DE69416636T2

DE69416636T2 - Flüssigkeits-Steuersystem

Info

Publication number: DE69416636T2
Application number: DE69416636T
Authority: DE
Inventors: Hideyo Kato; Masami Ochiai
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2014-11-09
Also published as: DE69416636D1; EP0652376B1; KR950014612A; KR100297882B1; US5460001A; JPH07133802A; EP0652376A1; JP3477687B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem, das in einem Hydraulikkreislauf angeordnet ist, welcher versehen ist mit einer Hydraulikpumpe mit variablem Sauf bzw. Pumpvermögen, mit mehreren Aktuatoren bzw. Stellgliedern, die durch Drucköl angetrieben werden, das von der Hydraulikpumpe zugeführt wird, und mit Pumpensteuermitteln zum Steuern bzw. Regeln des Saug- bzw. Pumpvermögens der Hydraulikpumpe, so daß ein Ausgangs- bzw. Abgabedruck um einen vorbestimmten Wert größer wird als ein maximaler Lastdruck an die mehreren Stellglieder, wodurch die Durchflußmenge des zu den Stellgliedern zuzuführenden Drucköls gesteuert bzw. geregelt wird, wobei das Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem außerdem mehrere Ventilmittel umfaßt, die jeweils zwischen die Hydraulikpumpe und die Stellglieder geschaltet sind, sowie Druckausgleichventile, die, in Druckölzufuhrrichtungen gesehen, auf stromaufwärtigen Seiten der mehreren Ventilmittel entsprechend den Stellgliedern angeordnet sind.
Ein solches Durchflußsteuersystem ist aus EP-A-0 440 802 bekannt. In diesem Dokument ist das Lastmeßsystem mit Druckausgleichsventilen vom "vor der Öffnung"-Typ versehen, um einen konstanten Differenzdruck aufrechtzuerhalten, mit dem jedes Stellglied angetrieben werden kann. Der Ausdruck "vor der Öffnung" bedeutet, daß ein Druckausgleichsventil auf einer stromaufwärtigen Seite des Ventilmittels angeordnet ist. Das in diesem Dokument offenbarte Verfahren betrifft nur eine die Last fühlende bzw. messende Steuerung einer Pumpe. Es ist nicht möglich, die Durchflußverteilung unter einzelnen Stellgliedern einzustellen.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, diesen Nachteil zu überwinden. Deshalb ist gemäß der vorliegenden Erfindung das Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem, wie es in dem eröffnenden Absatz dargelegt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der mehreren Ventilmittel mit einer Begrenzergruppe mit einem betriebsveränderlichen Begrenzer versehen ist, dessen Öffnung mittels Steuermitteln variiert werden kann, um den Durchfluß bzw. die Durchflußmenge des dem entsprechenden Stellglied zuzuführenden Drucköls zu steuern, sowie durch einen korrigierenden variablen Begrenzer, um eine Druckdifferenz über den betriebsveränderlichen Begrenzer zu korrigieren, wobei die Öffnung von jedem der Druckausgleichsventile mittels einer Antriebskraft unabhängig in einer Öffnungsrichtung, basierend auf einem stromabwärtigen Druck des entsprechenden betriebsveränderlichen Begrenzers, eingestellt wird, mittels einer Antriebskraft in der Öffnungsrichtung mit Hilfe eines Druckdifferenz-Einstellmittels eingestellt wird und mittels einer Antriebskraft in einer Schließrichtung, basierend auf einem stromaufwärtigen Druck der entsprechenden Begrenzergruppe, so eingestellt wird, daß der stromaufwärtige Druck der entsprechenden Begrenzergruppe um einen vorbestimmten Druck größer wird als der stromabwärtige Druck der entsprechenden Begrenzergruppe.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem, das in einem Hydraulikkreislauf angeordnet ist, welcher mit einer Hydraulikpumpe mit variablem Saug- bzw. Pumpvermögen, mehreren Stellgliedern, die mit Hilfe von von der Hydraulikpumpe zugeführtem Drucköl angetrieben werden, und mit Pumpensteuermitteln zum Steuern des Saug- bzw. Pumpvermögens der Hydraulikpumpe versehen ist, so daß ein Ausgangs- bzw. Abgabedruck der Hydraulikpumpe um eine vorbestimmte Größe größer wird als ein maximaler Lastdruck der mehreren Stellglieder, wodurch der Durchfluß bzw. die Durchflußmenge des den Stellgliedern zuzuführenden Drucköls gesteuert bzw. geregelt wird, welches Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem außerdem mehrere Ventilmittel umfaßt, die jeweils zwischen die Hydraulikpumpe und die Stellgliedern geschaltet sind, wobei jedes der mehreren Ventilmittel einen betriebsveränderlichen Begrenzer aufweist, dessen Öffnung mit Hilfe von Steuermitteln variiert werden kann, um den Durchfluß des dem entsprechenden Stellglied zuzuführenden Drucköls zu steuern, sowie Druckausgleichsventile, die auf stromabwärtigen Seiten, wenn in Druckölzufuhrrichtungen gesehen, der betriebsveränderlichen Begrenzer angeordnet sind, welche entsprechend den Stellgliedern ausgelegt sind.
Ein solches Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem ist aus EP-A-0 439 621 bekannt. In diesem Dokument ist das Lastmeßsystem mit Druckausgleichsventilen vom "nach der Öffnung"-Typ ausgestattet. Der Begriff "nach der Öffnung" bedeutet, daß ein Druckausgleichsventil auf einer stromabwärtigen Seite des Ventilmittels angeordnet ist. Mit dieser Anordnung kann eine Durchflußverteilung in dem gesamten System in Zuordnung mit der Differenz zwischen dem Ausgangsdruck der Pumpe und dem Lastdruck variiert werden. Als Folge der Anordnung von Druckausgleichsventilen vom "nach der Öffnung"-Typ, die eine den Durchfluß teilende Funktion ausüben, kann die Antriebsgeschwindigkeit von jedem Stellglied variiert werden. Jedoch kann die Antriebsgeschwindigkeit im gesamten System nur mit derselben Geschwindigkeit variiert werden, so daß die Stellglieder nicht einzeln angepaßt bzw. eingestellt werden können.
Der Zweck der Erfindung besteht auch darin, diesen Nachteil zu überwinden. Deshalb ist erfindungsgemäß das Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem mit den aus EP-A- 0 437 621 bekannten Merkmalen dadurch gekennzeichnet, daß jedes der mehreren Ventilmittel außerdem einen korrigierenden, variablen Begrenzer umfaßt, um eine Druckdifferenz über den betriebsveränderlichen Begrenzer zu korrigieren, wobei die Öffnung von jedem der Druckausgleichsventile basierend auf einem maximalen Lastdruck an das entsprechende Stellglied von einer Antriebskraft in einer Schließrichtung, von einer Antriebskraft in der Schließrichtung zur anfänglichen Einstellung und von einer Antriebskraft in einer Öffnungsrichtung basierend auf einem stromabwärtigen Druck der entsprechenden Begrenzergruppe unabhängig eingestellt wird, so daß der stromabwärtige Druck der entsprechenden Begrenzergruppe einen konstanten Wert aufweist, der ausreicht, um das entsprechende Stellglied unter dem maximalen Lastdruck zu treiben.
Bei jedem der vorherigen Steuersysteme können die betriebsveränderlichen Begrenzer in Durchflußpassagen für richtungsabhängige Steuerventile angeordnet sein, was es möglich macht, die entsprechenden Stellglieder entweder in einer normalen oder in einer entgegengesetzten Richtung zu treiben.
Dort, wo die Stellglieder diejenigen eines hydraulischen Arbeitsfahrzeugs sind, können die betriebsveränderlichen Begrenzer mit Hilfe eines Steuerhebels des hydraulischen Arbeitsfahrzeugs gesteuert werden.
Der zuvor genannte Aufbau macht es möglich, eine Druckdifferenz über jeden der betriebsveränderlichen Begrenzer zu korrigieren, indem dessen entsprechender korrigierender, variabler Begrenzer ganz geöffnet wird, oder eine begrenzte Durchflußmenge sicherzustellen, indem die Öffnung von jedem korrigierenden, variablen Begrenzer reduziert wird. Dies ermöglicht je nach Bedarf eine Korrektur auf feste Durchflußkennlinien.

