(57)【要約】  本発明は、特に掘削機の油圧消費部を制御するための建設機械用油圧制御システムに関する。課題の解決のため、作動油の油圧消費部へのシリアルの供給を保証する既存のポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ０２（１７．２）に加えて、建設機械の主制御ブロック（２）のスプール弁により油圧消費部へのパラレル供給を保証するために既存のポンプ通路に対して並行に配設されたポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）が設けられている。
2007501914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にスプール弁（１９）が配設された複数のセクション（３）を構成する１つの主制御ブロック（２）と、１つの油圧タンク（４）と、第１のポンプ（５．１）及び第２のポンプ（５．２）によって圧力を作用可能に形成された、スプール弁（１９）を介して作動油を油圧消費部（１８）にシリアルに供給するための２つのポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ０２（１７．２）とを少なくとも備える、特に掘削機の油圧消費部（１８）を制御するための建設機械用油圧制御システム（１）において、
主制御ブロック（２）の縦軸の方向にポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ０２（１７．２）に対して平行に延在し、付加的にスプール弁（３）により油圧消費部（１８）へのパラレル供給を保証するために設置されている２つの別のポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）が設けられていることを特徴とする建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項２】
ポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ１（１７．３）が第１のポンプ（５．１）によって、ポンプ通路Ｐ０２（１７．２）及びＰ２（１７．４）が第２のポンプ（５．２）によって圧力を作用可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項３】
セクション（３）が、第１のブリッジ通路（６．１）を、場合によっては第２のブリッジ通路（６．２）を備え、第１のブリッジ通路（６．１）がポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ０２（１７．２）によって、第２のブリッジ通路（６．２）が付加的なポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）によって作動油を供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項４】
第１のブリッジ通路（６．１）と第２のブリッジ通路（６．２）とが互いに油圧連結され、その際に環状ブリッジ（６）を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項５】
主制御ブロック（２）が、この主制御ブロックの縦に延在する方向に、油圧制御システム（１）の機能を拡大するためのオプションブロック（１１）によって拡大可能に形成されており、このオプションブロック（１１）が、既存のポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ０２（１７．２）と付加的なポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）と油圧連結されるように形成されていること、オプションブロック（１１）が、主制御ブロック（２）と同様の通路構造を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項６】
オプションブロック（１１）が、自動的なオーバーフロー弁（１３）を備え、このオーバーフロー弁が、第２のポンプ（５．２）によってポンプ通路Ｐ２（１７．４）を介して提供される油圧消費部（１８）によって必要とされない作動油の容積流をポンプ通路Ｐ０２（１７．２）に提供するように形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項７】
主制御ブロック（２）が、少なくとも１つの端面に遮蔽要素（１４）を備え、この遮蔽要素内で、ポンプ通路Ｐ０２（１７．２）とポンプ通路Ｐ２（１７．４）とが互いに油圧連結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項８】
遮蔽要素（１４）が、制御可能なプラス弁（１５）を備え、このプラス弁が、必要時にポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）内を流れる作動油の容積流の結合を保証し、結合されたこの容積流を個々の油圧消費部（１８）に供給するために設置されていることを特徴とする請求項７に記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項９】
主制御ブロック（２）が、パイロットステージ（１２．２）を付属させた制御可能なハンマ弁（１２）と、取付けユニットである油圧ハンマから還流する作動油を直接油圧タンク（４）にほぼ無圧で供給するように形成されている制御圧検知オリフィス（１２．１）とを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項１０】
ハンマ弁（１２）が、セクション（６）のスプール弁（１９）か、オプションブロック（１１）のスプール弁（１９）かのいずれかによって取付けユニットである油圧ハンマを作動させるように利用可能に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項１１】
セクション（３）が、第２のブリッジ通路（６．２）の領域に一方向絞り弁（７）と盲プラグ（８）とを備え、一方向絞り弁（７）が、スプール弁（１９）にポンプ通路Ｐ１（１７．３）により提供された容積流によって作動油を供給するように形成され、盲プラグ（８）が、ポンプ通路Ｐ２（１７．４）とスプール弁（１９）間の接続部を油圧的に閉鎖するために設置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項１２】
オプションブロック（１１）が、ポンプ通路Ｐ２（１７．４）と第２のブリッジ（５．２）とを互いに接続する制御可能な圧力調整装置（９）を備え、この圧力調整装置（９）が、付加的な油圧消費部（１８）に所望の圧力と作動油の所望の容積流とを負荷圧力に依存せずに供給するように形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項１３】
セクション（３）が、一方向絞り弁（７）及び／又は盲プラグ（８）及び／又は圧力調整装置（９）及び／又は別の油圧制御要素を備えることを特徴とする請求項１２に記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の上位概念による、特に掘削機の油圧消費部を制御するための建設機械用油圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプによって提供された作動油の容積流が全ての油圧消費部に供給するために不十分である場合に、全ての油圧消費部に対して比例して吐出量を低下させるロードセンシングシステム（ＬＵＤＶ）が従来技術から公知である。このコントロールプランは、スプール弁に関して後続して配設されている圧力調整装置によって置換される。圧力形によって、消費部側のＡ−Ｂ−制御エッジに関する圧力差は、一定に、従って負荷に依存せずに維持される。
【０００３】
広く知られた油圧制御システムには、ネガティブフローコントロール（ＮＦＣ）もある。この場合、スプール弁の動きによって、オープンセンタ通路内の容積流が低下し、これによりネガティブフローコントロール弁で利用される制御容積流が低下する。
【０００４】
ネガティブフローコントロール弁では、制御容積流の変化が、ポンプをコントロールするための制御信号として利用される圧力差に変えられる。ロードセンシングシステムとは対照的に、圧力形によって負荷の補償は何ら行なわれない。
【０００５】
従来技術では、更に特許文献１から需要対応制御システム（ＰＭＳＩＩＩ）が公知である。この制御システムにとって特徴的であるのは、制御圧が上昇する場合にポンプが「ポジティブコントロール原理」に従って大きな排出容積に調節されることである。この場合、ポンプ側の制御エッジＣ１及びＣ２の横断面が減少し、これら制御エッジＣ１及びＣ２の前の流体の容積流が堰き止められる。同時に、消費部側の制御エッジＡ及びＢが開き始め、これにより、システム圧が負荷保持弁を開放して、流体の容積流が消費部側の制御エッジＡ及びＢの拡大された横断面を介して流れることができるようになるまで、消費部の負荷圧力も制御エッジＣ１及びＣ２によって上昇させられたシステム圧も負荷保持弁に作用する。
【０００６】
実務で大抵適用される建設機械用制御システムとの対比によれば、調査報告された需要対応制御システム（ＰＭＳＩＩＩ）により８方３位置スプール弁と相応のブロック構造によって付加的な構成要素を有していない消費部は、２つのポンプをブロック内でプラスすることによって得られる流体容積流の供給を受けることができる。それ以外に、ブロック構造は、シリアルでスプール弁に作動油を作用させる２つのポンプを使用することによって、単純に、２つの、それどころか旋回円と関連して３つの異なったシステム圧で操作を行なうことができることを許容する。過小評価すべきでない別の利点は、両方のポンプとスプール弁を平行制御することによって、建設機械の使用及び顧客の要望に依存して機械特性を非常に異なったものにする、異なったシステム調整を得ることができることに理由がある。個々の油圧機能が負荷圧力補償されるように制御されないことによって、操作員は、いつでも掘削プロセスの感覚を維持したままになる。
