专利名称：建筑机械的液压驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑机械的液压驱动系统，该建筑机械象具有一第一转臂、一第二转臂和一小臂的液压挖掘机一样，具有至少三个细长件，并允许在最末端的细长件的自由端部分上安装一诸如振捣器或夹钳之类的附件。
图7是以上这种类型的建筑机械的传统液压驱动系统的液压回路图。图7所示的传统技术例如适用于一液压挖掘机。下面参照图7来描述这种传统技术。
图7所示的这种液压挖掘机具有多个细长件，例如是三个，但它们在图中没有示出。第一个细长件是一连接于一枢转操作室的、可在竖直面内转动的第一转臂，第二个细长件是一连接于第一转臂的、可在竖直面内转动的第二转臂，第三个细长件是一连接于第二转臂的、可在竖直面内转动的小臂。为了进行通常的诸如挖掘之类的工作，在小臂的一个自由端安装一挖斗。在进行诸如岩石或建筑物的破碎、拆毁之类的工作时，在小臂的自由端安装一个诸如振捣器或夹钳之类的附件，而不是挖斗。
如图7所示，该液压挖掘机例如装有一具有位移变化机构13a的第一泵13、一具有位移变化机构14a的第二泵14、以及一储有供这些泵13、14吸取的流体的油箱22。
该液压挖掘机还具有一转动上述第一细长件的第一液压缸，也就是转动一未示出的第一转臂的第一转臂液压缸1；一转动第二细长件的第二液压缸，也就是转动一未示出的第二转臂的第二转臂液压缸2；一转动第三细长件的第三液压缸，也就是转动一未示出的小臂的小臂液压缸3；一转动一未示出的挖斗的挖斗液压缸4；以及一转动上述附件(未示出)的致动器5。
一组连接于第一泵13的流量控制阀例如包括一挖斗的流量控制阀11，所述流量控制阀11具有一中心旁路通道，并能控制第一泵13所供给的压力流体的流动，从而将其输送到挖斗液压缸4；一第一细长件的主流量控制阀，也就是第一转臂的主流量控制阀6，所述流量控制阀6平行于挖斗流量控制阀11而连接于第一泵13，它具有一中心旁路通道，并能控制第一泵13所供给的压力流体的流动，从而将其输送到第一转臂液压缸1；以及一第三细长件的主流量控制阀，也就是小臂的主流量控制阀9，所述流量控制阀9具有一旁路通道，它串连于第一转臂的主流量控制阀6的下游侧，并能控制第一泵13所供给的压力流体的流动，从而将其输送到小臂液压缸3。
一组连接于第二泵14的流量控制阀例如包括一第三细长件的副流量控制阀，也就是小臂的副流量控制阀10，它能控制第二泵14所供给的压力流体的流动，从而将其输送到小臂液压缸3；一第一细长件的副流量控制阀，也就是第一转臂的副流量控制阀7，它能控制第二泵14所供给的压力流体的流动，从而将其输送到第一转臂液压缸1；以及一备用流量控制阀12，它能控制第二泵14所供给的压力流体的流动，从而选择性地将其输送到上述第二转臂液压缸2和驱动上述附件的致动器5中的一个。小臂的副流量控制阀10、第一转臂的副流量控制阀7和备用流量控制阀12彼此平行地连接于第二泵14。
小臂的主流量控制阀9和副流量控制阀10由一小臂操作装置来转换，例如是一可产生操纵压力的小臂操纵阀15。备用流量控制阀12由一第二转臂/附件操作装置来转换，例如是一可产生操纵压力的第二转臂和附件操纵阀16a。第一转臂的主流量控制阀6和副流量控制阀7由一第一转臂操作装置来转换，例如是一可产生操纵压力的第一转臂操纵阀17。挖斗的流量控制阀11由一挖斗操作装置来转换，例如是一可产生操纵压力的挖斗操纵阀19。
备用流量控制阀12与一方向控制阀52相通，该方向控制阀与第二转臂液压缸2和驱动附件的致动器5相连，当方向控制阀52例如保持在如图7所示的一下位置时，备用流量控制阀12与第二转臂液压缸2彼此相通，而备用流量控制阀12与致动器5彼此断开。当将方向控制阀52转换到一上位置时，备用流量控制阀12与致动器5便被彼此接通，而备用流量控制阀12与第二转臂液压缸2被彼此断开。方向控制阀52的控制室设计成可选择性地通过一方向控制阀50与一液压源51和油箱22中的一个相通。
对于上述结构的传统技术，下面通过实例的形式来描述其操作。[第二转臂的独立操作]当方向控制阀50保持在如图7所示的右位置时，方向控制阀52的控制室与油箱22相通，因而方向控制阀52被保持在如图7所示的下位置。因此，备用流量控制阀12与第二转臂液压缸2通过方向控制阀52彼此相通。
当在这种状态下操作操纵阀16a时，备用流量控制阀12便被转换，压力流体就通过备用流量控制阀12和方向控制阀52从第二泵14输送至第二转臂液压缸2。然后操作第二转臂液压缸2，造成未示出的第二转臂的独立操作。[附件的独立操作]当将方向控制阀50从其如图7所示的位置转换到图7中的一左位置时，方向控制阀52的控制室与液压源51便通过方向控制阀50而被彼此接通，来自液压源51的压力流体被输送至方向控制阀52的控制室。结果，使方向控制阀52转换到图7所示的上位置，备用流量控制阀12与致动器5通过方向控制阀52而被彼此接通。
