結果、特に質量を伴った作業運動、たとえば旋回またはブーム運動(屈折)が急激に行われ、これに伴って、振動が生じてしまう。このことは、機械の作業運動の制御可能性を悪化させ、作業機械の構造に不都合な影響を与え、そして、破損および故障に繋がってしまう。
この欠点を排除するために、公知先行技術に基づき、体積流量調整に加えられる最高負荷圧に対する、たとえば固定の絞りを介しての圧力に依存した漏れが設定されていることにより、システム内の増圧特性に影響を与えることが公知である。こうして、消費器の加速段階における増圧を減衰することができる。しかし、この簡単な解決手段では、漏れ流量が負荷に依存していて、定常の状態でも、つまり、加速が行われていない場合でも生じるので、不都合なことに、ハイドロポンプが漏れ流量を常時補償しなければならなくなってしまう。その結果、ハイドロリック式の消費器を駆動するために、全ポンプ出力を利用することができなくなり、効率が低下してしまう。
消費器への圧力媒体体積流量を調整することができる、調量絞りを備えた制御弁の制御範囲を一層良好に利用するために、ドイツ連邦共和国特許出願公開第102004061555号明細書には、調節可能なLSポンプユニットを備えたハイドロリック式の制御ユニットが示されている。このハイドロリック式の制御ユニットでは、最高負荷圧が、調量絞りに後置された個別圧力補償器にLS管路を介して報知される。このLS管路は流量調整器を介して圧力媒体溜めに接続されている。なお、流量調整器はポンプ回転数に関連して調節可能である。この調節は、ポンプの回転数が上昇するにつれて、漏れが減少するように行われる。これは、ポンプ調整に影響を与える負荷圧減少ではない。その代わりに、LS管路の意図的に発生させられた漏れを介して、制御弁の調量絞りで有効となる圧力差が減少させられる。その結果、消費器に送出される体積流量がより少なくなる。
この解決手段でも、不都合なことに、負荷報知管路からの常時の漏れ流量が存在している。この漏れ流量は、ハイドロポンプによって補充されなければならない。これによって、ポンプ出力を十分に利用することが阻止され、効率が低下させられている。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第102004061555号明細書
したがって、本発明の課題は、効率が高められたハイドロリック式の制御ユニットと、この制御ユニットに用いられる弁ブロックとを提供することである。
この課題を解決するために本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットによれば、減圧装置が、作動体積流量に関連して調節可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、ハイドロポンプの圧送体積を増加させるための作動体積流量が大きければ大きいほど、減圧がますます大きくなるように、減圧装置が調節可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、ハイドロポンプの圧送体積を増加させるための作動体積流量がゼロである場合には、減圧がほぼゼロであるように、減圧装置が調節可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、減圧装置が、負荷圧ポートと低圧ポートとを備えた比例式方向制御弁を有しており、負荷圧ポートが、最高負荷圧で負荷がかけられる負荷報知管路に接続可能であり、低圧ポートが、圧力媒体溜めに接続可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、さらに、流出管路が設けられており、該流出管路を介して、ポンプレギュレータの流出ポートが、圧力媒体溜めに接続可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、減圧装置の比例式方向制御弁が、絞り位置を有しており、該絞り位置を介して、負荷圧ポートが、比例式方向制御弁の低圧ポートに接続可能であり、比例式方向制御弁の弁体が、絞り位置の方向に流出管路の流出圧で押圧可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、流出管路内に絞り装置が配置されており、減圧装置の比例式方向制御弁の弁体が、絞り装置の上流側で流出管路に接続された制御管路を介して、絞り位置の方向に流出圧で押圧可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、ポンプレギュレータが、比例式方向制御弁を有しており、該比例式方向制御弁が、圧送ポートと、ポンプレギュレータの流出ポートと、作動ポートと、流入位置と、流出位置とを有しており、圧送ポートを介して、比例式方向制御弁が、圧送通路に接続可能であり、流出ポートを介して、比例式方向制御弁が、圧力媒体溜めに接続可能であり、作動ポートを介して、比例式方向制御弁が、調節装置に接続可能であり、流入位置を介して、圧送通路が、調節装置に接続可能であり、流出位置を介して、調節装置が、圧力媒体溜めに接続可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、ポンプレギュレータの比例式方向制御弁の弁体が、流出位置の方向には、最高負荷圧と調整ばねのばね等量とで押圧可能であり、流入位置の方向には、圧送圧で押圧可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、制御管路内に絞り装置が配置されているか、または制御管路内に、絞り装置と、該絞り装置に対して並列に接続されて、流出圧により開放する逆止弁とが配置されている。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、流出管路内に配置された絞り装置が、ばねに加えられた予荷重により設定された絞り切換位置と、操作可能な通流切換位置とを備えた方向制御弁である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、さらに、動的に操作可能なハイドロリック式の消費器と、制御弁と、操作ユニットとが設けられており、制御弁を介して、ハイドロリック式の消費器が、ハイドロポンプの圧送通路に接続可能であり、操作ユニットが、第1の作業位置の切換のために、制御弁に第1の制御信号ラインを介して接続されており、該第1の制御信号ラインが、流出管路の絞り装置の方向制御弁に接続されており、これによって、該方向制御弁の通流切換位置が、第1の制御信号ラインを介して切換可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、操作ユニットが、第2の作業位置の切換のために、制御弁に第2の制御信号ラインを介して接続されており、該第2の制御信号ラインが、流出管路の絞り装置の方向制御弁に接続されており、これによって、該方向制御弁の通流切換位置が、第2の制御信号ラインを介して切換可能である。
