DE69010419T2

DE69010419T2 - Hydraulische schaltung für maschinen.

Info

Publication number: DE69010419T2
Application number: DE69010419T
Authority: DE
Inventors: Toichi Ushiku-Shi Ibaraki 300-12 Hirata; Genroku Inashiki-Gun Ibaraki 300-04 Sugiyama
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2010-02-20
Also published as: EP0411151A1; WO1990009528A1; KR910700414A; EP0411151A4; DE69010419D1; KR920007650B1; EP0411151B1; US5101629A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Hydraulikkreissysteme für Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Hydraulikbagger und Hydraulikkräne, und insbesondere Hydraulikkreise für Arbeitsmaschinen, die mit Druckreglern zum Halten des Differenzdrucks am Stromregelventil auf einem vorgegebenen Wert ausgestattet sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Viele Arbeitsmaschinen sind mit mehreren Arbeitselementen ausgestattet, die für einen vorgegebenen Betrieb erforderlich sind. Die Arbeitsmaschine des oben angegebenen Typs ist beispielsweise ein Hydraulikbagger. Das heißt, der Hydraulikbagger umfaßt ein unteres Fahrwerk zum Verfahren des Hydraulikbaggers, ein oberes Schwenkwerk, das auf dem unteren Fahrwerk derart montiert ist, daß es gedreht werden kann, und einen Frontmechanismus mit einem Ausleger, einem Arm und einer Schaufel. Das obere Schwenkwerk weist verschiedene Ausrüstungen, wie zum Beispiel einen Bedienungsraum, eine Antriebsmaschine, eine Hydraulikpumpe und dergleichen auf, wobei auch der oben beschriebene Frontmechanismus auf dem Schwenkwerk angeordnet ist.
Einer der in der Arbeitsmaschine vom oben beschriebenen Typ verwendeten Hydraulikkreise ist ein System, das "Lasterfassungsregelsystem" genannt wird. Das System ist derart ausgebildet, daß nur die Menge des zum Betrieb des Stellgliedes erforderlichen Hydraulikfluids von der Hydraulikpumpe durch eine derartige Regelung der Auströmmenge der Pumpe zugeführt wird, daß der Pegel des Pumpenausströmdrucks höher als der Pegel des Lastdrucks des Hydraulikstellgliedes ist.
Kürzlich sind verschiedene Lasterfassungsregelsysteme angegeben worden. So wurde zum Beispiel in JP-A-57- 116965 ein Hydraulikkreis angegeben, in dem zum Regeln des Stroms des dem Stellglied zuzuführenden Hydraulikfluids ein Druckregler stromab von einem Stromregelventil angeordnet ist, wobei der Druckregler in Abhängigkeit vom Höchstlastdruck mehrerer Stellglieder derart betrieben wird, daß der Differenzdruck am Stromregelventil auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird. Ein weiterer Hydraulikkreis wurde in JP-A-60-11706 angegeben, der derart gestaltet ist, daß ein Druckausgleichsventil zur Aufrechterhaltung des Differenzdrucks am Stromregelventil auf einem vorgegebenen Wert stromauf vom Stromregelventil angeordnet ist. In dieser Offenbarung ist das Druckausgleichsventil, als Alternative zur Feder, mit einer Einrichtung zur gegenseitigen Beeinflussung des Pumpenförderdrucks und des Höchstlastdrucks ausgestattet, um den oben angegebenen vorgegebenen Wert durch den Differenzdruck zwischen den Pegeln des Pumpenförderdrucks und des Höchstlastdrucks einzustellen. Da der Differenzdruck am Stromregelventil wie oben beschrieben, geregelt wird, kann der Durchsatz, der durch jedes Stromregelventil hindurchgeht, das heißt, der Speisedurchsatz zu jedem der Stellglieder auf den Wert geregelt werden, der der Betriebsmenge (dem Soll-Durchsatz) des Steuerhebels zum Zeitpunkt des kombinierten Betriebs entspricht. Des weiteren kann das Drehzahlverhältnis bei mehreren Stellgliedern genau geregelt werden, so daß ein stroßfreier kombinierter Betrieb ermöglicht wird.
Bei den herkömmlichen Hydraulikkreisen treten jedoch die folgenden Probleme auf:
Generell wird die Arbeitsmaschine in einer solchen Weise verwendet, daß die Betriebsgeschwindigkeit ihres Hydraulikstellgliedes wesentlich vermindert wird. Bei einem Hydraulikbagger beispielsweise sind die folgenden Betriebe die oben beschriebenen: Aufschaben der Erdoberfläche, Nivellierungsarbeiten, Aufbauen eines Abhangs (die generell im folgenden als "Feinbetrieb" bezeichnet werden). Bei den oben angegebenen Betrieben ist es offensichtlich, daß die Operation leicht zuende geführt werden kann, wenn eine Änderung des dem Stellglied zuzuführenden Durchsatzes (des durch das Stromregelventil hindurchgehenden Durchsatzes) in bezug auf die Betätigungsgröße des Steuerhebels des Stellgliedes signifikant gering ist.
Bei dem Feinbetrieb des Hydraulikkreises ohne Lasterfassungsregelsystem kann die Änderung des dem Stellglied zuzuführenden Durchsatzes in bezug auf die Betätigungsgröße des Steuerhebels dadurch verringert werden, daß die Drehzahl der Antriebsmaschine zum Betrieb der Hydraulikpumpe verringert wird, wodurch die Bedienungsperson den Feinbetrieb leicht durchführen kann. Bei einem Hydraulikkreis mit einem Lasterfassungsregelsystem erfolgt jedoch die Steuerung, wie oben beschrieben, in der Weise, daß die Steuerung zum Aufrechterhalten des Differenzdrucks am Stromregelventil auf dem vorgegebenen Wert erfolgt. Daher wird, auch wenn die Drehzahl der Antriebsmaschine verringert wird, der zuzuführende Durchsatz in Abhängigkeit von der Betätigungsgröße des Steuerhebels bestimmt. Somit ändert sich die Änderungsgröße des Durchsatzes in bezug auf die Betätigungsgröße des Steuerhebels nicht, worduch die Steuerung des Stellgliedes mit Hilfe des Steuerhebels bei niedriger Drehzahl schwierig wird. Daher läßt sich auch der Feinbetrieb nicht leicht durchführen.
Andererseits wurde in US-PS 44 87 018 eine Verfahrenstechnik beschrieben, bei der der Druckregeleinrichtung zum Aufrechterhalten des Differenzdrucks am Stromregelventil auf einem vorgegebenen Wert ein externes Regelsignal zum Ändern des vorgegebenen Wertes zugeführt wird. Bei der oben angegebenen Verfahrenstechnik wurde jedoch die Art und Weise der Erzeugung des Regelsignals nicht angegeben.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Hydraulikkreissysteme für Arbeitsmaschinen anzugeben, bei denen ein Feinbetrieb auch dann möglich ist, wenn sie mit einem Lasterfassungssystem ausgestattet sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Zur Lösung der oben beschriebenen Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Hydraulikkreis bzw. ein Hydraulikkreissystem für eine Arbeitsmaschine angegeben, das eine Zufuhrquelle für das Hydraulikfluid, mindestens ein Hydraulikstellglied, das durch das Hydraulikfluid von der Zufuhrquelle für Hydraulikfluid betrieben wird, ein Stromregelventil zum Regeln des Stroms des dem Stellglied zuzuführenden Hydraulikfluids und einen Druckregler zum Aufrechterhalten des Differenzdrucks am Stromregelventil auf einem vorgegebenen Wert umfaßt, wobei das Hydraulikkreissystem gekennzeichnet ist durch:
- eine erste Vorrichtung zum selektiven Erzeugen entweder eines Drucks, der der gleiche wie der Lastdruck ist, oder eines Zwischendrucks, der größer als der Lastdruck, aber kleiner als der Förderdruck ist, aus dem Lastdruck des Stellglieds und dem Zufuhrdruck aus der Zufuhrquelle für das Hydraulikfluid und zum Weiterleiten des erzeugten Drucks als Regeldruck,
