CN102635604A - 静液压驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及静液压驱动系统，具有一输送容积可调的泵，所述泵被设置用于对至少一个消耗器进行供给，泵的输送容积调节装置借助于预给定信号朝增高输送容积的方向加载并且根据一检测所述泵的被过量输送的体积流的液压复位信号朝降低输送容积的方向加载，为了产生所述复位信号设置一循环压力天平，所述循环压力天平设置在一将所述泵的输送管路与一容器连接的流动路径中并且在一复位信号产生位置中产生所述液压复位信号。本发明的任务是提供这种静液压驱动系统，其允许在小结构耗费的情况下将泵的功率体积流卸载到容器中，按照本发明该任务这样实现：循环压力天平具有一用于将泵的泵输送流在绕过节流装置的情况下卸载到容器中的输送流卸载位置。

Description

静液压驱动系统
技术领域
本发明涉及一种静液压驱动系统，具有一输送容积可调的泵，所述泵被设置用于对至少一个消耗器进行供给，其中，所述泵的输送容积调节装置借助于预给定信号朝增高输送容积的方向加载并且根据一个检测所述泵的被过量输送的体积流的液压复位信号朝降低输送容积的方向加载，其中，为了产生所述复位信号设置一循环压力天平，所述循环压力天平设置在一个将所述泵的输送管路与一容器连接的流动路径中并且在一复位信号产生位置中产生所述液压复位信号。
背景技术
在这种驱动系统中将泵的输送容积调整到被控消耗器所要求的体积流量需求上，由此所述消耗器能够以在控制阀上预给定的运动速度在能量损失小的情况下工作。
在公知的负荷传感式驱动系统中，泵以开式循环回路工作并且设置相应的控制阀来控制消耗器，在所述负荷传感式驱动系统中，泵的输送容积由被控消耗器的最高载荷压力和调整压差来调节。在控制一个或多个控制阀时，在控制阀上分别调节出确定的开口横截面。所述泵通过被控消耗器的设定的最高载荷压力这样长时间地朝增高输送容积的方向调节，直到泵的输送压力以所述调整压差高于被控消耗器的最高载荷压力为止。由此实现的是，由所述泵提供被控消耗器的通过控制阀的相应开口横截面所要求的体积流需求。
但是由于泵输送容积的调整是根据被控消耗器的最高载荷压力进行的，因此导致泵的输送容积调整的时间延迟的响应特性并且由此导致通过控制相应的控制阀引入的运动与消耗器的调节出的运动开始之间的可感觉到的时滞，因为控制所述泵的载荷压力只有在控制阀被加载到打开位置中之后才产生。这被操作人员视为驱动系统的小动力。
为了避免所述缺点，在所述类型的驱动系统中由预给定信号将输送量可调的调节泵的输送容积调节装置朝增高输送容积的方向加载。一液压复位信号用于将所述泵的输送量调整到被控消耗器所要求的输送流需求上，所述液压复位信号将所述输送容积调节装置朝降低输送容积的方向加载。为了产生所述液压复位信号，设置一循环压力天平，该循环压力天平布置在一将输送管路与容器连接起来的分支管路中。在一个构造为通流位置的复位信号产生位置中，在一个在所述分支管路中布置所述循环压力天平下游的、构造为文氏管的节流装置中产生一速滞压力作为液压复位信号。
由DE 10 2008 038 381 A1和DE 10 2008 038 382 A1公开了所述类型的驱动系统。在DE 10 2008 038 381 A1中，泵能够电子-液压地在输入容积方面可控或可调。在DE 10 2008 038 382 A1中，泵的输送容积的控制或调整以机械-液压的方式进行。液压复位信号将输送容积调节装置朝降低输送容积的方向加载，该液压复位信号在一个循环压力天平(所述循环压力天平布置在一个将所述泵的输送管路与一容器连接起来的分支管路中)上和一个在所述循环压力天平下游布置在分支管路中并且构造为文氏管的节流装置上产生。
