CN100406294C - 用于两个液压回路的具有泵侧液压流体量分配的液压静力传动系统 - Google Patents

用于两个液压回路的具有泵侧液压流体量分配的液压静力传动系统 Download PDF

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Abstract

液压静力传动系统包括至少一个液压泵(100)和至少两个液压马达(104，109)。液压泵(100)将液压流体总流量分成至少两个部分液压流体流量，部分流量在液压泵(100)的公共缸筒(23)中的部分输送线路(101，102)中输送。驱动第一传动线路(105)的第一液压马达(104)的第一接头(103)连接到液压泵(100)的第一部分输送线路(101)的第一接头(38)，第二接头(107)连接到液压泵(100)的第一输送线路(101)的第二接头(38’)。驱动第二传动线路(111)的第二液压马达(109)的第一接头(108)连接到液压泵(100)的第二部分输送线路(102)的第一接头(56)，第二接头(113)连接到液压泵(100)的第二部分输送线路(102)的第二接头(56’)。

Description

用于两个液压回路的具有泵侧液压流体量分配的液压静力传动系统
技术领域
本发明涉及用于两个液压回路的、具有泵侧液压流体量分配的液压静力传动系统。
背景技术
如EP 0 378 742 A2中描述的，设计用于转弯操作的液压行程传动装置具有两个相互分离的液压回路，每个液压回路是由液压泵和液压马达组成。以这种方式，在通过液压行程传动装置执行转弯操作的情况下，可以通过两个液压泵分离地向两个液压马达输送不同量的液压流体。
根据EP 0 378 742 A2的液压行程传动装置的特征在于，很难凭借两个液压泵为两个液压马达传送直线前进所需的等量的液压流体。如下事实增加了该难度，在通过液压行程传动装置直线前进的情况下，如果一个传动线路(drive line)打滑或甚至自旋，附属的液压回路中的液压流体量显著增大，使得没有打滑或自旋的另一个传动线路的液压马达在每种情况下，被液力“桥接”。因此，液压行程传动装置停止工作。
而且，EP 0 378 742 A2中的液压静力行程传动装置的缺点是将两个分离的液压泵用于两个液压回路，和由此产生的长的轴向总长度。
发明内容
因此，本发明的目的是要进一步开发一种液压静力行程传动装置，在这种装置中，为了避免一个传动线路的打滑或旋转，使用了设计成具有基本上比由两个分离的泵构成的泵单元更为简单的结构的泵单元。
本发明的目的是凭借一种具有至少一个液压泵和至少两个液压马达的液压静力传动系统实现的。
该液压回路由两个传动线路构成，每个传动线路由液压马达驱动，而液压马达又是通过液压泵供给一定量的液压流体。为此目的，根据本发明，在属于根据本发明的液压静力传动系统的液压泵的公共缸筒中，液压泵具有两个部分输送线路，每个部分输送线路输送一部分液压流体流量。根据本发明，根据本发明的液压静力传动系统的液压泵的两个部分输送线路，承担了EP 0378 742 A2中液压静力行程传动装置的两个液压泵的功能。由于从构造上看，根据本发明的液压泵的两个部分输送线路能够产生它们的液压流体的输送流量彼此保持特定的固定比率的效果，因此凭借向没有发生打滑或旋转的另一个传动线路供给恒定的液压流体输送流量，可以抑制提供给打滑或旋转的液压马达的液压流体的输送流量升高。以这种方式，可以防止两个液压马达中的一个液压马达打滑或旋转。
与EP 0 378 742 A2中的液压静力行程传动装置比较，本发明有单泵系统。其特征在于，较小的结构空间，特别是较小的轴向总长度，和减少的管道系统的费用。与双泵系统相比，根据本发明的液压静力传动系统不需要机械地连接各个泵的分配传动机构，这又可以减小结构所需的空间，并且使得磨损引起的维护和检查费用变为不必要的。