本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの有利な態様によれば、各ハイドロリック式の消費器に、ハイドロポンプの圧送通路内では、それぞれ1つの調量絞りが対応配置されていて、該調量絞りの上流側では、それぞれ1つの個別圧力補償器が対応配置されており、該個別圧力補償器に、その開放方向では、対応配置されたハイドロリック式の消費器の負荷圧で負荷がかけられていて、その閉鎖方向では、個別圧力補償器と調量絞りとの間の圧力で負荷がかけられているか、または各ハイドロリック式の消費器に、ハイドロポンプの圧送通路内では、それぞれ1つの調量絞りが対応配置されていて、該調量絞りの下流側では、それぞれ1つの個別圧力補償器が対応配置されており、該個別圧力補償器に、その閉鎖方向では、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器の最高負荷圧で負荷がかけられていて、その開放方向では、調量絞りと個別圧力補償器との間の圧力で負荷がかけられている。
さらに、前述した課題を解決するために本発明に係るハイドロリック式の弁ブロックによれば、減圧装置が、作動体積流量に関連して調節可能である。
移動式の作業機械、たとえばミニショベルもしくは小型掘削機、バックホウローダまたはテレスコピックローダに用いられるハイドロリック式の制御ユニットは、ハイドロリック式のハイドロポンプを有している。このハイドロポンプの圧送通路を介して、少なくとも1つのハイドロリック式の消費器に圧力媒体が供給可能となる。さらに、ハイドロリック式の制御ユニットは、ポンプレギュレータを有している。このポンプレギュレータを介して、圧送圧と、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器の最高負荷圧とに関連して、ハイドロポンプの作動装置の、特にハイドロポンプの調節の範囲内で時間的に制限される作動体積流量が調整可能となる。さらに、ハイドロリック式の制御ユニットは、最高負荷圧に対する減圧装置を有している。本発明によれば、この減圧装置が、作動体積流量に関連して調節可能である。
したがって、最高負荷圧の減圧もしくは最高負荷圧を有する容積からの漏れ流(「ブリードオフ」)は、公知先行技術と異なり、ハイドロポンプの圧送体積流量または負荷圧の高さではなく、ハイドロポンプの調節に関連可能であり、特に関連させられている。すなわち、負荷圧は、作動体積流量が付与されていて、ひいては、ハイドロポンプの圧送体積の変更が行われている場合にしか減少させられない。その際には、ポンプレギュレータの、いずれにせよ既存の「信号」(作動体積流量)が利用される。公知先行技術に比べて、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器を(負にまたは正に)加速させる運転状態に直接的に減圧が結び付けられているという利点が得られる。これによって、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器の定常の状態で、つまり、加速が行われる必要がない場合に、減圧を不要にすることができる。したがって、この場合には、減少させられていないポンプ出力が提供される。これによって、その効率が高められ、より高い作業速度も可能となる。
本発明の特に有利で好適な改良態様では、ハイドロポンプの圧送体積を増加させるための作動体積流量が大きければ大きいほど、最大負荷圧の減圧がますます大きくなるように、減圧装置が調節可能である。これによって、1つまたは複数のハイドロリック式の消費器の穏やかな加速または衝撃なしの始動が可能になる。さらに、振動が減少させられる。このことは、特にハイドロリック式の消費器に設けられた質量の大きな負荷が加速させられなければならない場合に有利となる。
特に有利で好適な別の改良態様では、ハイドロポンプの圧送体積を増加させるための作動体積流量がゼロである場合には、最高負荷圧の減圧がほぼゼロであるように、減圧装置が調節可能である。これは、有利には、いずれの消費器に対しても圧送体積の変更が要求されず、これによって、ハイドロポンプの調節も不要である態様に当てはまる。この場合、ハイドロポンプは、調整されていない定常の状態にある。これは、ポンプレギュレータの作動体積流量も、万が一の漏れは除いて、ゼロに等しいことを意味している。最高負荷圧が、この調整されていない状態で減少させられないかもしくは最高負荷圧を有する容積からの漏れ流量(「ブリードオフ」)がゼロに等しい場合には、その結果、有利には、調整されていない状態において漏れ流量を供給するためのハイドロポンプの出力割合分がゼロに向けられる。こうして、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器に全てのポンプ出力を提供することができる。その結果、調整されていない状態において、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器のより高い運動速度が達成可能となる。これによって、ハイドロリック式の制御ユニットの効率が高められる。
有利な改良態様では、減圧装置が、負荷圧ポートと低圧ポートとを備えた比例式方向制御弁を有している。この比例式方向制御弁では、負荷圧ポートが、最高負荷圧で負荷がかけられる負荷報知管路に接続可能であり、低圧ポートが、特に低圧管路を介して圧力媒体溜め、特にタンクに接続可能である。比例式方向制御弁としての構成は装置技術的に簡単であり、最高負荷圧の調量された減圧を可能にする。
有利な改良態様では、ハイドロリック式の制御ユニットが、流出管路を有しており、この流出管路を介して、ポンプレギュレータの流出ポートが、圧力媒体溜め、特にタンクに接続可能である。
有利な別の改良態様では、減圧装置の比例式方向制御弁が、1つの絞り終端位置に達するまでの複数の絞り終端位置を有しており、これらの絞り終端位置を介して、負荷圧ポートが、比例式方向制御弁の低圧ポートに接続可能である。この改良態様では、比例式方向制御弁の弁体、特に弁ピストンまたは弁スプールが、絞り終端位置の方向に流出管路の流出圧で押圧可能である。有利には、比例式方向制御弁が、さらに、ばねに加えられた予荷重により設定された遮断位置を有している。この遮断位置を介して、負荷圧ポートが低圧ポートから、特にほぼ漏れなしに分離可能となる。特に有利には、減圧装置の比例式方向制御弁が、2ポート2位置比例式方向制御弁として形成されている。
特に有利な改良態様では、流出管路内に絞り装置、特に一定のまたは調整可能な横断面を備えた絞りが配置されている。この改良態様では、減圧装置の比例式方向制御弁の弁体が、絞り装置の上流側で流出管路に接続された制御管路を介して、絞り終端位置の方向に流出圧で押圧可能である。こうして、この改良態様ではポンプレギュレータから圧力媒体溜めへの流出体積流量であるポンプレギュレータの作動体積流量を、減圧装置の比例式方向制御弁に対する作動発信器として使用することができる。この場合、ポンプレギュレータからの流出体積流が強ければ強いほど、制御管路内に形成される、減圧装置の比例式方向制御弁の弁体をその遮断位置から比例式方向制御弁の絞り終端位置の方向に押し進める圧力はますます大きくなる。