但是，通过将构造为文氏管的节流装置在分支管路中布置在循环压力天平下游可以在所述循环压力天平的构造为通流位置的复位信号产生位置中产生由泵输送的过量输送流(其超过被控消耗器的需求)并且由此所述泵的功率体积流不能被卸载到所述容器中。为了允许卸载由泵过度输送的体积流，在这种类型的驱动系统中需要附加的溢流阀。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种本文开头所述类型的静液压驱动系统，所述静液压系统在结构耗费低的情况下允许将泵的功率体积流卸载到容器中。
根据本发明，所述任务通过以下方式解决，即，所述循环压力天平除了所述复位信号产生位置之外还具有一用于将所述泵的泵输送流卸载到容器中的输送流卸载位置。因此本发明的构思在于，在已经存在的用于产生所述液压复位信号的循环压力天平(Umlaufdruckwaage)上设置一个另外的、附加的、呈输送流卸载位置形式的控制位置，在该控制位置中，泵输送流可卸载到容器中。由此，本发明的循环压力天平利用复位信号产生位置具有用于产生液压复位信号以调整泵的信号路径并且利用输送流卸载位置具有分开的、附加的功率路径，在所述功率路径中，被过量输送的泵输送流可被卸载到容器中。只要为了产生所述液压复位信号所述循环压力天平布置在一将输送管路与一容器连接的分支管路中并且在复位信号产生位置中在一在所述分支管路中布置在所述循环压力天平下游的、构造为文氏管的节流装置上产生速滞压力作为液压复位信号，则可以在所述附加的输送流卸载位置中将由泵过度输送的泵输送流在绕过所述用于产生液压复位信号所需的节流装置的情况下卸载到容器中。由此，利用本发明的循环压力天平可以在无附加的阀、例如溢流阀的情况下并且由此在结构耗费小的情况下将由泵输送的超过被控消耗器的需求的过量压力介质流并且从而将泵的功率体积流通过所述循环压力天平卸载到容器中。
根据本发明的一个优选实施方式，所述循环压力天平在输入侧连接在一从所述泵的输送管路分支出的输送分支管路上并且在输出侧连接在一信号管路上以及在输出侧连接在一通往所述容器的排流管路上。通过将循环压力天平在输出侧附加地连接在通往容器的排流管路上能够以循环压力天平上的小附加结构耗费在绕过信号管路中为了产生液压复位信号必要时存在的节流装置的情况下实现泵输送管路与容器的连接，以允许将功率体积流并且从而将过度输送的泵体积流卸载到容器中。
根据本发明的一个有利的实施方式，所述液压复位信号的产生可以在所述循环压力天平的控制棱边上产生，其中，所述信号管路作为引导所述液压复位信号的复位信号管路被回引到所述泵上以进行泵调整。所述循环压力天平由此在所述复位信号产生位置中借助于相应的控制或调整棱边产生所述液压复位信号，从而使得所述信号管路可直接回引到所述泵上以调整泵输送量。
根据本发明的一个替代的实施方式，所述信号管路与所述容器连接并且为了产生所述液压复位信号在所述信号管路中设置一节流装置，其中，一分支管路作为引导所述液压复位信号的复位信号管路在所述循环压力天平与所述节流装置之间连接在所述信号管路上，该复位信号管路被回引到所述泵上以进行泵调整。由此，所述液压复位信号由速滞压力构成，所述速滞压力在所述循环压力天平的复位信号产生位置中在节流装置上聚积，所述节流装置设置在通往容器的信号管路中。
特别有利的是，所述循环压力天平具有一截止位置、所述复位信号产生位置和一输送流卸载位置，在所述截止位置中，所述输送分支管路与所述信号管路和所述排流管路的连接被截止，在所述复位信号产生位置中，所述输送分支管路与所述信号管路连接，在所述输送流卸载位置中，所述输送分支管路与所述排流管路连接。在所述循环压力天平的附加的输送流卸载位置中，与泵的输送管路连接的输送分支管路与所述排流管路并且也与所述信号管路连接，在该输送流卸载位置中，由泵输送的过度量可作为泵的功率体积流以简单的方式在绕过由信号管路形成的必要时具有节流装置的信号路径的情况下被卸载到容器中。
