DE69530827T2

DE69530827T2 - Hydraulische Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE69530827T2
Application number: DE69530827T
Authority: DE
Inventors: Brian Sarisbury Green Reid; Isodoro Livraghi
Original assignee: Aeroquip Vickers Ltd
Current assignee: Aeroquip Vickers Ltd
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1995-12-11
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2015-12-12
Also published as: KR100248186B1; EP0717198A3; CN1080840C; US5832729A; KR960023846A; CN2252264Y; CN1132320A; EP0717198A2; JPH08240206A; EP0717198B1; DE69530827D1; GB9425273D0

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf hydraulische Steuersysteme zur Anwendung bei einer Vorrichtung, die verschiedene Funktionen gleichzeitig ausführen kann.
Die Erfindung findet insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, Anwendung bei mobilen Maschinen, wie beispielsweise Erdbewegungsmaschinen in Verbindung mit denen sie hauptsächlich zur Bequemlichkeit besprochen werden wird.
Typischerweise sind Erdbewegungsmaschinen, wie beispielsweise Bagger, mit drei Zahnradpumpen mit fester Verdrängung ausgerüstet und die Funktionsbewegungen werden durch lineare und/oder sich drehende Hydraulikbetätigungsvorrichtungen vorgesehen. Die Erfindung wird nun mit Bezug auf einen Minibagger besprochen. Minibagger sind normalerweise mit einer hydraulischen Steuerschaltung oder einem Steuersystem versehen, welches drei Zahnradpumpen mit fester Verdrängung aufweist, die von einem Primärantrieb angetrieben werden, und einen oder zwei hydraulische Steuerventilblöcke, die jeweilige Pumpenflüsse an drei unterschiedlichen Punkten in der Steuerschaltung zulassen. Jedoch leiden solche Steueranordnungen unter dem Nachteil, daß sie eine schlechte Steuerung der Maschinenfunktionen erreichen, insbesondere:

1. Mangel an gleichzeitigem Bewegungsvorgang ohne Gegenwirkung.
2. Niedrige Betriebsgeschwindigkeit.
3. Unausgeglichene Raupenflüsse.

Modifizierte Steuerschaltungen sind bekannt, die unterschiedliche Aspekte dieses Gesamtnachteils ansprechen, jedoch auch wenn solche Modifikationen zusammengebracht werden, würden sie nicht eine Steuerschaltung oder ein Steuersystem zur Folge haben, welches den gleichzeitigen Betrieb einer Vielzahl von Funktionen ohne Gegenwirkung erreichen würde, oder welches beträchtlich die Betriebsgeschwindigkeit steigern würde, um die Gesamtzykluszeit der Maschine zu reduzieren.
US-A-4 210 061 offenbart den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 12 und handelt von einem Strömungsmittelsystem mit drei Schaltungen bzw. Kreisläufen, welches mindestens ein Arbeitswerkzeug besitzt, welches durch eine Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel bedient wird, und eine Vielzahl von Arbeitselementen, die in unterbrechbarer Reihenfolge an jedem der zweiten und dritten Kreisläufe angeschlossen sind. Ein Steuersystem ist vorgesehen, um selektiv übermäßiges Strömungsmittel von der Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel der ersten Schaltung zu den zweiten und dritten Schaltungen bzw. Kreisläufen in einem Betriebszustand des Steuersystems anzuleiten, und übermäßiges Strömungsmittel von der Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel der ersten Schaltung bzw. des ersten Kreislaufes nur zu vorausgewählten Arbeitselementen der zweiten und dritten Schaltungen in einer vorgewählten Reihenfolge in einem anderen Betriebsbestand des Steuersystems abzuleiten.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Steuersystem vorzusehen, welches den gleichzeitigen Betrieb einer Vielzahl von Funktionen mit einer Steigerung der Betriebsgeschwindigkeit gestattet.
Gemäß eines ersten Aspektes der Erfindung ist eine Strömungsmittelleistungssteuervorrichtung nach Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gemäß der abhängigen Ansprüche 2 bis 8 vorgesehen.
Gemäß eines zweiten Aspektes der Erfindung ist ein Fahrzeug vorgesehen, welches die oben definierte Steuervorrichtung aufweist. In geeigneter Weise ist das Fahrzeug als ein Minibagger konfiguriert.
Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Vielzahl von doppelt wirkenden Betätigungsvorrichtungen nach Anspruch 11 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gemäß dem abhängigen Anspruch 12 vorgesehen.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Endung weisen somit ein hydraulisches Steuersystem für eine Maschine mit einer Vielzahl von Funktionen auf, wobei das System mindestens zwei unabhängige Steuerabschnitte aufweist, die jeweils einen Einlaß haben, der von einer oder mehreren Steuerfunktionen gefolgt wird, und einen Auslaß, der mit dem Tank zu verbinden ist. Vorzugsweise sind die unabhängigen Steuerabschnitte miteinander gruppiert, um Einlässe und/oder Auslässe zu kombinieren, ohne die Charakteristik der Unabhängigkeit zu stören.
Tandem-Schaltungen können in einem oder mehreren der Steuerabschnitte eingesetzt werden, um eine Priorität des Pumpenflusses für die erste Funktion des Abschnittes oder von jedem Abschnitt vorzusehen.
Die Steuerabschnitte können verbunden sein. Beispielsweise kann in einer Erdbewegungsmaschine eine Verbindung zwischen dem Abschnitt sein, der die Schaufel (dozer) steuert und eine Schwenkung bzw. Schwenkvorrichtung, und zwischen dem Abschnitt, der den Ausleger und die Schaufel steuert, wobei die Verbindung zum letzteren Abschnitt vorzugsweise an einer Position zwischen den Ausleger- und Schaufelsteuerteilen ist.
Eine Ausgleichsverbindung kann beispielsweise ebenfalls zwischen den zwei Raupenabschnitten und/oder eine Verbindung parallel beispielsweise zu der Schaufelfunktion ausgeführt werden.
Die Ausgleichsverbindung kann ein druckkompensiertes Ausgleichsventil aufweisen.
Die Erfindung wird genauer beispielhaft mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen die Figuren folgendes darstellen:
1 eine diagrammartige Ansicht eines Minibaggers;
2 eine typische hydraulische Steuerschaltung für den Minibagger der 1;
3 eine bekannte verbesserte Hydrauliksteuerschaltung für den Minibagger der 1; und
4 eine Hydrauliksteuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung für den Minibagger der 1.
Minibaggermaschinen sind im allgemeinen aufgebaut, wie in 1 gezeigt, und sind mit einer hydraulischen Steuerschaltung versehen, wie in 2 gezeigt. Die Hydraulikschaltung weist einen Satz von drei Zahnradpumpen P1, P2, P3 mit fester Verdrängung auf, die von einem Primärantrieb 1 angetrieben werden, und einen oder zwei hydraulische Steuerventilblöcke, die zusammen die Pumpenflüsse an drei unterschiedlichen Punkten an der Schaltung bzw. dem Kreislauf P1', P2', P3' zulassen.
Mit Bezug auf 1 steuern die Ventilblöcke die Richtung des Ölflusses in (nicht gezeigte) lineare hydraulische Betätigungsvorrichtungen, die einen ersten Arm 2 (Ausleger), einen zweiten Grabarm 3 (Vorderausleger), eine Schaufelfunktion 4, die an dem Ende des Vorderauslegers 3 montiert ist und darum geschwenkt wird, eine Schwenkfunktion 5, die verwendet wird, um den Auslegerarm um eine festgelegte vertikale Schwenkanordnung zu drehen, die an der Überstruktur der Maschine montiert ist, und eine Dozer-Funktion 6, die am Vorderteil der Maschine montiert ist, steuern. Die Ventilblöcke steuern auch verschiedene (nicht gezeigte) Drehbetätigungsvorrichtungen, die wiederum zwei Raupenantriebsmotoren 7 steuern, und eine weitere Schwenkfunktion 8, die durch einen Motor erreicht wird, der starr mit der Maschinenüberstruktur verbunden ist, die sich gegen einen schrägen Ring dreht, der an dem Unterfahrgestell der Maschine befestigt ist, und angeordnet ist, um die Überstruktur der Maschine relativ zu ihrem Unterfahrgestell zu drehen. Ein Hilfsdienst 9 ist auch vorgesehen, um eine einzelne Wirkungsfunktion zu steuern, wie beispielsweise die gezeigte Hammerfunktion oder eine Anzahl von alternativen Optionen.