Ausführlichere Beschreibung von weiterem Stand der Technik

Ein hydraulisches Steuersystem für eine Vorrichtung mit mehreren Stellgliedern, die zugleich mit Drucköl angetrieben werden, beispielsweise für Arbeitsfahrzeug, wie beispielsweise einem Hydraulikbagger, ist mit einer Hydraulikpumpe, mit mehreren mit Hilfe von von der Hydraulikpumpe zugeführtem Drucköl angetriebenen Stellgliedern und mit mehreren Ventileinrichtungen zum Steuern des Durchflusses von Drucköl, das den jeweiligen Stellgliedern von der Hydraulikpumpe zugeführt werden soll, versehen. Die als Hydrauliksteuersysteme von diesem Typ bekannten Systeme umfassen beispielsweise eine Lastmeßsteuerung zum Steuern des Ausgangs- bzw. Abgabedrucks von einer Hydraulikpumpe in Antwort auf einen Lastdruck. Ein Beispiel für die lastmessende Steuerung zum Steuern des Ausgangsdrucks einer Hydraulikpumpe in Antwort auf einen Lastdruck ist in WO 90/00683 offenbart. Gemäß dieser herkömmlichen Technologie ist ein Pumpensteuermittel zum Steuern des Saug- bzw. Pumpvermögens einer Hydrau likpumpe bereitgestellt, so daß der Ausgangsdruck der Hydraulikpumpe um einen vorbestimmten Wert größer wird als ein maximaler Lastdruck an mehrere Stellglieder. Dieses Pumpensteuermittel besteht jeweils aus Durchflußsteuerventilen, die versehen sind mit variablen Begrenzern zum Verändern der Öffnungen von mehreren Ventileinrichtungen entsprechend Steuersignalen von einer Steuerhebeleinrichtung und mit Druckausgleichsventilen (Hilfsventilen), die auf oberen Seiten und in Reihe mit den jeweiligen variablen Begrenzern angeordnet sind, um jeweils Druckdifferenzen über die variablen Begrenzer zu steuern bzw. zu regeln. Indem die Druckdifferenzen über die jeweiligen variablen Begrenzer mit Hilfe der entsprechenden Druckausgleichsventile gesteuert bzw. geregelt werden, wurde es durch einen kombinierten Betrieb zum Treiben von zwei oder mehreren der Stellglieder möglich, Drucköl an all die angetriebenen Stellglieder sicher bzw. zuverlässig zuzuführen, und zwar unabhängig von den Werten von Lasten an die Antriebs-Stellglieder, so daß die zwei oder mehreren Stellglieder zur selben Zeit angetrieben werden können.
Um einen sanften Antrieb von allen Stellgliedern, die, wie zuvor beschrieben wurde, in einem solchen Hydraulikkreislauf parallel angetrieben werden sollen, sicherzustellen, ist es erforderlich, einen Hydraulikdruck ständig zuzuführen, der ausreicht, um eines der Stellglieder anzutreiben, an das die größte Last anliegt. Zu diesem Zweck wird ein Steuerverfahren, das heißt die zuvor beschriebene Lastmeßsteuerung, angepaßt. Diese Lastmeßsteuerung bedeutet für das Steuerverfahren, daß in einem Hydraulikkreislauf mit parallel angetriebenen Stellgliedern der maximale Lastdruck von denjenigen Lastdrücken, unter denen die Stellglieder jeweils angetrieben werden, parallel detektiert wird und daß die Ausgangsleistung einer Hydraulikpumpe gesteuert wird, damit der Ausgangs- bzw. Abgabedruck der Hydraulikpumpe um einen vorbestimmten Wert größer wird als der maximale Lastdruck. Die Anpassung dieses Steuerverfahrens hat es ermöglicht, jedem Stellglied nicht nur einen ausreichenden Hydraulikdruck zuzuführen, sondern hat es auch ermöglicht, daß die Hydraulikpumpe immer mit einem Hydraulikdruck auf einem erforderlichen Wert versorgt wird und daß folglich der Leistungsverbrauch minimiert wird.
Ein Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem, das ausgelegt ist, um die zuvor beschriebene Lastmeßsteuerung auszuführen, kann ein ausreichendes Drucköl an jedes von mehreren Stellgliedern zuführen, um die mehreren Stellglieder zuverlässig parallel zu treiben. Es können jedoch nur feste Durchflußkennlinien erzielt werden, weil die Durchflußmenge von zuzuführendem Drucköl von einem maximalen Lastdruck abhängt. Die Antriebsgeschwindigkeit wird deshalb in gesamthafter Weise durch den zuvor beschriebenen maximalen Lastdruck festgelegt, so daß, wenn das Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem verwendet wird, um mehrere Stellglieder von verschiedenen Arten zu steuern, das Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem nicht in der Lage ist, für Durchflußkennlinien zu sorgen, die zu den einzelnen Stellgliedern im Hinblick auf deren Funktionen und Kennlinien passen. Damit Durchflußkennlinien erzielt werden können, die zu den einzelnen Stellgliedern passen, ist es bisher erforderlich gewesen, daß für die einzelnen Stellglieder betriebsveränderliche Begrenzer mit unterschiedlichen begrenzten Öffnungseigenschaften ausgelegt werden mußten und daß Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsysteme von verschiedenen Güten bereitgehalten werden mußten. Wenn man einen Hydraulikbagger betrachtet, sind beispielsweise Zylinder, wie beispielsweise Stellglieder von einem Ausleger, einem Arm und einem Löffel bzw. einer Schaufel, ausgelegt, daß sie jeweils mit geeigneten Geschwindigkeiten angetrieben werden, weil die Antriebselemente verschiedene Rollen spielen und deren bevorzugte Antriebsgeschwindigkeiten unterschiedlich sind. Es ist deshalb notwendig, eine Vielzahl von Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystemen anzubringen, die zu den Eigenschaften von solchen Antriebselementen passen. Dies hat zu Problemen hinsichtlich der Produktionseffizienz und des Produktionsmanagement geführt.
Bei einem Hydraulik-Arbeitsfahrzeug, das angetrieben wird, um zur selben Zeit eine kombinierte Arbeit auszuführen, ist der Betrieb nicht einfach, weil die Arten von Arbeiten nicht die gleichen sind, sondern erheblich variieren, weil es in einigen Fällen bevorzugt wird, jedes Stellglied mit einer Standardgeschwindigkeit anzutreiben, die basierend auf einer Hubbewegung des Steuerhebels bestimmt wird, und in einigen anderen Fällen, die Arbeit bei einer Antriebsgeschwindigkeit auszuführen, die kleiner als die Standardgeschwindigkeit geregelt wird. Die vorherige Arbeitsweise ist dazu gedacht, die Arbeitseffizienz zu verbessern, während die zuletzt genannte Arbeitsweise dazu gedacht ist, die Genauigkeit der Arbeit oder die Steuerungsfähigkeit zu verbessern. Obwohl es für hydraulische Arbeitsfahrzeuge von diesem Typ erforderlich ist, die Arbeitseffizienz und auch die Steuerungsfähigkeit zu verbessern, ist es bei den herkömmlichen Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystemen, die nur für feste Durchflußeigenschaften sorgen können, schwierig, diese zwei Bedürfnisse zu befriedigen.
Beispielsweise werden Hydraulikbagger in zunehmend diversifizierten Weisen eingesetzt und in den vergangenen Jahren mit einer zunehmenden Anzahl von Zusätzen ausgerüstet, und zwar wegen der Diversifikation und Verkomplizierung deren Arbeitsstätten und wegen der Vergrößerung ihrer Einsatzgebiete. Ein erheblicher Fortschritt ist deshalb beim Bereitstellen von Hydraulikbaggern mit vielen Funktionen erzielt worden. Als Folge davon hat sich eine Mehrzahl von Arbeitsvorgängen, die mit Hilfe eines Hydraulikbaggers ausgeführt werden, von Standardarbeitsvorgängen, die hinsichtlich der Arbeitseffizienz von Bedeutung sind, wie beispielsweise das Ausgraben bzw. Ausbaggern von Erdreich bzw. Grund oder das Beladen von Erdreich bzw. Abraum oder Sand, das bzw. der so ausgebaggert wurde, in kompliziertere Arbeitsvorgänge oder in Arbeitsvorgänge verändert, die Genauigkeit erfordern. Es ist deshalb erforderlich, nicht nur die Arbeitseffizienz, sondern auch die Steuerungsfähigkeit zu verbessern. Es ist deshalb wichtiger geworden, die Feinsteuerungsfähigkeit zu verbessern, so daß die Antriebsgeschwindigkeit von jedem Stellglied etwas vergrößert oder verkleinert wird, während zugleich die Antriebsgeschwindigkeit bei einer reduzierten Geschwindigkeit über einen Steuerhebel aufrechterhalten wird. Um dies zu erreichen, ist es notwendig, einen Betriebsbereich des Steuerhebels zu vergrößern, indem eine Feinsteuerung des Steuerhebels erreichbar ist, indem eine Zunahme oder Abnahme der Antriebsgeschwindigkeit des Stellglieds pro Einheits-Hubbewegung des Steuerhebels reduziert wird. Die herkömmlichen Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsysteme, die überwiegend für Standardarbeitsvorgänge ausgelegt sind und die nur feste Durchflußcharakteristiken erzielen können, können jedoch dieses Bedürfnis nicht befriedigen.
Außer dem zuvor beschriebenen Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem ist auch das in WO 92/04505 offenbarte Verfahren als Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem von dem zuvor beschriebenen Typ bekannt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Anbetracht des zuvor genannten technischen Hintergrundes hat die vorliegende Erfindung zunächst zum Ziel, ein Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem zur Verfügung zu stellen, das ohne weiteres Durchflußeigenschaften erreichen kann, die zu verschiedenen Stellgliedern passen, indem eine Korrektur an festen Durchflußeigenschaften vorgenommen wird.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem zu schaffen, das Verbesserungen in der Arbeitseffizienz und der Steuerungsfähigkeit zuläßt, indem es ermöglicht wird, Durchflußeigenschaften ohne weiteres zu erreichen, die zu verschiedenen Stellgliedern passen.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem zu schaffen, das die gemeinsame Verwendung von Teilen von verschiedenen hydraulischen Arbeitsfahrzeugen zuläßt, indem es möglich gemacht wird, Eigenschaften verschiedener Stellglieder mit den Teilen derselben Eigenschaften abzuleiten.
Um die zuvor genannten Ziele zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem bereit, das in einem Hydraulikkreislauf angeordnet ist, der mit einer Hydraulikpumpe mit variablem Saug- bzw. Pumpvermögen, mit mehreren Stellgliedern, die durch Drucköl bzw. unter Druck befindlichem Öl angetrieben werden, das von der Hydraulikpumpe zugeführt wird, sowie mit Pumpensteuermitteln zum Steuern bzw. Regeln der Verstellung der Hydraulikpumpe versehen ist, so daß ein Ausgangs- bzw. Abgabedruck der Hydraulikpumpe um einen vorbestimmten Wert größer wird als ein maximaler Lastdruck an die mehreren Stellglieder, wodurch der Durchfluß bzw. die Durchflußmenge des den Stellgliedern zuzuführenden Drucköls gesteuert bzw. geregelt wird, umfassend mehrere Ventilmittel, die jeweils zwischen die Hydraulikpumpe und die Stellglieder geschaltet sind, wobei jedes der mehreren Ventilmittel einen betriebsveränderlichen Begrenzer aufweist, dessen Öffnung mit Hilfe von Steuermitteln variiert werden kann, um den Durchfluß des dem entsprechenden Stellglied zuzuführenden Drucköls zu steuern bzw. zu regeln, sowie einen korrigierenden, variablen Begrenzer, um eine Druckdifferenz über den betriebsveränderlichen Begrenzer zu korrigieren; und Druckausgleichsventile, die, wenn in Druckölzufuhrrichtungen gesehen, auf stromaufwärtigen Seiten der Begrenzergruppen angeordnet sind, die entsprechend den Stellgliedern ausgelegt sind und die die betriebsveränderlichen Begrenzer bzw. die korrigierenden, variablen Begrenzer aufweisen, wobei die Öffnung von jedem der Druckausgleichsventile basierend auf einem stromabwärtigen Druck der entsprechenden Begrenzergruppe von einer Antriebskraft in einer Öffnungsrichtung, von einer Antriebskraft in der Öffnungsrichtung mit Hilfe eines Druckdifferenz-Einstellmittels und von einer Antriebskraft in einer Schließrichtung basierend auf einem stromaufwärtigen Druck der entsprechenden Begrenzergruppe unabhängig eingestellt wird, so daß der stromaufwärtige Druck der entsprechenden Begrenzergruppe um einen vorbestimmten Druck größer wird als der stromabwärtige Druck der entsprechenden Begrenzergruppe.
Ein ähnliches Steuersystem kann auch mehrere Ventilmittel umfassen, die jeweils zwischen die Hydraulikpumpe und die Stellglieder geschaltet sind, wobei jedes der mehreren Ventilmittel einen betriebsveränderlichen Begrenzer aufweist, dessen Öffnung mit Hilfe von Steuermitteln variiert werden kann, um den Durchfluß bzw. die Durchflußmenge des dem entsprechenden Stellglied zuzuführenden Drucköls zu steuern, sowie einen korrigierenden, variablen Begrenzer zum Korrigieren einer Druckdifferenz über den betriebsveränderlichen Begrenzer; und Druckausgleichsventile, die, wenn in Druckölzufuhrrichtungen gesehen, auf stromabwärtigen Seiten von Begrenzergruppen angeordnet sind, die entsprechend den Stellgliedern ausgelegt sind und jeweils die betriebs veränderlichen Begrenzer und die korrigierenden, variablen Begrenzer aufweisen, wobei die Öffnung von jedem der Druckausgleichsventile unabhängig mit Hilfe einer Antriebskraft in einer Schließrichtung basierend auf einem maximalen Lastdruck an das entsprechende Stellglied, mit Hilfe einer Antriebskraft in der Schließrichtung zum anfänglichen Einstellen und mit Hilfe einer Antriebskraft in einer Öffnungsrichtung basierend auf einem stromabwärtigen Druck der entsprechenden Begrenzergruppe eingestellt wird, so daß der stromabwärtige Druck der entsprechenden Begrenzergruppe einen konstanten Wert aufweist, der ausreicht, um das entsprechende Stellglied unter dem maximalen Lastdruck zu treiben.
Bei jedem der zuvor genannten Steuersysteme körnen die betriebsveränderlichen Begrenzer in Durchflußpassagen für richtungsabhängige Steuerventile angeordnet sein, was es möglich macht, die entsprechenden Stellglieder entweder in einer normalen oder in einer entgegengesetzten Richtung anzutreiben.
Dort, wo die Stellglieder diejenigen eines hydraulischen Arbeitsfahrzeugs sind, können die betriebsveränderlichen Begrenzer mit Hilfe eines Steuerhebels des hydraulischen Arbeitsfahrzeugs gesteuert bzw. geregelt werden.
Der zuvor genannte Aufbau macht es möglich, eine Druckdifferenz über jeden betriebsveränderlichen Begrenzer zu korrigieren, indem die begrenzte Öffnung des entsprechenden korrigierenden, variablen Begrenzers eingestellt bzw. angepaßt wird, so daß eine tatsächliche Druckdifferenz um einen geeigneten Wert reduziert werden kann. Als Folge ist es möglich geworden, einen großen Durchfluß nahe bei einem maximalen Durchfluß von jedem betriebsveränderlichen Begrenzer sicherzustellen, indem dessen entsprechender korrigierender, variabler Begrenzer ganz geöffnet wird, oder um einen begrenzten Durchfluß sicherzustellen, indem die Öffnung von jedem korrigierenden, variablen Begrenzer reduziert wird. Dies läßt je nach Bedarf eine Korrektur an feste Durchflußeigenschaften zu.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Hydraulikkreislauf für eine Lastmeßsteuerung, der mit einem Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 2 ist ein Hydraulikkreislauf für eine Lastmeßsteuerung, die mit einem Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 3 ist ein Hydraulikkreislauf für eine Lastmeßsteuerung, die mit einem Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 4 ist ein Hydraulikkreislauf für eine Lastmeßsteuerung, die mit einem Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist;
Fig. 5 ist ein Hydraulikkreislauf für eine Lastmeßsteuerung, die mit einem Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist; und
Fig. 6 ist ein Kennliniendiagramm, das eine Kennlinie einer Druckdifferenz über einen betriebsveränderlichen Begrenzer in einem Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

(Erste Ausführungsform)