根据本发明的一个有利的实施方式，所述复位信号产生位置布置在所述循环压力天平的所述截止位置与所述输送流卸载位置之间。通过将所述复位信号产生位置布置在所述循环压力天平的所述截止位置与所述输送流卸载位置之间实现的是：可在所述循环压力天平进入到输送流卸载位置中之前在复位信号产生位置中产生用于进行泵调整的液压复位信号。由此能够以简单的方式在所述循环压力天平的输送流卸载位置中的功率路径打开之前将在复位信号产生位置中产生的用于被控消耗器所要求的体积流以调整泵的液压复位信号通知给所述泵。由此，在所述循环压力天平的输送流卸载位置中通过输送管路与容器的连接出现的功率损失可通过所述液压复位信号的前置的信号通知来降低或避免。
根据本发明的一个符合目的要求的实施方式，所述循环压力天平由被控消耗器的最高载荷压力以及一弹簧装置朝所述截止位置的方向加载并且由所述泵的输送压力朝所述复位信号产生位置以及所述输送流卸载位置的方向加载。通过由被控消耗器的最高载荷压力以及弹簧装置的弹簧预紧力加载所述循环压力天平(所述弹簧预紧力相应于该负荷传感式系统的调整压力差)，泵的输送压力可由本发明的循环压力天平与差压相关地在输送流卸载位置中通过将泵的功率体积流卸载到容器中将功率从该驱动系统中取出并且卸载以避免间接损害。
特别有利的是，所述弹簧装置在所述循环压力天平从所述复位信号产生位置过渡到所述输送流卸载位置中时具有分级的弹簧预紧力。利用分级的弹簧预紧力并且由此利用所述弹簧预紧力的适配于循环压力天平的偏转的设计，可以在从所述复位信号产生位置过渡到所述输送流卸载位置中时并且从而在将泵的功率体积流与容器连接的时刻通过提高弹簧预紧力来使所述负荷传感式系统的调整压力差升高。分级的弹簧预紧力例如可通过使用多个弹簧实现，所述弹簧可根据所述循环压力天平的偏转并且从而根据其行程被操纵。
附图说明
下面借助于示意图中示出的实施例详细阐述本发明的另外的优点和细节。附图中：
图1是本发明的静液压驱动系统的第一实施方式的线路图，
图2是本发明的静液压驱动系统的第二实施方式的线路图，
图3是图1和2中的循环压力天平的放大图，
图4是本发明的另外的实施方式。
具体实施方式
在图1中示出一个本发明的负荷传感调节的驱动器1的线路图。
该驱动系统1包括输送容积可调的泵2，所述泵以开式回路运行。所述泵2借助于管路3与容器4连接并且在输送管路5中进行输送。为了控制一个或多个消耗器6，分别设置一控制阀7，所述控制阀构造为在中间位置节流的换向阀。所述控制阀7连接在所述输送管路5、一个容器管路9以及一些通往消耗器6的压力介质管路8a、8b上。在操纵控制阀7时，控制阀7控制所述通往消耗器6的压力介质管路8a、8b与所述输送管路5和容器管路9的连接并且根据控制信号释放从输送管路5到压力介质管路8a或8b的确定的开口横截面。给控制阀7配置未详细示出的用于与载荷压力无关地控制所述消耗器6的运动速度的压力天平。
所述泵2构造为可调节的泵，其输送容积可借助于输送容积调节装置10调节。为此设置一调节活塞装置11，所述调节活塞装置具有布置在调节缸12中的调节活塞13，所述调节活塞与所述输送容积调节装置10的输送容积调节机构、例如斜率可调的倾斜盘形成作用连接。
所述调节活塞13可借助于弹簧14朝最大输送容积的方向加载。所述调节活塞13可由所述调节活塞装置11的控制压力室15中存在的调节压力朝最小输送容积的方向加载。
图1中的泵2可借助于预给定信号朝增大输送量的方向加载。为此，所述泵2的输送容积调节装置10被构造为电子-液压调节装置，其中，控制压力室15与调节压力管路16连接，在所述调节压力管路中设置一可电控制的调节压力阀17，所述调节压力阀产生所述在控制压力室15中存在的调节压力。所述调节压力阀17在输入侧与所述驱动系统1的控制压力源18、例如供应泵或控制压力泵连接。但是也可以的是，所述调节压力阀17在输入侧连接在所述输送管路5上。所述调节活塞装置11的设有弹簧14的弹簧室向着所述容器4卸载。替代地，所述弹簧室也可以与所述输送管路5连接。