当在这种状态下操作操纵阀16a时，备用流量控制阀12便被转换，因而压力流体通过备用流量控制阀12和方向控制阀52从第二泵14输送到致动器5。然后驱动致动器5，造成未示出的附件的独立操作。[第一转臂、第二转臂和小臂的组合操作]当在方向控制阀50、52各自保持在图7所示的位置，并且备用流量控制阀12与第二转臂液压缸2如图7所示彼此相通的状态下操作小臂操纵阀15、第一转臂操纵阀17和操纵阀16a时，小臂的主流量控制阀9、小臂的副流量控制阀10、第一转臂的主流量控制阀6、第一转臂的副流量控制阀7和备用流量控制阀12便被转换。结果，例如，压力流体通过第一转臂的主流量控制阀6从第一泵13输送到第一转臂液压缸1而驱动第一转臂液压缸，另一方面，压力油主要通过小臂的副流量控制阀10从第二泵14输送到小臂液压缸3，同时也主要通过备用流量控制阀12输送到第二转臂液压缸2，从而驱动小臂液压缸3和第二转臂液压缸2。通过这些动作，便实现了未示出的第一转臂、第二转臂和小臂的组合操作。[第一转臂、小臂和附件的组合操作]当在方向控制阀50和方向控制阀52已分别从它们在图7所示的各自位置转换到左位置和右位置，并且备用流量控制阀12和致动器5已被彼此接通的状态下操作小臂操纵阀15、第一转臂操纵阀17和操纵阀16a时，小臂的主流量控制阀9、小臂的副流量控制阀10、第一转臂的主流量控制阀6、第一转臂的副流量控制阀7和备用流量控制阀12便被转换，从而以类似于上述的方式致动或驱动第一转臂液压缸1、小臂液压缸3和致动器5。因此，便实现了未示出的第一转臂、小臂和附件的组合操作。
上述的传统技术可实现第一转臂、第二转臂2和小臂的组合操作或者第一转臂、小臂和附件的组合操作。但它不能实现含有第二转臂和附件操作的组合操作。例如，它不可能组合操作小臂、第二转臂和附件。
因此，在破碎或拆毁之类需使用附件来完成的工作中，操作可行范围往往会受到限制。为了改变已预先设定的操作可行范围，可能需要进行复杂的阀操作。例如，方向控制阀50一旦被转换到图7中的右位置就将方向控制阀52转换到图7所示的下位置。其结果造成第二转臂液压缸2延伸。然后，方向控制阀50被转换到图7中的左位置而将方向控制阀52转换到图7所示的上位置。因而驱动致动器5而通过附件来进行工作。同样，方向控制阀50一旦转换到图7中的右位置就将方向控制阀52转换到图7所示的下位置。其结果造成第二转臂液压缸2收缩。然后，方向控制阀50被转换到图7中的左位置而将方向控制阀52转换到图7所示的上位置。因而驱动致动器5而通过附件来进行工作。这样所导致的一个问题是，由附件进行工作的效率不可能得到提高。
并且，由于需要对方向控制阀50进行频繁的转换操作，操作者很容易感到厌烦和疲劳，导致工作的准确性下降。
关于以上所描述的传统技术，将液压挖掘机称作建筑机械，并描述了与第二转臂和附件的组合操作相关的问题。在适用于具有三个或更多个细长件和一个附件的建筑机械、构造成选择性地驱动附件和某一个细长件的液压驱动系统的场合下，问题同样会产生在附件与具体细长件的组合操作中。例如，日本实用新型公开2-15650中就揭示了一种类似于上述传统技术的技术。
考虑到传统技术中所存在的上述情况，本发明的目的在于提供一种用于具有至少三个细长件和一个附件的建筑机械的液压驱动系统，它能实现附件与三个细长件中的任何一个或多个的组合操作。
为实现上述目的，本发明提供了一种建筑机械液压驱动系统，液压驱动系统具有变量式的一第一泵和一第二泵；一转动一第一细长件的第一液压缸，一转动连接于第一细长件的一第二细长件的第二液压缸，一转动连接于第二细长件的一第三细长件的第三液压缸，以及一驱动可连接于第三细长件的一附件的致动器；一主第一流量控制阀，它具有一中心旁路通道，并能控制第一泵所供给的压力流体的流动，从而将压力流体输送到第一液压缸，一第二流量控制阀，它能控制第一泵和第二泵中的某一个所供给的压力流体的流动，从而将压力流体输送到第二液压缸，以及具有一中心旁路通道的一主第三流量控制阀，它串连于主第一流量控制阀的下游侧，并能控制第一泵所供给的压力流体的流动，从而将压力流体输送到第三液压缸；一副第三流量控制阀，它能控制第二泵所供给的压力流体的流动，从而将压力流体输送到第三液压缸，一副第一流量控制阀，它能控制第二泵所供给的压力流体的流动，从而将压力流体输送到第一液压缸，以及一备用流量控制阀，它能控制第二泵所供给的压力流体的流动，从而将压力流体输送到致动器，副第三流量控制阀、副第一流量控制阀和备用流量控制阀彼此平行地连接于第二泵，其中第二流量控制阀设置在主第三流量控制阀的下游；设置有导向装置，用于在转换第二流量控制阀后将第一泵所供给的压力流体引导至第二流量控制阀。
按照上述结构的本发明，当第二细长件的流量控制阀、第三细长件的主流量控制阀、第三细长件的副流量控制阀和备用流量控制阀分别被转换，同时第一细长件的主流量控制阀和第一细长件的副流量控制阀处于半操作位置时，例如，压力流体从第一泵被引导至第一细长件的主流量控制阀。来自第一泵的剩余的流体因第一细长件的主流量控制阀半操作而通过第二细长件的流量控制阀的上述转换，靠导向装置的作用被引导至第二细长件的流量控制阀。因此，压力流体以一个与第一细长件的主流量控制阀的半行程相应的流速通过第一细长件的主流量控制阀输送到第一细长件液压缸，因而第一细长件能以一个相对较慢的速度转动。另外，压力流体也以一个与第二细长件的流量控制阀的转换行程相应的低流速通过第二细长件的流量控制阀输送到第二细长件液压缸，从而使第二细长件转动。另一方面，来自第二泵的压力流体平行于第一细长件的副流量控制阀、第三细长件的副流量控制阀和备用流量控制阀而被输送。因此，压力流体通过第三细长件的副流量控制阀而输送到第三细长件液压缸，从而使第三细长件转动。同时，压力流体还通过备用流量控制阀输送到致动器，因而可驱动附件。根据在驱动各细长件和附件时所施加的载荷压力的相对大小，来自第二泵的剩余的压力流体与上述通过第一细长件的副流量控制阀从第一细长件的主流量控制阀流出的压力流体汇合，并输送到第一细长件液压缸，然后用来转动第一细长件。另外，来自第一泵的一部分剩余压力流体与上述从第三细长件的副流量控制阀流出的压力流体汇合，并被输送到第三细长件液压缸，进而被用来转动第三细长件。