Diese Standardschaltung der 1 erreicht eine schlechte Steuerung der Maschinenfunktionen, insbesondere wie schon zuvor erwähnt:

1. Kein simultaner Betrieb der Bewegungen ohne Gegenwirkung.
2. Niedrige Betriebsgeschwindigkeit.
3. Die Raupenflüsse sind nicht ausgeglichen.

Das Standardschaltungslayout der 2 hat einen ersten Pumpenfluß P1', der mit einem Ende eines kombinierten Ventils und in einem Zustand mit neutralem Ventil angeschlossen ist. Dieser Fluß läuft durch die Abschnitte des Vorderauslegers 3 und der rechten Raupe 7R und fließt zum Tank T beim Hammerabschnitt 9. Der zweite Pumpenfluß P2' ist mit dem gegenüberliegenden Ende des kombinierten Ventils verbunden, und dieser Fluß läuft durch die Abschnitte des Auslegers 2, des Vorderauslegers 4 und der rechten Raupe 7R und dann zum Tank T durch den Hammerabschnitt 9. Der dritte Pumpenfluß P3' ist mit einem zweiten Ventil verbunden, nachdem er durch ein Pilot- bzw. Vorsteuerversorgungsventil L gelaufen ist, und läuft dann durch die Abschnitte des Schildes 6 und der Schwenkvorrichtung 5, bevor er zum Tank T zurückkehrt.
Es gibt verschiedene bekannte Modifikationen, die auf die Standardschaltung der 1 angewandt werden können, um einige der oben erwähnten Fehler zu verbessern, jedoch können sie nicht einen gleichzeitigen Betrieb von beispielsweise fünf Funktionen vorsehen und gleichzeitig signifikant die Geschwindigkeit des Maschinenzyklus steigern. Eine Schaltung mit diesen drei modifizierten Merkmalen ist in 3 gezeigt.
Eine mögliche Modifikation ist es, einen Pumpenfluß zu verwenden, der nicht unter Druck gesetzt wird und zum Tank vorbeigeleitet wird, um die Flüsse zu einem anderen Teil der Schaltung zu unterstützen. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel dieses Prinzips, wo der Hammerabschnitt 9 eine Anschlußverbindung 9a nur verwendet, um die Hammerfunktion zu betätigen. Der andere Anschluß 9b wird dann extern durch ein Rückschlagventil 11 mit dem (nicht gezeigten) Auslegerzylinder verbunden. Unter Verwendung dieser Anordnung ist es möglich, den Fluß von der Pumpe P1 zum Auslegerzylinder zu leiten, wobei potentiell die Flußrate verdoppelt wird. Dies wird verwendet, um eine schnelle Anstiegswirkung des Auslegers an einer Maschine zu erreichen.
Die Standardschaltung ist so aufgebaut, daß sie jede Funktion innerhalb jeder der drei Ventilbänke hat, die parallel verbunden sind, beispielsweise die Funktionen des Auslegers und der Schaufel 2, 4 wie in 3 gezeigt.
Wenn zwei parallele Funktionen mit unterschiedlichen Lastdruckbedingungen ausgewählt werden, teilt der Versorgungsfluß für jeden Zweig der Parallelschaltung sich gemäß des Flußwiderstandes in jedem Abschnitt auf. Wenn somit die Lastbrücke variiert, wenn die Maschine in einem Zyklus arbeitet, verändern sich die Flüsse entsprechend, und die Funktionen wirken miteinander zusammen.
Ein Weg dies zu vermeiden ist es, die zwei Funktionen im Tandem zu verbinden, beispielsweise die Funktionen des Vorderauslegers 3 und der linken Raupe 7L, wie in 3 gezeigt. Tandem-Schaltungen sehen eine Priorität des Pumpenflusses für den ersten Abschnitt in der Tandem-Gruppe vor und verhindern somit eine Gegenwirkung zwischen den Funktionen in der Gruppe. Tandem-Schaltungen werden normalerweise eingesetzt, wenn es erforderlich ist, daß Funktionen sequentiell bewegt werden. Der Hauptnachteil ist, daß die Schaltung nicht gestatten wird, daß die zwei Funktionen simultan betätigt werden, und jedes Mal bekommt die erste Funktion eine Priorität über die folgenden.
