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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Leistungsventil-Schaltung für einen hydraulischen Bagger und insbesondere eine
Leistungsventil-Schaltung für einen hydraulischen Bagger, die zuvor
zur Verwendung zur Regulierung eines speziellen Zusatzgeräts
zusätzlich mit einem vorgeschriebenen Antriebs-Regelungsventil
verbunden worden ist.
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Solch eine Leistungsventil-Schaltung ist bspw. aus der EP-A-
104613 bekannt.
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Wie aus Fig.3 ersichtlich ist, ist ein hydraulischer Bagger
üblicherweise ausgerüstet mit einem drehenden Motor (a) im
oberen Chassis, der durch eine oder mehrere Einheiten von
hydraulischen Pumpen mit variabler Kapazität (nachfolgend
variable Pumpe genannt) angetrieben wird, die durch eine
Maschine betrieben werden, einem Auslegerzylinder (b), einem
Armzylinder (c) und einem Baggereimerzylinder (d) für die
Regulierung einer Arbeitsmaschinenregelung, einem hydraulischen
Brecher (e) als spezielles Zusatzgerät anstelle eines
Baggereimers, und einem Fahrmotor (f) in dem unteren Fahrwagen. Die
meisten der Grundschaltungen von solch einem hydraulischen
Bagger sind wie die in Fig.4 Gezeigte. Die folgenden
Vorrichtungen werden mit den beiden Einheiten von variablen Pumpen 2F
und 2R verbunden, die durch eine Maschine 1 in Übereinstimmung
zur Leistungsverteilung angetrieben werden. Dies sind ein
linkslaufendes Regelungsventil 4, ein Ausleger-Regelungsventil 5, ein
Baggereimer-Regelungsventil 6 und ein Leistungsventil 8F zur
Regelung des hydraulischen Brechers, der als spezielles
Zusatzgerät verwendet wird, welche mit der Zuflußleitung 3F von der
einen variablen Pumpe 2F verbunden sind. An der Zuflußleitung 3R
von der anderen variablen Pumpe 2R sind verbunden ein
rechtslaufendes Ventil 9, ein Arm-Regulierungsventil 10, ein
Drehungs-Regulierungsventil
11 und ein Leistungsventil 8R zur Regelung
eines speziellen Zusatzgeräts.
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Oft tritt der Fall auf, daß eine erforderliche Menge an Fluß von
der anderen variablen Pumpe 2R in einem Antrieb hinterlegt
werden muß, der mit der Zuflußleitung 3F von der variablen Pumpe
2F verbunden ist, z.B. dem Auslegerzylinder b. Als
Zusammenflußschaltung in solch einem Fall ist bin Regelventil für den
Zusammenfluß erforderlich und zwar nicht nur für den
Auslegerzylinder b, sondern für jeden Antrieb. Im Falle der
Leistungsventile 8F und 8R ist insbesondere eine große Vielfalt von
speziellen Zusatzgeräten installiert. Daher differiert die
erforderliche Flußmenge in jedem der Fälle und es muß arrangiert
werden, daß die vorliegende Erfindung von einer kleinen Flußrate
bis zu einer großen Flußrate verwendet werden kann. Deshalb
sollten die Leistungsventile 8F und BR an den Zuflußleitungen 3F
und 3R von den beiden variablen Pumpen 3F und 3R verbunden
werden. Wenn bspw. der hydraulische Brecher (e) an dem
Leistungsventil 8F von der Zuflußleitung 3F installiert ist und
eine erforderliche Menge an Fluß von der anderen variablen Pumpe
2R hinterlegt werden muß, muß ein Regelventil 12 für den
Zusammenfluß zuvor als Zusammenflußschaltung angeordnet werden.
