CN101094999A - 转速受限的静液压驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静液压驱动器，包括：液压泵(3)，其由驱动机构(2)驱动并抽吸到至少一个第一运行线路(4)；和压力线路(18)，其中所流动的馈送量取决于驱动机构(2)的速度。当所述压力线路(18)中的差压超出差压限制值时，压力介质就可以从第一运行线路(4)抽出。

Description

转速受限的静液压驱动器

技术领域

本发明涉及一种静液压驱动器。

背景技术

对于静液压驱动器，例如那些用于诸如移动驱动机构器中的静液压驱动器，置于闭合回路中的液压泵通常由驱动机构所驱动。液压泵通常通过两条运行线路连接到液压发动机。在特定的行进情况下，液压发动机可以在闭合液压回路中传输压力介质。在这种情况下，液压泵作为发动机来工作，并被传输于其中的压力介质所作用。如果在这种情况下，驱动发动机超出了制动负载，由于该制动负载对应于相应的转速，则驱动机构增大转速。因此，液压驱动器必须采取适当措施来防止驱动机构的转速被无法承受地增大从而使驱动机构受损。

从DE 102 41 950 A1中公知的措施是，在液压发动机下游的运行线路中设置节流阀。利用此阀可对运行线路中的流量进行节制。为实现此目的，节流阀的位置受到致动活塞的影响。致动活塞的位置则取决于节流阀下游运行线路的压力，并取决于根据驱动发动机转速的压力。

所提出的驱动器的缺点在于，必须通过节流点来传送整体传输量。在这种情况下，压力介质达到相当高的温度。另一缺点则在于，需要相当多的资源来对调节节流阀进行控制。除了致动汽缸以外，还需要另外的致动阀。

发明内容

本发明所基于的目的是构建一种静液压驱动器，其中，可以使用简单方式来限制驱动机构转速的增大。

通过根据本发明的具有权利要求1所述特征的静液压驱动器实现了上述目的。

对于本发明的静液压驱动器而言，基于的事实在于，在诸如馈送压力线路的压力线路中所流动的馈送量取决于驱动机构转速。因此，可使用差压阀对压力线路中的这种馈送量进行限定，如果此差压阀超过在此的差压值，就从运行线路中排出压力介质。由于从运行线路中排出了压力介质，则由液压发动机传输进入运行线路的压力介质仅有部分仍然继续传回到液压泵。因而就减少了经液压泵的压力介质流，从而避免无法承受地增大驱动机构的转速。静液压驱动器的特别的优点是，仅采用相对较低的压力来控制压力线路。其结果是，系统安全性增大而成本降低。

各从属权利要求中展开描述了根据本发明的静液压驱动器的优点。具体而言，优选利用馈送泵来产生取决于转速的压力，而馈送泵与液压泵一起被驱动机构联合驱动。由于馈送泵通常用作固定移位的泵，因此，通过此泵而传输的馈送量总是对应于驱动发动机的转速。

此外，为了能够从运行线路中排出压力介质，优选使用高压限制阀，因为在任何情况下都需要高压限制阀来限制运行线路中的最大允许运行压力。为实现此目的，压力线路中的差压一旦超过限制值，就根据运行线路中相应的主导压力打开高压限制阀，于是压力介质就能够经高压限制阀而从运行线路中排出。

可以采用特别简单的方式来保护静液压驱动器免于超速，因为可以通过差压控制阀从压力线路中直接致动高压限制阀。差压控制阀一旦察觉到压力线路中馈送量被增大，就将接通在高压限制阀方向上的流通。压力线路中的压力从而作用在高压限制阀的测量表面上，进而打开高压限制阀。其结果是，在例如箱容积的方向上接通流通，就打开了运行线路。

进一步，特别优选的是，第一运行线路为闭合液压回路的一部分，在闭合回路中，液压泵经两条运行线路连接到液压发动机。在这种情况下，无论向前行进还是后向行进，均能以简单的方式来保护驱动机构使其免于转速过高。为实现此目的，两条运行线路中每一条均配有高压限制阀，从而可以根据相应的行进方向单独打开这两个高压限制阀，而如果压力线路中出现压力超载的情况就一起打开。

进一步，这两个高压限制阀优选地分别作为第一运行线路和第二运行线路的馈送阀单元的一部分，从而通过在一条运行线路中打开高压限制阀并经过另一条运行线路的馈送阀而使液压回路短路。以此方式，实现了两个液压回路，而其中只有一个将液压泵导通。因而，所划分的压力介质的流体并不会无法承受地增大驱动机构的转速。