Einige Verbesserungen an der Gegenwirkung der Funktionen kann unter Verwendung von Ventilen mit geschlossener Mitte erreicht werden, wobei als ein Ergebnis davon es möglich ist, individuelle Funktionskompensatoren einzuführen, um die Verteilung des Flusses zwischen den Abschnitten auszubalancieren, die mit einem unterschiedlichen Ventillastdruck arbeiten. Jedoch sind Ventile mit geschlossener Mitte, die mit Pumpen mit entweder fester oder variabler Verdrängung verwendet werden, komplexer und teurer als die äquivalenten Ventile mit offener Mitte, die gegenwärtig in Gebrauch sind.
Jede der obigen Verbesserungen, einzeln gesehen und auf eine Standardparallelschaltung angewandt, kann Verbesserungen bezüglich der Geschwindigkeit oder der Steuerung für die Funktionen bieten, für die sie vorgesehen sind. Auch wenn jedoch alle Verbesserungen oben miteinander kombiniert werden würden, könnten sie nicht einen gleichzeitigen Betrieb von beispielsweise bis zu fünf Funktionen ohne eine Gegenwirkung erreichen und würden nicht beträchtlich die Funktionsgeschwindigkeit steigern, um die Gesamtzykluszeit der Maschine zu reduzieren.
Ein hydraulisches Steuerventilsystem oder eine Steuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht sowohl eine Steuerung der Richtung, des Flusses und des Druckes über eine Anzahl von Betätigungsvorrichtungen, sowohl mit linearem differentiellen Querschnitt bzw. Gebiet als auch mit Drehbauarten, die konfiguriert sind, um die Funktionen einer Maschine zu steuern. Typisch für diese Anwendung ist der Minibagger der 1.
Eine Ventilschaltung gemäß der Erfindung ist in 4 gezeigt und ist in drei unabhängigen Abschnitten S1, S2, S3 angeordnet, jeweils mit einem Einlaß gefolgt durch verschiedene Werkzeugsteuerungen und mit Auslaßmitteln zum Leiten des Flusses zum Tank T. Ein solches Ventil kann zusammen gruppiert sein, um Einlässe oder Auslässe zu kombinieren, um eine kompaktere Lösung zu erreichen, wobei sie jedoch trotzdem drei unabhängige Schaltungen bzw. Kreisläufe bleiben.
Eine typische Anordnung der Funktionssteuerungen bei einem Minibagger sind so wie in 4 gezeigt.
Der Ventilabschnitt S1 steuert die Funktion des Vorderauslegers 3, der rechten Raupe 7R und der Hilfsfunktion, beispielsweise des Hammers 9 oder steuert diese teilweise.
Der Ventilabschnitt S2 steuert den Ausleger 2, die Schaufel 4, die linke Raupe 7L und beispielsweise den Hammer 9 oder steuert diese teilweise.
Der Ventilabschnitt S3 steuert das Schild 8 und die Schwenkfunktion 6, die Schaufel 4, die linke Raupe 7L, die rechte Raupe 7R oder steuert diese teilweise.
Diese Konstruktion gestattet, daß eine Funktion in jedem Ventilabschnitt mit einer extra dafür vorgesehenen Pumpe verbunden ist und eliminiert daher eine Gegenwirkung der Dienste. In jedem Ventilabschnitt sind die restlichen Abschnitte normalerweise parallel verbunden, und eine Gegenwirkung mit dem Ventilabschnitt ist möglich.
Die Ventilabschnitte sind weiter modifiziert, wie in 4 gezeigt, und zwar durch Einleitung von Tandem-Schaltungen zwischen: Vorderausleger 3, rechter Raupe 7R und Hammer 9 Schaufel 4, linker Raupe 7L und Hammer 9 Ausleger 2 und Schaufel 4 Tandem-Schaltungen sehen eine Priorität des Pumpenflusses der ersten Funktion in jedem Ventilabschnitt vor und in den Abschnitten, wo drei Funktionen im Tandem verbunden sind, ist die Priorität eine Cascade. Wenn die erste Funktion nicht ausgewählt ist, dann geht die Priorität zum zweiten Kolben usw. zum dritten Kolben.
Die Steuerschaltung weist auch eine gewisse Verbindung zwischen den Ventilabschnitten auf, um eine bessere Verteilung des Schaltungsflusses zu erreichen, um sich an die Anforderungen der Anwendung anzupassen. Dies wird jedoch erreicht ohne die Prioritätsreihenfolge zu stören, die für jede Pumpe eingerichtet ist. Eine Verbindung ist eine Verbindung 13 vom Auslaß des Ventilabschnittes S3 zum Ventilabschnitt S2 an einer Position 14 zwischen den Abschnitten 2, 4 des Auslegers und der Schaufel.
