-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Antriebsvorrichtung zum Bewegen einer Last, etwa einer hängenden Last, in der gleichen Richtung wie eine Eigengewichtsfallrichtung, in der die Last durch ihr eigenes Gewicht fällt, in einer Arbeitsmaschine, etwa einem Kran.
-
BESCHREIBUNG DER HINTERGRUNDTECHNIK
-
Als eine Vorrichtung zum Bewegen einer Last in der gleichen Richtung wie ihre Eigengewichtsfallrichtung ist eine Absenkantriebsvorrichtung zum Antreiben beispielweise einer Winde zum Hängenlassen einer hängenden Last durch ein Seil in einer Absenkrichtung bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist es wichtig, das Herunterfallen der hängenden Last infolge eines Strömungsabrisses zu verhindern, der von einem Abfallen eines zulaufseitigen Drucks herrührt, was während des Absenkantriebs eine Kavitation verursacht.
-
Als ein Mittel zum Verhindern eines solchen Abfalls des zulaufseitigen Drucks ist in der japanischen ungeprüften Patentoffenlegungsschrift
JP 2000-310 201 A offenbart, ein sogenanntes fremdgesteuertes Lasthalteventil in einem ablaufseitigen Strömungsdurchlass vorzusehen. Die
JP 2000-310 201 A offenbart eine hydraulische Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Das fremdgesteuerte Lasthalteventil arbeitet so, dass es den ablaufseitigen Strömungsdurchlass zu drosseln, wenn der zulaufseitige Druck auf einen vorbestimmten Druck oder darunter abfällt, wodurch verhindert wird, dass der zulaufseitige Druck übermäßig abfällt.
-
Jedoch birgt die Steuerung durch das fremdgesteuerte Lasthalteventil ein Problem darin, dass sie inhärent instabil ist und zum Pendeln neigt, da jeweilige Positionen des Messdrucks und des Steuerdrucks voneinander verschieden sind, insbesondere da sie ihren Druckmesspunkt an der Zulaufseite hat, während sie ihren Drucksteuerpunkt an der Ablaufseite hat; daher ist in der vorliegenden Steuertheorie die sogenannte Co-Lokation nicht vorhanden.
-
Um das Pendeln zu verhindern, kann eine solche Drosselstelle vorgesehen werden, sodass auf den Ventilöffnungsbetrieb des Lasthalteventils in einem Vorsteuerfluiddurchlass ein beträchtlicher Dämpfungsvorgang aufgebracht wird; jedoch verlängert diese Drosselstelle eine Ventilöffnungszeit des Lasthalteventils, wodurch das Ansprechverhalten des Lasthalteventils verschlechtert wird. Außerdem erzeugt die Drosselstelle einen großen Drosselwiderstand in dem Lasthalteventil bis zum vollständigen Öffnen des Ventils, wodurch ein unnötiger Verstärkungsdruck erzeugt wird.
-
Um das Pendeln zu verhindern, offenbart die zuvor erwähnte japanische ungeprüfte Patentoffenlegungsschrift
JP 2000-310 201 A zudem ein Verbindungsventil zum Ermöglichen einer Verbindung zwischen dem zulaufseitigen Strömungsdurchlass und dem ablaufseitigen Strömungsdurchlass sowie ein Durchflussregelungsventil zum Steuern eines Zulaufdurchflusses, um einen Differenzialdruck zwischen den beiden Strömungsdurchlässen zu verringern; jedoch ist mit dieser Technik eine Schwierigkeit beim Erhalten einer stabilen Absenkgeschwindigkeit involviert. Genauer gesagt tritt bei einem allgemeinen Absenksteuerkreis ein dem Gewicht einer hängenden Last entsprechender Haltedruck an der Ablaufseite auf, wodurch ein Differenzialdruck zwischen der Zulaufseite und der Ablaufseite mit einer Zunahme des Gewichts der hängenden Last zunimmt. Diese vergrößert den Öffnungsgrad des Durchflussregulierungsventils an der Zulaufseite, wodurch der Zulaufdurchfluss erhöht wird. Somit variiert bei dieser Vorrichtung die Absenkgeschwindigkeit stark in Abhängigkeit des Gewichts der Last.
-
Ferner zeigt die
EP 1 533 267 B1 eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine, wobei der Ablaufdurchfluss mittels eines hydraulisch betätigten Ventils gesteuert wird, welches über die Zulaufströmung mittels Drossel und Rückschlagventil angesteuert wird, wie in
5 der vorliegenden Anmeldung dargestellt ist.
-
Die
DE 199 62 648 C2 zeigt eine hydraulische Antriebsvorrichtung, bei der die Absenkungssteuerung durch ein Haltedrucksteuerventil, ein Ausgleichsventil und ein Strömungsratensteuerventil mit variabler Drossel erfolgt.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine bereitzustellen, die in der Lage ist, einen übermäßigen Druckabfall an einer Zulaufseite zu verhindern, während ein Pendeln oder das Erzeugen eines großen Verstärkungsdrucks nicht involviert sind, welches Nachteile eines herkömmlichen Lasthalteventils sind, und die in der Lage ist, eine Last in einer Absenkrichtung, welche die gleiche Richtung wie eine Eigengewichtsfallrichtung ist, in der die Last durch ihr eigenes Gewicht fällt, mit einer stabilen Geschwindigkeit zu bewegen.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer hydraulischen Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist ein Kreislaufschaubild, das eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
-
2 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Hebelbetätigungsbetrag eines Fernsteuerhebels der in 1 gezeigten Vorrichtung und jeweiliger Öffnungsflächen einer Ablaufdrosselstelle in einer Ablaufdurchflusssteuereinrichtung und einer Zulaufdrosselstelle in einer Zulaufdurchflusssteuereinrichtung zeigt;
-
3 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Hebelbetätigungsbetrag und einem Ablaufdurchfluss und einem Zulaufdurchfluss zeigt,
-
4 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Hebelbetätigungsbetrag und jeweiliger Öffnungsflächen einer Ablassdrosselstelle und der Zulaufdrosselstelle zeigt,
-
5 ist ein Kreislaufschaubild, das eine hydraulische Antriebsvorrichtung gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel aus dem Stand der Technik zeigt,
-
6A und 6B sind Graphen, die jeweils ein Pendeln in einem Lasthalteventilöffnungsgrad und ein Pendeln in einem Zulaufdruck zeigen, die in der in 5 gezeigten Vorrichtung aus dem Stand der Technik auftreten können,
-
7A ist ein Graph, der eine Änderung über die Zeit in dem Ventilöffnungsgrad unmittelbar nach dem Öffnen des Lasthalteventils zeigt und 7B ist ein Graph, der eine Änderung über die Zeit in dem Zulaufdruck zeigt, die mit einer Änderung in dem Ventilöffnungsgrad einhergeht,
-
8A ist ein Graph, der jeweils Änderungen über die Zeit in dem Zulaufdruck in der in 1 gezeigten Vorrichtung und der in 5 gezeigten Vorrichtung zeigt, und 8B ist ein Graph, der jeweils Änderungen über die Zeit in dem Kraftstoffverbrauch der in 1 gezeigten Vorrichtung und der in 5 gezeigten Vorrichtung zeigt,
-
9 ist ein Kreislaufschaubild, das eine hydraulische Antriebsvorrichtung gemäß einem zweiten Vergleichsbeispiel zeigt,
-
10 ist ein Kreislaufschaubild, das eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und
-
11 ist ein Kreislaufschaubild, das eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
-
Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
1 ist ein Kreislaufschaubild, das die Gesamtkonfiguration einer ersten hydraulischen Antriebsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt. Diese Vorrichtung hat eine Kraftmaschine 1, eine hydraulische Pumpe 2, einen hydraulischen Motor 4 als ein hydraulisches Stellglied, einen Hydraulikkreislauf C1, eine erste Betätigungsvorrichtung 6 für eine Betätigung der Drehzahl des hydraulischen Motors 4, ein Steuerventil 3, eine Ablaufdurchflusssteuereinrichtung, eine Zulaufdurchflusssteuereinrichtung, ein Rückdruckventil 15, und ein Rückschlagventil 13.
-
Die Kraftmaschine 1 ist eine Leistungsquelle der hydraulischen Pumpe 2. Die hydraulische Pumpe 2 ist durch die Kraftmaschine 1 angetrieben, um dadurch Hydraulikfluid in einen Tank abzugeben. In diesem Ausführungsbeispiel wird als die hydraulische Pumpe 2 eine hydraulische Pumpe der Bauart mit variabler Verdrängung verwendet.
-
Der hydraulische Motor 4, der ein Beispiel eines hydraulischen Stellglieds gemäß der vorliegenden Erfindung ist, ist in eine Windenvorrichtung einschließlich einer Windentrommel, um eine hängende Last 7 als eine Last durch Drehen der Windentrommel 5 in der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung anzuheben und abzusenken. Genauer gesagt dreht der hydraulische Motor 4, der einen ersten Anschluss 4a und einen zweiten Anschluss 4b hat, die Windentrommel 5 in einer Absenkrichtung, d. h. in einer Richtung zum Absenken der hängenden Last 7, und gibt das Hydraulikfluid durch den zweiten Anschluss 4b ab, wenn das Hydraulikfluid zu dem ersten Anschluss 4a zugeführt wird, während er hydraulische Motor 4 die Windentrommel 5 in einer Anheberichtung dreht, d. h. in einer Richtung zum Anheben der hängenden Last 7, und gibt das Hydraulikfluid von dem ersten Anschluss 4a ab, wenn das Hydraulikfluid zu dem zweiten Anschluss 4b zugeführt wird.