有利な改良態様では、ポンプレギュレータが、比例式方向制御弁を有しており、この比例式方向制御弁が、圧送ポートを有しており、この圧送ポートを介して、比例式方向制御弁が、圧送通路に接続可能である。さらに、比例式方向制御弁が、ポンプレギュレータの流出ポートを有しており、この流出ポートを介して、比例式方向制御弁が、圧力媒体溜め、特にタンクに接続可能である。さらに、比例式方向制御弁が、作動ポートを有しており、この作動ポートを介して、比例式方向制御弁が、調節装置に接続可能である。さらに、ポンプレギュレータの比例式方向制御弁が、複数の流入位置と1つの流入終端位置とを有しており、この流入(終端)位置を介して、圧送通路が、特に流入体積流を形成するために、調節装置に接続可能である。さらに、ポンプレギュレータの比例式方向制御弁が、複数の流出位置と1つの流出終端位置とを有しており、この流出(終端)位置を介して、調節装置が、特に流出体積流量を形成するために、圧力媒体溜めに接続可能である。
特に有利な改良態様では、ポンプレギュレータの比例式方向制御弁の弁体が、流出終端位置の方向には、最高負荷圧と調整ばねのばね等量とで押圧可能であり、流入終端位置の方向には、ハイドロポンプの圧送圧で押圧可能である。特に有利には、ポンプレギュレータの比例式方向制御弁が3ポート2位置比例式方向制御弁である。
減圧装置の比例式方向制御弁をその遮断終端位置の方向に運動させる流出体積流量の減少時に切換振動を減衰するためには、本発明の有利な改良態様が、制御管路内に、絞り装置を有しているか、または絞り装置と、この絞り装置に対して並列に接続された、流出圧により開放する逆止弁とを有している。この解決手段によって、減圧を遅らせて停止するかもしくは遅らせて機能させないようにすることが可能となり、したがって、システム動特性への適合が可能となる。
最高負荷圧の減圧を意図的に遮断するかもしくは停止することができるようにするためには、流出管路内に配置された絞り装置が、ばねに加えられた予荷重により設定された絞り切換位置と、操作可能な通流切換位置とを備えた方向制御弁として形成されている。通流切換位置が操作されておらず、したがって、絞り基本位置が付与されている場合には、ポンプレギュレータから流出管路を介して十分な量の流出体積流が流出するやいなや、流出管路内に流出圧が発生させられ、最高負荷圧が、前述したように減少させられる。これに対して、流出管路の絞り装置の方向制御弁が、通流切換位置をとるように操作されると、流出管路内に著しい流出圧を形成することはできないので、減圧装置は操作されないままとなり、有利には、最高負荷圧の減少が行われないようになっている。
この改良態様は、特にハイドロリック式の制御ユニットが、動的に操作可能なハイドロリック式の消費器を有しており、このハイドロリック式の消費器が、動的に操作されると有利であると判った。このハイドロリック式の消費器には、ハイドロポンプの圧送通路に接続された制御弁が対応配置されている。さらに、ハイドロリック式の制御ユニットのこの改良態様は、操作ユニットを有しており、この操作ユニットが、第1の作業位置の制御のために、制御弁に第1の制御信号ラインを介して接続されている。さらに、この第1の制御信号ラインが、流出管路の絞り装置の方向制御弁に接続されており、これによって、この方向制御弁の通流切換位置が、第1の制御信号ラインを介して切換可能である。動的に操作可能なハイドロリック式の消費器が、操作ユニットと第1の制御信号ラインとを介して制御されると、通流切換位置への絞り装置の方向制御弁の制御が同時に行われ、これによって、この操作の期間の間、最高負荷圧の減圧が機能していないようになっている。
動的に操作可能なハイドロリック式の消費器が、2つの運動方向を有している場合には、操作ユニットが、有利には、第2の作業位置の制御のために、制御弁に第2の制御信号ラインを介して接続されている。この第2の制御信号ラインも、流出管路の絞り装置の方向制御弁に接続されており、これによって、この方向制御弁の通流切換位置が、第2の制御信号ラインを介しても制御可能となる。こうして、ハイドロリック式の消費器を両作業方向に動的に操作するための最高負荷圧の減圧が機能しないようになっている。
動的に操作可能なハイドロリック式の消費器の制御弁が、操作ユニットを介して制御圧で制御される場合には、第1の制御信号ラインおよび第2の制御信号ラインが、制御圧管路となる。両制御圧管路は、シャトル弁の入口に接続されている。シャトル弁の出口は、流出管路の絞り装置の方向制御弁の制御圧入口に接続されている。こうして、動的なハイドロリック式の消費器の最高負荷圧が、方向制御弁の制御圧入口に常に接続される。
有利には、ハイドロポンプが、アキシャルピストンポンプまたはラジアルピストンポンプまたはベーンポンプとして形成されている。
有利には、ハイドロポンプが、一定の回転数で作業するようになっている。しかし、これと異なり、ハイドロポンプは、可変の回転数で作業してもよい。
ロードセンシング原理(LS)または負荷圧に依存しない圧力媒体分配の原理(LUDV)に従って形成されたハイドロリック式の制御ユニット内での最高負荷圧の前述した減圧は、特に有利であると判った。前者の場合(LS)には、各ハイドロリック式の消費器に、ハイドロポンプの圧送通路内では、それぞれ1つの調量絞りが対応配置されていて、この調量絞りの上流側では、それぞれ1つの個別圧力補償器が対応配置されている。この場合には、個別圧力補償器に、その開放方向では、対応配置されたハイドロリック式の消費器の負荷圧で負荷がかけられていて、その閉鎖方向では、個別圧力補償器と調量絞りとの間の圧力で負荷がかけられている。後者の場合(LUDV)には、各ハイドロリック式の消費器にハイドロポンプの圧送通路内で同じくそれぞれ1つの調量絞りと1つの個別圧力補償器とが対応配置されている。しかし、この場合には、この個別圧力補償器が、調量絞りの下流側に配置されている。各個別圧力補償器には、LS原理の場合と異なり、その閉鎖方向では、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器の最高負荷圧で負荷がかけられていて、その開放方向では、調量絞りと個別圧力補償器との間の圧力で負荷がかけられている。
最高負荷圧の前述した本発明における減圧は、ハイドロリック式の弁ブロックを介して装置技術的に特にコンパクトに実現可能である。圧力媒体を少なくとも1つのハイドロリック式の消費器に供給することができる圧送通路を備えた調節可能なハイドロポンプを制御するためのこのようなハイドロリック式の弁ブロックは、ポンプレギュレータを有している。このポンプレギュレータを介して、ハイドロポンプの圧送圧と、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器の最高負荷圧とに関連して、ハイドロポンプの調節装置に用いられる、特にハイドロポンプの調節の範囲内で時間的に制限される作動体積流量が調整可能となる。さらに、弁ブロックは、最高負荷圧に対する減圧装置を有している。本発明によれば、この圧力源装置が、作動体積流量に関連して調節可能である。ハイドロポンプ、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器、ポンプレギュレータ、作動体積流量、ハイドロポンプの調節装置および減圧装置ならびにこれらの機能形式および協働(相互作用)の有利な改良態様は、前述した説明に対応している。