为了控制所述控制阀17，设置一电子控制装置25，所述电子控制装置在输入侧与一个预给定装置26、例如操纵杆形成作用连接。所述控制阀7为了其相应的操纵而具有相应的电操纵装置7a、7b，例如磁体，所述电操纵装置在输出侧与所述控制装置26连接。代替电操纵装置7a、7b地，所述控制阀7也可以被液压加载，其中，为了产生一加载所述控制阀7的控制压力可设置可电控制的控制压力阀，所述控制压力阀在输出侧与所述控制装置25连接。
此外，所述控制装置25在输出侧与所述可电控制的调节压力阀17连接，以通过相应的预给定电信号操纵所述调节压力阀。电子控制装置25在此形成预给定装置，所述预给定装置根据用于操纵控制阀7的控制信号并且由此根据用于操纵消耗器的控制信号朝增高输送容积的方向加载所述泵2的输送容积调节装置，其方式是，通过利用预给定电信号相应地控制所述调节压力阀17使在控制压力室15中存在的控制压力降低。
在一个将所述输送管路5与所述容器管路9从而与容器4连接的流动路径中设置一循环压力天平20。
所述循环压力天平20在输入侧连接在一个从所述泵2的输送管路5分支出的输送分支管路40上。在输出侧，所述循环压力天平20连接在一个信号管路41上。所述信号管路41连接在所述容器管路9上并且由此通往所述容器4，其中，在所述信号管路41中在所述循环压力天平20下游设置一文氏管(Staudüse)作为节流装置42。在将输送分支管路40与信号管路41在循环压力天平20相应偏转的情况下连接时积聚一个速滞压力作为用于调整泵2的输送容积的液压复位信号，所述液压复位信号将输送容积调节装置10朝降低输送容积的方向加载到被控消耗器所需的输送流上。为此，在所述循环压力天平20与所述节流装置42之间在所述信号管路41上连接着一个分支管路作为复位信号管路43，在该复位信号管路43中存在所述液压复位信号并且所述复位信号管路通到所述调节压力阀17上以加载该调节压力阀。通过所述液压复位信号将调节压力阀17朝增大所产生的调节压力的方向加载，以便通过朝降低泵2的输送量的方向加载所述输送容积调节装置将由泵2输送的输送流调整到被控消耗器6所需的需求上。
在图2中示出本发明的驱动系统1的第二实施方式。图2的驱动系统1与图1的驱动系统1除了泵2的输送容积调节装置10的控制方式之外都是相同的。相同的构件设有相同的参考标号。
代替图1中的泵2的构造为电子-液压调节装置的输送容积调节装置10地，图2中的泵2的输送容积调节装置10构造为机械-液压调节装置。
在图2中，朝增高输送量的方向起作用的预给定信号由弹簧14产生，所述弹簧将泵朝增高输送量的方向持续地加载。
对于弹簧14附加或替代地，调节活塞装置11的调节活塞13可以由调节压力朝增高输送容积的方向持续地加载。为此将一个调节压力管路35引导到所述调节活塞装置11的朝增高输送容积的方向起作用的控制压力室15a上，所述弹簧14也设置在该控制压力室中，所述调节压力管路可与所述控制压力源18、例如与所述驱动系统的供应泵或控制压力泵和/或与所述泵2的输送管路5连接。只要如所示的实施例中那样将调节压力管路35与所述泵2的输送管路5和所述控制压力源18连接，则可以设置例如构造为转换阀的选择阀装置36，所述选择阀装置在输入侧与所述控制压力源18的控制压力管路37和从所述泵2的输送管路5分支出的分支管路38连接并且在输出侧连接到所述调节压力管路35上。
