CN102713313A - 具有伺服泵和旁通阀的液压系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有至少一个伺服泵（4、6）的液压系统。该液压系统与额定压力相关地通过泵调节器（8、10）来调节。至少一个伺服泵用于给至少一个负载供给压力介质量。此外提出一种比较阀（12、14），通过该比较阀将输出压力从预定的压差开始降低至额定压力。也就是说，如果输出压力超过额定压力一个预定的值，则直接或间接地通过该比较阀降低输出压力。

Description

具有伺服泵和旁通阀的液压系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的液压系统。

背景技术

在申请人的DE 10 2007 035 072 A1中公开了一种这样的液压系统。在此，伺服泵和控制组块取决于调节信号来触发。调节信号以液压或电的方式由例如被操纵者操作的操纵杆通过控制电子装置传输给控制组块并且传输给伺服泵。由于通常使用在机动车液压系统中的控制电子装置具有一定的处理时间，并且用于控制伺服泵的泵调节器基于惯性同样需要确定的时间用于对伺服泵进行调节，因此在伺服泵的触发中形成了时间延迟。这通常导致伺服泵在另外的时间点上作为控制组块被触发。对于平均触发速度而言，这并不重要，但是在触发速度较快时这会导致出现问题。例如对于用于减小伺服泵的输送体积流的调节信号而言，比伺服泵速度更高的阀塞运行到期望的位置中，该伺服泵由于延迟仅具有较小的输送体积流，由此形成高的压力峰值，其可能会导致液压系统损坏。

发明内容

与此相应，本发明的目的在于，实现一种以较少的装置技术费用设计而成的液压系统，其中基本上避免了临界的压力峰值。

所述目的通过根据权利要求1的特征的液压系统来实现。

根据本发明，液压系统具有至少一个伺服泵，所述伺服泵由泵调节器与额定压力或者说目标压力相关地来调节。伺服泵用于给至少一个负载供给压力介质量，其中液压系统如此由泵调节器来控制，使得在伺服泵的输出端处调整遵循额定压力的输出压力。以有利的方式设置比较阀，通过比较阀能与在输出压力和额定压力之间的压差相关地来降低输出压力。

例如如果输出压力超过额定压力一个预定的值，那么输出压力通过比较阀来降低，由此避免如在前面所述的现有技术中的压力峰值。因此例如控制组块和伺服泵的不同的触发速度不再导致临界压力。

在一种优选的实施方式中，比较阀是能连续调整的换向阀。为了降低输出压力，通过换向阀能控制在使伺服泵和至少一个负载相连接的泵管路和压力介质凹槽之间的压力介质连接，由此能以简单的方式降低与额定压力相关的输出压力。

根据本发明的另一种有利的设计方案，比较阀是能连续调整的换向阀，其作为先导阀用于旁通阀。然后通过旁通阀能控制在泵管路和压力介质凹槽之间的压力介质连接。然后额定压力可以作为预先控制压力用于旁通阀，并且通过比较阀来控制。

优选地，比较阀的阀塞在打开方向上由弹簧的弹簧力和额定压力来加载，并且在闭合方向上由输出压力来加载。在额定压力和输出压力之间的压差在比较阀打开时简单地相应于弹簧的弹簧力。一旦弹簧力和额定压力小于输出压力，则输出压力打开比较阀。

替代为阀塞加载额定压力和/或弹簧力，也可以为阀塞加载致动器的大致相应的磁力，由此可以节省不同的液压压力介质管路。

为了调节额定压力可以有利地设置减压阀，其中额定压力的大小则由控制该减压阀的控制电子装置预先给出。然后，例如与调节信号相关地由操纵单元、例如操纵杆实现对减压阀的控制，由此控制电子装置则计算出额定压力。

通过减压阀可以将液压泵的供给压力降低至额定压力。

为了调节伺服泵的摆动角，在一种优选的实施方式中布置有调节缸。该调节缸具有与活塞杆连接的调整活塞，调整活塞使环形腔和缸室分开。在此涉及了一种通常的并且进而成本经济的调节缸。

以优选的方式，调整活塞能从所述环形腔开始以输出压力来加载以用于提高所述伺服泵的输送体积流，并且能从缸室开始以与所述额定压力相关的控制压力来加载以用于降低输送体积流。

