用于道路修整机的刮板的液压控制装置.pdf

本发明涉及一个用于控制双作用操作缸的液压的控制装置，该操作缸在活塞侧与道路修整机连接并且在活塞杆侧与道路修整机的刮板连接，该控制装置具有供给接头、油箱接头和两个消耗器接头，其中该操作缸的活塞通过消耗器接头以加载压力或卸载压力加载。本发明的特征在于，可以根据给定的运行状态调节加载压力或卸载压力，其中这样设计液压控制装置，在运行状态“调节刮板负荷”通过比例的调压阀调节在活塞杆侧输送到操作缸的卸载压力。

1.  一种用于控制双作用操作缸(2)的液压控制装置(1)，该操作缸在活塞侧与道路修整机(40)连接并且在活塞杆侧与所述道路修整机(40)的刮板(41)连接，所述控制装置具有供给接头(5)、油箱接头(6)和两个消耗器接头(7，8)，其中该操作缸(2)的活塞(2b)通过所述消耗器接头(7，8)被施加加载压力或卸载压力，其特征在于，能够根据预定的运行状态调节所述加载压力或卸载压力，其中所述液压控制装置(1)被构造为使得在运行状态“调节刮板负荷”中，通过比例调压阀(15)调节在活塞杆侧输送到所述操作缸(2)的卸载压力。

2.  如权利要求1所述的液压的控制装置(1)，其特征在于，能够根据道路修整机(40)的行驶速度调节所述加载压力或卸载压力。

3.  如上述权利要求中任一项所述的液压的控制装置(1)，其特征在于，所述液压控制装置(1)被构造为使得在运行状态“刮板下降”中，在活塞杆侧出现的、通过所述第二消耗器接头(8)进入所述液压控制装置(1)的液压油通过所述第一消耗器接头(7)再输送到所述操作缸(2)的活塞侧。

4.  如上述权利要求中任一项所述的液压控制装置(1)，其特征在于，所述液压控制装置(1)被构造为使得在运行状态“刮板下降”中，通过另一外部的或内部的油箱接头(6a)，液压油从油箱输送到所述操作缸(2)的活塞侧。

5.  如上述权利要求中任一项所述的液压控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置(1)包括双重流量调节器(40)。

6.  如上述权利要求中任一项所述的液压的控制装置(1)，其特征在于，所述控制装置(1)包括压力传感器(50)，所述压力传感器(50)用于测量活塞杆侧或活塞侧的压力，其中根据测得的活塞杆侧和/或活塞侧的压力调节所述加载压力或卸载压力。

7.  如上述权利要求中任一项所述的液压控制装置(1)，其特征在于，能够以调节泵(101)低损失地调节通过所述供给接头(5)输送到所述液压控制装置(1)的液压油体积流或在所述供给接头(5)上出现的供给压力。

8.  一种控制系统(100)，具有两个如上述权利要求中任一项所述的液压控制装置(1，1’)，其特征在于，所述控制系统(100)包括两个双作用的液压缸(2，3)，所述液压缸(2，3)在活塞杆侧相对于所述刮板(41)的中心轴线相互对置地与所述刮板(41)连接，其中所述液压缸(2，3)能够相互独立地调节。

9.  如权利要求8所述的控制装置(100)，其特征在于，能够以调节泵(101)低损失地调节通过所述供给接头(5)输送到所述控制装置(100)的液压油体积流或在所述供给接头(5)上出现的供给压力。

