(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
必要流量に依存して制御されるポンプと、このポンプに続いて配置されていて、中間位置で絞られる方向制御弁により操作される少なくとも１つのアクチュエータとを備えた液圧的な駆動機構であって、この場合、前記方向制御弁は中間位置でアクチュエータへの供給流路とアクチュエータからの戻り流路とを絞るものであって、負荷に無関係な吐出流分配のために、負荷圧信号と吐出圧信号とにより形成された信号差異により制御される圧力バランス機構が方向制御弁の上流に設けられており、圧力バランス機構の、閉鎖方向で有効な制御面に、方向制御弁の上流に形成される吐出圧から導出された吐出圧信号が印加され、かつ、開放方向で有効な制御面に、ばねの力と、方向制御弁の下流に形成される負荷圧により導出された負荷圧信号とが印加される形式のものにおいて、
圧力バランス機構（８）におけるアクチュエータ（９）の負荷圧信号が減圧弁（１３）の出口圧により変化可能であって、
圧力バランス機構（８）の、開放方向で作用する制御面に、負荷圧導管（１０）内に配置された減圧弁（１３）の出口側の圧力が印加され、かつ、減圧弁（１３）の出口圧が、ばねと可変の制御圧とにより調整可能であって、
中間位置で絞る方向制御弁（５）が制御圧導管（１１，１２）内の圧力により両側から操作可能であり、かつ、これらの制御圧導管内にシャトル弁（２０）が配置されており、このシャトル弁が、シャトル弁（２０）の下流に絞り（２３）と圧力制限弁（２１）とを備えた制御圧分岐導管（２２）に最高の制御圧を伝達するように配置されており、圧力制限弁（２１）が、調整可能なばねにより、シャトル弁（２０）により選択された最高の制御圧の高さを制限し、かつこの制御圧を、減圧弁（１３）に接続された制御圧信号導管（１８）内に供給するように形成されていることを特徴とする液圧的な駆動機構。
【請求項２】
ポンプ（１）が、ＬＳ導管（１７）に接続された必要流量調整器（２）と協働して複数のアクチュエータに媒体を供給しており、減圧弁（１３）から圧力バランス機構（８）へ通じた負荷圧導管（１４）が、分岐導管（１５）と、この分岐導管内に配置されていて必要流量調整器（２）へ向かって開放するチェック弁（１６）とを介してＬＳ導管（１７）に接続されている請求項１記載の駆動機構。
【請求項３】
減圧弁（１３）が３ウエイ減圧弁として形成されており、かつ排出導管（１９）を介してタンク（２４）に接続されている請求項２記載の駆動機構。
【請求項４】
アクチュエータ（９）が両側から操作可能であり、かつ、有利には掘削機回転機構の駆動のための液力モータとして形成されている請求項３記載の駆動機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、必要流量に依存して制御されるポンプと、このポンプに続いて配置されていて、中間位置で絞る方向制御弁により操作される少なくとも１つのアクチュエータとを備えた液圧的な駆動機構であって、負荷に無関係な吐出流分配のために、負荷圧信号と吐出圧信号とにより形成された信号差異により制御される圧力バランス機構が方向制御弁の上流に設けられており、圧力バランス機構の、閉鎖方向で有効な制御面に、方向制御弁の上流に形成される吐出圧から導出された吐出圧信号が印加され、かつ、開放方向で作用する制御面に、ばねの力と、方向制御弁の下流に形成される負荷圧により導出された負荷圧信号とが印加される形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の駆動機構では、アクチュエータに供給される容積流れはその負荷圧に無関係に方向制御弁の開度により規定される。この場合、アクチュエータに供給される容積流れはアクチュエータの運動速度に比例している。複数のアクチュエータを接続する場合に負荷に無関係な吐出流分配を行うために、方向制御弁の上流に圧力バランス機構が配置されている。これにより、アクチュエータの運動速度が制御もしくは調整される。この種の駆動機構では、並進運動で作動するアクチュエータにおける駆動力もしくは回転運動で作動するアクチュエータにおける駆動トルクの制御は行われていない。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６４３１１０号明細書によれば、種類は異にするが、アクチュエータに供給する圧力媒体の圧力を、負荷に無関係な吐出流分配のための圧力バランス機構を備えない方向制御弁の移動運動に依存して制限することが公知である。