Fig. 1 zeigt den Hydraulikkreislauf, der mit dem Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Der in Fig. 1 gezeigte Hydraulikkreislauf ist im wesentlichen aus einer Hydraulikpumpe mit variablem Saug- bzw. Pumpvermögen (nachfolgend einfach "die Pumpe" genannt) 1, deren Ausgangsleistung mit Hilfe einer Neigungs- bzw. Kippsteuereinheit 2 gesteuert wird, einer Hauptleitung 3, die mit einem Ausgangsanschluß der Pumpe 1 verbunden ist, ersten und zweiten Zweigleitungen 3a, 3b, die aus der Hauptleitung 3 heraus verzweigt sind, ersten und zweiten Lastleitungen 4a, 4b, die jeweils mit diesen Verzweigungsleitungen 3a, 3b verbunden sind, ersten und zweiten Stellgliedern 5a, 5b, die mit den entsprechenden Lastleitungen 4a, 4b verbunden sind und durch Drucköl, das von der Pumpe 1 zugeführt wird, angetrieben werden, ersten und zweiten Steuereinheiten 6a, 6b zum Steuern der Durchflußmenge von Drucköl, das den entsprechenden Stellgliedern 5a, 5b zugeführt werden soll, einer Lastdruckdetektionsleitung 7, um der Neigungs- bzw. Kippsteuereinheit 2 denjenigen Druck mit dem größeren Drucköl von den Druckölen, die den jeweiligen Stellgliedern 5a, 5b zugeführt werden, zuzuführen, sowie aus einem Drucksteuerventil 8 aufgebaut, um den Druck des Drucköls zu reduzieren, das in die Hauptleitung 3 eingeführt worden ist, und zwar entsprechend dem Druck, der von dem Lastdruckdetektor 7 detektiert wird. In der nachfolgend vorzunehmenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bestandteile bzw. Elemente in jeder Zweigleitung und die Elemente in jeder Zweigleitung werden mit denselben alphabetischen Buchstaben als Zusatz versehen, so daß Elemente derselben Art über die einzelnen Zweigleitungen korreliert sind.
Das Drucköl wird von der Pumpe 1 über die erste und zweite Zweigleitung 3a, 3b an die erste und zweite Durchflußsteuereinheit 6a, 6b geleitet. Das Drucköl wird außerdem über die erste und zweite Lastleitung 4a, 4b an das erste und zweite Stellglied 5a, 5b zugeführt, um die Stellglieder 5a, 5b unabhängig zu betätigen. Die Durchflußsteuereinheiten 6a, 6b sind strukturell zueinander identisch und sind parallel zueinander angeordnet.
Die erste Durchflußsteuereinheit 6a besteht aus ersten korrigierenden und betriebsveränderlichen Begrenzern 10a, 11a, die in Reihe angeordnet sind und aus einem ersten Druckausgleichsventil 9a, das in Entsprechung zu, stromaufwärts von und in Reihe mit den variablen Begrenzern 10a, 11a angeordnet ist, um die Druckdifferenzen über die variablen Begrenzer 10a, 11a jeweils zu steuern bzw. zu regeln und um als Zusatz- bzw. Ersatzventil zur zusätzlichen Steuerung der Durchflußmenge des Drucköls zu dienen, das dem ersten Stellglied 5a zugeführt werden soll. Die zweite Durchflußsteuereinheit 6b besteht aus zweiten korrigierenden und betriebsveränderlichen Begrenzern 10b, 11b, die in Reihe angeordnet sind, und aus einem zweiten Druckausgleichsbegrenzer 9b, der in Entsprechung zu, stromaufwärts von und in Reihe mit den variablen Begrenzern 10b, 11b angeordnet ist, um die Druckdifferenzen über die variablen Begrenzer 10b, 11b jeweils zu steuern bzw. zu regeln und um als Zusatz- bzw. Ersatzventil zum hilfsweisen Steuern des Durchflusses des Drucköls, das dem zweiten Stellglied 5b zugeführt werden soll, zu dienen. Von den variablen Begrenzern sind der erste korrigierende, variable Begrenzer 10a und der erste betriebsveränderliche Begrenzer 11a in der ersten Zweigleitung 3a auf einer stromabwärtigen Seite des ersten Druckausgleichsventils 9a angeordnet, während der zweite korrigierende, variable Begrenzer 10b und der zweite betriebsveränderliche Begrenzer 11b in der zweiten Zweigleitung 3b auf einer stromabwärtigen Seite des zweiten Druckausgleichsventils 9b angeordnet sind.
Die ersten und zweiten Druckausgleichsventile 9a, 9b sind mit einer ersten und einer zweiten schließenden Antriebseinheit 14a, 14b und einer ersten und zweiten öffnenden Antriebseinheit 16a, 16b versehen. Ein Einlaß- bzw. Auslaßdruck der in Reihe angeordneten variablen Begrenzer 10a, 11a wird der ersten schließenden bzw. öffnenden Antriebseinheit 14a, 16a zugeführt, so daß auf der Basis einer Druckdifferenz über die variablen Begrenzer 10a und 11a die erste schließende Antriebseinheit 14a an eine Spule des ersten Druckausgleichventils 9a eine Antriebskraft in einer das Ventil schließenden Richtung anlegt, während die erste öffnende Antriebseinheit 16a gemeinsam mit einer Feder 15a an die Spule des ersten Druckausgleichsventils 9a eine Antriebskraft in einer das Ventil öffnenden Richtung anlegt. Ein Einlaß- bzw. Auslaßdruck der in Reihe angeordneten variablen Begrenzer 10b, 11b wird an die zweite schließende bzw. öffnende Antriebseinheit 14b, 16b geleitet, so daß auf der Basis einer Druckdifferenz über die variablen Begrenzer 10b und 11b die zweite schließende Antriebseinheit 14b an eine Spule des zweiten Druckausgleichventils 9b eine Antriebskraft in einer das Ventil schließenden Richtung anlegt, während die zweite öffnende Antriebseinheit 16b gemeinsam mit einer Feder 15b an die Spule des zweiten Druckausgleichventils 9b eine Antriebskraft in einer das Ventil öffnenden Richtung anlegt. An die schließenden Antriebseinheiten 14a, 14b werden jeweils Steuerdrücke bzw. Pilotdrücke über Steuerleitungen 17a, 17b von stromaufwärtigen Seiten der korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b geführt. An die öffnenden Antriebseinheiten 16a, 16b werden die Steuerdrücke jeweils über Steuerleitungen 18a, 18b von stromabwärtigen Seiten der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b geführt.
Bei dem Drucksteuerventil 8 handelt es sich um ein Ventil, das auch als ein "entlastendes Ventil" bezeichnet werden kann und das auf einer stromaufwärtigen Seite eines Abschnittes der Hauptleitung 3 angeordnet ist, bei welchem Abschnitt die Hauptleitung sich in die Zweigleitungen 3a, 3b verzweigt. Wenn der Ausgangsdruck der Pumpe 1 einen Druck erreicht, der die Summe eines maximalen Lastdrucks der Stellglieder 5a, 5b und eines voreingestellten Drucks des Druckausgleichsventils 8, welcher mit Hilfe einer Feder 19 voreingestellt wird, darstellt, wird das von der Pumpe 1 bereitgestellte Drucköl wieder in den Tank 20 zurückgeleitet, so daß verhindert wird, daß der Druck des Kreislaufes die Summe überschreitet. Übrigens ist eine Ausgangsdruckdetektionsleitung 21 zur Detektion eines Ausgangsdrucks von der Pumpe 1 mit der Neigungs- bzw. Kippsteuereinheit 2 verbunden, wodurch der Ausgangsdruck der Pumpe 1 auf einen Druck gesteuert bzw. geregelt wird, der um einen vorbestimmten Wert größer ist, welcher mit Hilfe einer Feder 22 eingestellt wird, als ein maximaler Lastdruck, der von der Lastdruckdetektionsleitung 7 geführt wird.
Die variablen Begrenzer 10a, 11a; 10b, 11b bestehen jeweils aus Durchflußsteuerventilen. Deren Öffnungen werden mit Hilfe von nicht dargestellten Steuermitteln verändert, beispielsweise mit Hilfe eines Steuerhebels, so daß die Durchflußmengen durch einen Begrenzungsvorgang so eingestellt werden können, wie es gewünscht wird. Die Durchflußsteuereinheiten 6a, 6b ihrerseits sind als Gesamteinheit mit verschiedenen Funktio nen aufgebaut, und zwar mit Hilfe einer integralen und nicht trennbaren Ventileinheit, wie diese auch im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform beschrieben wird.
Bei dem wie zuvor beschrieben aufgebauten Hydraulikkreislauf wird ein Vorgang der Stellglieder 5a, 5b dadurch vorgenommen, daß die Öffnungen der variablen Begrenzer 10a, 11a; 10b, 11b geeignet eingestellt werden. Zunächst wird eine Beschreibung eines Vorgangs erfolgen, wenn die Stellglieder 5a, 5b durch Steuerung der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b angetrieben werden, während die korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b in ihren vollständig geöffneten Positionen verbleiben.
Es sei nun angenommen, daß die Pumpe 1 betrieben wird, daß die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b von einem Benutzer gesteuert werden, damit Drucköle durch die Hauptleitung 3 den jeweiligen Stellgliedern 5a, 5b zugeführt werden, und daß die entsprechenden Zweigleitungen 3a, 3b und die entsprechenden Lastleitungen 4a, 4b sowie die jeweiligen Stellglieder 5a, 5b folglich unabhängig und parallel jeweils durch die Drucköle angetrieben werden. Der größere Druck der Lastdrücke an die einzelnen Stellglieder 5a, 5b wird von einer der Lastleitungen 4a, 4b an die Neigungs- bzw. Kippsteuereinheit 2 geleitet, welche eine Lastleitung sich auf einer Seite des maximalen Lastdruckes ist, und zwar über eine Verbindungsleitung 12a oder 12b, die der einen Lastleitung entspricht, und dann über die Lastdruckdetektionsleitung 7. Auf der anderen Seite wird ein Ausgangsdruck der Pumpe 1 auch an die Neigungs- bzw. Kippsteuereinheit 2 von der Hauptleitung 3 über die Ausgangsdruckdetektionsleitung 21 geführt. Die Neigungs- bzw. Kippsteuereinheit 2 steuert die Neigung bzw. Verkippung der Pumpe 1 auf der Basis dieser Drucksignale, so daß die Ausgangsleistung der Pumpe 1 erniedrigt wird, wenn der Ausgangsdruck der Pumpe 1 größer ist als die Summe des maximalen Lastdruckes und eines vorbestimmten Wertes, nämlich einer Lastmeßdruckdifferenz, wird jedoch vergrößert, wenn der Ausgangsdruck der Pumpe 1 kleiner ist als die Summe. Als Folge wird die Ausgangsleistung der Pumpe 1 gesteuert, so daß ihr Ausgangsdruck um einen vorbestimmten Wert größer gemacht wird als der maximale Lastdruck, wodurch die Lastmeßsteuerung ausgeführt wird. Wenn nur eines der Stell glieder 5a, 5b angetrieben wird, wird der Lastdruck an das alleinig angetriebene Stellglied 5a oder 5b als maximaler Lastdruck herangezogen und eine vergleichbare Steuerung vorgenommen.
Wenn eine Steuerung, wie zuvor beschrieben wurde, ausgeführt wird und die Stellglieder 5a, 5b parallel angetrieben werden, werden die Lastdrücke der Lastleitungen 4a, 4b jeweils von den Steuerleitungen 18a, 18b an die öffnenden Antriebseinheiten 16a, 16b der Druckausgleichsventile 9a, 9b geleitet, während die Drücke auf der stromaufwärtigen Seite der korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b jeweils von den Steuerleitungen 17a, 17b an die schließenden Antriebseinheiten 14a bzw. 14b geleitet werden. Wenn die stromabwärtigen Drücke der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b jeweils die Summe der Lastdrücke und der entsprechenden Federkräfte der Federn 15a bzw. 15b übersteigen, werden entsprechend die Antriebskräfte in die schließenden Richtungen vergrößert, so daß die Öffnungsflächen der Druckausgleichsventile 9a, 9b verkleinert werden. Unmittelbar bevor deren Öffnungen geschlossen werden, werden die stromaufwärtigen Drücke der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b im wesentlichen gleich der Summe der entsprechenden Lastdrücke bzw. Federkräfte. Als Folge besitzen die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b Werte, die gleich den Werten sind, die durch Subtraktion der stromabwärtigen Drücke der entsprechenden betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b erhalten werden, das heißt der Lastdrücke von den stromaufwärtigen Drücken der entsprechenden betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b, mit anderen Worten, der Kräfte, die an die entsprechenden Federn angelegt werden. Wenn die Lastdrücke zunehmen oder die stromaufwärtigen Drücke der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b in den zuvor genannten Zustand abfallen, nehmen die jeweils in die Öffnungsrichtung an die Druckausgleichsventile 9a, 9b angelegten Antriebskräfte relativ zu den so abgesenkten, stromaufwärtigen Drücken zu, so daß die Öffnungsflächen der Druckausgleichsventile 9a, 9b größer sind. Auf diese Weise werden die Öffnungen der Druckausgleichsventile 9a, 9b automatisch gesteuert, um die stromaufwärtigen Drücke der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b zu erhöhen. Wenn die Lastdrücke oder die stromaufwärtigen Drücke, zu den vorherigen Werten zurückzukehren beginnen, nehmen die schließenden Antriebskräfte im Gegensatz zu den Lastdrücken oder den stromaufwärtigen Drücken zu, um die Öffnungsflächen der Druckausgleichsventile 9a, 9b zu reduzieren, wodurch die Öffnungen der Druckausgleichsventile 9a, 9b automatisch gesteuert werden, um die stromaufwärtigen Drücke der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b zu verkleinern. Wie aus dem vorgenannten ersichtlich wird, werden die Druckausgleichsventile 9a, 9b automatisch gesteuert, um die Druckdifferenzen über die variablen Begrenzer 10a, 11a; 10b, 11b konstant zu halten. Als Folge werden die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b durch die Druckausgleichsventile 9a, 9b im Druck kompensiert, so daß diese immer gleich bleiben, und zwar unabhängig von den Lastdrücken. Außerdem führen die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b Drucköle mit einer konstanten Durchflußmenge an die Stellglieder 5a, 5b in Übereinstimmung mit deren begrenzten Öffnungen zu, ohne durch die Lastdrücke an die Stellglieder 5a, 5b beeinflußt zu werden. Die Antriebsgeschwindigkeiten der Stellglieder 5a, 5b werden deshalb konstant gehalten, solange die entsprechenden begrenzten Öffnungen konstant bleiben.