負荷圧減少を伴う第1の実施の形態に係るハイドロリック式の制御ユニットを示す図である。 負荷圧減少の減衰を伴う第2の実施の形態に係るハイドロリック式の制御ユニットを示す図である。 図2に示した減衰と、負荷圧減少の停止とを伴う第3の実施の形態に係るハイドロリック式の制御ユニットを示す図である。 3つの実施の形態のポンプレギュレータの制御線図である。
以下に、本発明に係るハイドロリック式の制御ユニットの3つの実施の形態を3つの回路図および1つの線図につき詳しく説明する。
図1によれば、ミニショベルのハイドロリック式の制御ユニット1は、調整可能な圧送体積を備えた、つまり、可変容量型のハイドロポンプ2を有している。このハイドロポンプ2の圧送通路4を介して、圧力媒体が複数のハイドロリック式の消費器(図3参照)に供給可能となる。これらのハイドロリック式の消費器のうち、図1には、ただ1つの第1のハイドロリック式の消費器6だけが示してある。この第1のハイドロリック式の消費器6は、小型掘削機のブームを制御するための、片側のピストンロッドを備えた複動シリンダによって形成されている。第1のハイドロリック式の消費器6を制御するためには、この第1のハイドロリック式の消費器6に制御弁8が対応配置されている。この制御弁8は、ばねによるセンタリングにより遮断位置をとる6ポート3位置比例式方向制御弁として形成されている。制御弁8は、作業管路10を介してハイドロポンプ2の圧送通路4に接続されていて、作業管路12,14を介して第1のハイドロリック式の消費器6の作業室16,18に接続されている。制御弁8を操作するためには、ハイドロリック式の制御ユニット1が、ジョイスティックとして形成された操作ユニット20を有している。この操作ユニット20は2つの制御圧管路22,24に接続されている。両制御圧管路22,24を介して、制御弁8の弁スプール26がその通流位置8a,8bに制御可能となる。圧力媒体を第1のハイドロリック式の消費器6からタンクTの方向に導出するためには、制御弁8が、タンク管路28を介してタンクTに圧力媒体接続されたタンクポートTを有している。
ハイドロリック式の制御ユニット1は負荷感応原理に基づいている。このためには、ハイドロリック式の制御ユニット1が負荷報知管路(負荷伝達管路とも呼ばれる)30を有している。この負荷報知管路30内には、ハイドロリック式の消費器6の負荷圧のうち、最も高い負荷圧、つまり、最高負荷圧が形成されている。この最高負荷圧はハイドロポンプ2の調整に加えられる。このハイドロポンプ2は、3つのポートと2つの終端位置とを備えた比例式方向制御弁として形成されたポンプレギュレータ32を有している。このポンプレギュレータ32は圧力媒体管路34を介して、ハイドロポンプ2の、単動式のハイドロシリンダとして形成された調節装置36に接続されている。さらに、ポンプレギュレータ32の圧力ポートPは、圧力管路38を介してハイドロポンプ2の圧送通路4に接続されている。さらに、ポンプレギュレータ32はそのタンクポートTで流出管路40を介してタンクTに圧力媒体接続されている。ポンプレギュレータ32は、流入終端位置32aと流出終端位置32bとを有している。ポンプレギュレータ32の弁ピストン33は、その流入位置32aの方向には、圧送通路4内に形成された圧送圧で押圧されていて、その流出位置32bの方向には、負荷報知管路30内に形成された最高負荷圧と、調整ばね32cのばね圧等量とで押圧されている。両終端位置32a,32bの間では、弁ピストン33は連続的に調節可能である。
負荷報知管路30から、3つの負荷圧管路44,46,48が分岐している。負荷圧管路44内には、最高負荷圧を制限するための調節可能な圧力制限弁50が配置されている。この圧力制限弁50は負荷報知管路30をタンクTに向かって放圧している。負荷圧管路46内には、流量調整器52が配置されている。この流量調整器52によって、ハイドロリック式の消費器6のいずれも圧力媒体を必要とせず、対応配置された制御弁8がその遮断位置を有している場合に負荷圧が緩和され、これによって、消費器6のこの休止状態でハイドロポンプ2が高圧を供給しないようになっている。このことは、制御ユニット1のエネルギ効率に貢献している。流量調整器52は、最高負荷圧に依存せずに、すなわち、負荷下でも、負荷報知管路30からコンスタントに0.7リットル/分を流出させる。流量調整器52には、フィルタ54が前置されており、これによって、流量調整器52の目詰りもしくは損傷が阻止される。
負荷圧管路48内には、負荷報知管路30内に形成されている最高負荷圧を減少させるための本発明における減圧装置56が配置されている。この減圧装置56は、ばねに加えられた予荷重により遮断位置56aをとる2ポート2位置比例式方向制御弁として形成されている。この2ポート2位置比例式方向制御弁は、遮断位置56aのほかに、絞り終端位置56bを有している。減圧装置56の比例式方向制御弁は、低圧管路58を介してタンクTに接続されたタンクポートTを有している。減圧装置56の比例式方向制御弁には、その遮断位置56aの方向では、タンク管路58内の圧力と、ばね56cのばね圧等量とで負荷がかけられている。減圧装置56の比例式方向制御弁には、その絞り終端位置56bの方向では、流出管路40内で絞り装置42の上流側に形成された流出圧で負荷がかけられている。この目的のためには、減圧装置56の比例式方向制御弁が、制御管路60を介して流出管路40に絞り装置42の上流側で接続されている。
図1に示した第1の実施の形態に係る負荷感応型のハイドロリック式の制御ユニット1は、負荷圧に依存しない通流量分配システム(LUDV)を有している。この目的のためには、制御ユニット1が制御弁8の下流側に、3ポート3位置比例式方向制御弁として形成された個別圧力補償器62を有している。この個別圧力補償器62は、1つの遮断終端位置62aと、1つまたは多数の調整位置62bと、1つの開放終端位置62cとを有している。遮断終端位置62aの方向には、個別圧力補償器62の弁スプール64が、負荷報知管路30内に形成された最高負荷圧で押圧されている。開放終端位置62cの方向には、個別圧力補償器62の弁スプール64が、制御弁8の調量絞り66a;66bの下流側の圧力で押圧されている。個別圧力補償器62は、この個別圧力補償器62を制御弁8の圧力ポートP’に接続する圧力ポートPと、個別圧力補償器62を負荷報知管路30に接続する負荷報知ポートLと、個別圧力補償器62を流入管路68を介して制御弁8の流入ポートZに接続する圧力ポートP’とを有している。流入管路68内には、ハイドロリック式の消費器6の負荷の減少を阻止するために、消費器6に向かって開放する逆止弁70が配置されている。