【０００７】
加えて、個々の機能の油圧の解除は、単純に、スプール弁の制御もしくは移動に際してポンプ通路をストロークに依存して閉鎖するスプール弁のＣ制御エッジによって行なわれる。更に弁状の圧力調整装置は何ら必要とされず、これは、一方でエネルゲティック的に効率的であり、他方で油圧制御システムを簡単に構成させる。
【０００８】
特許文献１によるこの制御システムは成熟しているにもかかわらず、主制御ブロックアーキテクチャの本質に由来するいくつかの不都合が生じる。例えば、スプール弁の直列接続には、Ｃエッジと関連して、場合によっては消費部が供給不足になるという欠点がつきまとう。特に、その主制御ブロックの中心に配設されたスプール弁の場合は、これらのスプール弁によって作動油の供給が不足した消費部が、これに課された使命を限定されるという危険がある。この部分的に限定された消費部の供給は、付加的に更に制限されたオプション又は補助機能の制御性によって、特に一定の容積流の必要時に補足される。過去には、例えばフライス盤又は磁石装置のような補助機能の使用によって、一定の容積流は、両方の主ポンプの一方を固定することによって一定の排出容積に調整しなければならない。これにより残りの油圧システムは、両方の主ポンプの一方は限定的にしかこの補助機能を提供されないので、その機能範囲を著しく限定される。
【０００９】
いわゆる特殊機能用サンドイッチ要素によるこれまでの主制御ブロックの端面の拡大は、技術的に可能でない。従って、特殊機能の組込みは、付加的な弁と配管によって行なわれなければならず、これは、技術の投入とこれに結び付いたコストを些細でないものにする。
【特許文献１】独国特許第２３  ６４  ２８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、直列供給の欠点を克服し、ポンプ容積流を簡単に内部でプラスするという利点と種々のシステム圧で操作するという可能性を同時に維持した場合に作動油の消費部への必要に応じた供給を可能にする油圧制御システムを開発することにある。加えて、本発明の別の課題は、著しい構造上の消費をすることなく別の油圧消費部の油圧制御システムへの組込みを可能にするために、既存の主制御ブロックの選択的な拡大を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴によって解決され、下位の請求項には、本発明の別の有利な形成が示されている。
【００１２】
驚くべきことに、複雑でその多様性が外見上両立不能なこの課題は、作動油の油圧消費部へのシリアルの供給を保証する既存のポンプ通路Ｐ０１及びＰ０２に加えて、これらポンプ通路に対して平行に配設された、建設機械の主制御ブロックのスプール弁によって油圧消費部へのパラレル供給を保証するためのポンプ通路Ｐ１及びＰ２が設けられていることによって解決することができる。本発明によれば、第１のブリッジ通路に加えて、第１のブリッジ通路と共に環状ブリッジを構成する第２のブリッジ通路が主制御ブロックの各セクションに設けられている。ポンプ平行通路Ｐ１及びＰ２によって、環状通路には、付加的な容積流を配分することができる。この場合、配分は、柔軟に、絞り、一方向絞り弁、圧力調整装置等のような種々の弁機能によって実現することができる。
【００１３】
従って、既存の油圧制御システムは、今や、機械の収容された最大容積流を可能にする限り、各消費部が対応するそのスプール弁によって所望の容積流に関して必要に応じて供給を受けるように柔軟に拡大される。全ての消費部は、同時に運転することができ、圧力調整装置を使用した場合には、負荷圧力の補償をし、互いに依存しない。これは、快適さを高め、運転操作を確実にする。運転操作とは、建設機械の操作員が、例えばショベル、ジブ又は走行部のような油圧消費部を利用して行なう全ての工程であると理解すべきである。
【００１４】
本発明によれば、付加的なポンプ通路Ｐ１及びＰ２は、主制御ブロックの縦軸の方向に既存のポンプ通路Ｐ０１及びＰ０２に対して平行に延在し、ポンプ通路Ｐ１及びＰ０１は、第１のポンプによって供給を受け、ポンプ通路Ｐ２及びＰ０２は、第２のポンプによって供給を受ける。従って、ポンプ通路Ｐ０１及びＰ０２は、従来の方法でシリアルに油圧消費部に供給し、ポンプ通路Ｐ１及びＰ２は、付属するスプール弁を介して付加的にパラレルに油圧消費部に供給する。従って、第１のポンプと第２のポンプは、それぞれ１つの直列通路と平行通路に、即ちポンプ通路Ｐ０１及びＰ１もしくはポンプ通路Ｐ０２及びＰ２に供給する。
【００１５】
別の構成については、主制御ブロックがモノリシックの鋳物又は互いに接合された複数の同様の鋳物部材から成っていればよいということが前提となる。主制御ブロックの製造に依存せずに、主制御ブロックは、それぞれ１つの消費部のためのスプール弁が配設されている複数のセクションに分割される。
【００１６】
圧力作用を受けるポンプラインＰＬ１及びＰＬ２の主制御ブロックへの入口の直後で、これらのポンプラインは、ポンプ通路Ｐ０１及びＰ１もしくはＰ０２及びＰ２に分岐する。全てのポンプ通路は、主制御ブロックの縦軸の方向に主制御ブロックへの入口から遮蔽要素に至るまで延在する。
【００１７】
特許文献１に開示されているように、主制御ブロックに向かって互いに連なる油圧連結された８方３位置スプール弁を有する個々のセクションは、ポンプ通路Ｐ０１及びＰ０２を消費部側の制御エッジＡ及びＢと接続するそれぞれ１つの第１のブリッジ通路を有する。付加的に、スプール弁セクションは、本発明によれば第２のブリッジ通路を備え、このブリッジ通路を介して、８方３位置スプール弁は、従って消費部側の制御エッジＡ及びＢは、付加的なポンプ通路Ｐ１及びＰ２によって作動油を供給される。
【００１８】
これら両方のブリッジ通路は、これら両ブリッジ通路が共通の環状ブリッジを形成し、この環状ブリッジから、消費部側の制御エッジＡ及びＢのための容積流を取り出すことができるように、環状に形成され、互いに油圧連結されている。
【００１９】
スプール弁の使用に依存して、環状ブリッジに対するポンプ通路Ｐ１及びＰ２の接続は、ストップ弁及び／又は一方向絞り弁及び／又は圧力調整装置及び／又は盲プラグによって選択的に形成することができる。
【００２０】
本発明のコンセプトによれば、主制御ブロックは、フランジ固定可能なオプションブロックによって、高価で不利な補助配管をする必要なく、付加的な油圧消費部又は取付けユニットを油圧システムに組み込むことができるように拡大することができる。オプションブロックは、主制御ブロックと同じ通路構造を備える。オプションブロックの配設は、遮蔽プレートと、好ましくは建設機械の基本機能を含んでいる主制御ブロック間で行なわれ、この場合、オプションブロックから供給を受ける油圧消費部の容積流の制限は、特に有利に制御棒のストロークの制限によって実現することができる。横断面を顧慮したスプール弁のＣ制御エッジの有効な形成によって、油圧制御システムに対する付加的なポンプ通路の作用が直接影響を受ける。
【００２１】
本発明の好ましい実施形では、オプションブロックが従来の圧力形を備える。この圧力形によって、このスプール弁に接続する付加的な消費部のための所望の容積流は、負荷圧力に依存せずに提供することができる。従って、オプションブロックから供給を受ける消費部は、主制御ブロックの他の油圧消費部からの影響を受けないままである。圧力形の配設は、選択的にポンプ通路Ｐ１及び／又はＰ２と環状のブリッジ通路間で行なわれてもよい。
【００２２】
例えば油圧ハンマのような特殊な取付けユニットは、その機能に従った目的を満足するために、ほぼ無圧のタンクへの還流ラインを必要とする。この条件は、本発明により制御可能なハンマ弁が主制御ブロックに配設されていることによって顧慮される。本発明のこの好ましい実施形によって、ハンマ制御をするための外部に配設される従来の補助弁とその配管を省略することができる。ハンマ弁は、メインステージとこのメインステージを制御するためのパイロットステージとを備え、メインステージで使用されるバルブインサートは、コストと標準化の理由から、後で説明するストップ弁のバルブインサートと同一である。
【００２３】
建設機械の装備のバリエーションに依存して、このハンマ弁は、機能的にセクション６のスプール弁にもオプションブロックのスプール弁にも対応させることができる。
【００２４】
提起された課題を解決するため、更に、主制御ブロックの遮蔽要素内に配設されているプラス弁が設けられている。このプラス弁によって、必要時にポンプ通路Ｐ１及びＰ２を流れる作動油の容積流の結合は、結合されたこの容積流を個々の油圧消費部に供給する目的で実現することができる。従って、特に、その機能を満足するためには個々の油圧ポンプによって提供することができるものよりも多くの容積流を必要とする取付けユニットは、本発明により供給を受けることができる。
【００２５】
別の有利な構造上の解決策のバリエーションによって、即ちオーバーフロー弁を使用することによって、選択的な消費部によって必要とされない、第２のポンプによってポンプ通路Ｐ２を介して提供される作動油の容積流は、ポンプ通路Ｐ０２に提供することができる。使用され、固定調整される固有応答圧力の圧力弁は、パイロットステージとして必要な平行通路Ｐ２内の圧力レベルを実現するので、残りの容積流がポンプ通路Ｐ０２の油圧システム全体に提供されるまで、プライオリティの高いオプションブロックの付加的な機能が与えられる。