- eine zweite Vorrichtung zum Betreiben der ersten Vorrichtung für eine Instruktion zur Auswahl entweder des Drucks, der der gleiche wie der Lastdruck ist, oder des Zwischendrucks als Regeldruck
und
- eine Verbindungsvorrichtung zum Einleiten des Regeldrucks in die Druckregeleinrichtung, wodurch die Druckregeleinrichtung den Differenzdruck auf dem vorgegebenen Wert hält, wenn der Regeldruck der gleiche wie der Lastdruck ist, während sie den Differenzdruck unter den vorgegebenen Wert verringert, wenn der Regeldruck der Zwischendruck ist.
Bei einem normalen Betrieb erfolgt die Instruktion für die Wahl des Drucks als Regeldruck, der der gleiche wie der Lastdruck ist, von der zweiten Vorrichtung. Die erste Vorrichtung wählt den entsprechenden Druck in Reaktion auf die Instruktion als Regeldruck und überträgt ihn. Der so weitergeleitete Regeldruck wird über die Verbindungsvorrichtung in die Druckregelvorrichtung eingeleitet. Infolgedessen hält die Druckregelvorrichtung den Differenzdruck am Stromregelventil auf dem vorgegebenen Wert, so daß eine normale Regelung des Durchsatzes erfolgt. Andererseits erfolgt während des Feinbetriebs von der zweiten Vorrichtung die Instruktion zur Auswahl des Zwischendrucks als Regeldruck. Die erste Vorrichtung wählt den Zwischendruck gemäß der Instruktion als Regeldruck und leitet ihn weiter. Der so übertragene Regeldruck wird über die Verbindungsvorrichtung in den Druckregler eingeleitet. Infolgedessen verringert der Druckregler den Differenzdruck am Stromregelventil unter den vorgegebenen Wert. Somit erfolgt auch eine geringere Änderung des durch das Stromregelventil hindurchgehenden Speisedurchsatzes in bezug auf die Betätigungsgröße des Schalthebels. Infolgedessen läßt sich ein Feinbetrieb leicht durchführen.
Es ist vorteilhaft, daß die Anordnung so ausgebildet ist, daß die erste Vorrichtung eine Leitung mit einem Endabschnitt, in die der Lastdruck eingeleitet wird, und einen weiteren Endabschnitt umfaßt, in die der Speisedruck eingeleitet wird, und eine fest eingestellte Drosselklappe und eine regelbare Drosselklappe in der Leitung angeordnet sind, wobei die zweite Vorrichtung eine Einrichtung zum Einstellen der Öffnung der regelbaren Drosselklappe umfaßt und die Verbindungsvorrichtung mit einem Abschnitt zwischen der fest eingestellten Drosselklappe und der regelbaren Drosselklappe der Leitung verbunden ist. Es ist vorteilhaft, daß die Anordnung so ausgebildet ist, daß die fest eingestellte Drosselklappe in einem Abschnitt der Leitung angeordnet ist, in die der Lastdruck eingeleitet wird, und die regelbare Drosselklappe in einem Abschnitt der Leitung angeordnet ist, in die der Speisedruck eingeleitet wird, wobei die zweite Vorrichtung die regelbare Drosselklappe schließt, wenn der Lastdruck gewählt wurde, und sie bis zu einem vorgegebenen Grad vorgöffnet, wenn der Zwischendruck gewählt wurde.
Es kann auch eine Anordnung eingesetzt werden, die derart ausgebildet ist, daß die erste Vorrichtung eine Leitung mit einem Endabschnitt, in die der Lastdruck eingeleitet wird, und einen weiteren Endabschnitt umfaßt, in die der Speisedruck eingeleitet wird, und eine fest eingestellte Drosselklappe und ein regelbares Druckregelventil in der Leitung angeordnet sind, und die zweite Vorrichtung eine Einrichtung zum Einstellen eines Einstellwerts des regelbaren Druckregelventils umfaßt, und die Verbindungsvorrichtung mit einem Abschnitt zwischen der fest eingestellten Drosselklappe und dem regelbaren Druckregelventil in der Leitung verbunden ist. Es ist vorteilhaft, wenn die Anordnung derart ausgebildet ist, daß das regelbare Druckregelventil in einem Abschnitt der Leitung, dem der Lastdruck zugeleitet wird, die fest eingestellte Drosselklappe in einem Abschnitt der Leitung, dem der Speisedruck zugeführt wird, angeordnet ist und die zweite Vorrichtung den Einstellwert des regelbaren Druckregelventils auf Null setzt, wenn der Lastdruck gewählt wird, und den Einstellwert des regelbaren Druckregelventils auf einen vorgegebenen Wert ändert, der nicht Null ist.
Es kann auch eine Anordnung eingesetzt werden, in der die erste Vorrichtung eine Einrichtung zum Erfassen des Lastdrucks, eine Einrichtung zum Erfassen des Speisedrucks, eine Einrichtung zum Berechnen des Regeldrucks aus dem erfaßten Lastdruck und dem erfaßten Speisedruck, sowie eine derart ausgebildete Einrichtung umfaßt, die in Abhängigkeit vom berechneten Regeldruck zum Erzeugen des Regeldrucks geregelt wird.
Es ist vorteilhaft, wenn die Anordnung derart ausgebildet ist, daß die zweite Vorrichtung eine Vorrichtung umfaßt, die von einer Bedienungsperson zum Betreiben der ersten Vorrichtung betätigt wird.
Es kann eine Anordnung eingesetzt werden, bei der die Hydraulikfluid-Speisequelle eine Hydraulikpumpe und eine Antriebsmaschine zum Betrieb der Hydraulikpumpe umfaßt, und die zweite Vorrichtung eine Einrichtung zum Betrieb der ersten Vorrichtung in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsmaschine umfaßt. Es ist vorteilhaft, wenn die Anordnung so ausgebildet ist, daß die zweite Vorrichtung eine Einrichtung zum synchronen Betrieb der ersten Vorrichtung mit einer Einrichtung umfaßt, die den Befehl für die Solldrehzahl der Antriebsmaschine gibt. Es kann eine Anordnung eingesetzt werden, in der die zweite Vorrichtung eine Einrichtung zum Erfassen der Istdrehzahl der Antriebsmaschine und eine Einrichtung zum Betrieb der ersten Vorrichtung in Abhängigkeit von der so erfaßten Istdrehzahl umfaßt.
In dem Fall, daß die erste Vorrichtung eine Einrichtung zum Berechnen des Regeldrucks aus dem erfaßten Lastdruck und dem Speisedruck umfaßt, ist es vorteilhaft, wenn die Anordnung derart ausgebildet ist, daß die zweite Vorrichtung eine Einrichtung zur Informationsübertragung von umfaßt, die als Basis für die Auswahl dient, und daß die Einrichtung zum Berechnen des Regeldrucks die Informationen erhält und entweder den Druck, der gleich dem Lastdruck ist, oder den Zwischendruck als Regeldruck gemäß den erhaltenen Informationen berechnet.
Die Druckregeleinrichtung kann einen Druckregler, der stromab vom Stromregelventil angeordnet ist, und ein Druckausgleichsventil umfassen, das stromauf vom Stromregelventil angeordnet ist.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung noch klarer.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hydraulikkreises;
Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Betätigungsgröße eines Schalthebels und der Änderung des einem Stellglied zugeführten Durchsatzes;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydraulikkreises;
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung eines wesentlichen Teils einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydraulikkreises;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines wesentlichen Teils einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydraulikkreises;
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hydraulikkreises;
Fig. 7 zeigt detailliert die Anordnung des in Fig. 6 gezeigten Reglers und
Fig. 8 ist ein Ablaufplan, der das Verfahren der Berechnung des Regeldrucks zeigt wobei die Berechnung mit Hilfe des in Fig. 6 gezeigten Reglers erfolgt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben und beziehen sich auf einen Hydraulikbagger als Arbeitsmaschine.