10.  一种道路修整机，具有如上述权利要求中任一项所述的液压控制装置(1)或控制系统(100)。

11.  如权利要求10所述的道路修整机，其特征在于，所述道路修整机具有位移测量装置，借助于位移测量装置能够定量地确定所述刮板(41)的加宽。

用于道路修整机的刮板的液压控制装置
技术领域
本发明涉及一个如权利要求1前序部分所述的液压的控制装置。
背景技术
在常见的具有浮动刮板(Schwimmbohle)的道路修整机(Strassenfertiger)中，利用液压的操作缸(Betaetigungszylinder)使刮板(Bohle)保持在或运动到所期望的位置，由此满足给定的施工条件，其中该刮板铰接在道路修整机的车架(Fahrgestell)上并由其牵引，该操作缸在活塞侧或者说外壳侧与道路修整机的车架连接并且在活塞杆侧与刮板连接。
在混合料施工时必需考虑不同的、显著影响施工质量的因素。例如，要被施工的混合料的温度是重要的因素。同样重要的是，要保持恒定的施工速度。由于外部的干扰可能需要快速地改变刮板相对于地基(Untergrund)的位置。在道路修整机停止或起动时需要特殊的技巧，以便符合规定地执行施工并由此避免增加成本的再加工。
发明内容
因此，本发明的目的是，避免常见的用于刮板的液压操作缸的控制或者说调节的缺陷并且改善施工质量。此外，控制应当是有效率的并且导致尽可能少的损失。
这个目的通过独立权利要求1的内容得以实现。
从属权利要求给出本发明的有利实施例。
这样设计按照本发明的控制装置，即能够根据给定的运行状态调节加载压力(Belastungsdruck)或卸载压力(Entlastungsdruck)，其中在运行状态“调节刮板负荷”中，通过比例的调压阀调节在活塞杆侧输送到操作缸的卸载压力。
在此，“加载压力”指的是这样的压力，即它导致刮板下降。“卸载压力”相应地指的是这样的压力，即它导致刮板升高。根据道路修整机的施工速度或者说行驶速度，“给定的运行状态”可以是不同的。起动过程和停止过程也属于给定的运行状态。如上所述，在施工地点可能出现不期望的干扰，例如地面不平度、温度变化等，因此使得难以均匀地对路面进行施工。对于道路修整机的使用者而言，按照本发明使施工变得容易，因为他可以给定运行状态或者说运行模式，从而尽管存在外部的影响也保持恒定的施工质量。
优选地，根据道路修整机的行驶速度调节加载压力或卸载压力。所述刮板在使用混合料时“悬浮”并且根据施工速度得到施加在其上的不同作用力。因此，优选地，道路修整机的行驶速度用作为调节加载压力或卸载压力的参数。
优选地，还这样设计液压的控制装置，即在运行状态“刮板下降”中，在活塞杆侧出现的、通过第二消耗器接头(Verbraucheranschluss)进入液压的控制装置的液压油通过第一消耗器接头又被输送到液压缸的活塞侧。
此外优选的是，这样设计液压的控制装置，即在运行状态“刮板下降”中，通过另一外部的或内部的油箱接头使液压油从油箱输送到液压缸的活塞侧。
在本发明的一个有利实施例中，所述液压的控制装置包括双重流量调节器。“双重流量调节器”包括两个并联连接的流量调节器(Stromregler)，它们根据止回阀每次只用于一个通流方向。这种双重流量调节器优选被设置在与液压缸的活塞侧连接的管道段中。通过设置双重流量调节器，使得能够实现刮板的均匀地升高和下降。
在另一优选的改进方案中，所述液压的控制装置包括压力传感器，它用于测量活塞杆侧或活塞侧的压力，其中根据所测得的活塞杆侧和/或活塞侧的压力调节加载压力或卸载压力。由此，另两个参数、即液压缸的外壳或活塞侧的压力和活塞杆侧的压力可供用于调节刮板的加载压力或卸载压力。因为压力传感器被设置在缸的直接相邻的附近中，因此在需要时可以快速反应并调整到所期望的数值。
优选地，能够通过调节泵低损失地调节通过供给接头输送到液压的控制装置的液压油体积流或在供给接头处出现的供给压力。由此可以代替恒定的体积流或者说恒定的压力，而是调整对应于需要的体积流或压力数值。例如，在修整机起动或停止时可以具有比在正常运行中更高的数值。能够实现具有超前(Vorlauf)和随动(Nachlauf)的调节。
