CN102232148B - 具有冲洗装置的静液压驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静液压驱动装置，包括可以从中性位置调节到第一和相反的第二输送方向的液压泵(2)。液压泵(2)在闭式回路中与液压负载(3，30)连接。液压回路具有冲洗装置。冲洗装置包括冲洗阀(12)和压力保持阀(14)。压力保持阀(14)具有第一打开压力并且可调节到位于更高的第二打开压力。

Description

具有冲洗装置的静液压驱动装置

本发明涉及一种具有冲洗装置的静液压驱动装置。

带有闭式回路的静液压驱动装置具有问题，即在连续运行中出现压力介质的加热。与开式回路中不同，在此处不是自动地总是从压力介质储箱中抽吸用于运行需要的新鲜压力介质。因此在静液压闭式回路中已知的是设置冲洗（清污）装置。这种冲洗装置在静液压闭式回路的低压侧取出一定的压力介质量，该压力介质量通过供给装置再输入。由供给装置再输入的压力介质从一个压力介质储箱中取出并且必要时借助于附加的冷却器冷却。由此可以降低闭式液压回路中的温度上升或者在理想情况下保持恒定。如果在闭式回路中设置一个可以从其中性位置在两个不同的输送方向上偏转出来的液压泵，如例如在DE102005008217A1示出的那样，那么当该泵从其中性位置出来偏转到相反的方向上时可以对低压侧的压力产生干扰。冲洗阀不能够足够快地跟随该压力的改变，由此此时在处于高压下的一侧发生很大量的压力介质的冲出。但是没有供给装置被设计用于这种突然增大的需求量。因此在液压回路中出现压力缺乏，其最后可能导致液压泵，液压马达或缸的损坏。为了避免这种损坏，在DE102005008217A1中建议，可以通过冲洗装置禁止取出压力介质。冲洗装置除了冲洗阀外还具有压力保持阀。在压力保持阀的上游或下游设置附加的阀装置，它在液压泵逆转时中断冲洗阀和储箱容积之间的连通。

本发明的目的是提供一种针对已知液压驱动装置的替代方案。

该目的通过按照本发明的具有权利要求1的特征的静液压驱动装置解决。

按照本发明的静液压驱动装置具有液压泵，它在闭式液压回路中与液压负载连接。液压泵可以从一个中性位置出来运动到第一和第二方向上，在该中性位置上该泵被调整到零输送量。在第一和第二方向上，压力介质被在相反的方向上输送。静液压驱动装置此外具有一个包括冲洗阀的冲洗装置。除了冲洗阀以外，冲洗装置还具有压力保持阀。通过冲洗阀实施从静液压驱动装置的相应的低压管道中的取出，而通过压力保持阀则保证在液压回路的低压侧上也维持一个最小压力。这种功能一直良好有效，只要不出现液压泵输送方向的快速反向。但是，在快速逆转情况下，可以在液压泵的吸入侧出现对压力的短时间的干扰。由于系统的高动力学性造成系统不稳定。因此按照本发明，压力保持阀可以从一个第一打开压力调节到位于更高的第二打开压力。通过这种在第一打开压力和位于更高的第二打开压力之间的可调节性，可以在逆转过程期间调整出压力保持阀的一个更高的打开压力，该压力保持阀在它的工作方式上与限压阀具有可比性。由此可以取消压力保持阀和附加的由现有技术中已知的截止阀的串联设置。仅仅设置一个用于在静液压回路中提升保持压力的阀。

从属权利要求涉及按照本发明的静液压驱动装置的有利的改进方案。

尤其优选的是在压力保持阀的关闭方向上作用一个弹簧的力。这个力作用在关闭体上并且确定第一打开压力。该关闭体此外可以被加载一个与该弹簧力独立作用的关闭力，以确定一个位于更高的第二打开压力。

此时尤其优选的是，关闭体可以借助于电磁体被加载附加的关闭力或者对此备选地可以用液压力作为附加的关闭力进行加载。

按照一个可选择的优选实施形式，在关闭方向上对关闭体加载的弹簧的预张力被调节，以确定更高的第二打开压力和第一打开压力。为此特别优选的是，一个其上支撑着对关闭体施加关闭力的弹簧的弹簧支座可以调节它相对于该关闭体的相对位置。