附图说明

根据本发明的静液压驱动器的优选示例性实施例展现于各附图中，并参照下文描述得到说明。各附图如下：

图1显示了根据本发明的静液压驱动器的第一示例性实施例；和

图2显示了根据本发明的静液压驱动器的第二示例性实施例。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的静液压驱动器1的第一示例性实施例。所述静液压驱动器具有驱动机构2。驱动机构2优选为柴油发动机。驱动机构2驱动液压泵3。液压泵3优选为能够沿着两个方向旋转的静液压轴向活塞机构。为了驱动液压泵3，液压泵3通过驱动轴23连接到驱动机构2。

液压泵3可调节其传输量，并可传输进入第一运行线路4或进入第二运行线路5。液压泵3所传输的压力介质驱动液压发动机22，然后液压发动机22通过驱动轴24驱动车辆。调节装置6提供用于调节液压泵3的传输方向和传输量。调节装置6具有致动汽缸，在该致动汽缸中设置有致动活塞7。致动活塞7将致动汽缸分为第一致动压力室8和第二致动压力室9。

分别在第一致动压力室8和第二致动压力室9中主导的致动压力以液压力的方式作用于致动活塞7。此外，在第一致动压力室8和第二致动压力室9中设置有相应的定心弹簧，在第一致动压力室8和第二致动压力室9处于压力平衡的情况下，所述弹簧将致动活塞7复位到中心位置。在此中心位置，液压泵3的调节机构连接到致动活塞7，并且液压泵3设置为零传输量。

致动压力控制阀10用于在第一致动压力室8和第二致动压力室9中调节压力。利用两个连接部11′、12′，致动压力控制阀10经第一致动压力线路11连接到第一致动压力室8，并经第二致动压力线路12连接到第二致动压力室9。

利用第一螺线管13和第二螺线管14，致动压力控制阀10自身即可对其位置进行调节。在图1中，所示的致动压力控制阀10处于中性位置(neutralposition)。在致动压力控制阀10处于中性位置时，第一致动压力线路11和第二致动压力线路12分别被致动压力供给线路15和溢流线路16节流。

可能的最大致动压力经致动压力供给线路15施加到致动压力控制阀10的输入15′。致动压力控制阀10的输出16′经溢流线路16连接到箱容积17。当致动压力控制阀10处于前述中性位置时，致动压力控制阀10的所有四个连接部以节流方式互连，并可通过将控制电流施加到第一螺线管13或施加到第二螺线管14，使致动压力控制阀10移位而离开中性位置。举例而言，如果将电流施加到第一螺线管13，则致动压力控制阀10朝向其第一端位置的方向移位。

当致动压力控制阀10处于第一端位置时，致动压力供给线路15连接到第一致动压力线路11，使得在致动压力供给线路15中的主导压力通过致动活塞7的面向第一致动压力室8的一侧而作用于致动活塞7。同时，第二致动压力线路12经溢流线路16连接到箱容积17。因此，在第一致动压力室8中和第二致动压力室9中产生不同的致动压力，其结果是，致动活塞7向图1的右方移位。

相反地，致动信号也可施加于第二螺线管14，使得第二螺线管14将致动压力控制阀10朝向其第二端位置的方向移位。当致动压力控制阀10处于第二端位置时，致动压力线路15连接到第二致动压力线路12，而溢流线路16连接到第一致动压力线路11。相应地，现在对第二致动压力室9加压，同时第一致动压力室8沿着箱容积17的方向溢流。其结果是，致动活塞7朝向图1中的左方进行致动运动。

如果第一螺线管13或第二螺线管14未被施加致动信号，则致动压力控制阀10仅受到两个定心弹簧的作用，所述定心弹簧将致动压力控制阀10沿着其中性位置的方向复位。在此中性位置，致动压力控制阀10的所有四个连接部被再次互连，从而使第一致动压力室8中的压力与第二致动压力室9中的压力相平衡。同样地，被设置在致动压力室8和9中的弹簧将致动活塞7拉回到其中间位置。致动活塞7的致动运动通过联接杆33反馈回致动压力控制阀10。

为了防止致动活塞7致动运动过于快速，在致动压力控制阀10与调节装置6之间，在第一致动压力线路11和第二致动压力线路12中设置相应的节流阀。相应的致动压力测量连接部11″和12″从致动压力线路11和12向外引出，以便分别监测作用于致动压力室8和9上的致动压力。

利用两个螺线管13和14，致动压力控制阀10可被置于上述两个端位置之间的任意位置处。因此，分别被供给到致动压力室8和9的致动压力只要较小即可。在致动压力供给线路15中主导的压力形成了可调致动压力的上限。为了对致动压力供给线路15施加压力，致动压力线路15连接到馈送压力线路18。致动压力节流阀25′置于致动压力线路25中，致动压力线路25将馈送压力线路18连接到致动压力供给线路15。

