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EP4335981B1 - Construction machine with hydraulic system - Google Patents

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EP4335981B1
EP4335981B1 EP22194607.2A EP22194607A EP4335981B1 EP 4335981 B1 EP4335981 B1 EP 4335981B1 EP 22194607 A EP22194607 A EP 22194607A EP 4335981 B1 EP4335981 B1 EP 4335981B1
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EP
European Patent Office
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hydraulic
control unit
construction machine
main control
machine according
Prior art date
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Active
Application number
EP22194607.2A
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German (de)
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EP4335981A1 (en
Inventor
Martin Dr.-Ing. Inderelst
Stefan Pollmeier
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XCMG European Research Center GmbH
Original Assignee
XCMG European Research Center GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by XCMG European Research Center GmbH filed Critical XCMG European Research Center GmbH
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Priority to US18/242,108 priority patent/US20240084555A1/en
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Publication of EP4335981B1 publication Critical patent/EP4335981B1/en
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Description

Die Erfindung betrifft eine Baumaschine mit einem Hydrauliksystem mit zumindest einer Hydrauliksteuerung, die mindestens einen Joystick, zumindest eine hydraulische Druckquelle und zwei hydraulische Antriebe umfasst, wobei das Druckniveau jedes hydraulischen Antriebs abhängig vom jeweils gewählten Arbeitspunkt des Antriebs unterschiedlich sein kann, wobei jeder hydraulische Antrieb mit jeder Druckquelle mittels je einer hydraulischen Verbindung verbunden ist, in welcher jeweils ein Hauptsteuerventil vorgesehenen ist, welches durch den einen Joystick oder zumindest einen der Joysticks steuerbar ist, wobei die Baumaschine mehrere zumindest relativ zueinander bewegbare Bauteile umfasst, denen jeweils ein hydraulischer Antrieb zur Bewegung dieses Bauteils zugeordnet ist. US 2022/010523 A1 offenbart zum Beispiel eine solche` Baumaschine.The invention relates to a construction machine with a hydraulic system with at least one hydraulic control, which comprises at least one joystick, at least one hydraulic pressure source and two hydraulic drives, wherein the pressure level of each hydraulic drive can be different depending on the respectively selected operating point of the drive, wherein each hydraulic drive is connected to each pressure source by means of a hydraulic connection, in each of which a main control valve is provided, which can be controlled by the one joystick or at least one of the joysticks, wherein the construction machine comprises a plurality of components that can be moved at least relative to one another, each of which is assigned a hydraulic drive for moving this component. US 2022/010523 A1 reveals, for example, such a construction machine.

Aus der Praxis sind derartige Baumaschinen in unterschiedlichen Ausprägungen bekannt. Nachteilig hierbei ist, dass beim tatsächlichen Arbeitseinsatz solcher Baumaschinen auch wiederkehrende Arbeitsabläufe auftreten, deren genaue Wiederholung bei manueller Steuerung schwierig ist, so dass Abweichungen vom gewünschten Arbeitsablauf unvermeidlich sind und zu einem schlechten oder sogar ungenügenden Arbeitsergebnis führen können.Such construction machines are known in practice in various forms. The disadvantage here is that when such construction machines are actually used, recurring work processes also occur, which are difficult to repeat exactly when controlled manually, so that deviations from the desired work process are unavoidable and can lead to poor or even unsatisfactory work results.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte Baumaschine anzugeben, mit der eine verbesserte Möglichkeit zur Ausführung von Arbeitsabläufen, insbesondere von wiederkehrenden Arbeitsabläufen, gegeben ist.The object of the invention is to avoid the aforementioned disadvantages and to provide an improved construction machine with which an improved possibility to carry out work processes, especially recurring work processes.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Baumaschine dadurch gelöst, dass zumindest eine Hydrauliksteuerung wenigstens ein elektrisch betätigbares und als Proportionalventil ausgebildetes Prioritätsventil umfasst, welches einem Antrieb zugeordnet und in dessen hydraulischer Verbindung vorgesehen ist, wobei jedes Prioritätsventil mit der elektronischen Steuereinheit elektrisch verbunden und zur Bewirkung eines zusätzlichen hydraulischen Widerstands ansteuerbar ist, wobei die Hydrauliksteuerung weiterhin an den bewegbaren Bauteilen vorgesehene Sensoren zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung ihrer jeweiligen Lage umfasst, die zur Weitergabe der erfassten Sensorwerte an die Steuereinheit jeweils mit dieser verbunden sind, wobei weiterhin in der Steuereinheit einerseits zumindest eine Bahnkurve hinterlegbar ist und andererseits ein Steuer-Modus aktivierbar ist, bei dem jedes Prioritätsventil unter Verwendung der von den Sensoren aktuell jeweils erfassten Werte bei Betätigung des mindestens einen Joysticks von der Steuereinheit derart ansteuerbar ist, dass die hinterlegte Bahnkurve durch entsprechende Ansteuerung der Antriebe gefahren wird.This object is achieved in a generic construction machine in that at least one hydraulic control comprises at least one electrically actuated priority valve designed as a proportional valve, which is assigned to a drive and provided in its hydraulic connection, wherein each priority valve is electrically connected to the electronic control unit and can be controlled to effect additional hydraulic resistance, wherein the hydraulic control further comprises sensors provided on the movable components for the indirect or direct detection of their respective position, which are each connected to the control unit in order to pass on the detected sensor values to the latter, wherein on the one hand at least one trajectory can be stored in the control unit and on the other hand a control mode can be activated in which each priority valve can be controlled by the control unit using the values currently detected by the sensors when the at least one joystick is actuated in such a way that the stored trajectory is driven by corresponding control of the drives.