Eine weitere Verbesserung ist die Einleitung einer Ausgleichslinie 15 zwischen den zwei Raupenabschnitten 7R, 7L und eine Verbindung 16 parallel zu der Schaufelfunktion 4 von dem Ventilabschnitt S3.
Der Fluß vom Ventilabschnitt S3 wird zu jeder Leitung über ein Rückschlagventil 16a geleitet.
Die Ausgleichsleitung 15 weist auch ein druckkompensiertes Ausgleichsventil 16b auf, welches sicherstellt, daß der Fluß, der in das Ventil bei B1 eintritt, gleichmäßig zwischen den Anschlüssen B2 und B3 verteilt werden kann.
Das Ausgleichsventil 16b gestattet auch den Durchlaß eines Flusses von B2 zu B3 und umgekehrt.
Um die Geschwindigkeit einer Funktion zu steigern, die Vorteil aus dem Flächenverhältnis seiner Linearbetätigungsvorrichtung zieht, um den Fluß von seinem Ringende zum Kolbenende zu regenerieren, ist der Kreislauf weiter gemäß der Erfindung durch das Einführen einer Ablaßzumeßöffnung 12 vom Stangenende zum Tank verbessert. Diese Zumeßöffnung 12 gestattet, daß eine zurückgefahrene bzw. blockierte oder nahezu blockierte Betätigungsvorrichtung ihr vollständiges Lastpotential entwickelt, und zwar durch Aufbringen des gesamten Druckabfalls über die Zylinderkolbenfläche anstatt nur über die Stangenfläche während der regenerativen Wirkung bei voller Geschwindigkeit. 4 zeigt dieses Merkmal, welches auf die Vorderauslegerfunktion 3 angewandt wird, und der regenerierende Fluß gestattet eine dramatische Steigerung der Geschwindigkeit der Betätigungsvorrichtung in ihrer Ausfahrrichtung. Ein weiterer Vorteil des Merkmals der regenerativen Funkti on ist die Fähigkeit, die Kavitation auf der Kolbenseite zu eliminieren, wenn die Betätigungsvorrichtung unter einer Schwerkraft bewegt wird.
Die Schaltung weist auch eine Zusammenfassungsflußlinie 17 von der Hilfsfunktion 9 zur Auslegerhublinie über das Rückschlagventil 18 auf, wie ebenfalls in 4 gezeigt. Dies ist in der Schaltung vorgesehen, um die Vorteile zu erhalten, wie früher beschrieben.
Die Prioritätsreihenfolge von jedem Pumpenfluß in der Schaltung ist wie folgt:
Während eines typischen Grabzyklus der Maschine ist die folgende Kombination von Funktionen erforderlich, wobei die Zeichen in Klammern die Hauptpumpe zeigen, die den Fluß zu jedem Abschnitt liefert:

1. Graben am Unterteil eines Grabens: Vorderausleger (P1), Ausleger (P2) und Schaufel (P3). Die Tandem-Schaltung bringt Fluß von der Pumpe 2 in eine Priorität für die Auslegerfunktion, und die Schaufel wird von der Überleitung von der Pumpe 3 plus irgend welchem übermäßigen Fluß von der Auslegerfunktion versorgt. Die Vorderausle gerfunktion wird von der Pumpe P1 versorgt, und die drei Funktionen können alle unabhängig voneinander arbeiten.
2. Heben aus dem Graben: Ausleger (P2), Vorderausleger (P1) und Schwenkfunktion (P3). Wenn der Ausleger angehoben wird, leitet die externe Zusammenfassungsschaltung von dem Hammerabschnitt den Fluß von der Pumpe P1 und den Fluß von der Pumpe P3 zum Auslegerzylinder, wobei die Schaufel 4 neutral ist und keinen Fluß von der Pumpe P3 verbraucht. Der Hauptauslegerfluß von der Pumpe P2 wird hinzugefügt, um einen sehr starken Fluß für diese Funktion zu ergeben und eine sehr hohe Geschwindigkeit zu erreichen. Wenn die Schaufel aus dem Graben heraus ist, wird die Kombination des Schwenkens und des Vorderauslegers allmählich eingeleitet. Das Schwenken wird eine Priorität über den Fluß von der Pumpe P3 und den Vorderausleger von der Pumpe P1 annehmen, und die Gesamtgeschwindigkeit des Anhebens des Auslegers verringert sich entsprechend. Mit der Ausnahme der Verringerung der Auslegergeschwindigkeit bleiben die drei Funktionen unabhängig voneinander.