【００２６】
本発明による油圧制御システムは、基本的に２系統圧力システムとして形成されており、並行に配設された２つのポンプは、油圧システムが第１のポンプと第２のポンプの容積流をプラスした１系統圧力システムとして運転できるように、必要時に油圧的に協働することができる。
【００２７】
本発明による油圧システムが需要対応制御の特徴と従来技術から公知のロードセンシング制御の特徴を組み合せることを特徴とすることを、当業者は追体験可能である。従って、各ポンプが既存のポンプ通路と本発明による付加的なポンプ通路に作動油を供給するので、各スプール弁に対する作動油の２重作用を実現することができ、これにより、油圧の供給に関して所望の重複をさせることができる。
【００２８】
従来技術に対する本発明の重要な利点及び特徴は、本質的に、
・２つの付加的なポンプ通路Ｐ１及びＰ２による作動油の油圧消費部へのパラレル供給
・第１のブリッジ通路と共に環状ブリッジを構成し、これによりポンプ通路Ｐ０１，Ｐ０２，Ｐ１及びＰ２からの作動油の油圧消費部への重複供給を保証する付加的な第２のブリッジ通路の配設
・需要対応制御の特徴とロードセンシング制御の特徴からの組み合わせと、負荷保持弁、差圧弁、減圧弁、及び圧力調整装置を使用することによる作動油の柔軟性の向上
・制御棒のストロークを制限することによってオプションブロックにより供給を受ける消費部のための容積流を制限できる、オプションブロックによる主制御ブロックの拡大性
・必要時に、第２のポンプによってポンプ通路Ｐ２を介して提供される、選択的な消費部によって必要とされない作動油の容積流の割合をポンプ通路Ｐ０２を介してシステム全体に提供するためのオーバーフロー弁の使用
・必要時に、ポンプ通路Ｐ１及びＰ２を流れる作動油の容積流の結合を保証するためのプラス弁の使用
・付加的な弁又は配管を省くためにハンマ弁を主制御ブロックの下に配設する、作動油の無圧のフィードバックするための制御可能なハンマ弁の使用
である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の種々の解決策及び利点を、添付図に関連した好ましい実施形の後続の詳細な説明から明らかにする。
【００３０】
図１は、本発明による油圧制御システム１の油圧基本構造を示す。一般的に符号２で示した主制御ブロックは、模範的に示すように、６つのセクション３、オプションブロック１１、並びに油圧的及び機械的に互いに１つの中実のブロックを成すように結合されている遮蔽要素１４を有する。セクション３及びオプションブロック１１内には、摺動可能なスプール弁１９が配設されており、これラスプール弁によって、個々の油圧消費部が作動油を供給される。スプール弁１９と直角に、既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２が形成されており、これら既存のポンプ通路は、主制御ブロック２の縦軸の方向に延在する。これらポンプ通路１７．１，１７．２を、図示されてないポンプ５によって圧力作用を受ける作動油がスプール弁１９へと流れる。本発明によれば、付加的なポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４は、主制御ブロック２の縦軸の方向に既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２に対して平行に延在し、ポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ０１  １７．１は、第１のポンプ５．１によって供給され、ポンプ通路Ｐ２  １７．４  及びＰ０２  １７．２は、第２のポンプ５．２によって供給される。従って、ポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２は、従来の方法で図示されてない油圧消費部１８にシリアルに供給し、ポンプ通路Ｐ１  １７．３  及びＰ２  １７．４は、付属するスプール弁１９を介して油圧消費部１８に付加的にパラレルに供給する。これにより、第１のポンプ５．１と第２のポンプ５．２は、それぞれ１つの直列通路と平行通路に、即ちポンプ通路Ｐ０１  １７．１とＰ１  １７．３もしくはポンプ通路Ｐ０２１７．２とＰ２  １７．４に供給をする。圧力作用を受けるポンプラインＰＬ１  ２０．１及びＰＬ２  ２０．２が主制御ブロック２に入った後、これらポンプラインは、ポンプ通路Ｐ０１  １７．１とＰ１  １７．３もしくはＰ０２  １７．２とＰ２  １７．４に分岐する。全てのポンプ通路１７は、主制御ブロック２の縦軸の方向に主制御ブロック２への入口からオプションブロック１１を介して遮蔽プレート１４にまで延在する。各セクション３の通路構造は、ほぼ同一であり、即ち、全てのセクション３は、ポンプ通路１７を形成するための同じ様式のブレークスルーを備える。作動油の各スプール弁１９への供給は、図２に詳細に図示されているように、２つの負荷保持弁２４を備える第１のブリッジ通路６．１を介して行なわれる。スプール弁１９によって、当業者が追体験可能なように、８方３位置弁の開放している回路の所望の位置が得られる。両方の外側のスプール弁１９により要求の減少が高い場合には、場合によってはもはや十分には内側に位置するセクション３のスプール弁１９のための作動油が提供されない。従って、本発明によれば、既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２に対して平行に主制御ブロック２の縦軸の方向に延在する２つの付加的なポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４が設けられている。これらポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４の形成以外に、個々の各セクション３は、各通路１７．３，１７．４のためのブレークスルーを備えるので、ブリッジ通路６．２に対する接続���与えられている。
【００３１】
図２は、主制御ブロック２のセクション３の詳細図を、模範的に図示されてない油圧消費部１８のスプール弁１９のために示す。セクション３は、その消費部側の制御エッジＡ及びＢ２１を有する少なくとも１つのスプール弁１９と、２つのブリッジ通路６．１，６．２と、２つの負荷保持弁２４と、１つの一方向絞り弁７と、１つの盲プラグ８と、２つの２次圧力制限弁１０とを有する。
【００３２】
この図によれば、既存の第１のブリッジ通路６．１は、スプール弁１９の右に、本発明による第２のブリッジ通路６．２は、スプール弁１９の左に配設されている。両ブリッジ通路６．１，６．２は、これらブリッジ通路が共に環状ブリッジ６を形成するように互いに配設されている。既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２並びにその消費部側の制御エッジＡ及びＢ２１を有するスプール弁１９は、図示した図では垂直に整向されている第１の仮想平面内に配設されている。両方の付加的なポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４は、第１の平面に対して平行に整向されている第２の仮想平面内に配設されている。ポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ０１  １７．１は、第１及び第２の平面と直角に整向されている鏡面軸に対してポンプ通路Ｐ２  １７．４及びＰ０２  １７．２と鏡面対称に配設されている。
【００３３】
この種の機能を満足するために、第１のブリッジ通路６．１は、ポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２並びにセクション３のスプール弁１９の消費部側の制御エッジＡ及びＢ２１と連結され、本発明による第２のブリッジ通路６．２は、ポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４並びに同様にセクション３のスプール弁１９の消費部側の制御エッジＡ及びＢ２１と連結されている。従って、スプール弁１９は、例えばショベルシリンダへの供給のために、ポンプ通路Ｐ０１  １７．１，Ｐ０２  １７．２及びＰ１  １７．３によって作動油の作用を受けることができる。盲プラグ８は、図示した図では、ポンプ通路Ｐ２  １７．４を閉鎖する。
【００３４】
第１のブリッジ通路６．１が２つの負荷保持弁２４を備えるのに対し、第２のブリッジ通路６．２には、それぞれ１つの一方向絞り弁７と盲プラグ８とが配設されている。２次圧力制限弁１０がスプール弁１９の消費部側に配置されていることが、当業者には明らかである。ストップ弁１６は、この配設で、詳細には示されてない消費通路Ａ及びＢを、機能を満足するための、外部に配設される別のストップ弁ブロックを何ら必要としないように閉鎖する。
【００３５】
盲プラグ８又は一方向絞り弁７の代わりに、圧力調整装置９を配設することができ、これにより、セクション３のスプール弁１９は、従って油圧制御システム１全体は、ユーザの要求に対して非常に柔軟に構成可能である。
【００３６】
本発明の別の形成では、図示されてない油圧消費部１８／ジブに付属するセクション３は、第２のブリッジ６．２を何ら備えない。ジブのシリンダへの油圧供給が供給不足に関して十分に高いプライオリティを付与されているので、このセクション３は、本発明による第２のブリッジ６．２がなくても形成することができる。ジブのシリンダは、上昇させるために優先的に既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２から供給を受ける。ジブの降下は、その自重を利用して、特別に形成された中空スプール弁によって行なわれ、シリンダのピストン空間から、シリンダの環状空間を満たすためにスプール弁１９を介して部分容積流が利用される。この再生機能によって、ポンプ５は、降下工程のために何ら必要ない。