该调节也最好或者以液压方式或者以电磁方式实施。

为了在可调节的压力保持阀上产生液压力，最好设置预控制阀。

此外优选该更高的第二打开压力可以在第一打开压力和一个最大打开压力之间调节。对第二打开压力的压力值的这种最好持续的调节允许能够对在单个压力具有仅仅很小的升高或者在需要时也具有更高的升高的单个运行状况做出反应。因此该值例如也能够与在逆转时的回转速度相适配。

按照本发明的静液压驱动装置的一些优选实施例在附图中示出并且在下面进行详细解释。附图中所示:

图1是按照本发明的静液压驱动装置的第一实施例，其包括被预控制的可变的压力保持阀和作为液压负载（用户）的液压马达;

图2是按照本发明的液压驱动装置的第二实施例，其包括作为液压负载的液压缸和用于调节压力保持阀的弹簧预张力的改变机构;

图3是第三实施例，其包括可调节的压力保持阀的以电磁方式控制的预控制机构;

图4是可变的压力保持阀的第一实施例;和

图5是可变的压力保持阀的第二实施例。

按照本发明的静液压驱动装置的基本结构在图1中示出。显示按照本发明的驱动装置的备选方案的其它附图2和3放弃了对在图1中示出和解释的那些部件的重复显示并且可以以相同的方式应用于其余的驱动装置。

静液压驱动装置1包括液压泵2。液压泵2可以从一个具有零输送量的中性位置出来在两个相反的方向上调节并由此将压力介质输送给在图1中以液压马达3的形式实施的液压负载。液压马达3在一个闭式液压回路中经第一工作管道4和第二工作管道5与液压泵2连接。依据被调节的输送方向的情况，液压泵2向第一工作管道4中或者向第二工作管道5中输送。

为了补偿液压回路的泄露以及被取出的洗涤油量，设有供给装置6。供给装置6具有与液压泵2耦联的供给泵7。供给泵7将压力介质从储箱容积8输送到供给装置6里面。供给装置6此外具有第一再吸入和限压阀单元9和第二再吸入和限压阀单元10。再吸入和限压阀单元9，10各包括一个再吸入阀和一个与其并联布置的限压阀。各限压阀防止在第一工作管道4或第二工作管道5中的过高的压力并且必要时使该工作管道在储箱容积的方向上卸压时，而通过再吸入和限压阀单元9，10的再吸入阀则可以使压力介质从供给装置6流入分别处于低压的第一或第二工作管道4，5里面。供给装置6此外具有供给限压阀11，它例如被调节到25bar并且因此允许最大25bar的供给压力。

为了从闭式液压回路中取出压力介质，设置冲洗装置的冲洗阀12。冲洗阀12与第一工作管道4和第二工作管道5连接并且两个从分别引导低压的第一或第二工作管道4或5中取出压力介质。依据第一和第二工作管道4，5的压力比，保持低压的工作管道4，5分别与洗涤油管道13的第一段13.1连接。洗涤油管道13将冲洗阀12与压力保持阀14相连接。压力保持阀14经洗涤油管道的第二段13.2与储箱容积8连接。

压力保持阀14以可调节的限压阀的形式实施。它借助于在一个阀关闭体上施加力的弹簧16被在关闭方向上加载。在相反的方向上作用着在冲洗阀12和压力保持阀14之间在洗涤油管道的第一段13.1中存在的压力。借助于弹簧16的力确定压力保持阀14的第一打开压力。为了在将液压泵2从一个输送方向转换到相反的输送方向期间能够将被调整的第一打开压力提高到更高的第二打开压力，设有液压操作机构17。该液压操作机构例如可以设计成阀关闭体上的一个可压力加载的面的形式。在这种情况下，弹簧16的力和液压力相互独立地并列地作用在阀关闭体上。为了调整在那里作用的压力并且由此调整对压力保持阀14在关闭方向上施加的力，设有预控制阀18。