3. Ausstoßen des Inhaltes: Schaufel (P2), Vorderausleger (P1) und Schwenkfunktion (P3). Wenn der Ausleger die maximale Höhe erreicht hat, hat die Schaufelfunktion einen verfügbaren Fluß von den Pumpen P2 und P3 und kann eine sehr hohe Geschwindigkeit des Öffnens der Schaufel erreichen. Der Fluß von der Pumpe P1 ist während dieser gesamten Phase verfügbar, um den Vorderausleger zu betätigen. Wenn alle drei Dienste vollständig miteinander ausgewählt sind, bleiben sie unabhängig voneinander.
4. Zurückkehren zum Graben: Schwenkvorrichtung (P3), Ausleger (P2) und Vorderausleger (P1). Während dieses Betriebsvorgangs ist es erforderlich, den Vorderausleger, die Schwenkfunktion, den Ausleger und die Schaufel alle zusammenarbeiten zu lassen, und wenn Funktionen nur teilweise ausgewählt sind, ist dies mit der Tandem- Schaltung möglich. Die Schaufel muß auf einem übrigen Fluß von den Funktionen der Schwenkfunktion oder des Auslegers beruhen.

Die zwei Raupen 7L, 7R sind verbunden, und dies gestattet, daß beide Raupen von der gleichen Pumpe beliefert werden.
Wenn beispielsweise der Vorderausleger vollständig ausgewählt ist, wird verhindert, daß ein Fluß von der Pumpe P1 die rechte Raupenfunktion 7R erreicht. Jedoch gestattet die Ausgleichsleitung 15, daß der Fluß von der Pumpe P2 gemeinsam von den zwei Raupen verwendet wird.
Auf diese Weise ist es nun möglich, Raupen parallel mit anderen ausgewählten Diensten zu beliefern. Wenn der Vorderausleger ausgewählt ist, werden die Raupen von der Pumpe P2 versorgt. Wenn der Ausleger und der Vorderausleger ausgewählt sind, werden die Raupen durch die Pumpe P3 beliefert. Wenn die Schaufel und der Vorderausleger ausgewählt sind, kann ein übermäßiger Fluß von der Schaufel (Pumpen P2 und P3) zu den Raupen geliefert werden.
Ohne dieses Merkmal würde eine kombinierte Auswahl der Raupen und des Vorderauslegers zur Folge haben, daß die rechte Raupe ihren Fluß mit dem Vorderausleger teilt, während die linke Raupe den vollen Pumpenfluß aufnimmt. Dies sorgt für eine Unausgeglichenheit des Flusses, und die Maschine lenkt in einer Weise aus dem Kurs, die nicht vorherzusagen ist, die jedoch eine Funktion der Lastdrücke auf jedem der Abschnitte ist.
Wenn irgend eine der Funktionen mit Priorität 1 nur teilweise ausgewählt ist, dann kann der übermäßige Fluß, der von dieser Funktion nicht verwendet wird, hinüber zur Funktion mit der nächsten Priorität laufen.
Somit ist es möglich, den Vorderausleger, den Ausleger, die Schaufel und die Schwenkfunktion alle zusammen zu betreiben, auch wenn ein Pumpenfluß gemeinsam von der Schwenkfunktion und der Schaufel verwendet wird, oder wenn die Schaufel mit übergelaufenem Fluß von sowohl dem Ausleger als auch der Schwenkfunktion beliefert wird. Dieses gleiche Prinzip gestattet den Betrieb von allen vier Grabdiensten bei Teilfluß zusammen mit beiden Raupen. Dies gibt der Maschine eine bessere Mobilität, insbesondere wenn der Grabarm verwendet wird, um eine Antriebsbemühung zu steigern, um das Fahrzeug zu bewegen, während es einen Hügel hinauf fährt, Schubfunktionen bzw. Dozer-Funktionen ausführt oder sich von Bedingungen mit rutschigem Boden herauszieht. Somit ist eine gleichzeitige Bewegung von mehr als drei Funktionen möglich.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Schaltung vor, die stark die Leistung von Funktionen durch eine effiziente Flußverteilung verbessert. Die Hauptvorteile sind eine gesteigerte Funktionsgeschwindigkeit, ein gleichzeitiger Betrieb ohne Lastgegenwirkung für drei Funktionen, und unter teilweise ausgewählten Zuständen die Möglichkeit, mehrere Funktionen gleichzeitig zu steuern. Die letztere Leistung könnte nur unter Verwendung von entweder einer komplexeren und teuren Ventillösung mit geschlossener Mitte erreicht werden, oder durch ein Ventil mit offener Mitte mit einem gut ausgebildeten Bediener.