由所有的第一、第二和第三细长件的转动以及附件的驱动构成的组合操作可以按上述那样实现。
在上述状态下停止第一细长件的主流量控制阀的操作和第一细长件的副流量控制阀的操作，可通过第二细长件的流量控制阀和第二细长件液压缸，利用来自第一泵的压力流体而转动第二细长件，通过第三细长件的主流量控制阀和第三细长件液压缸，利用来自第二泵的压力流体而转动第三细长件，并通过备用流量控制阀和致动器，利用来自第二泵的压力流体而驱动附件，也就是说，可实现由第二和第三细长件的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述三个细长件和附件的组合驱动状态下停止第二细长件的流量控制阀的操作，可通过第一细长件的主流量控制阀和第一细长件液压缸，利用来自第一泵的压力流体而转动第一细长件，并通过第三细长件的副流量控制阀和第三细长件液压缸，利用来自第二泵的压力流体而转动第三细长件，并通过备用流量控制阀和致动器，利用来自第二泵的压力流体而驱动附件，也就是说，可实现由第一细长件和第三细长件的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述三个细长件和附件的组合操作状态下停止第三细长件的主流量控制阀的操作和第三细长件的副流量控制阀的操作并保持第一细长件的主流量控制阀的半操作位置，可通过第一细长件的主流量控制阀和第一细长件液压缸，利用来自第一泵的压力流体而转动第一细长件，通过第二细长件的流量控制阀和第二细长件液压缸，利用来自第一泵的压力流体而转动第二细长件，并可通过备用流量控制阀和致动器，利用来自第二泵的压力流体而驱动附件，也就是说，可实现由第一和第二细长件的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述三个细长件和附件的组合驱动操作状态下停止第二细长件的流量控制阀的操作、第三细长件的主流量控制阀的操作和第三细长件的副流量控制阀的操作，可实现由第一细长件的转动和附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述三个细长件和附件的组合驱动操作状态下停止第一细长件的主流量控制阀和第一细长件的副流量控制阀的操作以及第三细长件的主流量控制阀和第三细长件的副流量控制阀的操作，可实现由第二细长件和附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述三个细长件和附件的组合驱动操作状态下停止第一细长件的主流量控制阀的操作，第一细长件的副流量控制阀和第二细长件的流量控制阀的操作，可实现由第三细长件和附件的驱动构成的组合操作。
由以上的描述可知，可以实现附件以及第一、第二和第三细长件中的任何一个或多个的组合操作。
为实现前面所述的目的，在上述的本发明中，该建筑机械是一液压挖掘机；第一细长件是第一转臂，第二细长件是第二转臂，第三细长件是小臂，第一细长件的液压缸是第一转臂液压缸，第二细长件的液压缸是第二转臂液压缸，第三细长件的液压缸是小臂液压缸；主第一流量控制阀是第一转臂的主流量控制阀；副第一流量控制阀是第一转臂的副流量控制阀；第二流量控制阀是第二转臂的流量控制阀；主第三流量控制阀是小臂的主流量控制阀；副第三流量控制阀是小臂的副流量控制阀。
按照上述结构的本发明，当第二转臂的流量控制阀、小臂的主流量控制阀、小臂的副流量控制阀和备用流量控制阀分别被转换，同时第一转臂的主流量控制阀和第一转臂的副流量控制阀处于半操作位置时，例如，压力流体从第一泵被引导至第一转臂的主流量控制阀。来自第一泵的剩余流体因第一转臂的主流量控制阀半操作而通过第二转臂的流量控制阀的上述转换，靠导向装置的作用被引导至第二转臂的流量控制阀。因此，压力流体以一个与第一转臂的主流量控制阀的半行程相应的流速通过第一转臂的主流量控制阀输送到第一转臂液压缸，因而第一转臂能以一个相对较慢的速度转动。另外，压力流体也以一个与第二转臂的流量控制阀的转换行程相应的流速通过第二转臂的流量控制阀输送到第二转臂液压缸，从而使第二转臂转动。另一方面，来自第二泵的压力流体是平行于第一转臂的副流量控制阀、小臂的副流量控制阀和备用流量控制阀而输送。因此，压力流体主要通过小臂的副流量控制阀而输送到小臂液压缸，从而使小臂转动。同时，压力流体还通过备用流量控制阀输送到致动器，因而可驱动附件。根据在驱动第一、第二转臂和小臂以及附件时所施加的载荷压力的相对大小，来自第二泵的剩余的压力流体与上述通过第一转臂的副流量控制阀从第一转臂的主流量控制阀流出的压力流体汇合，并输送到第一转臂液压缸，然后用来转动第一转臂。另外，来自第一泵的一部分剩余压力流体与上述从小臂的副流量控制阀流出的压力流体汇合，并被输送到小臂液压缸，进而被用来转动小臂。
由所有的第一、第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作可以按上述那样实现。