Somit wird bei Aktivierung des Steuer-Modus zumindest ein Prioritätsventil je nach Erfordernis zur Erreichung der hinterlegten Bahnkurve betätigt, so dass entweder der hydraulische Antrieb mit der höheren Last gegenüber dem hydraulischen Antrieb mit der geringeren Last priorisiert wird oder umgekehrt der hydraulische Antrieb mit der geringeren Last gegenüber dem hydraulischen Antrieb mit der höheren Last priorisiert wird. Folglich wird der Antrieb mit der geringeren Last mit mehr Widerstand belastet, so dass er faktisch weniger betätigt wird als es eigentlich vom Führer der Baumaschine durch dessen Betätigung des Joysticks vorgegeben wird.Thus, when the control mode is activated, at least one priority valve is actuated as required to achieve the stored trajectory, so that either the hydraulic drive with the higher load is prioritized over the hydraulic drive with the lower load or, conversely, the hydraulic drive with the lower load is prioritized over the hydraulic drive with the higher load. Consequently, the drive with the lower load is subjected to more resistance, so that it is actually operated less than is actually specified by the operator of the construction machine by operating the joystick.

Damit wird eine Geschwindigkeits- und Lageregelung der hydraulischen Antriebe durch das bzw. die Prioritätsventil(e) ermöglicht, da hierdurch jeweils der jeweilige hydraulische Widerstand in einer hydraulischen Verbindung geändert wird und damit der hydraulische Durchfluss zu dem jeweiligen Antrieb entgegen der Vorgabe am Joystick verändert wird. Somit kann bei aktiviertem Steuer-Modus bei irgendeiner Betätigung des Joysticks automatisch die in der Steuereinheit hinterlegte Bahnkurve abgefahren werden, solange wie der Joystick weiterhin betätigt wird.This enables speed and position control of the hydraulic drives by the priority valve(s), as this changes the respective hydraulic resistance in a hydraulic connection and thus the hydraulic flow to the respective drive is counteracted. the setting on the joystick is changed. This means that when the control mode is activated, the trajectory stored in the control unit can be automatically followed whenever the joystick is operated, as long as the joystick continues to be operated.

Bevorzugt können zumindest zwei hydraulische Druckquellen vorgesehen sein, wobei jeder hydraulische Antrieb mit jeder Druckquelle mittels je einer hydraulischen Verbindung verbunden ist, und zumindest zwei hydraulische Druckquellen unterschiedliche Druckniveaus aufweisen.Preferably, at least two hydraulic pressure sources can be provided, wherein each hydraulic drive is connected to each pressure source by means of a hydraulic connection, and at least two hydraulic pressure sources have different pressure levels.

Erfindungsgemäß kann bei zumindest einer Hydrauliksteuerung das Prioritätsventil in der entsprechenden hydraulischen Verbindung bzw. es können die Prioritätsventile in den entsprechenden hydraulischen Verbindungen jeweils zwischen der entsprechenden hydraulischen Druckquelle und dem damit verbundenen Hauptsteuerventil angeordnet sein, so dass das jeweilige Prioritätsventil von der Druckquelle aus gesehen vor dem entsprechenden Hauptsteuerventil vorgesehen ist.According to the invention, in at least one hydraulic control, the priority valve in the corresponding hydraulic connection or the priority valves in the corresponding hydraulic connections can be arranged between the corresponding hydraulic pressure source and the main control valve connected thereto, so that the respective priority valve is provided in front of the corresponding main control valve as seen from the pressure source.

Die Hauptsteuerventile sind jeweils in der Verbindung einer einzigen Druckquelle mit einem einzigen hydraulischen Antrieb vorgesehen. Dabei kann je Druckquelle zunächst eine Verzweigung vorgesehen sein, ab der dann zwei separate Verbindungen mit jeweils einem Hauptsteuerventil zu den beiden hydraulischen Antrieben führen. Das Prioritätsventil ist bzw. die Prioritätsventile sind dabei vorzugsweise jeweils zwischen der Verzweigung und dem entsprechenden jeweiligen Hauptsteuerventil vorgesehen.The main control valves are each provided in the connection of a single pressure source with a single hydraulic drive. In this case, a branch can initially be provided for each pressure source, from which two separate connections, each with a main control valve, lead to the two hydraulic drives. The priority valve or priority valves are preferably provided between the branch and the corresponding main control valve.

Wenn zwei Prioritätsventile vorgesehen sind, dann kann von jeder Druckquelle nach der Verzweigung jeweils eine der beiden separaten Verbindungen mit einem Prioritätsventil versehen sein und zu dem einen Antrieb führen, wohingegen die andere der beiden separaten Verbindungen nicht mit einem Prioritätsventil versehen ist und zu dem anderen Antrieb führt. Dabei können die beiden separaten Verbindungen der beiden Druckquellen, die jeweils mit einem Prioritätsventil versehen sind, entweder zu demselben Antrieb führen oder aber jeweils zu unterschiedlichen Antrieben führen.If two priority valves are provided, then one of the two separate connections from each pressure source after the branch can be provided with a priority valve and lead to one drive, whereas the other of the two separate connections is not provided with a priority valve and leads to the other drive. The two separate connections of the two pressure sources, each provided with a priority valve, can either lead to the same drive or to different drives.