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In solchen Leistungsventil-Schaltungen müssen die
Leistungsventile 8F und 8R, deren Verwendungsfrequenz relativ niedrig ist,
mit beiden Zuflußleitungen 3F und 3R von beiden variablen Pumpen
verbunden werden. Zusätzlich ist die Leistungsventil-Schaltung
unökonomisch und komplex, was von der Tatsache herrührt, daß das
Regelventil 12 für den Kontakt zuvor gemäß der erforderlichen
Flußmenge angeordnet werden muß. Das Regelventil 12 für den
Zusammenfluß führt nur eine an-aus Regelung mit einem öffnenden
und schließenden Ventil aus, und die Regelung der Zusammenfluß-
Flußrate kann nicht ausgeführt werden. Daher wird die Flußrate
eingestellt durch Verwendung einer Anzahl von Rotationen einer
Maschine. Dieses Regulierungsverfahren ruft Unbequemlichkeiten
hervor dergestalt, daß wenn von der Regelung des speziellen
Zusatzgeräts umgeschaltet wird auf die Regulierung der Drehung
oder der Bewegung, der Betrieb verlangsamt wird.
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Die vorliegende Erfindung ist im Lichte der obigen Umstände
gemacht worden. Folglich ist eine Aufgabe der Erfindung die
Schaffung einer Leistungsventil-Schaltung für einen
hydraulischen Bagger, bei der eine überschüssige Menge an Zusammenfluß
nicht nötig ist, indem im voraus der erforderliche Zusammenfluß
in bezug auf eine erforderliche Menge an Fluß für ein spezielles
Zusatzgerät und die Menge des Zusammenflusses festgesetzt wird
und die nicht verlangsamt wird, selbst wenn von einer Regelung
des speziellen Zusatzgeräts auf die Regelung einer Drehung oder
Bewegung umgeschaltet wird, ohne daß die Menge des Flusses durch
Verwendung einer Anzahl von Rotationen einer Machine eingestellt
werden muß.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine
Leistungsventil-Schaltung für einen hydraulischen Bagger vorgesehen, bei der ein
Zusammenflußventil zur Durchführung einer elektromagnetisch
proportionalen Flußratenregelung angeordnet ist in einer
Zusammenflußschaltung in Kommunikation mit dem Abschnitt zwischen zwei
Einheiten von variablen Pumpen, bei der ein elektrischer
Schalter zum An- und Ausschalten des Zusammenflußventils in
Übereinstimmung mit der erforderlichen Flußrate und ein Volumen
vorgesehen ist zur Einstellung der Flußrate in einem Bereich für
ein Maximum von einer oder zwei Pumpen, nachdem diese durch das
Zusammenflußventil hindurchgetreten ist. Wenn es bestimmt ist,
daß Zusammenfluß von einer erforderlichen Menge für ein
spezielles Zusatzgerät notwendig ist, wird der elektrische Schalter
angestellt und die maximale Menge an Fluß wird unter Verwendung
des Volumens festgesetzt, nachdem sie durch das
Zusammenflußventil hindurchgetreten ist. Dann wird ein Leistungsventil-
Regelungshebel von dem normalen Zustand "N" in den
Betriebszustand bewegt. Das Zusammenflußventil ist nicht offen, bis die
Abgabeflußrate
von der variablen Pumpe an der Seite, mit der das
Leistungsventil verbunden ist, voll ist. Wenn die Abgabeflußrate
voll wird, weil der Regelungshebel weiter bewegt wird, wird das
Ablaßventil an der Zusammenflußseite geschlossen und das
Zusammenflußventil öffnet sich, so daß die erforderliche Flußmenge
zusammenfließt.
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Mit der oben beschriebenen Konstrukti6n wird ein überschüssiger
Zusammenfluß nicht hergestellt, selbst wenn maximale Mengen an
Fluß von verschiedenen Arten spezieller Zusatzgeräte
differieren. Daher muß die Menge an Fluß nicht eingestellt werden, indem
die Anzahl der Rotationen einer Maschine verwendet wird, und
selbst wenn von der Regelung eines speziellen Zusatzgeräts auf
die Regelung einer Drehung oder Bewegung umgeschaltet wird, wird
der Betrieb nicht verlangsamt.