-
Der Hydraulikkreislauf, der vorgesehen ist um das von der hydraulischen Pumpe 2 abgegebene Hydraulikfluid zu dem ersten hydraulischen Motor 4 zuzuführen und davon abzugeben, hat als Leitungen (Rohre) zum Ausbilden dieses Kreislaufs eine Pumpenleitung 8P, die einen Abgabeanschluss der hydraulischen Pumpe 2 mit dem Steuerventil 3 verbindet; eine erste Motorleitung 81M, die das Steuerventil 3 mit dem ersten Anschluss 4a des hydraulischen Motors 4 verbindet, eine zweite Motorleitung 82M, die das Steuerventil 3 und den zweiten Anschluss 4b des hydraulischen Motors 4 verbindet, eine Umgehungsleitung 88, die parallel mit dieser zweiten Motorleitung 82M vorgesehen ist, eine ersten Tankleitung 81T und eine zweite Tankleitung 82T, die unabhängig voneinander vorgesehen sind und das Steuerventil 3 und den Tank verbinden; eine Regenerationsleitung 83, die die zweite Motorleitung 82M und die erste Motorleitung 81M verbindet; und eine Ablassleitung 86, die von der Pumpleitung 8P abzweigt und den Tank erreicht.
-
Das Steuerventil 3 ist zwischen der hydraulischen Pumpe 2 und dem hydraulischen Motor 4 angeordnet und schaltet einen Antriebszustand der Windentrommel 5 zwischen einem Anhebeantriebszustand und einem Absenkantriebszustand gemäß einer auf die erste Betätigungsvorrichtung 6 aufgebrachten Betätigung um. Das Steuerventil 3 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist durch ein fremdgesteuertes Drei-Stellungswählventil konfiguriert, das einen Absenkantriebsvorsteueranschluss 3a und einen Anhebeantriebsvorsteueranschluss 3b aufweist, und so betätigt wird, dass es an einer neutralen Stellung P0 gehalten wird, wenn zu keinem der Vorsteueranschlüsse 3a, 3b ein Vorsteuerdruck zugeführt wird; dass es von der neutralen Stellung P0 auf die Absenkantriebsstellung P1 verschoben wird, sodass es bei einem Hub geöffnet wird, der dem Vorsteuerdruck entspricht, wenn ein Vorsteuerdruck zu dem Absenkantriebsvorsteueranschluss 3a zugeführt wird; und dass es von der neutralen Stellung P0 auf eine Anhebeantriebsstellung P2 verschoben wird, sodass es bei einem Hub geöffnet wird, der dem Vorsteuerdruck entspricht, wenn der Vorsteuerdruck zu dem Anhebeantriebsvorsteueranschluss 3b zugeführt wird.
-
Das Steuerventil 3 bildet die folgenden Strömungsdurchlässe an den zuvor erwähnten jeweiligen Stellungen.
- i) An der neutralen Stellung P0 verhindert das Steuerventil 3, dass von der hydraulischen Pumpe abgegebenes Hydraulikfluid zu dem hydraulischen Motor 4 zugeführt wird und bildet einen ersten Ablassströmungsdurchlass zum Führen des Hydraulikfluids durch die erste Tankleitung 81T direkt zu dem Tank. Übrigens hat das Steuerventil 3 ferner eine Ablassdrosselstelle 30 zum Spezifizieren eines Ablassdurchflusses an dieser neutralen Stellung P0, wobei die Ablassdrosselstelle 30 eine Öffnungsfläche Abo hat, die mit einem Abstand von der neutralen Stellung P0 kleiner wird.
- ii) An der Absenkantriebsstellung P1 verbindet das Steuerventil 3 die Pumpenleitung 8P mit der ersten Motorleitung 81M, um dadurch einen Strömungsdurchlass zum Führen des von der hydraulischen Pumpe 2 abgegebenen Hydraulikfluids zu dem ersten Anschluss 4a des hydraulischen Motors 4, nämlich einen „Zulaufströmungsdurchlass” für den Absenkantrieb zu öffnen, und verbindet die zweite Motorleitung 82M mit der Tankleitung 82T, um dadurch einen Strömungsdurchlass zum Zurückführen des von dem zweiten Anschluss 4b des hydraulischen Motors 4 abgegebenen Hydraulikfluids zu dem Tank, nämlich einen „Ablaufströmungsdurchlass” für den Absenkantrieb zu öffnen. Das Steuerventil 3 hat ferner eine Zulaufdrosselstelle 31 zum Spezifizieren eines Zulaufdurchflusses, der ein Durchfluss des Hydraulikfluids in dem Zulaufströmungsdurchlass ist, wobei die Zulaufdrosselstelle 31 an dieser Absenkantriebsstellung P1 eine Öffnungsfläche Ami hat, die mit größer werdendem Hub von der neutralen Stellung P0 größer wird.
- iii) An der Anhebeantriebsstellung P2 verbindet das Steuerventil 3 die Pumpenleitung 8P mit der zweiten Motorleitung 82M und der parallel zu der zweiten Motorleitung 82M vorgesehenen Umgehungsleitung 88, um dadurch einen Strömungsdurchlass zum Führen des von der hydraulischen Pumpe 2 abgegebenen Hydrauliköls zu dem ersten Anschluss 4b des ersten hydraulischen Motors 4 (ausschließlich durch die Umgehungsleitung 88, wie dies später beschrieben ist) auszubilden, und verbindet die erste Motorleitung 81M mit der Tankleitung 82T, um dadurch einen Strömungsdurchlass zum Zurückführen des von dem ersten Anschluss 4a des hydraulischen Motors 4 abgegebenen Hydrauliköls zu dem Tank auszubilden.
-
Die Betätigungsvorrichtung 6 hat eine Vorsteuerfluiddruckquelle 9, ein ferngesteuertes Ventil 10, eine Absenkantriebvorsteuerleitung 11a und eine Anhebeantriebvorsteuerleitung 11b.
-
Das ferngesteuerte Ventil 10, das zwischen der Vorsteuerfluiddruckquelle 9 und den jeweiligen Vorsteueranschlüssen 3a, 3b des Steuerventils 3 angeordnet ist, hat einen Betätigungshebel 10a, auf den eine Betätigung durch einen Bediener aufgebracht wird, und hat einen an den Betätigungshebel 10a gekoppelten Ventilhauptkörper 10b.
-
Der Ventilhauptkörper 10b hat einen Absenkantriebsausgabeanschluss und einen Anhebeantriebsausgabeanschluss, wobei diese Ausgabeanschlüsse sind an beiden Vorsteueranschlüssen 3a und 3b des Steuerventils 3 jeweils durch die Absenkantriebsvorsteuerleitung 11a und die Anhebeantriebvorsteuerleitung 11b angeschlossen. Der Ventilhauptkörper 10b wird zusammen mit dem Betätigungshebel 10a betätigt, sodass ein Vorsteuerdruck einer dem Betätigungsbetrag des Betätigungshebels 10a entsprechenden Größe von den beiden Ausgabeanschlüssen von demjenigen Ausgabeanschluss ausgegeben wird, der einer Richtung der auf den Betätigungshebel 10a aufgebrachten Betätigung entspricht, und in den Vorsteueranschluss eingegeben wird, der dem Ausgabeanschluss aus den beiden Vorsteueranschlüssen 3a, 3b des ersten Steuerventils 3 entspricht.
-
Da, wie dies zuvor beschrieben ist, ein Hub des Steuerventils 3 von seiner neutralen Stellung P0 auf die Absenkantriebsstellung P1 oder die Anhebeantriebsstellung P2 mit der Größe des eingegebenen Vorsteuerdrucks zunimmt, kann der Bediener die Betätigungsrichtung und den Hub des Steuerventils 3 eine auf den Betätigungshebel 10a aufgebrachte Betätigung ändern, wodurch die Öffnungsflächen Abo, Ami der Ablassdrosselstelle 30 und der Zulaufdrosselstelle 31 variiert werden. Eine gestrichelte Linie in 2 gibt eine Beziehung zwischen dem Betätigungsbetrag des Betätigungshebels 10a (in der Absenkrichtung) und der Öffnungsfläche Ami der Zulaufdrosselstelle 31 an und 4 zeigt eine Beziehung zwischen dem Betätigungsbetrag und den Öffnungsflächen Abo, Ami der Ablassdrosselstelle 30 und der Zulaufdrosselstelle 31.
-
Die Zulaufdurchflusssteuereinrichtung dieses Ausführungsbeispiels hat die Zulaufdrosselstelle 31 und das in der Ablassleitung 86 vorgesehene Zulaufdurchflussregulierungsventil 23. Das Zulaufdurchflussregulierungsventil 23 kann geöffnet und geschlossen werden, um einen Durchfluss eines in der Ablassleitung 86 ausgebildeten zweiten Ablassströmungsdurchlasses zu variieren, der einen Öffnungsgrad hat, der so variiert wird, dass eine Differenz zwischen jeweiligen Drücken stromaufwärts und stromabwärts der Zulaufdrosselstelle 31, d. h. ein Differenzialdruck über die Zulaufdrosselstelle 31 zu einem vorbestimmten Solldifferenzialdruck wird. Genauer gesagt wird das Zulaufdurchflussregulierungsventil 23 nach der Erhöhung des Differenzialdrucks über der Zulaufdrosselstelle 31 in einer Ventilöffnungsrichtung betätigt, um den Durchfluss in der Ablassleitung 86 zu erhöhen, wodurch der Zulaufdurchfluss unterdrückt wird. In diesem Ausführungsbeispiel werden ein auslassseitiger Druck des Steuerventils 3 an der Absenkantriebsstellung P1, d. h. ein Druck stromabwärts der Zulaufdrosselstelle 31, und ein einlassseitiger Druck des Zulaufdurchflussregulierungsventils 23, d. h. ein Pumpendruck als ein Druck stromaufwärts der Zulaufdrosselstelle 31 in dem Zulaufdurchflussregulierungsventil 23 durch jeweilige Druckeinbringleitungen 22a und 22b an entgegengesetzten Seiten erzeugt, und das Gleichgewicht beider Drücke bestimmt die Öffnungsfläche des Zulaufdurchflussregulierungsventils 23 und einen dementsprechenden Ablassdurchfluss.
