JPS5844132A - 土木機械用モ−タの回転数を自動的に調整する方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発＠は土木機械、４１に液圧動力ショベルのモータの
回転数の調整と制御をその時々の負荷条件に適合させる
ため電荷回転数と負４ｆｉ１１転数の下にある回転数と
の間で行う方法に関するものである。

本発明は更に、その一方が伝動ワイヤにより運転席に設
置された手−操縦レバー（アクセル）に、他方がディー
ゼルモータとして作られたモータのための燃料調整器に
作用する回転数調整レバーとに結合され九調整アームを
有する本発明の方法を実施する装置ＫｒＡするものであ
る。

前述したように液圧動力クヨベル又Ｆｉ同様のこの楢の
土木機械のモータはすべ【ディーゼルモータとして作ら
れ、このモータはφｂゆる調整器を有し、これは前述の
囮転数−隻レバーとしてＩＦ＃徴づけられ九レバーｔ＃
＆て燃料噴射ポンプに連結し、モータを一定の回転数で
駆動するえめにディーゼルモータの燃焼室に送る燃料の
量を調整する。

操作する人、即ち運転手は、この種の土木機械において
ｄ通常は運転車内の運転席に座つ（いて、そこから走行
及びその他の作業を轡作するので１通常は運転席内に「
アクセル」と呼ばれる操縦レバーが設置され′Ｃ％ｉｎ
て、それにより運転手は回転数の調整レバーに作用する
結合アームｔ−経て（場合によって！Ｉｉ同種の結合ア
ー＾の鎖をａることもある）ｌＰ１転数調整及びそれに
より運転席からの供＃−整を可能にする。

この「結合アーム」においては、いわゆる操縦桿又は伝
動ワイヤが問題となる。いずれにせよ、運転席に＆置さ
れた操縦レバーの操作が燃料調整器の１鉦転数調整レバ
ーに作用して、この調整レバーの助けＫよってモータの
回転数及びそれによるモータの負荷能力が１ｌＩＩｌさ
れる。

運転の開始に際し【操作を行な５者、即ち例哲　えば動
力ショベルの運転すは操縦しｄ　＋　Ｋエリ。

課せられた作業課電に対しく列えばトラックから施行基
面へのバイブの荷おろし）必要とされる回転数及びそれ
によるモータの負荷総６カを調整し、それから作業課！
［０実行を始める。

この種の作＊謙題の実施の過程におい（１例えば―力Ｖ
！！ベルで砂をトレーラ−付とのトラックから荷降ろし
すべき場合で、その後続いてトレーラ−から荷降ろしで
きる九めに、）フッタ本体けらの荷降ろしの後、この処
理が行なわれる場合は多く長一体止となる。更に多くの
似九ような事例が連続して行なわれ、その中で一定の作
業課題の実施に―シ【、多かれ少なかれ必然的に一定の
（長ｖｈ）作動体止が生ずる。

この作動体止において、操作をする者は事前に選択した
（多くはまず二、′：Ｅ、の試しの後に厳適の状態に調
整され九）モータの回転数に調整され、従つ（モータは
、新たな作動開始＃ＩＣ際して再び調整する必要のない
よ５Ｋｍ述の回転数で作動を絖叶ている。その間これは
大ぎなエネルギーの損失である。

モータ、即ちディーゼルモータにつ％／％？も燃料使用
量はモータの回転数Ｋｆ＆存していることはわかって−
るので、岡えば液圧ボン１も含め九液圧−力Ｖａベルの
ディーゼルモータが嘉励することが更に加わって、＃述
の作動体止において必要とされな一不相応な燃料消費が
生ずる。

なぜなら作動体止中は負荷舵力が全く要求されな−から
である。

この不都合を避けるため、ｌ！１１ドイツ特許第２ｓＧ
２２２１号［１１１１から同様の装−が公知である。

それによれば一般に励カショベルの運転手として操作す
る者は、操縦レバーにより１本のロープ又は＠動ワイヤ
を経て基準の無負荷回転ｔｌＫ−整する。これはねじに
より、固有の、そこで「休止回転数」とし【示される回
転数に調整される。実際に動力７ヨペルを作動させるに
当り。