この場合、方向制御弁の制御圧信号導管内に、固定絞りと、方向制御弁の移動に依存して変化する可変絞りとを配置することが提案されている。この種の方向制御弁では、圧力媒体は方向制御弁の移動に依存して形成される圧力でアクチュエータに流入する。それゆえ、回転する駆動軸を備えたアクチュエータのトルクは方向制御弁の移動により予め規定することができる。しかしこの場合、負荷圧信号はポンプの吐出流から導出され、可変絞りを介してタンクに排出される。それゆえ、方向制御弁内でトルク制御を生ぜしめるためには、吐出流の一部が熱と損失出力とに変換されてしまう。比較的高い負荷圧を有する別のアクチュエータを並進駆動する際には、このトルク制御が無効にされる。比較的高い負荷圧信号にもとづきポンプにおいて調整される比較的高い吐出流ひいては比較的高い吐出圧はアクチュエータに所属する圧力制限弁を介して減衰される。それゆえ、トルク制限はすべての運転状態において機能せず、しかもポンプ吐出流の損失を伴う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題とするところは、冒頭に記載した形式の液圧的な駆動機構を、アクチュエータの力の制限及び又はトルクの制限に関して改善することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記課題は、請求項１に記載のように、圧力バランス機構におけるアクチュエータの負荷圧信号が減圧弁の出力信号により変化させられることにより解決される。
【０００６】
本発明の主たる思想は、負荷に無関係な吐出流分配のために既に設けられている圧力バランス機構を、同様に駆動力もしくは駆動トルクの調整のために使用することにある。
【０００７】
【発明の効果】
この場合、アクチュエータの運動速度を負荷に無関係に制御し、その上、圧力バランス機構への負荷圧信号の影響によりアクチュエータの駆動力もしくは駆動トルクを制御することが可能である。
【０００８】
本発明の有利な構成では、圧力バランス機構の、開放方向で作用する制御面に、負荷圧導管内に配置された減圧弁の出口側の圧力が印加され、かつ、減圧弁の出口圧が、ばねと可変の制御圧とにより調整可能である。この場合、ばねの力と、減圧弁の調整ピストンにおいて合成された力との合力が減圧弁の出口圧の最大の高さを規定する。減圧弁のばね側に作用する可変の制御圧とばね力とが目標値を形成し、この目標値に合わせて、減圧弁の出口圧ひいてはアクチュエータの駆動力もしくは駆動トルクが調整される。
【０００９】
可変の制御圧は任意の形式で形成される。しかし、中間位置で絞る方向制御弁が制御圧導管内の圧力により両側から操作可能であり、かつ、制御圧導管内にシャトル弁が配置されており、このシャトル弁が、シャトル弁の下流に絞りと圧力制限弁とを備えた制御圧分岐導管にそのつど最高の制御圧を伝達するように配置されており、圧力制限弁が、調整可能なばねにより、そのつどシャトル弁により選択された最高の制御圧の高さを制限し、かつこの制御圧を、減圧弁に接続された制御圧信号導管内に供給するように形成されていると特に有利である。それゆえ、可変の制御圧はその高さを制限されて、引き続き減圧弁に供給される。駆動力もしくは駆動トルクは、方向制御弁に作用する制御圧に依存して調整され、かつ圧力制限弁により高さを制限される。制御圧の形成は、それが液圧的な駆動機構内にすでに存在している制御圧源から供用される場合には簡単に行われる。
【００１０】
さらに、ポンプが、ＬＳ導管（Ｌｏａｄ−Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｌｅｉｔｕｎｇ＝負荷検出導管）に接続された必要流量調整器と協働して複数のアクチュエータに媒体を供給しており、減圧弁から圧力バランス機構へ通じた負荷圧導管が、分岐導管と、この分岐導管内に配置されていて必要流量調整器へ向かって開放するチェック弁とを介してＬＳ導管に接続されていると有利である。この構成によれば、並列に接続されていて比較的高い負荷圧を有する別のアクチュエータを駆動する際でも、アクチュエータの駆動力又は駆動トルクを調整することができる。
【００１１】