通过能连续调整的调节阀，所述控制压力能通过对额定压力与输出压力进行的比较来调整。然后，所述额定压力的升高或降低导致了所述控制压力的升高或降低。

当所述供给压力大于所述输出压力时，所述调整活塞由所述环形腔开始以所述供给压力来加载，以用于提高伺服泵的输送体积流，由此例如在输出压力较小时，通过供给压力提供了用于对伺服泵进行调节的调整能量。

为了能调节在额定压力和输出压力之间的压差，其中比较阀降低朝向压力介质凹槽的输出压力，可以改变比较阀的弹簧的弹簧力或致动器的磁力。

本发明的其它有利的改进方案是其它从属权利要求的主题。

这种液压系统是特别有利的，其中使用了闭合的循环。

附图说明

下面根据示意图详细说明本发明的优选实施例。其中示出了：

图1示出了根据第一实施例的液压系统的线路图；

图2示出了图1中的液压系统的放大分布A；和

图3以放大部分示出了根据第二实施例的液压系统的线路图。

具体实施方式

图1根据第一实施例示出了根据本发明的液压系统1的示意性线路图。该液压系统具有两个通过驱动单元2来驱动的伺服泵或者说伺服变量泵（Verstellpumpe）4、6，其用于给未示出的负载供给泵压力或输出压力。泵调节器8、10分别用于控制伺服泵4、6。为了与在额定压力和输出压力之间的压差相关地降低各个输出压力，每个伺服泵4和6配备有比较阀或者说喷射阀（Vergleichsventil）12或14。

伺服泵4和6与各自的泵调节器8或10并且与各自的比较阀12或14在装置技术方面的结构和液压连接相同，因此出于简明的原因以下主要参照在图1下方示出的伺服泵6来说明液压结构。此外仅示出了伺服泵4、6和泵调节器8、10的对于理解本发明重要的元件，并且对于功能和结构的其它信息参考申请人的说明书RD 93010。

驱动单元2通过离合器来驱动在图1上方的伺服泵4的驱动轴16。驱动轴16附加地经过传动装置18以相同的转速来驱动下方的伺服泵6，并且以较高的转速驱动定量泵20，其中定量泵通过供给压力管路22给泵调节器8、10提供供给压力。供给压力通过连接到供给管路22上的并且与压力介质凹槽连接的限压阀24来限定。除了供给管路22还设置有另一个压力管路，该压力管路例如给其它泵调节器提供供给压力。

伺服泵4、6分别从与箱27连接在一起的箱管路26将压力介质分别输送到配属的泵管路28或30中，所述泵管路分别与至少一个未示出的负载形成压力介质连接。

供给管路22在下游在压力介质过滤器32之后分成第一和第二压力介质支路34和36，所述压力介质支路与相应的泵调节器8或10连接。

以下将在图1下方的泵调节器10与伺服泵6以及比较阀14一起放大地在下面的图2中示出，以用于更好地进行描述。

图2示出了图1中液压系统1的放大部段A。减压阀38通过压力接线P连接在第二压力介质支路36上。利用减压阀38能将在第二压力介质支路36中的供给压力降低至额定压力。连接在减压阀38的工作接线A上的额定压力管路42将减压阀38与调节阀44的控制腔连接，通过调节阀能操纵用于控制伺服泵6的调节缸46。通过未示出的控制电子装置实现对减压阀38并且进而对额定压力的大小进行控制。减压阀38的阀塞以电的方式通过与控制电子装置连接的致动器朝向打开位置进行操纵，在该位置中工作接线A与压力接线P连接。在基本位置的方向上，减压阀38的阀塞通过控制管路由在额定压力管路中的额定压力来加载，其中在基本位置中，工作接线A与连接箱27的箱接线T相连接。

调节阀44是能连续可连续调整的3/2换向阀（二位三通换向阀），其阀塞在图2中右边的基本位置a的方向上以来自额定压力管路42的额定压力和可调节的弹簧48的弹簧力来加载，并且在工作位置b的方向上以控制管路50的供给压力或输出压力来加载，这在下面还将对此进行详细说明。控制管路50。