【００３７】
同様に形成された再生機能を、スティックシリンダの制御のために使用してもよい。
【００３８】
ストップ弁１６の使用は、例えばジブの望まれない降下が、停止時間が長い場合に油圧回路のリーク損失によって回避されない場合に、選択的に可能である。建設機械をホイストとして使用することに関して必要な安全設定を満足するために、選択的にストップ弁１６の代わりに配管破裂防止装置を使用してもよい。
【００３９】
図示されてない建設機械の油圧消費部１８／バックステーシリンダのためのセクション６の好ましい形成にあっては、第２のブリッジ６．２は、圧力調整装置９以外に付加的な盲プラグ８を備える。
【００４０】
図３は、オプションブロック１１及び遮蔽要素１４に関連した主制御ブロック２のセクション６の詳細図を図示する。
【００４１】
主制御ブロック２のセクション６の重要な特徴は、オーバーフロー弁１３と、ハンマ弁１２と、圧力調整装置９と、負荷圧力を除去するための流量コントローラ２７と、シャトル弁チェーン２６の第１の部分と、スプール弁１９とである。
【００４２】
オプションブロック１１は、端面側で主制御ブロック２と結合されており、別のスプール弁１９と、圧力調整装置９と、負荷圧力制限部２３と、シャトル弁チェーン２６の第２の部分とを有する。
【００４３】
本発明によるプラス弁１５は、端面側でオプションブロック１１に接続する遮蔽要素１４内に配設されている。
【００４４】
主制御ブロック２とオプションブロック１１と遮蔽要素１４間の結合は、付加的に圧力をシールする耐熱性のシールによって保護されているそれぞれ１つのフランジ結合によって行なわれる。
【００４５】
例えばオプションブロック１１を介して消費部を制御し、主制御ブロック２のセクション６を介して消費部を制御するために複数の圧力調整装置９を同時に使用する場合、負荷圧力の比較がシャトル弁チェーン２６によって行なわれる。
【００４６】
既に述べたように、フランジ固定可能なオプションブロック１１は、付加的な配管のための費用を使用しないで図示されてない別の油圧消費部１８を油圧制御システム１に統合するために主制御ブロック２の端面に配設することができる。図４に図示されているように、オプションブロック１１は、第１のブリッジ通路６．１と共に１つの環状ブリッジ６を成すように形成されている第２のブリッジ通路６．２を備える。従って、オプションブロック１１も、主制御ブロック２と同じ通路構造１７を備える。第２のブリッジ通路６．２の回路には、圧力調整装置９が配設されており、この圧力調整装置は、油圧消費部１８の所望の負荷への非依存性を保証するために、Ｐ２  １７．４と第２のブリッジ通路６．２間の接続を生じさせる。それぞれスプール弁１９の消費部側に、２つの２次圧力制限弁１０が配設されており、これら２次圧力制限弁は、許容不能の外部からの負荷圧力から油圧制御システム１を保護する。
【００４７】
図５には、主制御ブロック２内に配設されているオーバーフロー弁１３の詳細図が図示されている。オーバーフロー弁１３は、ポンプ５．２によって提供される、図示されてないオプションブロック１１内の油圧消費部１８又はセクション６の油圧消費部によって必要とされない容積流が一定の圧力に達した場合にポンプ通路Ｐ２  １７．４からポンプ通路Ｐ０２  １７．２へと流れることができるように、ポンプ通路Ｐ２  １７．４とポンプ通路Ｐ０２  １７．２を接続する。オーバーフロー弁１３のパイロットステージとしての固定調整される圧力制限弁１３．１は、ポンプ通路Ｐ２  １７．４内の必要な圧力レベルを実現し、これにより、作動油の取付けユニットへの優先的な供給が保証される。このため、パイロット弁１３．１は、有利にオーバーフロー弁１３の内部のパイロット制御圧に作用する。更に、付加的なノズルと接続された流量コントローラ２７が設けられており、この流量コントローラは、望ましくない油圧緊張が何ら生じない場合に限って、油圧伝達通路の負荷を解除するために寄与する。
【００４８】
オプションブロック１１の油圧消費部１８又は主制御ブロック２のセクション６内の消費部への供給は、ポンプ通路Ｐ２  １７．４によって実現され、これに対してこれら消費部によって必要とされない油圧容積流は、ポンプ通路Ｐ０２  １７．２を介してシステム全体に引き渡される。
【００４９】
従って、選択的な消費部によって利用されないポンプ５．２の残余容積流もエネルゲティッシュ的にシステム全体に提供される。
【００５０】
これとは対照的に、油圧消費部１８がポンプ５．２によって提供できるのよりも多くの容積流を必要とする場合には、制御可能な本発明によるプラス弁１５を設けることができる。
【００５１】
これは、通常は、スプール弁１９によって優先的にオプションブロック１１においてポンプ５．２によりポンプ通路Ｐ２  １７．４を介して作動油の供給を受ける取付けユニットに関しての問題である。このプラス弁１５は、図６から分かるように、主制御ブロック２の遮蔽要素１４内に配設されている。この場合、ポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４の容積流は、必要時に結合され、油圧消費部１８に供給される。構造的に、プラス弁１５は、作動油の容積流がポンプ通路Ｐ１  １７．３からポンプ通路Ｐ２  １７．４に流れるように形成されている。ポンプ通路Ｐ１  １７．３は、作動油の還流を防止するために、遮蔽要素１４の領域に逆止弁２２を備える。
【００５２】
図７による主制御ブロック２内の制御可能なハンマ弁１２の配設によって、ハンマ還流路内を流れる作動油が直接的にタンクに供給され、間接的にスプール弁１９の後に接続された主制御ブロック２の共通の還流ラインを介して供給されないので、外部の補助弁を省略することができる。ハンマ弁１２は、メインステージとパイロットステージ１２．１を備え、コストと標準化の理由から、このメインステージのバルブインサートは、ストップ弁１６のバルブインサートと同一である。圧力検知オリフィス１２．２は、メインステージの制御圧の除去もしくは制御圧の作用あるいは開閉を行なうために使用されるパイロットステージ１２．１のためのシステム内の制御圧の検知を可能にする。
【００５３】
ストップ弁１６で使用されるバルブインサートとは違うものが使用される場合であっても、発明思想の道程を逸脱することはない。
【００５４】
全てのセクション３のスプール弁１９並びにオプションブロック１１のスプール弁１９の操作は、好ましくは電気油圧的なパイロット制御によって行なわれるが、従来の油圧的なパイロット制御も可能である。
【００５５】
本発明による油圧システム１によって、今や必要に応じた柔軟な作動油の油圧消費部への供給を実現することができ、付加的にポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４と、これらポンプ通路と接続された第２のブリッジ通路６．２とを配設すること、プラス弁１５、オーバーフロー弁１３及び制御可能なハンマ弁１２を使用することによって、エネルゲティック的に有利な運転操作が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】主制御ブロックの油圧基本構造を示す。
【図２】スプール弁−ショベルのセクションの詳細図を示す。
【図３】セクション６と、圧力調整装置と、オーバーフロー弁とを有し、ハンマ弁が統合された主制御ブロックの油圧基本構造の詳細図と、圧力調整装置と負荷圧力制限部を有するオプションブロックの詳細図と、プラス弁を有する遮蔽プレートの詳細図とを示す。
【図４】圧力調整装置を使用したオプションブロックの詳細図を示す。
【図５】オーバーフロー弁を使用した主制御ブロックの詳細図を示す。
【図６】プラス弁を使用した遮蔽プレートの詳細図を示す。
【図７】統合されたハンマ弁を使用した主制御ブロックの詳細図を示す。
【符号の説明】
【００５７】
１          油圧制御システム
２          主制御ブロック
３          セクション
３．１      スプール弁のポンプ側
３．２      スプール弁の消費部側
４          油圧タンク
５          ポンプ
５．１      第１のポンプ
５．２      第２のポンプ
６          環状ブリッジ
６．１      第１のブリッジ通路
６．２      第２のブリッジ通路
７          一方向絞り弁
８          盲プラグ
９          圧力調整装置
１０        ２次圧力制限弁
１１        オプションブロック
１２        ハンマ弁
１２．１    圧力検知オリフィス
１２，２    ハンマ弁のパイロットステージ
１３        オーバーフロー弁
１３．１    パイロットステージとしての圧力制限弁
１４        遮蔽要素
１５        プラス弁
１６        ストップ弁
１７        ポンプ通路
１７．１    ポンプ通路Ｐ０１
１７．２    ポンプ通路Ｐ０２
１７．３    ポンプ通路Ｐ１
１７．４    ポンプ通路Ｐ２
１８        油圧消費部
１９        スプール弁
２０        ポンプライン
２０．１    第１のポンプラインＰＬ１
２０．２    第２のポンプラインＰＬ２
２１        消費部側のＡ−Ｂ制御エッジ
２２        逆止弁
２３        負荷圧力除去部
２４        負荷保持弁
２５        鏡面軸
２６        シャトル弁チェーン
２７        流量コントローラ
【図１】
2007501914.tif 000003
【図２】
2007501914.tif 000004