減圧弁が３ウエイ減圧弁として形成されており、かつ排出導管を介してタンクに接続されていると、費用がわずかですむ。これにより、減圧弁の出口圧がコンスタントに保たれる。減圧弁において調整された目標値を出口圧が上回った場合は、減圧弁が出口圧をタンクへ逃すことにより、この減圧弁がこの調整された目標値に合わせて出口圧を制限する。それゆえ、圧力バランス機構における負荷圧信号は、並列に接続されたアクチュエータの運転時に比較的高い吐出圧信号が作用した場合でもコンスタントに保たれ、その際、圧力バランス機構は圧力を制限する位置に切換られる。本発明のこの構成により、アクチュエータのトルクは、制御圧に依存して方向制御弁において調整される目標値に合わせて制限される。このことにより、アクチュエータに対応して配置された圧力制限弁を介して吐出流及び吐出圧の一部が損失出力に変換されるような不都合が回避される。
【００１２】
効果的には、本発明は両側から操作される、有利には掘削機回転機構の駆動のための液力モータとして形成されたアクチュエータを備えた駆動機構で使用される。それというのは、この場合にはトルク調整が有利であるからである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、図示の実施例につき本発明の詳細及び利点を詳しく説明する。
【００１４】
図１は本発明にもとづく液圧的な駆動機構の回路図を示す。吐出量を調整することのできるポンプ１が必要流量調整器２を備えており、この必要流量調整器はポンプ１の吐出量調整のために調整ピストン３に流体圧を印加せしめている。ポンプ１が吐出導管４を介してアクチュエータに接続されている。方向制御弁５が吐出分岐導管６，７を介して吐出導管４に接続されており、その場合、方向制御弁５の上流には、負荷に無関係な吐出流分配のための圧力バランス機構８が吐出分岐導管６と７との間に接続されている。この圧力バランス機構は開放位置と閉鎖位置とを備えている。方向制御弁５にはアクチュエータ９が接続されており、このアクチュエータは本実施例では液力モータとして形成されている。この液力モータは２つの方向で駆動されることができ、かつ有利には掘削機の回転機構の駆動のために設けられている。液力モータの安全のために、両方の回転方向にそれぞれ圧力制限弁２５，２６が対応して配置されている。
【００１５】
圧力バランス機構８は、吐出圧信号と負荷圧信号とにより形成される信号差異により制御される。この圧力差異の形成のために、圧力バランス機構８は閉鎖方向で作用する制御面を備えており、この制御面には、吐出分岐導管７内の方向制御弁５の上流に形成される吐出圧が印加される。圧力バランス機構８の、開放方向で有効な制御面には、方向制御弁の下流で負荷導管１０内に形成された負荷圧とばねの力とが印加される。通常の場合には、この負荷圧は方向制御弁の下流に形成される、アクチュエータの最高の負荷圧である。
【００１６】
方向制御弁５は液圧的に操作され、その際、制御圧導管１１，１２内の制御圧ＸもしくはＹは、方向制御弁５の対応する作用面に印加される。
【００１７】
アクチュエータの作動時に、ポンプ１からアクチュエータ９への接続が生ぜしめられる。方向制御弁５の下流に形成される圧力は、負荷圧導管１０とＬＳ導管１７とを介して必要流量調整器に関与し、これにより、必要流量調整器において形成されたバランスが崩れ、ポンプ１が吐出量増大方向もしくは吐出圧上昇方向に調整される。吐出圧が液力モータ９の慣性モーメントを上回ると、液力モータ９が運動する。この場合、制御圧Ｘ又はＹにもとづき方向制御弁５において開放されるポートは測定絞りの機能を有しており、この測定絞りにおいて吐出量の圧力低下が調整される。方向制御弁５のこの測定絞りにおける圧力低下が必要流量調整器２のばねプレロードに対応するまで、ポンプ１が吐出量を増大し続ける。それゆえ、アクチュエータ９において調整される運動速度はポンプ１の吐出量に依存しており、この吐出量は方向制御弁５の移動に依存している。
【００１８】
図面には示されていない別の付加的なアクチュエータが接続され、このアクチュエータの負荷圧が図示のアクチュエータ９の負荷圧を上回ると、ポンプ１はこの付加的なアクチュエータの要求量に相応するまで吐出量を増大せしめる。アクチュエータ９の運動速度が増大するのを阻止するために、圧力バランス機構８は、方向制御弁５の測定絞りにおける圧力低下が元の値に相応するまで、方向制御弁５に供給される圧力媒体を著しく絞る。その結果、アクチュエータ９の運動速度は固有の負荷圧に無関係であり、かつ別の付加的なアクチュエータの負荷圧にも無関係である。
【００１９】
液圧的な駆動機構のここまで説明した事項は従来公知技術に対応している。
【００２０】