In diesem Zustand werden die betriebsveränderlichen Begrenzer 10a, 10b geöffnet gehalten, so daß diese überhaupt nicht funktionieren. Folglich wird als nächstes eine Beschreibung derjenigen Situation erfolgen, bei der auch die Öffnungen der betriebsveränderlichen Begrenzer 10a, 10b zusätzlich zu den Veränderungen an die Öffnungen der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b verändert worden sind. Wenn die Öffnungen dieser korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b verändert werden, werden die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b verändert. Es ist deshalb möglich, die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b auf gewünschte Werte einzustellen, indem die begrenzten Öffnungen der korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b je nach Bedarf verändert werden. Die Funktionen dieser betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b und dieser korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b werden nachfolgend ausführlich beschrieben.
Wenn die Öffnungen der Druckausgleichsventile 9a, 9b gesteuert werden, damit die Druckdifferenzen zwischen den stromaufwärtigen Drücken der korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b und den stromabwärtigen Drücken der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b gleich den elastischen Vorspannungskräften der Federn 15a, 15b werden, kann ihre Abhängigkeit jeweils durch die folgende Beziehung ausgedrückt werden:
a(Pzi - Pli) = ki(xoi + xi) < = > Pzi - Pli = (xoi + xi)ki/a = ΔPo ....... (1)
wobei
Pzi: Der stromaufwärtige Druck des korrigierenden, variablen Begrenzers 10a oder 10b (der Sekundärdruck des Druckausgleichsventils 9a oder 9b).
Pli: Der stromabwärtige Druck des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a oder 11b (der Lastdruck an das Stellglied 5a oder 5b).
a: Die Druck aufnehmende Fläche des Druckausgleichventils 9a oder 9b für Pzi und Pli.
ki: Die Federkonstante der Feder 15a oder 15b.
xoi: Die Verstellung der Feder 15a oder 15b, die bei der anfänglichen Einstellung vorgegeben wird.
xi: Die Verschiebung der Feder 15a oder 15b, die bei Anlegen einer Steuerkraft auftritt.
Poi: Die Druckdifferenz zwischen dem stromaufwärtigen Druck des korrigierenden, variablen Begrenzers 10a oder 10b und der stromabwärtige Druck des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a oder 11b.
Auf der anderen Seite wird der Ausgangsdruck Ps der Pumpe 1, der das Drucköl an die Druckausgleichventile 9a, 9b auf deren Primärseiten zuführt, durch eine Lastmeßsteuerung gesteuert, so daß der Ausgangsdruck Ps um einen vorbestimmten Wert, nämlich um eine Lastmeß-Druckdifferenz ΔPLs, größer wird als ein maximaler Lastdruck. Der Ausgangsdruck Ps der Hydraulikpumpe 1 mit variablem Saug- bzw. Pumpvermögen wird gesteuert bzw. geregelt, damit er stets die konstante Lastmeß- Druckdifferenz ΔPLs bereitstellt, und zwar aufgrund der lastmessenden Steuerung, wie sie durch die folgende Formel wiedergegeben wird:
Ps = Plmax + ΔPLs ....... (2)
Diese Lastmeß-Druckdifferenz ΔPLs wird eingestellt, so daß diese im wesentlichen die folgende Beziehung erfüllt:
ΔPLs = ΔPoi ....... (3)
Das heißt, daß diese gleich der Druckdifferenz ΔPoi zwischen dem stromaufwärtigen Druck des korrigierenden, variablen Begrenzers 10a bzw. 10b und dem stromabwärtigen Druck des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a bzw. 11b wird (nachfolgend als "die Druckdifferenz über den Begrenzer" bezeichnet).
Wie aus den Beziehungen (2) und (3) ersichtlich ist, führt jedes Druckausgleichventil 9a bzw. 9b eine Steuerung aus, so daß die Druckdifferenz ΔPoi über den Begrenzer eine Steuerung im wesentlichen bei einem konstanten Wert ausführt, der gleich der elastischen Vorspannungskraft der Feder 15a bzw. 15b ist. Weil die Lastmeß-Druckdifferenz ΔPLs gleich der Vorspannungskraft eingestellt wird, führt das Druckausgleichventil 9a bzw. 9b die Steuerung so aus, daß in der Tat die Druckdifferenz ΔPoi über den Begrenzer auf einem konstanten Wert gehalten wird, der im wesentlichen gleich der Lastmeß-Druckdifferenz ΔPLs ist. Die Beziehung zwischen dieser Druckdifferenz ΔPoi über den Begrenzer, der Druckdifferenz ΔPvi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b und der Druckdifferenz ΔPmi über den korrigierenden, variablen Begrenzer 10a bzw. 10b kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden:
APoi = ΔPvi + ΔPmi ....... (4)
Aus diesen Formeln (3) und (4) kann die Druckdifferenz ΔPmi über den korrigierenden, variablen Begrenzer 10a bzw. 10b unter Verwendung der Druckdifferenz ΔPvi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b, wie durch die folgende Formel dargestellt, ausgedrückt werden:
ΔPmi = ΔPoi - ΔPvi = ΔPLs - ΔPvi ....... (5)
Darüber hinaus können die Beziehungen zwischen den Druckdifferenzen ΔPvi ,ΔPmi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b und den korrigierenden, variablen Begrenzer 10a bzw. 10b und den Durchflußmengen Qvi, Qmi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b und den korrigierenden, variablen Begrenzer 10a bzw. 10b durch die folgenden Formeln ausgedrückt werden:
Qvi = N · Ai (ΔPvi) ....... (6)
Qmi = N · Bi (ΔPmi) ....... (7)
wobei
Qvi: Die Durchflußmenge durch den betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b ist.
Qmi: Die Durchflußmenge durch den korrigierenden, variablen Begrenzer 10a bzw. 10b ist.
Ai: Die begrenzte Öffnungsfläche des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a bzw. 11b ist.
Bi: Die begrenzte Öffnungsfläche des betriebsveränderlichen Begrenzers 10a bzw. 10b ist.
N: Konstant.
Der Durchfluß bzw. die Durchflußmenge Qvi über dem betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b und der Durchfluß Qmi durch den korrigierenden, variablen Begrenzer 10a bzw. 10b sind Durchflußmengen des Drucköls, das durch dieselbe Strömungspassage strömt und sind deshalb zueinander gleich. Die folgende Formel kann deshalb aus den Formeln (5), (6) und (7) abgeleitet werden. Als Folge kann die Druckdifferenz Pvi über jeden betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b wie folgt ausgedrückt werden.
N · Ai (ΔPvi) = N · Bi (ΔPmi) = N · Bi (ΔPLs - ΔPvi
< = > Pvi = (Bi/Ai)²/((1 + (Bi/Ai)²) · ΔPLs = Xi²/(1 + Xi²) · ΔPLs ....... (8)
Übrigens bedeutet X, das Öffnungsflächeriverhältnis (Bi/Ai) des korrigierenden, variablen Begrenzers 10a bzw. 10b zum betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b.
Außerdem wird die Durchflußmenge Qvi durch den betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b wie folgt ausgedrückt:
Qvi = N · Ai (ΔPvi) = N · Ai {Xi² / (1 + Xi²) · ΔPLs} = {Xi² / (1 + Xi²) · N · Ai (ΔPLs)
...... (9)
Die Beziehung, die durch die obengenannte Formel (8) wiedergegeben wird, das heißt, die Abhängigkeit, wie die Druckdifferenz ΔPvi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b sich in Abhängigkeit von dem Öffnungsflächenverhältnis Xi verändert, kann, wie in Fig. 6 gezeigt, dargestellt werden. Die in Fig. 4 dargestellte Kennlinie des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a bzw. 11b zeigt generell an, daß die Differenz ΔPvi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b größer wird, um einen Wert einzunehmen, der näher bei der Lastmeß-Druckdifferenz ΔPLs ist (das heißt den Ausgleichsdruck durch das Druckausgleichsventil 9a bzw. 9b), wenn das Verhältnis der Öffnungsfläche Bi des korrigierenden, veränderlichen Begrenzers 10a bzw. 10b zur Öffnungsfläche Ai des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a bzw. 11b größer wird, und zeigt auch an, daß, wenn das Verhältnis kleiner wird, die tatsächliche Druckdifferenz über dem betriebsveränderlichen Begrenzer 22 bzw. 23 abnimmt und die Druckdifferenz ΔPvi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 22 bzw. 23 kleiner wird.
Gemäß dieser Ausführungsform wird das Öffnungsflächenverhältnis Xi zum Zeitpunkt der vollständigen Öffnung des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a bzw. 11b auf einen ausreichend großen Wert eingestellt, indem eine Steuerung vorgenommen wird, so daß die begrenzte Öffnung des korrigierenden, variablen Begrenzers 10a bzw. 10b im Vergleich zu der beschränkten Öffnung des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a oder 11b zum Zeitpunkt einer vollständigen Öffnung ausreichend groß wird (das heißt dann, wenn der Steuerhebel über die gesamte Hubbewegung bewegt wird). Dies ist möglich gemacht worden, um eine solch große Durchflußmenge zuverlässig aufrechtzuerhalten wie diejenige, die zur Verfügung steht, wenn die betriebsveränderlichen Begrenzer 10a, 10b nicht angeordnet bzw. vorhanden sind. Indem darüber hinaus das Öffnungsflächenverhältnis Xi zum Zeitpunkt einer vollständigen Öffnung des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a bzw. 11b selbst dann, wenn die Betätigungsgröße des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a bzw. 11b verändert wird, kleiner gesetzt wird als der Wert, der weiter oben auf den ausreichend großen Wert eingestellt wurde, und zwar in einem Maß, daß keine abrupte Veränderung in der Druckdifferenz über den betriebsveränderli chen Begrenzer 11a bzw. 11b bewirkt wird, kann eine ziemlich begrenzte Durchflußmenge in Übereinstimmung mit dem so eingestellten Öffnungsflächenverhältnis Xi sichergestellt werden.
Eine geeignete Einstellung der begrenzten Öffnung des korrigierenden, variablen Begrenzers 10a bzw. 10b innerhalb von solchen Grenzen, so daß keine abrupte Veränderung in der Druckdifferenz über den Begrenzer stattfinden würde, macht es möglich, die Durchflußmenge von Drucköl, das den Stellgliedern 5a, 5b während einer Standardarbeit zugeführt werden soll, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs frei einzustellen bzw. anzupassen. Als Folge ist es möglich, Korrekturen an festen Durchflußkennlinien des herkömmlichen Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystems vorzunehmen, das nicht mit den korrigierenden, variablen Begrenzern 10a, 10b ausgestattet ist, so daß Durchflußkennlinien, die zu zahlreichen Arten von Stellgliedern passen, ohne weiteres erreicht werden können. Indem darüber hinaus eine Steuerung vorgenommen wird, so daß das Verhältnis der Offen-Fläche des korrigierenden, variablen Begrenzers 10a bzw. 10b zum Offen-Verhältnis des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a bzw. 11b zum Zeitpunkt einer vollständigen Öffnung kleiner wird als das hinreichend große Öffnungsflächenverhältnis Xi, kann die Antriebsgeschwindigkeit des Stellglieders 5a bzw. 5b pro Einheits Hubbewegung des Steuerhebels langsam gehalten werden. Weil das Öffnungsflächenverhältnis Xi kleiner gemacht worden ist, wird in diesem Fall die Druckdifferenz über den betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw.. 11b einer größeren Veränderung pro Einheits-Hubbewegung des Steuerhebels unterzogen. Weil die Hubbewegung des Steuerhebels größer gemacht wird, nimmt die Durchflußmenge zu, obwohl die Zunahme in Prozenten hinsichtlich der Durchflußmenge kleiner wird. Als Folge ist eine Zunahme in der Antriebsgeschwindigkeit des Stellglieders 5a bzw. 5b pro Einheit Hubbewegung begrenzter, weil die Antriebsgeschwindigkeit größer wird. Dies bedeutet, daß die Antriebsgeschwindigkeit durch noch kleinere Grade bzw. Abstufungen in einem vergleichsweise großen Bereich eingestellt bzw. angepaßt werden kann. Als Folge kann der Steuerbereich des Steuerhebels, in welchem eine Feinsteuerung vorgenommen werden kann, unter idealen Bedingungen vergrößert werden, wodurch es möglich gemacht wird, ein Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem zu erhalten, das insbesondere für Arbeiten, die sehr komplex sind und Genauigkeit erfordern, geeignet ist.
Die zuvor beschriebenen Eigenschaften, die ermöglicht worden sind, um die Antriebsgeschwindigkeit des Stellglieders 5a bzw. 5b selbst dann vor einer signifikanten Zunahme zu bewahren, wenn der Steuerhebel über einen großen Hub bzw. Strecke bewegt wird, können auch für einen Vorgang eingesetzt werden, bei dem kein schneller Antrieb des Stellglieders 5a bzw. 5b erforderlich ist, beispielsweise zum Absenken eines Auslegers. Ein angemessener Einsatz der zuvor genannten Eigenschaften in verschiedenen Stufen eines Arbeitsvorgangs ermöglicht die Verwendung des Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystems für diversifizierte Anwendungen. Dazu kommt, daß, falls es gewünscht wird, die Antriebsgeschwindigkeit des Stellglieders 5a bzw. 5b sich im Verhältnis zu einer Hubbewegung des Steuerhebels bei verschiedenen Arbeitsvorgängen ändert, es nur notwendig ist, eine Auslegung in einer solchen Art und Weise vorzunehmen, daß das Öffnungsflächenverhältnis Xi immer konstant gehalten werden kann, indem die begrenzte Öffnung des korrigierenden, variablen Begrenzers 10a bzw. 10b der begrenzten Öffnung des betriebsveränderlichen Begrenzers 11a bzw. 11b zugeordnet wird, beispielsweise indem diese variablen Begrenzer unter der Steuerung eines Steuerdrucks gesteuert bzw. geregelt werden.
Bei dem Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem gemäß dieser Ausführungsform sind die korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b jeweils auf der stromaufwärtigen Seite der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b angeordnet, so daß zwei Begrenzergruppen ausgebildet sind, die jeweils aus zwei Begrenzern bestehen. Insoweit, als die Anordnung der Druckausgleichsventile 9a, 9b relativ zu diesen Begrenzergruppen solch eine Beziehung erfüllt, wie in dieser Ausführungsform, erfolgt überhaupt keine Beeinflussung der auf die zuvor beschriebenen Formeln, und zwar selbst dann, wenn die Positionsbeziehung zwischen den korrigierenden, variablen Begrenzern 10a bzw. 10b und dem betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b genau entgegengesetzt gemacht wird. Es ist deshalb klar, daß keine Veränderungen in den Eigenschaften bzw. Kennlinien des Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystems auftreten, wie auch immer deren Positionsbeziehung ist. Folglich können vergleichbare Funktionen selbst dann ausgeführt werden, wenn die Positionsbeziehung zwischen dem korrigierenden, variablen Begrenzer 10a bzw. 10b und dem betriebsveränderlichen Begrenzer 11a bzw. 11b je nach Bedarf verändert wird.