【図３】
2007501914.tif 000005
【図４】
2007501914.tif 000006
【図５】
2007501914.tif 000007
【図６】
2007501914.tif 000008
【図７】
2007501914.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月9日(2006.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にスプール弁（１９）が配設された複数のセクション（３）を構成する１つの主制御ブロック（２）と、１つの油圧タンク（４）と、第１のポンプ（５．１）及び第２のポンプ（５．２）によって圧力を作用可能に形成された、スプール弁（１９）を介して作動油を油圧消費部（１８）にシリアルに供給するための２つのポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ０２（１７．２）とを少なくとも備える、特に掘削機の油圧消費部（１８）を制御するための建設機械用油圧制御システム（１）において、
スプール弁（１９）を通過せずに、ポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ０２（１７．２）に対して平行に延在し、付加的にスプール弁（１９）により油圧消費部（１８）へのパラレル供給を保証するために設置されている２つの別のポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）が設けられていることを特徴とする建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項２】
ポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ１（１７．３）が第１のポンプ（５．１）によって、ポンプ通路Ｐ０２（１７．２）及びＰ２（１７．４）が第２のポンプ（５．２）によって圧力を作用可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項３】
各セクション（３）が、第１のブリッジ通路（６．１）と第２のブリッジ通路（６．２）を備え、第１のブリッジ通路（６．１）がポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ０２（１７．２）をそれぞれのスプール弁（１９）と接続し、第２のブリッジ通路（６．２）が付加的なポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）をそれぞれのスプール弁（１９）と接続することを特徴とする請求項１又は２に記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項４】
第１のブリッジ通路（６．１）と第２のブリッジ通路（６．２）とが互いに油圧連結され、環状ブリッジ（６）を形成することを特徴とする請求項３に記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項５】
主制御ブロック（２）が、この主制御ブロックの縦に延在する方向に、油圧制御システム（１）の機能を拡大するためのオプションブロック（１１）によって拡大可能に形成されており、このオプションブロック（１１）が、既存のポンプ通路Ｐ０１（１７．１）及びＰ０２（１７．２）と付加的なポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）と油圧連結されるように形成されていること、オプションブロック（１１）が、主制御ブロック（２）と同様の通路構造を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項６】
主制御ブロック（２）及び／又はそれぞれのオプションブロック（１１）内に、ポンプ通路Ｐ２（１７．４）をポンプ通路Ｐ０２（１７．２）と接続する自動的なオーバーフロー弁（１３）が設けられており、第２のポンプ（５．２）によってポンプ通路Ｐ２（１７．４）を介して提供される油圧消費部（１８）によって必要とされない作動油の容積流がポンプ通路Ｐ０２（１７．２）に達することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項７】
主制御ブロック（２）が、少なくとも１つの端面に遮蔽要素（１４）を備え、この遮蔽要素内で、ポンプ通路Ｐ０２（１７．２）とポンプ通路Ｐ２（１７．４）とが互いに油圧連結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項８】
遮蔽要素（１４）が、制御可能なプラス弁（１５）を備え、このプラス弁が、ポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）と接続されており、必要時にポンプ通路Ｐ１（１７．３）及びＰ２（１７．４）内を流れる作動油の容積流を個々の油圧消費部（１８）に供給することを特徴とする請求項７に記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項９】
主制御ブロック（２）が、メインステージとパイロットステージ（１２．２）と制御圧検知オリフィス（１２．１）とを有する制御可能なハンマ弁（１２）を備え、制御圧検知オリフィス（１２．１）によって、パイロットステージ（１２．２）のためのシステム内の制御圧の検知が可能であり、制御圧によってメインステージが開放もしくは閉鎖されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項１０】
セクション（３）が、第２のブリッジ通路（６．２）の領域に一方向絞り弁（７）と盲プラグ（８）とを備え、一方向絞り弁（７）が、スプール弁（１９）にポンプ通路Ｐ１（１７．３）により提供された容積流によって作動油を供給し、盲プラグ（８）が、ポンプ通路Ｐ２（１７．４）とスプール弁（１９）間の接続部を油圧的に閉鎖することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【請求項１１】
オプションブロック（１１）が、ポンプ通路Ｐ２（１７．４）と第２のブリッジ（５．２）とを互いに接続する制御可能な圧力調整装置（９）を備え、この圧力調整装置（９）が、付加的な油圧消費部（１８）に所望の圧力と作動油の所望の容積流とを負荷圧力に依存せずに供給することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の建設機械用油圧制御システム（１）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の上位概念による、特に掘削機の油圧消費部を制御するための建設機械用油圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポンプによって提供された作動油の容積流が全ての油圧消費部に供給するために不十分である場合に、全ての油圧消費部に対して比例して吐出量を低下させるロードセンシングシステム（ＬＵＤＶ）が従来技術から公知である。このコントロールプランは、スプール弁に関して後続して配設されている圧力調整装置によって置換される。圧力形によって、消費部側のＡ−Ｂ−制御エッジに関する圧力差は、一定に、従って負荷に依存せずに維持される。
【０００３】
広く知られた油圧制御システムには、ネガティブフローコントロール（ＮＦＣ）もある。この場合、スプール弁の動きによって、オープンセンタ通路内の容積流が低下し、これによりネガティブフローコントロール弁で利用される制御容積流が低下する。
【０００４】
ネガティブフローコントロール弁では、制御容積流の変化が、ポンプをコントロールするための制御信号として利用される圧力差に変えられる。ロードセンシングシステムとは対照的に、圧力形によって負荷の補償は何ら行なわれない。
【０００５】
従来技術では、更に特許文献１から需要対応制御システム（ＰＭＳＩＩＩ）が公知である。この制御システムにとって特徴的であるのは、制御圧が上昇する場合にポンプが「ポジティブコントロール原理」に従って大きな排出容積に調節されることである。この場合、ポンプ側の制御エッジＣ１及びＣ２の横断面が減少し、これら制御エッジＣ１及びＣ２の前の流体の容積流が堰き止められる。同時に、消費部側の制御エッジＡ及びＢが開き始め、これにより、システム圧が負荷保持弁を開放して、流体の容積流が消費部側の制御エッジＡ及びＢの拡大された横断面を介して流れることができるようになるまで、消費部の負荷圧力も制御エッジＣ１及びＣ２によって上昇させられたシステム圧も負荷保持弁に作用する。
【０００６】
実務で大抵適用される建設機械用制御システムとの対比によれば、調査報告された需要対応制御システム（ＰＭＳＩＩＩ）により８方３位置スプール弁と相応のブロック構造によって付加的な構成要素を有していない消費部は、２つのポンプをブロック内でプラスすることによって得られる流体容積流の供給を受けることができる。それ以外に、ブロック構造は、シリアルでスプール弁に作動油を作用させる２つのポンプを使用することによって、単純に、２つの、それどころか旋回円と関連して３つの異なったシステム圧で操作を行なうことができることを許容する。過小評価すべきでない別の利点は、両方のポンプとスプール弁を平行制御することによって、建設機械の使用及び顧客の要望に依存して機械特性を非常に異なったものにする、異なったシステム調整を得ることができることに理由がある。個々の油圧機能が負荷圧力補償されるように制御されないことによって、操作員は、いつでも掘削プロセスの感覚を維持したままになる。
【０００７】