在上述状态下停止第一转臂的主流量控制阀的操作和第一转臂的副流量控制阀的操作，可通过第二转臂的流量控制阀和第二转臂液压缸，利用来自第一泵的压力流体而转动第二转臂，通过小臂的副流量控制阀和小臂液压缸，利用来自第二泵的压力流体而转动小臂，并通过备用流量控制阀和致动器，利用来自第二泵的压力流体而驱动附件，也就是说，可实现由第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述第一、第二转臂和小臂以及附件的组合驱动状态下停止第二转臂的流量控制阀的操作，可通过第一转臂的主流量控制阀和第一转臂液压缸，利用来自第一泵的压力流体而转动第一转臂，并通过小臂的副流量控制阀和小臂液压缸，利用来自第二泵的压力流体而转动小臂，并通过备用流量控制阀和致动器，利用来自第二泵的压力流体而驱动附件，也就是说，可实现由第一转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述第一、第二转臂和小臂以及附件的组合操作状态下停止小臂的主流量控制阀的操作和小臂的副流量控制阀的操作，可通过第一转臂的主流量控制阀、第一转臂的副流量控制阀和第一转臂液压缸转动第一转臂，通过第二转臂的流量控制阀和第二转臂液压缸转动第二转臂，并通过备用流量控制阀和致动器驱动附件，也就是说，可实现由第一和第二转臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述第一、第二转臂和小臂以及附件的组合驱动操作状态下停止第二转臂的流量控制阀的操作、小臂的主流量控制阀的操作和小臂的副流量控制阀的操作，可实现由第一转臂和附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述第一、第二转臂和小臂以及附件的组合驱动操作状态下停止第一转臂的主流量控制阀和第一转臂的副流量控制阀的操作以及小臂的主流量控制阀和小臂的副流量控制阀的操作，可实现由第二转臂和附件的驱动构成的组合操作。
同样，在上述第一、第二转臂和小臂以及附件的组合驱动操作状态下停止第一转臂的主流量控制阀的操作、第一转臂的副流量控制阀和第二转臂的流量控制阀的操作，可实现由小臂和附件的驱动构成的组合操作。
由以上的描述可知，可以实现附件与第一、第二转臂和小臂中的任何一个或多个的组合操作。
为实现前面所述的目的，在上述的本发明中，该导向装置包括一第一线路，通过该线路，第一转臂的主流量控制阀和第二转臂的流量控制阀彼此平行地连接于第一泵。
按照上述结构的本发明，当第二转臂的流量控制阀被转换后，压力流体通过第一线路从第一泵被引导至第二转臂的流量控制阀，然后被输送到第二转臂液压缸，因而可如上述那样使第二转臂转动。
即使位于第二转臂的流量控制阀上游的第一转臂的主流量控制阀已被全行程转换时，也确实可以通过第二转臂的流量控制阀将压力流体输送到第二转臂液压缸，进而使第二转臂转动。
为实现前面所述的目的，在上述的本发明中，第二转臂的流量控制阀和小臂的主流量控制阀是液压控制动作式的流量控制阀；导向装置包括一往复阀，用于将一个通常用来转换第二转臂的流量控制阀的操纵压力输出到小臂的主流量控制阀的一个控制室，从而转换小臂的主流量控制阀。
按照上述结构的本发明，当第二转臂的流量控制阀被转换时，从往复阀输出一个用于转换第二转臂的流量控制阀的操纵压力，然后将其输送到小臂的主流量控制阀的控制室，因而将小臂的主流量控制阀转换到一预定位置。如果预先将该预定位置设定在一个连通位置，第二转臂的流量控制阀的转换操作可使通过第一转臂的主流量控制阀流出的压力流体通过小臂的主流量控制阀的该连通位置而引导至第二转臂的流量控制阀。然后，该压力流体被输送到第二转臂液压缸，因而可如上述那样使第二转臂转动。
此外，为实现前面所述的目的，在上述的本发明中，该系统进一步包括一方向控制阀，它响应于往复阀所输出的操纵压力而转换，从而可选择性地停止第一泵和第二泵所供给的压力流体往小臂液压缸的输送。
按照本发明，当第二转臂的流量控制阀被转换时，从往复阀输出一个用于转换第二转臂的流量控制阀的操纵压力，然后如上述那样将其输送到小臂的主流量控制阀的控制室。因此，小臂的主流量控制阀被转换到上述的连通位置。此时，方向控制阀被上述从往复阀输出的操纵压力转换，通过该方向控制阀，用于将小臂的主流量控制阀和小臂的副流量控制阀转换到例如使小臂液压缸伸长的位置的操纵压力的输送被切断。结果，第一泵所供给的流体通过小臂的主流量控制阀往小臂液压缸的输送，以及第二泵所供给的流体通过副流量控制阀往小臂液压缸的输送都被停止。因此，在驱动第二转臂时，可防止小臂液压缸伸长，从而将小臂保持在停止状态。
为实现前面所述的目的，在上述的本发明中，该系统进一步包括一第二线路，它将一与第一泵相通的一线路与小臂的副流量控制阀的上游侧接通，因而可将第一泵所供给的压力流体输送到小臂的副流量控制阀。
按照上述结构的本发明，当小臂和第二转臂组合操作时，可优先将压力流体通过第二线路从第一泵输送到小臂液压缸。
为实现前面所述的目的，在上述的本发明中，第二线路具有一固定节流阀。
在上述结构的本发明中，当小臂和第二转臂组合操作时，压力流体可通过第二线路从第一泵输送到小臂液压缸，从第一泵输送到小臂液压缸的压力流体的量可以按需要进行合适的调节。
图1是本发明的建筑机械液压驱动系统的第一个实施例的液压回路图；图2是本发明的建筑机械液压驱动系统的第二个实施例的液压回路图；图3是本发明的建筑机械液压驱动系统的第三个实施例的液压回路图；图4是本发明的建筑机械液压驱动系统的第四个实施例的液压回路图；图5是本发明的建筑机械液压驱动系统的第五个实施例的液压回路图；图6是本发明的建筑机械液压驱动系统的第六个实施例的液压回路图；图7是传统的建筑机械液压驱动系统的液压回路图。
下面参照附图来描述本发明的建筑机械液压驱动系统的较佳实施例。
图1的液压回路图示出了本发明的第一实施例。该图所示的第一实施例以及下面将描述的图2到图6所示的第二到第六实施例均以实例的方式应用于液压挖掘机。