Erste Ausführungsform

Eine erste Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.

Anordnung

Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 eine Verstellhydraulikpumpe, die einen Verstellmechanismus 1a (im folgenden von einer "Taumelplatte" dargestellt) umfaßt, dessen Betrieb von einem Regler 2 geregelt wird. Der Regler 2 umfaßt einen Hydraulikzylinder 2a zum Betrieb der Taumelplatte 1a, ein Regelventil 2b für die Leistungsbegrenzungsregelung und ein weiteres Regelventil 2c für die Lasterfassungsregelung.
Ein Schwingmotor 3 zum Betrieb des oberen Schwenkwerks eines Hydraulikbaggers und ein Auslegerzylinder 13 zum Betrieb des Auslegers sind mit der Hydraulikpumpe 1 derart verbunden, daß ein Hydraulikkreis gebildet wird.
Der Betrieb des Schwingmotors 3 wird durch ein Stromregelventil 4 geregelt. Das Stromregelventil 4 weist Antriebseinheiten auf, die mit Vorsteuerleitungen 4p1 und 4p2 verbunden sind, so daß ein Vorsteuerdruck, der der Betätigungsgröße eines Schalthebels 4a für das Schwenkwerk entspricht, über die Leitung 4p1 oder 4p2 in eine der Antriebseinheiten eingeleitet wird, wenn der Schalthebel 4a betätigt wird. Infolgedessen wird die regelbare Drosselklappe des Stromregelventils 4 entsprechend der Betätigungsgröße geöffnet.
Ein Druckregler 5 zum Halten des Differenzdrucks an der regelbaren Drosselklappe des Stromregelventils 4 auf einem vorgegebenen Wert ist stromab von der regelbaren Drosselklappe des Stromregelventils 4 angeordnet. Der Druckregler 5 umfaßt einen Kolben 5a zum Einstellen der Stromdurchgangsöffnung und eine Feder 5b zum Beaufschlagen des Kolbens 5a mit einen niedrigen Druck in einer Richtung, in der die Stromdurchgangsöffnung verkleinert wird. Der Kolben 5a umfaßt eine erste Druckaufnahmefläche 5a1, auf die der Druck des durch die regelbare Drosselklappe des Stromregelventils 4 hindurchgegangenen Hydraulikfluids einwirkt, und eine zweite Druckaufnahmefläche 5a2, auf die der Regeldruck, der im folgenden beschrieben wird, einwirkt. Das Verhältnis zwischen der Fläche der ersten Druckaufnahmefläche 5a1 und derjenigen der zweiten Druckaufnahmefläche 5a2 ist beispielsweise 1. Das durch den Druckregler 5 hindurchgeströmte Hydraulikfluid kehrt zum Stromregelventil 4 zurück und wird von dort gemäß der Betriebsrichtung des Stromregelventils 4 dem Hauptkreis des Schwingmotors 3 zugeführt. Für den Hauptkreis des Schwingmotors 3 sind Entspannungsventile 6a und 6b vorgesehen, um den Höchstlastdruck des Schwingmotors 3 zu regeln.
Der Betrieb des Auslegerzylinders 13 wird durch ein Stromregelventil 14 geregelt. Antriebseinheiten des Stromregelventils 14 sind mit den Vorsteuerleitungen 14p1 und 14p2 derart verbunden, daß Vorsteuerdruck, der der Betätigungsgröße des Schalthebels 4a für den Ausleger entspricht, einer der Antriebseinheiten über die Leitungen 14p1 oder 14p2 zugeleitet wird, wenn der Schalthebel 14a betätigt wird. Im Ergebnis wird die regelbare Drossel des Stromregelventils 14 entsprechend der Betätigungsgröße geöffnet. Ein Druckregler 15 zum Halten des Differenzdrucks an der regelbaren Drosselklappe des Stromregelventils 14 auf einem vorgegebenen Wert ist stromab von der regelbaren Drosselklappe des Stromregelventils 14 angeordnet. Die Anordnung des Druckreglers 15 ist die gleiche wie die Anordnung des Druckreglers 5 und umfaßt einen Kolben 15a und eine Feder 15. Der Kolben 15a umfaßt eine erste Druckaufnahmefläche 15a1 und eine zweite Druckaufnahmefläche 15a2. Das Verhältnis zwischen der Fläche der ersten Druckaufnahmefläche 15a1 und derjenigen der zweiten Druckaufnahmefläche 15a2 ist ebenfalls 1.
Erfassungsleitungen 7 und 17, die den Lastdruck des Schwingmotors 3 bzw. den Lastdruck des Auslegerzylinders 13 einleiten, sind mit der Auslaßseite des entsprechenden Druckreglers 5 bzw. 15 verbunden. Der höhere Lastdruck der zwei Erfassungsleitungen 7 und 17 wird von einem Wechselventil 8 gewählt und wird einer Erfassungsleitung 9 zugeführt. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet ein Reservoir.
Das Stromregelventil 4 und der Druckregler 5 können integriert werden, ebenso können das Stromregelventil 14 und der Druckregler 14 integriert werden.
Das Regelventil 2c des Reglers 2 weist eine Antriebseinheit, der der Lastdruck von der Erfassungsleitung 9 zugeführt wird, und eine weitere Antriebseinheit auf, der der Förderdruck von der Hydraulikpumpe 1 zugeführt wird. Daher wird das Regelventil 2c in Abhängigkeit vom Gleichgewicht zwischen dem Differenzdruck und der Beaufschlagungskraft einer Feder 2d betrieben, wobei der Differenzdruck die Druckdifferenz zwischen dem Lastdruck und dem Förderdruck ist.
Bezugsziffer 20 bezeichnet eine Druckerzeugungseinheit, die eine Leitung 20a mit einem Endabschnitt, in die der Lastdruck von der Erfassungsleitung 9 eingeleitet wird, und mit einem weiteren Endabschnitt, in die der Förderdruck von der Hydraulikpumpe 1 eingeleitet wird, eine fest eingestellte Drosselklappe 20b, die auf der Seite der Leitung 2ºc angeordnet ist, der der Lastdruck zugeleitet wird, und eine regelbare Drosselklappe 20c umfaßt, die auf der Seite der Leitung 20c angeordnet ist, der der Förderdruck der Pumpe zugeleitet wird. Die regelbare Drosselklappe 20c umfaßt ein Einstellelement 20e für die Drosselöffnung, deren Stellung durch einen Schalthebel einstellbar ist. Das heißt, die Öffnung der regelbaren Drosselklappe 20c wird auf einen Wert eingestellt, der der Betätigungsgröße des Schalthebels 21 entspricht. Ein Abschnitt 20d der Leitung 20a zwischen der fest eingestellten Drosselklappe 20b und der regelbaren Drosselklappe 20c ist über eine Steuerleitung 22 mit Kammern des Druckreglers 5 und 15 verbunden, in denen die zweiten Druckaufnahmeflächen 5a2 und 15a2 angeordnet sind.
Dank der derart ausgebildeten Anordnung wird, wenn sich der Schalthebel 21 in einer Stellung befindet, in der die regelbare Drosselklappe geschlossen ist, der Druck des Abschnitts 20d der Leitung 20a der gleiche wie der Lastdruck der Erfassungsleitung 9 wird. Wenn die Öffnung der regelbaren Drosselklappe 20c infolge der Betätigung des Schalthebels 21 auf eine vorgegebene Größe eingestellt ist, wird veranlaßt, daß eine kleine Menge des Hydraulikfluids durch den Leitungsabschnitt 20d, die fest eingestellte Drosselklappe 20b, die Erfassungsleitung 9, das Wechselventil 8, die Erfassungsleitung 7 oder 17 in Richtung von der regelbaren Drosselklappe 20c zum Auslaß des Druckreglers 5 oder 15 strömt. Daher wird im Leitungsabschnitt 20d ein Druck erzeugt, der sich auf einem Pegel zwischen dem Pegel des Lastdrucks gemäß der Öffnung der regelbaren Drosselklappe 20c und dem Pumpenförderdruck befindet. Der so erzeugte Druck wird als Regeldruck zur Steuerleitung 22 weitergeleitet und wirkt auf die zweiten Druckaufnahmeflächen 5a2 und 15a2 der Druckregler 5 und 15 ein.
Wie oben beschrieben, ist der Druckerzeugungsabschnitt 20 so ausgebildet, daß er selektiv entweder den Druck erzeugt, der gleich dem Lastdruck der Erfassungsleitung 9 ist, oder den Zwischendruck zwischen dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck erzeugt, wobei der auf diese Weise selektiv erzeugte Druck als Regeldruck übertragen wird.