预控制阀18在它的静止位置的方向上借助于复位弹簧21加载。在这个位置上液压操作机构17与储箱容积8连接。相反，在第二切换位置上，一个在所示的实施例中通过定量泵19或通过供给泵7实现的压力介质源与液压操作机构17连接。为此，通过一个另外的液压操作机构20的一个另外的测量面克服复位弹簧21的力用可调节的压力加载预控制阀18，由此将预控制阀18带到它的第二切换位置。在那里作用于该另外的液压操作机构上的压力经一个工作管道输入。这个压力是可调节的。在运行期间，例如在逆转过程期间，该逆转过程依据操作杆的操作通过一个没有示出的控制器识别，该另外的液压操作机构20暂时用一个压力加载。

正常情况下，优选这样地设置时间进程，即在液压泵2通过其中性位置之前不久该另外的液压操作机构20用一个控制压力加载。在液压泵2的输送方向反向之后，该压力在液压操作机构20上卸载并且由于复位弹簧21的力，预控制阀18返回到它在图1示出的初始位置。因此压力保持阀14的液压操作机构只是暂时地被用压力加载。因此液压力也是暂时地作用于关闭体上和作为弹簧16的力的补充。在弹簧16例如被固定地调整到16bar期间，那么暂时地在逆转期间在压力保持阀14上设定一个更高的打开压力。因此防止在闭式液压回路中的压力干扰。由此由供给装置6提供的压力介质量足够补偿泄露并且由此维持系统中的一个最小压力。将提供这样多的压力介质，使得压力干扰被完全防止并且由此不会出现泵2的供给不足。

限压阀22与在定量泵19和预控制阀18之间的一个连接管道连接。借助于限压阀22调整一个在很大程度上恒定的压力，从而始终存在同一压力用于操作可变的压力保持阀。备选地，这种结构通过具有供给限压阀11的供给泵7实现。

图2中示出了一个备选的实施例。与在图1中已经说明的部件一致的那些部件具有相同的附图标记。第二实施例与图1的第一实施例的区别基本上在于液压负载，该液压负载在这种情况下通过双向作用的液压缸30实现。此外，压力保持阀14'的阀关闭体现在通过弹簧16'在关闭方向上加载，它的一个弹簧支座可以通过液压操作机构17'改变它与关闭体的相对位置。由此在压力保持阀14'的阀关闭体和与其背离的弹簧支座之间的距离可以通过对液压操作机构17'施加压力进行调节并且由此调节弹簧16'的预张力。对液压操作机构17'的控制对应于已经针对图1说明过的情况。

但是为了操作，在此处不再使用由弹簧和液压操作机构对阀关闭体的并列加载。这可以具有优点，如果例如空间情况受限制的话。弹簧16'和液压操作机构17'此时可以沿轴向地相继布置，如下面还要参照图4解释的那样。

图3示出另一个实施例。压力保持阀在此处也对应于在图1中已经说明的情况。但是液压操作机构在此处通过设计成压力调节阀25的预控制阀与定量泵19连接。压力调节阀25在最小输出压力的方向上经调节弹簧26预张紧。电磁体27的力在相反的方向上作用，该电磁体例如可以由一个控制器直接控制一个操作杆的信号被输入到该控制器，从而可以容易地识别出一个由操作者触发的逆转过程。在对电磁体27施加一个信号时，弹簧26的力被部分地补偿并且调整出压力调节阀25的一个更高的调节压力。这个在液压操作机构17中存在的更高的调节压力与弹簧26的力并联地作用在压力调节阀25上。压力调节阀25又作为压力保持阀14的或在那里构造的液压操作机构17的预控制阀起作用。

需要强调，在与图1，2和3所示实施例相关地进行解释的这些单个的特征也可以以另外的方式相互组合。尤其是也可以以电磁方式操作图1和2的预控制阀18。此外也可以在图1的实施例中使用如图2和3中的双向作用的液压缸30代替液压马达3和反过来使用液压马达3代替液压缸30。

