建筑机械的制作方法

本发明涉及一种具有借助至少一个用于卸料的液压致动器而可调整的至少一个材料接收器的建筑机械，其中致动器的致动所需的给进压力能够由建筑机器的液压回路提供，并且能够通过至少一个压力限制装置而被限制在压力限值以下。

背景技术：

这类建筑机械的一个例子是倾卸车，特别是铰接式倾卸车。该机器用于运土作业，并具有作为物料接收器的所谓机床形式的装载表面。用于接收负载的机床通过一个或多个液压缸以可倾斜的方式被支撑在底盘上，以通过提升机床来对所接收的负载进行卸料。用于倾斜液压缸的所需能量由机器的内部液压系统提供。

为了避免单个液压部件的超载，液压系统通常包括至少一个限压装置，该装置将系统压力限制在最大压力水平以下。预定义的最大压力水平决定了用于提升机床的致动器的最大可能的倾斜力。实际上最大压力水平的大小取决于提升具有最大允许负载的机床所需的倾斜力。因此，最大允许倾斜压力在控制阀处一直被设定为预定义的固定值，并且独立于机器的当前操作状态。

然而，上述解决方案可能在机床上的接收负载具有不利的重量分布的情况下存在问题，因为可选地，在这种情况下可能需要更高的倾斜力来提升该机床，然而由于压力限制而不能达到该更高的倾斜力。在这种情况下，即使机床的当前负载不超过允许的上限，液压系统也不能施加所需的功率。

对于倾卸车倒退至坡道以对装载的物料进行卸料的情况也是如此。由于斜坡而会导致建筑机械的位置倾斜以及由此造成的负载材料的重心偏移发生。这同样会导致卸料过程所需的倾斜压力的增加。在某些情况下，必须改变机器位置或车辆倾斜度以使机床的卸料成为可能。

欧洲专利ep2836394用来解决这个问题的方案是，当超过机器的预定倾斜角时，将常规最大倾斜压力切换到更大的第二最大压力。由此在倾斜压力增加的情况下据称使得材料接收器的卸料成为可能；然而，这种解决方案并不是非常灵活，只有两个极限值。该专利的教导也不能解决不利的负载分布的情况下出现的问题。

上述问题在实践中也可能发生在传统的挖掘机中，因为这里对于用于致动各个致动器来提升挖掘机铲斗的液压也需要限制值，使得在某些情况下挖掘机铲斗、抓斗或者其它附件工具或挖掘机臂的致动在给定的允许载荷值的情况下也会是不可能的。挖掘机因此也代表作为本发明的一部分的类别的建筑机械，其中材料接收器由挖掘机铲斗、抓斗或类似物形成。

技术实现要素：

本发明目前包括为上述问题提供替代解决方案，特别是用于倾卸车或挖掘机。

该目的通过根据权利要求1的特征的建筑机械来实现。建筑机械的优选实施例是从属权利要求的主题内容。

本发明提出，将称重系统添加到该类别的建筑机械中，以便由此能够检测当前的负载状态，即建筑机械的材料接收器的负载重量。用于控制致动器的压力限制装置的压力限值随后应根据所确定的负载重量通过对液压回路的控制来调节。

与现有技术不同，不使用在硬件侧固定的最大压力，而是根据建筑机械的实际负载来选择灵活的值。压力限值的灵活调节确保了当材料接收器装载有最大允许载荷但是由于不利的负载分布和/或不利的车辆倾斜度而导致材料接收器的致动需要更高的压力时致动器的致动以及建筑机械的卸料也是可能的。

举例来说，其机床可借助于至少一个液压致动器(优选借助于至少一个液压缸)而被提升或倾斜以卸料的倾卸车，特别是铰接式倾卸车，被认为是建筑机械。相应的称重系统安装在倾卸车的机床附近，以便能够检测到机床接收到的负载。

或者，建筑机械也可以是挖掘机，其至少一个致动器，优选为液压缸，用于致动挖掘机铲斗、抓斗或类似的附件工具或挖掘机臂。相应的称重系统也可安装在铲斗等处或此处的挖掘机臂处。

根据本发明的有利实施例，控制器根据所测量的负载重量将压力限值设定为相关联的参考压力限值。优选地，此处的参考压力限值对应于当车辆相对于水平面没有真正的倾斜时或者当存在无问题的负载分布时对被加载在最大允许范围内的材料接收器进行致动通常所需的压力。

例如针对各个单独的情况，参考压力限值可以通过控制器被确定或计算出。或者，具有所存储的参考压力限值的数据库可以集成在控制器中，或者可以通过接口从外部数据库调用相应的条目。这些限值的存储可以设想为是以表格形式，其中相应的参考压力限值与不同的负载重量相关联。