Betrieb

Im folgenden wird der Betrieb der wie oben beschrieben realisierten Erfindung beschrieben.
Eine Bedienungsperson betätigt den Schalthebel 21 in der Weise, daß die regelbare Drosselklappe 20c der Druckerzeugungseinheit 20 bei einem normalen Betrieb geschlossen wird. Soll das obere Schwenkwerk bei einem normalen Betrieb geschwenkt werden, betätigt die Bedienungsperson den Schalthebel 4a. Dadurch wird entweder in der Vorsteuerleitung 4p1 oder 4p2, zum Beispiel in der Vorsteuerleitung 4p1, ein hydrostatischer Druck erzeugt, so daß das Stromregelventil 4 durch die Öffnung gemäß der Betätigungsgröße des Schalthebels 4a nach links geschaltet wird (siehe Zeichnung). Daher drückt das von der Hydraulikpumpe strömende Hydraulikfluid über die regelbare Drossel des Stromregelventils 4 auf die erste Druckaufnahmefläche 5a1 des Kolbens 5a des Druckreglers 5, wodurch der Kolben 5a angehoben wird. Danach strömt das Hydraulikfluid durch den Druckregler 5 und strömt wieder durch das Stromregelventil 4. Dann wird das Hydraulikfluid dem Schwingmotor 3 über dessen linke Kauptleitung zugeführt (wenn man in die Zeichnung schaut). Infolgedessen beginnt der Schwingmotor 3 in einer bestimmten Richtung zu schwingen. In diesem Fall wird, da die Trägheit des oberen Schwenkwerks extrem hoch ist, der größere Teil des dem Schwingmotor 3 zuzuführenden Hydraulikfluids über das Entspannungsventil 6a in das Reservoir 10 abgelassen. Des weiteren erreicht der Lastdruck, der in der Erfassungsleitung 7 auftreten kann, den vorgegebenen Druckpegel für das Entspannungsventil 6a. Der oben angegebene Lastdruck wird zum Versuch der Vergrößerung der Neigungsgröße der Taumelplatte 1a über die Erfassungsleitung 9 an einer Seite des Regelventils 2c des Reglers 2 eingeleitet. Der hohe Lastdruck des Schwingmotors 3 verursacht jedoch, daß das Regelventil 2b zum Regeln der Leistung des Reglers 2 eine Steigerung der Neigungsgröße der Taumelplatte 1a verhindert. Daher wird auch die Auströmmenge der Hydraulikpumpe 1 begrenzt.
Wenn der Schwingmotor 3, wie oben beschrieben, allmählich beschleunigt worden ist, wird die Menge des vom Entspannungsventil 6a abgelassenen Hydraulikfluids allmählich in Abhängigkeit von der Beschleunigung des Schwingmotors 3 reduziert. Der Lastdruck wird augenblicklich auf den Pegel gesenkt, der beträchtlich niedriger als der vorgegebene Wert für das Entspannungsventil 6a ist, nachdem die Drehzahl des Schwingmotors 3 im wesentlichen die Drehzahl erreicht hat, die der Öffnung des Stromregelventils 4 entspricht. Das Regelventil 20c des Reglers 2 regelt die Auströmmenge derart, daß der Differenzdruck zwischen dem Förderdruck der Hydraulikpumpe 1 und dem Lastdruck auf dem vorgegebenen Wert aufrechterhalten wird, der durch die Feder 2d definiert wird, wobei das Regelventil 20c die Auströmmenge in Abhängigkeit von dem oben angegebenen Niederlastdruck regelt.
In dem oben beschriebenen Zustand, wenn der Lastdruck aufgrund einer externen Last oder dergleichen angehoben worden ist, wird der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Lastdruck kleiner. Der gestiegene Lastdruck wird dem Regelventil 2c des Reglers 2 zugeleitet und veranlaßt den Betrieb des Hydraulikzylinders 2a, der die Auströmmenge der Hydraulikpumpe 1 erhöht. Im Ergebnis steigt der Druck stromauf vom Stromregelventil an und der Differenzdruck kehrt auf den vorgegebenen, von der Feder 2d definierten Wert zurück. Das heißt, sogar wenn der Lastdruck angestiegen ist, wird der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck bzw. Ausströmdruck und dem Lastdruck auf dem vorgegebenen Wert aufrechterhalten. Daher wird unabhängig von einem Anstieg des Lastdrucks der Schwingmotor 3 mit dem Durchsatz versehen, der der Betätigungsgröße des Schalthabels 4a entspricht. Der Betrieb im Fall eines verringerten Lastdrucks wird umgekehrt zum oben beschriebenen Betrieb durchgeführt, und der Durchsatz entsprechend der Betätigungsgröße des Schalthebels 4a wird dem Schwingmotor 3 auf die gleiche Weise geliefert.
Andererseits wird beim oben beschriebenen ausschließlichen Betrieb des Schwingmotors 3, da die regelbare Drossel 20c der Druckerzeugungseinheit 20 geschlossen ist, ein Druck, der der gleiche wie der Lastdruck der Erfassungsleitung 9 ist, das heißt, ein Druck der der gleiche wie der Lastdruck des Schwingmotors 3 ist, im Leitungsabschnitt 20d erzeugt. Der so erzeugte Druck wirkt auf eine zweite Druckaufnahmefläche 5a2 des Kolbens 5a des Druckreglers 5 ein. Im Ergebnis wird der Kolben durch das Hydraulikfluid, das durch die regelbare Drossel des Stromregelventils 4 hindurchgegangen ist, gepreßt, so daß er in einer im wensentlichen vollständig geöffneten Stellung gehalten wird. Des weiteren wird die oben beschriebene vollständig geöffnete Stellung aufrechterhalten, auch wenn der Lastdruck geändert wird. Das heißt, der Druckregler 5 arbeitet nicht, wenn nur der Schwingmotor 3 im Betrieb ist.
Der Betrieb nur des Auslegerzylinders 13 erfolgt auf die gleiche Weise wie der oben beschriebene Betrieb.
Im folgenden wird der kombinierte Betrieb, bei dem der Schwingmotor 3 und der Auslegerzylinder 13 gleichzeitig betrieben werden, beschrieben. Wenn die Bedienungshebel 4a und 14a gleichzeitig betrieben werden, werden die Stromregelventile 4 und 14 so weit geöffnet, wie es den Betätigungsgrößen der Schalthebel 4a und 14a entspricht. Infolgedessen wird dem Schwingmotor 3 und dem Auslegerzylinder 13 Hydraulikfluid zugeführt. Daher werden der Schwingmotor 3 und der Auslegerzylinder 13 gleichzeitig betrieben. Der höhere Lastdruck, der von dem des Schwingmotors 3 und dem des Auslegerzylinders 13 (beispielsweise dem des Schwingmotors 3 durch das Wechselventil 8 gewählten) gewählt wurde, wird der Erfassungsleitung 9 weitergeleitet. Der so übertragene Lastdruck wird einer Seite des Regelventils 2c des Reglers 2 zugeleitet, so daß die Auströmmenge der Hydraulikpumpe 1 in der Weise geregelt wird, daß der Differenzdruck zwischen dem eingeleiteten Lastdruck und dem Pumpenausströmdruck auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird.
Durch die derart erfolgte Regelung erhält der Differenzdruck zwischen dem Pumpenausströmdruck und dem Lastdruck des Auslegerzylinders 13, der die Niederlastdruckseite ist, einen Wert, der größer als der oben beschriebene vorgegebene Wert ist. Wenn daher keine Maßnahmen getroffen werden, wird die Auströmmenge der Hydraulikpumpe 1 vorzugsweise dem Auslegerzylinder 13 zugeführt, der auf der Seite mit dem niedrigeren Lastdruck ist. Infolgedessen würde der Durchsatz, der dem Schwingmotor 23 zuzuführen ist, der sich auf der Seite mit dem höheren Lastdruck befindet, übermäßig begrenzt werden, wodurch der Betrieb des Schwingmotors 3 schwierig würde. Um dem oben beschriebenen Problem zu begegnen, wird der Druckregler 15 derart betrieben, daß der Differenzdruck am regelbaren Drosselventil des Stromregelventils 14 auf dem vorgegebenen Wert gehalten wird.
Das heißt, der Lastdruck der Erfassungsleitung 9, nämlich der Druck, der der gleiche wie der Lastdruck des Schwingmotors 3 ist, wird in diesem Stadium in der Druckerzeugungseinheit 20 erzeugt. Der Druck wirkt auf die zweite Druckaufnahmefläche 5a2 des Kolbens 15a des Druckreglers 15 ein. Daher wird der Kolben 15a in die Richtung beaufschlagt, in der die Stromdurchgangsöffnung begrenzt ist, wodurch der Druck stromab von der regelbaren Drossel des Stromregelventils 14 ansteigt. Im Ergebnis erfolgt eine Regelung derart, daß der Differenzdruck an der regelbaren Drossel des Stromregelventils 14 gleich dem Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Lastdruck des Schwingmotors 3 wird. Daher wird der Differenzdruck an der regelbaren Drossel des Stromregelventils 14 auf dem vorgegebenen Wert gehalten. In diesem Zustand ist der Kolben 5a des Druckreglers 5 - wie bereits beim alleinigen Betrieb beschrieben - vollständig geöffnet.
Daher werden sowohl der Differenzdruck des Stromregelventils 4 als auch der Differenzdruck des Stromregelventils 14 auf dem gleichen vorgegebenen Wert gehalten, wodurch verhindert wird, daß Hydraulikfluid vorzugsweise dem Auslegerzylinder 14 zugeführt wird, der sich auf der Seite mit dem niedrigeren Druck befindet. Im Ergebnis kann das oben beschriebene Problem, daß nämlich der Betrieb des Schwingmotors 3, der sich auf der Seite mit dem höheren Druck befindet, schwierig ist, gelöst werden. Daher kann der dem Schwingmotor 3 und dem Auslegerzylinder 13 zuzuführende Durchsatz auf den Wert geregelt werden, der der Betätigungsgröße der Schalthebel 4a und 14a entspricht. Des weiteren kann das Drehzahlverhältnis dieser Stellglieder 3 und 13 in Abhängigkeit von der Betätigungsgröße der Schalthebel 4a und 14a geregelt werden. Auf diese Weise läßt sich ein stoßfreier kombinierter Betrieb erzielen.
Bei einem Feinbetrieb betätigt die Bedienungsperson den Schalthebel 21 so, daß die regelbare Drossel 20c der Druckerzeugungseinheit 20 so weit geöffnet wird, wie es der Betätigungsgröße des Schalthebels 21 entspricht. Im Ergebnis wird, wie oben beschrieben, der Zwischendruck zwischen dem Lastdruck der Erfassungsleitung 9 und dem Pumpenförderdruck im Leitungsabschnitt 20d erzeugt. Der so erzeugte Zwischendruck wird als Regeldruck zur Steuerleitung 22 weitergeleitet und den zweiten Druckaufnahmeflächen 5a2 und 15a2 der Druckregler 5 und 15 zugeführt. Daher wird in dem Fall, in dem beispielsweise nur der Auslegerzylinder 13 allein betrieben wird, der Kolben 15a des Druckreglers 15 in die Richtung beaufschlagt, in der die Durchlaßöffnung für die Strömung begrenzt ist. Im Ergebnis steigt der Druck auf der stromab von der regelbaren Drossel des Stromregelventils 14 gelegenen Seite an, so daß der Differenzdruck an der regelbaren Drossel des Stromregelventils 14 kleiner als der vorgegebene Wert des oben beschriebenen Normalbetriebs wird. Danach erfolgt die Regelung in einer solchen Weise, daß der kleine Differenzdruck konstant gemacht wird. Der vorgegebene Wert des Differenzdrucks an der regelbaren Drossel des Stromregelventils 14 wurde nämlich durch einen geringeren Wert ersetzt, indem die regelbare Drossel 20c auf eine bestimmte Größe geöffnet wurde.
Wie oben beschrieben wird, da der Differenzdruck verringert wurde, die Änderung des dem Stellglied zuzuführenden Durchsatzes in bezug auf die Betätigungsgröße des Schalthebels (wie in Fig. 2 mit einer durchgezogenen Linie dargestellt) in dem Fall verringert, in dem der Differenzdruck auf dem vorgegebenen Wert wie er ist, gehalten wird (wie mit einer kurzen gestrichelten Linie dargestellt). Daher wird, auch wenn die Betätigungsgröße des Schalthebels 14a die gleiche ist, die Menge des dem Auslegerzylinder 13 zuzuführenden Hydrualikfluids, verglichen mit der Zufuhrmenge bei einem normalen Betrieb, verringert. Infolgedessen läßt sich der Feinbetrieb leicht durchführen.
Der Betrieb zu dem Zeitpunkt, an dem nur der Schwingmotor 3 betrieben wird, und der Betrieb zu dem Zeitpunkt des kombinierten Betriebs des Schwingmotors 3 und des Auslegerzylinders 13 erfolgen auf die gleiche Weise wie der oben beschriebene Betrieb.