操作レバー（場合によっては、２本の操作レバー）が操
作される。なぜなら作動開始に際して送り管に圧力媒体
が送り込まれ、ｌｉ！１時にポンプが一定の管断−に結
合されるからである。この圧力が作用してピストン・シ
リンダ機構のピストンがスプリングの作用に抗して移動
し、ピストン・シリンダ機構は、噴射ポンＩＫ作用する
レバーが回転し、モータの回転数を高めるよ５に伸ばさ
れる。

この公知の装置に際して、圧力がポンプへと導かれる管
内で降下すると、圧力は結果としてそれに相応して降下
する。それによりピストン・シリンダ機構のピストンは
スズリングの作用（よりそれの体止ｆｆ１ａｉ［ｊ！り
始める（そして、圧力媒体は導管及び絞り弁を経【、圧
力媒体容器へ還流する）。噴射ボングＫｔｉｍ作用する
レバーは、ピストン・７９ノグー構のシリンダにより敏
速に１％Ａわゆる無負荷回転数に相応する位置に動く、
その間にシリンダはかなりゆっくりそれの休止回転数の
位置へ戻る。

従って原則として、この公知の装置に対しては、ａｍに
調整された圧力に依存する無負荷回転数（又は無負荷回
転数を上回る休止回転数）と最Ｉ＆回転数の間の回転数
−整が問題となる。

そのＲＫモータは一定の圧力の注入で最高の回転数で回
転する。

しかしこのような構成社不都合である。なぜならモータ
は上に定ａされ九基準の無負荷運転の回転数を維持する
と一５操縦エネルギーの損失を必然的に生ずるからであ
る。この回転では勘カショベルは作動し得ない。

次の課題が本発明の基礎となっている。ｆＩｉ述の種類
の公知の装置１ｌｌＦｉ動カクヨベル又は同種の装置が
１本来意図された自動Ｂ１４１１１に引き出す操縦エネ
ルギーの損失があってもなお作―可能状−にあるように
改會されるべきであり、その際その池の点では、作動圧
力の必要が低い場合に。

そのｇ１ｉ圧力の心壁が、「荷を下へおろす」作動ＫＷ
！シて存在するよ５に、燃料を節約する回転数（本発明
に従えは、無負荷回転数）で作動し、これは公知の装置
ＩｔＫおける必然的に調整される高い作ｗＪ回転数では
な―。公知の装置では作動の開始Ｋ１１ｌ、て操縦レバ
ーを操作しなければならな鱒ため、公知の装ａにおいて
はとの１転数は必然的に高速に調整される。本発明に従
えば、公知の装置が間喧とするようＩＣ，本来は回転数
−整を生ずるものではなく、ｓカショベルの運転手の立
場から、その時々の作動課題に適合させられた作動回転
数（及びそれによるモータの能力）が変らず、まず伝動
ワイヤを経【調整される。

この課題の解決と−シ【１２２本発明従えば以下のごと
くである。即ち一定の作業課題を開始するえめに動力Ｖ
Ｗベベル転手により一瞥された。

この作業課題に１会させられたモータ回転数は作業課題
の中断Ｗｃａｌｌて、先に与えられ九時間の間隔を経て
、自動的に無負荷回転数に低速変速される。モしてモー
タの回転数は作業課題の耳間により、自動的に当初の当
該作業課題に動力ンコペルの運転手により適合するよう
に調整された作業回転数に再び高速変速される。

本発明に基礎をおく課題は１本発明に従った装置により
以下のごとく解決される。即ち圧力　１′回路に設置さ
れ大圧力測定装置により調整された圧力媒体をａ”ｃ、
調整アームは先に与えられた（最初の）圧力回路におけ
る限界圧力を下目る場合に、燃料調整器に作用する一転
数調整レバーを、そ−タの無負荷回転数に相応する（２
　″番目の）位置に、操縦レバーによりｆＡＩＩされ九
作業位置からもって（るように作動させる。更に限界圧
力を上回る場合にこの限界圧力は上述の最初の限界圧力
を上回ることもあるが調整アームは自動的にその作業課
１ｍ！ＬＫ相応する位ｔＫ戻される。