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Diese und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung
werden klar unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit den
begleitenden Zeichnungen.
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Fig.1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Leistungsventil-
Schaltung, das eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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Fig.2 ist ein Schaltungsdiagramm einer Leistungsventil-
Schaltung, das eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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Fig.3 ist eine schematische Seitenansicht eines hydraulischen
Baggers, bei dem anstelle eines Baggereimers ein hydraulischer
Brecher installiert ist; und
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Fig.4 zeigt ein Beispiel eines konventionellen
Schaltungsdiagramms von einer Leistungventil-Schaltung.
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Fig.1 ist Schaltungsdiagramm eines Leistungsventils, das eine
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Zwei Einheiten
von variablen Pumpen 2F und 2R werden durch eine gewöhnliche
Maschine 1 angetrieben. Die Regelung der Abgabe von diesen
Pumpen wird durch Regulatoren 7F und 7R vorgenommen. Eine
Regelventil-Gruppe 13, besehend aus einem linkslaufenden Regelventil
4, einem Ausleger-Regelventil 5 und einem
Baggereimer-Regelventil 6 ist mit der Zulaufleitung 3F von einer variablen Pumpe 2F
verbunden. Eine Regelventil-Gruppe 14, bestehend aus einem
rechtslaufenden Regelventil 9, einem Arm-Regelventil 10 und
einem die Drehung regelnden Ventil 11 ist mit der Zuflußleitung
3R von der anderen variablen Pumpe 2R verbunden. Ein
Leistungsventil 15 zur Regelung eines speziellen Zusatzgeräts ist mit der
Zulaufleitung 3F von der einen variablen Pumpe 2F verbunden. In
diesem Ausführungsbeispiel ist als spezielles Zusatzgerät ein
hydraulischer Brecher installiert, der als gesteinsbrechende
Arbeitsmaschine verwendet wird. Zur Sicherstellung einer
erforderlichen Flußrate für den hydraulischen Brecher 3 ist zwischen
den Zulaufleitungen 3F und 3R von beiden variablen Pumpen eine
Zusammenflußschaltung 16 angeordnet zum Hinterlegen einer
Abgabe-Flußrate von der anderen variablen Pumpe 2R, sowie ein
Zusamenflußventil 17, bestehend aus einem Steuerventil 19 in
Kommunikation mit dem Abschnitt zwischen einem Tellerventil 18
und dem oberen Strom, und der untere Strom von diesem
Tellerventil 18 ist in der Zusammenflußschaltung 16 angeordnet.
Die Zusammenflußschaltung 17 ist geeignet, um das Tellerventil
18 zu einer Ventilöffnung zu öffnen, korrespondierend zum
Betrieb des Steuerventils 19 durch ein elektrisches Signal von
einem Regler 24, wie später beschrieben wird. Ablaßventile 20F
und 20R zur Regulierung der Betriebsgeschwindigkeit sind im
Abschnitt zwischen dem Zusammenflußventil 17 und beiden
Regelventilen 13 und 14 angeordnet.