Vorteile

Wie oben beschrieben wird erfindungsgemäß die Öffnung der regelbaren Drossel 20c, die mit der Förderleitung der Hydraulikpumpe 1 verbunden ist, durch die Betätigung des Schalthebels 21 während eines Feinbetriebs eingestellt, wodurch der angestiegene Druck, der der Zwischendruck zwischen dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck ist, veranlaßt wird, als Regeldruck auf die Druckregler 5 und 15 einzuwirken. Daher kann der vorgegebene Wert der Differenzdrücke an den Stromregelventilen verringert werden, wodurch die Änderung der Menge des dem Schwingmotor 3 und dem Auslegerzylinder 13 in bezug auf die Betätigungsgröße der Schalthebel 4a und 14a zuzuführenden Hydraulikfluids verringert wird. Infolgedessen kann der Feinbetrieb leicht durchgeführt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform wird der oben beschriebene Regeldruck aus den vorhandenen Drücken, dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck gebildet, in dem die Druckerzeugungseinheit 20 und der Schalthebel 21, die relativ einfache Anordnungen aufweisen, zusätzlich eingesetzt werden. Daher kann ein effizientes System ausgebildet werden.
Obwohl der Schalthebel 21 und das Einstellelement 20e der regelbaren Drosselklappe 20c gemäß dieser Ausführungsform mechanisch miteinander synchronisiert sind, kann auch eine andere Anordnung, die den gleichen Effekt erzielt, zum Einsatz kommen, in der der Schalthebel 21 durch ein Bedienungselement zur Erzeugung eines Signals für einen hydrostatischen Druck oder eines elektrischen Signals ersetzt ist, mit dem das Einstellelement 20e der regelbaren Drosselklappe 20c betätigt wird.

Zweite Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben, bei der die gleichen Elemente, wie die in Fig. 1 gezeigten, die gleichen Bezugsziffern haben. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß Druckregler verschiedener Typen eingesetzt sind, um den Differenzdruck am Regelventil auf dem vorgegebenen Wert zu halten.
Unter Bezug auf Fig. 3 wurden die Druckregler 5 und 15 gemäß der ersten Ausführungsform durch Druckausgleichsventile 5A und 15A ersetzt, die stromauf von den Stromregelventilen 4 und 14 angeordnet sind. Das Druckausgleichsventil 5A erhält in einem der Antriebseinheiten den Förderdruck der Hydraulikpumpe 1 und den Lastdruck des Schwingmotors 3, das heißt, den Speisedruck des Stromregelventils 4. Andererseits erhält die andere Antriebseinheit des Druckausgleichsventils 5A Druck an der Einlaßseite des Stromregelventils 4 und den von der Druckerzeugungseinheit 20 erzeugten Regeldruck. Um die Druckausgleichsventile 5A und 15A einzusetzen, werden die Schaltungsanordnungen der Stromregelventile 4A und 14A angepaßt.
Im folgenden soll der Betrieb dieser Ausführungsform beschrieben werden. Die Handhabung und der Betrieb der Druckerzeugungseinheit 20 sind die gleichen wie Handhabung und Betrieb gemäß der ersten Ausführungsform. Das heißt, die regelbare Drossel 20c ist beim normalen Betrieb geschlossen. Der Druck des Leitungsabschnitts 20d der Druckerzeugungseinheit 20 wird der gleiche wie der Lastdruck der Erfassungsleitung 9. Daher wirkt der Druck, der der gleiche wie der oben beschriebene Lastdruck ist, als Regeldruck über die Leitung 22 auf die Antriebseinheiten der Druckausgleichsventile 5A und 15A ein. Während des Feinbetriebs wird der Schalthebel 21 derart betätigt, daß die regelbare Drossel 20c um den Betrag entsprechend der Betätigungsgröße des Schalthebels 21 geöffnet wird. Der Leitungsabschnitt 20d der Druckerzeugungseinheit 20 erzeugt den Zwischendruck zwischen dem Lastdruck der Erfassungsleitung 9 und dem Pumpenförderdruck. Der so erzeugte Zwischendruck wirkt über die Leitung 22 als Regeldruck auf die Antriebseinheiten der Druckausgleichsventile 5A und 15A ein.
Die Druckausgleichsventile 5A und 15A sind als Alternative zu einer Feder zum Einstellen des Ausgleichsdifferenzdrucks (Solldruck des Differenzdrucks am Stromregelventil) im herkömmlichen Druckausgleichsventil mit einer Einrichtung zum Wirken des Differenzdrucks zwischen dem Pumpenförderdruck und dem in der Druckerzeugungseinheit 20 erzeugten Regeldruck vorgesehen. Wenn daher der Regeldruck der gleiche wie der Lastdruck ist, wirkt der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Lastdruck auf das Druckausgleichsventil ein, und die Anordnung ist in diesem Fall die gleiche wie die in JP-A-60-11706 offenbarte. Die Druckausgleichsventile 5A und 15A wirken mit dem oben beschriebenen Differenzdruck, der durch den Regler 2 lasterfassungsmäßig geregelt wurde und als Differenzausgleichsdruck beaufschlagt wird, so daß die Regelung in der Weise erfolgt, daß die Differenzdrücke an den Stromregelventilen 4A und 14A mit dem oben beschriebenen Differenzdruck zusammenfallen. Andererseits wirken, wenn sich der Regeldruck auf dem Zwischenpegel befindet, die Druckausgleichsventile 5A und 15A mit dem Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem oben beschriebenen Zwischendruck, der als Differenzausgleichsdruck beaufschlagt wird, so daß die Regelung derart erfolgt, daß die Differenzdrücke an den Stromregelventilen 4A und 14A mit dem oben beschriebenen Differenzdruck zusammenfallen.
Die Druckausgleichsventile 5A bzw. 15A halten nämlich die Differenzdrücke an den Stromregelventilen 4A und 14A auf dem gleichen vorgegebenen Wert, der im wesentlichen der gleiche wie der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Lastdruck während des normalen Betriebs ist. Andererseits werden während des Feinbetriebs die Differenzdrücke an den Stromregelventilen 4A und 14A auf dem gleichen vorgegebenen Wert gehalten, der kleiner als der oben beschriebene vorgegebene Wert ist. Daher funktionieren die Druckausgleichsventile 5A und 15A im wesentlichen gleich wie die Druckregler 5 und 15, obwohl der Unterschied darin liegt, daß die Druckausgleichsventile 5A und 15A stromauf vom Stromregelventil angeordnet sind.
Daher bietet diese Ausführungsform im wesentlichen die gleiche Wirkung wie die erste Ausführungsform. Das heißt, in jedem Fall, in dem nur der Schwingmotor 3 und nur der Auslegerzylinder 13 betrieben werden, und beim kombinierten Betrieb des Schwingmotors 3 und des Auslegerzylinders 13 werden die Differenzdrücke am Stromregelventil 4A und/oder 14A auf dem gleichen vorgegebenen Wert gehalten, der der gleiche wie der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Lastdruck beim normalen Betrieb ist, während der oben beschriebene Differenzdruck am Stromregelventil 4A und/oder 14A auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird, der kleiner als der Wert bei einem normalen Betrieb ist. Daher wird die Änderung der Menge des dem Schwingmotor 3 und dem Auslegerzylinder 13 in bezug auf die Betätigungsgröße der Schalthebel 4a und 14a zuzuführenden Hydraulikfluids verringert. Im Ergebnis läßt sich der Feinbetrieb leicht durchführen.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 4 beschrieben, bei der die gleichen Elemente, wie die in Fig. 1 gezeigten, die gleichen Bezugsziftern haben. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Druckerzeugungseinheit geändert wurde.
Unter Bezug auf Fig. 4 umfaßt eine Druckerzeugungseinheit 23 gemäß dieser Ausführungsform: eine Leitung 23a mit einem Endabschnitt, dem der Lastdruck der Erfassungsleitung 9 zugeleitet wird und einen weiteren Endabschnitt, dem der Förderdruck der Hydraulikpumpe 1 zugeleitet wird, ein regelbares Druckregelventil 23b, das auf der Seite der Leitung 23a angeordnet ist, in die der Lastdruck eingeleitet wird, und eine fest eingestellte Drossel 23c, die auf der Seite der Leitung 23a angeordnet ist, in die der Pumpenförderdruck eingeleitet wird. Das Druckregelventil 23b weist eine Feder 23e auf, deren Kraft durch den Schalthebel 21 eingestellt werden kann. Das heißt ein Einstellwert der Feder 23e wird auf den Wert eingestellt, der der Betätigungsgröße des Schalthebels 21 entspricht, wenn derselbe betätigt wird. Ein Abschnitt der Leitung 23a zwischen dem Druckregelventil 23b und der fest eingestellten Drossel 23c ist über die Steuerleitung 22 mit den Kammern der Druckregler 5 und 15 verbunden (s. Fig. 1) , in denen die zweiten Druckaufnahmeflächen 5a2 und 15a2 angeordnet sind.
Wenn sich der Schalthebel 21 in einer Stellung befindet, in der der Einstellwert der Feder 23e Null wird, wird eine geringe Menge Hydraulikfluid in der Richtung von der fest eingestellten Drossel 23c über den Leitungsabschnitt 23d, das Druckregelventil 23b, die Erfassungsleitung 9, das in Fig. 1 gezeigte Wechselventil 8 und die Erfassungsleitung 7 oder 17 zum Ausgangsabschnitt des Druckreglers 5 oder 15 erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Gleichgewicht gehalten, bei dem das Druckregelventil 23b im wesentlichen vollständig geöffnet ist. Daher wird der Druck an der Position 23d der Leitung 23a der gleiche wie der Lastdruck in der Erfassungsleitung 9. Wenn der Einstellwert der Feder 23e des Druckregelventils 23b durch den Betrieb des Schalthebels 21 auf einen gegebenen Wert außer Null geändert wird, wird der Zwischendruck zwischen dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck entsprechend dem vorgegebenen Wert des Druckregelventils 23b im Leitungsabschnitt 23d infolge der kleinen Strömungsmenge des Hydraulikfluids erzeugt. Der so erzeugte Zwischendruck im Leitungsabschnitt 23d wird als Regeldruck zur Steuerleitung 22 gefördert.
Gleich wie die Druckerzeugungseinheit 21 gemäß der ersten Ausführungsform erzeugt die Druckerzeugungseinheit 23 selektiv entweder den Druck, der der gleiche wie der Lastdruck der Erfassungsleitung 9 ist, oder den Zwischendruck zwischen dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck gemäß der Instruktion durch die Betätigung des Schalthebels 21. Der auf diese Weise selektiv erzeugte Druck wird als Regeldruck übertragen. Daher kann der gleiche Effekt, wie der mit Hilfe der ersten Ausführungsform erzielte Effekt, auch mit Hilfe dieser Ausführungsform erzielt werden.