从属权利要求中指出了本发明的有利改进。
在传动线路不打滑情况下，可以经由启动的二位二通阀(2/2-way valve)来实现两个工作管道之间的流量平衡，以便在转弯的情况下，保证在送入和送出端连接到液压泵的两个部分输送线路的两个接头的两个工作管道之间的差异的平衡。所述二位二通阀也可以集成在液压泵中送入和送出端上。
附图说明
在附图中示出了本发明实施例的一种形式，并且在以下更为详细地说明。
图1示出了属于根据本发明的具有在泵的液压流体量分配的液压传动系统的液压泵的纵向剖面图；
图2示出了根据本发明的具有在泵的液压流体量分配的液压传动系统的液压泵的纵向剖面图的细节放大视图；和
图3示出了根据本发明的具有在泵的液压流体量分配的液压传动系统的实施例的一种形式的回路图。
具体实施方式
以下参考图1和2，说明根据本发明的具有在泵的液压流体量分配的液压传动系统的液压泵100的一个示例性实施例。
图1中所示的液压泵100的纵向剖面图显示了如何通过泵外壳3的一端的滚柱轴承2安装公共传动轴1。公共传动轴1附加地安装在设置在连接板5中的滑动轴承4中，其中连接板5封闭泵外壳3的相反一端。
构造在连接板5中的是从右面轴向穿过连接板的孔洞6，在孔洞6中一方面放置着滑动轴承4，另一方面公共传动轴1穿过孔洞6。在连接板5远离泵外壳3的一侧，辅助泵7插在孔洞6中的径向加宽部分中。为了驱动辅助泵7，公共传动轴1具有与辅助泵轴9上的对应齿系统啮合的齿系统8.1。辅助泵轴9借助第一辅助泵滑动轴承10安装在孔洞6中，并且借助第二辅助泵滑动轴承11安装在辅助泵连接板12中。
与内齿轮14啮合的齿轮13设置在辅助泵轴9上。以可旋转方式设置在辅助泵连接板12中的内齿轮14可以由辅助泵轴9经过齿轮13驱动，从而最终通过公共传动轴1驱动。用于辅助泵7的抽吸侧和压缩侧接头(connection)构造在辅助泵连接板12中。辅助泵7通过安装在连接板5上的盖15固定在连接板5中的孔洞6的径向加宽部分中的适当位置上。
滚柱轴承2的内圈固定在公共传动轴1的轴向方向的适当位置上。内圈的一侧紧靠在公共传动轴1的轴环16上，而另一侧被插在公共传动轴1的槽中的保持环17固定在此轴向位置上。滚柱轴承2相对于泵外壳3的轴向位置是由插在轴孔19中的环形槽中的保持环18确定的。密封环20并且最终另一个保持环21也在泵外壳3的外侧的方向设置在轴孔19中，保持环21插在轴孔19中的环形槽中。
传动齿系统22构造在公共传动轴1的从泵外壳3突出的一端，其中液压泵由未示出的驱动引擎经由传动齿系统22驱动。
设置在泵外壳3内部的是缸筒23，缸筒23具有穿过公共传动轴1的中心通孔24。缸筒23经过另一个传动齿系统25，以抗扭转固定但是在轴向方向上可移动的方式，连接到公共传动轴1，从而可以将公共传动轴1的旋转运动传递到缸筒23。
第一支撑垫圈27紧靠的另一个保持环26，插在构造在中心通孔24中的槽中。第一支撑垫圈27形成压缩弹簧28的第一弹簧座。压缩弹簧28的第二弹簧座是由支撑在附加传动齿系统25的端面上的第二支撑垫圈29形成的。从而，压缩弹簧28在每种情况下都可以将反轴向方向的力一方面作用在公共传动轴1上，而另一方面作用在缸筒23上。公共传动轴1以使得滚柱轴承2的外圈能够支撑在保持环18上的方式装入。
在相反的方向上，压缩弹簧28作用在缸筒23上，缸筒23是由构造在缸筒23端面上的球形凹部30保持紧靠控制板31的。反过来，控制板31又以远离缸筒23的一侧，以密封的方式紧靠在连接板5上。缸筒23借助球形凹部30对中，球形凹部30与控制板31上的适当球形轮廓相对应。