(Zweite Ausführungsform)

Der Hydraulikkreislauf gemäß der zweiten Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Ausführungsform weicht von der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform dahingehend ab, daß die ersten und zweiten Stellglieder 5a, 5b in beiden Richtungen angetrieben werden können. Dieser bidirektionale Antrieb wurde durch richtungsabhängige Steuerventile ermöglicht. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder 5a, 5b jeweils mit Lastleitungen 4a-1, 4a-2; 4b-1, 4b-2 versehen sind und daß die Antriebsrichtungen und -geschwindigkeiten der Stellglieder 5a, 5b mit Hilfe von ersten und zweiten richtungsabhängigen Steuerventilen 41a, 41b gesteuert werden können. Die verbleibenden Elemente sind gleichwirkend zu den entsprechenden Elementen der ersten Ausführungsform, so daß solche äquivalenten Elemente durch gleiche Bezugszeichen angegeben sind. Eine Beschreibung wird deshalb nur von abweichenden Elementen erfolgen.
In Fig. 2 sind die Lastleitungen 4a-1, 4b-1 mit bodenseitigen Abschnitten der Stellglieder 5a, 5b verbunden, während die Lastleitungen 4a-2, 4b-2 mit gestängeseitigen Abschnitten der Stellglieder 5a, 5b verbunden sind. Die Lastleitungen 4a-1, 4a-2 sind jeweils mit dem ersten richtungsabhängigen Steuerventil 41a verbunden, während die Lastleitungen 4b-1, 4b-2 jeweils mit dem zweiten richtungsabhängigen Steuerventil 41b verbunden sind. Die richtungsabhängigen Steuerventile 41a, 41b sind mit einer nicht dargestellten hydraulischen Steuereinrichtung verbunden. In dem richtungsabhängigen Steuerventil 41a werden Steuerdrücke P&sub1;, P&sub2; von der hydraulischen Steuereinrichtung, die mit Hilfe eines Steuerhebels (nicht gezeigt) betätigt wird, jeweils Steueranschlüssen 42a, 43a zugeführt, so daß der richtungsabhängige Wechsel und eine Öffnung des richtungsabhängigen Steuerventils 41a gesteuert werden. In dem richtungsabhängigen Steuerventil 41b werden auf der anderen Seite Steuerdrücke von der hydraulischen Steuereinrichtung, die von dem nicht dargestellten Steuerhebel betätigt wird, in gleicher Weise Steueranschlüssen 42b, 43b zugeführt, so daß der richtungsabhängige Wechsel und die Öffnung des richtungsabhängigen Steuerventils 41b vorgenommen wird.
Die richtungsabhängigen Steuerventile 41a, 41b sind intern mit betriebsveränderlichen Begrenzern 44a-1, 44a-2; 44b-1, 44b-2 versehen, die vergleichbare Funktionen wie die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b in der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform besitzen. Wenn der Steuerhebel der nicht dargestellten hydraulischen Steuereinrichtung betätigt wird, um eine Kolbenstange des ersten Stellglieders 5a in einer vorrückenden Richtung bzw. Vorschubrichtung zu betätigen, wird das erste richtungsabhängige Steuerventil 41a durch den Steuerdruck P&sub1; von einer Ventilmittelposition zu einer linken Position geschaltet, wie in der Zeichnung dargestellt. Wenn der Steuerhebel betätigt wird, um die Kolbenstange des ersten Stellglieders 5a in einer Rückzugsrichtung zu betätigen, wird das erste richtungsabhängige Steuerventil 41a durch einen Steuerdruck P&sub2; von der Ventilmittelposition zu einer rechten Position geschaltet, wie in der Zeichnung dargestellt. In gleicher Weise wird das zweite richtungsabhängige Steuerventil 41b durch einen Steuerdruck P&sub3; von einer neutralen Ventilposition zu einer linken Position geschaltet, wie in der Zeichnung dargestellt, wenn der Steuerhebel betätigt wird, um eine Kolbenstange des zweiten Stellglieders 5b in einer vorrückenden Richtung anzutreiben, und wird von einem Steuerdruck P&sub4; von der neutralen Ventilposition zu einer rechten Position geschaltet, wenn der Steuerhebel betätigt wird, um die Kolbenstange des zweiten Stellglieders 5b in einer Rückzugsrichtung anzutreiben. Wenn die richtungsabhängigen Steuerventile 41a, 41b zu den linken Positionen geschaltet werden, führen diese Drucköle von den Lastleitungen 4a-1, 4b-1 zu dem bodenseitigen Abschnitt der Stellglieder 5a, 5b, und zwar jeweils über die betriebsveränderlichen Begrenzer 44a-1, 44b-1, und kommunizieren deren andere Lastleitungen 4a-2, 4b-2 mit den entsprechenden Tank- bzw. Behälteranschlüssen, um die Drucköle von den gestängeseitigen Abschnitten der jeweiligen Stellglieder 5a, 5b zum Tank bzw. Behälter 20 hin freizugeben, wodurch die Stellglieder 5a, 5b aufwärts angetrieben werden. Wenn die richtungsabhängigen Steuerventile 41a, 41b zu den rechten Positionen geschaltet werden, führen diese die Drucköle von den jeweiligen Lastleitungen 4a-2, 4b-2 jeweils über die betriebsveränderlichen Begrenzer 44a-2, 44b-2 zu den gestängeseitigen Abschnitten der Stellglieder 5a, 5b und stehen deren andere Lastleitungen 4a-2, 4b-2 mit den entsprechenden Tankanschlüssen in Verbindung, um die Drucköle von den bodenseitigen Abschnitten der jeweiligen Stellglieder 5a, 5b zum Tank hin freizugeben, wodurch die Stellglieder 5a, 5b nach unten angetrieben werden. Zu diesem Zeitpunkt werden Verschiebungen bzw. Verstellungen von Spulen der richtungsabhängigen Steuerventile 41a, 41b in Übereinstimmung mit den Werten der Steuerdrücke P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;, P&sub4;, die von der hydraulischen Steuereinrichtung ausgegeben werden, gesteuert, mit anderen Worten durch die Hubbewegungen des Steuerhebels, so daß die begrenzten Öffnungen, der einzelnen variablen Begrenzer 44a-1, 44a-2; 44b-1, 44b-2 eingestellt werden.
Außerdem ist ein Durchflußsteuerventil 45a in der Zweigleitung 3a auf der stromabwärtigen Seite des ersten Druckausgleichventils 9a angeordnet, so daß die Durchflußmenge an das erste richtungsabhängige Steuerventil 41a eingestellt werden kann. Einer der Anschlüsse des Durchflußsteuerventils 45a ist mit einem korrigierenden, variablen Begrenzer 47a versehen, so daß eine Druckdifferenz über das erste richtungsabhängige Steuerventil 41a korrigiert werden kann. Der andere Anschluß kann das Drucköl dem richtungsabhängigen Steuerventil 41a ohne jegliche Beschränkung bzw. Begrenzung zuführen. Außerdem wird einem Steueranschluß 46a an einem (begrenzten) Abschnitt des Drucksteuerventils 45a der höhere Druck von den Steuerdrücken P&sub3;, P&sub4;, die dem in der Zweigleitung 3b angeordneten zweiten richtungsabhängigen Steuerventil 41b zugeführt werden sollen, als Steuerdruck P&sub5; zugeführt. Eine Spule des Durchflußsteuerventils 45a wird entsprechend dem Ausgleich hinsichtlich der Antriebskraft zwischen dem Steuerdruck P&sub5; und der Federkraft einer an einem entgegengesetzten Anschluß angebrachten Feder zur Regulierung des anfänglichen Einstelldrucks verstellt, wodurch die begrenzte Öffnung des variablen Begrenzers 47a eingestellt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird im Verlauf des Antriebs der Stellglieder 5a, 5b durch die richtungsabhängigen Steuerventile 41a, 41b die Spule des Durchflußsteuerventils 45a verstellt, um die Öffnung des korrigierenden, variablen Begrenzers 47a zu verändern, wodurch die Druckdifferenz über den Begrenzer des richtungsabhängigen Steuerventils 41a korrigiert werden kann. Hinsichtlich des Stellglieders 5a werden die Eigenschaften der betriebsveränderlichen Begrenzer 44a-1, 44a-2 wie bei der ersten Ausführungsform verändert, so daß geeignete Kennlinien zur Arbeit oder für einen Vorgang ausgewählt werden können. Übrigens ist das Betätigungssystem des Stellglieders 5b bei der zweiten Ausführungsform nicht mit irgendeinem korrigierenden, variablen Begrenzer versehen und wird die begrenzte Öffnung mit Hilfe der Steuerdrücke für die Wechselsteuerung des richtungsabhängigen Steuerventils 41b eingestellt. Der Hydraulikkreislauf wird deshalb bevorzugt auf der Seite des Stellglieders 5b angetrieben.
In Fig. 2 wird der anfänglich eingestellte Druck des Drucksteuerventils 45a mit Hilfe der Feder 48a eingestellt und der korrigierende, variable Begrenzer 47a arbeitet nur dann, wenn der Steuerdruck P&sub5; den anfänglich eingestellten Druck der Feder 48a übersteigt. Andere Elemente, die nicht speziell beschrieben worden sind, sind wie bei der ersten Ausführungsform aufgebaut und zeigen vergleichbare Wirkungen.

(Dritte Ausführungsform)

Der Hydraulikkreislauf gemäß der dritten Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt. Diese Ausführungsform ist vergleichbar zu der zweiten Ausführungsform, mit der Ausnahme der weiteren Anordnung eines variablen Begrenzers in der zweiten Zweigleitung 3b, so daß der variable Begrenzer zum Antrieb und zur Steuerung des zweiten Stellglieders 5b verwendet werden kann. Auch bei dieser Ausführungsform werden nur Elemente beschrieben werden, die von denen der ersten und zweiten Ausführungsform abweichen, und Elemente, von denen angenommen wird, daß sie äquivalent bzw. gleichwirkend zu den entsprechenden Elementen in der ersten und zweiten Ausführungsform sind, werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird hierin vernachlässigt.
Wie man aus Fig. 3 ersieht, ist diese Ausführungsform versehen mit einem zweiten Durchflußsteuerventil 45b, das in ähnlicher Weise wie das erste Durchflußsteuerventil 45a in der Zweigleitung 3a, in der Zweigleitung 3b zwischen dem zweiten Druckausgleichventil 15b und dem zweiten richtungsabhängigen Steuerventil 41b angeordnet ist, mit Steuerdruckzufuhrleitungen 49a, 49b, die mit dem Steueranschluß 46a des ersten Durchflußsteuerventils 45a und mit dem Steueranschluß 46b des zweiten Durchflußsteuerventils 45b verbunden sind, um Steuerdrücke P&sub6;, P&sub7; zuzuführen, und mit einer Steuerdrucksteuereinheit 50 zum Steuern dieser Steuerdrücke P&sub6;, P&sub7;. Die verbleibenden Elemente sind wie bei der in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsform aufgebaut. Übrigens besteht die Steuerdrucksteuereinheit 50 aus einem magnetbetätigten Proportionaldruck-Reduzierventil 51 und aus einem Kontroller 54. Das magnetbetätigte Proportionaldruskreduzierventil 51 führt den Steuerleitungen 49a, 49b das Drucköl von einer Öldruckquelle 52 nach einer Reduzierung des Drucks des Drucköls zu, wohingegen der Kontroller 54 die Öffnung des magnetbetätigten Proportionaldruckreduzierventils in Übereinstimmung mit einem Befehl von einer Tastatur 53 zum Einstellen einer Geschwindigkeit reduziert, um jeden Steuerdruck zu verändern. Aufgrund dieses Aufbaus kann der Benutzer Steuerdrücke P&sub6;, P&sub7; durch Steuerung der geschwindigkeitseinstellenden Wähleinrichtung 53 einstellen. Die Öffnungen der korrigierenden, variablen Begrenzer 47a, 47b variieren dann in Übereinstimmung mit den Steuerdrücken P&sub6;, P&sub7;, die so verändert werden, wodurch die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 44a-1, 44a-2; 44b-1, 44b-2 der richtungsabhängigen Steuerventile 41a, 41b je nach Bedarf eingestellt werden können.
Bei dieser Ausführungsform wurde eine Auslegung an die simultane Veränderung der Steuerdrücke P&sub6;, P&sub7; durch eine einzige geschwindigkeitseinstellende Wähleinrichtung 53 vorgenommen. Es ist jedoch auch möglich, zwei geschwindigkeitseinstellende Wähleinrichtungen anzuordnen, so daß die Steuerdrücke P&sub6;, P&sub7; unabhängig eingestellt werden können, so daß sie die Öffnungen der korrigierenden, variablen Begrenzer 47a, 47b einstellen. Diese Anordnung sollte je nach Bedarf festgelegt werden, und zwar in Abhängigkeit von dem Betriebsverhalten und der Anwendung eines hydraulischen Gerätes, bei dem das hydraulische Steuersystem eingesetzt wird. Andere Elemente, die nicht speziell beschrieben worden sind, sind wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform aufgebaut und üben ähnliche Wirkungen aus wie diejenigen bei der ersten und zweiten Ausführungsform.