Vierte Ausführungsform

Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf Fig. 5 beschrieben, bei der die gleichen Elemente, wie die in Fig. 1 gezeigten, die gleichen Bezugsziffern haben. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung zum Betrieb der Druckerzeugungseinheit eine andere Anordnung als den Schalthebel umfaßt.
Unter Bezug auf Fig. 5 bezeichnet die Bezugsziffer 25 eine Antriebsmaschine zum Betrieb der Hydraulikpumpe 1, die einen Fliehkraftregler 26 zum Einstellen der Einspritzmenge umfaßt. Die Einspritzmenge der Antriebsmaschine 25 wird durch einen Kraftstoffhebel 27 verändert, der über eine Stange 28 mit einem Fliehkraftreglerhebel 26 verbunden ist. Die Stange 28 ist an einer Zwischenstelle über eine Stange 29 mit dem Einstellelement 20e der regelbaren Drossel 20c der Druckerzeugungseinheit 20 verbunden. Der Kraftstoffhebel 27 weist an seinem Schwenkteil eine Reibungsplatte 30 auf, so daß er in eine gewünschte Stellung eingestellt werden kann.
Wenn der Kraftstoffhebel 27 in die Stellung gebracht wird, in der die Solldrehzahl der Antriebsmaschine 25 ansteigt, wird auch das Einstellelement 20e betätigt. Infolgedessen wird die regelbare Drossel 20c geschlossen, wodurch der Regeldruck, der der gleiche wie der Lastdruck der Erfassungsleitung 9 ist, der Steuerleitung 22 zugeführt wird. Wenn der Kraftstoffhebel 27 in die Stellung gebracht wird, in der die Solldrehzahl der Antriebsmaschine 25 abnimmt, wird auch das Einstellelement 20e betätigt. Infolgedessen wird die Öffnung der regelbaren Drossel 20c bis auf eine vorgegebene Öffnung vergrößert, die der Betätigungsgröße des Kraftstoffhebels 27 entspricht. Dadurch wird der zwischendruck zwischen dem Lastdruck gemäß der Öffnung der regelbaren Drossel 20c und dem Pumpenförderdruck im Leitungsabschnitt 20d erzeugt, wobei der Zwischendruck als Regeldruck an die Steuerleitung 22 weitergeleitet wird.
Im allgemeinen wird die solldrehzahl der Antriebsmaschine 25 während des normalen Betriebs auf eine hohe Drehzahl eingestellt, weil der Betrieb bei einer erhöhten Betriebsdrehzahl des Hydraulikstellgliedes durchgeführt werden kann. Andererseits wird die Solldrehzahl der Antriebsmaschine 25 normalerweise beim Feinbetrieb auf eine niedrige Drehzahl eingestellt, da die Betriebsdrehzahl des Hydraulikstellglieds gesenkt werden soll.
Daher wird bei dieser Ausführungsform der Differenzdruck am Stromregelventil auf dem vorgegebenen Wert gehalten, der im wesentlichen der gleiche wie der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Lastdruck während des normalen Betriebs ist, während der oben beschriebene Differenzdruck auf einem Wert gehalten wird, der niedriger als der vorgegebene Wert für den normalen Betrieb während des Feinbetriebs ist. Daher kann die Änderung der Menge des dem Hydraulikstellglied in bezug auf die Betätigungsgröße des Schalthebels zuzuführenden Hydraulikfluids verringert werden. Infolgedessen kann der Feinbetrieb leicht durchgeführt werden.
Darüberhinaus kann gemäß dieser Ausführungsform, da die Öffnung der regelbaren Drossel 20c synchron mit dem Kraftstoffhebel 27 eingestellt wird, die regelbare Drossel 20c ohne irgend einen speziellen Schalthebel eingestellt werden. Auf diese Weise kann die Anordnung weiter vereinfacht und ihre Handhabung verbessert werden.
Obwohl der Kraftstoffhebel 27 und das Einstellelement 20e der regelbaren Drosselklappe 20c gemäß dieser Ausführungsform mechanisch miteinander synchronisiert sind, kann auch eine andere Anordnung,. bei der die Betätigung des Kraftstoffhebels 27 als ein Signal des hydrostatischen Drucks oder ein elektrisches Signal erfaßt wird, mit dem das Einstellelement 20e der regelbaren Drosselklappe 20c betätigt wird, eingesetzt werden.