Vorteilhafterweise kann bei zumindest einer Hydrauliksteuerung zum einen wenigstens ein Hauptsteuerventil als ein hydraulisch angesteuertes Hauptsteuerventil ausgebildet sein, vorzugsweise jedes Hauptsteuerventil, als hydraulisch angesteuertes Hauptsteuerventil ausgebildet sein, und zum anderen kann der für die hydraulische Ansteuerung vorgesehene entsprechende Joystick als ein zumindest teilhydraulischer Joystick, vorzugsweise als ein vollhydraulischer Joystick, ausgebildet sein, mit dem zumindest eines der vorhandenen hydraulisch angesteuerten Hauptsteuerventile, vorzugsweise jedes hydraulisch angesteuerte Hauptsteuerventil, ansteuerbar ist. Somit ist die Ansteuerung der Hauptsteuerventile gegenüber einem Hydraulikkreis mit elektrischem Joystick und elektrisch betätigten Hauptsteuerventilen auch bei einem Ausfall der elektrischen Komponenten weiterhin möglich.Advantageously, in at least one hydraulic control system, at least one main control valve can be designed as a hydraulically controlled main control valve, preferably each main control valve can be designed as a hydraulically controlled main control valve, and the corresponding joystick provided for the hydraulic control can be designed as an at least partially hydraulic joystick, preferably as a fully hydraulic joystick, with which at least one of the existing hydraulically controlled main control valves, preferably each hydraulically controlled main control valve, can be controlled. In this way, the control of the main control valves is still possible compared to a hydraulic circuit with an electric joystick and electrically operated main control valves even if the electrical components fail.

Vorzugsweise kann bei zumindest einer Hydrauliksteuerung jedem hydraulischen Antrieb zumindest ein elektrischer Bewegungssensor zur Erfassung von Bewegungen des betreffenden hydraulischen Antriebs zugeordnet sein, so dass in Echtzeit eine entsprechende Steuerung und auch Regelung der Prioritätsventile entsprechend der jeweiligen Bewegung des betreffenden hydraulischen Antriebs, der auch abhängig von äußeren Umständen wie z. B. Last, Widerstände etc. sei kann, möglich ist.Preferably, in at least one hydraulic control system, each hydraulic drive can be assigned at least one electrical motion sensor for detecting movements of the hydraulic drive in question, so that a corresponding control and also regulation of the priority valves in real time is possible in accordance with the respective movement of the hydraulic drive in question, which can also be dependent on external circumstances such as load, resistance, etc.

Insoweit kann auch bei zumindest einer Hydrauliksteuerung jedem hydraulischen Antrieb zumindest ein elektrischer Bewegungssensor zur Erfassung von Bewegungen des betreffenden, durch den jeweiligen hydraulischen Antrieb bewegbaren Bauteils zugeordnet sein.In this respect, even in the case of at least one hydraulic control, each hydraulic drive can be assigned at least one electrical motion sensor for detecting movements of the relevant component that can be moved by the respective hydraulic drive.

Alternativ oder ergänzend kann auch bei zumindest einer Hydrauliksteuerung zumindest ein Sensor zur Erfassung der Lage eines bewegbaren Bauteils der Baumaschine für die zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung der absoluten Lage im Raum ausgebildet sein.Alternatively or additionally, at least one hydraulic control system may also be designed to have at least one sensor for detecting the position of a movable component of the construction machine for the indirect or direct detection of the absolute position in space.

Weiterhin kann bei zumindest einer Hydrauliksteuerung zumindest ein Sensor zur Erfassung der Lage eines bewegbaren Bauteils der Baumaschine für die Erfassung der relativen Lage dieses Bauteils in Bezug auf die Baumaschine und/oder ein anderes Bauteil der Baumaschine ausgebildet sein.Furthermore, at least one hydraulic control system may have at least one sensor for detecting the position of a movable component of the construction machine for the Detecting the relative position of this component in relation to the construction machine and/or another component of the construction machine.

Auch kann bei zumindest einer Hydrauliksteuerung zumindest einem hydraulischen Antrieb, vorzugsweise jedem hydraulischen Antrieb, jeweils ein mit der Steuereinheit verbundener Drucksensor zugeordnet sein, welcher den auf diesen hydraulischen Antrieb wirkenden hydraulischen Druck erfasst und an die Steuereinheit weitergibt.In the case of at least one hydraulic control, at least one hydraulic drive, preferably each hydraulic drive, can be assigned a pressure sensor connected to the control unit, which detects the hydraulic pressure acting on this hydraulic drive and transmits it to the control unit.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann bei zumindest einer Hydrauliksteuerung zumindest ein Hauptsteuerventil als ein elektrisch angesteuertes Hauptsteuerventil ausgebildet sein, vorzugsweise jedes Hauptsteuerventil jeweils als elektrisch angesteuertes Hauptsteuerventil ausgebildet sein, wobei wenigstens ein Joystick als ein zumindest teilelektrischer, vorzugsweise als ein vollelektrischer Joystick, zur Ansteuerung von zumindest einem, vorzugsweise jedem, vorhandenen elektrisch angesteuerten Hauptsteuerventil, ausgebildet ist.In a preferred embodiment of the invention, at least one main control valve in at least one hydraulic control can be designed as an electrically controlled main control valve, preferably each main control valve can be designed as an electrically controlled main control valve, wherein at least one joystick is designed as an at least partially electric, preferably as a fully electric joystick, for controlling at least one, preferably each, existing electrically controlled main control valve.

Vorteilhafterweise kann bei zumindest einer hydraulischen Verbindung diese in dem Teilbereich nach dem Hauptsteuerventil durch zwei Teilverbindungen gebildet sein, um somit unterschiedliche Bewegungsrichtungen des Antriebs bewirken zu können.Advantageously, in the case of at least one hydraulic connection, this can be formed by two partial connections in the partial area after the main control valve in order to be able to effect different directions of movement of the drive.

Erfindungsgemäß kann die Baumaschine als Hydraulikbagger ausgebildet sein und einen Unterwagen, einem darauf drehbar angeordneten Oberwagen und einen verschwenkbar am Oberwagen angeordneten Auslegerarm umfassen.According to the invention, the construction machine can be designed as a hydraulic excavator and comprise an undercarriage, an upper carriage rotatably arranged thereon and a boom arm pivotably arranged on the upper carriage.