在示出第一实施例的图1中，与上述图7中的相应部分类似的装置和构件用相同的标号表示。也就是说，图1所示的第一实施例也具有多个细长件，例如三个细长件，但它们在图中未示出。第一细长件是一连接于一枢转操作室的、可在竖直面内转动的第一转臂，第二个细长件是一连接于第一转臂的、可在竖直面内转动的第二转臂，第三个细长件是一连接于第二转臂的、可在竖直面内转动的小臂。为了进行诸如挖掘之类的工作，在小臂的一个自由端安装一挖斗。在进行诸如岩石或建筑物的破碎、拆毁之类的工作时，在小臂的自由端安装一个诸如振捣器或夹钳之类的附件，而不是挖斗。而且，该液压挖掘机装有一具有位移变化机构13a的第一泵13、一具有位移变化机构14a的第二泵14、以及一储有供这些泵13、14吸取的流体的油箱22。该液压挖掘机还具有一转动上述第一细长件的第一液压缸，也就是第一转臂液压缸1；一转动第二细长件的第二液压缸，也就是第二转臂液压缸2；一转动第三细长件的第三液压缸，也就是小臂液压缸3；一转动一未示出的挖斗的挖斗液压缸4；以及一转动上述附件(未示出)的致动器5。
一组连接于第一泵13的流量控制阀例如包括一用于挖斗的流量控制阀11，所述流量控制阀11具有一中心旁路通道，并能控制第一泵13所供给压力流体的流动，从而将其输送到挖斗液压缸4；一第一细长件的主流量控制阀，也就是第一转臂的主流量控制阀6，所述流量控制阀6平行于挖斗流量控制阀11而连接于第一泵13，它具有一中心旁路通道，并能控制第一泵13所供给的压力流体的流动，从而将其输送到第一转臂液压缸1；以及一第三细长件的主流量控制阀，也就是小臂的主流量控制阀9，所述流量控制阀9具有一中心旁路通道，它串连于第一转臂的主流量控制阀6的下游侧，并能控制第一泵13所供给的压力流体的流动，从而将其输送到小臂液压缸3。
一组连接于第二泵14的流量控制阀例如包括一第三细长件的副流量控制阀，也就是小臂的副流量控制阀10，它能控制第二泵14所供给的压力流体的流动，从而将其输送到小臂液压缸3；一第一细长件的副流量控制阀，也就是第一转臂的副流量控制阀7，它能控制第二泵14所供给的压力流体的流动，从而将其输送到第一转臂液压缸1；以及一备用流量控制阀12，它能控制第二泵14所供给的压力流体的流动，从而将其输送到驱动附件的致动器5。小臂的副流量控制阀10、第一转臂的副流量控制阀7和备用流量控制阀12彼此平行地连接于第二泵14。
小臂的主流量控制阀9和小臂的副流量控制阀10由一小臂操作装置来转换，例如是一可产生操纵压力的小臂操纵阀15。备用流量控制阀12由一附件操作装置来转换，例如是一可产生操纵压力的附件操纵阀18。第一转臂的主流量控制阀6和第一转臂的副流量控制阀7由一第一转臂操作装置来转换，例如是一可产生操纵压力的第一转臂操纵阀17。挖斗的流量控制阀11由一挖斗操作装置来转换，例如是一可产生操纵压力的挖斗操纵阀19。上述结构基本与图7所描述的传统技术相同。
在该第一实施例中，第二细长件的流量控制阀，也就是第二转臂的流量控制阀8设置在小臂的主流量控制阀9的下游，所述流量控制阀适于控制第二转臂液压缸2的驱动。该第二转臂的流量控制阀8由一第二转臂操作装置来转换，例如是一可产生操纵压力的第二转臂的操纵阀16。
该第一实施例具有一导向装置，用于在转换第二转臂的流量控制阀8后立即将压力流体从第一泵13引导至第二转臂的流量控制阀8。该导向装置例如包括一往复阀20，用于输出通常用来转换第二转臂的流量控制阀8的操纵压力，并将其输送到某一个控制室，即小臂的主流量控制阀9的控制室9a，从而将小臂的主流量控制阀9转换到图1中的左位置，该装置还包括一将小臂的主流量控制阀9设定在图1中的左位置的结构。该左位置设定结构是一种在第一转臂的主流量控制阀6的下游侧与第二转臂的流量控制阀8的上游侧之间设置连通的结构。
下面将描述如上述结构的第一实施例的操作。这里假定，为进行岩石等的破碎或分裂工作，在小臂的自由端上安装一诸如振捣器或夹钳之类的附件，而不是在挖掘之类的通常工作中所采用的挖斗。
(1)由三个细长件即第一、第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作例如，在第一转臂的主流量控制阀6和第一转臂的副流量控制阀7因第一转臂操纵阀17的操作而保持在它们的半操作位置的情况下，操作第二转臂操纵阀16而转换第二转臂的流量控制阀8，操作小臂操纵阀15而转换小臂的主流量控制阀9和小臂的副流量控制阀10，并操作附件操纵阀18而转换备用流量控制阀12。然后，将压力流体从第一泵13引导至第一转臂的主流量控制阀6。这里，从往复阀20输出一个操纵压力，该压力是因第二转臂的流量控制阀8的转换而从第二转臂的操纵阀16输出的，并将该压力输送到小臂的主流量控制阀9的控制室9a，因而将小臂的主流量控制阀9强迫转换到图1中的左位置，也就是转换到使第一转臂的主流量控制阀6的下游侧与第二转臂的流量控制阀8的上游侧彼此接通的左位置。结果，因第一转臂的主流量控制阀6的上述半操作而造成的第一泵的剩余流体通过小臂的主流量控制阀9而被引导至第二转臂的流量控制阀8。因此，压力流体是以一个相应于第一转臂的主流量控制阀6的半行程的流速而通过第一转臂的主流量控制阀6输送到第一转臂液压缸1，因而第一转臂能以一个相对较慢的速度转动。而且，压力流体同样以一个相应于第二转臂的流量控制阀8的转换行程的流速而通过第二转臂的流量控制阀8输送到第二转臂液压缸，因而能使第二转臂转动。另一方面，来自第二泵14的压力流体是平行于第一转臂的副流量控制阀7、小臂的副流量控制阀10和备用流量控制阀12而输送。