(Vierte Ausführungsform)

Der Hydraulikkreislauf gemäß der vierten Ausführungsform ist in Fig. 4 dargestellt. Weil diese Ausführungsform in ähnlicher Weise wie die zuvor beschriebene erste Ausführungsform aufgebaut ist, mit Ausnahme der ersten und zweiten Durchflußsteuereinheiten 9a, 9b, wird nur eine Beschreibung von Durchflußsteuereinheiten erfolgen. Elemente, die gleich den entsprechenden Elementen bei der ersten Ausführungsform sind, werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und jegliche überlappende Beschreibung wird unterlassen.
In Fig. 4 sind eine erste und zweite Durchflußsteuereinheit 30a, 30b aus einem ersten und zweiten korrigierenden, variablen Begrenzer 31a, 31b, einem ersten und zweiten betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b und einem ersten bzw. zweiten Druckausgleichventil 33a, 33b aufgebaut. Dieser Begrenzer und Ventile sind in der ersten und zweiten Zweigleitung 3a, 3b in der Reihenfolge angeordnet, in der diese von den stromaufwärtigen Seiten, wenn in der Zufuhrrichtung von Drucköl betrachtet, vorliegen. Die Druckausgleichventile 33a, 33b sind mit schließenden Antriebseinheiten 35a, 35b zum Anlegen einer Antriebskraft, die auf einem maximalen Lastdruck basiert, in die die Ventile schließenden Richtungen an diese gemeinsam mit Federkräften von Federn 34a, 34b und auch mit öffnenden Antriebseinheiten 36a, 36b zum Anlegen von Antriebs kräften in die Ventile öffnende Richtungen versehen. Die Steuerdrücke werden von stromabwärtigen Seiten eines ersten bzw. zweiten Überprüfungsventils 13a, 13b über Steuerleitungen 37a bzw. 37b an die schließenden Antriebseinheiten 35a bzw. 35b geführt, während Steuerdrücke von stromabwärtigen Seiten des ersten bzw. zweiten betriebsveränderlichen Begrenzers 32a, 32b über Steuerleitungen 38a, 38b an die öffnenden Antriebseinheiten 36a, 36b geführt werden. Ein Steuermechanismus und dergleichen für die variablen Begrenzer 31a, 32a; 31b, 32b, einschließlich von Dingen, die nicht speziell hierin beschrieben sind, sind wie bei der ersten Ausführungsform aufgebaut. Bei dieser Ausführungsform sind auch die Durchflußsteuereinheiten als Gesamteinheit aufgebaut, die verschiedene Funktionen aufweisen, nämlich nicht trennbar als Ventileinheit.
Bei der vierten Ausführungsform, die wie zuvor beschrieben aufgebaut ist, werden die Stellglieder 5a, 5b durch Einstellen der Öffnungen der variablen Begrenzer 31a, 32a; 31b, 32b des Hydraulikkreislaufs je nach Bedarf genau wie bei der ersten Ausführungsform betätigt. Bezüglich dieser Ausführungsform wird auch eine erste Beschreibung eines Vorgangs erfolgen, wenn die Stellglieder 5a, 5b durch Steuern nur der betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b angetrieben werden, während die entsprechenden variablen Begrenzer 31a, 32a in der vollständig geöffneten Position verbleiben.
Wenn die Stellglieder 5a, 5b parallel angetrieben werden, wird ein maximaler Lastdruck in der Lastdruckdetektionsleitung 7 jeweils über die Steuerleitungen 37a, 37b an die schließende Antriebseinheit 35a, 35b der Druckausgleichventile 33a, 33b geleitet. Auf der anderen Seite werden jeweils stromabwärtige Drücke der betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b über die Steuerleitungen 38a, 38b an die schließenden Antriebseinheiten 36a, 36b der Druckausgleichventile 33a, 33b geleitet, so daß jeweils Antriebskräfte in die die Ventile öffnenden Richtungen angelegt werden. Wenn die stromabwärtigen Drücke der betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b größer werden als vorbestimmte Werte, die mit Hilfe des maximalen Lastdrucks und den Federkräften der Federn 34a, 34b eingestellt werden, werden die öffnenden Antriebskräfte entsprechend vergrößert, um die Öffnungen der Druckausgleichventile 33a, 33b zu vergrößern, wodurch folglich den Stellgliedern 5a, 5b Hydraulikdrücke von ausreichender Größe zugeführt werden, um die Stellglieder 5a, 5b anzutreiben. Falls der maximale Lastdruck abzufallen beginnt oder die stromabwärtigen Drücke der betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b in der zuvor geschilderten Situation noch größer zu werden beginnen, vergrößern die Druckausgleichventile 33a, 33b ihre Durchflußpassagenflächen weiter, so daß deren Öffnungen selbstgeregelt sind, um die stromabwärtigen Drücke zu verkleinern. Falls der maximale Lastdruck abzunehmen beginnt oder falls die stromabwärtigen Drücke umgekehrt abzufallen beginnen, verkleinern die Druckausgleichventile 33a, 33b auf der anderen Seite ihre Durchflußpassagenflächen, so daß deren Öffnungen selbstgeregelt sind, um die stromabwärtigen Drücke zu vergrößern. Als Folge werden die stromabwärtigen Drücke der betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b ständig auf Werten gehalten, die etwas größer sind als der maximale Lastdruck, und zwar aufgrund einer solchen druckregulierenden Funktion der Druckausgleichventile 33a, 33b, ohne daß diese durch Variationen in dem Kreislaufdruck beeinflußt würden, wie beispielsweise von Lastdrücken an die Stellglieder 5a, 5b oder vom Ausgangsdruck der Pumpe 1. Mit anderen Worten, die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b werden hinsichtlich des Druckes ausgeglichen, um immer konstant zu bleiben, ohne durch Abweichungen hinsichtlich der Öffnungen der betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b oder der Lasten an die Stellglieder 5a, 5b beeinflußt zu werden, was auch zum Teil an der Steuerung des Ausgangsdrucks der Pumpe 1 in Übereinstimmung mit der lastmessenden Steuerung liegt. Als Folge können die betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b auf konstante Durchflußmengen in Entsprechung an deren begrenzte Öffnungen eingestellt werden, ohne durch Variationen hinsichtlich des Drucks des Kreislaufs beeinflußt zu werden.
Bei dem zuvor genannten Zustand werden die korrigierenden, variablen Begrenzer 31a, 31b, wie zuvor beschrieben wurde, geöffnet gehalten und arbeiten überhaupt nicht. Wenn die Öffnungen der korrigierenden, variablen Begrenzer 31a, 31b auch zusätzlich zu den betriebsveränderlichen Begrenzern 32a, 32b verändert werden, ändern sich auch die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b. Indem die begrenzten Öffnungen der korrigierenden, variablen Begrenzer 31a, 31b je nach Bedarf verändert werden, können deshalb die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b auf gewünschte Werte eingestellt werden. Diese Eigenschaft wird nachfolgend unter Verwendung von Formeln beschrieben werden.
Bezüglich der Druckausgleichventile 33a, 33b kann zunächst der stromabwärtige Druck von jedem betriebsveränderlichen Begrenzer 32a bzw. 32b, der auf der stromaufwärtigen Seite des Druckausgleichventils 33a bzw. 33b angeordnet ist, mit anderen Worten der stromabwärtige Druck Pzi von jeder Begrenzergruppe, durch die folgende Formel ausgedrückt werden:
Pzi = Plmax + ki/a(Zoi + Zi) = Plmax + Coi ....... (10)
wobei
Pzi: Der stromabwärtige Druck des betriebsveränderlichen Begrenzers 32a bzw. 32b (der Primärdruck des Druckausgleichventils 33a bzw. 33b).
Plmax: Der maximale Lastdruck.
a: Die druckaufnehmende Fläche des Druckausgleichventils 33a bzw. 33b für Plmax und Pzi.
ki: Die Federkonstante der Feder 34a bzw. 34b.
Zoi: Die Verstellung der Feder 34a bzw. 34b, die bei der anfänglichen Einstellung angelegt wird.
Zi: Die Verstellung der Feder 34a bzw. 34b bei Anlegen einer Steuerkraft.
Coi: Konstant.
Bei der obigen Formel (10) steht Coi für die elastische Vorspannungskraft ki/a(Zoi + Zi) der Feder 34a bzw. 34b als elastische Vorspannungskraft und kann als konstant angenommen werden. Die elastische Vorspannungskraft der Feder 34a bzw. 34b soll eine kleine Verstellung beim anfänglichen Einstellen anlegen, um das Druckausgleichventil 33a bzw. 33b in der geschlossenen Position einzustellen, so daß der stromabwärtige Druck des betriebsveränderlichen Begrenzers 32a bzw. 32b auf einen konstanten Wert geregelt werden kann, der etwas größer ist als der maximale Lastdruck. Weil die elastische Vorspannungskraft auf einen in der Praxis vernachlässigbar kleinen Wert eingestellt wird, nimmt man an, daß das Druckausgleichventil 33a bzw. 33b den stromabwärtigen Druck Pzi des betriebsveränderlichen Begrenzers 32a bzw. 32b auf einen Wert steuert, der im wesentlichen gleich dem maximalen Lastdruck Plmax ist. Auf der anderen Seite wird der Ausgangsdruck Ps der Pumpe 1, der das Drucköl den stromaufwärtigen Seiten der betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32 zuführt, auf Plmax + ΔPLs gesteuert, der um die Lastmeß-Druckdifferenz ΔPLs größer ist als der maximale Lastdruck Plmax, wie durch die Formel (2) angezeigt. Dieser Ausgangsdruck Ps wird an die Zweigleitungen 3a, 3b geleitet und wird zu dem stromaufwärtigen Druck der betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b. Wenn die betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b der jeweiligen Durchflußsteuereinheiten 33a, 33b auf gewünschte begrenzte Öffnungen eingestellt worden sind, wird die Druckdifferenz Ps - Pzi zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Drücken von jedem betriebsveränderlichen Begrenzer 32a bzw. 32b auf einem konstanten Wert gehalten, der der Lastmeß-Druckdifferenz ΔPLs in etwa entspricht, und zwar in Anbetracht der Formeln (2) und (10), wie durch die folgende Formel (11) angezeigt:
Ps - Pzi = (Plmax + ΔPLs) - (Plmax + Coi) = ΔPLs - Coi ΔPLs ....... (11)
Die Druckdifferenz über dem betriebsveränderlichen Begrenzer 32a bzw. 32b wird nämlich gesteuert und hinsichtlich des Druckes durch das Druckausgleichventil 33a bzw. 33b kompensiert, so daß unabhängig von dem Wert des Lastdrucks die Druckdifferenz immer auf einem Druck gehalten wird, der im wesentlichen gleich der Lastmeß-Druck differenz ΔPLs ist. Als Folge ist die Durchflußmenge Qvi' durch den betriebsveränderlichen Begrenzer 32a bzw. 32b wie folgt definiert:
Qvi' = N · Ai (Ps - Pzi)
..... (12)
Qvi' = N · Ai (ΔPLs)
Die Durchflußmenge Qvi' verbleibt deshalb auf einem Wert, der proportional zu einer begrenzten Öffnung ist, die mit Hilfe des betriebsveränderlichen Begrenzers 32a bzw. 32b eingestellt wird, ohne daß dieser durch Variationen hinsichtlich des Druckes des Kreislaufs beeinflußt würde. Solange die begrenzte Öffnung unverändert bleibt, kann die Durchflußmenge Qvi' auf dem konstanten Wert gehalten werden.
Weil Coi in der Formel (10) so eingestellt wird, daß er einen vernachlässigbar kleinen Wert einnimmt, wird der stromabwärtige Druck Pzi der Begrenzergruppe in jeder Durchflußsteuereinheit 30a bzw. 33b auf einen Wert geregelt, der im wesentlichen gleich dem maximalen Lastdruck Plmax ist. Auf der anderen Seite wird der Ausgangsdruck Ps der Hydraulikpumpe 1, die das Drucköl der stromaufwärtigen Seite von jedem korrigierenden, variablen Begrenzers 31a bzw. 31b zuführt, von der Lastmeßsteuerung auf Plmax + ΔPL5 gesteuert, welcher Wert größer ist als der maximale Lastdruck Plmax, und zwar um die Lastmeß-Druckdifferenz PLs, wie durch die Formel (2) angedeutet. Dieser Ausgangsdruck Ps wird an jede Zweigleitung 3a bzw. 3b abgegeben und wird zu dem stromaufwärtigen Druck des korrigierenden, variablen Begrenzers 31a bzw. 31b. Wenn jeder betriebsveränderliche Begrenzer 32a bzw. 32b auf eine gewünschte Ventilöffnung eingestellt worden ist, kann die folgende Formel aus den Formeln (2) und (10) zwischen dem stromaufwärtigen Druck des korrigierenden, variablen Begrenzers 31a bzw. 31b und dem stromabwärtigen Druck des betriebsveränderlichen Begrenzers 32a bzw. 32b eingerichtet werden, wobei der korrigierende, variable Begrenzer und der betriebsveränderliche Begrenzer in Reihe angeordnet sind:
Ps - Pzi = (Plmax + ΔPLs) - (Plmax + Coi) = ΔPLs - Coi ΔPLs ....... (13)
Dies zeigt an, daß die Druckdifferenz Ps - Pzi stets auf einem konstanten Wert aufrechterhalten wird, der in etwa der Lastmeß-Druckdifferenz ΔPLs entspricht.
Diese Lastmeß-Druckdifferenz ΔPLs und die Druckdifferenz ΔPoi über jede Begrenzergruppe, die aus Begrenzern besteht, die in Reihe angeordnet sind, wie bei dieser Ausführungsform, kann durch die Druckdifferenz ΔPvi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 32a bzw. 32b und durch die Druckdifferenz ΔPmi über den korrigierenden, variablen Begrenzer 31a bzw. 31b in ähnlicher Weise wie bei der zuvor beschriebenen Formel (4) ausgedrückt werden. Diese Druckdifferenzen ΔPvi , ΔPmi und die Durchflußmengen durch die betriebsveränderlichen Begrenzer 32a, 32b und durch die korrigierenden, variablen Begrenzer 31a, 31b können ähnlich zu den Formeln (6) und (7), die zuvor beschrieben wurden, ausgedrückt werden.
Die Durchflußmenge Qvi durch jeden betriebsveränderlichen Begrenzer 32a bzw. 32b und die Durchflußmenge Qmi durch den entsprechenden korrigierenden, variablen Begrenzer 31a bzw. 31b stellen die Durchflußmengen des Drucköls dar, das durch dieselben Durchflußpassagen fließt, und sind zueinander gleich. Aus den zuvor beschriebenen Formeln (4), (6) und (7) kann die Druckdifferenz ΔPvi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 32a bzw. 32b ähnlich zu der zuvor beschriebenen Formel (8) ausgedrückt werden, so daß die Durchflußmenge Qvi durch den betriebsveränderlichen Begrenzer 32a bzw. 32b genauso wie die zuvor beschriebene Formel (9) abgeleitet werden kann, das heißt, diese kann wie folgt ausgedrückt werden:
Qvi = N · Ai (ΔPvi) = N · Ai {Xi² / (1 + Xi²) · ΔPLs} = {Xi² / (1 + Xi²) · N · Ai (ΔPLs) = {Xi² / (1 + Xi²) · Qvi'
Die Eigenschaften bzw. Kennlinien der Druckdifferenz ΔPvi über den betriebsveränderlichen Begrenzer 32a bzw. 32b in jeder Durchflußsteuereinheit 30a, 30b der vierten Ausführungsform können auch wie in Fig. 6, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, dargestellt werden.
In sämtlichen der Durchflußsteuereinheiten 6a, 6b; 30a, 30b bei der ersten und vierten Ausführungsform werden die Öffnungsflächenverhältnisse Xi kleiner und werden die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b; 31a, 31b Meiner als die Hubbewegung des Steuerhebels, mit anderen Worten, die Ventilöffnungen der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b; 32a, 32b nehmen zu, vorausgesetzt, daß die begrenzenden Öffnungen der korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b; 31a, 31b konstant sind. Dies bedeutet jedoch nicht, daß die Durchflußmenge abnimmt, wenn die Hubbewegung des Steuerhebels zunimmt. Es ist damit gemeint, daß, obwohl jede Durchflußmenge mit der Hubbewegung des Steuerhebels zunimmt, die Durchflußmenge nicht proportional in Antwort auf die Hubbewegung zunimmt, sondern daß die Durchflußmenge mit der prozentualen Vergrößerung relativ zu der Hubbewegung begrenzt zunimmt. Wenn die Hubbewegung des Steuerhebels zunimmt, wobei die begrenzten Öffnungen der korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b; 31a, 31b konstant gehalten werden, wird die Druckdifferenz über die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b; 32a, 32b in Übereinstimmung mit der Hubbewegung kleiner, so daß die Durchflußmengen durch diese nicht notwendigerweise in Proportion zu der Hubbewegung des Steuerhebels zunehmen. Wie man jedoch anhand von Fig. 6 erkennt, ist eine Änderung hinsichtlich der Druckdifferenz über jeden Begrenzer pro Einheit Hubbewegung des Steuerhebels vergleichsweise klein, und zwar in einem Bereich, in dem das Öffnungsflächenverhältnis Xi größer ist als ein vorbestimmter Wert (beispielsweise 2 in Fig. 6). In solch einem Bereich ändert sich die Antriebsgeschwindigkeit von jedem Stellglied 5a bzw. 5b wesentlich im Verhältnis zu einer Hubbewegung des Steuerhebels, so daß hinsichtlich des Betriebsverhaltens während eines Standardvorgangs eines hydraulischen Arbeitsfahrzeugs kein besonderes Problem bzw. keine besondere Unannehmlichkeit auftritt. In einem Bereich, wo das Öffnungsflächenverhältnis Xi im Vergleich kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ändert sich auf der anderen Seite die Druckdifferenz über jeden Begrenzer mit einer vergleichsweise großen Rate. Die Durchflußmenge nimmt jedoch mit einer progressiv zunehmenden, begrenzten prozentualen Vergrößerung zu, wenn die Hubbewegung größer wird. Es kann deshalb verhindert werden, daß die Antriebsgeschwindigkeit von jedem Stellglied 5a bzw. 5b plötzlich zunimmt, und zwar dann, wenn die Hubbewegung des Steuerhebels zunimmt. Wenn man die Frage, ob das Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem für einen solchen Arbeitsvorgang geeignet ist, wie beispielsweise die Frage der Effizienz beiseite läßt, macht es folglich eine geeignete Ausnutzung dieser Eigenschaften bzw. Kennlinien möglich, das Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem in geeigneter Weise für einen anderen Vorgang zu verwenden.