加えて、個々の機能の油圧の解除は、単純に、スプール弁の制御もしくは移動に際してポンプ通路をストロークに依存して閉鎖するスプール弁のＣ制御エッジによって行なわれる。更に弁状の圧力調整装置は何ら必要とされず、これは、一方でエネルゲティック的に効率的であり、他方で油圧制御システムを簡単に構成させる。
【０００８】
特許文献１によるこの制御システムは成熟しているにもかかわらず、主制御ブロックアーキテクチャの本質に由来するいくつかの不都合が生じる。例えば、スプール弁の直列接続には、Ｃエッジと関連して、場合によっては消費部が供給不足になるという欠点がつきまとう。特に、その主制御ブロックの中心に配設されたスプール弁の場合は、これらのスプール弁によって作動油の供給が不足した消費部が、これに課された使命を限定されるという危険がある。この部分的に限定された消費部の供給は、付加的に更に制限されたオプション又は補助機能の制御性によって、特に一定の容積流の必要時に補足される。過去には、例えばフライス盤又は磁石装置のような補助機能の使用によって、一定の容積流は、両方の主ポンプの一方を固定することによって一定の排出容積に調整しなければならない。これにより残りの油圧システムは、両方の主ポンプの一方は限定的にしかこの補助機能を提供されないので、その機能範囲を著しく限定される。
【０００９】
いわゆる特殊機能用サンドイッチ要素によるこれまでの主制御ブロックの端面の拡大は、技術的に可能でない。従って、特殊機能の組込みは、付加的な弁と配管によって行なわれなければならず、これは、技術の投入とこれに結び付いたコストを些細でないものにする。
【特許文献１】独国特許第２３  ６４  ２８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、直列供給の欠点を克服し、ポンプ容積流を簡単に内部でプラスするという利点と種々のシステム圧で操作するという可能性を同時に維持した場合に作動油の消費部への必要に応じた供給を可能にする油圧制御システムを開発することにある。加えて、本発明の別の課題は、著しい構造上の消費をすることなく別の油圧消費部の油圧制御システムへの組込みを可能にするために、既存の主制御ブロックの選択的な拡大を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴によって解決され、下位の請求項には、本発明の別の有利な形成が示されている。
【００１２】
驚くべきことに、複雑でその多様性が外見上両立不能なこの課題は、作動油の油圧消費部へのシリアルの供給を保証する既存のポンプ通路Ｐ０１及びＰ０２に加えて、これらポンプ通路に対して平行に配設された、建設機械の主制御ブロックのスプール弁によって油圧消費部へのパラレル供給を保証するための、スプール弁を通過しない２つの別のポンプ通路Ｐ１及びＰ２が設けられていることによって解決することができる。本発明によれば、第１のブリッジ通路に加えて、第１のブリッジ通路と共に環状ブリッジを構成する第２のブリッジ通路が主制御ブロックの各セクションに設けられている。ポンプ平行通路Ｐ１及びＰ２によって、環状通路には、付加的な容積流を配分することができる。この場合、配分は、柔軟に、絞り、一方向絞り弁、圧力調整装置等のような種々の弁機能によって実現することができる。
【００１３】
従って、既存の油圧制御システムは、今や、機械の収容された最大容積流を可能にする限り、各消費部が対応するそのスプール弁によって所望の容積流に関して必要に応じて供給を受けるように柔軟に拡大される。全ての消費部は、同時に運転することができ、圧力調整装置を使用した場合には、負荷圧力の補償をし、互いに依存しない。これは、快適さを高め、運転操作を確実にする。運転操作とは、建設機械の操作員が、例えばショベル、ジブ又は走行部のような油圧消費部を利用して行なう全ての工程であると理解すべきである。
【００１４】
好ましくは、付加的なポンプ通路Ｐ１及びＰ２は、主制御ブロックの縦軸の方向に既存のポンプ通路Ｐ０１及びＰ０２に対して平行に延在し、ポンプ通路Ｐ１及びＰ０１は、第１のポンプによって供給を受け、ポンプ通路Ｐ２及びＰ０２は、第２のポンプによって供給を受ける。従って、ポンプ通路Ｐ０１及びＰ０２は、従来の方法でシリアルに油圧消費部に供給し、ポンプ通路Ｐ１及びＰ２は、付属するスプール弁を介して付加的にパラレルに油圧消費部に供給する。従って、第１のポンプと第２のポンプは、それぞれ１つの直列通路と平行通路に、即ちポンプ通路Ｐ０１及びＰ１もしくはポンプ通路Ｐ０２及びＰ２に供給する。
【００１５】
別の構成については、主制御ブロックがモノリシックの鋳物又は互いに接合された複数の同様の鋳物部材から成っていればよいということが前提となる。主制御ブロックの製造に依存せずに、主制御ブロックは、それぞれ１つの消費部のためのスプール弁が配設されている複数のセクションに分割される。
【００１６】
圧力作用を受けるポンプラインＰＬ１及びＰＬ２の主制御ブロックへの入口の直後で、これらのポンプラインは、ポンプ通路Ｐ０１及びＰ１もしくはＰ０２及びＰ２に分岐する。全てのポンプ通路は、主制御ブロックの縦軸の方向に主制御ブロックへの入口から遮蔽要素に至るまで延在する。
【００１７】
特許文献１に開示されているように、主制御ブロックに向かって互いに連なる油圧連結された８方３位置スプール弁を有する個々のセクションは、ポンプ通路Ｐ０１及びＰ０２を消費部側の制御エッジＡ及びＢと接続するそれぞれ１つの第１のブリッジ通路を有する。付加的に、スプール弁セクションは、本発明によれば第２のブリッジ通路を備え、このブリッジ通路を介して、８方３位置スプール弁は、従って消費部側の制御エッジＡ及びＢは、付加的なポンプ通路Ｐ１及びＰ２によって作動油を供給される。
【００１８】
これら両方のブリッジ通路は、これら両ブリッジ通路が共通の環状ブリッジを形成し、この環状ブリッジから、消費部側の制御エッジＡ及びＢのための容積流を取り出すことができるように、環状に形成され、互いに油圧連結されている。
【００１９】
スプール弁の使用に依存して、環状ブリッジに対するポンプ通路Ｐ１及びＰ２の接続は、ストップ弁及び／又は一方向絞り弁及び／又は圧力調整装置及び／又は盲プラグによって選択的に形成することができる。
【００２０】
本発明のコンセプトによれば、主制御ブロックは、フランジ固定可能なオプションブロックによって、高価で不利な補助配管をする必要なく、付加的な油圧消費部又は取付けユニットを油圧システムに組み込むことができるように拡大することができる。オプションブロックは、主制御ブロックと同じ通路構造を備える。オプションブロックの配設は、遮蔽プレートと、好ましくは建設機械の基本機能を含んでいる主制御ブロック間で行なわれ、この場合、オプションブロックから供給を受ける油圧消費部の容積流の制限は、特に有利に制御棒のストロークの制限によって実現することができる。横断面を顧慮したスプール弁のＣ制御エッジの有効な形成によって、油圧制御システムに対する付加的なポンプ通路の作用が直接影響を受ける。
【００２１】
本発明の好ましい実施形では、オプションブロックが従来の圧力形を備える。この圧力形によって、このスプール弁に接続する付加的な消費部のための所望の容積流は、負荷圧力に依存せずに提供することができる。従って、オプションブロックから供給を受ける消費部は、主制御ブロックの他の油圧消費部からの影響を受けないままである。圧力形の配設は、選択的にポンプ通路Ｐ１及び／又はＰ２と環状のブリッジ通路間で行なわれてもよい。
【００２２】
例えば油圧ハンマのような特殊な取付けユニットは、その機能に従った目的を満足するために、ほぼ無圧のタンクへの還流ラインを必要とする。この条件は、本発明により制御可能なハンマ弁が主制御ブロックに配設されていることによって顧慮される。本発明のこの好ましい実施形によって、ハンマ制御をするための外部に配設される従来の補助弁とその配管を省略することができる。ハンマ弁は、メインステージとこのメインステージを制御するためのパイロットステージとを備え、メインステージで使用されるバルブインサートは、コストと標準化の理由から、後で説明するストップ弁のバルブインサートと同一である。
【００２３】
建設機械の装備のバリエーションに依存して、このハンマ弁は、機能的にセクション６のスプール弁にもオプションブロックのスプール弁にも対応させることができる。
【００２４】
提起された課題を解決するため、更に、主制御ブロックの遮蔽要素内に配設されているプラス弁が設けられている。このプラス弁によって、必要時にポンプ通路Ｐ１及びＰ２を流れる作動油の容積流の結合は、結合されたこの容積流を個々の油圧消費部に供給する目的で実現することができる。従って、特に、その機能を満足するためには個々の油圧ポンプによって提供することができるものよりも多くの容積流を必要とする取付けユニットは、本発明により供給を受けることができる。
【００２５】
別の有利な構造上の解決策のバリエーションによって、即ちオーバーフロー弁を使用することによって、選択的な消費部によって必要とされない、第２のポンプによってポンプ通路Ｐ２を介して提供される作動油の容積流は、ポンプ通路Ｐ０２に提供することができる。使用され、固定調整される固有応答圧力の圧力弁は、パイロットステージとして必要な平行通路Ｐ２内の圧力レベルを実現するので、残りの容積流がポンプ通路Ｐ０２の油圧システム全体に提供されるまで、プライオリティの高いオプションブロックの付加的な機能が与えられる。
【００２６】
本発明による油圧制御システムは、基本的に２系統圧力システムとして形成されており、並行に配設された２つのポンプは、油圧システムが第１のポンプと第２のポンプの容積流をプラスした１系統圧力システムとして運転できるように、必要時に油圧的に協働することができる。
【００２７】