Dabei kann der Auslegerarm als Knickarm mit einem ersten, an dem Oberwagen verschwenkbar angeordneten Armsegment und mit einem zweiten, an dem ersten Armsegment verschwenkbar angeordneten Armsegment ausgebildet sein, wobei an dem zweiten Armsegment ein Löffel verschwenkbar angeordnet sein kann.The boom arm can be designed as an articulated arm with a first arm segment pivotably arranged on the superstructure and with a second arm segment pivotably arranged on the first arm segment, wherein a bucket can be pivotably arranged on the second arm segment.

Vorteilhafterweise kann die Baumaschine so ausgebildet sein, dass bei zumindest einer Hydrauliksteuerung die beiden Antriebe unterschiedlich hohe Maximalkräfte bewirken können und der hydraulische Antrieb mit der höheren Maximalkraft dem ersten Armsegment für dessen Verschwenkung zugeordnet ist, wobei der hydraulische Antrieb mit der geringeren Maximalkraft dem zweiten Armsegment für dessen Verschwenkung gegenüber dem ersten Armsegment zugeordnet ist.Advantageously, the construction machine can be designed such that, with at least one hydraulic control, the two drives can produce different maximum forces and the hydraulic drive with the higher maximum force is assigned to the first arm segment for its pivoting, wherein the hydraulic drive with the lower maximum force is assigned to the second arm segment for its pivoting relative to the first arm segment.

Vorzugsweise kann bei zumindest einer Hydrauliksteuerung zumindest ein hydraulischer Antrieb als zumindest ein Hydraulikzylinder, vorzugsweise als mehrere parallel vorgesehene Hydraulikzylinder, ausgebildet sein, vorzugsweise kann jeder hydraulische Antrieb jeweils als zumindest ein Hydraulikzylinder, vorzugsweise als mehrere parallel vorgesehene Hydraulikzylinder, ausgebildet sein.Preferably, in at least one hydraulic control, at least one hydraulic drive can be designed as at least one hydraulic cylinder, preferably as several hydraulic cylinders provided in parallel, preferably each hydraulic drive can be designed as at least one hydraulic cylinder, preferably as several hydraulic cylinders provided in parallel.

Außerdem kann bei zumindest einer Hydrauliksteuerung der Steuer-Modus zumindest manuell aktivierbar sein.In addition, the control mode can be activated at least manually in at least one hydraulic control.

Weiterhin können bei zumindest einer Hydrauliksteuerung in der Steuereinheit Sensorwerte, beispielsweise in Form einer Sensorwert-Kombination und/oder einer Sensorwert-Abfolge, hinterlegt sein, bei denen der Steuer-Modus aktiviert werden soll, und es kann in die Steuereinheit ein Algorithmus zur Bewertung der von den Sensoren aktuell erfassten Sensorwerte und bei entsprechender Übereinstimmung mit den in der Steuereinheit hinterlegten Sensorwerten und/oder Sensorwert-Kombination(en) und/oder Sensorwert-Abfolge(n) automatischen Aktivierung des Steuer-Modus integriert sein.Furthermore, in at least one hydraulic control system, sensor values can be stored in the control unit, for example in the form of a sensor value combination and/or a sensor value sequence, for which the control mode is to be activated, and an algorithm for evaluating the sensor values currently recorded by the sensors and, if they correspond with the sensor values and/or sensor value combination(s) and/or sensor value sequence(s) stored in the control unit, for automatically activating the control mode can be integrated into the control unit.

Erfindungsgemäß kann bei zumindest einer Hydrauliksteuerung in der Steuereinheit ein Automatik-Modus aktivierbar sein, bei dem der Algorithmus zur automatischen Aktivierung des Steuer-Modus aktiv ist.According to the invention, an automatic mode can be activated in at least one hydraulic control in the control unit, in which the algorithm for automatically activating the control mode is active.

Im Folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Baumaschine,
Fig. 2
ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Baumaschine und
Fig. 3
ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Baumaschine,
In the following, embodiments of the invention shown in the drawing are explained. They show:
Fig. 1
a first embodiment of a construction machine according to the invention,
Fig. 2
a second embodiment of a construction machine according to the invention and
Fig. 3
a third embodiment of a construction machine according to the invention,

In allen Figuren werden für gleiche bzw. gleichartige Bauteile übereinstimmende Bezugszeichen verwendet.In all figures, identical reference symbols are used for identical or similar components.

Fig. 1 betrifft eine in der Zeichnung nicht dargestellte Baumaschine mit einem Hydrauliksystem mit einer Hydrauliksteuerung 1, die einen in der Zeichnung nicht dargestellten Joystick, eine hydraulische Druckquelle 2 und zwei hydraulische Antriebe 3 umfasst, die zur Bewegung von zumindest relativ zueinander bewegbaren Bauteilen der Baumaschine vorgesehen und insoweit jeweils einem solchen Bauteil zugeordnet sind. Fig. 1 relates to a construction machine not shown in the drawing with a hydraulic system with a hydraulic control 1, which comprises a joystick not shown in the drawing, a hydraulic pressure source 2 and two hydraulic drives 3, which are provided for moving components of the construction machine that are at least movable relative to one another and are each assigned to such a component.

Jeder hydraulische Antrieb 3 ist mit der Druckquelle 2 mittels je einer hydraulischen Verbindung 4 verbunden. In jeder dieser hydraulischen Verbindungen 4 ist jeweils ein Hauptsteuerventil 6 vorgesehenen, welches durch den Joystick steuerbar ist. Die gezeigten hydraulischen Antriebe 3 sind entweder als ein einzelner Hydraulikzylinder 5 oder als zwei parallel vorgesehene Hydraulikzylinder 5 ausgebildet.Each hydraulic drive 3 is connected to the pressure source 2 by means of a hydraulic connection 4. In each of these hydraulic connections 4, a main control valve 6 is provided, which can be controlled by the joystick. The hydraulic drives 3 shown are designed either as a single hydraulic cylinder 5 or as two hydraulic cylinders 5 provided in parallel.