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Als nächstes wird die Regelung von dem Leistungsventil 15 in
einer Schaltung beschrieben, die wie oben dargestellt
konstruiert ist. Die Regelung ist vollständig elektronisch. Zuerst wird
von einer erforderlichen Flußrate des hydraulischen Brechers e
aus überprüft, ob ein Zusammenfluß gemacht werden soll oder
nicht. Wenn nur die Flußrate von der variablen Pumpe 2F an der
Seite, mit der das Leistungsventil 15 verbunden ist, ausreichend
ist, nämlich wenn der Zusammenfluß nicht notwendig ist, wird ein
den Zusammenfluß stellender elektrischer Schalter 21 unverändert
im Zustand "aus" belassen. Im Gegensatz dazu, wenn ein
Zusammenfluß notwendig ist, wird der den Zusammenfluß stellende Schalter
21 auf "an" gestellt, und die zusammenflußrate wird gesetzt
durch Verwendung eines Volumens 22 zur Regelung der
Zusammenflußrate. Als nächstes wird, wenn ein Leistungsventil-Regelhebel
23 von dem normalen Zustand "N" in die erforderliche Richtung
bewegt wird, die Öffnung von dem Leistungsventil 15 gestellt und
Drucköl wird dem Brecher e zugeführt, wodurch der Brecher
betrieben wird. Dieses Drucköl wird zuerst von der variablen
Pumpe 2F an der Leistungsventilseite zugeführt, und das
Zusammenflußventil 17 wird linksgeschlossen, bis die Abgabeflußrate
voll wird. Wenn der Regelhebel 23 weiterbewegt wird und die
Abgabe-Flußrate voll wird, öffnet sich das Zusammenflußventil 17
graduell. Wenn die Abgabe-Flußrate von der variablen Pumpe 2R an
der Zusammenflußseite anwächst, wird ein Ablaßventil 20R
geschlossen und die Abgabe-Flußrate verbindet sich zusammen mit
der Zulaufleitung 3F an der Leistungsventilseite. Weil auf
diesem Wege die Ventilöffnung von dem Zusammenflußventil 17
proportional ist zu der Regelungsmenge von dem Leistungsventil-
Regelhebel 23, kann die Zusammenfluß-Flußrate frei kontrolliert
werden. Daher kann die Aufprallfähigkeit von dem hydraulischen
Brecher e auf geeignete Weise verwendet werden, in Äbhängigkeit
von hartem oder weichem Gestein. Ein zweites Leistungsventil
kann mit dem Leistungsventil 15 verbunden werden, so daß auch
noch ein anderes spezielles Zusatzgerät verwendet werden kann.
In diesem Falle ist es einfach, einen zusätzlichen zweiten
Leistungsventil-Regelhebel zu installieren.
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Die Regelung der Leistungsventil-Zusammenfluß-Flußrate in diesem
Ausführungsbeispiel wird unter elektrischer Regelung
durchgeführt,
wie in der Figur dargestellt ist. Eine elektrische
Signalschaltung ist derart ausgebildet, daß, wenn
Eingangssignale für den den Zusammenfluß stellenden elektrischen Schalter
21, den Leistungsventil-Regelhebel 23 und das Volumen 22 in ein
Eingabeinterface 25 in dem Regler 24 eingegeben werden, diese
Signale hindurchgehen durch ein Ausgabeinterface 28 zur Ausgabe
von Werten, die durch eine Berechnung und Regelung erhalten
wurden, und zwar über eine Regelschaltung 26 zur Durchführung
einer erforderlichen Berechnung und Regelung und eine
Speicherschaltung 27 zur Speicherung einer Prozeßprozedur, von
Konstanten usw. auf der Basis der Signale, und es werden
Ausgangssignale ausgegeben jeweils zu dem Zusammenflußventil 17, dem
Leistungsventil 15, den Regulatoren 7F und 7R von beiden
variablen Pumpen sowie den Ablaßventilen 20F und 20R.
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Fig.2 ist ein Schaltdiagramm eines Leistungsventils, das eine
zweite erfindungsgeinäße Ausführungsform zeigt. Der gleichen
Konstruktion wie derjenigen in Fig.1 werden die gleichen
Bezugszeichen gegeben, und eine Erklärung davon wird vermieden. In der
zweiten Ausführungsform wird die elektromagnetisch proportionale
Flußratenregelung durchgeführt unter Verwendung eines dosiert
eingebenden Ventils und eines dosiert abgebenden Ventils als
Zusammenflußventil 217, und ebenfalls eines dosiert eingebenden
Ventils und eines dosiert abgebenden Ventils als
Leistungsventil 215. Zunächst wird das Zusammenflußventil 217 beschrieben.