液压回路的所安装的压力限制装置可以包括与给进压力管线互连的至少一个泄压阀。泄压阀在给进压力管路中达到一定压力水平或更高时打开，并将致动器的入口释放到低压侧(液箱)。从而防止了过高的压力水平导致单个液压元件过载。理想情况下，泄压阀是可预控制的，以能够通过控制器间接或直接地可变地设定所需的开启压力，即压力限值。预控制可以采用电气方式或液压方式。根据一个优选实施例，控制器通过比例调节阀连接到泄压阀的预控制端，由此优选地，开启压力的连续调节以及因此的压力限值的连续调节是可能的。

在某些情况下或在材料接收器上具有相应的机器倾斜度或负载分布的情况下，根据所确定的负载重量由控制器设定的压力限制装置的压力限值最初可能不足以使得能够对材料接收器进行适当调整。当负载重量不超过最大允许负载时，也可能出现这种情况。

例如，当材料接收器达到的实际调整速度低于材料接收器的所期望的标称调整速度时，可能存在对材料接收器的不适当的调整。由于这个原因，优选地提供了用于检测所达到的实际调整速度的合适的传感器系统，其测量值被提供给控制器。控制器的编程执行了对实际速度和期望速度的持续比较。如果未达到期望的标称调整速度，则优选地，控制器启动执行对预先设定的压力限值的调节或提高。然而，只有当所确定的负载重量保持在建筑机械最大允许载荷重量以下时，才会启动执行对设定压力限值的提高。这是防止不恰当地超过最大负载重量所必需的。

当当前给进压力不足，即当前压力限值不足以调整材料接收器进行卸料时，由控制器控制执行的对压力限值的提高也是适当的。然后可以通过适当提高压力限值来保证可以实现物料接收器的调整。只有当所确定的负载重量低于最大允许负载重量时，才会在这种情况下启动执行对压力限值的提高。

根据本发明的另一有利实施方式，建筑机械可以配备有至少一个用于检测相对于水平面的车辆倾斜度的倾斜度传感器。倾斜度传感器的测量值同样传达给控制器，控制器在调节压力限值时可以考虑车辆倾斜度。由此可以根据车辆倾斜度的值执行对原始参考压力限值的调节。

对于所涉及的液压部件的保护必须定义一个固定的最大压力限值，根据本发明的控制器控制也不能超过该最大压力限值。明智的是，为了提供针对建筑机械由于过载的不适当使用的进一步防护，可以定义几个不同的最大压力限值，即在所确定的载荷重量不超过建筑机械的最大允许载荷重量的情况下使用第一最大压力限值，并且在所确定的负载重量超过建筑机械的最大允许负载重量的替代情况下使用第二最大压力限值。明智的是，第二最大压力限值小于第一最大压力限值。由此确保，只有在所允许的负载重量被实际监测到的情况下才能临时提高压力限值。

本发明的主题内容同样涉及一种操作具有至少一个材料接收器的用于运土的建筑机械的方法。材料接收器借助于至少一个液压致动器而是可调整的，其中致动器的液压给进压力能够根据本发明被限制在压力限值以下，该压力限值根据所检测到的运行中的材料接收器的实际负载重量而被确定。

根据该方法的有利实施例，在实际负载重量不超过允许负载重量的情况下，如果所产生的用于材料接收器的移动调整的调整力不足够并且/或者所得到的实际调整速度低于标称调整速度并且/或者车辆被识别为相对于水平面具有预定倾斜度，那么所设定的压力限值在直至达到最大压力限值的范围内被提高。

根据本发明的优选实施例，该方法在根据本发明的或者根据本发明的有利实施例的建筑机械上执行。因此，如上面已经参照根据本发明的建筑机械所解释的那样，根据本发明的方法也会相应地产生相同的优点和特性。由于这个原因，省略重复的描述。

附图说明

下面将参考附图中所示的实施例更详细地解释本发明的其他优点和特性。如下所示：

图1：根据本发明的倾卸车的示意图；

图2a：根据本发明的方法用于特定应用情况的流程图；

图2b：根据本发明的方法用于进一步应用情况的另一个流程图；

图2c：根据本发明的方法用于第三种应用情况的另一个流程图；

图3：用于说明倾斜力与负载之间的关系的示意图；和

图4：根据本发明的建筑机械的液压回路图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的铰接倾卸车形式的建筑机械的示意图。倾卸车包括可倾斜地被支撑在底盘处并且借助至少一个液压缸40的形式的液压驱动器而可被提升以倾卸所接收的负载的机床2。液压驱动器40的驱动通过操作位于倾卸车的驾驶室内的控制杆50进行。

称重系统20安装在机床2的下方，其检测机床的当前负载重量并将检测结果传送到车辆控制器10(ecu＝发动机控制单元)。车辆控制器10还接收控制杆50的控制信号。ecu10的控制输出端连接到液压控制器30，借助于该液压控制器30可以控制液压回路的诸如阀等的各个部件。