本発明によればさらに、アクチュエータ９の、必要流量調整器２へ通じた負荷圧導管１０内に減圧弁１３が配置されている。この減圧弁１３の入口側には、負荷圧導管１０内で案内された、アクチュエータ９の負荷圧が印加されている。出口側に形成された圧力は、負荷圧導管１４を介して、圧力バランス機構８の、開放方向で作用する制御面に印加されており、かつ分岐導管１５内に配置されたチェック弁１６を介してＬＳ導管１７ひいてはポンプ１の必要流量調整器２に関与している。減圧弁１３の出口側に形成されるこの圧力の高さは、ばねと、制御圧信号導管１８内に形成される可変の制御圧とにより変化させられる。このことのために、方向制御弁５に圧力媒体を印加するために設けられた制御圧導管１１，１２内にシャトル弁２０が配置されており、このシャトル弁２０は制御圧導管１１，１２を制御圧分岐導管２２に接続せしめており、この制御圧分岐導管２２内にはシャトル弁２０の下流に絞り２３と圧力制限弁２１とが配置されている。その場合、制御圧信号導管１８が制御圧分岐導管２２から分岐されている。
【００２１】
アクチュエータ９の起動制御時に制御圧ＸもしくはＹは、方向制御弁５に作用すると同時に、一方の制御圧導管１１，１２と、シャトル弁２０と、絞り２３とを介して圧力制限弁２１に、ひいては制御圧信号導管１８を介して減圧弁１３に作用する。圧力制限弁２１の最大の安全圧力、ひいては減圧弁１３において形成される制御圧信号導管１８内の最大の制御圧は調整可能なばねにより規定されている。アクチュエータの負荷にもとづき方向制御弁５の下流に形成される負荷圧は負荷圧導管１０を介して減圧弁１３の入口側に作用する。この負荷圧が、減圧弁１３におけるばね力と、制御圧信号導管１８内に案内された可変の制御圧とに相応する圧力を上回ると、減圧弁１３の、負荷圧導管１４内で圧力バランス機構８の開放方向と関連して形成される出口側の圧力が、調整された値に減少する。それゆえ、この減圧弁１３は圧力バランス機構８における圧力制限機能のためのパイロット制御段として作用する。従って、ポンプ１の吐出流から導出されるパイロット制御流による損失が全く生じない。
【００２２】
圧力バランス機構８においてアクチュエータ９の駆動トルクに比例して吐出流導管７内に形成される吐出圧が減圧弁１３の出口側の圧力を上回ると、圧力バランス機構８は閉鎖方向で運動して、吐出圧の上昇、ひいてはアクチュエータにおけるトルクの上昇を阻止する。この場合、圧力バランス機構８における均衡は、減圧弁１３における出口側の圧力の高さにより規定される。他面において、減圧弁１３における圧力の高さは、制御圧信号導管１８内に案内され圧力制限弁２１により安全にされた、方向制御弁５の制御圧により制限される。ポンプ１の吐出圧の高さ、ひいてはアクチュエータ９におけるトルクの大きさは方向制御弁５における制御圧の高さに依存しており、この制御圧は同様に方向制御弁５の開度、ひいてはアクチュエータの運動速度を制御する。
【００２３】
比較的高い負荷圧を有するアクチュエータを並列に運転する場合には、この負荷圧がＬＳ導管１７を介して必要流量調整器２に関与して、ポンプ１を相応に比較的高い吐出量へ調整する。圧力バランス機構８において負荷圧導管１４内に形成された負荷圧信号の高さは、分岐導管１５内に配置されたチェック弁１６によっては変化しない。この運転状態で吐出流分岐導管６，７内に形成され圧力バランス機構８において調整された最大圧を上回る、接続されたアクチュエータの吐出圧は、圧力バランス機構８を閉鎖方向で運動せしめる。
【００２４】
このことのための費用は、減圧弁１３が３ウエイ減圧弁として形成されていて、排出導管１９，２７を介してタンクに接続されている場合にはわずかである。このことにより、負荷圧導管１４内の負荷圧は、減圧弁１３において調整される値を上回ることがなく、このことにより、アクチュエータ９におけるトルクは変化しない。
【００２５】
このことの有する利点は、この運転状態でポンプ１の増大した吐出圧が圧力制限弁２５，２６を介して減衰されないことにある。これにより、ポンプ１の吐出流損失が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に基づく液圧的な駆動機構の回路図である。
【符号の説明】
１  ポンプ、  ２  必要流量調整器、  ３  調整ピストン、  ４  吐出導管、５  方向制御弁、  ６，７  吐出分岐導管、  ８  圧力バランス機構、  ９  アクチュエータ、  １０  負荷圧導管、  １１，１２  制御圧導管、  １３  減圧弁、  １４  負荷圧導管、  １５  分岐導管、  １６  チェック弁、  １７  ＬＳ導管（負荷検出導管）、  １８  制御圧信号導管、  ２０  シャトル弁、  ２１  圧力制限弁、  ２２  制御圧分岐導管、  ２３  絞り、  ２４  タンク、２５，２６  圧力制限弁、  ２７  導管
【図１】
0003868054.tif 000002