Dieses System erreicht einen hohen Leistungsgrad bei relativ niedrigen Kosten und erfordert nur grundlegende Fähigkeiten des Bedieners, um eine gute Leistung zu erreichen.

Claims

Strömungsmittelleistungssteuervorrichtung, die Folgendes aufweist: einen ersten Steuerabschnitt (S2), der erste, zweite und dritte Steuerventile aufweist, die tandemmäßig verbindbar sind; einen zweiten Steuerabschnitt (S1) mit vierten und fünften Steuerventilen, die tandemmäßig miteinander verbindbar sind; und erste, zweite und dritte Quellen (P2, P3, P1) für ein Arbeitsströmungsmittel bzw. Arbeitsströmungsmittel unter Druck, wobei die erste Quelle (P2) operativ verbindbar ist mit dem Steuerventil mit der höheren Priorität von den ersten, zweiten und dritten Steuerventilen und wobei die zweite Quelle (P3) operativ verbindbar ist bei einer ersten Position (14) zwischen den ersten und zweiten Steuerventilen mittels einer ersten Verbindung (13), wodurch beim Schalten des ersten Ventils aus einer Neutralposition die Beziehung zwischen den ersten und zweiten Ventilen sich fortschreitend ändert von einer Tandembeziehung zu einer, in welcher die ersten und zweiten Ventile getrennt durch die erste (P2) bzw. die zweite (P3) Quelle versorgt werden; wobei die zweite Quelle (P3) operativ verbindbar ist bei einer zweiten Position zwischen dem zweiten und dem dritten Steuerventil mittels einer zweiten Verbindung (15, 16); wobei die dritte Quelle (P1) operativ verbindbar ist mit dem Ventil der höheren Priorität der vierten und fünften Steuerventile und wobei die zweite Quelle (P3) operativ verbindbar ist bei einer dritten Position zwischen dem vierten und dem fünften Ventil mittels einer dritten Verbindung (15, 16), wodurch beim Schalten des vierten Ventils aus einer Neutralposition die Beziehung zwischen dem vierten und dem fünften Ventil sich fortwährend ändert von einer Tandembeziehung zu einer, in welcher die vierten und fünften Ventile getrennt durch die dritte (P1) bzw. die zweite (P3) Quellen versorgt werden; dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und die dritte Verbindung (15, 16) aufgebaut sind durch eine Verbindung (16) zwischen der ersten Verbindung (13) und einer Zwischenverbindung (15) zwischen den zweiten und den dritten Positionen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiter ein sechstes Steuerventil aufweist, das tandemmäßig mit dem fünften Steuerventil und/oder tandemmäßig mit dem dritten Steuerventil verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei ein Anschluss des sechsten Steuerventils operativ verbindbar ist mit einem einfach wirkenden Betätiger (9), und wobei ein weiterer Anschluss davon operativ verbindbar ist zum Vorsehen einer Verstärkungsströmungsmittelversorgung an einen weiteren Betätiger (2), der von einem oder mehreren der anderen Steuerventile versorgt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zwischenverbindung (15) zwischen den zweiten und den dritten Positionen hinsichtlich des Drucks kompensiert (16b) ist, um so eine Strömung in Richtung zu jenem der dritten und fünften Ventile zu beaufschlagen bzw. zu lenken, das bei einem geringeren Druck arbeitet als das andere.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen dritten Steuerabschnitt (S3) aufweist, der zwei Steuerventile aufweist, die operativ parallel miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das vierte Steuerventil mit einem zweifach wirkenden Betätiger (3) in einem regenerativen Kreis bzw. Schaltkreis verbunden ist, wobei die Seit mit reduzierter Fläche des Betätigerkolbens verbindbar ist mit einem Tank während der Bewegung des Betätigers in eine Richtung, um so das Anliegen des Drucks im vierten Steuerventil gestattet über im Wesentlichen das gesamte Arbeitsoberflächengebiet auf einer Seite des Betätigerkolbens während der Bewegung des Betätigers in die erwähnte Richtung.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das vierte Steuerventil eine Ablasszumessöffnung (12) für das selektive Verbinden der Seite mit reduzierter Fläche des erwähnten Kolbens zum Tank aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Druckentnahme im Pfad von der zweiten Quelle aufweist, um so eine hydraulische Vorsteuerung für die Steuerventile vorzusehen.