调节缸46具有与活塞杆52连接的调整活塞54，该调整活塞将调节缸46的环形腔56和缸室58分开。缸室58通过控制压力管路60与调节阀44的工作接线A连接。在调节阀44的基本位置a上，控制压力管路60与和箱27连接的箱接线T相连接，并且在工作位置b中通过压力接线P与连接到控制管路64上的中间管路62形成压力介质连接。

控制管路64使调节缸46的环形腔56通过转换阀66与压力管路30或第二压力介质支路36连接。转换阀66通过第一中间管路68连接到压力管路30上，并且利用第二中间管路70连接到第二压力介质支路36上。调节缸46的环形腔56因此根据哪个压力更高，或者与在压力管路30中的输出压力连接，或者与在第二压力介质支路36中的供给压力连接。

调节缸46的调整活塞54在缸室减小的方向上通过作用到活塞杆52上的弹簧72被加载弹簧力。

下面结合图1和图2说明液压系统1的工作原理。为了提高图1中伺服泵6的输送体积流，调节缸46的调整活塞54向左运动，并且为了减小该输送体积流而向右运动。调节阀44用于控制调节缸46，该调节阀再次借助通过减压阀38预先给定的额定压力来控制。减压阀38为此将定量泵20的供给压力降低至被控制电子装置预先给定的额定压力，其经过压力管路42在基本位置a的方向上加载到调节阀44的阀塞上。

调整活塞54的位置通过缸室58中的调节压力和环形腔56中的泵送压力或供给压力来确定。调节压力通过调节阀44来调节，其调节位置再次取决于控制管路50的输出压力和额定压力管路42的额定压力。额定压力相对于输出压力越大，则控制缸46的缸室58中的调节压力就越小，由此调整活塞54为了提高伺服泵6的输送体积流而在图1中向左运动。为了监测调整活塞54的移位和进而对伺服泵6的摆动角的调节，可以在活塞杆52上布置测量其冲程运动的传感器74。

如果在中间管路68中的输出压力小于在定量泵20的中间管路70供给压力，那么调节缸46的环形腔56通过转换阀66和控制管路64与中间管路70连接，并且调整活塞54因此通过环形腔56来加载供给压力，为此提供了：在输出压力较小时，伺服泵6可以通过供给压力偏转。

为了使调节缸46的缸室58卸载，其可通过连接到控制压力管路60上的、并且具有节流阀的、通至箱27的箱管路来卸载。

为了避免在压力管路30中的输出压力的压力峰值而设置比较阀14。在此涉及可连续调节的2/2换向阀（二位二通换向阀），其通过连接管路76和压力接线P与压力介质管路30连接，并且利用箱接线T和箱管路78与箱27连接。通过比较阀14的阀塞能控制在连接管路76和箱管路78之间的和进而在压力管路30和箱27之间的压力介质连接。阀塞在锁止位置0的方向上由通过从额定压力管路42分出的控制管路82的额定压力和可调节的弹簧84的弹簧力来加载，并且在打开位置h的方向上，利用通过从连接管路76分出的控制管路86的输出压力来加载。

如果现在输出压力超过由弹簧84的弹簧力相对于额定压力预先设定的压差，则比较阀14通过阀塞朝向打开位置h的移位而打开在压力管路30和箱27之间的压力介质连接，对此特别减小了压力峰值。如果输出压力在比较阀14的阀塞处然后再次下降到由弹簧的弹簧力和额定压力预先设定的配对压力之下，则闭合比较阀14。

在图3中根据第二实施例示出了图1中的液压系统的部段A。液压系统1与图1和图2中的第一实施例的区别在于比较阀88。

替代在图1和图2中的比较阀14布置的比较阀88作为先导阀用于未示出的旁通阀（Entlastungsventil）。比较阀88的控制方法相应于图2中的控制方法，其中阀塞在第一工作位置k的方向上以通过控制管路82的额定压力和可调节的弹簧84的弹簧力来加载，并且在第二工作位置l的方向上通过连接到压力管路30上的控制管路90以输出压力来加载。替代与图2中的箱27的连接，比较阀88通过连接到工作接线A上的断路管路（Cut-Leitung）92与未示出的旁通阀连接。这种旁通阀例如应用在申请人的控制组块7M9-25中。