引导液压复位信号的复位信号管路43在图2的实施方式中直接引导至并且连接在所述调节活塞装置11的朝降低输送容积的方向起作用的控制压力室15b上。在图1的实施方式中也可以将复位信号管路43这样连接到调节活塞装置11的控制压力室15上。
此外，本发明的图1和2中的循环压力天平20在输出侧连接在排流管路44上，所述排流管路连接在容器管路9上并且由此通往所述容器5。
本发明的图1和2中的循环压力天平20(如图3中详细示出的那样)构造为在中间位置节流的控制阀，其具有三个控制位置。所述循环压力天平20具有截止位置20a，在该截止位置中，输送分支管路40与信号管路41和排流管路44的连接被截止。
此外，所述循环压力天平20具有构造为通流位置的复位信号产生位置20b，在该复位信号产生位置中，所述输送分支管路40与所述信号管路41连接，以便在复位信号管路43中产生在所述节流装置42上堵塞的液压速滞压力作为用于调整泵2的输送量的液压复位信号。在所述复位信号产生位置20b中，将所述输送分支管路40通往排流管路44的连接截止。由此，具有输送分支管路40与信号管路41的连接的所述复位信号产生位置20b形成所述循环压力天平20的信号路径，以便检测被控消耗器所需的泵体积流并且用于在复位信号管路43中产生液压复位信号。
此外，本发明的循环压力天平20具有输送流卸载位置20c，在该输送流卸载位置中，所述输送分支管路40与排流管路44连接。此外，在所述输送流卸载位置20c中，所述输送分支管路40可与所述信号管路41保持连接。由此，具有输送分支管路40与排流管路44的连接的所述输送流卸载位置20c形成本发明的循环压力天平20的功率路径，利用该功率路径可将泵2的超过消耗器6所需需求的输送流排放到容器4中。
在本发明的循环压力天平20中，所述复位信号产生位置20b布置在截止位置20a与输送流卸载位置20c之间。
所述循环压力天平20由被控消耗器的最高载荷压力以及弹簧装置21朝截止位置20a的方向加载并且由泵2的输送压力朝所述复位信号产生位置20b以及所述输送流卸载位置20c的方向加载。为此，在所述循环压力天平20的朝截止位置20a的方向起作用的控制面上连接着一个引导被控消耗器6的最高载荷压力的载荷压力通知管路22。在所述循环压力天平20的朝所述复位信号产生位置20b以及所述输送流卸载位置20c的方向起作用的控制面上连接着一个从所述输送管路5或所述输送分支管路40分支出的信号管路23。
本发明的循环压力天平20在所述输送流卸载位置20c中允许输送管路5在绕过所述布置在信号管路41中的节流装置42的情况下与所述容器4连接。由此，本发明的循环压力天平20在所述输送流卸载位置20c中通过所述输送分支管路40与所述排流管路44的连接允许泵2的功率体积流在输送管路5中降低并且由此允许泵的过度量向着容器4减少。
在图4中示出本发明的另一实施方式，其中，代替节流装置42地，在循环压力天平20的复位信号产生位置20b中在相应的控制或调整棱边上产生液压复位信号。由此，连接在循环压力天平20的输出端上的信号管路41形成复位信号管路43，其为了调整泵2的输送量可根据图1直接引导至或连接在调节压力阀17上或者可根据图2直接引导至或连接在调节活塞装置11的朝降低输送流的方向起作用的控制压力室15b上。
由此，本发明的图3和4中的循环压力天平20允许利用复位信号产生位置20b和输送流卸载位置20c使信号路径和功率路径以按照本发明的方式分隔开。
通过将复位信号产生位置20b相对于输送流卸载位置20c布置在前面实现的是：在朝输送流卸载位置20c的方向操纵所述循环压力天平20时，在输送流卸载位置20c中释放用于将泵2的多余的输送流卸载到容器中的功率信号路径之前，在复位信号管路43中产生液压复位信号以调整泵输送量。通过功率路径的打开而在输送流卸载位置20c中出现的功率损失可通过将复位信号产生位置20b前置来减少或避免。