为了对馈送压力线路18加压，提供馈送泵19，其通过过滤器20和抽吸线路21而将压力介质抽出箱容积17并将其传输进入馈送压力线路18中。在这种情况下，馈送泵19优选地通过驱动轴部分23′而被驱动机构2驱动。馈送泵19被设置为仅沿着一个方向传输，并优选地实现为固定排量的泵。因而，由馈送泵19传输的馈送量直接取决于驱动机构2的转速。

只要液压运行回路不存在来自两个运行线路4和5的压力，馈送泵19就将压力介质传输到该运行回路中。为实现此目的，馈送压力线路18一方面连接到馈送泵19的传输侧，另一方面连接到第一连接线路27。第一连接线路27将第一运行线路4连接到第二运行线路5。

在第一运行线路4与馈送压力线路18进入第一连接线路27的开口之间设置第一馈送阀单元28。同样地，在第二运行线路5与馈送压力线路18进入第一连接线路27的开口之间设置第二馈送阀单元29。第一馈送阀单元28具有止回阀30和与其并联设置的高压限制阀31。止回阀30的取向为朝向第一运行线路4打开。因此，只要馈送压力线路19中所主导的压力高于第一运行线路4中所主导的压力，馈送泵10就可通过馈送压力线路18和第一连接线路27对第一运行线路4进行加压。不过，如果在第一运行线路4中的主导压力超过馈送压力线路18的压力，则止回阀30关闭。

为了防止在第一运行线路4中出现临界压力，当压力值高于临界压力值时高压限制阀31打开，使得压力介质可流出第一运行线路4。为实现此目的，利用第一调节弹簧32将力施加于高压限制阀31。第一运行线路4的压力在压力测量表面上沿相反方向作用于高压限制阀31，所述压力通过第一迂回线路34而供给到此压力测量表面。

在所示的实施例中，高压限制阀31实现为压力限制阀。在连接线路27中或在馈送压力线路18中的主导压力的液压力，沿着与第一调节弹簧32的力的相同方向作用于高压限制阀31的另一压力测量表面上。为实现此目的，连接线路27通过第二迂回线路35连接到高压限制阀31的所述另一测量表面。

第二馈送阀单元29的结构类似于至此所述的第一馈送阀单元28的结构。这意味着，如果在第一运行线路4中的压力升高而高于临界值，则打开第一馈送阀单元28的高压限制阀31，因而第一运行线路4沿着馈送压力线路18的方向溢流。如果在第二运行线路5中的压力低于馈送压力线路18中的压力水平，则打开第二馈送阀单元29的止回阀，已经通过第一运行线路4的第一馈送阀单元28而被排出的压力介质经第二馈送阀单元29流出而进入第二运行线路5中。不过，如果第二运行线路5中的压力也高于馈送压力线路18中的压力，就设置馈送压力限制阀36来保护馈送压力线路18。

馈送压力限制阀36同样为弹簧加载压力限制阀。在馈送压力线路18中主导的馈送压力作用于馈送压力限制阀36，该馈送压力与所述弹簧的力反向。如果所述馈送压力超过临界值，例如25bar，则馈送压力限制阀36沿着其打开位置的方向而设置。在其打开位置，馈送压力限制阀36将馈送压力线路18连接到箱容积17。

如果由于临界压力而使得第一运行线路4经第一馈送阀单元28或其高压限制阀31而溢流，而且被排出的压力介质被抽离而进入馈送压力线路18中，则由于压力增大而高于例如25bar触发馈送限制阀36打开，就防止了在馈送压力线路18中压力增大而超过限制值。相应地，从第一运行线路4中排出的压力介质，通过连接线路27和馈送压力线路18并通过馈送压力限制阀36，而被溢流进入箱容积17中。

高压限制阀31也可根据在第一运行线路4中和在第三测量线路37中的主导压力而被置于打开位置，在所述打开位置，允许流通的连接可以从第一运行线路4开始沿着馈送压力线路18的方向。为实现此目的，高压限制阀31具有控制压力测量表面37′，在此控制压力测量表面37′，相反于第一调节弹簧32的力而作用的液压力可被施加于高压限制阀31。为实现此目的，可通过第三测量线路37而将控制压力施加于高压限制阀31的控制压力测量表面37′。到第三测量线路37的远离高压限制阀31而面向的末端处连接有差压控制阀38的输出。