本発明をＳ　ｔ−を図面に示した実施例について更に詳
細に説明する。

第１図には作業回転数反び作業回転数の下にある第２の
回転数の間で、その時々の作業条件に液圧動力ショベル
のモータ回転数を適合させるための、自動調整又は−節
のための１本発明に従った装置の丸めの配線図含示しで
ある。この場合は無負荷１転数の場合で、ｌ５１１カッ
−ベルの運転かは一定の作業課題の開始の緻に、操縦レ
バー（アクセル）Ｋより適切な作業回転数に調整し、そ
の結果動力ＶＮＩベルは一定の負荷総力で作業し、そし
て作業休止が生じると、一定の先に与え得る又は調整し
得る体止時間が生じ。

モータの一転数は再び無負荷回転数に変速されＨび作Ｊ
１課題にと９か入ると動カシ目ベルの運転手が事１１１
１ｆＫ調整してお一九回転数に自動的に高速変速される
。

オＳｉ！ｉａＫ用−九符号はその他の図ＶＣ＞ｔｎて。

同−又は同じ作用ｔなす部材を示す場合には同じ符号を
用いである。符号１は液圧動力ショベルのディーゼルモ
ータを示しである。モータ１は機械的連結Ｓ雪を介して
液圧ポン１３及び４に連結して−る。ボン１３及び４Ｆ
ｉ訛鋺体を案内する導管機構６ｖｃ備えられ、このｌｉ
ｔ＠体は矢印１會過つ”ＩＥ出する。

導管機構６には切換弁口が設けられ、該切換弁Ｓは両ポ
ンプ３．４から、より高い方の圧力管受は入れる。切換
弁＠には圧力１ｔＩ制御装置９が／＆置されていて、該
圧力制御装置９はスイッチｕｔ有している。スイッチｕ
１１．例えば勿／（−ルＫｉｌ整することができる。例
えばとの萄バールの眼界圧力に達すると１人力塾並びに
出力１４を有する定時１１電器臆に導（電気接点を開放
する。

定時継ＷＬ器Ｕの出力Ｕから導ｍ鱒がマグネットスイッ
チＵまで導かれ、これと共（マグネットスイツｙ１ｔｗ
ｃＲｅｌされた空気弁鰺が作動し。

この璧気弁謡は二点鎖編で示した圧力空気導管１９に備
えられ、この尋雪紛は空気弁用からピストン・シリンダ
機構！ＩＫ案内されていて、特にピスト／、シリンダー
ｌ１１１！１のシリンダムの４廊２２に導かれて−る。

ピストン・シリンダ機＃＃シの端＠１２には伝動ワイヤ
飄がつながって−て。

伝動ワイヤの他端は、その脚部地点４で回動可能な調整
レバーＳＣ固層されＣｖｈる。

ピストン・シリンダ機構−のピストン３に圧カスプリン
グ四が作用し、圧力スプリング２９祉その他層がシリン
ダ２の内−に支えられ、普通の状態ではピストンｍｔ７
？ｘ図において左＃ＩＩに押圧している。

ピスト／あのピストン杆阻はその自由端で継手３！によ
りその中間が蝶番で支持されているレバー襲に結合され
、レバー塁はその自由端をスゲ９ング誦で作動されるよ
５になって−て、この鳩舎、ディーゼルモータｌの燃料
噴射ポングの丸めの調ｌｌｌ！１に作用する回転数調整
レバーが問題となる。

ピストン桿阻と同一直線上に停止部材篇があり、停止部
材島はねじ茸又は同様のものｖｃｌり調整可Ｓになって
−る。

既忙上述したよ５に、動力ショベルの運転手は一定の作
業＊＊＊始める＃ｌに運転席に設置しである操縦レバー
１ｉＫより、当該作業線ｍに適合した、合目的モータＦ
ｊｊＪ転数に調整する。従ってこの＠転数は（通常は、
著しく）無負荷回転数を超えている。従って、その際に
、１ｋｍレバー易は直接燃料＃１１１１−に作用するの
ではなくて。

伝動ワイヤＵ、ピストン・シリンダ機構ｎ及び回転数調
整レバー巽を経て作用するので、今までは通常は存在し
た操縦レバー為の固定連結器が１回転数調整レバー３８
に存在しな−。