本発明による油圧システムが需要対応制御の特徴と従来技術から公知のロードセンシング制御の特徴を組み合せることを特徴とすることを、当業者は追体験可能である。従って、各ポンプが既存のポンプ通路と本発明による付加的なポンプ通路に作動油を供給するので、各スプール弁に対する作動油の２重作用を実現することができ、これにより、油圧の供給に関して所望の重複をさせることができる。
【００２８】
従来技術に対する本発明の重要な利点及び特徴は、本質的に、
・２つの付加的なポンプ通路Ｐ１及びＰ２による作動油の油圧消費部へのパラレル供給
・第１のブリッジ通路と共に環状ブリッジを構成し、これによりポンプ通路Ｐ０１，Ｐ０２，Ｐ１及びＰ２からの作動油の油圧消費部への重複供給を保証する付加的な第２のブリッジ通路の配設
・需要対応制御の特徴とロードセンシング制御の特徴からの組み合わせと、負荷保持弁、差圧弁、減圧弁、及び圧力調整装置を使用することによる作動油の柔軟性の向上
・制御棒のストロークを制限することによってオプションブロックにより供給を受ける消費部のための容積流を制限できる、オプションブロックによる主制御ブロックの拡大性
・必要時に、第２のポンプによってポンプ通路Ｐ２を介して提供される、選択的な消費部によって必要とされない作動油の容積流の割合をポンプ通路Ｐ０２を介してシステム全体に提供するためのオーバーフロー弁の使用
・必要時に、ポンプ通路Ｐ１及びＰ２を流れる作動油の容積流の結合を保証するためのプラス弁の使用
・付加的な弁又は配管を省くためにハンマ弁を主制御ブロックの下に配設する、作動油の無圧のフィードバックするための制御可能なハンマ弁の使用
である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の種々の解決策及び利点を、添付図に関連した好ましい実施形の後続の詳細な説明から明らかにする。
【００３０】
図１は、本発明による油圧制御システム１の油圧基本構造を示す。一般的に符号２で示した主制御ブロックは、模範的に示すように、６つのセクション３、オプションブロック１１、並びに油圧的及び機械的に互いに１つの中実のブロックを成すように結合されている遮蔽要素１４を有する。セクション３及びオプションブロック１１内には、摺動可能なスプール弁１９が配設されており、これラスプール弁によって、個々の油圧消費部が作動油を供給される。スプール弁１９と直角に、既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２が形成されており、これら既存のポンプ通路は、主制御ブロック２の縦軸の方向に延在する。これらポンプ通路１７．１，１７．２を、図示されてないポンプ５によって圧力作用を受ける作動油がスプール弁１９へと流れる。本発明によれば、付加的なポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４は、主制御ブロック２の縦軸の方向に既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２に対して平行に延在し、ポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ０１  １７．１は、第１のポンプ５．１によって供給され、ポンプ通路Ｐ２  １７．４  及びＰ０２  １７．２は、第２のポンプ５．２によって供給される。従って、ポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２は、従来の方法で図示されてない油圧消費部１８にシリアルに供給し、ポンプ通路Ｐ１  １７．３  及びＰ２  １７．４は、付属するスプール弁１９を介して油圧消費部１８に付加的にパラレルに供給する。これにより、第１のポンプ５．１と第２のポンプ５．２は、それぞれ１つの直列通路と平行通路に、即ちポンプ通路Ｐ０１  １７．１とＰ１  １７．３もしくはポンプ通路Ｐ０２１７．２とＰ２  １７．４に供給をする。圧力作用を受けるポンプラインＰＬ１  ２０．１及びＰＬ２  ２０．２が主制御ブロック２に入った後、これらポンプラインは、ポンプ通路Ｐ０１  １７．１とＰ１  １７．３もしくはＰ０２  １７．２とＰ２  １７．４に分岐する。全てのポンプ通路１７は、主制御ブロック２の縦軸の方向に主制御ブロック２への入口からオプションブロック１１を介して遮蔽プレート１４にまで延在する。各セクション３の通路構造は、ほぼ同一であり、即ち、全てのセクション３は、ポンプ通路１７を形成するための同じ様式のブレークスルーを備える。作動油の各スプール弁１９への供給は、図２に詳細に図示されているように、２つの負荷保持弁２４を備える第１のブリッジ通路６．１を介して行なわれる。スプール弁１９によって、当業者が追体験可能なように、８方３位置弁の開放している回路の所望の位置が得られる。両方の外側のスプール弁１９により要求の減少が高い場合には、場合によってはもはや十分には内側に位置するセクション３のスプール弁１９のための作動油が提供されない。従って、本発明によれば、既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２に対して平行に主制御ブロック２の縦軸の方向に延在する２つの付加的なポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４が設けられている。これらポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４の形成以外に、個々の各セクション３は、各通路１７．３，１７．４のためのブレークスルーを備えるので、ブリッジ通路６．２に対する接続���与えられている。
【００３１】
図２は、主制御ブロック２のセクション３の詳細図を、模範的に図示されてない油圧消費部１８のスプール弁１９のために示す。セクション３は、その消費部側の制御エッジＡ及びＢ２１を有する少なくとも１つのスプール弁１９と、２つのブリッジ通路６．１，６．２と、２つの負荷保持弁２４と、１つの一方向絞り弁７と、１つの盲プラグ８と、２つの２次圧力制限弁１０とを有する。
【００３２】
この図によれば、既存の第１のブリッジ通路６．１は、スプール弁１９の右に、本発明による第２のブリッジ通路６．２は、スプール弁１９の左に配設されている。両ブリッジ通路６．１，６．２は、これらブリッジ通路が共に環状ブリッジ６を形成するように互いに配設されている。既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２並びにその消費部側の制御エッジＡ及びＢ２１を有するスプール弁１９は、図示した図では垂直に整向されている第１の仮想平面内に配設されている。両方の付加的なポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４は、第１の平面に対して平行に整向されている第２の仮想平面内に配設されている。ポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ０１  １７．１は、第１及び第２の平面と直角に整向されている鏡面軸に対してポンプ通路Ｐ２  １７．４及びＰ０２  １７．２と鏡面対称に配設されている。
【００３３】
この種の機能を満足するために、第１のブリッジ通路６．１は、ポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２並びにセクション３のスプール弁１９の消費部側の制御エッジＡ及びＢ２１と連結され、本発明による第２のブリッジ通路６．２は、ポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４並びに同様にセクション３のスプール弁１９の消費部側の制御エッジＡ及びＢ２１と連結されている。従って、スプール弁１９は、例えばショベルシリンダへの供給のために、ポンプ通路Ｐ０１  １７．１，Ｐ０２  １７．２及びＰ１  １７．３によって作動油の作用を受けることができる。盲プラグ８は、図示した図では、ポンプ通路Ｐ２  １７．４を閉鎖する。
【００３４】
第１のブリッジ通路６．１が２つの負荷保持弁２４を備えるのに対し、第２のブリッジ通路６．２には、それぞれ１つの一方向絞り弁７と盲プラグ８とが配設されている。２次圧力制限弁１０がスプール弁１９の消費部側に配置されていることが、当業者には明らかである。ストップ弁１６は、この配設で、詳細には示されてない消費通路Ａ及びＢを、機能を満足するための、外部に配設される別のストップ弁ブロックを何ら必要としないように閉鎖する。
【００３５】
盲プラグ８又は一方向絞り弁７の代わりに、圧力調整装置９を配設することができ、これにより、セクション３のスプール弁１９は、従って油圧制御システム１全体は、ユーザの要求に対して非常に柔軟に構成可能である。
【００３６】
本発明の別の形成では、図示されてない油圧消費部１８／ジブに付属するセクション３は、第２のブリッジ６．２を何ら備えない。ジブのシリンダへの油圧供給が供給不足に関して十分に高いプライオリティを付与されているので、このセクション３は、本発明による第２のブリッジ６．２がなくても形成することができる。ジブのシリンダは、上昇させるために優先的に既存のポンプ通路Ｐ０１  １７．１及びＰ０２  １７．２から供給を受ける。ジブの降下は、その自重を利用して、特別に形成された中空スプール弁によって行なわれ、シリンダのピストン空間から、シリンダの環状空間を満たすためにスプール弁１９を介して部分容積流が利用される。この再生機能によって、ポンプ５は、降下工程のために何ら必要ない。
【００３７】
同様に形成された再生機能を、スティックシリンダの制御のために使用してもよい。
【００３８】
ストップ弁１６の使用は、例えばジブの望まれない降下が、停止時間が長い場合に油圧回路のリーク損失によって回避されない場合に、選択的に可能である。建設機械をホイストとして使用することに関して必要な安全設定を満足するために、選択的にストップ弁１６の代わりに配管破裂防止装置を使用してもよい。