以下に、最高負荷圧の本発明における減圧の機能形式を説明する。制御ユニット1が定常の運転状態にあると仮定すると、この運転状態では、ハイドロリック式の消費器6が負荷を維持しており、したがって、加速させられる必要はない。この時点では、ハイドロポンプ2が一定の回転数で回転させられている。いま、ハイドロリック式の消費器6の負荷を増加させるとする。このためには、オペレータが操作ユニット20を使用して、そのジョイスティックを調節し、これによって、制御弁8の弁ピストン26が制御圧管路24を介して制御圧で押圧される。これに続いて、弁ピストン26がその図示の遮断位置から、図1で見て下方にその通流位置8bの方向に運動させられる。これによって、圧力媒体が、圧送通路4と、作業管路10と、制御弁8の圧力ポートPと、調量絞り66bとを介して、個別圧力補償器62の圧力ポートPに向かって流れ始める。この時点において、個別圧力補償器62の弁ピストン64が、閉鎖位置62aの方向には、負荷報知管路30内に形成された最高負荷圧で押圧され、開放終端位置62cの方向には、調量絞り66bの下流側に形成された圧力で押圧される。図示のハイドロリック式の消費器6が、最高負荷圧を伴うハイドロリック式の消費器6である場合には、個別圧力補償器62がミリ秒の範囲内で調整位置62bを介して弁ピストン64の開放終端位置62cに切り換えられる。この瞬間、個別圧力補償器62の圧力ポートPが、一方では、負荷圧ポートLもしくは負荷報知管路30に接続され、他方では、制御弁8のポートZに接続された流入管路68に接続される。その後、制御弁8の通流位置8bの方向部分67bを介して、圧力媒体が作業管路12を介してハイドロリック式の消費器6の作業室16に流入する。同時に、ハイドロリック式の消費器6の負荷圧が、負荷報知管路30を介してポンプレギュレータ32に報知される。これは、ポンプレギュレータ32の弁ピストン33がその流出位置32bの方向に負荷圧と調整ばね32cのばね圧等量とで押圧されているようにして行われている。ハイドロリック式の消費器6のこの加速状態では、報知された負荷圧と、調整ばね32cのばね圧等量との総和が、圧送通路4内に形成された、弁ピストン33をその流入位置32aの方向に押圧する圧送圧よりも大きくなっている。この場合、ハイドロリック式の消費器6の、操作ユニット20を介して要求される加速の強さに応じて、ポンプレギュレータ32には、流出位置32bの、多かれ少なかれ開いた流出横断面が形成される。圧力媒体管路34を介して、調節装置36のハイドロシリンダの作業室35から、圧力媒体が流出管路40内にタンクTに向かって流れる。流出管路40内に配置された絞り装置42に基づき、流出管路40内で流出圧の増加が生じる。この増加した流出圧は制御管路60を介して、2ポート2位置比例式方向制御弁として形成された減圧装置56の弁ピストンの一方の制御面に作用する。これに続いて、減圧装置56がその遮断位置56aから絞り位置56bの方向に調節される。こうして、負荷圧の減少が行われる。
制御管路60内の流出圧が大きければ大きいほど、減圧装置56はその絞り位置56bにますます迅速に調節される。流出圧は、流出管路40内の流出体積流量が増加するにつれて増加するので、報知される最高負荷圧と、ハイドロポンプ2の、調整ばね32cのばね圧等量だけ減少させられた圧送圧との間の差が大きくなればなるほど、負荷圧減少はますます大きくなる。
減圧装置56の応答特性は、減圧装置56のばね56cの強さと、絞り装置42の横断面とを介して規定されている。ばね56cが弱ければ弱いほどかつ/または絞り横断面が小さければ小さいほど、流出体積流量をますます少なくすることができ、この流出体積流量から、減圧装置56の絞り位置56bへの調節が行われる。逆に、ばね56cがより強くかつ/または絞り横断面がより大きいと、絞り位置56bへの切換のためには、流出体積流量が増加させられなければならない。
ハイドロリック式の消費器6をもはや加速させたくないかまたはハイドロリック式の消費器6の負荷をもはや高めたくない場合には、操作ユニット20が中立位置に調節される。その後、制御弁8が、ばねによるセンタリングにより再び遮断位置に戻される。したがって、個別圧力補償器62には、もはや制御弁8を介して圧力媒体で負荷がかけられない。制御ユニット1の運転状態に左右されずに常時0.7リットル/分の圧力媒体体積流量を負荷報知管路30から放出している流量調整器52を介して、負荷報知管路30内におけるハイドロリック式の消費器6の、予め報知されている最高負荷圧が減少させられる。ポンプレギュレータ32で力バランスが変えられ、これによって、弁ピストン33がその流入位置32aの方向に調節される。これに伴って、流出管路40内の流出体積流量が連続的に減少させられ、ハイドロポンプ2の圧送体積が減少させられる。これに相俟って、制御管路60内の流出圧も減少させられるので、減圧装置56のばね56cのばね力が優勢となるやいなや、このばね56cが減圧装置56の弁ピストンを再び遮断位置56aの方向に調節する。この遮断位置56aの達成時には、負荷報知管路30内に形成されている最高負荷圧はもはや減少させられない。
前述した説明から明らかであるように、消費器6の正の速度変化または加速または作業運動は、ハイドロポンプ2の圧送体積の増加によって開始される。この圧送体積を増加させるためには、調節装置36のハイドロシリンダの作業室35がポンプレギュレータ32を介して、前述した形式でタンクTに接続される。その際に形成された流出体積流量は、絞り装置42を介して圧力勾配を発生させる。この圧力勾配によって、絞り位置56bへの切換が行われる。ハイドロポンプ2の圧送体積流量が、作業速度または高めたい負荷の位置を必要な程度で達成すると、調節体積流量もしくは流出体積流量はもはや流れなくなり、これによって、絞り装置42を介した圧力勾配がもはや不十分となり、減圧装置56がその遮断位置56aをとる。
いま、減圧のこの停止動作を減衰するためには、図2に示した第2の実施の形態に係るハイドロリック式の制御ユニット101が、制御管路60内に、絞り装置170と、この絞り装置170に対して並列に接続されて、流出管路40内に形成された流出圧で開放する逆止弁172とを有している。図2に示した第2の実施の形態は、この両補足事項を除いて、図1に示した第1の実施の形態に相当している。
図3には、図2に示した第2の実施の形態にほぼ相当する第3の実施の形態に係るハイドロリック式の制御ユニット201が示してある。以下には、最初の両実施の形態との相違点が説明してある。