图4显示了图1的压力保持阀14的一个结构实施例。在压力保持阀14中设置阀关闭体28。在阀关闭体28上构造一个密封面，当阀关闭体28被压紧在密封棱边29上时，该密封面与密封棱边29密封地共同作用。密封棱边构造在阀座体31上。阀座体31这样地布置在第一壳体部件32的一个通孔中，使得它密封地与第一壳体部件共同作用。在阀关闭体28的端面32上构造一个位于阀座体31里面的前腔。这个前腔与压力保持阀14的一个在图4中在下端部上示出的输入口持久连通。这个输入口形成洗涤油管道的第一段13.1的一部分。在阀座体31和阀关闭体28的密封座的与前腔远离的一侧上，在阀座体31中设置一些流出口，它们通到第一壳体部件32的一个环形槽中。在所示的实施例中设有两个孔，第一壳体部件32的环形槽通过该孔与储箱容积8连接并且由此形成洗涤油管道的另一段13.2的一部分。

通过将第二壳体部件33拧入第一壳体部件32的通孔并且将一个轴向力施加到阀座体31上，使阀座体31保持与第一壳体部件32紧密接触。第二壳体部件33中也设计有一个通孔。该通孔是阶梯型构造的并且与阀座体31一起形成弹簧室34。在这个弹簧室34中布置弹簧16，该弹簧支撑在第二壳体部件33的、在弹簧室34与阀座体31背离的一侧上构造的径向台阶上。为了产生在阀关闭体28上的力，设计有第一弹簧支座39，它在与台阶对置的末端上支撑弹簧16。弹簧16由此被夹紧在第二壳体部件33的一个凸肩和第一弹簧支座39之间并且在关闭方向上加载阀关闭体。

在阀关闭体28上构造有延伸体35，它在第二壳体部件33的通孔的导向段36中被密封地导引。通孔扩展到第二壳体部件33的与密封座背离的末端形成控制压力室37。控制压力室37可以与没有示出的控制压力管道连接。通过控制压力室37中存在的压力可以对延伸体35的端面38施加控制压力。在所示的实施例中延伸体35与阀关闭体28整体地构造。但是也可以设置一个挺杆取代延伸体35，该挺杆对阀关闭体28直接施加在关闭方向上作用的力。

为了调节弹簧16的预张力并由此调节第一打开压力，第一弹簧支座39最好设计成是可调节的。这例如可以通过使用不同厚度的调整片实现。

可调节的压力保持阀14的工作方式如下:在图1的静液压驱动装置1的正常运行期间，控制压力室37被卸压。在压力保持阀14的关闭方向上由此只作用弹簧16的力。该弹簧确定了第一打开压力。如果从洗涤油管道的第一段13.1方面有液压力作用在阀关闭体28的端面32上，那么弹簧16的相反方向上指向的力就被超过并且阀关闭体28在图4中向上运动。由此阀关闭面从密封棱边29上升起并且前腔和因此最后洗涤油管道的第一段13.1与洗涤油管道的第二段13.2连通。

如果现在在逆转过程期间在压力保持阀14上调节一个增大的第二打开压力，那么在控制压力室27中产生一个控制压力。这个控制压力作用于延伸体35的端面38上并且通过延伸体传递到阀关闭体28上。弹簧16的力和液压力共同地作用于阀关闭体28上并且在关闭方向上加载阀关闭体。这样调节的更高的第二控制压力防止将很大的洗涤油量在逆转过程期间从液压回路取出。在逆转过程结束之后则可以使控制压力室37再次卸压，从而现在在关闭方向上又只有弹簧16的力作用并且压力保持阀14又在它的第一打开压力打开。