第一弹簧39沿着差压阀38中性位置的方向而将力施加于差压阀38。第二弹簧40的力沿着相反的方向作用于差压阀38。沿着与第一弹簧39的力的相同方向，液压力沿着差压阀38的中性位置的方向而作用于传输压力测量表面上。所述传输压力测量表面通过传输压力测量线路41连接到馈送压力线路18。在馈送泵19的传输侧输出处的主导压力通过传输压力测量线路41而起作用。在向传输压力测量线路41分支的下游处，馈送压力节流阀26被设置在馈送压力线路18中。在从馈送压力节流阀26始的下游处，差压阀38的馈送压力输入42连接到馈送压力线路18。同样地，在从馈送压力节流阀26始的下游处，馈送压力测量线路43从馈送压力线路18分支，并且沿着与第二弹簧40的相同方向而将从馈送压力节流阀26始的下游处的馈送压力线路18中的主导馈送压力施加于差压阀38的另一个测量表面处。

如果驱动机构2的转速降低并进而使馈送泵19的转速降低，则通过馈送压力节流阀26的流量也降低。其结果是，通过传输压力测量线路41和馈送压力测量线路43而供给到相应测量表面的压力，在差压阀38处得以平衡。在差压阀38上结果形成的液压力取决于相应受力的测量表面的尺寸。通过适当地选择相对于彼此的表面比率，就可以设置差压阀38打开处的馈送量。

由馈送泵19产生的馈送量对应于驱动机构2的特定转速，该馈送泵19以牢固方式机械连接到驱动机构2。如果达到由此限定的差压限制值，则差压阀38被致动并随之将馈送压力输入42连接到第三测量线路37。

因此，与第一调节弹簧32的力作用相反的液压力，通过第三测量线路37而施加于高压限制阀31。这意味着，根据在第一运行线路4中主导的运行压力并根据在第三测量线路37中的压力而打开高压限制阀31，此压力取决于转速。然后，随着高压限制阀31的打开，压力介质能够从第一运行线路4排出。压力介质流通过作为以超速模式(overrun mode)的泵而工作的液压发动机22而传输进入第一运行线路4中，因而该压力介质流被划分为沿着液压泵3的方向向前的第一分流，和通过高压限制阀31而被抽离的第二分流。通过高压限制阀31而抽离的流量可按照前述的方式流动离开，即，通过第二馈送阀单元29的止回阀并沿着第二运行线路5的方向而流动，从而使运行线路4和5经高压限制阀31和第二馈送阀单元29形成液压短路。然后，驱动机构2仅被较小扭矩持续驱动，该扭矩随着运行线路中的压力降低而减小。驱动机构2并未超速。

只要驱动机构2的转速处于非临界范围内，而且相应地，馈送泵19的馈送量并不在馈送压力节流阀26处产生高于差压限制值的差压，则差压阀38保持非致动状态。在这种情况下，高压限制阀31的作用仅仅是保护第一运行线路4。

另外还提供压力截止阀单元44，以便在运行线路4和5中的一个中发现临界压力时将转动过分的液压泵3转回。

利用压力截止阀单元44，致动压力供给线路15可连接到箱容积17，使得致动压力供给线路15沿着箱容积17的方向而被溢流。其结果是，在致动压力室8和9中的一个中不存在另外的可用致动压力，而且致动压力室8和9均处于同样低的压力水平。致动活塞7因而通过压缩弹簧而居中，而液压泵3沿着排空传输量的方向移位。

为实现此目的，压力截止阀单元44具有压力截止阀45，致动压力供给线路15可通过压力截止阀45连接到箱容积17。压力截止阀45在其中性位置通过可调节的压缩弹簧而被保持在关闭位置，在此关闭位置，不存在允许在致动压力供给线路15与箱容积17之间流通的连接。运行线路压力可被施加于压力截止阀45，该压力与所述可调节弹簧的力相反。所述运行线路压力通过往复阀46供给到压力截止阀45。往复阀46将主导较高压力的运行线路4或5反复地连接到压力截止阀45的相应测量连接部。为实现此目的，往复阀46被置于第二连接线路47中。往复阀46的输出连接到压力截止阀45的测量连接部。

在被置于抽吸线路21中的过滤器20不足以胜任的情况下，提供过滤器输入线路49。压力介质经馈送泵19供给到过滤器输入线路49，过滤器输入线路49可连接有另外的过滤器，该过滤器的输出连接到过滤器输出线路50。为此，在附加过滤器的情况下，由馈送泵19传输的压力介质实际上也流经上述过滤器，在馈送压力线路18中提供插塞52。为了在上述过滤器阻塞的情况下可以进行进一步防护，提供压力溢流线路51，如果上述过滤器中的压力梯度超过临界值，则压力溢流线路51能够连接到上述过滤器的输入侧上。压力溢流线路51连接到馈送泵19的入口侧。