Fünfte Ausführungsform

Eine fünfte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die Fig. 6 bis 8 beschrieben, bei der die gleichen Elemente, wie die in Fig. 1 und 5 gezeigten, gleiche Bezugsziffern aufweisen. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Regelung eingesetzt wird, mit Hilfe deren Berechnungen der Pegel des Regeldrucks erreicht wird.
Unter Bezug auf Fig. 6 ist ein Drucksensor 31 zum Erfassen des Lastdrucks der Erfassungsleitung 9 mit der Erfassungsleitung 9 verbunden. Ein weiterer Drucksensor 32 zum Erfassen des Pumpenförderdrucks ist mit der Förderleitung der Hydraulikpumpe 1 verbunden. Jeder der oben angegebenen Drucksensoren 31 und 32 überträgt ein elektrisches Signal, das gebildet wurde, indem der so erfaßte Druck umgewandelt wurde. Für die Taumelplatte 1a ist ein Positionssensor 33 zum Erfassen der Neigungsgröße der Taumelplatte 1a der Hydraulikpumpe 1 vorgesehen. Des weiteren ist ein Drehzahlsensor 34 zum Erfassen der Drehzahl der Antriebsmaschine nahe an der Ausgangswelle der Antriebsmaschine 25 zum Betrieb der Hydraulikpumpe 1 angeordnet. Jeder der oben angegebenen Sensoren 33 und 34 überträgt ein elektrisches, durch Umwandlung der erfaßten Neigungsgröße oder der Drehzahl gebildetes Signal. Andererseits ist ein Regler 2A vom elektrisch-hydraulischen Servotyp ausgebildet. Des weiteren ist ein Proportional-Magnetventil 35 mit der Förderleitung der Hydraulikpumpe 1 verbunden, und die Steuerleitung 22 ist mit dem Ausgangsanschluß des Proportional-Magnetventils 35 verbunden. Die elektrischen Signale von den Sensoren 31, 32, 33 und 34 werden einem Regler 36 zugeführt, in dem vorgegebene Berechnungen durchgeführt werden, so daß entsprechende Regelsignale dem Regler 2A und dem Proportional-Magnetventil 35 zugeleitet werden.
Fig. 7 zeigt die Anordnung des Reglers 2A. Bezugnehmend auf Fig. 7 bezeichnet die Bezugsziffer 40 ein Stellglied zum Betrieb der Taumelplatte 1a der Hydraulikpumpe 1. Das Stellglied 40 umfaßt: Zwei Zylinderkammern 40a und 40b, wobei jede eine andere Druckaufnahmefläche aufweist, einen Kolben 40c der in den Zylinderkammern 40a und 40b hin- und hergeht, um die Neigungsgröße der Taumelplatte 1a einzustellen. Die Zylinderkammer 40a ist mit einer Vorsteuerpumpe 43 verbunden, die als eine Hydraulikdruckquelle dient, und die Zylinderkammer 40b ist mit der Vorsteuerpumpe 43 und den Reservoir 10 über ein erstes und ein zweites Magnet-Öffnerventil 42 und 43 verbunden.
Das vom Regler 36 übertragene Regelsignal wird den Magnetventilen 42 und 43 zugeführt. Wenn das Regelsignal dem Magnetventil 42 zugeführt wird, wird das Magnetventil 42 geöffnet, wodurch das Hydraulikfluid von der Vorsteuerpumpe 41 beiden Zylinderkammern 40a und 40b zugeleitet wird. Der Kolben 40c wird, wenn man in die Zeichnung 7 schaut, infolge der unterschiedlichen Druckaufnahmeflächen der Zylinderkammern 40a und 40b nach links bewegt. Daher wird die Neigungsgröße der Taumelplatte 1a verringert und die Förderleistung von der Hydraulikpumpe 1 wird ebenfalls verringert. Wenn das Regelsignal dem Magnetventil 43 zugeführt wird, wird das Magnetventil 43 geöffnet, wodurch die Zylinderkammer 40b mit dem Reservoir 10 verbunden wird. Infolgedessen wird der Kolben 40c, wenn man in die Zeichnung 7 schaut, nach rechts bewegt. Daher wird die Neigungsgröße der Taumelplatte 1a erhöht und die Förderleistung der Hydraulikpumpe 1 wird ebenfalls erhöht.
Der Regler 36 berechnet den Differenzdruck zwischen dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck aus den von den Drucksensoren 31 und 32 erfaßten Differendrücken. Der Regler 36 berechnet aus dem so berechneten Wert eine erste Sollneigungsgröße zum Halten des oben beschriebenen Differenzdrucks auf einem vorgegebenen Wert. Des weiteren berechnet der Regler 36 aus dem vom Drucksensor 32 erfaßten Pumpenförderdruck eine zweite Sollneigungsgröße für die Leistungsbegrenzungsregelung. Die kleinere Neigungsgröße der ersten und der zweiten Sollneigungsgröße wird als Befehlswert der Neigungsgröße gewählt. Dann überträgt der Regler in Übereinstimmung mit dem Ergebnis des Vergleichs zwischen dem oben angegebenen Befehlswert für die Neigungsgröße und der vom Positionssensor 33 erfaßten Istneigungsgröße der Taumelplatte 1a ein Regelsignal zu einem der Magnetventile 42 oder 43. Im Ergebnis wird die Taumelplatte 1a wie oben beschrieben betrieben, und somit erfolgen die Leistungsbegrenzungsregelung für die Hydraulikpumpe 1 und die Lasterfassungsregelung zum Halten des Differenzdrucks zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Lastdruck auf dem vorgegebenen Wert. Für eine detaillierte Beschreibung der oben angegebenen Regelung siehe zum Beispiel JP-A-1- 312202.
Der Regler 36 berechnet aus dem durch die Drucksensoren 31 und 32 erfaßten Lastdruck und dem Pumpenförderdruck und aus der durch den Drehzahlsensor 34 erfaßten Drehzahl der Antriebsmaschine 25 den Regeldruck, der auf die zweiten Druckaufnahmeflächen 5a2 und 15a2 der Kolben 5a und 15a der Druckregler 5 und 15 einwirkt. Der Regler 36 überträgt ein elektrisches Signal, das dem so berechneten Regeldruck entspricht, auf das Proportional- Magnetventil 35.
Das Verfahren des Berechnens des Regeldrucks, das im Regler 36 erfolgt, ist in Fig. 8 als Ablaufplan gezeigt. Im Schritt S1 werden der Lastdruck, der Pumpenförderdruck und die Drehzahl der Antriebsmaschine 25 aus den von den Drucksensoren 31, 32 und dem Drehzahlsensor 34 übertragenen elektrischen Signalen ausgelesen. Im Schritt S2 wird dann bestimmt, ob die Drehzahl der Antriebsmaschine 25 hoch ist oder nicht, wobei normalerweise ein Wert nahe an der Höchstdrehzahl der Antriebsmaschine 25 als Kriterium für diese Bestimmung verwendet wird. Wenn festgestellt wurde, daß die Drehzahl der Antriebsmaschine 25 hoch ist, wird bei Schritt S3 fortgefahren, in dem aus dem Lastdruck der Regeldruck wird. Wenn festgestellt wurde, daß die Drehzahl der Antriebsmaschine 25 nicht hoch ist, wird bei Schritt S4 fortgefahren, in dem der Zwischendruck, der der Drehzahl der Antriebsmaschine 25 entspricht, und der zwischen dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck liegt, aus dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck berechnet wird. Sodann wird in Schritt S5 der so berechnete Zwischendruck als Regeldruck gewählt.
Das Magnetventil 35 wird in Übereinstimmung mit dem elektrischen Signal entsprechend dem so berechneten Regeldruck betrieben, erzeugt den oben angegebenen Regeldruck aus dem Förderdruck von der Hydraulikpumpe 1 und überträgt ihn der Steuerleitung 22.
Daher wirkt beim normalen Betrieb, in dem die Drehzahl der Antriebsmaschine 25 hoch ist, der Druck, der der gleiche wie der Lastdruck ist, als Regeldruck auf die Druckregler 5 und 15 ein. Daher wird der Differenzdruck an den Stromregelventilen 4 und/oder 14 auf dem vorgegebenen Wert gehalten, der im wesentlichen der gleiche wie der Differenzdruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Pumpendruck ist. Bei einem Feinbetrieb, bei dem die Drehzahl der Antriebsmaschine 25 niedrig ist, wird der Zwischendruck zwischen dem Pumpenförderdruck und dem Lastdruck als Regeldruck gewählt. Daher wird der Differenzdruck am Stromregelventil 4 und/oder 14 auf einem Wert gehalten, der kleiner als der vorgegebene Wert für den normalen Betrieb ist. Im Ergebnis kann die Änderung der Menge des dem Hydraulikstellglied in bezug auf die Betätigungsgröße des Schalthebels zuzuführenden Hydraulikfluids verringert werden, wodurch sich der Feinbetrieb einfach durchführen läßt.
Daher kann in dieser Ausführungsform der gleiche Effekt wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden. Darüberhinaus können die Steuerdrücke automatisch ausgewählt werden. Auf diese Weise kann die Anordnung weiter vereinfacht und wie bei der vierten Ausührungsform kann die Handhabung verbessert werden.
Obwohl der Hydraulikkreis für den Hydraulikbagger in den obigen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf die obige Beschreibung beschränkt. Sie kann natürlich auch bei einem Hydraulikkreis für andere Arbeitsmaschinen verwendet werden.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung entweder der Druck, der der gleiche wie der Lastdruck oder der Zwischendruck zwischen dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck ist, selektiv entsprechend dem normalen oder dem Feinbetrieb erzeugt, und der so erzeugte Druck wirkt als Regeldruck auf die Druckregeleinrichtung zum Regeln des Differenzdrucks am Stromregelventil ein. Im Ergebnis kann der Differenzdruck am Stromregelventil beim Feinbetrieb verringert werden und die Änderung der Menge des in bezug auf die Betätigungsgröße des Schalthebels zuzuführenden Hydraulikfluids wird ebenfalls verringert. Daher läßt sich der Feinbetrieb einfach durchführen, auch wenn das Lasterfassungssystem eingesetzt wird. Da der Regeldruck aus den zwei vorhandenen Drücken aufgebaut wird, dem Lastdruck und dem Pumpenförderdruck, läßt sich das effiziente System verwirklichen, indem eine relativ einfache Anordnung zusätzlich vorgesehen wird.
Obwohl die bevorzugte Form der Erfindung im einzelnen beschrieben wurde, ist anzumerken, daß diese Offenbarung der bevorzugten Form in den Einzelheiten der Konstruktion geändert wurde, und daß eine beliebige Kombination und Anordnung der Teile eingesetzt werden kann, ohne daß vom Umfang der Erfindung abgewichen wird.