【００３９】
図示されてない建設機械の油圧消費部１８／バックステーシリンダのためのセクション６の好ましい形成にあっては、第２のブリッジ６．２は、圧力調整装置９以外に付加的な盲プラグ８を備える。
【００４０】
図３は、オプションブロック１１及び遮蔽要素１４に関連した主制御ブロック２のセクション６の詳細図を図示する。
【００４１】
主制御ブロック２のセクション６の重要な特徴は、オーバーフロー弁１３と、ハンマ弁１２と、圧力調整装置９と、負荷圧力を除去するための流量コントローラ２７と、シャトル弁チェーン２６の第１の部分と、スプール弁１９とである。
【００４２】
オプションブロック１１は、端面側で主制御ブロック２と結合されており、別のスプール弁１９と、圧力調整装置９と、負荷圧力制限部２３と、シャトル弁チェーン２６の第２の部分とを有する。
【００４３】
本発明によるプラス弁１５は、端面側でオプションブロック１１に接続する遮蔽要素１４内に配設されている。
【００４４】
主制御ブロック２とオプションブロック１１と遮蔽要素１４間の結合は、付加的に圧力をシールする耐熱性のシールによって保護されているそれぞれ１つのフランジ結合によって行なわれる。
【００４５】
例えばオプションブロック１１を介して消費部を制御し、主制御ブロック２のセクション６を介して消費部を制御するために複数の圧力調整装置９を同時に使用する場合、負荷圧力の比較がシャトル弁チェーン２６によって行なわれる。
【００４６】
既に述べたように、フランジ固定可能なオプションブロック１１は、付加的な配管のための費用を使用しないで図示されてない別の油圧消費部１８を油圧制御システム１に統合するために主制御ブロック２の端面に配設することができる。図４に図示されているように、オプションブロック１１は、第１のブリッジ通路６．１と共に１つの環状ブリッジ６を成すように形成されている第２のブリッジ通路６．２を備える。従って、オプションブロック１１も、主制御ブロック２と同じ通路構造１７を備える。第２のブリッジ通路６．２の回路には、圧力調整装置９が配設されており、この圧力調整装置は、油圧消費部１８の所望の負荷への非依存性を保証するために、Ｐ２  １７．４と第２のブリッジ通路６．２間の接続を生じさせる。それぞれスプール弁１９の消費部側に、２つの２次圧力制限弁１０が配設されており、これら２次圧力制限弁は、許容不能の外部からの負荷圧力から油圧制御システム１を保護する。
【００４７】
図５には、主制御ブロック２内に配設されているオーバーフロー弁１３の詳細図が図示されている。オーバーフロー弁１３は、ポンプ５．２によって提供される、図示されてないオプションブロック１１内の油圧消費部１８又はセクション６の油圧消費部によって必要とされない容積流が一定の圧力に達した場合にポンプ通路Ｐ２  １７．４からポンプ通路Ｐ０２  １７．２へと流れることができるように、ポンプ通路Ｐ２  １７．４とポンプ通路Ｐ０２  １７．２を接続する。オーバーフロー弁１３のパイロットステージとしての固定調整される圧力制限弁１３．１は、ポンプ通路Ｐ２  １７．４内の必要な圧力レベルを実現し、これにより、作動油の取付けユニットへの優先的な供給が保証される。このため、パイロット弁１３．１は、有利にオーバーフロー弁１３の内部のパイロット制御圧に作用する。更に、付加的なノズルと接続された流量コントローラ２７が設けられており、この流量コントローラは、望ましくない油圧緊張が何ら生じない場合に限って、油圧伝達通路の負荷を解除するために寄与する。
【００４８】
オプションブロック１１の油圧消費部１８又は主制御ブロック２のセクション６内の消費部への供給は、ポンプ通路Ｐ２  １７．４によって実現され、これに対してこれら消費部によって必要とされない油圧容積流は、ポンプ通路Ｐ０２  １７．２を介してシステム全体に引き渡される。
【００４９】
従って、選択的な消費部によって利用されないポンプ５．２の残余容積流もエネルゲティッシュ的にシステム全体に提供される。
【００５０】
これとは対照的に、油圧消費部１８がポンプ５．２によって提供できるのよりも多くの容積流を必要とする場合には、制御可能な本発明によるプラス弁１５を設けることができる。
【００５１】
これは、通常は、スプール弁１９によって優先的にオプションブロック１１においてポンプ５．２によりポンプ通路Ｐ２  １７．４を介して作動油の供給を受ける取付けユニットに関しての問題である。このプラス弁１５は、図６から分かるように、主制御ブロック２の遮蔽要素１４内に配設されている。この場合、ポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４の容積流は、必要時に結合され、油圧消費部１８に供給される。構造的に、プラス弁１５は、作動油の容積流がポンプ通路Ｐ１  １７．３からポンプ通路Ｐ２  １７．４に流れるように形成されている。ポンプ通路Ｐ１  １７．３は、作動油の還流を防止するために、遮蔽要素１４の領域に逆止弁２２を備える。
【００５２】
図７による主制御ブロック２内の制御可能なハンマ弁１２の配設によって、ハンマ還流路内を流れる作動油が直接的にタンクに供給され、間接的にスプール弁１９の後に接続された主制御ブロック２の共通の還流ラインを介して供給されないので、外部の補助弁を省略することができる。ハンマ弁１２は、メインステージとパイロットステージ１２．１を備え、コストと標準化の理由から、このメインステージのバルブインサートは、ストップ弁１６のバルブインサートと同一である。圧力検知オリフィス１２．２は、メインステージの制御圧の除去もしくは制御圧の作用あるいは開閉を行なうために使用されるパイロットステージ１２．１のためのシステム内の制御圧の検知を可能にする。
【００５３】
ストップ弁１６で使用されるバルブインサートとは違うものが使用される場合であっても、発明思想の道程を逸脱することはない。
【００５４】
全てのセクション３のスプール弁１９並びにオプションブロック１１のスプール弁１９の操作は、好ましくは電気油圧的なパイロット制御によって行なわれるが、従来の油圧的なパイロット制御も可能である。
【００５５】
本発明による油圧システム１によって、今や必要に応じた柔軟な作動油の油圧消費部への供給を実現することができ、付加的にポンプ通路Ｐ１  １７．３及びＰ２  １７．４と、これらポンプ通路と接続された第２のブリッジ通路６．２とを配設すること、プラス弁１５、オーバーフロー弁１３及び制御可能なハンマ弁１２を使用することによって、エネルゲティック的に有利な運転操作が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】主制御ブロックの油圧基本構造を示す。
【図２】スプール弁−ショベルのセクションの詳細図を示す。
【図３】セクション６と、圧力調整装置と、オーバーフロー弁とを有し、ハンマ弁が統合された主制御ブロックの油圧基本構造の詳細図と、圧力調整装置と負荷圧力制限部を有するオプションブロックの詳細図と、プラス弁を有する遮蔽プレートの詳細図とを示す。
【図４】圧力調整装置を使用したオプションブロックの詳細図を示す。
【図５】オーバーフロー弁を使用した主制御ブロックの詳細図を示す。
【図６】プラス弁を使用した遮蔽プレートの詳細図を示す。
【図７】統合されたハンマ弁を使用した主制御ブロックの詳細図を示す。
【符号の説明】
【００５７】
１          油圧制御システム
２          主制御ブロック
３          セクション
３．１      スプール弁のポンプ側
３．２      スプール弁の消費部側
４          油圧タンク
５          ポンプ
５．１      第１のポンプ
５．２      第２のポンプ
６          環状ブリッジ
６．１      第１のブリッジ通路
６．２      第２のブリッジ通路
７          一方向絞り弁
８          盲プラグ
９          圧力調整装置
１０        ２次圧力制限弁
１１        オプションブロック
１２        ハンマ弁
１２．１    圧力検知オリフィス
１２，２    ハンマ弁のパイロットステージ
１３        オーバーフロー弁
１３．１    パイロットステージとしての圧力制限弁
１４        遮蔽要素
１５        プラス弁
１６        ストップ弁
１７        ポンプ通路
１７．１    ポンプ通路Ｐ０１
１７．２    ポンプ通路Ｐ０２
１７．３    ポンプ通路Ｐ１
１７．４    ポンプ通路Ｐ２
１８        油圧消費部
１９        スプール弁
２０        ポンプライン
２０．１    第１のポンプラインＰＬ１
２０．２    第２のポンプラインＰＬ２
２１        消費部側のＡ−Ｂ制御エッジ
２２        逆止弁
２３        負荷圧力除去部
２４        負荷保持弁
２５        鏡面軸
２６        シャトル弁チェーン
２７        流量コントローラ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007501914.tif 000014
【図６】
2007501914.tif 000015
【図７】
2007501914.tif 000016
【国際調査報告】
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2007501914.tif 000018
2007501914.tif 000019
2007501914.tif 000020
2007501914.tif 000021
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