Weiterhin ist ein elektrisch betätigbares und als Proportionalventil ausgebildetes Prioritätsventil 7 umfasst. Das Prioritätsventil 7 ist einem der beiden Antriebe 3 zugeordnet und in dessen hydraulischer Verbindung 4 vorgesehen, und zwar jeweils zwischen der hydraulischen Druckquelle 2 und dem damit verbundenen Hauptsteuerventil 6, so dass das Prioritätsventil 7 von der Druckquelle 2 aus gesehen vor dem entsprechenden Hauptsteuerventil 6 vorgesehen ist. In dem in der Figur 1 gezeigten Beispiel ist das Prioritätsventil 7 demjenigen Antrieb 3 zugeordnet, der als ein einzelner Hydraulikzylinder 5 ausgebildet ist.Furthermore, an electrically actuated priority valve 7 designed as a proportional valve is included. The priority valve 7 is assigned to one of the two drives 3 and is provided in its hydraulic connection 4, namely between the hydraulic pressure source 2 and the main control valve 6 connected to it, so that the priority valve 7 is provided in front of the corresponding main control valve 6 when viewed from the pressure source 2. In the Figure 1 In the example shown, the priority valve 7 is assigned to the drive 3 which is designed as a single hydraulic cylinder 5.

Die Hauptsteuerventile 6 sind jeweils in der Verbindung 4 der Druckquelle 2 mit einem einzigen hydraulischen Antrieb 3 vorgesehen. Sofern - wie in Fig. 1 gezeigt - bei der Druckquelle 2 zunächst eine Verzweigung 8 vorgesehen ist, führen ab dann zwei separate Verbindungen 4 mit jeweils einem Hauptsteuerventil 6 zu je einem der beiden hydraulischen Antriebe 3. Das Prioritätsventil 7 ist dabei zwischen der Verzweigung 8 und dem entsprechenden Hauptsteuerventil 6 vorgesehen.The main control valves 6 are each provided in the connection 4 of the pressure source 2 with a single hydraulic drive 3. If - as in Fig. 1 shown - at the pressure source 2 a branch 8 is initially provided, from then on two separate connections 4, each with a main control valve 6, lead to one of the two hydraulic drives 3. The priority valve 7 is provided between the branch 8 and the corresponding main control valve 6.

Bei der gezeigten Hydrauliksteuerung 1 sind sämtliche Hauptsteuerventile 6 jeweils als hydraulisch angesteuerte Hauptsteuerventile 6 ausgebildet, welche durch den als zumindest teilhydraulischen Joystick, vorzugsweise vollhydraulischen Joystick, ausgebildeten Joystick ansteuerbar sind. Somit ist die Ansteuerung der Hauptsteuerventile 6 auch bei einem Ausfall der elektrischen Komponenten weiterhin möglich.In the hydraulic control 1 shown, all main control valves 6 are each designed as hydraulically controlled main control valves 6, which can be controlled by the joystick designed as at least a partially hydraulic joystick, preferably a fully hydraulic joystick. The control of the main control valves 6 is therefore still possible even if the electrical components fail.

Das Prioritätsventil 7 ist elektrisch mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit verbunden und ist zur Bewirkung eines zusätzlichen hydraulischen Widerstands durch diese Steuereinheit ansteuerbar.The priority valve 7 is electrically connected to an electronic control unit not shown in the drawing and can be controlled by this control unit to produce an additional hydraulic resistance.

Die Hydrauliksteuerung 1 umfasst weiterhin in der Zeichnung nicht dargestellte und an den bewegbaren Bauteilen vorgesehene Sensoren zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung ihrer jeweiligen Lage, welche zur Weitergabe der erfassten Sensorwerte an die Steuereinheit jeweils mit dieser verbunden sind. In der Steuereinheit ist einerseits zumindest eine Bahnkurve hinterlegbar und andererseits ist ein Steuer-Modus aktivierbar, bei dem das Prioritätsventil 7 unter Verwendung der von den Sensoren aktuell jeweils erfassten Werte bei Betätigung des Joysticks von der Steuereinheit derart ansteuerbar sind, dass die hinterlegte Bahnkurve durch entsprechende Ansteuerung der Antriebe 3 gefahren wird.The hydraulic control 1 also includes sensors (not shown in the drawing) provided on the movable components for the direct or indirect detection of their respective position, which are connected to the control unit in order to pass on the detected sensor values to the latter. On the one hand, at least one trajectory can be stored in the control unit and, on the other hand, a control mode can be activated in which the priority valve 7 can be controlled by the control unit using the values currently detected by the sensors when the joystick is operated in such a way that the stored trajectory is driven by corresponding control of the drives 3.

Somit wird bei Aktivierung des Steuer-Modus das Prioritätsventil 7 je nach Erfordernis zur Erreichung der hinterlegten Bahnkurve betätigt, so dass entweder der hydraulische Antrieb 3 mit der höheren Last gegenüber dem hydraulischen Antrieb 3 mit der geringeren Last priorisiert wird oder umgekehrt der hydraulische Antrieb 3 mit der geringeren Last gegenüber dem hydraulischen Antrieb 3 mit der höheren Last priorisiert wird. Folglich wird der Antrieb 3 mit der geringeren Last mit mehr Widerstand belastet, so dass er faktisch weniger betätigt wird als es eigentlich vom Führer der Baumaschine durch dessen Betätigung des Joysticks vorgegeben wird.Thus, when the control mode is activated, the priority valve 7 is actuated as required to achieve the stored trajectory, so that either the hydraulic drive 3 with the higher load is prioritized over the hydraulic drive 3 with the lower load or vice versa. hydraulic drive 3 with the lower load is prioritized over the hydraulic drive 3 with the higher load. Consequently, drive 3 with the lower load is subjected to more resistance, so that it is actually operated less than is actually specified by the operator of the construction machine by operating the joystick.