図3には、図1および図2には示さなかったハイドロリック式の消費器206,306,406が示してある。ハイドロリック式の消費器206は、旋回装置を運動させるためのハイドロモータであり、ハイドロリック式の消費器306は、バケットアームを運動させるための差動ハイドロシリンダであり、ハイドロリック式の消費器406は、小型掘削機のバケットを運動させるための差動シリンダである。ハイドロリック式の消費器6,206,306は、最初の両実施の形態の操作ユニット20に対応する操作ユニット220を介して制御される。図3には、消費器206,306もしくは消費器206,306の制御弁208,308を制御することができる制御圧管路222,224,322,324が付加的に示してある。相応して、操作ユニット420が、制御弁408を制御するための制御圧管路422,424を有している。制御弁208,308,408は、最初の両実施の形態における制御弁8に対応している。制御弁208,308,408の各々には、それぞれ1つの個別圧力補償器262,362,462が後置されている。この個別圧力補償器262,362,462は、第1の実施の形態および第2の実施の形態における個別圧力補償器62に対応している。ハイドロリック式の制御ユニット201内への制御弁208,308,408および個別圧力補償器262,362,462の組込みも、第1の実施の形態および第2の実施の形態における制御弁8および個別圧力補償器62の組込みに対応している。したがって、全ての消費器6,206,306,406に対して、負荷圧に依存しない圧力媒体分配システム(LUDV)が実現されている。
小型掘削機のバケットを運動させることができるハイドロリック式の消費器406は、規定された運転条件下で動的に調節可能でなければならない。これは、特にバケットの振動または揺動に該当している。この振動はバケットの大きな加速に結び付けられているので、前述した説明によれば、高い負荷圧が生じることになる。このことは、より大きな圧送体積の方向へのハイドロポンプ2の強い調節と、これに相俟って、流出管路40内の高められた流出体積流とを招いてしまう。別の手段がないと、最高負荷圧の前述した減圧が行われてしまう。このことは、バケットの所望の動的な操作を阻止してしまう。
それにもかかわらず、ハイドロリック式の消費器406の動的な操作を可能にするためには、ハイドロリック式の制御ユニット201が、流出管路40内に、コンスタントな絞り装置42の代わりに、ばねに加えられた予荷重により絞り切換位置276をとる切換可能な方向制御弁274を有している。さらに、この方向制御弁274は、操作可能な通流切換位置278を有している。さらに、制御ユニット201はシャトル弁280を有している。このシャトル弁280の入口は、動的に操作すべきハイドロリック式の消費器406の操作ユニット420の制御圧管路422,424に接続されている。シャトル弁280の出口は方向制御弁274に接続されており、これによって、通流案内された制御圧が方向制御弁274の弁ピストンをその通流切換位置278の方向に押圧するようになっている。つまり、このような装置によって、ハイドロリック式の消費器406の動的な操作の間、負荷報知管路30内の最高負荷圧の本発明における減圧を停止することが可能となる。
図4において、ポンプレギュレータ32の特性を明瞭にするために、図4の左側には、ポンプレギュレータ32が抜粋して示してあり、図4の右側には、対応する制御線図が示してある。図4には、ポンプレギュレータ32がその流出位置もしくは流出終端位置32bで示してある。この位置32bでは、ハイドロポンプのハイドロシリンダ(図示せず)もしくは調節装置(図示せず)から、圧力媒体管路34と、ポートAと、ポートTとを介して、流出管路40内に流出体積流量が放出される。このことは、ハイドロポンプの圧送体積の前述した増加に対応している。ポンプレギュレータ32は最大限に開放されている。その右隣に示した制御線図では、この制御位置が点1に対応している。同じ時点では、ハイドロポンプの圧送通路に接続されたポートPが、ポートAから分離されている。
ポンプレギュレータ32の弁ピストン33がその調節ストロークSの方向に運動させられると、ポートAからポートTへの前述した流出体積流量が、ポンプレギュレータ32の制御横断面の減少に基づき次第に絞られる。図4の右側には、調節ストロークSとポンプレギュレータ32の開放横断面との間の関係が、曲線A→Tによって示してある。負荷報知管路30内に形成された最高負荷圧が、調整ばね32cのばね圧等量だけ減少させられた圧送圧に近づけば近づくほど、弁ピストン33はその調節ストロークSの方向で流入位置32aの方向にますます移動させられる。弁ピストン33の、線図に点2によって示した中間遮断位置では、ポンプレギュレータ32の両ポートP,TがポートAから分離されている。負荷報知管路30内に形成されている負荷圧が、調整ばね32cのばね圧等量だけ減少させられた圧送圧よりも小さくなると、弁ピストン33が調節ストロークSの方向に引き続き移動させられ、これによって、ポートPとポートAとの間の接続が開制御される。同じ時点では、ポートTとAとの間の接続は閉鎖されたままである。このようにして開制御された接続は、ポンプ圧送通路からハイドロポンプの調節装置のハイドロシリンダの作業室に向かう圧力媒体体積流量を発生させる。その結果、ハイドロポンプの圧送体積が変化させられる。
図示の実施の形態と異なり、負荷圧減少を伴う本発明に係る制御ユニットは閉回路にも適している。
圧力媒体を少なくとも1つのハイドロリック式の消費器に供給することができる調節可能なハイドロポンプを備えたハイドロリック式の制御ユニットが開示されている。このハイドロリック式の制御ユニットは、圧送圧または1つまたはそれ以上のハイドロリック式の消費器の最高負荷圧に関連してハイドロポンプの調節装置の作動体積流量を調整することができるポンプレギュレータを有している。さらに、ハイドロリック式の制御ユニットは、最高負荷圧に対する減圧装置を有している。この減圧装置は、調節装置の作動体積流量に関連して調節可能である。
1 ハイドロリック式の制御ユニット
2 ハイドロポンプ
4 圧送通路
6 ハイドロリック式の消費器
8 制御弁
8a 通流位置
8b 通流位置
10 作業管路
12 作業管路
14 作業管路
16 作業室
18 作業室
20 操作ユニット
22 制御圧管路
24 制御圧管路
26 弁スプール
28 タンク管路
30 負荷報知管路
32 ポンプレギュレータ
32a 流入位置
32b 流出位置
32c 調整ばね
33 弁ピストン
34 圧力媒体管路
35 作業室
36 調節装置
38 圧力管路
40 流出管路
42 絞り装置
44 負荷圧管路
46 負荷圧管路
48 負荷圧管路
50 圧力制限弁
52 流量調整器
54 フィルタ
56 減圧装置
56a 遮断位置
56b 絞り位置
56c ばね
58 低圧管路
60 制御管路
62 個別圧力補償器
62a 遮断終端位置
62b 調整位置
62c 開放終端位置
64 弁スプール
66a 調量絞り
66b 調量絞り
67a 方向部分
67b 方向部分
68 流入管路
70 逆止弁
101 ハイドロリック式の制御ユニット
170 絞り装置
172 逆止弁
201 ハイドロリック式の制御ユニット
206 ハイドロリック式の消費器
208 制御弁
210 作業管路
212 作業管路
214 作業管路
220 操作ユニット
222 制御圧管路
224 制御圧管路
262 個別圧力補償器
266a 調量絞り
266b 調量絞り
274 方向制御弁
276 絞り切換位置
278 通流切換位置
280 シャトル弁