-
Die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung dient dem Steuern eines Ablaufdurchflusses, der ein Durchfluss des Hydraulikfluids in dem Ablaufströmungsdurchlass ist, in Übereinstimmung mit einem Betätigungsbetrag der Betätigungsvorrichtung 6 in einer Absenkantriebsrichtung, genauer gesagt dem Betrag der Betätigung in der Absenkantriebsrichtung, der auf den Betätigungshebel 10a des Fernsteuerventils 10 aufgebracht wird, d. h. einem Hebelbetätigungsbetrag; in diesem Ausführungsbeispiel hat die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung ein Ablaufdrosselventil 36 und ein Ablaufdurchflussregulierungsventil 14, die in der zweiten Motorleitung 82M vorgesehen sind.
-
Das Ablaufdrosselventil 36, das äquivalent zu der Ablaufdrosselstelle gemäß der Erfindung ist, hat eine Drosselstelle 36a mit einer variablen Öffnungsfläche und einen Vorsteueranschluss 36b. Der Absenkantriebvorsteuerdruck wird durch eine von der Absenkantriebvorsteuerleitung 11a abzweigenden Abzweigungsleitung 11a in den Vorsteueranschluss 36b eingegeben. Somit bilden die Abzweigungsleitung 11c und ein Teil der Absenkantriebsvorsteuerleitung 11a stromaufwärts eines Abzweigungspunkts der Abzweigungsleitung 11c eine Ablaufvorsteuerleitung zum Einbringen des Absenkantriebvorsteuerdrucks in den Vorsteueranschluss 36b. Das Ablaufdrosselventil 36 hat eine solche Öffnungscharakteristik, dass die Öffnungsfläche der Drossel 36a mit größer werdendem Absenkantriebvorsteuerdruck, der in den Vorsteueranschluss 36b eingebracht wird, d. h. mit einer Zunahme des Betätigungsbetrags des Betätigungshebels 10a des Fernsteuerventils 10 in der Absenkantriebsrichtung größer wird, während die Öffnungsfläche minimal (vorzugsweise bei dem Wert 0) gehalten wird, wenn der Betätigungsbetrag den Wert 0 hat.
-
Das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 ist zusammen mit dem Ablaufdrosselventil 36 an einer Stelle stromaufwärts einer Verbindungsstelle Pc der zweiten Motorleitung 82M angeordnet, wobei die Verbindungsstelle Pc eine Stelle ist, an der die Regenrationsleitung 83 mit der zweiten Motorleitung 82M verbunden ist. Das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 wird zum Öffnen oder Schließen betätigt, sodass der Differenzialdruck über das Ablaufdrosselventil 36, d. h. die Differenz zwischen den Drücken stromaufwärts und abwärts des Ablaufdrosselventils 36 ein vorbestimmter Solldifferenzialdruck ist. Genauer gesagt hat das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 einen Ventilhauptkörper, der geöffnet und geschlossen werden kann, und eine Feder 14a zum Vorspannen des Ventilhauptkörpers in einer Ventilöffnungsrichtung; der Druck stromaufwärts des Ablaufdrosselventils 36 wird durch eine Druckeinbringleitung 18a von einer der Feder 14a entgegengesetzten Seite in das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 eingebracht, während der Druck stromabwärts des Ablaufdrosselventils 36 von der gleichen Seite wie die der Feder 14a durch eine Druckeinbringleitung 18b in das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 eingebracht wird. Somit bestimmen der durch die Feder 14a spezifizierte Solldifferenzialdruck und die Differenz zwischen dem stromaufwärtigen Druck und dem stromabwärtigen Druck einen Öffnungsgrad des Ablaufdurchflussregulierungsventils 14a und einen dementsprechenden Ablaufdurchfluss. Dieses Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 kann Stromabwärts des Ablaufdrosselventils 36 vorgesehen sein, wie dies in 1 gezeigt ist, oder kann im Gegensatz dazu stromaufwärts vorgesehen sein.
-
Die Charakteristik der Öffnungsfläche der die Zulaufdurchflusssteuereinrichtung bildenden Zulaufdrosselstelle 31, d. h. der Zulauföffnungsfläche Ami, und die Charakteristik der Öffnungsfläche des die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung bildenden Ablaufdrosselventils 36, nämlich die Ablauföffnungsfläche Amo, sind, wie in 2 gezeigt ist, derart festgelegt, dass die Ablauföffnungsfläche Amo ungeachtet des Hebelbetätigungsbetrags nicht kleiner als die Zulauföffnungsfläche Ami ist, genauer gesagt so, dass die Ablauföffnungsfläche Amo größer als die Zulauföffnungsfläche Ami ist, ausgenommen eines Bereichs, in dem der Hebelbetätigungsbetrag den Wert 0 hat oder in der Nähe des Wertes 0 liegt. Der Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist somit eine solche Durchflusscharakteristik gegeben, dass der Ablaufdurchfluss Qmo ungeachtet des Hebelbetätigungsbetrags nicht kleiner als der Zulaufdurchfluss Qmi gehalten wird, genauer gesagt, dass der Ablaufdurchfluss Qmo mit Ausnahme des Bereichs, in dem der Hebelbetätigungsbetrag den Wert 0 hat oder in der Nähe des Werts 0 liegt, größer als der Zulaufdurchfluss Qmi gehalten wird, wie dies in 3 gezeigt ist.
-
Das Rückdruckventil 15, das ein Drucksteuerventil ist, das einen Rückdruckgenerator bildet, ist stromabwärts der Verbindungsstelle Pc der Regenerationsleitung 83 in der den Ablaufströmungsdurchlass für den Absenkbetrieb bildenden zweiten Motorleitung 82M angeordnet und erzeugt einen Rückdruck äquivalent zu einem Solldruck des Rückdruckventils 15. Der Solldruck des Rückdruckventils 15 kann konstant fest sein oder kann beispielsweise eine solche Charakteristik haben, dass er mit einer Zunahme eines Zulaufdrucks, d. h. eines Drucks in dem Zulaufströmungsdurchlass für den Absenkantrieb abnimmt. Alternativ kann das Rückdruckventil 15 zudem ein variables Drosselventil sein, das eine Öffnungsfläche hat, die mit einer Zunahme des Betätigungsbetrags des Betätigungshebels 10a zunimmt. In diesem Fall ist die Öffnungsfläche Abk so festgelegt, dass sie beispielsweise eine in der folgenden Gleichung (1) gezeigte Charakteristik aufweist. Abk = Qbk/{Cv × √ΔPbk} (1)
-
Dabei bezeichnet Cv einen Durchflusskoeffizienten, ΔPbk bezeichnet den Solldruck des Rückdruckventils und Qbk bezeichnet einen Durchfluss des das Rückdruckventil passierenden Hydraulikfluids, wobei der Durchfluss Qbk infolge eines Durchflussgleichgewichts, falls eine Leckageströmung unberücksichtigt bleibt, mit dem Zulaufdurchfluss Qmi übereinstimmt.
-
Die Regenerationsleitung 83 bildet einen Regenrationsströmungsdurchlass zum Zuführen eines Teils des Hydraulikfluids in dem Ablaufströmungsdurchlass (des Hydraulikfluids, das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 geströmt ist) zu dem Zulaufströmungsdurchlasses von einer Seite stromaufwärts des Rückdruckventils 15 bei einem Durchfluss, der einer Differenz zwischen dem Ablaufdurchfluss Qmo und dem Zulaufdurchfluss Qmi (≤ Qmo) während des Absenkantriebs entspricht. Das Rückschlagventil 13 ist auf halbem Weg der Regenerationsleitung 83 vorgesehen, um eine Strömungsrichtung des Hydraulikfluids in der Regenerationsleitung 83 auf eine Richtung von dem Ablaufströmungsdurchlass zu dem Zulaufströmungsdurchlass zu beschränken.
-
Die zweite Motorleitung 82M ist ferner mit einem Rückschlagventil 35 versehen, das sich stromabwärts des Rückdruckventils 15 befindet. Das Rückschlagventil 35 erlaubt nur eine Strömung des Hydraulikfluids in einer Richtung von dem hydraulischen Motor 4 zu dem Steuerventil 3 und verhindert eine entgegengesetzte Strömung, wodurch es verhindert, dass von der hydraulischen Pumpe 2 abgegebenes Hydraulikfluid in die zweite Motorleitung 82M zurückströmt, wenn das Steuerventil 3 auf die Anhebeantriebsstellung P2 geschaltet ist.
-
Die Umgehungsleitung 88 bildet einen Zuführströmungsdurchlass, um das Hydraulikfluid von der hydraulischen Pumpe 2 in Richtung des zweiten Anschlusses 4b des hydraulischen Motors 4 während des Anhebeantriebs in Strömungszustand zu bringen. Die Umgehungsleitung 88 ist mit einem Rückschlagventil 27 versehen, um im Gegensatz zum Rückschlagventil 35 lediglich eine Strömung des Hydraulikfluids in einer Richtung von dem Steuerventil 3 in Richtung des zweiten Anschlusses 4b des ersten hydraulischen Motors 4 zu ermöglichen.
-
Die in 1 gezeigte hydraulische Antriebsvorrichtung hat als ein Merkmal davon ferner einen Ablaufdurchflussbegrenzer zum erzwungenen Begrenzen des Ablaufdurchflusses in einem Notfall, wenn der Druck des Hydraulikfluids in dem Ablaufdurchfluss auf oder unter einen im Vorfeld festgelegten zulässigen Druck fällt. Genauer gesagt ist der Ablaufdurchflussbegrenzer dazu angepasst, im Notfall die Öffnungsfläche Amo des Ablaufdrosselventils 36, nämlich eine Strömungsdurchlassfläche zu minimieren (vorzugsweise auf den Wert Null festzulegen). Der Ablaufdurchflussbegrenzer gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat ein Vorsteuerwählventil 40, das äquivalent zu einem Vorsteuerleitungsabsperrventil ist, und eine Vorsteuerdruckeinbringleitung 41, die äquivalent zu einer Absperrbedieneinrichtung ist.