本发明还涉及一个控制系统，具有两个所述的液压的控制装置。其中，所述控制系统包括两个双作用的(doppeltwirkend)液压缸，它们在活塞杆侧基于刮板的中心轴线相互对置地(gegenueberliegend)与刮板连接，其中它们能够相互独立地调节。为了提高施工宽度，为道路修整机的主刮板配备能伸出来(herausfahrbar)或能接长(anstueckelbar)的副刮板。存在这样的施工状况，其中这些副刮板不能相互对称地设置。在此有利的是，分开地控制这些液压缸-这些液压缸彼此基于主刮板的中心轴线对置地与主刮板连接-从而尽管存在非对称的重量分布也可以整体上实现对称的刮板加载或卸载。例如，液压缸各自的卸载压力与刮板的非对称加宽成比例地改变，由此实现刮板的均匀线性负荷。这两个能相互独立控制的液压缸优选地位于主刮板的重心的左边和右边，与重心相距相同的距离。如果副刮板伸出来，则可以通过位移测量装置确定是否以及在哪一侧出现不对称的刮板加宽，该位移测量装置直接设置在各副刮板上或者设置在修整机的其他适合的位置上、例如设置在液压缸上。根据由非对称的加宽引起的重心偏移，可以为左液压缸加载以与右液压缸不同的压力，由此总体上可以在要敷设的沥青上施加恒定的负荷。
优选地，能够通过调节泵低损失地调节通过供给接头输送到控制装置的液压油体积流或在供给接头上出现的供给压力。由此可以代替恒定的体积流或者说恒定的压力，调整对应于需求的体积流或压力的数值。例如在修整机起动或停止时，压力具有比在正常运行中更高的数值。
对于每个液压缸的控制系统优选具有自己的双重流量调节器。
附图说明
下面借助于附图中详细解释本发明。附图中：
图1简示出具有刮板的道路修整机的侧视图，
图2示出在运行状态“刮板固定”中第一实施例的液压图，
图3示出在运行状态“刮板升高”中第一实施例的液压图，
图4示出在运行状态“刮板下降”中第一实施例的液压图，
图5示出在运行状态“悬浮”中第一实施例的液压图，
图6示出在运行状态“调节刮板负荷”中第一实施例的液压图，
图7示出在运行状态“调节和卸载”中第一实施例的液压图，
图8示出在运行状态“调节和加压”中第一实施例的液压图，
图9示出在运行状态“调节和卸载”中第二实施例的液压图，
图10示出在运行状态“调节和加压”中第三实施例的液压图，
图11示出具有两个液压的控制装置的控制系统的液压图，
图12示出另一控制系统的液压图，
图13示意性示出了刮板41在非均匀重量分布的情况下的视图。
具体实施方式
图1示出按照本发明的道路修整机40的侧视图。在道路修整机40上，刮板41在位置42处被铰接并且可以借助于双作用的操作缸2被抬起、降低和保持在任意的位置。铰接点42本身能够通过水平缸(Nivellierzylinder)43调节高度，以便给定刮板41的定位角(Anstellungswinkel)。这个定位角与行驶速度相结合首先确定施工厚度。所述操作缸2在活塞侧、即通过缸体2a与道路修整机40的车架铰接。在活塞杆侧，所述操作缸2与刮板41铰接连接。该刮板41由于自重而产生重力FB，它垂直向下指向。在所示位置，所述道路修整机40位于到使用地点的路程上，因此没有刮板41的作用力直接施加在地基上。
图2示出按照本发明的控制装置1在“刮板固定”时的液压图。在这个运行模式中，所述刮板41例如对于输送运动保持在升高了的位置处。在此，换向阀11至16都不接通，因此它们不通流(bestromen)。弹簧加载的止回阀21至24在所示模式中抑制连接。优选地，所有阀门被构造为座式阀(Sitzventile)构成，从而不会产生泄漏。保持施加在活塞侧和活塞杆侧上的压力，从而不会发生刮板41下降。为了对称，优选可以并行地接通另一操作缸3。