从图4中可以看到液压装置的连接图。示出了用于驱动机床的两个液压缸40。活塞杆运动所需的给进压力由调节泵60提供，调节泵60经由滑阀选择阀70与两个液压驱动装置40相互连接。液压缸40可以通过滑阀选择阀70的三个开关状态进入或离开或停在当前位置。泵60的高压侧即通向液压缸40的高压管路通过泄压阀80连接到液压箱。如果高压供应的压力水平超过泄压阀80的开启压力时，朝向液压箱的管路被释放。

泄压阀80是液压预控制的，其中泄压阀80的控制输入端处的控制压力可经由连接到位于输入侧的液压泵61的比例压力调节阀90设定。压力调节阀90是以电气方式致动的。

如前所述，ecu10接收称重系统20和控制杆50的传感器信号。ecu10经由控制输出端连接至滑阀选择阀70以用于致动液压缸40，并且还连接至压力调节阀90以用于设定泄压阀80的压力限值。为了更清楚起见，该控制过程通过未在图4的液压回路图中示出的液压控制器30执行。滑阀选择阀70与由控制杆50的偏移所确定的需求量成比例地打开。调节泵60根据滑阀选择阀70中产生的ls信号而产生所需的液压量。倾斜液压缸40以所需的期望倾斜速度提升机床40。

在工作操作中，机床2上接收到的实际负载由称重系统20检测并传送到控制器10。在启动控制杆50之后，在执行倾卸程序之前，称重系统20将检测到的实际负载与预定的最大允许负载值进行比较。对于实际负载小于或等于最大允许值的情况，信号从控制器10传递到液压控制器30以调节倾斜压力。下面将参照表示不同应用情况的图2a-2c的流程图来解释需要执行的各个方法步骤。

图2a显示了标准实践情形的流程图。称重装置20持续地检测机床2的当前负载。在操作员使用控制元件50触发倾斜过程之后，将所测量的实际负载与存储在控制器10中的允许负载进行比较。如果实际负载小于或等于最大允许负载，则控制器10确定用于所检测到的负载的所需倾斜力，并通过对压力调节阀90的致动而间接地设定泄压阀80处的参考压力限值。因此所确定的用于提升机床2的所需倾斜力被施加。随后通过液压控制装置30启动倾斜过程，并且倾斜过程通过对倾斜液压缸40的致动而执行直到完成。

图2b示出了特定应用情况下的流程图，其中在设定泄压阀80的压力限值之后，所产生的倾斜速度不符合期望的额定速度。在这里，称重装置20也一直检测机床2的当前负载。在操作者使用控制元件50触发倾斜过程之后，对实际负载与所存储的最大允许负载进行比较。以类似于图2a的实施例的方式，如通过液压控制装置30启动倾斜过程一样，由控制器10控制施加所需的倾斜力在此发生。

然而，在倾斜过程期间中一直会执行对于通过单独的传感器系统检测的所达到的倾斜速度与机床2的预定义的所期望的倾斜速度是否相符的核查。如果所达到的倾斜速度与机床2的预定义的所期望的倾斜速度相符，则倾斜过程通过对倾斜液压缸40的致动而执行直到卸料过程结束。然而，如果机床2的当前倾斜速度低于所期望的倾斜速度，则通过控制器10执行对泄压阀80的压力限值的提高，从而能够在机床2上施加更大的倾斜力，直到所期望的标称倾斜速度被达到。

然而，这里必须注意的是，泄压阀80的压力限值的提高仅可以发生在直至达到预定的第一最大倾斜压力的范围内，在该预定的第一最大倾斜压力以下能够避免单个液压部件的过载以及对其的损坏。

图2c示出了根据本发明的方法的另一个应用情况。在这里如同由液压控制装置30启动倾斜过程一样，也通过控制装置10控制施加所需的倾斜力。但是，如果在接下来的倾斜过程中发现由于所选择的压力限值而导致所能设定的倾斜力不足以相应地抬起机床，则通过提高泄压阀80的压力限值，而允许由控制器10控制施加更高的倾斜压力；然而，仅限于直至达到预定义的第一最大倾斜压力的范围内。如果压力限值能够被提高到允许致动器40能够相应地提升机床2的程度，则倾斜过程直到机床2的卸料完成才终止。否则，过程被中止并且通知操作员所需要的倾斜力是不能被允许的。

图3应简要显示机床2的负载与所需倾斜力之间的关系。根据实际的负载状态确定并施加所需的标称倾斜力，但仅限于直至达到第一最大倾斜力的范围。如果超过最大允许负载，则将倾斜力设定为预定义的第二最大倾斜力以下。