第１図による実施例にお―てＦｉ、ピストン・シリンダ
機構社のピストンｓｉｔ、シリンダｎ内で最左側の死点
位置、即ち動力Ｖ！ベベル運転手が作業回転数を最高の
回転数にＩＩＩ！１シ九位置にある。もちろんそう−５
場合はしばしば生ずるように、モータの峻高回転数と無
電荷回転数との間の中間作業回転数−可能である。その
ためには本発＠に基く装置はとりわけ適して−る。

この状態でモータの作業回転数Ｆｉ例えばＺＳＯ・ＲＰ
ａＪ　、一方モータの無負荷回転数にお−て＃ま燃料消
費量は１Ａ〜１／８に戻り、通常は１００〜１・０・Ｒ
ＰＭ　Ｋある。

何らエネルギー又は能力を要求しない作業休止中に消費
により、専管機構・中の圧力が降下すると、圧力制御装
置１ｌｉ９のスイッチ１１がＩｓ＆。

その上で定時継電器ヰの人カリの人力信号がｒＯＪへ行
ぎ、その間、定時−一器稔の出力賛による信号Ｓは［ｔ
　Ｊｅｃとｙｔつたまへである。

まず一定の遅延時間Δｔが例えｔｆ５秒であり一それ故
作業休止が例えば新しいパイプにとりかかるために必要
とするよりも！に％Ａ場場合出出力信号ｒＯＪに行き、
同様にこれは入力ｎｒ）−号８１又は出力−の信号８０
に相当する第２１に描かれＣｖ％る。その際オ雪図は信
号８１１及び８１４の時間的依存関係及びそれらの時間
への依存性を示す。

遅滞時間間隔Δｔｔ超過すると、定時継ａ器νがｉｌｌ
その上空気弁１８によりその時まで遮断されて一九空気
導管妙が貫通する。その結果圧力空気が空気導管１を経
てシリンダＺ（Ｋ　１Ｈｊｙ人し、ピストン篇が圧力ス
プリングクの作用に抗し【第１１に示され九装置から４
図に示された位置に移動し、それによりピストン杆３１
の自山端（符号冨で示された）が調整可能な停止部材３
Ｉに打ち当り、その結果ピストン墓及びピストン杆３Ｌ
ｔｊそれ以上動き得なくなる。

オ凰図に示し九位置から第４図に示した位置にピストン
３及びピストン杆舅が動くに碌して。

回転数調整レバーａＳＦｉ、その輸受けＫｆｌわれて−
る顧贅を中心に回動し、これにより番数に操縦Ｖパー易
により調整された回転数のモータの一転数が自動的に無
負ｌＩ−転数にＮり、その結果作業休止中のモータはか
なり燃料をｔ１４費しながら作動する。なぜなら例えば
ＴＯＯＲＰＭの回転数でのモータの損失＃−１％例えば
１５Ｇ＠ＲＰＭ　又はｚｌ・・ＲＰＭの一転数での損失
よりかなり少な−こと１１明白だからであり、何よりも
縄ｖｈｔ！２１転数又社最大回転数の際ＫＩＩｋ大供給
菫で作動しているボ／１及び低くした回転数でのポンプ
の混合損失、はかなり少ないものだからである。

Δｔよりも長く　続く作業休止中の一転数は動力ショベ
ルの運転手が操縦レバー易の調整を全く変速しなくても
自動的に無負荷回転数に変速される。これはむしろその
時々の作業線−に適合した。この作業課題の始めに動力
ショベルの運転手により選択された位＆にとｙまったま
〜／である。

動力！／３ベルの運転手が（任意の長さの）休止の後再
び作業にとりかへると、圧力制御１＆置９に記録された
圧力が再び専管機構も内にかへる。この圧力が＃ｔｒ述
の選択され又は調整された限界匝１例えば榔パールを超
過するとスイッチ９が再び閉じて、人力信号８１ｍが「
１」に行き、それと共に定時５１ｍ５ａの出力信号８１
４も「１」へ行ｔ、その結果定時継ｇ器臆が閉じ、即ち
マグネットスイッチ五１が働き、圧力空気導管Ｗが空気
弁１８＃ＩＣより再び遮断される。それに加えて配＃ｍ
Ｋは示されて−ないがピストン篤とその自由前面の間に
向か６含つ【％Ａるシリンダ＠Ｃ。