-
Das Vorsteuerwählventil 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel auf halbem Weg der Ablaufvorsteuerleitung, genauer gesagt auf halbem Weg der Abzweigungsleitung 11c vorgesehen und hat eine offene Stellung zum Öffnen der Abzweigungsleitung 11c und eine geschlossene Stellung zum Blockieren der Abzweigungsleitung 11c und zum miteinander in Kontakt Bringen des Vorsteueranschlusses 36b des Ablaufdrosselventils 36. Dieses Vorsteuerwählventil 40 hat eine Feder 40b, die das Vorsteuerwählventil 40 an der geschlossenen Stellung hält, wie dies graphisch dargestellt ist, und einen Vorsteueranschluss 40a, auf den von einer der Feder 40b entgegengesetzten Seite der Vorsteuerdruck eingebracht wird. Das Vorsteuerwählventil 40 wird lediglich dann auf die geschlossene Position geschaltet, wenn ein Vorsteuerdruck, der nicht niedriger als ein bestimmter Druck (zulässiger Druck) ist, gegen die Vorspannkraft der Feder 40b in den Vorsteueranschluss 40a eingebracht wird.
-
Die Vorsteuerdruckeinbringleitung 41 verbindet die erste Motorleitung 81M mit dem Vorsteueranschluss 40a, um den Druck in der ersten Motorleitung 81M, d. h. den Druck in dem Zumessströmungsdurchlass während des Absenkbetriebs als den Vorsteuerdruck in den Vorsteueranschluss 40a einzubringen.
-
Als Nächstes werden die Funktionen dieser Vorrichtung beschrieben.
-
Nach dem Aufbringen einer Betätigung für den Anhebeantrieb auf den Betätigungshebel 10a des Fernsteuerventils 10 gibt das Fernsteuerventil 10 einen Fernsteuerdruck aus, der in den Anhebeantriebsvorsteueranschluss 3b des Steuerventils 3 eingegeben wird, um das Steuerventil 3 dazu zu bringen, von der neutralen Stellung P0 in Richtung der Anhebeantriebsstellung P2 geöffnet zu werden. Dies ermöglicht dem von der hydraulischen Pumpe 2 abgegebenen Hydraulikfluid, über das Rückschlagventil 27 in der Umgehungsleitung 88 zu dem zweiten Anschluss 4b des hydraulischen Motors 4 zugeführt zu werden, um den hydraulischen Motor 4 in einer Anhebeantriebsrichtung zu drehen. Das von dem ersten Anschluss 4a des hydraulischen Motors 4 abgegebene Hydraulikfluid wird durch eine erste Motorleitung 81M und die zweite Tankleitung 82T zu dem Tank zurückgeführt.
-
Andererseits wird das Steuerventil 3 nach dem Aufbringen einer Betätigung für den Absenkantrieb auf den Betätigungshebel 10a so betätigt, dass es von der neutralen Stellung P0 in Richtung der Absenkantriebsstellung P1 geöffnet wird. Genauer gesagt wird ein Absenkantriebsvorsteuerdruck einer dem Betätigungsbetrag des Betätigungshebels 10a entsprechenden Größe von dem Fernsteuerventil 10 durch die Absenkantriebsvorsteuerleitung 11a in den Absenkantriebvorsteueranschluss 3a eingebracht, wodurch das Steuerventil 3 bei einem dem Vorsteuerdruck entsprechenden Hub in Richtung der Absenkantriebsstellung P1 betätigt wird.
-
Diese Betätigung verkleinert die Ablassöffnungsfläche Abo und vergrößert die Zulauföffnungsfläche Ami, die die Öffnungsfläche der Zulaufdrosselstelle 31 ist, wie dies in 4 gezeigt ist, wodurch der Zulaufdurchfluss Qmi, d. h., ein Durchfluss des von der hydraulischen Pumpe 2 zu dem ersten Anschluss 4a des hydraulischen Motors 4 zugeführten Hydraulikfluids erhöht wird. Der hydraulische Motor 4 wird dadurch in einer Absenkrichtung gedreht, während das Hydraulikfluid von dem zweiten Anschluss 4b abgegeben wird. Das auf diese Weise abgegebene Hydraulikfluid wird durch die zweite Motorleitung 82M und die den Ablaufströmungsdurchlass bildende zweite Tankleitung 82T zu dem Tank zurückgeführt.
-
Zu diesem Zeitpunkt steuert die durch die Zulaufdrosselstelle 31 und das Zulaufdurchflussregulierungsventil 23 gebildete Zulaufdurchflusssteuereinrichtung den Zulaufdurchfluss Qmi mit größer werdender Öffnungsfläche der Zulaufdrosselstelle 31, d. h. der Zulauföffnungsfläche Ami wie dies in 3 gezeigt ist. Genauer gesagt wird das Zulaufdurchflussregulierungsventil 23 so betätigt, dass es geöffnet wird, um den Differenzialdruck über die Zulaufdrosselstelle 31 zu einem voreingestellten Druck zu machen, nämlich zu einem Solldifferenzialdruck ΔPmi. Beispielsweise wird das Zulaufdurchflussregulierungsventil 23 mit der Zunahme des Differenzialdrucks über die Zulaufdrosselstelle 31 in einer Ventilöffnungsrichtung betätigt, um den Ablassdurchfluss zu erhöhen und dadurch den Zulaufdrosseldurchfluss zu verringern. Der Zulaufdrosseldurchfluss Qmi wird somit wie durch die folgende Gleichung (2) gezeigt gesteuert. Qmi = Cv × Ami × √(ΔPmi) (2)
-
Im Übrigen wird die Öffnungsfläche der Drosselstelle 36a des in der zweiten Motorleitung 82M vorgesehenen Abflussdrosselventils 36 d. h. die Abflussöffnungsfläche Amo gemäß dem Betätigungsbetrag des Betätigungshebels 10a in einem Bereich variiert, der größer als jener der Variation der Zulauföffnungsfläche Ami ist, wie dies in 2 gezeigt ist. Im Zusammenhang damit steuert die durch das Ablaufdrosselventil 36 und das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 gebildete Ablaufdurchflusssteuereinrichtung den Ablaufdurchfluss Qmo auf einen Durchfluss, der nicht kleiner als der Zulaufdurchfluss Qmi ist, wie dies in 3 gezeigt ist. Genauer gesagt wird das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 so betätigt, dass es geöffnet wird, um den Differenzialdruck über das Ablaufdrosselventil 36 zu einem vorbestimmten Druck, nämlich einem Solldifferenzialdruck ΔPmo zu machen, wodurch der Ablaufdurchfluss Qmo wie in der folgenden Gleichung (3) gezeigt gesteuert werden kann. Qmo = Cv × Amo × √(ΔPmo) (3)
-
Während der Ablaufdurchfluss Qmo auf diese Weise gesteuert wird, wird der Absenkantrieb bei einer Geschwindigkeit, die der auf den Betätigungshebel 10a aufgebrachten Betätigung entspricht, ungeachtet des Gewichts der Last (der hängenden Last 7 in diesem Ausführungsbeispiel) durchgeführt. Mit anderen Worten führt die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung die Steuerung des Ablaufdurchflusses ausschließlich in Übereinstimmung mit dem Betätigungsbetrag des Betätigungshebels 10a ungeachtet einer Änderung des Gewichts der hängenden Last 7 als die Last durch. Dies macht es möglich, eine Variation in der Drehzahl des hydraulischen Motors 4 infolge einer Zunahme oder einer Abnahme des Gewichts der Last wirkungsvoll zu unterdrücken, was zu einer verbesserten Betriebsfähigkeit und Sicherheit beiträgt.
-
Außerdem ermöglicht diese Vorrichtung, die den Ablaufdurchfluss Qmo so steuert, dass er konstant nicht niedriger als der Zulaufdurchfluss Qmi gehalten wird, das Rückführen des zu der ersten Motorleitung 81M, die der Zulaufströmungsdurchlass ist, zuzuführendem Fluids von der Verbindungsstelle Pc stromaufwärts des Rückdruckventils 15 durch die Regenerationsleitung 83 bei einem Durchfluss (Qmo – Qmi), der äquivalent zu einem Mangel des Zulaufdurchflusses Qmi ist. Somit wird die Strömung des Hydraulikfluids von dem Ablaufströmungsdurchlass zu dem Zulaufströmungsdurchlass durch den Regenerationsströmungsdurchlass zuverlässig erzeugt und ferner wird die Strömung durch Steuern beider Durchflüsse Qmi und Qmo stabil beibehalten. Dies macht es möglich, dass der Zulaufdruck nicht niedriger als der Solldruck des Rückdruckventils 15 beibehalten wird, wodurch eine Kavitation infolge eines Abfalls des Zulaufdrucks verhindert wird.
-
Als eine herkömmliche Technik zum Verhindern einer solchen Kavitation ist eine Technik bekannt, die ein Lasthalteventil verwendet; jedoch hat die Verwendung eines solchen Lasthalteventils einen Nachteil, dass ein Pendeln im Zulaufdruck oder ein Erzeugen eines beträchtlichen Verstärkungsdrucks involviert ist. Im Gegensatz dazu ist die zuvor erwähnte Vorrichtung in der Lage, die Kavitation ohne Verwendung des diese Nachteile involvierenden Lasthalteventils zu verhindern.
-
Die diesbezügliche Überlegenheit der erfinderischen Vorrichtung wird ausführlich auf Grundlage eines Vergleichs mit einer in 5 gezeigten Vorrichtung beschrieben, die als ein erstes Vergleichsbeispiel angesehen wird. Während diese in 5 gezeigte Vorrichtung eine Kraftmaschine 1, eine hydraulische Pumpe 2, ein Steuerventil 3, einen hydraulischen Motor 4, eine Betätigungsvorrichtung 6 und beide Motorleitungen 81M, 82M ähnlich zu der in 1 gezeigten Vorrichtung aufweist, weist sie ferner ein fremdgesteuertes Lasthalteventil 90 anstelle des Regenerationsströmungsdurchlasses, der Zulaufdurchflusssteuereinrichtung, der Ablaufdurchflusssteuereinrichtung und des Rückdruckventils 15 auf, die in der in 1 gezeigten Vorrichtung enthalten sind.