本发明的循环压力天平20允许与差压相关地将泵2的多余的、超过被控消耗器6需求的输送流卸载到容器4中。由此利用本发明的循环压力天平20可以在无附加的阀、例如迄今为止必要的溢流阀的情况下将多余的功率从驱动系统1中取走以避免消耗器上的间接损害。
在本发明的循环压力天平20中，弹簧装置21的弹簧预紧力相应于负荷传感式驱动系统1的调整压差。根据本发明的一个未详细示出的进一步方案，可在从复位信号产生位置20b过渡到输送流卸载位置20c中时通过所述循环压力天平20的弹簧装置21的分级式弹簧预紧力实现弹簧预紧力的增高并且由此实现调整压差的升高。

Claims (8)

1.静液压驱动系统，具有一输送容积可调的泵，所述泵被设置用于对至少一个消耗器进行供给，其中，所述泵的输送容积调节装置借助于预给定信号朝增高输送容积的方向加载并且根据一检测所述泵的被过量输送的体积流的液压复位信号朝降低输送容积的方向加载，其中，为了产生所述复位信号设置一循环压力天平，所述循环压力天平设置在一将所述泵的输送管路与一容器连接的流动路径中并且在一复位信号产生位置中产生所述液压复位信号，其特征在于，所述循环压力天平(20)除了复位信号产生位置(20b)之外还具有一用于将所述泵(2)的泵输送流卸载到容器(4)中的输送流卸载位置(20c)。
2.根据权利要求1所述的静液压驱动系统，其特征在于，所述循环压力天平(20)在输入侧连接在一从所述泵(2)的输送管路(5)分支出的输送分支管路(40)上并且在输出侧连接在一信号管路(41)上以及在输出侧连接在一通往所述容器(4)的排流管路(44)上。
3.根据权利要求1或2所述的静液压驱动系统，其特征在于，所述循环压力天平(20)为了产生所述液压复位信号设有控制棱边，其中，所述信号管路(41)作为引导所述液压复位信号的复位信号管路(43)被回引到所述泵(2)上以进行泵调整。
4.根据权利要求1或2所述的静液压驱动系统，其特征在于，所述信号管路(41)与所述容器(4)连接并且为了产生所述液压复位信号在所述信号管路(41)中设置一节流装置(42)，其中，一分支管路作为引导所述液压复位信号的复位信号管路(43)在所述循环压力天平(20)与所述节流装置(42)之间连接在所述信号管路(41)上，该复位信号管路被回引到所述泵(2)上以进行泵调整。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的静液压驱动系统，其特征在于，所述循环压力天平(20)具有一截止位置(20a)、所述复位信号产生位置(20b)和一输送流卸载位置(20c)，在所述截止位置中，所述输送分支管路(40)与所述信号管路(41)和所述排流管路(44)的连接被截止，在所述复位信号产生位置中，所述输送分支管路(40)与所述信号管路(41)连接，在所述输送流卸载位置中，所述输送分支管路(40)与所述排流管路(44)连接。
6.根据权利要求5所述的静液压驱动系统，其特征在于，所述复位信号产生位置(20b)布置在所述循环压力天平(20)的所述截止位置(20a)与所述输送流卸载位置(20c)之间。
7.根据权利要求5或6所述的静液压驱动系统，其特征在于，所述循环压力天平(20)由被控消耗器(7)的最高载荷压力以及一弹簧装置(21)朝所述截止位置(20a)的方向加载并且由所述泵(2)的输送压力朝所述复位信号产生位置(20b)以及所述输送流卸载位置(20c)的方向加载。
8.根据权利要求7所述的静液压驱动系统，其特征在于，所述弹簧装置(21)在所述循环压力天平(20)从所述复位信号产生位置(20b)过渡到所述输送流卸载位置(20c)中时具有分级的弹簧预紧力。
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