(Fünfte Ausführungsform)

Der Hydraulikkreislauf gemäß der fünften Ausführungsform ist in Fig. 5 dargestellt. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß bei der zuvor beschriebenen vierten Ausführungsform die Lastleitungen 4a-1, 4a-2; 4b-1, 4b-2 in Zuordnung zu dem ersten bzw. zweiten Stellglied 5a, 5b angeordnet sind, daß die Antriebsrichtungen und Antriebsgeschwindigkeiten der Stellglieder 5a, 5b mit Hilfe der richtungsabhängigen Steuerventile 41a, 41b gesteuert werden können, und daß bei einer Betätigung der Überdruck-Ablaßventile die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer durch die entsprechenden korrigierenden, variablen Begrenzer korrigiert werden können.
Weil die anderen Elemente wie bei der vierten Ausführungsform aufgebaut sind, weiden gleiche Elemente deshalb mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nur die abweichenden Elemente beschrieben werden.
In Fig. 5 sind die Lastleitungen 4a-1, 4b-1 jeweils mit den Bodenseiten bzw. den Unterseiten der ersten und zweiten Stellglieder 5a, 5b verbunden und sind die Lastleitungen 4a-2, 4b-2 jeweils mit deren Gestängeseiten verbunden. Die Lastleitungen 4a-1, 4a-2 sind mit einem ersten richtungsabhängigen Steuerventil 60a verbunden, während die Lastleitungen 4ba-1, 4b-2 mit einem zweiten richtungsabhängigen Steuerventil 60b verbunden sind. Das erste und zweite richtungsabhängige Steuerventil 60a, 6% ist jeweils mit einer nicht dargestellten hydraulischen Steuerdruckeinrichtung verbunden. An die Steueranschlüsse 62a, 63a des ersten richtungsabhängigen Steuerventils 60a werden die Steuerdrücke P&sub1;, P&sub2; von der hydraulischen Steuerdruckeinrichtung geleitet, die von einem nicht dargestellten Steuerhebel betätigt wird, wodurch das richtungsabhängige Steuerventil 60a in der schaltenden Richtung seiner Richtung und in seinem Öffnungsvorgang gesteuert wird. In gleicher Weise werden die Steuerdrücke P&sub3;, P&sub4; an die Steueranschlüsse 62b, 63b des zweiten richtungsabhängigen Steuerventils 60b von der hydraulischen Steuerdruckeinrichtung geleitet, die mit Hilfe des nicht dargestellten Steuerhebels betätigt worden ist, so daß das richtungsabhängige Steuerventil 60b in der schaltendenden seiner Richtungen und im Öffnungsverhalten gesteuert wird.
Die richtungsabhängigen Steuerventile 60a, 60b sind intern mit betriebsveränderlichen Begrenzern 61a-1, 61a-2; 61b-1, 61b-2 versehen, die ähnliche Funktionen aufweisen, wie die betriebsveränderlichen Begrenzer bei der zuvor beschriebenen vierten Ausführungsform. Wenn der Steuerhebel der nicht dargestellten hydraulischen Steuerdruckeinrichtung in einer Richtung betätigt wird, um eine Kolbenstange des Stellglieders 5a in einer vorrückenden Richtung bzw. Vorschubrichtung zu verstellen, wird das richtungsabhängige Steuerventil 60a von dem Steuerdruck P&sub1; zu einer linken Position von einer Ventilmittelposition, wie in der Zeichnung dargestellt, geschaltet. Wenn der Steuerhebel in einer Richtung betätigt wird, um die Kolbenstange des Stellglieders in einer zurückfahrenden Richtung zu verstellen, wird das richtungsabhängige Steuerventil 60a von dem Steuerdruck P&sub2; von der Ventilmittelposition zu einer rechten Position geschaltet. Wenn der Steuerhebel in einer Richtung betätigt wird, um eine Kolbenstange des Stellglieders 5b in einer vorrückenden Richtung zu verstellen, wird das richtungsabhängige Steuerventil 60b in ähnlicher Weise von dem Steuerdruck P&sub3; von einer Ventilmittelposition, wie in der Figur dargestellt, zu einer linken Position geschaltet. Wenn der Steuerhebel in eine Richtung betätigt wird, um die Kolbenstange des Stellglieders in einer zurückfahrenden Richtung zu verstellen, wird das richtungsabhängige Steuerventil 60b von dem Steuerdruck P&sub4; von der Ventilmittelposition zu einer rechten Position geschaltet. Wenn sie in die linken Positionen geschaltet sind, führen die ersten und zweiten richtungsabhängigen Steuerventile 60a, 60b den Bodenseiten der jeweiligen Stellglieder 5a, 5b von den Lastleitungen 4a-1, 4b-1 Drucköle zu, und zwar über die betriebsveränderlichen Begrenzer 61a-1, 61b-1 sowie über die ersten und zweiten Druckausgleichventile 36a, 36b, und kommunizieren zur gleichen Zeit die anderen Lastleitungen 4a-2, 4b-2 mit deren entsprechenden Tankanschlüssen, um die Drucköle von den Stangenseiten der jeweiligen Stellglieder 5a, 5b abzulassen. Folglich werden die Stellglieder 5a, 5b nach oben angetrieben. Wenn sie zu den rechten Positionen geschaltet werden, führen auf der anderen Seite die ersten und zweiten richtungsabhängigen Steuerventile 60a, 60b das Drucköl von den Lastleitungen 4a-2, 4b-2 den Gestängeseiten der Stellglieder 5a, 5b zu, und zwar über die betriebsveränderlichen Begrenzer 61a-2, 61b-2, und kommunizieren zur gleichen Zeit die anderen Lastleitungen 4a-1, 4b-1 mit deren entsprechenden Tankanschlüssen, um die Drucköle von den Bodenseiten der jeweiligen Stellglieder 5a, 5b abzulassen. Folglich werden die Stellglieder 5a, 5b nach unten getrieben. Zu diesem Zeitpunkt werden Spulen der richtungsabhängigen Steuerventile 60a, 60b gesteuert, und zwar genau wie bei der zweiten Ausführungsform und in Verstellung entsprechend den Werten der Steuerdrücke P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;, P&sub4;, die von der hydraulischen Steuerdruckeinrichtung ausgegeben werden, nämlich der Hubbewegung des Steuerhebels, wodurch die begrenzten Öffnungen der veränderlichen Begrenzer 61a- 1, 61a-2; 61b-1, 61b-2 eingestellt werden.
Erste und zweite Durchflußsteuerventile 64a, 64b sind in den ersten und zweiten Zweigleitungen 3a, 3b auf stromaufwärtigen Seiten der ersten und zweiten richtungsabhängigen Steuerventile 60a, 60b angeordnet, so daß die Durchflußmengen an die richtungsabhängigen Steuerventile 60a, 60b gesteuert bzw. geregelt werden können. Die Durchflußsteuerventile 64a, 64b sind an einem ihrer Eingänge jeweils mit ersten bzw. zweiten korrigierenden, variablen Begrenzern 65a, 65b versehen, wodurch die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 61a-1, 61a-2; 61b-1, 61b-2 der richtungsabhängigen Steuerventile 60a, 60b korrigiert werden können. Gegenüberliegende Anschlüsse sind vollständig geöffnet ausgebildet, so daß die Drucköle den richtungsabhängigen Steuerventilen 60a, 60b jeweils zugeführt werden können. Darüber hinaus sind die Lastleitungen 4a-1, 4a-2; 4b-1, 4b-2 mit Überlast-Ablaßventilen 67a-1, 67a-2; 67b-1, 67b-2, einem ersten Begrenzer 68a, der in einer Ablaßleitung von dem Überdruck-Ablallventil 67a-1, 67a-2 angeordnet ist, und einem zweiten Begrenzer 68b ausgestattet, der in einer Ablaßleitung von den Überlast-Ablaßventilen 67b-1, 67b-2 angeordnet ist. Stromaufwärtige Drücke dieser Begrenzer 68a, 68b sind mit Steueranschlüssen 66a, 66b von einem der Anschlüsse der ersten und zweiten Durchflußsteuerventile 64a, 64b über Steuerleitungen 69a, 69b verbunden. Folglich werden Steuerdrücke P&sub8;, P&sub9; an die Steueranschlüsse 66a, 66b geleitet. In Abhängigkeit von dem Ausgleich hinsichtlich der Antriebskraft zwischen den Steuerdrücken P&sub8;, P&sub9; und den Federkräften der Federn 70a, 70b, die an den anderen Anschlüssen angebracht sind, um die anfänglich eingestellten Drücke vorzugeben, werden die Spulen der Durchflußsteuerventile 64a, 64b verstellt, um die begrenzten Öffnungen der veränderlichen Begrenzer 65a, 65b einzustellen.
Mit dem zuvor beschriebenen Aufbau ist es möglich, die Stellglieder 5a, 5b in beiden Richtungen anzutreiben, während diese trotzdem mit Funktionen, die vergleichbar zu der vierten Ausführungsform sind, ausgestattet sind. Außerdem werden, wenn die Überlast- Ablaßventile 67a-1, 67a-2; 67b-1, 67b-2 betätigt werden, die Öffnungen der korrigierenden, variablen Begrenzer 65a, 65b in Übereinstimmung mit den Drücken der von den Überlast-Ablaßventilen 67a-1, 67a-2; 67b-1, 67b-2 abgelassenen Drucköle eingestellt, so daß die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 61a-1, 61a-2; 61b-1, 61b-2 reduziert werden. Die Stellglieder 5a, 5b werden deshalb mit Geschwindigkeiten angetrieben, die den Öffnungen der betriebsveränderlichen Begrenzer 61a-1, 61a- 2; 61b-1, 61b-2 entsprechen, welche Öffnungen basierend auf den mit Hilfe der korrigierenden, variablen Begrenzer 65a, 65b korrigierten Druckdifferenzen festgelegt werden. Außerdem sind die Durchflußmengen der Drucköle, die durch die korrigierenden, variablen Begrenzer 65a, 65b zugeführt werden, begrenzt, wie zuvor beschrieben wurde. Offensichtlich sind auch die Drucköle, die den Lastleitungen 4a-1, 4a-2; 4b-1, 4b-2 zugeführt werden sollen, begrenzt, wodurch es möglich gemacht wird, die Ablaß- Verluste zu reduzieren. Andere Elemente, die zuvor nicht speziell beschrieben wurden, sind wie bei der vierten Ausführungsform aufgebaut und funktionieren in vergleichbarer Weise.
In den Durchflußsteuereinheiten 6a, 6b; 40a; 40a, 40b; 30a, 30b; 59a, 59b in sämtlichen der ersten bis fünften Ausführungsformen, die zuvor beschrieben wurden, sind die korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b; 47a; 47a, 47b; 31a, 31b; 65a, 65b auf den stromaufwärtigen Seiten der betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b; 44a-1, 44a-2; 44a-1, 44a-2, 44b-1, 44b-2; 32a, 32b; 61a-1, 61a-2, 61b-1, 61b-2 angeordnet. Wie bereits anhand der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, ist es klar, daß diese Begrenzer vergleichbare Wirkungen zeigen, und zwar selbst dann, wenn deren Positionsbeziehungen entgegengesetzt sind. Im wesentlichen reicht dies aus, insoweit als dies die Anordnungen der Druckausgleichventile 9a, 9b; 33a, 33b relativ zu den Begrenzergruppen betrifft, die aus diesen betriebsveränderlichen Begrenzern 11a, 11b; 44a-1, 44a- 2; 44a-1, 44a-2, 44b-1, 44b-2; 32a, 32b; 61a-1, 61a-2, 61b-1, 61b-2 bestehen, und diese korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b; 47a; 47a, 47b; 31a, 31b; 65a, 65b werden entsprechend den Systemen in Übereinstimmung mit den einzelnen Ausführungsformen spezifiziert. Bei diesen Ausführungsformen sind die korrigierenden, variablen Begrenzer 10a, 10b; 47a; 47a, 47b; 31a, 31b; 65a, 65b einzig als Mittel zum Korrigieren der Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b; 44a- 1, 44a-2; 44a-1, 44a-2, 44b-1, 44b-2; 32a, 32b; 61a-1, 61a-2, 61b-1, 61b-2 angeordnet.
Es ist auch möglich, andere veränderliche Begrenzer oder feste Begrenzer zusätzlich zu diesen korrigierenden, variablen Begrenzern anzuordnen, so daß die betriebsveränderlichen Begrenzer jeweils mit mehreren korrigierenden Begrenzern versehen sind. In diesem Fall werden die Druckdifferenzen über die betriebsveränderlichen Begrenzer 11a, 11b; 44a-1, 44a-2; 44a-1, 44a-2, 44b-1, 44b-2; 32a, 32b; 61a-1, 61a-2, 61b-1, 61b- 2 jeweils einzig auf Grundlage der entsprechenden mehreren Begrenzer korrigiert. Es ist deshalb offensichtlich, daß solchermaßen modifizierte Ausführungsformen sicherlich sowohl für große Durchflußmengen als auch für begrenzte Durchflußmengen genauso wie die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sorgen können, während diese Modifikationen hinsichtlich ihrer Durchflußeigenschaften zulassen, obwohl diese Durchflußmengen in ihrem Umfang von denjenigen abweichen können, die bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen verfügbar sind.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen verwenden, wenn an jedes Druckausgleichventil eine Steuer- bzw. Regelkraft angelegt wird, das sogenannte Hydraulikpilotsteuerverfahren, bei dem ein stromaufwärtiger Druck einer entsprechenden Begrenzergruppe, ein stromabwärtiger Druck der Begrenzergruppe und ein maximaler Lastdruck als Steuerdrücke eingeführt werden. Basierend auf diesen Drücken kann auch eine Steuerkraft mit Hilfe des magnetbetätigten Pilotsteuerverfahrens bzw. des magnetbetätigten Steuerverfahrens angelegt werden. Verkürzt gesprochen wird dem Steuerverfahren keine spezielle Begrenzung auferlegt, insoweit als eine Steuerkraft an jedes Druckausgleichventil auf der Grundlage eines stromaufwärtigen Druckes einer entsprechenden Begrenzergruppe, eines stromabwärtigen Druckes der Begrenzergruppe und eines maximalen Lastdruckes angelegt wird. Darüber hinaus wird eine Feder verwendet, um jedes Druckausgleichventil bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen voreinzustellen. Diese Aufgabe kann in gleicher Weise auch durch Verwendung eines hydraulischen Steuerdrucks oder dergleichen gelöst werden. Verkürzt gesprochen wird in dieser Hinsicht keine spezielle Begrenzung auferlegt, insoweit als jedes Druckausgleichventil mit Mitteln versehen ist, um an diese beim anfänglichen Einstellen eine gewünschte Antriebskraft anzulegen.