-
Dieses Lasthalteventil 90 empfängt das Einbringen eines Drucks in die erste Motorleitung 81M, die einen Zulaufströmungsdurchlass für den Absenkantrieb bildet, nämlich einen Zulaufdruck als einen Vorsteuerdruck durch eine Leitung 92. Das Lasthalteventil 90 hat eine Feder 94, die dessen Solldruck Pcb bestimmt, und ist dazu angepasst, dann geschlossen zu werden, wenn der in das Lasthalteventil 90 eingegebene Vorsteuerdruck, d. h., der Zulaufdruck, unter dem Solldruck Pcb liegt, und dann geöffnet zu werden, wenn der Zulaufdruck nicht niedriger als der Solldruck Pcb ist.
-
Was das Verhindern der Kavitation infolge eines Mangels eines Zulaufdurchflusses betrifft, ist das Lasthalteventil 90 ebenso wirksam.
-
Beispielsweise dann, wenn die Drehzahl des hydraulischen Motors 4 infolge des Gewichts der hängenden Last 7 zunimmt, sodass ein absorbierender Durchfluss davon einen Zuführdurchfluss von der hydraulischen Pumpe 2 überschreitet, nimmt der Zulaufdruck ab, jedoch wird das Lasthalteventil 90 nach der Abnahme des Zulaufdrucks auf den Solldruck Pcb des Lasthalteventils 90 in einer Ventilschließrichtung betätigt, um die Ablaufseite zu drosseln, wodurch eine Bremskraft an dem hydraulischen Motor 4 angelegt wird. Der absorbierende Durchfluss des ersten hydraulischen Motors 4 wird somit beschränkt, wodurch ermöglicht wird, eine Steuerung zu erreichen, mit der der Zulaufdruck nicht kleiner als der Solldruck Pcb gehalten werden kann.
-
Jedoch hat die Steuerung unter Verwendung des Lasthalteventils 90, bei der sich ein Messpunkt in dem Zulaufströmungsdurchlass befindet, während sich ein Steuerungspunkt in dem Ablaufströmungsdurchlass befindet, keine Co-Lokation in der Steuerungstheorie, was die Steuerung instabil macht. Mit anderen Worten macht der Lageunterschied zwischen dem Messpunkt und dem Steuerungspunkt die Steuerung durch das Lasthalteventil 90 so instabil, dass das Auftreten von Pendeln einfach möglich ist. Genauer gesagt tritt nach der auf den Betätigungshebel 10a des Fernsteuerventils 10 der Betätigungsvorrichtung 6 in einer Absenkantriebsrichtung aufgebrachten Betätigung zum Schalten des Hebels 10a von einer neutralen Stellung zum Zeitpunkt T0 ein Pendeln in dem Öffnungsgrad des Lasthalteventils 90 auf, wie dies in 6A gezeigt ist, und dieses Pendeln kann auch den Zulaufdruck dazu bringen, in einer schwingenden Art zu variieren, wie dies in 6B gezeigt ist, wodurch die Drehzahlen des hydraulischen Motors 4 und einer Windentrommel 5 instabil gemacht werden.
-
Als ein Mittel zum Verhindern dieses Pendelns wird im Allgemeinen überlegt, eine Drosselstelle 96 auf halbem Weg der Leitung 92 bereitzustellen, wie dies in 5 gezeigt ist; jedoch verursacht die Drosselstelle 96 eine beträchtliche Antwortverzögerung zwischen dem Zeitpunkt T0, zu dem die Betätigung des Betätigungshebels 10a gestartet wird, und einem Zeitpunkt, zu dem der Ventilöffnungsgrad einen geeigneten Öffnungsgrad A1 erreicht, wie dies in 7A gezeigt ist. Außerdem tritt ein großer Druckverlust in dem Lasthalteventil 90 auf, bis das Lasthalteventil 90 ausreichend geöffnet ist, wodurch ein Zustand hervorgerufen wird, in dem der Zulaufdruck höher als der Solldruck Pcb ist, d. h. ein Zustand, in dem ein unnützer Verstärkungsdruck erzeugt wird, wie dies durch die Schraffur in 7B gezeigt ist, und der von der Betätigungsstartzeit T0 zu einer bestimmten Zeit T1 andauert, wie dies in 7B gezeigt ist; dies führt zu einem Nachteil der drastisch Verringerung der Betätigungseffizienz.
-
Im Gegensatz dazu hat die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung, die in der in 1 gezeigten Vorrichtung verwendet wird und die den Ablaufdurchfluss auf Grundlage des Differentialdrucks über der Ablaufdrosselstelle reguliert und einen Messpunkt und einen Steuerpunkt hat, die sich beide in dem Ablaufströmungsdurchlass befinden, eine Co-Lokation in der Steuerungstheorie und sie ist daher in der Lage, eine stabile Steuerung durchzuführen. Genauer gesagt benötigt das Rückdruckventil 15, für das es sehr unwahrscheinlich ist, dass es anders als das Lasthalteventil 90 ein Pendeln involviert, keine zusätzliche spezielle Drosselstelle zum Verhindern des Pendelns; daher gibt es kein Auftreten des merklichen Verstärkungsdrucks, wie dies in 7B gezeigt ist. Wie durch eine durchgezogene Linie (in 1 gezeigte Vorrichtung) und durch eine gestrichelte Linie (in 5 gezeigte Vorrichtung) in 8A gezeigt ist, wird somit der Zulaufdruck wirkungsvoll unterdrückt und eine zum Antreiben der hydraulischen Pumpe 2 erforderliche Leistung wird dadurch drastisch verringert, was zu einer drastischen Verbesserung auch des Kraftstoffverbrauchs der Kraftmaschine führt, wie in 8B gezeigt ist.
-
Außerdem wird in der in 1 gezeigten Vorrichtung der Ablaufdurchfluss in einem Notfall zwangsweise begrenzt, wenn der Druck in dem Zulaufströmungsdurchlass auf oder unter den voreingestellten zulässigen Druck fällt, wodurch ermöglicht wird, im Notfall eine Sicherheit zu garantieren. Genauer gesagt wird dann, wenn der Druck des Hydraulikfluids in dem Zulaufströmungsdurchlass, d. h. der Vorsteuerdruck, der in das an der mittleren Stelle der Abzweigungsleitung 11c vorgesehene Vorsteuerwählventil 40 eingegeben wird, auf oder unten den zulässigen Druck fällt, das Vorsteuerwählventil 40 von der vorherigen offenen Stellung auf die geschlossene Stellung geschaltet, um die Abzweigungsleitung 11c zu Blockieren und den Vorsteueranschluss 36b des Ablaufdrosselventils 36 mit dem Tank in Verbindung zu bringen, wodurch verhindert wird, dass der Vorsteuerdruck (der Absenkantriebsvorsteuerdruck) durch die Abzweigungsleitung 11c zu dem Ablaufdrosselventil 36 zugeführt wird. Das Ablaufdrosselventil 36 wird dadurch so betätigt, dass es die Öffnungsfläche seiner Drosselstelle 36a minimiert (0 in der in 2 gezeigten Charakteristik), wodurch der Ablaufdurchfluss Qmo zu einem Minimalwert oder zu 0 gemacht wird, wodurch ermöglicht wird, dass die Drehung des hydraulischen Motors 4 effektiv unterdrückt oder gestoppt wird.
-
Beispielsweise in dem Fall eines plötzlichen Druckabfalls in dem Ablaufströmungsdurchlass infolge des Auftretens einer Anormalität, etwa einem Brechen der zweiten Motorleitung 82M (Verrohrung), die den Zulaufströmungsdurchlass bildet, könnte in dem Zulaufströmungsdurchlass eine Kavitation auftreten, falls die Situation so belassen wird, wie sie ist, wodurch die Antriebssteuerung des hydraulischen Motors unmöglich gemacht wird und somit ermöglicht wird, dass die in der Absenkrichtung bewegte Last plötzlich abwärts fällt. Jedoch kann in einem solchen Fall ein plötzliches Fallen der Last verhindert werden, indem der Ablaufdurchfluss zwangsweise begrenzt wird, um die Rotation des hydraulischen Motors 4 in einer Absenkantriebsrichtung effektiv zu unterdrücken oder zwangsweise zu stoppen.
-
Außerdem wird die Begrenzung des Ablaufdurchflusses unter Verwendung des die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung bildenden Ablaufdrosselventils 36 durchgeführt, genauer gesagt durch Minimieren der Öffnungsfläche des Ablaufdrosselventils 36; dies macht es anders als in einem Fall, in dem beispielsweise ein Sicherheitsventil mit großer Abmessung in dem Ablaufströmungsdurchlass installiert wird und in einem Notfall geschlossen wird, möglich, die Sicherheit während des Absenkbetriebs ohne eine Erhöhung eines Druckverlusts in einem normalen Betriebszustand oder ohne Vergrößerung der gesamten Vorrichtung infolge der zusätzlichen Installation des Sicherheitsventils zu verbessern.
-
Dieser Vorteil wird im Gegensatz zu einer in 9 gezeigten Vorrichtung beschrieben, die als ein zweites Vergleichsbeispiel angenommen wird. In der in 9 gezeigten Vorrichtung ist ein fremdgesteuertes Sicherheitsventil 26 in einer einen Ablaufströmungsdurchlass bildenden zweiten Motorleitung 82M während des Absenkantriebs anstelle der zuvor erwähnten Ablaufdurchflusssteuereinrichtung vorgesehen. Das fremdgesteuerte Sicherheitsventil 26, das eine Eingabe eines Drucks in einer ersten Motorleitung 81M als einen Vorsteuerdruck empfängt, ist so konfiguriert, dass es nur dann geschlossen wird, wenn dessen Vorsteuerdruck, d. h. ein Zulaufdruck während des Absenkantriebs nicht höher als ein voreingestellter zulässiger Druck ist, mit anderen Worten ist es so konfiguriert, dass es dann geöffnet wird, wenn der Zulaufdruck höher als der voreingestellte Druck wird.