Damit wird eine Geschwindigkeits- und Lageregelung der hydraulischen Antriebe 3 durch das Prioritätsventil 7 ermöglicht, da dieses den hydraulischen Widerstand in der hydraulischen Verbindungen 4 ändert und somit den hydraulischen Durchfluss zu dem jeweiligen Antrieb 3 entgegen der Vorgabe am Joystick verändert. Somit kann bei aktiviertem Steuer-Modus bei irgendeiner Betätigung des Joysticks automatisch die in der Steuereinheit hinterlegte Bahnkurve abgefahren werden, solange wie der Joystick weiterhin betätigt wird.This enables speed and position control of the hydraulic drives 3 by the priority valve 7, as this changes the hydraulic resistance in the hydraulic connections 4 and thus changes the hydraulic flow to the respective drive 3 contrary to the specification on the joystick. Thus, when the control mode is activated, the trajectory stored in the control unit can be automatically followed whenever the joystick is operated, as long as the joystick continues to be operated.

In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Dort sind abweichend von dem in Fig. 1 gezeigten Gegenstand zwei hydraulische Druckquellen 2 mit unterschiedlichen Druckniveaus vorgesehen. Jeder hydraulische Antrieb 3 ist mit beiden Druckquellen 2 mittels je einer hydraulischen Verbindung 4 verbunden, in der jeweils ein durch den Joystick steuerbares Hauptsteuerventil 6 vorgesehenen ist.In Fig. 2 A second embodiment of the invention is shown. In this embodiment, different from the Fig. 1 Two hydraulic pressure sources 2 with different pressure levels are provided in the object shown. Each hydraulic drive 3 is connected to both pressure sources 2 by means of a hydraulic connection 4, in each of which a main control valve 6 that can be controlled by the joystick is provided.

Auch sind bei diesem Ausführungsbeispiel zwei elektrisch betätigbare und als Proportionalventil ausgebildete Prioritätsventile 7 umfasst, die beide einem der beiden Antriebe 3 zugeordnet und in dessen beiden hydraulischen Verbindungen 4 vorgesehen sind. Die beiden Prioritätsventile 7 sind jeweils zwischen der entsprechenden hydraulischen Druckquelle 2 und dem damit verbundenen Hauptsteuerventil 6 angeordnet, so dass das jeweilige Prioritätsventil 7 von der Druckquelle 2 aus gesehen vor dem entsprechenden Hauptsteuerventil 6 vorgesehen ist, und zwar zwischen der Verzweigung 8 und dem entsprechenden jeweiligen Hauptsteuerventil 6. Dabei ist je Druckquelle 2 zunächst eine Verzweigung 8 vorgesehen, ab der dann jeweils zwei separate Verbindungen 4 mit jeweils einem Hauptsteuerventil 6 zu je einem der beiden hydraulischen Antriebe 3 führen.This embodiment also includes two electrically actuated priority valves 7 designed as proportional valves, both of which are assigned to one of the two drives 3 and are provided in its two hydraulic connections 4. The two priority valves 7 are each arranged between the corresponding hydraulic pressure source 2 and the main control valve 6 connected to it, so that the respective priority valve 7 is provided in front of the corresponding main control valve 6 as seen from the pressure source 2, specifically between the branch 8 and the corresponding main control valve 6. For each pressure source 2, a branch 8 is initially provided, from which two separate connections 4, each with a main control valve 6, lead to one of the two hydraulic drives 3.

Die Prioritätsventile 7 sind jeweils elektrisch mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit verbunden und sie sind zur Bewirkung eines zusätzlichen hydraulischen Widerstands durch diese Steuereinheit ansteuerbar.The priority valves 7 are each electrically connected to an electronic control unit not shown in the drawing and can be controlled by this control unit to produce additional hydraulic resistance.

Hingegen sind bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel zwar auch zwei hydraulische Druckquellen 2 mit unterschiedlichen Druckniveaus sowie zwei elektrisch betätigbare und als Proportionalventil ausgebildete Prioritätsventile 7 umfasst. Abweichend von dem in Fig. 3 gezeigten Gegenstand sind die beiden Prioritätsventile 7 jedoch einem einzigen von den beiden Antrieben 3 zugeordnet und in dessen beiden hydraulischen Verbindungen 4 vorgesehen.In contrast, the Fig. 3 The embodiment shown also includes two hydraulic pressure sources 2 with different pressure levels and two electrically actuated priority valves 7 designed as proportional valves. Deviating from the embodiment shown in Fig. 3 However, in the object shown, the two priority valves 7 are assigned to a single one of the two drives 3 and are provided in its two hydraulic connections 4.

Dabei sind sie jeweils zwischen der entsprechenden hydraulischen Druckquelle 2 und dem damit verbundenen Hauptsteuerventil 6 angeordnet, so dass das jeweilige Prioritätsventil 7 von der Druckquelle 2 aus gesehen vor dem entsprechenden Hauptsteuerventil 6 vorgesehen ist. In dem in der Fig. 3 gezeigten Beispiel sind die beiden Prioritätsventile 7 demjenigen Antrieb 3 zugeordnet, der als ein einzelner Hydraulikzylinder 5 ausgebildet ist.They are each arranged between the corresponding hydraulic pressure source 2 and the main control valve 6 connected thereto, so that the respective priority valve 7 is provided in front of the corresponding main control valve 6 as seen from the pressure source 2. In the Fig. 3 In the example shown, the two priority valves 7 are assigned to the drive 3 which is designed as a single hydraulic cylinder 5.