306 ハイドロリック式の消費器
308 制御弁
310 作業管路
312 作業管路
314 作業管路
322 制御圧管路
324 制御圧管路
362 個別圧力補償器
366a 調量絞り
366b 調量絞り
406 ハイドロリック式の消費器
408 制御弁
410 作業管路
412 作業管路
414 作業管路
420 操作ユニット
422 制御圧管路
424 制御圧管路
462 個別圧力補償器
466a 調量絞り
466b 調量絞り

Claims (15)

  1. ハイドロリック式の制御ユニットであって、調節可能なハイドロポンプ(2)が設けられており、該ハイドロポンプ(2)の圧送通路(4)を介して、少なくとも1つのハイドロリック式の消費器(6;206,306,406)に圧力媒体が供給可能であり、さらに、ポンプレギュレータ(32)が設けられており、該ポンプレギュレータ(32)を介して、前記ハイドロポンプ(2)の圧送圧と、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の前記消費器(6;206,306,406)の最高負荷圧とに関連して、前記ハイドロポンプ(2)の調節装置(36)の作動体積流量が調整可能であり、さらに、最高負荷圧に対する減圧装置(56)が設けられているハイドロリック式の制御ユニットにおいて、前記減圧装置(56)が、作動体積流量に関連して調節可能であることを特徴とする、ハイドロリック式の制御ユニット。
  2. 前記ハイドロポンプ(2)の圧送体積を増加させるための作動体積流量が大きければ大きいほど、減圧がますます大きくなるように、前記減圧装置(56)が調節可能である、請求項1記載の制御ユニット。
  3. 前記ハイドロポンプ(2)の圧送体積を増加させるための作動体積流量がゼロである場合には、減圧がゼロであるように、前記減圧装置(56)が調節可能である、請求項1または2記載の制御ユニット。
  4. 前記減圧装置(56)が、負荷圧ポートと低圧ポートとを備えた比例式方向制御弁(56)を有しており、負荷圧ポートが、最高負荷圧で負荷がかけられる負荷報知管路(30)に接続可能であり、低圧ポートが、圧力媒体溜め(T)に接続可能である、請求項1から3までのいずれか1項記載の制御ユニット。
  5. さらに、流出管路(40)が設けられており、該流出管路(40)を介して、前記ポンプレギュレータ(32)の流出ポートが、圧力媒体溜め(T)に接続可能である、請求項4記載の制御ユニット。
  6. 前記減圧装置(56)前記比例式方向制御弁(56)が、絞り位置(56b)を有しており、該絞り位置(56b)を介して、前記比例式方向制御弁(56)の負荷圧ポートが、前記比例式方向制御弁(56)の低圧ポートに接続可能であり、前記比例式方向制御弁(56)の弁体が、絞り位置(56b)に前記流出管路(40)の流出圧で押圧可能である、請求項記載の制御ユニット。
  7. 前記流出管路(40)内に絞り装置(42;274)が配置されており、前記減圧装置(56)前記比例式方向制御弁(56)の弁体が、前記絞り装置(42;274)の上流側で前記流出管路(40)に接続された制御管路(60)を介して、絞り位置(56b)に流出圧で押圧可能である、請求項6記載の制御ユニット。
  8. 前記ポンプレギュレータが、比例式方向制御弁(32)を有しており、該比例式方向制御弁(32)が、圧送ポートと、流出ポートと、作動ポートと、流入位置(32a)と、流出位置(32b)とを有しており、圧送ポートを介して、前記比例式方向制御弁(32)が、前記圧送通路(4)に接続可能であり、流出ポートを介して、前記比例式方向制御弁(32)が、圧力媒体溜め(T)に接続可能であり、作動ポートを介して、前記比例式方向制御弁(32)が、前記調節装置(36)に接続可能であり、流入位置(32a)を介して、前記圧送通路(4)が、前記調節装置(36)に接続可能であり、流出位置(32b)を介して、前記調節装置(36)が、圧力媒体溜め(T)に接続可能である、請求項5から7までのいずれか1項記載の制御ユニット。
  9. 前記ポンプレギュレータの前記比例式方向制御弁(32)の弁体(33)が、流出位置(32b)には、最高負荷圧と調整ばね(32c)のばね等量とで押圧可能であり、流入位置(32a)には、圧送圧で押圧可能である、請求項8記載の制御ユニット。
  10. 前記制御管路(60)内に絞り装置(170)が配置されているか、または前記制御管路(60)内に、絞り装置(170)と、該絞り装置(170)に対して並列に接続されて、流出圧により開放する逆止弁(172)とが配置されている、請求項7記載の制御ユニット。
  11. 前記流出管路(40)内に配置された絞り装置が、ばねに加えられた予荷重により設定された絞り切換位置(276)と、操作可能な通流切換位置(278)とを備えた方向制御弁(274)である、請求項7から10までのいずれか1項記載の制御ユニット。
  12. さらに、動的に操作可能なハイドロリック式の消費器(406)と、制御弁(408)と、操作ユニット(420)とが設けられており、前記制御弁(408)を介して、ハイドロリック式の消費器(406)が、前記ハイドロポンプ(2)の前記圧送通路(4)に接続可能であり、前記操作ユニット(420)が、第1の作業位置(408a)の切換のために、前記制御弁(408)に第1の制御圧管路(422)を介して接続されており、該第1の制御圧管路(422)が、前記流出管路(40)の絞り装置の方向制御弁(274)に接続されており、これによって、該方向制御弁(274)の通流切換位置(278)が、前記第1の制御圧管路(422)を介して切換可能である、請求項11記載の制御ユニット。
  13. 前記操作ユニット(420)が、第2の作業位置(408b)の切換のために、前記制御弁(408)に第2の制御圧管路(424)を介して接続されており、該第2の制御圧管路(424)が、前記流出管路(40)の絞り装置の方向制御弁(274)に接続されており、これによって、該方向制御弁(274)の前記通流切換位置(278)が、前記第2の制御圧管路(424)を介して切換可能である、請求項12記載の制御ユニット。
  14. 各ハイドロリック式の消費器に、ハイドロポンプの圧送通路内では、それぞれ1つの調量絞りが対応配置されていて、該調量絞りの上流側では、それぞれ1つの個別圧力補償器が対応配置されており、該個別圧力補償器に、その開放方向では、対応配置されたハイドロリック式の消費器の負荷圧で負荷がかけられていて、その閉鎖方向では、個別圧力補償器と前記調量絞りとの間の圧力で負荷がかけられているか、または各ハイドロリック式の前記消費器(6;206,306,406)に、前記ハイドロポンプ(2)の前記圧送通路(4)内では、それぞれ1つの前記調量絞り(66a,66b;266a,266b,366a,366b,466a,466b)が対応配置されていて、該調量絞り(66a,66b;266a,266b,366a,366b,466a,466b)の下流側では、それぞれ1つの個別圧力補償器(62;262;362;462)が対応配置されており、該個別圧力補償器(62;262;362;462)に、その閉鎖方向では、1つまたはそれ以上のハイドロリック式の前記消費器(6;206,306,406)の最高負荷圧で負荷がかけられていて、その開放方向では、前記調量絞り(66a,66b;266a,266b,366a,366b,466a,466b)と前記個別圧力補償器(62;262;362;462)との間の圧力で負荷がかけられている、請求項1から13までのいずれか1項記載の制御ユニット。