-
Diese in 9 gezeigte Vorrichtung, die dann, wenn ein normaler Absenkbetrieb durchgeführt wird, einem Rückführfluid von einem Hydraulikmotor 4 ständig ermöglicht, das fremdgesteuerte Sicherheitsventil 26 zu passieren, hat einen Nachteil des Druckverlusts in dem fremdgesteuerten Sicherheitsventil 26, wobei der Druckverlust die Betriebseffizienz der Vorrichtung verschlechtert. Im Übrigen muss das fremdgesteuerte Sicherheitsventil 26, das einen Ablaufströmungsdurchlass zwangsweise blockieren muss, in welchem Hydraulikfluid bei einem hohen Durchfluss (Ablaufdurchfluss) strömt, verglichen mit dem in 1 gezeigten Vorsteuerwählventil 40 ein deutlich größeres Ventil sein. Daher ist das fremdgesteuerte Sicherheitsventil 26 ein ernsthaftes Hindernis bei der Minimierung der gesamten Vorrichtung.
-
Im Gegensatz dazu benötigt die in 1 gezeigte Vorrichtung, die die Notfallbegrenzung des Ablaufdurchflusses unter Verwendung des Ablaufdrosselventils 36 durchführt, welches ursprünglich für die Ablaufdurchflusssteuerung vorgesehen wurde, kein zusätzliches, spezielles Ventil in der zweiten Motorleitung 82M für die Notfallbegrenzung, weshalb keine Zunahme im Druckverlust involviert ist. Da im Übrigen das für einen Notfallbetrieb des Ablaufdrosselventils 36 verwendete Vorsteuerwählventil 40 lediglich die Vorsteuerleitung (Abzweigungsleitung 11c in 1) für die Zufuhr des Vorsteuerdrucks (nicht den Ablaufströmungsdurchlass zum Antreiben des Hydraulikmotors 4) blockieren muss, ist im Vergleich mit dem fremdgesteuerten Sicherheitsventil 26 lediglich ein Wählventil mit kleiner Abmessung erforderlich, um das Vorsteuerwählventil 40 zu bilden.
-
Außerdem wird in der in 1 gezeigten Vorrichtung das Vorsteuerwählventil 40 als ein Vorsteuerleitungsabsperrventil verwendet und der Vorsteueranschluss 40a des Vorsteuerwählventils 40 und die den Zulaufströmungsdurchlass bildende erste Motorleitung 81M sind durch die Vorsteuerdruckeinbringleitung 41 miteinander verbunden, um den Druck in dem Zulaufströmungsdurchlass als den Vorsteuerdruck des Vorsteuerwählventils 40 zu verwenden; dies macht es möglich, einen vorzuziehenden Rücklaufdurchflussbegrenzungsbetrieb in direkter Beziehung zu einem tatsächlichen Druck in dem Zulaufströmungsdurchlass zu realisieren, während keine spezielle Steuervorrichtung erforderlich ist.
-
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf bestimmte Betätigungsmittel für das Vorsteuerleitungsabsperrventil beschränkt, sondern erlaubt beispielsweise die Durchführung einer elektrischen Betätigung. 10 zeigt ein Beispiel davon als ein zweites Ausführungsbeispiel. Die in 10 gezeigte Vorrichtung hat anstelle des hydraulisch gesteuerten Vorsteuerwählventils 40 ein elektromagnetisches Ventil 44, das das Vorsteuerleitungsabsperrventil ähnlich dem Vorsteuerwählventil 40 bildet, und einen Drucksensor 46 und eine Steuereinrichtung 48, die die Absperrbetätigungseinrichtung bilden. Das elektromagnetische Ventil 44, das ähnlich wie das Vorsteuerwählventil 40 auf halbem Weg einer Abzweigungsleitung 11c vorgesehen ist, hat ein Solenoid 44a und ist dazu angepasst, die Abzweigungsleitung 11c dann zu öffnen, wenn in das Solenoid 44a kein elektrisches Signal eingegeben wird, und die Abzweigungsleitung 11c lediglich dann zu blockieren, wenn ein elektrisches Signal eingegeben wird. Der Drucksensor 46 erfasst einen Druck in einem Zulaufströmungsdurchlass, d. h. einen Druck in einer ersten Motorleitung 81M in 10, und gibt ein diesbezügliches Erfassungssignal in die Steuereinrichtung 48 ein. Die Steuereinrichtung 48 bildet eine Absperrsteuereinrichtung, die das elektrische Signal in das Solenoid 44a des elektromagnetischen Ventils 44 lediglich dann eingibt, wenn der durch den Drucksensor 46 erfasste Druck nicht höher als ein voreingestellter zulässiger Druck ist.
-
Auch bei dieser Vorrichtung ist es in einem Notfall, in dem der Druck in dem Zulaufströmungsdurchlass auf oder unter den voreingestellten, zulässigen Druck fällt, möglich, eine Öffnungsfläche des Ablaufdrosselventils 36 zu minimieren, um die Rotation des hydraulischen Motors 4 zu unterdrücken oder zu stoppen, da die Steuereinrichtung 48 ein elektrisches Signal in das elektromagnetische Ventil 44 eingibt, um die Abzweigungsleitung 11c zwangsweise zu blockieren.
-
11 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Vorrichtung in den folgenden Punkten.
-
1) Positionen jeweiliger Ventile
-
Während die in 1 gezeigte Vorrichtung eine Anordnung involviert, bei der das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14, die Verbindungsstelle Pc der Regenerationsleitung 83 und des Rückdruckventils 15 alle stromaufwärts des Steuerventils 3 in der zweiten Motorleitung 82M vorgesehen sind, involviert die in 11 gezeigte Vorrichtung eine Anordnung, bei der das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14, eine Verbindungsstelle Pc einer Regenerationsleitung 83 und ein Rückdruckventil 15 alle stromabwärts eines Steuerventils 3 in einer zweiten Tankleitung 82T vorgesehen sind. Genauer gesagt ist die Regenerationsleitung 83 so angeordnet, dass sie eine erste Motorleitung 81M und die zweite Tankleitung 82T verbindet, und das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 und das Rückdruckventil 15 sind jeweils an stromaufwärtigen und stromabwärtigen Seiten der Verbindungsstelle Pc der Regenerationsleitung 83 und der zweiten Motorleitung 82M angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht der in 11 gezeigten Vorrichtung, dass kein Bedarf für das Rückschlagventil 35 und die Umgehungsleitung 88, die in 1 gezeigt sind, besteht.
-
2) Ablaufdrosselstelle
-
Während die in 1 gezeigte Vorrichtung eine Anordnung involviert, bei der das die Ablaufdrosselstelle bildende Ablaufdrosselventil 36 unabhängig von dem Steuerventil 3 in der zweiten Motorleitung 82M vorgesehen ist, involviert die in 11 gezeigte Vorrichtung eine Anordnung, bei der eine Ablaufdrosselstelle 32 ähnlich wie die Zulaufdrosselstelle 31 in dem Steuerventil 3 vorgesehen ist. Genauer gesagt bildet das Steuerventil 3 ähnlich dem in 1 gezeigten Steuerventil 3 einen Rückströmungsdurchlass, der die zweite Motorleitung 82M und die zweite Tankleitung 82T an einer Absenkantriebsstelle P1 verbindet, während dieser Rückströmungsdurchlass eine Ablaufdrosselstelle 32 bildet. Diese Ablaufdrosselstelle 32 hat eine Charakteristik, gemäß der deren Öffnungsfläche mit größer werdendem Hub des Steuerventils 3 ähnlich wie bei der Zulaufdrosselstelle 31 größer wird. Somit ermöglicht das Vorsehen der Ablaufdrosselstelle 32 in dem Steuerventil 3 der Absenkantriebsvorsteuerleitung 11a, d. h. einer das Fernsteuerventil 10 und den Absenkantriebsvorsteueranschluss 3a des Steuerventils 3 verbindenden Vorsteuerleitung auch als eine „Ablaufvorsteuerleitung” gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet zu werden.
-
Was das Extrahieren des Differentialdrucks über der Ablaufdrosselstelle 32 angeht, wird ein Druck stromaufwärts der Ablaufdrosselstelle 32 von dem Steuerventil 3 durch eine Leitung 18a in einen ersten Anschluss des Ablaufdurchflussregulierungsventils 14 eingebracht und ein Druck stromabwärts der Ablaufdrosselstelle 32 (der einlassseitige Druck des Ablaufdurchflussregulierungsventils 14 in 11) wird durch eine Leitung 18b in einen zweiten Anschluss (dem ersten Anschluss entgegengesetzter Anschluss) des Ablaufdurchflussregulierungsventils 14 eingebracht.
-
3.) Vorsteuerleitungsabsperrventil
-
Bei der in 11 gezeigten Vorrichtung, bei der die Absenkantriebsvorsteuerleitung 11a zudem als die Ablaufvorsteuerleitung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist auf halbem Weg der Absenkantriebsvorsteuerleitung 11a das Vorsteuerwählventil 40 vorgesehen, das äquivalent zu dem Vorsteuerleitungsabsperrventil ist. Der Vorsteueranschluss 40a des Vorsteuerwählventils 40 ist durch eine Vorsteuerdruckeinbringleitung 41 mit der ersten Motorleitung 81M verbunden, ähnlich wie bei der in 1 gezeigten Vorrichtung, um zu ermöglichen, dass der Druck in dem Zulaufströmungsdurchlass für den Absenkantrieb, d. h. ein Druck in der ersten Motorleitung 81M, als ein Vorsteuerdruck des Vorsteuerwählventils 40 in das Vorsteuerwählventil 40 eingegeben wird. Das Vorsteuerwählventil 40 wird von einer offenen Stellung, die graphisch dargestellt ist, nur dann auf eine geschlossene Stellung umgeschaltet, wenn der eingegebene Vorsteuerdruck nicht höher als ein voreingestellter, zulässiger Druck ist, und in dieser geschlossenen Stellung blockiert es die Vorsteuerleitung 11a und bringt den Absenkantriebsvorsteueranschluss 3a mit einem Tank in Kontakt.