Claims

1. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine mit einer Zufuhrquelle für das Hydraulikfluid (1), mindestens einem mit dem Hydraulikfluid von der Zufuhrquelle betriebenen Hydraulikstellglied (3 oder 13), einem Stromregelventil (4; 4A oder 14; 14A) zum Regeln des Stroms des dem Stellglied zuzuleitenden Hydraulikfluids und mit einer Druckregeleinrichtung (5; 5A oder 15; 15A) zum Halten des Differenzdrucks am Stromregelventil auf einem vorgegebenen Wert,

wobei der Hydraulikkreis gekennzeichnet ist durch:

- eine erste Vorrichtung (20; 23; 35, 36) zum selektiven Erzeugen entweder eines Drucks, der der gleiche wie der Lastdruck ist, oder eines Zwischendrucks, der größer als der Lastdruck, aber kleiner als der Förderdruck ist, aus dem Lastdruck des Stellglieds (3 oder 13) und dem Speisedruck aus der Zufuhrquelle für das Hydraulikfluid (1) und zum Weiterleiten des erzeugten Drucks als Regeldruck,

- eine zweite Vorrichtung (21; 27; 29; 34, 36) zum Betreiben der ersten Vorrichtung für eine Instruktion zur Auswahl entweder des Drucks, der der gleiche wie der Lastdruck ist, oder des Zwischendrucks als Regeldruck

und

- eine Verbindungsvorrichtung (22) zum Einleiten des Regeldrucks in die Druckregeleinrichtung (5; 5A oder 15; 15A), wodurch die Druckregeleinrichtung den Differenzdruck auf dem vorgegebenen Wert hält, wenn der Regeldruck der gleiche wie der Lastdruck ist, während sie den Differenzdruck unter den vorgegebenen Wert verringert, wenn der Regeldruck der Zwischendruck ist.

2. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vorrichtung (20) eine Leitung (20a) mit einem Endabschnitt, in die der Lastdruck eingeführt wird, und einen weiteren Endabschnitt, in die der Speisedruck eingeführt wird, eine fest eingestellte Drosselklappe (20b) und eine regelbare Drosselklappe (20c) umfaßt, die in der Leitung angeordnet sind, wobei die zweite Vorrichtung eine Einrichtung (21; 27, 29) zum Einstellen der Öffnung der regelbaren Drosselklappe aufweist und die Verbindungsvorrichtung (22) mit einem Abschnitt (20d) in der Leitung zwischen der fest eingestellten Drosselklappe (20b) und der regelbaren Drosselklappe (20c) verbunden ist.

3. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 2, wobei die fest eingestellte Drosselklappe (20b) in einem Abschnitt der Leitung (20a) angeordnet ist, in den der Lastdruck eingeleitet wird, und die regelbare Drosselklappe (20c) in einem Abschnitt der Leitung (20a) angeordnet ist, in den der Speisedruck eingeleitet wird, die zweite Vorrichtung (21; 27, 29) die regelbare Drosselklappe schließt, wenn der Lastdruck gewählt wird und die regelbare Drosselklappe auf eine gegebene Größe öffnet, wenn der Zwischendruck gewählt wird.

4. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vorrichtung (23) eine Leitung (23a) mit einem Endabschnitt, in die der Lastdruck eingeführt wird, und einen weiteren Endabschnitt, in die der Speisedruck eingeführt wird, eine fest eingestellte Drosselklappe (23c) und ein regelbares Druckregelventil (23b) umfaßt, die in der Leitung angeordnet sind, wobei die zweite Vorrichtung eine Einrichtung (21) zum Einstellen eines Einstellwerts des regelbaren Druckregelventils umfaßt und die Verbindungsvorrichtung (22) mit einem Abschnitt (23d) zwischen der fest eingestellten Drosselklappe und einem regelbaren Druckregelventil in der Leitung verbunden ist.

5. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 4, wobei das regelbare Druckregelventil (23b) in einem Abschnitt der Leitung (23a), in den der Lastdruck eingeleitet wird, die fest eingestellte Drosselklappe (23c) in einem Abschnitt der Leitung (23a), in den der Speisedruck eingeleitet wird, angeordnet ist, wobei die zweite Vorrichtung (21) den Einstellwert des regelbaren Druckregelventils auf Null setzt, wenn der Lastdruck gewählt wurde, und den Einstellwert des regelbaren Druckregelventils auf einen gegebenen Wert außer Null ändert.

6. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die erste Vorrichtung eine Einrichtung (31) zum Erfassen des Lastdrucks, eine Einrichtung (32) zum Erfassen des Speisedrucks, eine Einrichtung (36) zum Berechnen des Regeldrucks aus dem erfaßten Lastdruck und dem Speisedruck und eine Einrichtung (35) umfaßt, die derart ausgebildet ist, daß sie gemäß dem berechneten Regeldruck zur Erzeugung des Regeldrucks geregelt wird.

7. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Vorrichtung eine Einrichtung (21) umfaßt, die von einer Bedienungsperson zum Betrieb der ersten Vorrichtung (20, 23) betätigt wird.

8. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Zufuhrquelle für das Hydraulikfluid eine Hydraulikpumpe (1) und eine Antriebsmaschine (25) zum Betrieb der Hydraulikpumpe und die zweite Vorrichtung eine Einrichtung (27, 29; 34, 36) zum Betrieb der ersten Vorrichtung (20; 35, 36) gemäß der Drehzahl der Antriebsmaschine umfaßt.

9. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Vorrichtung eine Einrichtung (29) zum Betrieb der ersten Vorrichtung (20) synchron mit der Einrichtung (27) für die Instruktion der Solldrehzahl der Antriebsmaschine (25) umfaßt.

10. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Vorrichtung eine Einrichtung (34) zum Erfassen der Istdrehzahl der Antriebsmaschine (25) und eine Einrichtung (36) zum Betrieb der ersten Vorrichtung (35, 36) gemäß der so erfaßten Istdrehzahl umfaßt.

11. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 6, wobei die zweite Vorrichtung eine Einrichtung (34) zum Übertragen von Information umfaßt, die als Grundlage für die Auswahl dient, und die Einrichtung (36) zum Berechnen des Regeldrucks diese Information erhält und entweder den Druck, der der gleiche wie der

Lastdruck ist oder den Zwischendruck als Regeldruck gemäß der erhaltenen Information berechnet.

12. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Druckregeleinrichtung einen Druckrelger (5 oder 15) umfaßt, der stromab vom Stromregelventil (4 oder 14) angeordnet ist.

13. Hydraulikkreis für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1, wobei die Druckregeleinrichtung ein Druckausgleichsventil (5A oder 15A) umfaßt, das stromauf vom Stromregelventil (4A oder 14A) angeordnet ist.