因此，压力流体通过小臂的副流量控制阀10而输送到小臂液压缸3，从而使小臂转动。另外，压力流体还通过备用流量控制阀12而输送到致动器5，因而可驱动附件。根据在驱动第一、第二转臂、小臂和附件时所施加的载荷压力的相对大小，来自第二泵14的剩余压力流体与上述通过第一转臂的副流量控制阀7从第一转臂的主流量控制阀6流出的压力流体汇合，并输送到第一转臂液压缸1，然后用来转动第一转臂。另外，来自第一泵13的一部分剩余压力流体以这样的方式从小臂的主流量控制阀9的上游侧输送到小臂的副流量控制阀，即该部分剩余压力流体与来自第二泵14的压力流体汇合。这样所组合的压力流体被输送到小臂液压缸3，从而用来转动小臂。按以上所描述的方式，可实现由所有的第一、第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
(2)由第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作如果在上述由三个细长件即第一、第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作的状态下停止第一转臂的主流量控制阀6和第一转臂的副流量控制阀7的操作，可通过第二转臂的流量控制阀8将压力流体从第一泵13输送到第二转臂液压缸2而转动第二转臂，可通过小臂的副流量控制阀10将压力流体从第二泵14输送到小臂液压缸3而转动小臂，并可通过备用流量控制阀12将压力流体从第二泵14输送到致动器5而驱动附件。也就是说，可实现由第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
(3)由第一转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作如果在上述由三个细长件即第一、第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作的状态下停止第二转臂的流量控制阀8的操作，压力流体通过第一转臂的主流量控制阀6从第一泵13输送到第一转臂液压缸1而转动第一转臂，压力流体也通过小臂的副流量控制阀10从第二泵14输送到小臂液压缸3而转动小臂，压力流体也通过备用流量控制阀12从第二泵14输送到致动器5而驱动附件。也就是说，可实现由第一转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
(4)由第一和第二转臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作如果在上述由三个细长件即第一、第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作的状态下停止小臂的主流量控制阀9和小臂的副流量控制阀10的操作以及并保持第一转臂的主流量控制阀6的半操作位置，可通过第一转臂的主流量控制阀6将压力流体从第一泵13输送到第一转臂液压缸1而转动第一转臂，可通过第二转臂的流量控制阀8将来自第一泵13的剩余的压力流体输送到第二转臂液压缸2而转动第二转臂，其中所述剩余的压力流体是从第一转臂的主流量控制阀6流出的，并也可通过备用流量控制阀12将压力流体从第二泵14输送到致动器5而驱动附件。也就是说，可实现由第一和第二转臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
(5)由第一转臂的转动和附件的驱动构成的组合操作
如果在上述由三个细长件即第一、第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作的状态下停止第二转臂的流量控制阀8、小臂的主流量控制阀9和小臂的副流量控制阀10的操作，压力流体通过第一转臂的主流量控制阀6从第一泵13输送到第一转臂液压缸1，压力流体也主要通过备用流量控制阀12从第二泵14输送到致动器5。因此，可实现由第一转臂的转动和附件的驱动构成的组合操作。
(6)由第二转臂的转动和附件的驱动构成的组合操作如果在上述由三个细长件即第一、第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作的状态下停止第一转臂的主流量控制阀6、第一转臂的副流量控制阀7、小臂的主流量控制阀9和小臂的副流量控制阀10的操作，压力流体通过第二转臂的流量控制阀8从第一泵13输送到第二转臂液压缸2，压力流体也通过备用流量控制阀12从第二泵14输送到致动器5。因此，可实现由第二转臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
(7)由小臂的转动和附件的驱动构成的组合操作如果在上述由三个细长件即第一、第二转臂和小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作的状态下停止第一转臂的主流量控制阀6、第一转臂的副流量控制阀7和第二转臂的流量控制阀8的操作，压力流体通过小臂的主流量控制阀9从第一泵13输送到小臂液压缸3，压力流体也主要通过备用流量控制阀12例如从第二泵14输送到致动器5。因此，可实现由小臂的转动以及附件的驱动构成的组合操作。
由以上的描述可以看出，第一实施例可实现附件与第一、第二转臂和小臂中任何一个或多个的组合操作，因而可提高附件所进行的工作效率。无需使用任何用于选择驱动附件或转动第二转臂的方向控制阀，就可实现包括附件和第二转臂的组合操作。因此，可避免操作者产生上述因操作方向控制阀而导致的厌烦和疲劳感，从而确保工作良好的准确性。