-
Auch in dieser Vorrichtung wird das Steuerventil 3 während dem Absenkantrieb um einen einem Betätigungsbetrag des Betätigungshebels 10a entsprechenden Hub auf eine Absenkantriebsposition P1 geschoben, wobei die Öffnungsfläche der Ablaufdrosselstelle 32 in dem ersten Steuerventil 3 gemäß dem Hub variiert wird, und das Ablaufdurchflussregulierungsventil 14 wird somit so betätigt, dass ein Differentialdruck über der Ablaufdrosselstelle 32 auf einem vorbestimmten Druck gehalten wird, wodurch die Steuerung des Ablaufdurchflusses so durchgeführt wird, dass sie eine Betätigung ungeachtet des Gewichts einer Last (einer hängenden Last 7) erfüllt. Im Übrigen blockiert das Vorsteuerwählventil 40 als das Vorsteuerleitungsabsperrventil in einem Notfall, in dem der Druck in dem Zulaufströmungsdurchlass nicht höher als der zulässige Druck ist, die Absenkantriebsvorsteuerleitung 11a und bringt den Absenkantriebsvorsteueranschluss 3a mit dem Tank in Verbindung, wodurch das Steuerventil 3 erzwungenermaßen ungeachtet der Betätigungsposition des Betätigungshebels 10a auf seine neutrale Stellung P0 zurückgebracht wird. Die Öffnungsfläche der Ablaufdrosselstelle 32 wird somit minimiert (vorzugsweise auf den Wert 0), wodurch der Ablaufdurchfluss effektiv begrenzt wird, um die Rotation des hydraulischen Motors 4 zu unterdrücken oder zwangsweise zu stoppen.
-
Selbstverständlich erlaubt die in 11 gezeigte Vorrichtung anstelle des Vorsteuerwählventils 40 die Verwendung einer elektrisch gesteuerten Ablaufdurchflusssteuereinrichtung, die das elektromagnetische Ventil 44, den Drucksensor 46 und die Steuereinrichtung 48 aufweist, die in 10 gezeigt sind.
-
Das Steuerventil 3 ist nicht auf ein fremdgesteuertes, hydraulisches Auswählventil beschränkt, sondern kann beispielsweise ein elektromagnetisches Drei-Stellungs-Wahlventil sein. Auch in diesem Fall kann der stabile Absenkantrieb realisiert werden, wenn die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung dazu angepasst ist, einen Ablaufdurchfluss gemäß einer Betätigung der Betätigungsvorrichtung zu steuern, beispielsweise wenn die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung einer Kombination des Ablaufdrosselventils 36 und des Ablaufdurchflussregulierungsventils 14 basiert, wie in 1 gezeigt ist.
-
Der „Rückdruckgenerator” gemäß der vorliegenden Erfindung muss nicht notwendigerweise das Rückdruckventil 15 aufweisen. Beispielsweise kann der „Rückdruckgenerator” in dem Fall, dass ein erforderlicher Rückdruck wegen eines großen Druckverlustes einer anderen Vorrichtung (beispielsweise eines Ventils) oder eines Rohrs, die stromabwärts der Verbindungsstelle Pc vorgesehen sind, ohne ein spezielles Rückdruckventil sichergestellt werden kann, auch lediglich durch die Vorrichtung oder das Rohr konfiguriert sein, die den Druckverlust erzeugt.
-
Das hydraulische Stellglied gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den hydraulischen Motore beschränkt, sondern kann beispielsweise ein Hydraulikzylinder zum Verschwenkdrehen eines Anbauteils einer Arbeitsvorrichtung sein. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung wirkungsvoll auch auf den Fall angewendet werden, dass der Hydraulikzylinder angetrieben wird, um das Anbauteil als eine Last in einer Absenkrichtung zu bewegen, die gleich ist wie eine Richtung, in der die Last durch ihr eigenes Gewicht fällt.
-
Alternativ kann das hydraulische Stellglied ein Motor mit variabler Verdrängung sein.
-
Wie zuvor beschrieben ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine vorgesehen, die in der Lage ist, einen übermäßigen Druckabfall an einer Zulaufseite zu verhindern, während keine Nachteile eines herkömmlichen Lasthalteventils involviert sind, nämlich ein Pendeln oder das Erzeugen eines großen Verstärkungsdrucks, und die in der Lage ist, eine Last in einer Absenkrichtung, welche die gleiche Richtung wie eine Eigengewichtsfallrichtung ist, in der die Last durch ihr eigenes Gewicht fällt, mit einer stabilen Geschwindigkeit zu bewegen. Die hydraulische Antriebsvorrichtung weist Folgendes auf: eine hydraulische Pumpe; eine Antriebsquelle zum Antreiben der hydraulischen Pumpe und um die hydraulische Pumpe ein Hydraulikfluid abgeben zu lassen; ein hydraulisches Stellglied, das einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist und das so betrieben wird, dass es die Last in der Absenkrichtung durch Aufnahme einer Zufuhr des von der hydraulischen Pumpe abgegebenen Hydraulikfluids durch den ersten Anschluss und durch Abgeben des Hydraulikfluids durch den zweiten Anschluss bewegt; einen Hydraulikkreis, der einen Zulaufströmungsdurchlass zum Führen des Hydraulikfluids von der hydraulischen Pumpe zu dem ersetn Anschluss des hydraulischen Stellglieds beim Bewegen der Last in der Absenkrichtung, einen Ablaufströmungsdurchlass zum Führen des von dem zweiten Anschluss des hydraulischen Stellglieds abgegebenen Hydraulikfluids zu einem Tank beim Bewegen der Last in der Absenkrichtung und eine Regenerationsströmungsdurchlass zum in Kontakt bringen des Ablaufströmungsdurchlasses mit dem Zulaufströmungsdurchlass hat; ein Steuerventil, das zum Ändern eines Zustands der Zufuhr des Hydraulikfluids von der hydraulischen Pumpe zu dem hydraulischen Stellglied betätigt wird; eine Betätigungsvorrichtung zum Betätigen des Steuerventils; eine Zulaufdurchflusssteuereinrichtung zum Steuern eines Zulaufdurchflusses, der ein Durchfluss des Hydraulikfluids in dem Zulaufströmungsdurchlass ist; eine Ablaufdurchflusssteuereinrichtung zum Steuern eines Ablaufdurchflusses, der ein Durchfluss des Hydraulikfluids in dem Ablaufströmungsdurchlass stromaufwärts einer Stelle ist, an der der Regenerationsströmungsdurchlass mit dem Ablaufströmungsdurchlass verbunden ist, um den Ablaufdurchfluss nicht niedriger als den durch die Zulaufdurchflusssteuereinrichtung gesteuerten Zulaufdurchfluss zu machen; eine Rückdruckgenerator, der an eine Stelle stromabwärts der Stelle angeordnet ist, an der der Regenerationsströmungsdurchlass mit dem Ablaufströmungsdurchlass verbunden ist, um einen Sollrückdruck zu erzeugen, ein Rückschlagventil, das in dem Regenerationsströmungsdurchlass vorgesehen ist, um eine Strömungsrichtung des Hydraulikfluids in dem Regenerationsströmungsdurchlass auf eine Richtung von dem Ablaufströmungsdurchlass zu dem Zulaufströmungsdurchlass zu beschränken; und einen Ablaufdurchflussbegrenzer zum erzwungenen Begrenzen des Ablaufdurchflusses wenn ein Druck des Hydraulikfluids in dem Zulaufströmungsdurchlass auf oder unter einen voreingestellt, zulässigen Druck fällt. Die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung hat eine Ablaufdrosselstelle, die in dem Ablaufströmungsdurchlass vorgesehen ist und eine variable Strömungsdurchlassfläche hat, und hat ein Ablaufdurchflussregulierungsventil zum Variieren des Ablaufdurchflusses, um einen Differenzialdruck über der Ablaufdrosselstelle zu einem Solldruck zu machen. Der Ablaufdurchflussbegrenzer minimiert die Strömungsdurchlassfläche der Ablaufdrosselstelle, und schließt die Ablaufdrosselstelle vorzugsweise vollständig, wenn der Druck des Hydraulikfluids in dem Zulaufströmungsdurchlass auf oder unten den zulässigen Druck fällt. Der Rückdruckgenerator kann ein Rückdruckventil zum Erzeugen eines Sollrückdrucks sein oder kann eine andere Vorrichtung (ein Ventil oder dergleichen) oder ein Rohr sein, das sich von dem Rückdruckventil unterscheidet, und das an einer stromabwärtigen Seite der Ablaufströmungsdurchlasses vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung oder das Rohr einen Druckverlust hat, der groß genug ist, um einen erforderlichen Rückdruck sicherzustellen, d. h., der Rückdruckgenerator kann auf Grundlage der Verwendung des Druckverlusts konfiguriert sein.