Claims

1. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem, das in einem Hydraulikkreislauf angeordnet ist, welches ausgestattet ist mit einer Hydraulikpumpe (1) mit variablem Saug- bzw. Pumpvermögen, mit mehreren Stellgliedern bzw. Betätigungselementen (5a, 5b), die mit Drucköl bzw. mit unter Druck befindlichem Öl angetrieben werden, das von der Hydraulikpumpe zugeführt wird, und mit einem Pumpensteuer- bzw. -regelmittel (2), um das Saug- bzw. Pumpvermögen der hydraulischen Pumpe (1) zu steuern bzw. zu regeln, so daß ein Ausgangsdruck der Hydraulikpumpe (1) um einen vorbestimmten Wert größer wird als ein maximaler Lastdruck an die mehreren Stellglieder (5a, 5b), wodurch die Durchflußmenge des Drucköls, das den mehreren Stellgliedern zugeführt werden soll, gesteuert bzw. geregelt wird, wobei das Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem außerdem mehrere Ventilmittel, jeweils zwischen der Hydraulikpumpe (1) und den Stellgliedern (5a, 5b), sowie Druckausgleichventile (9a, 9b) umfaßt, die auf stromaufwärtigen Seiten, bei Betrachtung in Drucköl-Zuführrichtungen, der mehreren Ventilmittel angeordnet sind, die in Entsprechung zu den Stellgliedern (5a, 5b) ausgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der mehreren Ventilmittel mit einer Begrenzergruppe mit einem betriebsveränderlichen Begrenzer (11a bzw. 11b; 44a-1, 44a-2 bzw. 44b-1, 44b-2) ausgestattet ist, dessen Öffnung mit Hilfe eines Steuer- bzw. Regelmittels verändert werden kann, um die Durchflußmenge des Drucköls, das dem entsprechenden Stellglied zugeführt werden soll, zu steuern bzw. zu regeln, sowie mit einem kor rigierenden, variablen Begrenzer (10a bzw. 10b; 47a bzw. 47b), um eine Druckdifferenz über den betriebsveränderlichen Begrenzer zu korrigieren, wobei die Öffnung von jedem der Druckausgleichventile (9a, 9b) von einer Antriebskraft in einer Öffnungsrichtung, basierend auf einem stromabwärtigen Druck des entsprechenden betriebsveränderlichen Begrenzers, von einer Antriebskraft in der Öffnungsrichtung, die mit Hilfe von Druckdifferenz-Einstellmitteln (15a, 15b) eingestellt wird, und von einer Antriebskraft in einer schließenden Richtung, basierend auf einem stromaufwärtigen Druck der entsprechenden Begrenzergruppe unabhängig eingestellt wird, so daß der stromaufwärtige Druck der entsprechenden Begrenzergruppe um einen vorbestimmten Druck größer wird als der stromabwärtige Druck der entsprechenden Begrenzergruppe.

2. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der korrigierende, variable Begrenzer (47a) auf einer stromabwärtigen Seite, bei Betrachtung in Drucköl-Zuführrichtung des Druckausgleichventils (9a), in einer Hydrauliktreiberstrecke bzw. -leitung (3a) angeordnet ist, um zumindest eines (5a) der Stellglieder zu treiben, und auf einer stromaufwärtigen Seite, bei Betrachtung in der Drucköl-Zuführrichtung des entsprechenden betriebsveränderlichen Begrenzers (44a-1, 44a-2), wodurch eine Druckdifferenz über den betriebsveränderlichen Begrenzer (44a-1, 44a-2) korrigiert wird.

3. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der korrigierende, variable Begrenzer (47a), der mindestens einem Stellglied (5a) entspricht, mit einem öffnenden Steuersignal von einem Steuer- bzw. Regelmittel für den betriebsveränderlichen Begrenzer versorgt wird, das in einer Hydrauliktreiberstrecke (3b) für das Stellglied (5b), die nicht mit dem korrigierenden, variablen Begrenzer (47a) versehen ist, angeordnet ist, und daß die begrenzte Öffnung des korrigierenden, variablen Begrenzers (47a) in Übereinstimmung mit dem öffnenden Steuersignal verändert wird.

4. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das öffnende Steuersignal von dem Steuer- bzw. Regelmittel einen Steuerdruck zum Regulieren der Öffnung des korrigierenden, variablen Begrenzers (47a) darstellt, und daß der korrigierende, variable Begrenzer (47a) so eingestellt wird, daß er eine kleinere Öffnung aufweist, wenn der Steuerdruck größer wird.

5. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieses außerdem ein Einstellmittel für eine begrenzte Öffnung umfaßt, um die begrenzte Öffnung des korrigierenden, variablen Begrenzers (47a) einzustellen, wobei das Einstellmittel für die begrenzte Öffnung die begrenzte Öffnung des korrigierenden, variablen Begrenzers unabhängig von der begrenzten Öffnung des betriebsveränderlichen Begrenzers (44a-1, 44a-2) einstellt.

6. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel für die begrenzte Öffnung ein spulenbetätigtes Proportionaldruckreduzierventil (51), um einen Steuerdruck einzustellen, der seinerseits verwendet wird, um die begrenzte Öffnung des korrigierenden, variablen Begrenzers (47a) einzustellen, ein Mittel (53), um die Größe einer Druckreduzierung an das spulenbetätigte Proportionaldruckreduzierventil anzuzeigen, sowie einen Kontroller (54) umfaßt, um die Öffnung des spulenbetätigten Proportionaldruckreduzierventils (51) in Übereinstimmung mit der Größe der Druckreduzierung von dem Anzeigemittel (53) zu steuern.

7. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem, das in einem Hydraulikkreislauf angeordnet ist, welches ausgestattet ist mit einer Hydraulikpumpe (1) mit variablem Saug- bzw. Pumpvermögen, mit mehreren Stellgliedern (5a, 5b), die mit Hilfe von Drucköl bzw. von unter Druck befindlichem Öl angetrieben werden, das von der Hydraulikpumpe (1) zugeführt wird, sowie ein Pumpensteuer- bzw. -regelmittel (2), um das Saug- bzw. Pumpvermögen der Hydraulikpumpe (1) zu steuern bzw. zu regeln, so daß ein Ausgangsdruck der Hydraulikpumpe (1) um einen vorbestimmten Wert größer wird als ein maximaler Lastdruck der mehreren Stellglieder (5a, 5b), wodurch die Durchflußmenge des Drucköls, das den Stellgliedern (5a, 5b) zugeführt werden soll, gesteuert bzw. geregelt wird, welches Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem außerdem mehrere Ventilmittel umfaßt, die jeweils zwischen die Hydraulikpumpe (1) und die mehreren Stellgliedern (5a, 5b) geschaltet sind, wobei jedes der mehreren Ventilmittel einen betriebsveränderlichen Begrenzer (32a bzw. 32b; 61a-1, 61a-2 bzw. 61b-1, 61b-2) aufweist, dessen Öffnung mit Hilfe eines Steuer- bzw. Regelmittels verändert werden kann, um die Durchflußmenge des Drucköls, das dem entsprechenden Stellglied (5a bzw. 5b) zugeführt werden soll, zu steuern bzw. zu regeln, sowie Druckausgleichventile (33a bzw. 33b), die auf stromabwärtigen Seiten, bei Betrachtung in Drucköl-Zuführrichtungen des betriebsveränderlichen Begrenzers (32a bzw. 32b; 61a-1, 61a-2 bzw. 61b-1, 61b-2), angeordnet sind, die in Entsprechung zu den Stellgliedern (5a, 5b) ausgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der mehreren Ventilmittel außerdem einen korrigierenden, variablen Begrenzer (31a bzw. 31b; 65a bzw. 65b) umfaßt, um eine Druckdifferenz über den betriebsveränderlichen Begrenzer zu korrigieren, wobei die Öffnung von jedem der Druckausgleichventile von einer Antriebskraft in einer schließenden Richtung, basierend auf einem maximalen Lastdruck an das entsprechende Stellglied (5a bzw. 5b), von einer Antriebskraft (34a, 34b) in der schließenden Richtung zum anfänglichen Einstellen und von einer Antriebskraft in einer öffnenden Richtung, basierend auf einem stromabwärtigen Druck der entsprechenden Begrenzergruppe, unabhängig eingestellt wird, so daß der stromabwärtige Druck der entsprechenden Begrenzergruppe einen konstanten Wert aufweist, der ausreicht, um das entsprechende Stellglied (5a bzw. 5b) unter dem maximalen Lastdruck zu treiben.

8. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieses außerdem Überlast-Ablaßventile (67a-1, 67a-2, 67b-1, 67b-2), die mit Lastleitungen (4a-1, 4a-2, 4b-1, 4b-2) der jeweiligen Stellglieder (5a, 5b) verbunden sind, Begrenzer (68a, 68b), die in Ablaßleitungen von den jeweiligen Überlast-Ablaßventilen zu einem Tank angeordnet sind, sowie Steuerleitungen (69a, 69b) umfaßt, die mit stromabwärtigen Seiten der jeweiligen Überlast-Ablaßventile verbunden sind, um Antriebskräfte in schließende Richtungen an die jeweiligen korrigierenden, variablen Begrenzer (56a, 65b) anzulegen.

9. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die betriebsveränderlichen Begrenzer (44a-1, 44a-2, 44b-1, 44b-2; 61a-1, 61a-2, 61b-1, 61b-2) in Durchflußpassagen von richtungsabhängigen Steuerventilen (41a, 41b; 60a, 60b) zum Treiben der jeweiligen Stellglieder (5a, 5b) sowohl in normalen als auch in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind.

10. Durchflußsteuer- bzw. Durchflußregelsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (5a, 5b) Betätigungselemente eines Hydraulik-Arbeitsfahrzeugs darstellen, und daß die betriebsveränderlichen Begrenzer von einem Steuerhebel des Hydraulik-Arbeitsfahrzeugs betätigt werden.