Die Hauptsteuerventile 6 sind jeweils in der Verbindung 4 einer einzigen Druckquelle 2 mit einem einzigen hydraulischen Antrieb 3 vorgesehen. Sofern - wie in Fig. 3 gezeigt - je Druckquelle 2 zunächst eine Verzweigung 8 vorgesehen ist, führen ab dann jeweils zwei separate Verbindungen 4 mit jeweils einem Hauptsteuerventil 6 zu je einem der beiden hydraulischen Antriebe 3.The main control valves 6 are each provided in the connection 4 of a single pressure source 2 with a single hydraulic drive 3. If - as in Fig. 3 shown - initially one branch 8 is provided for each pressure source 2, from then on two separate connections 4, each with a main control valve 6, lead to one of the two hydraulic drives 3.

Die Prioritätsventile 7 sind dabei jeweils zwischen der Verzweigung 8 und dem entsprechenden jeweiligen Hauptsteuerventil 6 vorgesehen.The priority valves 7 are each provided between the branch 8 and the corresponding main control valve 6.

Bei der gezeigten Hydrauliksteuerung 1 sind sämtliche Hauptsteuerventile 6 jeweils als ein hydraulisch angesteuertes Hauptsteuerventil 6 ausgebildet, welche durch den als zumindest teilhydraulischen Joystick, vorzugsweise vollhydraulischen Joystick, ansteuerbar sind. Somit ist die Ansteuerung der Hauptsteuerventile auch bei einem Ausfall der elektrischen Komponenten weiterhin möglich.In the hydraulic control 1 shown, all main control valves 6 are each designed as a hydraulically controlled main control valve 6, which can be controlled by the at least partially hydraulic joystick, preferably a fully hydraulic joystick. This means that the main control valves can still be controlled even if the electrical components fail.

Die Prioritätsventile 7 sind jeweils elektrisch mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit verbunden und sie sind zur Bewirkung eines zusätzlichen hydraulischen Widerstands durch diese Steuereinheit ansteuerbar.The priority valves 7 are each electrically connected to an electronic control unit not shown in the drawing and can be controlled by this control unit to produce additional hydraulic resistance.

Die Hydrauliksteuerung 1 umfasst weiterhin an den bewegbaren Bauteilen vorgesehene Sensoren zur mittelbaren oder unmittelbaren Erfassung ihrer jeweiligen Lage, welche zur Weitergabe der erfassten Sensorwerte an die Steuereinheit jeweils mit dieser verbunden sind. In der Steuereinheit ist einerseits zumindest eine Bahnkurve hinterlegbar und andererseits ist ein Steuer-Modus aktivierbar, bei dem die Prioritätsventile 7 unter Verwendung der von den Sensoren aktuell jeweils erfassten Werte bei Betätigung des Joysticks von der Steuereinheit derart ansteuerbar sind, dass die hinterlegte Bahnkurve durch entsprechende Ansteuerung der Antriebe 3 gefahren wird.The hydraulic control 1 further comprises sensors provided on the movable components for the direct or indirect detection of their respective position, which are connected to the control unit in order to pass on the detected sensor values to the latter. On the one hand, at least one trajectory can be stored in the control unit and, on the other hand, a control mode can be activated in which the priority valves 7 can be controlled by the control unit using the values currently detected by the sensors when the joystick is operated in such a way that the stored trajectory is driven by corresponding control of the drives 3.

Somit werden bei Aktivierung des Steuer-Modus die Prioritätsventile 7 je nach Erfordernis zur Erreichung der hinterlegten Bahnkurve betätigt, so dass entweder der hydraulische Antrieb 3 mit der höheren Last gegenüber dem hydraulischen Antrieb 3 mit der geringeren Last priorisiert wird oder umgekehrt der hydraulische Antrieb 3 mit der geringeren Last gegenüber dem hydraulischen Antrieb 3 mit der höheren Last priorisiert wird. Folglich wird der Antrieb 3 mit der geringeren Last mit mehr Widerstand belastet, so dass er faktisch weniger betätigt wird als es eigentlich vom Führer der Baumaschine durch dessen Betätigung des Joysticks vorgegeben wird.Thus, when the control mode is activated, the priority valves 7 are actuated as required to achieve the stored trajectory, so that either the hydraulic drive 3 with the higher load is prioritized over the hydraulic drive 3 with the lower load or, conversely, the hydraulic drive 3 with the lower load is prioritized over the hydraulic drive 3 with the higher load. Consequently, the drive 3 with the lower load is subjected to more resistance, so that it is actually actuated less than is actually specified by the operator of the construction machine by operating the joystick.

Damit wird eine Geschwindigkeits- und Lageregelung der hydraulischen Antriebe 3 durch die Prioritätsventile 7 ermöglicht, da diese den jeweiligen hydraulischen Widerstand in den hydraulischen Verbindungen 4 ändern und somit den hydraulischen Durchfluss zu den jeweiligen Antrieben 3 entgegen der Vorgabe am Joystick verändern. Somit kann bei aktiviertem Steuer-Modus bei irgendeiner Betätigung des Joysticks automatisch die in der Steuereinheit hinterlegte Bahnkurve abgefahren werden, solange wie der Joystick weiterhin betätigt wird.This enables speed and position control of the hydraulic drives 3 by the priority valves 7, as these change the respective hydraulic resistance in the hydraulic connections 4 and thus change the hydraulic flow to the respective drives 3 contrary to the specification on the joystick. Thus, when the control mode is activated, the trajectory stored in the control unit can be automatically followed whenever the joystick is operated, as long as the joystick continues to be operated.