-
Bei dieser hydraulischen Antriebsvorrichtung wird während des Absenkantriebs zum Bewegen der hängenden Last in der gleichen Richtung wie der Eigengewichtsfallrichtung das Hydraulikfluid durch den Regenerationsströmungsdurchlass von einem Abzweigungspunkt stromaufwärts des Rückdruckgenerators unter der Bedingung, dass der Druck in dem Ablaufströmungsdurchlass stromaufwärts der Rückdruckgenerators nicht niedriger als der in dem Rückdruckgenerator erzeugte Rückdruck gehalten, in den Zulaufströmungsdurchlass strömen gelassen; dies lässt einen Minimaldruck in dem Zulaufströmungsdurchlass nicht niedriger als den Rückdruck werden. Somit wird eine Kavitation in dem Zulaufströmungsdurchlass effektiv unterdrückt wird. Außerdem stellen die Zulaufdurchflusssteuereinrichtung und die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung, die den Zulaufdurchfluss und den Ablaufdurchfluss so steuern, dass der Ablaufdurchfluss nicht niedriger als der Zulaufdurchfluss gemacht wird, das Strömen des Hydraulikfluids von dem Ablaufströmungsdurchlass zu dem Zulaufströmungsdurchlass durch den Regenerationsströmungsdurchlass sicher, kurz gesagt wird das Ermöglichen eines Regenerationsdurchflusses sichergestellt wird.
-
Die Ablaufdurchflusssteuereinrichtung, die die Ablaufdrosselstelle und das Ablaufdurchflussregulierungsventil zum Variieren des Ablaufdurchflusses aufweist, sodass der Differentialdruck über der Ablaufdrosselstelle zu dem voreingestellten Druck wird, und die somit ihren Messpunkt und Steuerungspunkt hat, die sich beide in dem Ablaufströmungsdurchlass befinden, hat eine Co-Lokation in der Steuerungstheorie, die sich von einem herkömmlichen Lasthalteventil unterscheidet, das einen Messpunkt hat, der sich in einem Zulaufströmungsdurchlass befindet, während es einen Steuerungspunkt hat, der sich in einem Ablaufströmungsdurchlass befindet. Folglich wird das Pendeln in dem Ventilöffnungsgrad und dem Druck des Ablaufdurchflussregulierungsventils effektiv unterdrückt. Zusammenfassend ist diese hydraulische Antriebsvorrichtung in der Lage, eine Kavitation in dem Zulaufströmungsdurchlass ohne Verwendung eines Ventils zu unterdrücken, das zum Pendeln des Ventilöffnungsgrads und Drucks neigt, und als ein Ergebnis das Pendeln in der Antriebsgeschwindigkeit des hydraulischen Stellglieds zu unterdrücken.
-
Außerdem ist die hydraulische Antriebsvorrichtung, die den Ablaufdurchflussbegrenzer zum erzwungenen Begrenzen des Ablaufdurchflusses aufweist, wenn der Druck des Hydraulikfluids in dem Zulaufströmungsdurchlass auf oder unter den voreingestellten, zulässigen Druck fällt, in der Lage, die Sicherheit zu garantieren, wenn in dem Zulaufströmungsdurchlass und dergleichen eine Anormalität auftritt. Beispielsweise kann in dem Fall eines plötzlichen Druckabfalls in dem Ablaufströmungsdurchlass infolge des Auftretens einer Anormalität, etwa einem Bruch eines den Zulaufströmungsdurchlass bildenden Rohrs, eine Kavitation in dem Zulaufströmungsdurchlass auftreten, sodass die Antriebssteuerung des hydraulischen Motors unmöglich gemacht wird und es möglich wird, dass die sich in der Absenkrichtung bewegende Last plötzlich abwärts fällt; jedoch beschränkt in einem solchen Fall der Ablaufdurchflussbegrenzer den Ablaufdurchfluss erzwungenermaßen, um die Drehung des hydraulischen Stellglieds in einer Absenkantriebsrichtung zu unterdrücken oder zwangsweise zu stoppen, wodurch verhindert wird, dass die Last plötzlich fällt.
-
Da außerdem die Begrenzung des Ablaufdurchflusses durch Verwendung der Ablaufdrosselstelle, die die Ablaufdurchflussteuereinrichtung bildet, durchgeführt wird, insbesondere durch Minimieren der Öffnungsfläche der Ablaufdrosselstelle, kann eine Sicherheit während des Absenkantriebs verbessert werden, während kein Anstieg eines Druckverlusts in einem normalen Betriebszustand und eine Vergrößerung der Gesamtvorrichtung infolge der Installation eines Sicherheitsventils anders als in einem Fall involviert sind, in dem beispielsweise ein Sicherheitsventil mit großer Abmessung in dem Ablaufströmungsdurchlass installiert ist, welches in einem Notfall geschlossen wird. Insbesondere in dem Fall, in dem die minimale Öffnungsfläche der Ablaufdrosselstelle den Wert Null hat, ist es möglich, das hydraulische Stellglied zudem zwangsweise zu stoppen, indem die Ablaufdrosselstelle vollständig geschlossen wird, wenn der Druck in dem Zulaufströmungsdurchlass auf oder unter den zulässigen Druck fällt.
-
In der vorliegenden Erfindung ist es beispielsweise vorzuziehen, dass das Steuerventil durch ein Vorsteuerwählventil konfiguriert ist, welches durch Zufuhr eines Vorsteuerdrucks betätigt wird; dass die Betätigungsvorrichtung ein Fernsteuerventil zum Ausgeben des Vorsteuerdrucks aufweist, der zu dem Steuerventil und einer Ablaufvorsteuerleitung zum Einbringen eines Absenkantriebsvorsteuerdrucks zuzuführen ist, um das Steuerventil so zu betätigen, dass das Stellglied in einer Absenkrichtung angetrieben wird, aus dem von dem Fernsteuerventil zu der Ablaufdrosselstelle ausgegebenen Vorsteuerdruck, und dass die Ablaufdrosselstelle so betätigt wird, dass sie gemäß dem durch die Ablaufvorsteuerleitung eingebrachten Absenkantriebsvorsteuerdruck geöffnet wird. In diesem Fall ist es möglich, die Öffnungsfläche der Ablaufdrosselstelle auf Grundlage einer auf das Steuerventil aufgebrachten Betätigung zu variieren, d. h., den Ablaufdurchfluss so zu variieren, dass eine Antriebsgeschwindigkeit in der Absenkrichtung des hydraulischen Stellglieds variiert wird.
-
In diesem Fall ist der Ablaufdurchflussbegrenzer vorzugsweise auf halbem Weg der Ablaufvorsteuerleitung vorgesehen und weist vorzugsweise Folgendes auf: ein Vorsteuerleitungsabsperrventil, das eine offene Stellung zum Öffnen der Ablaufvorsteuerleitung und eine geschlossene Stellung zum Absperren der Ablaufvorsteuerleitung hat, um zu verhindern, das der Vorsteuerdruck zu der Ablaufdrosselstelle zugeführt wird; und eine Absperrbetätigungseinrichtung zum Umschalten des Vorsteuerleitungsabsperrventils auf die geschlossene Stellung lediglich dann, wenn der Druck in dem Zulaufströmungsdurchlass auf oder unter den zulässigen Druck fällt. Dies macht es möglich, einen Notfallbetrieb der Ablaufdrosselstelle durch eine einfache Konfiguration unter Verwendung der Absenkantriebsvorsteuerleitung durchzuführen.
-
Die Erfindung ist nicht auf ein bestimmtes Mittel zum Betätigen des Vorsteuerleitungsabsperrventils durch die Absperrbetätigungseinrichtung beschränkt. Das Vorsteuerleitungsabsperrventil kann beispielsweise hydraulisch betätigt oder elektrisch betätigt sein. Als ein bevorzugtes Beispiel des zuvor Genannten ist das Vorsteuerleitungsabsperrventil ein Vorsteuerwählventil, das die offene Stellung und die geschlossene Stellung hat und das nur in dem Fall auf die offene Stellung geschaltet wird, in dem es die Zufuhr eines Vorsteuerdrucks empfängt, der nicht niedriger als ein bestimmter Druck ist, und die Absperrbetätigungseinrichtung hat eine Vorsteuerdruckeinbringleitung zum Einbringen des Drucks in dem Zulaufströmungsdurchlass als einen Vorsteuerdruck des Vorsteuerleitungsabsperrventils zu dem Vorsteuerleitungsabsperrventil. Die Vorsteuerdruckeinbringleitung erlaubt es, den Druck in dem Zulaufströmungsdurchlass als den Vorsteuerdruck des Vorsteuerleitungsabsperrventils zu verwenden, wodurch ermöglicht wird, dass das Vorsteuerleitungsabsperrventil auf geeignete Weise durch eine einfache Konfiguration betätigt wird. In einem Beispiel des zuletzt Genannten ist das Vorsteuerleitungsabsperrventil vorzugsweise ein elektromagnetisches Ventil, das durch die Eingabe eines elektrischen Signals zwischen der offenen Stellung und der geschlossenen Stellung umgeschaltet wird, und die Absperrbetätigungseinrichtung hat einen Drucksensor zum Erfassen des Drucks in dem Zulaufströmungsdurchlass und eine Absperrsteuereinrichtung zum Eingeben des elektrischen Signals in das Vorsteuerleitungsabsperrventil, um das Vorsteuerleitungsabsperrventil nur dann auf die geschlossene Stellung zu schalten, wenn der durch den Drucksensor erfasste Druck nicht höher als der zulässige Druck ist.
-
Die Ablaufdrosselstelle kann unabhängig von dem Steuerventil konfiguriert sein oder kann in dem Steuerventil vorgesehen sein, sodass die Öffnungsfläche der Ablaufdrosselstelle mit der Betätigung des Steuerventils variiert wird. Wenn in dem zuletzt genannten Fall das Fernsteuerventil vorgesehen ist und ein durch dieses Fernsteuerventil ausgegebener Vorsteuerdruck für den Notfallbetrieb der Ablaufdrosselstelle verwendet wird, führt dies dazu, dass die Ablaufvorsteuerleitung durch eine Absenkantriebsvorsteuerleitung konfiguriert ist, die das Steuerventil mit dem Fernsteuerventil verbindet, um zu ermöglichen, dass der Absenkantriebsvorsteuerdruck zu dem Steuerventil zugeführt wird. In diesem Fall ist das Vorsteuerleitungsabsperrventil vorzugsweise auf halbem Weg der als Ablaufvorsteuerleitung verwendeten Absenkantriebsvorsteuerleitung vorgesehen.