图3示出按照本发明的控制装置1在“刮板升高”时的液压图。在此，接通换向阀11、12、13，也可以看到在阀门操纵部件旁边的“闪烁标志(Blitzsymbolen)”，因此它们通流。对于按照本发明的控制装置，通过供给接头5得到供给压力，它优选恒定为150bar，其中根据缸尺寸和刮板重量也可以是其他供给压力。按照本发明的控制装置1形成道路修整机的多个含有不同功能的单元之一。供给单元(未示出)提供恒定的供给压力供使用，从而在“插座”的意义上可以在其上连接不同的消耗器。通过阀门11、12，在活塞杆侧在操作缸2中施加节流后的操纵压力。同时，液压油从活塞侧顶出，并且通过接头7和阀门13、11、21输送到油箱接头6。活塞2b向上在箭头34方向上运动，由此使固定在活塞杆2c上的刮板41升高。优选地，阀门12错开时间地被接通，以便在开始升高过程时避免刮板41的突然降低。反之相应地适用于停车的时候。
图4示出按照本发明的控制装置1在“刮板下降”时的液压图。用于道路修整机的刮板可能重达数吨。因此，在下降时利用刮板41的自重，并且使阀门11置于所示的初始位置。在刮板下降时在活塞杆侧挤出的油通过节流板25节流，以便确定下降速度。阀门12、13通流，并且在活塞杆侧挤出的液压油通过阀门11再输送到操作缸2的活塞侧。尚缺少的差量通过止回阀22从预紧的(vorgespannt)油箱接头6a再充满，从而不产生空隙现象(Kavitation)。活塞杆2c连同刮板41在所示的箭头方向35上运动。
图5示出按照本发明的控制装置1在刮板41“悬浮”时的液压图。在此，刮板41以其总重放置在刚加入的混合料上。只接通阀门12、13。操作缸2、3的活塞侧和活塞杆侧又处于连接。在此，供给接头5和油箱接头6基本上没有功能。仅仅通过止回阀21、22补偿不平时的差量。
图6示出按照本发明的控制装置1在“调节刮板负荷”时的液压图。为了根据使用减少刮板负荷，使调节后的压力通过调压阀15、例如比例阀并通过阀门14导引到操作缸2、3的活塞杆侧，该调压阀(比例阀)可以在例如7bar至105bar的宽范围中调节压力。比例阀15的可调节压力范围优选从接近0开始。为了提高压力调节范围的分辨率、即为了提高加载和卸载压力的精度，有利的是，优化能通过比例阀15调节的最大压力。所述刮板41的卸载也可能导致道路修整机40的后轴负荷增加，由此实现改善的牵引。次级限压阀17、18负责在由外部负荷增加的系统压力的情况下的安全性。在停车期间，由阀门15调节的压力增加，以便补偿在施工期间由于上升力(Auftrieb)产生的作用力，从而刮板41不下降到热的混合料上。在重新起动时，阀门13关闭一确定的时间，从而刮板41不会由于其上升力而向上偏离可能变冷的混合料。按照本发明，可以与道路修整机40的行驶速度成比例地调节卸载压力。
图7示出按照本发明的控制装置1在“调节刮板负荷和附加地卸载”时的液压图。对于在重新起动时由于变冷的混合料引起的且由此增加的牵引力需求时，在车轮驱动的道路修整机40中车轮打滑的情况下，这个功能可以通过弹簧加载的按钮(未示出)激活。在此，通过提高的、能在阀门15上调节的在操作缸2、3的活塞杆侧上的压力使刮板41卸载，即在箭头方向34上运动，以便由此实现更高的牵引力传递。
图8示出按照本发明的控制装置1在“调节刮板负荷和附加地加压”时的液压图。为了避免在重新起动时刮板41悬浮，通过阀门16能够附加于刮板自重地产生一个作用力，它取决于活塞-连杆比例以及作用于刮板41上的压力。在此，阀门11、12、13不通流(预紧的悬浮位置)。
所述的按照本发明的控制装置并行地作用于两个液压缸2和3。这对于绝大部分应用情况、尤其是对于小的道路修整机是足够的。对于重型的尤其是具有刮板加宽的设备，可能有意义的是，对于每个液压缸2、3独立地设有按照本发明的控制装置，从而能够独立地控制每个操作缸2、3。尤其是当刮板41非对称地加宽并且因此刮板41的重心不再准确地位于这两个液压缸2、3之间时有利的是，代替并行地控制液压缸2、3，通过按照本发明的控制装置为每个液压缸2、3设置各自的控制装置。根据刮板41的重心位置，例如可能必需的是使一个液压缸2卸载，同时使另一液压缸3加载。