Fahrzeug, das eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
Fahrzeug gemäß Anspruch 9 und konfiguriert als ein Kleinbagger.
Verfahren zum Steuern einer Vielzahl von doppelt wirkenden Betätigern, das Folgendes aufweist: (i) Zufuhr von Arbeitsströmungsmittel bzw. Arbeitsströmungsmittel unter Druck von einer ersten Quelle (P2) zu einem ersten Steuerabschnitt (S2) eines Strömungsmittelleistungssteuerkreises, wobei der erste Steuerabschnitt (S2) erste, zweite und dritte Steuerventile aufweist, die operativ verbindbar sind mit jeweils den ersten, zweiten und dritten Betätigern (2, 4, 7L) und in einer Tandembeziehung miteinander, so dass das erste Steuerventil dazu tendiert, die Priorität für die Versorgung von der ersten Quelle zu haben; (ii) Zuführen von Arbeitsströmungsmittel unter Druck aus einer zweiten Quelle (P3) bei einer ersten Position (14) zwischen den ersten und zweiten Steuerventilen mittels einer ersten Verbindung (13), um so beim Schalten des ersten Ventils von einer Neutralposition die Beziehung zwischen den ersten und zweiten Ventilen fortlaufend von einer Tandembeziehung zu einer solchen zu ändern, in welcher die ersten und die zweiten Ventile getrennt durch die jeweiligen Quellen (P2, P3) versorgt werden; (iii) Zuführen von Arbeitsströmungsmittel unter Druck aus der zwei ten Quelle (P3) bei einer zweiten Position zwischen dem zweiten Steuerventil und dem dritten Steuerventil mittels einer zweiten Verbindung (15, 16); (iv) Zuführen von Arbeitsströmungsmittel unter Druck von einer dritten Quelle (P1) zu einem zweiten Steuerabschnitt (S1) eines Strömungsmittelleistungskreises, wobei der zweite Steuerabschnitt (S1) vierte und fünfte Steuerventile aufweist, die operativ verbindbar sind mit vierten bzw. fünften Betätigern (3, 7R), und zwar in einer Tandembeziehung zueinander, so dass das vierte Steuerventil dazu tendiert, die Priorität hinsichtlich der Versorgung von der dritten Quelle (P1) zu haben; (v) Zuführen von Arbeitsströmungsmittel unter Druck von der zweiten Quelle (P3) bei einer dritten Position zwischen den vierten und fünften Steuerventilen mittels einer dritten Verbindung (15, 16), um so beim Schalten des vierten Ventils von einer Neutralposition die Beziehung zwischen den vierten und fünften Ventilen fortlaufend zu ändern von einer Tandembeziehung zu einer solchen, in welcher die vierten und fünften Ventile getrennt durch die dritten bzw. zweiten Quellen versorgt werden; dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten und die dritten Verbindungen (15, 16) aufgebaut sind durch eine Verbindung (16) zwischen der ersten Verbindung (13) und einer Zwischenverbindung (15) zwischen den zweiten und den dritten Positionen.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner die folgenden Schritte aufweist: (vi) Zuführen von Arbeitsströmungsmittel unter Druck von einem Anschluss des sechsten Steuerventils zu einem einfach wirkenden Betätigen (9); und (vii) Zuführen von Arbeitsströmungsmittel unter Druck von einem anderen Anschluss des sechsten Steuerventils als Verstärkungsströmungsmittel zu einem weiteren Betätigen, der durch eines oder mehrere der anderen Steuerventile versorgt wird.