  15. 調節可能なハイドロポンプ(2)の圧送圧と、1つまたは複数のハイドロリック式の消費器(6;206,306,406)の最高負荷圧とに関連して、前記ハイドロポンプ(2)の調節装置(36)の作動体積流量を調整することができるポンプレギュレータ(32)と、最高負荷圧に対する減圧装置(56)とを備えた請求項1から14までのいずれか1項記載の制御ユニット(1;101;201)に用いられるハイドロリック式の弁ブロックにおいて、前記減圧装置(56)が、作動体積流量に関連して調節可能であることを特徴とする、ハイドロリック式の弁ブロック。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103912529B (zh) * 2013-01-08 2017-10-20 迪尔公司 改进的液压流体预热装置
CN104314921A (zh) * 2014-07-09 2015-01-28 镇江四联机电科技有限公司 一种多功能液压伺服阀测试装置
DE102017004338A1 (de) * 2017-05-05 2018-11-08 Wabco Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Druckregelanlage in einem Fahrzeug sowie Druckregelanlage
CN107178541B (zh) * 2017-07-21 2019-03-22 中国工程物理研究院化工材料研究所 液压加载试验机起始载荷域柔顺加载控制方法
FI128622B (fi) * 2017-10-09 2020-08-31 Norrhydro Oy Hydraulijärjestelmä ja sen ohjausjärjestelmä
CN108313903B (zh) * 2018-02-13 2024-02-20 湖南九虎智能科技有限公司 一种变速大能级卷扬系统
CN108386418B (zh) * 2018-04-10 2023-07-18 中国人民解放军火箭军工程大学 一种先导式溢流阀主阀芯位移检测装置
CN110486341B (zh) * 2018-05-14 2023-03-21 博世力士乐(北京)液压有限公司 液压控制系统以及移动式工作设备
DE102020209387B3 (de) * 2020-07-24 2021-07-15 Hawe Hydraulik Se Vorwahlventil, Hydraulikventilverband und Hydrauliksteuervorrichtung
CN113550361A (zh) * 2021-07-20 2021-10-26 广西柳工机械股份有限公司 伸缩臂装载机

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3603630A1 (de) * 1986-02-06 1987-08-13 Rexroth Mannesmann Gmbh Steueranordnung fuer mindestens zwei von mindestens einer pumpe gespeiste hydraulische verbraucher
EP0341650B1 (en) * 1988-05-12 1993-11-18 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Hydraulic drive system for crawler-mounted construction vehicle
KR920010875B1 (ko) * 1988-06-29 1992-12-19 히다찌 겐끼 가부시기가이샤 유압구동장치
JP2721384B2 (ja) * 1989-02-20 1998-03-04 日立建機株式会社 作業機械の油圧回路
EP0438606A4 (en) * 1989-08-16 1993-07-28 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Valve device and hydraulic circuit device
JP2828490B2 (ja) * 1990-06-19 1998-11-25 日立建機株式会社 ロードセンシング油圧駆動回路の制御装置
WO1995005545A1 (fr) * 1993-08-13 1995-02-23 Komatsu Ltd. Dispositif de regulation de debit pour circuit hydraulique
DE19538649C2 (de) * 1995-10-17 2000-05-25 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Leistungsregelung mit Load-Sensing
JPH10231801A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Kayaba Ind Co Ltd ロードセンシング回路
US6318079B1 (en) * 2000-08-08 2001-11-20 Husco International, Inc. Hydraulic control valve system with pressure compensated flow control
US6874318B1 (en) * 2003-09-18 2005-04-05 Sauer-Danfoss, Inc. Automatic remote pressure compensation in an open circuit pump
DE102004061555A1 (de) 2004-12-21 2006-06-22 Bosch Rexroth Aktiengesellschaft Hydraulische Steueranordnung
DE102005035981A1 (de) * 2005-07-28 2007-02-01 Putzmeister Ag Hydraulische Schaltungsanordnung, insbesondere für den Antrieb von Betonverteilermasten
DE102009054217B4 (de) * 2009-11-21 2020-09-03 Robert Bosch Gmbh Hydraulikanordnung

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