图2的液压回路图示出了本发明的第二实施例。该第二实施例的结构为，用于在转换第二转臂的流量控制阀8后立即将压力流体从第一泵13引导至第二转臂的流量控制阀8的导向装置包括一第一线路30，该线路将第一转臂的主流量控制阀6和第二转臂的流量控制阀8彼此平行地连接于第一泵13。其余的结构与上述图1所示的第一实施例的相应结构类似。
按照上述结构的该第二实施例，当通过操作第二转臂操纵阀16而转换第二转臂的流量控制阀8时，不管位于第二转臂的流量控制阀8上游的第一转臂的主流量控制阀6是否已转换，压力流体通过第一线路30从第一泵13引导至第二转臂的流量控制阀8。然后，压力流体被输送到第二转臂液压缸2，因而可转动第二转臂。因此，无疑可通过第二转臂的流量控制阀8将压力流体输送到第二转臂液压缸2，进而转动第二转臂，即使在第一转臂的主流量控制阀6已被全行程转换时也是如此。其它的有利效果与以上关于第一实施例而描述的类似。
图3的液压回路图示出了本发明的第三实施例。该第三实施例的结构中设置有一方向控制阀21。该方向控制阀21响应于往复阀20输出的操纵压力而转换，因而可选择性地停止将第一泵13和第二泵14所供给的压力流体输送到小臂液压缸3。其余的结构与上述图2所示的第二实施例的相应结构相似。按照上述结构的该第三实施例，操作第二转臂操纵阀16可使往复阀20输出一个操纵压力，该压力通常用来转换第二转臂的流量控制阀8。然后，该操纵压力被输送到某一个控制室，即小臂的主流量控制阀9的控制室9a，因而将小臂的主流量控制阀9转换到图3中的左位置。此时，方向控制阀21被上述从往复阀20输出的操纵压力转换，小臂的主流量控制阀9的另一个控制室9b通过该方向控制阀21而与油箱22接通。因此，通过作用于该控制室9a的上述操纵压力，小臂的主流量控制阀9被可靠地转换到图3中的左位置。另一方面，当位于第二泵14侧部的小臂的副流量控制阀10被转换到图3中的左位置、也就是使小臂液压缸3延伸的位置时，该小臂的副流量控制阀10便被迫回到中间位置。结果，第一泵13所供给的压力流体通过小臂的主流量控制阀9，也就是从小臂的主流量控制阀9上游侧往小臂液压缸3的输送，以及第二泵14所供给的压力流体通过小臂的副流量控制阀10往小臂液压缸3的输送都被停止。换句话说，小臂保持在停止状态，只是通过第二转臂的流量控制阀8从第一泵13输送压力而驱动第二转臂液压缸，进行第二转臂的转动。顺便提一下，关于由小臂液压缸3的收缩和第二转臂的转动构成的组合操作，方向控制阀21的转换与小臂的副流量控制阀10的转换无关。因此，在这种情况下，可进行包括小臂液压缸3的收缩所造成的小臂转动与第二转臂的转动的组合操作，还可确保各操作的独立性。其它的有利效果与上述第二实施例中的相应效果类似。
图4的液压回路图示出了本发明的第四实施例。该第四实施例的结构中设置有一第二线路40。该第二线路40将与第一泵13相通的线路连接于设置在第二泵14侧部的小臂的副流量控制阀10的上游侧，因而可将压力流体从第一泵13输送到小臂的副流量控制阀10。其余的结构与上述图3所示的第三实施例的相应结构类似。
按照上述结构的该第四实施例，在小臂操纵阀15和第二转臂操纵阀16控制下的小臂和第二转臂的组合操作过程中，也就是在包括小臂液压缸3收缩造成的小臂转动以及第二转臂转动的组合操作过程中，第一泵13所供给的压力流体可通过第二线路40输送到小臂的副流量控制阀10，因而压力流体可与第二泵14所供给的压力流体汇合。这可将来自第一泵13的压力流体先输送到小臂液压缸3，然后再输送到第二转臂液压缸2。因此，在包括小臂液压缸3收缩造成的小臂转动与第二转臂转动的组合操作过程中，可以优先进行小臂转动来进行工作。其它的有利效果与上述图3所示的第三实施例中的相应效果类似。
图5的液压回路图示出了本发明的第五实施例。该第五实施例的结构为，在第二线路40中设置有一固定节流阀41。其余的结构与上述图4所示的第四实施例的相应结构类似。
按照上述结构的第五实施例，在包括小臂液压缸3收缩造成的小臂转动与第二转臂转动的组合操作过程中，如实施第四实施例中的一样，压力流体可通过第二线路40从第一泵13输送到小臂液压缸3，并且，压力流体从第一泵13往小臂液压缸3的输送可以由固定节流阀41以成批的方式调节。因此，通过第一线路30和第二转臂的流量控制阀8从第一泵13输送到第二转臂液压缸2的压力流体的量以及通过第二线路40和小臂的副流量控制阀10从第一泵13输送到小臂液压缸3的压力流体的量都可以根据通过致动器5驱动附件所进行的工作而被设定在一个合适的比率。这可以提高通过驱动附件而进行的工作的效率。其它的有利效果与上述图4所示的第四实施例中的相应效果类似。
图6的液压回路图示出了本发明的第六实施例。该第六实施例的结构为，在第二线路40中设置有一可变节流阀42。当操作小臂操纵阀15而使小臂液压缸3收缩时，该可变节流阀42可增加节流程度，也就是说，可随小臂操纵阀15行程的增大而减小开口面积，因而可变节流阀42可用来限制从第一泵13到第二线路30的液压流量。其余的结构与上述图4所示的第四实施例的相应结构类似。
按照上述结构的该第六实施例，在包括小臂液压缸3收缩造成的小臂转动与第二转臂转动的组合操作过程中，当操作小臂操纵阀15而将小臂的副流量控制阀10转换到图6中的右位置时，可变节流阀42对应于小臂操纵阀15的行程而朝图6中的右位置转换，因而可变节流阀42的开口面积变小。此时，来自第一泵13的压力流体更难流过该可变节流阀42，造成来自第一泵13的压力流体通过第一线路30和第二转臂的流量控制阀8以更大的比例朝第二转臂液压缸2引导的趋势。换句话说，对小臂操纵阀15的行程进行调节可适当地改变小臂的转动速度和第二转臂的转动速度，以适当保持它们之间的配合。就这点而言，工作效率能得以提高。