超過圧力がシリンダｎの開口部を通って排出されるよ５
に考慮されて−て、その結果そのピストン杆製と並んで
ピストｙｍが第４図に示した休止（無負荷運転）位置か
ら第１図に示した位置に圧力スプリング１０作用に基い
て戻る。再び回転数ＩＭｌ！ルバーおの位置が第４図に
基く位置から第１図に基く位置に変り、それにより動力
ｖｗペルの運転手により操縦レバー為によってｌｌｌｌ
１１された作業屍始の時の回転数に、モータのｌＩ＆ｒ
数を上昇させる。

本発明に基く長所は上述の実施例のみならずその恩恵が
より長一作業休止が生ずると回転数が降下することにあ
り１本発明に基（装置は本発明に基ｉて予定され九燃料
節約の方式にょらなりｈｌ（せよ、操縦エネルギーの損
失がある場合には、従来公知の装置にお−て同様の方法
が問題とならな一場合でも勤カシ曹ペルが更に作動し続
は得ることｔ認める。なぜなら操縦エネルギーの供給が
遮断されることにより、ｆｉ初に調整された作某回転数
に再び１１１１１１されることになり、その一方で上述
の公知の装置ｌＩｉにおいては、操縦エネルギーが停止
すると、モータは基準の無負荷回転数のまへでいるか又
はこれに−整され、それによって作業能力がなくなるか
らである。

本発明による回転数降下は、直接又は直ちに生ずるので
はなく、当初の予定に従つ丸時間遅滞を伴って生ずる。

これｈ短時間の作業休止で回転数降下が生ずるのを避け
るためである。そうしなｉと運転が非常に忙しくなり、
モータ及び操縦装置の部材が酷使されることになる。

本発明による装置及び方法のも５皇つの長所は負荷が何
らエネルギーを必要とせず、むしろ例えば「荷を下へ降
ろす」作業の場合のようＫ、自由に動を得る場合モータ
の回転数（いわゆる無負荷１転数）の資〜で−る。なぜ
なら作動圧力は低−圧力の必要に信号が送られて−るか
もである。一方％全知の装＠については、操縦レバーを
操作する必要があるためモータは高速回転し、その結果
「荷を下へ降ろす」作業をする場合又は同様の場合１回
転数祉高くなり、それに伴って高速回転に相応する燃料
消費が行なわれる。

第３図は本発明に基く装置の緊急スイッチ回路を示して
いる。こへでは停止部材謡が６気的スイッチ回路の中に
組与込まれている。このよ５な構造はディーゼルモータ
につ埴ては目的にかなっている。ディー（ルモータのス
イッチ遮断Ｆｉ特別の伝動ワイヤ又は類似のものによる
のではなく、いわば「過度の無負荷回転調整」に゛よる
もので、その結果この檜のモータについて本発ａＡＫよ
る装ｍＦｉ、ｍ合によっては休止状態Ｋ）−て又は休止
スイッチングに際して、完全にモータをスイッチオツに
することがで鯉る。