控制板31在径向上的位置是由滑动轴承4的外圆周固定的。为此，滑动轴承4仅部分地插入到连接板5的孔洞6中。
缸膛32以普通的节圆分布的方式结合在缸筒23中，可以在所述缸膛32中纵向移动的活塞33设置在缸膛32中。在远离球形凹槽30的端部，活塞33部分地从缸筒23中突出。在这一端，滑靴34固定到每个活塞33，活塞33经过滑靴34支撑在旋转盘36上的运行表面35上。
为了产生活塞33的冲程运动，旋转盘36的运行表面35与中心轴线形成的角度是可变的。为此目的，旋转盘36可以通过调节装置37调节它的倾斜角。旋转盘36安装在泵外壳3中的滚柱轴承中，以便吸收滑靴34传递到旋转盘36的力。
为了将液压泵100连接到第一液压回路和第二液压回路，在连接板5中提供有第一接头38、第二接头38’、第三接头56和第四接头56’。图1中示出了可以经过控制板3 1以未示出的方式连接到缸膛32，并且可以形成第一液压回路的液压泵100的第一部分输送线路101的第一接头38和第二接头38’。图1中未示出的第三和第四接头56和56’可以用类似的方式连接到缸膛32，并且形成第二液压回路的液压泵100的第二部分输送线路102。
图2中示出了泵外壳3内部中相互作用的部件的放大视图。
在远离运行表面35的一侧，旋转盘36支撑在滚柱轴承39上，滚柱轴承39的圆筒形滚柱由轴承保持架40保持。为了保证圆筒形滚柱在每次旋转运动之后，可靠地返回到其原始位置，将轴承保持架40固定到保持机构41，通过保持机构41，轴承保持架40在转出和转回时都能执行受控的运动。
为了执行旋转运动，旋转盘36连接到滑块42，滑块42绕位于附图平面中的轴线以未示出的方式转动旋转盘36。
在图1中用32一般表示的缸膛被细分成第一缸膛组32.1和第二缸膛组32.2。如同在图1的评述中简略地说明的那样，滑靴34设置在每个活塞33的远离控制板31的一端。滑靴34通过孔洞固定到活塞33的球形头，使得滑靴34能够以活动的方式固定在活塞33上，并且可以传递拉力和压力。
滑动表面43构造在滑靴34上，通过滑动表面43，在旋转盘36的运行表面35上支撑滑靴34，并因此支撑活塞33。在滑动表面43中构造有润滑油槽，润滑油槽经过润滑油输送管44连接到构造在缸筒23中的缸膛32，润滑油输送管44构造在滑靴34中并且以润滑油孔44’的形式延伸在活塞33中。
由于滑靴34支撑在运行表面35上，所以当公共传动轴1旋转时，活塞33执行冲程运动，这种运动的结果使得缸筒23中的液压缸空间中的压力介质被加压。此压力介质中的一些流出到滑动表面43上，从而形成滑靴34在运行表面35上的流体动力轴承。
为了将压力介质从液压缸空间输送到第一或第二液压回路，在每种情况下，第一连接管45.1和第二连接管45.2分别连接到第一缸膛组32.1和第二缸膛组32.2。第一和第二连接管45.1和45.2分别从第一缸膛组32.1和第二缸膛组32.2延伸到在缸筒23的一个端面46上构造的球形凹部30。
轴向穿过控制板31的第一控制穴48和第二控制穴49构造在以抗扭转的方式连接到连接板5的控制板31中。
优选也将第三控制穴50和第四控制穴51构造在控制板31中。在把第一和第三控制穴48和50经过连接板5分别连接到第一液压回路的工作管道52和53的同时，第二控制穴49和第四控制穴51分别以对应的方式连接到第二液压回路的工作管道54和55。