Claims (18)

  1. Construction machine with a hydraulic system with at least one hydraulic control unit (1), which comprises at least one joystick, at least one hydraulic pressure source (2), and two hydraulic drive units (3), wherein the pressure level of each hydraulic drive (3) can be different depending on the working point of the drive unit (3) which is selected in each case, wherein each hydraulic drive unit (3) is connected to each pressure source (2), by means of which a hydraulic connection (4) is connected in each case, and in which in each case a main control valve (6) is provided, which can be controlled by means of the one joystick or at least one of the joysticks, wherein the construction machine comprises a plurality of components which are movable at least relative to one another, assigned to each of which in each case is a hydraulic drive unit (3) for moving this component, characterised in that at least one hydraulic control unit (1) comprises at least one electrically actuatable priority valve (7), configured as a proportional valve, which is assigned to a drive unit (3), and in which a hydraulic connection (4) is provided, wherein each priority valve (7) is electrically connected to the electronic control unit, and can be actuated such as to cause an additional hydraulic resistance, wherein the hydraulic control unit (1) further comprises sensors, provided at the movable components, for the indirect or direct detection of their respective location, which, for the forwarding of the detected sensor values to the control unit, are in each case connected to this unit, and wherein further, on the one hand at least track curve can be stored in the control unit, and, on the other, a control mode can be actuated, in which each priority valve (7) can be actuated by actuation of the at least one joystick of the control unit, making use of the present values detected in each case by the sensors, in such a way that the track curve stored is travelled by the corresponding actuation of the drives (3).
  2. Construction machine according to the preceding claim, characterised in that at least two hydraulic pressure sources (2) are provided, wherein each hydraulic drive (3) is connected to each pressure source (2) in each case by means of a hydraulic connection (4), and at least two hydraulic pressure sources (2) have differing pressure levels.
  3. Construction machine according to any one of the preceding claims, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), the priority valve (7) is arranged in the corresponding hydraulic connection (4), or respectively, the priority valves (7) are arranged in the corresponding hydraulic connections (4), in each case between the corresponding hydraulic pressure source (2) and the main control valve (6) connected to it.
  4. Construction machine according to any one of the preceding claims, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), on the one hand at least one main control valve (6) is configured as a hydraulically actuated main control valve (6), and preferably each main control valve (6) is configured as a hydraulically actuated main control valve (6), and, on the other hand, each corresponding joystick provided for the hydraulic actuation is configured as an at least partially hydraulic joystick, preferably as a fully hydraulic joystick, with which in each case at least one of the hydraulically actuated main control valves (6) provided can be actuated and controlled, and preferably each hydraulically actuated main control valve (6).
  5. Construction machine according to any one of the preceding claims, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), at least one electrical movement sensor is assigned to each hydraulic drive (3) for the detection of movements of the respective hydraulic drive (3).
  6. Construction machine according to any one of the preceding claims, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), at least one electrical movement sensor is assigned to each hydraulic drive (3) for the detection of movements of the component which can be moved by the respective hydraulic drive (3).
  7. Construction machine according to any one of the preceding claims, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), at least one sensor for detecting the position of a movable component of the construction machine is configured for the indirect or direct detection of the absolute location in space.
  8. Construction machine according to any one of the preceding claims, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), at least one sensor is configured for detecting the location of a movable component of the construction machine, for the detection of the relative position of this component in relation to the construction machine and/or another component of the construction machine.
  9. Construction machine according to any one of the preceding claims, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), in each case a pressure sensor connected to the control unit is assigned to at least one hydraulic drive (3), preferably to each hydraulic drive (3), which detects the hydraulic pressure taking effect on this hydraulic drive (3) and forwards this to the control unit.
  10. Construction machine according to any one of the preceding claims, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), at least one main control unit (6) is configured as an electrically actuated main control valve (6), and preferably each main control valve (6) is configured in each case as an electrically actuated main control valve (6), wherein at least one joystick is configured as an at least partially electrical, and preferably fully electrical joystick, for the actuation of at least one, and preferably each, of the electrically actuated main control valve (6) provided.
  11. Construction machine according to any one of the preceding claims, characterised in that, with at least one hydraulic connection (4), this connection is formed by two part connections in the part region following the main control valve (6).
  12. Construction machine according to the preceding claim, characterised in that the construction machine is configured as a hydraulic digger, and comprises an undercarriage, a superstructure rotatably arranged on the undercarriage, and a boom arm arranged such as to slew on the superstructure.
  13. Construction machine according to the preceding claim, characterised in that the boom arm is configured as a folding arm, with a first arm segment arranged such as to slew on the superstructure, and with a second arm segment arranged such as to slew at the first arm segment, wherein a shovel or bucket is arranged such as to slew at the second arm segment.
  14. Construction machine according to the preceding claim, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), the two drive units (3) can incur different maximum power values, and the hydraulic drive (3) with the higher maximum power value is assigned to the first arm segment in order for it to slew, wherein the hydraulic drive (3) with the lower maximum power value is assigned to the second arm segment in order for it to slew in relation to the first arm segment.
  15. Construction machine according to the preceding claim, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), at least one hydraulic drive (3) is configured as at least one hydraulic cylinder (5), and preferably as several hydraulic cylinders (5) provided in parallel, and preferably each hydraulic drive (3) is configured in each case as at least one hydraulic cylinder (5), and preferably as several hydraulic cylinders (5) provided in parallel.
  16. Construction machine according to the preceding claim, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), the control mode can be actuated at least manually.
  17. Construction machine according to the preceding claim, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), sensor values are stored in the control unit, for example in the form of a sensor value combination and/or a sensor value sequence, with which it is intended that the control mode should be activated, and that, integrated into the control unit is an algorithm for the assessment of the present sensor values detected by the sensors, and, with a corresponding concurrence with the sensor values and/or sensor value combination(s) and/or sensor value sequence(s) stored in the control unit, automatic activation of the control mode then takes place.
  18. Construction machine according to the preceding claim, characterised in that, with at least one hydraulic control unit (1), at automatic mode can be activated in the control unit, in which the algorithm is active for the automatic activation of the control mode.
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