それは特に意図的にではなく、とりわけディーゼルモー
タにつｉてはわずられし−ことである。

スタートの際の無理は別として、なぜならディーゼルモ
ータのスタートは火花点火式モータよりむずかし−から
である。従ってそのような場合は停止部材Ｓは予定の回
転数減少４１ｃ線して、モータのスイッチオツが生ずる
のでなく、無負荷回転数でその！工運転するようにセッ
トしている。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示したもので、牙１図は作業位置
にある本発明の装置の配線図、オ冨図は時間遅ｍｃ作用
する定時−ＩＩｃ器に関する人力と出力パルスの時間を
示すグラフ、第３図は緊急スイッチの配線図、第４図は
オ皇図と同様の体止位ｔＫおける本装置の配線図、第２
図は第１図乃至牙４図に示し九本装置の斜視図である。 ｌ・−液圧動力ＶＢベベルのディーゼルモータ。 ２・・−機械的連結器、Ｓ・−・液圧ポンプ、４−液圧
ポンプ、６・・・導管機構、１・−矢印、畠・・・切換
弁。 ８・・・圧力制御装置、Ｕ・・・スイッチ、誼・−・定
時継１ｌＩＬｌ！Ｎ９Ｖ−）、ｕ−人力、１４−出力、
ｌトー導線、１７−・・マグネットスイッチ、１ｇ−・
・空気弁、Ｌ９・・・圧力空気導管、Ｚｌ−・・ピスト
ン・シリンダ機構。 ｎ−・端部、２３−・シリンダ、２４・・・伝動ワイヤ
、鵬・・・操縦レバー、ｎ・・・脚部地点、ｍ−・ピス
トン。 ｂ・・・圧力スプリング、菖・・・ピストン杆、諺・・
・継手、３３・・・レバー、蕊・・・停止部材、３８・
・・空気導管。 ４Ｉ許出ａ人　　　　　エッチ　ベイハウゼン　コマン
ディットグゼルシャフト 外２名４゛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　一定の作業ｇｉｌｌの開始に当り調整され、
   この適合させられたモータの回転数が、事前に決定され
   た時間間噛を経′Ｃ５作業１ｌｉＩ１題の休止により、
   自動的に無負荷回転数又は無負荷回転数の４１０にある
   作業回転数に比して低い回転数に低速変速され１作業課
   −の５ｉｆｌＫ際してモータの回転数が自動的に当初の
   作ｉｋｍ趙に適合するように調整された作業回転数＃Ｃ
   再び高速変速されることを特許とする土木債械。 轡に液圧動力クヨベルのモータの作業回転数と作業回転
   数を下回るところにあるオ雪の回転数との間の回転数を
   自動的に調整する方法。 （動　鉤整アームガが事＃に決定された限界圧力を下回
   る範！！ｌにおいては燃料！ｉｉ葺曝に作用するｄ転数
   ｓｉａｍレバーｍｖｔ操縦しバーａｉに工り調１１され
   九作業位置からモータ１の無負荷回転数に相当する装置
   まで移動させるために圧力副路＠に設置されえ圧力ＩＩ
   Ｉ＃ｌｌ良ｔｊＬ−により調整される一一弁論を介して
   作動し、限界圧力な上略る範−で轄１転数調整Ｖバー襲
   を自動的にその作業課題に相当する位置まで移動させる
   ことかで鯉るよ５に、Ｊ整アームｔ−一方で運転席に設
   置され九手動操作可能な操縦？パーに連結し、他方でモ
   ータの丸めの燃料間＊＊に作用する回転数−整レバーに
   連結した土木機Ｉ４．特に液圧動力り式ペルのモータの
   回転数を自動的Ｋ１１ｉｌｌする装置。 （８）　　員整アーム會ピストン・シリンダ機構ｎかも
   構成し、それの１作業中にスグダングにより鋤か漬れる
   ピストン−をその二端で制御レバー＆に結合し、それの
   ピストン桿蕊を燃料調整！Ｉに作用する回転数調整レバ
   ー３１に結合させた特許請求の範ｌｌ！１才２項に基く
   装置。 （４）　　ピストン・シリンダ機構４を伝動ワイア謳を
   経て制御レバーｍｃ＊合し九特許請求の範囲オ雪項又は
   第３項に基（装置。 （６）　　圧力回路６中ＫＲＲされて−る。圧力１ｔｌ
   ｉｌｉ装置會により制御される制御媒体１７　、１８が
   。 −気で動かされる空気弁であり且つピスト／・シリ／ダ
   ４１Ｉ＠ｍＫ導かれる圧力空気導管紛により、圧力回路
   中で制御される圧力に欧存して遮断又は開放される特許
   請求の範ｉ！Ｉオ雪積乃至第４項のいずれか１ＪＪｌ＃
   Ｃ基く装置。 （６）　　定時継ｙ１１器稔があり、それにより事前に
   決定された時＋１１１１１間隔Δｔに基き、自動的に作
   業回転数から無負荷回転数にモータを切換える特許請求
   の範−オ鵞項乃至オｓｇ４までのいずれかｌ楓に基く装
   置。 （７）時間遅滞間隔Δｔを調整可能とした特許請求の範
   −オ・項に基く装置。 （場　時間遅−装置が定時継鴫′ａ琢であって、その出
   力信号１４が一定の時間的遅−Δｔの後に。 人出信号ｌになる特許請求の範四オ６項又は第１項の−
   ずれか１項に基く装置。