在图5中示出了图2的压力保持阀14'的一个实施例。与图4的压力保持阀14的实施例不同，在此处只有弹簧16'的力作用在在此处球形构造的阀关闭体28'上。球形的阀关闭体28'也与阀座体31的密封棱边29共同作用。球形的阀关闭体28'上的关闭力通过弹簧16产生和通过第一弹簧支座39'传递。弹簧16'支撑在第一弹簧支座39'和第二弹簧支座41之间。两个弹簧支座39'，41布置在弹簧室34'里面，它与在第一实施例中一样通过第一壳体部件32和修改的第二壳体部件33'构造成。在第二壳体部件33'中，夹紧活塞40可纵向移动地在通孔中导引。支承头41与夹紧活塞40连接。可以用控制压力室37中的压力加载支承头41，其中由于面积差，一个力沿着轴向作用于夹紧活塞40，夹紧活塞在压力保持阀14的关闭方向上作用。图5显示压力保持阀14'的初始位置，其中调节出第一打开压力。支承头41处于与止动螺钉43相接触并且弹簧16'具有第一预张力。如果现在经止动螺钉43的中央通孔向支承头41施加液压力，那么在超过弹簧16'的第一预张力时，支承头41，夹紧活塞40和由此第二弹簧支座41在图5中就向下运行。因此第二弹簧支座41产生相对于阀关闭体28'的相对的位置改变并且因此使第一弹簧支座39'和第二弹簧支座41的距离的缩短。由此使弹簧16'的预张力增大并且在和压力保持阀14'上调节出一个更高的第二打开压力。

为了确定最大打开压力，设置定程件42。定程件42限制与支承头41连接的夹紧活塞40的和由此第二弹簧支座41的最大移动行程。通过调整在控制压力室37作用的控制压力的大小，也可以调整在图5示出的、确定第一打开压力的静止位置和当支承头41顶靠在定程件42时最大打开压力之间的位置。控制压力的大小例如依据在逆转期间液压泵2的调整速度进行调整。

与图4不同，在前腔中此外还设置减震活塞44，它在那里在轴向上可运动地定位。

而且对于压力保持阀14和14'也可以看见，压力保持阀14，14'的各个特征可以相互组合。尤其是也可以在图4中使用球形的阀关闭体28'，弹簧16通过一个单独构造的弹簧支座支撑在该阀关闭体上。反过来，第一弹簧支座39'也可以与图5的阀关闭体28'整体地构造。

此外要注意，在示出的实施例中通过预控制机构分别实现压力保持阀14或14'的液压操作。该预控制机构分别通过预控制阀18或压力调节阀25实现。但是也可以设想，通过直接地使用压力保持阀14，14'上的电磁体实现一种电磁力取代压力保持阀14，14'上的液压力。在图4和5的示例中此时可以取代控制压力室37而在那里设置一个用于电磁体的容纳体，电磁体的电枢作用在夹紧活塞40(图5)或延伸体35(图4)上。

本发明尤其用于其中经常出现逆转的驱动装置。作为示例可以列举混凝土泵。

Claims (6)

1.静液压驱动装置，包括可以从中性位置调节到第一和相反的第二输送方向的液压泵(2)，该液压泵在闭式回路中与液压负载(3，30)连接，以及包括冲洗装置，该冲洗装置具有冲洗阀(12)和压力保持阀(14，14')，该压力保持阀具有阀关闭体(28)，该阀关闭体(28)在关闭方向上由弹簧(16)加载，该弹簧通过预紧力确定第一打开压力，其特征在于，压力保持阀(14，14')具有控制压力室（37），该控制压力室为了调节更高的第二打开压力可以经由预控制机构（18，25）用控制压力加载。

2.按照权利要求1所述的静液压驱动装置，其特征在于，为了确定第二打开压力，该阀关闭体(28)可以附加地用一个与弹簧力独立地作用的关闭力加载。

3.按照权利要求1所述的静液压驱动装置，其特征在于，为了确定第一打开压力和第二打开压力，一个在关闭方向上对阀关闭体(28)加载的弹簧(16')的预张力是可调节的。

4.按照权利要求3所述的静液压驱动装置，其特征在于，该弹簧(16')在一个末端上支撑在一个弹簧支座(41)上，该弹簧支座在关于它相对于阀关闭体(28')的相对位置上是可移动的并且该弹簧支座(41)的相对位置可以通过对该控制压力室（37）的压力加载进行调节。

5.按照前述权利要求中任一项所述的静液压驱动装置，其特征在于，压力保持阀(14)的控制压力室（37）与一个压力调节阀(25)连接。

6.按照权利要求1至5之一所述的静液压驱动装置，其特征在于，第二打开压力可以调节到一个位于第一打开压力和一个最大打开压力之间的压力值。