图9示出按照本发明的控制装置的一种可选实施例。它与在图1至8中所示的第一实施例的不同在于，第一实施例的阀门14至16由3/3换向阀14a代替。在此也可以选择性地，对应于实际的行驶状态，刮板41被加载或卸载。与第一实施例相比的优点一方面在于减少了零部件的数量，另一方面在于简化操作过程，因为例如为了“加压”刮板41、即附加地施加确定的负荷压力，代替两个操作过程、即控制阀门14和16，只需阀门14a的操作过程。在所示的位置中出现运行模式“调节和卸载”、在此可以根据需求将调节后的卸载压力给到液压缸2、3的活塞杆侧上，从而刮板41可以在箭头34的方向上运动。
图10示出按照本发明的控制装置的另一实施例。与在图1至8中所示的实施例相比，2/2换向阀14、16不再至少部分地“串联”而是并联地设置，其中阀门14的输出与液压缸2、3的活塞杆侧连接，而阀门16的输出与液压缸2、3的活塞侧连接。也能够通过这个实施例选择性地对应于实际的行驶状态对刮板41加载或卸载。在所示的位置中，通过调压阀15调节的压力通过阀门16的操作而施加在液压缸2、3的活塞侧上，从而刮板获得在箭头35的方向上的附加的力。
图11示出控制系统100的第一实施例，具有两个按照本发明的控制装置1、1’。它们以这种方式并联，即它们只具有换向阀11、止回阀21、22以及接头5、6和6a作为公共的组成部分。而第二控制装置1’是具有相同组成部分的第一控制装置的重复。这两个控制装置1、1’可以具有能相互独立操纵的调压阀15、15’以及操作缸2、3。因此可以在液压缸2、3中调整不同的卸载压力。这例如在重量分布由于刮板41非对称地加宽而基于主刮板41中心轴线不对称的时候是需要的。分开调节的压力分别通过压力计60、60’显示。压力传感器50、50’在液压缸2、3的活塞侧上采集相应的压力。这些压力特别适合于作为调节刮板负荷的参数。由于分别具有两个流量调节器40a、40b的双重流量调节器40，40’，即使在单边伸出刮板41时也可以实现刮板41的均匀的升高和下降。
图12示出按照本发明的控制系统100的另一实施例。与图11所示的实施例相比，该控制系统100具有借助于附加的负荷压力附加地加压刮板41的可能性，该负荷压力可以通过阀门16、16’导引到缸2、3的活塞侧(对比图10)。这个加压功能对于大多数实施方式是不必要的，只要刮板41的总重心位于这两个缸2、3的铰接点之间。但是如果由于构造的原因使重心位于外部，则可以通过附加的加压负责平面的和均匀的负荷分布。在图12中示出调节泵101，它负责调节后的体积流或者说压力。由此，可以对应于需要调节体积流或者说压力。这导致液压的控制装置1或者说控制系统100的低损耗且有效率的运行方式。
借助于调节阀102可以调节液压油的流过点103的体积流。
调节阀102也可以被构造用于调节压力。如图12中所示，在点或节点103处可以连接另一消耗器(未示出)的回流管路。
图13示意性示出了刮板41在非均匀重量分布的情况下的视图。刮板41包括基本或主刮板1001和两个刮板加宽部分1002和1003，它们能够通过移动缸1008或1009分别液压地向外伸出。此外，根据需要，可以在刮板加宽部分1002、1003上设置加宽工作宽度的其他附加刮板1004至1007。被实施为双作用液压缸的操作缸2和3在基本刮板1001的每一侧上以与对称轴1015相距相同距离地被设置。在刮板41对称地加宽的情况下，刮板41的总重心位于对称线1015上。在这种情况下，缸2和3优选地被施加以相同的加载和卸载压力。但是，存在这样的施工情形，即其中刮板41的非对称分布是有利的，如图13所示。在这种情况下，刮板41的重力1011的作用线与对称轴1015偏离一长度1012。为了抵制不均匀重量分布以及与其相关的沥青非均匀施工，根据本发明设置位移测量装置1013、1014，其分别设置在移动缸1008、1009之一上，并且准确地给出移动缸1008、1009的活塞杆向外伸出多少。根据所测量得的值可以准确地确定重心1010的偏移1012。根据本发明，操作缸2、3在由于非对称的刮板加宽导致的重量分布不均匀的情况下相互独立地操作，使得总体上实现材料的均匀的平面的分布和压缩。从而，例如右边的缸2可以容易地提升基本刮板1001的右侧，以便克服由于重心1011的偏移1012导致的倾斜。也可以想到，通过左边的缸3将基本刮板1001的左侧压到要敷设的材料上。显然还可能的是，同时执行两个措施。