第一和第三控制穴48和50与缸筒23的纵向轴线520相距相同的第一距离R1’，这个距离小于相距纵向轴线520的第二距离R2’，第二控制穴49和第四控制穴51相距纵向轴线520的距离同样是R2’。在公共传动轴1旋转一周的过程中，第一连接管45.1又连接到第一控制穴48和第三控制穴50，从而，由于设置在第一组的缸膛32.1中的活塞33的冲程运动，使得压力介质(例如，经过第三控制穴50)吸入，并且经过第一控制穴48，泵送到处于压力侧的第一液压回路的工作管道52或53。为此目的，第一连接管45.1在相距缸筒23的纵向轴线520的第一距离R1处，对缸筒23的端面46敞开，这个第一距离R1分别对应于第一和第三控制穴48和50相距缸筒23的纵向轴线520的第一距离R1’。
在所述的示例性实施例中，第一连接管45.1在缸筒23中的设置方式使得它们具有径向的方向分量，这样的结果使得在端面46上的出口的第一距离R1小于第一连接管45.1的相反一端的距离。因此，第二连接管45.2在第二距离R2上向缸筒23的端面46敞开，第二距离R2对应于第二和第四控制穴49和51相距纵向轴线520的第二距离R2’。从而，在公共传动轴1旋转一周的过程中，第二组的缸膛32.2经过第二连接管32.2交替地连接到第二和第四控制穴49和51。
为了防止滑靴34在吸入冲程期间从旋转盘36的运行表面35脱离，提供了下压板530，下压板530以为此目的提供的偏移量环绕滑靴34啮合。下压板530具有球形中心孔洞540，通过球形中心孔洞540下压板530支撑在支撑头550上，其中支撑头550设置在缸筒23的与端面46相反的一端。
图3示出了根据本发明的具有泵液压流体量分配的液压传动系统的实施例的一种形式，实施例的这种形式使用了根据以上说明的本发明的具有两个部分输送线路101和102的液压泵100。
液压泵100的第一部分输送线路101的第一接头38经过第一工作管道52连接到第一液压马达104的第一接头103。第一液压马达104经过第一传动线路105驱动车辆的第一车轮106。第一液压马达104的第二接头107经过工作管道55连接到液压泵100的第一部分输送线路101的第二接头38’。液压泵100的第二部分输送线路102的第一接头56经过工作管道54连接到第二液压马达109的第一接头108。第二液压马达109经过第二传动线路111驱动车辆的第二车轮112。第二液压马达的第二接头113经过工作管道53连接到根据本发明的液压泵100的第二部分输送线路102的第二接头56’。在任何情况下，为了排放泄漏的液压流体，第一和第二液压马达104和109的泄漏流体都连接到液压油箱115。
可调节液压流体量的液压泵100利用它的两个部分输送线路101和102，经过图3中未示出的传动轴机械连接到辅助泵114。辅助泵114将液压流体从油箱115输送到馈送管道116。经过限压阀117，将馈送管道116中的液压流体的压力设置到特定水平。如果工作管道52、53、54和/或55中的压力降低，那么，在任何情况下，经过单向阀118将液压流体从馈送管116向回馈送到工作管道52、53、54和/或55中。如果工作管道52、53、54和/或55中发生过压，那么在任何情况下，用已知的方式经过过压阀119将过压从携带过压的工作管道52、53、54和/或55排放到馈送管道116中。具有两个部分输送线路101和102的液压泵100、辅助泵114、限压阀117以及四个单向阀118和四个过压阀119一同形成了泵单元120。
在任何情况下，可调节的液压泵100的两个部分输送线路101和102分别经过工作管道52和55以及第一液压马达104，和经过工作管道53和54以及第二液压马达109形成独立的液压回路。但是，由于液压流体的两个输送量彼此之间保持特定的固定比率，所以这两个液压回路相对于它们各自的液压流体输送量是相互耦连的。如上所述，作为可调节液压泵100中的第一和第二输送线路101和102的构造设计的结果，实现了两个液压回路的液压流体的输送量的固定比率。