Ein dosiert eingebendes Ventil 29 und ein dosiert abgebendes
Ventil 30 sind in der Zusammenflußschaltung 16 angeordnet in
Kommunikation mit dem Abschnitt zwischen den Zulaufleitungen 3F
und 3R von beiden variablen Pumpen. Eine elektrische
Signalschaltung ist derart ausgebildet, daß diese Ventile elektrisch
geregelt werden durch ein Ausgangssignal von dem Regler 24, und
zum gleichen Zeitpunkt wird dieses Signal zu einem Ablaßventil
220 abgegeben, das in der Abflußleitung 31 an der
Zusammenflußseite angeordnet ist. Dosiert eingebende Ventile 32
und 33 sowie dosiert abgebende Ventile 34 und 35 sind als das
Leistungsventil 215 in der Zuflußleitung 3F von der variablen
Pumpe auf der Leistungsventilseite angeordnet. Eine elektrische
Signalschaltung ist derart ausgebildet, daß jedes dieser Ventile
elektrisch geregelt wird durch ein Ausgangssignal von dem Regler
24.
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Das Leistungsventil 215 in der obengenannten Schaltung wird wie
folgt geregelt. Wenn ein Zusammenfluß von einer erforderlichen
Flußrate von dem hydraulischen Brecher e hergestellt werden
soll, wird der den Zusammenfluß stellende elektrische Schalter
21 auf "an" gestellt; eine Zusammenfluß-Flußrate wird unter
Verwendung des Volumens 22 gesetzt; und der
Leistungsventil-Regelhebel 23 wird von der normalen Stellung "N" in die erforderliche
Richtung umgelegt. Wo z.B. gemäß der Figur Drucköl von einer
Ölleitung 36 von dem hydraulischen Brecher e zugeführt und von
einer Ölleitung 37 abgeführt wird, wenn der Regelhebel 23 in der
F Richtung gemäß Fig.2 umgelegt ist, wird von dem Regler 24 über
eine elektrische Signalleitung 38 ein Regelsignal zu dem dosiert
eingebenden Ventil 29 und dem dosiert abgebenden Ventil 30 von
dem Zusammenflußventil 217 gesandt, und beide Ventile öffnen
sich graduell. Zur gleichen Zeit wird das Regelsignal über die
elektrische Signalleitung 31 zu dem Ablaßventil 220 gesandt, und
dieses Ventil wird geschlossen. Als Resultat daraus fließt eine
Flußrate, die bestimmt wird von einer Ventilöffnung proportional
zu der Regelungsmenge von dem Leistungsventil-Regelhebel 23,
zusammen zu der Zulaufleitung 3F von der variablen Pumpe an der
Leistungsventilseite.
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Ebenso wird ein Regelsignal in Abhängigkeit zu der Regelmenge
von dem Leistungsventil-Regelhebel 23 zu den dosiert eingebenden
Ventilen 32 und 33 sowie den dosiert abgebenden Ventilen 34 und
35 von dem Leistungsventil 215 gesandt, und zwar über die
elektrischen Signalleitungen 39 und 40, so daß sich das jeweilige
Ventil öffnet. Als ein Ergebnis daraus wird eine Flußrate, die
bestimmt wird von der Ventilöffnung proportional zu der
Regelmenge
von dem Leistungsventil-Regelhebel 23, zugeführt von der
Ölleitung 36 von dem hydraulischen Brecher e und abgeführt von
der Ölleitung 37. Wenn dieser Regelhebel komplett umgelegt ist,
fließt eine geeignete Flußrate zusammen und der hydraulische
Brecher e arbeitet voll bei der erforderlichen Flußrate.
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Die Leistungsventil-Schaltung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist geeignet für die Verwendung in einer
Leistungsventil-Schaltung von einem hydraulischen Bagger, die zuvor zur Verwendung
zur Regelung eines speziellen Zusatzgeräts, wie bspw. eines
hydraulischen Brechers oder dgl. zusätzlich mit einem
vorgeschriebenen Antriebs-Regelventil verbunden worden ist.