在上述各实施例中，液压挖掘机的液压驱动系统是作为建筑机械的液压驱动系统而进行描述的。然而，本发明可适用于任何液压驱动系统，只要其结构是进行一或多个细长件和一附件的组合操作。
如以上所描述的，对于配备有至少三个细长件和一个附件的建筑机械，本发明可实现该至少三个细长件中的任何一个或多个与该附件的组合操作，因而，与传统技术相比，可提高通过附件而进行的工作的效率。
而且，无需采用在传统技术中设置用来选择是驱动附件或是转动第二细长件的方向控制阀，本发明就可实现包括附件和第二细长件的组合操作。因此，可避免操作者产生上述因操作方向控制阀而导致的厌烦和疲劳感，从而确保工作良好的准确性。
权利要求
1.一种建筑机械的液压驱动系统，所述液压驱动系统具有一第一泵(13)和一第二泵(14)，它们是变量式的，一转动一第一细长件的第一液压缸，一转动一连接于所述第一细长件的第二细长件的第二液压缸，一转动一连接于所述第二细长件的第三细长件的第三液压缸，以及一驱动一可连接于所述第三细长件的附件的致动器，一主第一流量控制阀，它具有一中心旁路通道，并能控制所述第一泵(13)所供给的压力流体的流动，从而将所述压力流体输送到所述第一液压缸，一第二流量控制阀，它能控制所述第一泵(13)和第二泵(14)中的某一个所供给的压力流体的流动，从而将所述压力流体输送到所述第二液压缸，以及具有一中心旁路通道的一主第三流量控制阀，它串连于所述主第一流量控制阀的下游侧，并能控制所述第一泵(13)所供给的压力流体的流动，从而将所述压力流体输送到所述第三液压缸，一副第三流量控制阀，它能控制所述第二泵(14)所供给的压力流体的流动，从而将所述压力流体输送到所述第三液压缸，一副第一流量控制阀，它能控制所述第二泵(14)所供给的压力流体的流动，从而将所述压力流体输送到所述第一液压缸，以及一备用流量控制阀(12)，它能控制所述第二泵(14)所供给的压力流体的流动，从而将所述压力流体输送到所述致动器(5)，所述副第三流量控制阀、所述副第一流量控制阀和所述备用流量控制阀(12)彼此平行地连接于所述第二泵(14)，其中所述第二流量控制阀设置在所述主第三流量控制阀的下游；设置有导向装置，用于在转换所述第二流量控制阀后立即将所述第一泵(13)所供给的压力流体引导至所述第二流量控制阀。
2.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于所述建筑机械是一液压挖掘机；所述第一细长件是第一转臂，所述第二细长件是第二转臂，所述第三细长件是小臂，所述第一细长件的所述液压缸是第一转臂液压缸(1)，所述第二细长件的所述液压缸是第二转臂液压缸(2)，所述第三细长件的所述液压缸是小臂液压缸(3)；所述主第一流量控制阀是所述第一转臂的主流量控制阀(6)；所述副第一流量控制阀是所述第一转臂的副流量控制阀(7)；所述第二流量控制阀是所述第二转臂的流量控制阀(8)；所述主第三流量控制阀是所述小臂的主流量控制阀(9)；所述副第三流量控制阀是所述小臂的副流量控制阀(10)。
3.如权利要求2所述的液压驱动系统，其特征在于，所述导向装置包括一第一线路(30)，通过该线路，所述第一转臂的所述主流量控制阀(6)和所述第二转臂的所述流量控制阀(8)彼此平行地连接于所述第一泵(13)。
4.如权利要求2所述的液压驱动系统，其特征在于所述第二转臂的所述流量控制阀(8)和所述小臂的所述主流量控制阀(9)是液压控制动作式的流量控制阀；所述导向装置包括一往复阀(20)，用于将一个通常用来转换所述第二转臂的所述流量控制阀(8)的操纵压力输出到所述小臂的所述主流量控制阀(9)的一个控制室(9a)，从而转换所述小臂的所述主流量控制阀。
5.如权利要求4所述的液压驱动系统，其特征在于，它进一步包括一方向控制阀，它响应于所述往复阀(20)输出的所述操纵压力而转换，从而可选择性地停止所述第一泵(13)和所述第二泵(14)所供给的压力流体往所述小臂液压缸(3)的输送。
6.如权利要求5所述的液压驱动系统，其特征在于，它进一步包括一第二线路(40)，它将一与所述第一泵(13)相通的线路与所述小臂的所述副流量控制阀(10)的上游侧接通，因而可将所述第一泵(13)所供给的压力流体输送到所述小臂的所述副流量控制阀(10)。
7.如权利要求6所述的液压驱动系统，其特征在于，所述第二线路(40)具有一固定节流阀(40)。
8.如权利要求7所述的液压驱动系统，其特征在于，所述第二线路(40)具有一可变节流阀(42)。
全文摘要
在第一泵(13)一侧,设置有一第一转臂的流量控制阀(6)、一小臂的流量控制阀(9)和一第二转臂的流量控制阀(8)。在第二泵(14)一侧,彼此平行地连接有一小臂的副流量控制阀(10)、一第一转臂的副流量控制阀(7)和一控制附件致动器(5)的备用流量控制阀(12),并设置有一往复阀(20),以将一通常用来转换第二转臂的流量控制阀(8)的操纵压力输出到小臂的流量控制阀(9),因而可转换小臂的流量控制阀(9),使来自第一泵(13)的液压输送到第二转臂的流量控制阀(8)。
文档编号E02F9/22GK1203298SQ9811508
公开日1998年12月30日 申请日期1998年6月22日 优先权日1997年6月23日
发明者高桥咏, 杉山玄六 申请人:日立建机株式会社