因此，如果在马路的表面上车轮106或112缺乏附着力的情况下，发生了车轮106或112的滑动或旋转，则可消除第一液压马达104或第二液压马达109中液压流体流量的对应增高。由于液压泵100的第一和第二输送线路101和102中的液压流体的两个输送量是耦连的(coupled)，所以，通过在任何情况下输送量保持不变的其它输送线路102或101中的液压流体的输送量，可防止由于车轮106或112的打滑或旋转造成的第一或第二输送线路101或102中的液压流体输送量的提高。可调节的液压泵100中输送线路液压地连接到没有打滑和旋转的液压传动线路105或111，因而可调节的液压泵100的第一输送线路101或第二输送线路102中的液压流体输送量，可“制动”连接到打滑或旋转的液压传动线路111或105的液压回路的第一输送线路101或第二输送线路102中的液压流体的输送流量的升高。
由于不同的车轮路径，转弯操作在第一液压马达104或第二液压马达109处导致不对称的压力状态。在任何情况下，通过插入二位二通阀123和124，可以桥接车轮回转时工作管道52和54或53和55之间的这种压力差。如果在转弯情况下和当车轮106或112没有打滑时，车辆的控制电子器件切断了这些二位二通阀123和124，那么特定的二位二通阀切换到打开状态，其中特定的工作管道52和54或53和55液力地相互连接。以这种方式，因减小了工作管道52和54或53和55之间的压力差，所以在工作管道52和54或53和55之间发生液体均衡流动。
本发明不限于所述实施例的形式，而是也可以用于驱动履带式车辆或驱动两个以上的车轮。

Claims (6)

1.一种具有至少一个液压泵(100)和至少两个液压马达(104，109)的液压静力传动系统，其特征在于，其中液压泵(100)将液压流体的总流量分成至少两个部分液压流体流量，每个部分液压流体流量在属于液压泵(100)的公共缸筒(23)中的部分输送线路(101，102)中输送，并且其中驱动第一传动线路(105)的至少一个第一液压马达(104)通过其第一接头(103)连接到液压泵(100)的第一部分输送线路(101)的第一接头(38)，通过其第二接头(107)连接到液压泵(100)的第一部分输送线路(101)的第二接头(38’)，并且驱动第二传动线路(111)的至少一个第二液压马达(109)通过其第一接头(108)连接到液压泵(100)的第二部分输送线路(102)的第一接头(56)，通过其第二接头(113)连接到液压泵(100)的第二部分输送线路(102)的第二接头(56’)。
2.根据权利要求1所述的液压静力传动系统，其特征在于，
如果需要，在任何情况下，在两个特定工作管道(52和54，53和55)中的两个部分液压流体流量之间，发生用于均衡差异的均衡流，其中所述工作管道在任何情况下与液压泵(100)的两个第一或第二接头(38和56，38’和56’)相连。
3.根据权利要求2所述的液压静力传动系统，其特征在于，
在任何情况下，经由连接在两个工作管道(52和54，53和55)之间并且如果需要则关闭的二位二通阀(123，124)，实现两个部分液压流体流量之间的均衡流。
4.根据权利要求3所述的液压静力传动系统，其特征在于，
在任何情况下，所述两个二位二通阀(123，124)中的一个集成到液压泵(100)中送入和送出端上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压静力传动系统，其特征在于，液压泵(100)被设计为调节泵。
6.根据权利要求5所述的液压静力传动系统，其特征在于，每个液压马达(104，109)被设计为固定排量式马达、扭矩马达和/或调节马达。
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