图2中所显示的示例性实施例与图1中的示例性实施例不同之处在于，不仅第一馈送阀单元28具有可根据第一运行线路4中的主导压力而被致动的高压限制阀31，而且第二馈送阀单元29也具有相应的高压限制阀31′。同样可以根据第二运行线路5中的主导压力打开所述相应的高压限制阀31′，从而可以从第二运行压力线路5中排出压力介质。

因此，第二馈送阀单元29在结构上与第一馈送阀单元28相同。根据驱动机构2的转速，压力经第三测量线路37供给到高压限制阀31，并供给到第二馈送阀单元的相应的高压限制阀31′。通过第三压力测量线路37的部分37a，压力被供给到第二馈送阀单元29的相应的高压限制阀31′的控制压力测量表面37a′。为实现此目的，第三测量线路37的部分37a从高压限制阀31的连接部引向相应的高压限制阀31′的相应的控制压力测量表面37a′。与图1中的示例性实施例不同的是，驱动机构2在两个行进方向上均受到保护。

高压限制阀31与第二馈送阀单元29的相应的高压限制阀31′的同时致动，足以保护驱动机构2免于转速过高。由于压力介质总是分别从液压发动机22下游的运行线路4或5通过第一馈送阀单元28或第二馈送阀单元29排出，因此，总流量也始终确定地被划分为通过液压泵3的流量和被排出的流量部分。因此，保护驱动机构2免于转速过高这一目标的实现，与如下情况无关，即，是否同样打开了相应的另一馈送阀单元。

另一方面，只要液压发动机22下游处的运行线路所分配的高压限制阀31或31′总是根据行进方向打开，则可提供阀而使第三测量线路37中的主导压力供给到高压限制阀31或相应的高压限制阀31′。此阀例如为3/2路阀，其可根据行进方向和/或根据两个运行线路4与5之间的压力梯度而在所述两个工作位置之间进行调节。

本发明并不局限于所示的各示例性实施例，而是可将所述示例性实施例的所有特征进行相互组合。

除了如在示例性实施例中所描述的利用高压限制阀来排出压力介质以外，也可利用节流阀或流量调节器来实现将压力介质从运行线路4或5中排出。于是，流量控制器或节流阀为了实现致动的目的而被相应地连接到第三测量线路37。

Claims (9)

1、一种静液压驱动器，具有：

液压泵(3)，其由驱动机构(2)驱动，并至少传输进入第一运行线路(4)；和

压力线路(18)，其中所流动的馈送量取决于所述驱动机构(2)的转速，

其特征在于，

如果在所述压力线路(18)中的差压超过差压限制值，那么压力介质能够从所述第一运行线路(4)排出。

2、根据权利要求1所述的静液压驱动器，

其特征在于，

为了将压力介质从所述第一运行线路(4)排出，保护所述第一运行线路(4)免于承受过度运行压力的高压限制阀(31)可被置于打开位置。

3、根据权利要求1或2所述的静液压驱动器，

其特征在于，

为了产生取决于转速的馈送量，所述压力线路(18)连接到由所述驱动机构(2)所驱动的馈送泵(19)。

4、根据权利要求1-3中任一权利要求所述的静液压驱动器，

其特征在于，

为了打开所述高压限制阀(31)，所述高压限制阀(31)可通过差压阀(38)连接到所述压力线路(18)。

5、根据权利要求1-4中任一权利要求所述的静液压驱动器，

其特征在于，

所述液压泵(3)通过所述第一运行线路(4)连接到液压发动机(22)，还通过第二运行线路(5)连接到所述液压发动机(22)。

6、根据权利要求5所述的静液压驱动器，

其特征在于，

所述高压限制阀(31)和与所述第二运行线路(5)对应的高压阀(31′)，分别保护所述第一运行线路(4)和所述第二运行线路(5)免于承受过度压力。

7、根据权利要求6所述的静液压驱动器，

其特征在于，

如果所述压力线路(18)中的差压超过差压限制值，则所述高压限制阀(31)和所述对应的高压限制阀(31′)可被置于打开位置。

8、根据权利要求1所述的静液压驱动器，

其特征在于，

设有流量调节器，用于将压力介质从所述第一运行线路(4)排出。

9、根据权利要求1所述的静液压驱动器，

其特征在于，

设有节流阀设置，用于将压力介质从所述第一运行线路(4)排出。

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