断路管路92在工作位置k中通过箱接线T与箱27形成压力介质连接，并且在工作位置l中通过从第二压力介质支路36分出的且连接到比较阀88的压力接线P上的供给压力管路94形成压力介质连接。

如果现在作用到比较阀88的阀塞上的输出压力超过相对作用的额定压力和弹簧84的弹簧力，则断路管路92与供给压力管路94连接。在供给压力管路94中的供给压力然后通过断路管路92加载旁通阀的阀部件，其由此形成在泵管路和箱之间的压力介质连接。供给压力因此作为预控制压力用于旁通阀，通过该旁通阀然后可以减小输出压力的压力峰值。

图1中的比较阀12和14在该实施例中分别容纳在阀壳体96或98中。泵调节器8、10布置在推力球轴承活圈100中，调节缸46布置在另一个推力球轴承活圈102中，并且伺服泵4、6和定量泵20布置在推力球轴承活圈104中。

比较阀12、14、88的阀塞与泵调节器8、10、调节缸46和伺服泵4或6相比具有明显较小的惯性，由此其反应明显更快，并且减小了在压力管路28、30中的压力峰值。

比较阀14和换向阀44的弹簧48和84的弹簧力大致相同。弹簧84的弹簧力例如相应于在20和50bar之间的压力。液压系统1是压力调节系统，其设计为封闭中心（Closed Center）。伺服泵4或6的泵调节器8和10主要调整恒定的输出压力。然而与负载的各自的触发情况相关地，额定压力例如通过与控制电子装置连接的操作控制台来改变。

公开了一种具有至少一个伺服泵的液压系统。该液压系统与额定压力相关地由泵调节器来调节。至少一个伺服泵用于给至少一个负载供给压力介质量。此外提出一种比较阀，通过该比较阀将输出压力从确定的压差降低至额定压力。也就是说，如果输出压力超过额定压力一个预定的值，则直接或间接地通过该比较阀降低输出压力。

附图标记列表

1       液压系统

2       驱动单元

4       伺服泵

6       伺服泵

8       泵调节器

10     泵调节器

12     比较阀

14     比较阀

16     驱动轴

18     传动装置

20     定量泵

22     供给管路

24     限压阀

26     箱管路

27     箱

28     泵管路

30     泵管路

32     压力介质过滤器

34     第一压力介质支路

36     第二压力介质支路

38     减压阀

42     额定压力管路

44     调节阀

46     调节缸

48     弹簧

50     控制管路

52     活塞杆

54     调整活塞

56     环形腔

58     缸室

60     控制管路

62     中间管路

64     控制管路

66     转换阀

68     中间管路

70     中间管路

72     弹簧

74     传感器

76     连接管路

78     箱管路

82     控制管路

84     弹簧

86     控制管路

88     比较阀

90     控制管路

92     断路管路

94     供给压力管路

96     阀壳体

98     阀壳体

100   推力球轴承活圈

102   推力球轴承活圈

104   推力球轴承活圈

P       压力接线

A      工作接线

T      箱接线

a       基本位置

b       工作位置

k       工作位置

l        工作位置

h       打开位置

0       锁止位置

Claims (14)

1.一种具有至少一个伺服泵（4、6）的液压系统，所述伺服泵由泵调节器（8、10）与额定压力相关地来调节，并且所述伺服泵用于给至少一个负载供给压力介质量，其中所述伺服泵（4、6）如此由所述泵调节器（8、10）来控制，使得在所述伺服泵（4、6）的输出端处调整遵循所述额定压力的输出压力，其特征在于，设置比较阀（12、14、88），通过所述比较阀能基于压差将所述输出压力降低至所述额定压力。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其中所述比较阀（12、14）是能连续调整的换向阀，能通过所述换向阀来控制在使所述伺服泵（4、8）和至少一个负载相连接的泵管路（22、30）和压力介质凹槽（27）之间的压力介质连接，以用于降低所述输出压力。

3.根据权利要求1所述的液压系统，其中所述比较阀（88）是能连续调整的换向阀，所述换向阀作为先导阀用于旁通阀，其中通过所述旁通阀能控制在所述泵管路（22、30）和所述压力介质凹槽（27）之间的压力介质连接。

4.根据权利要求3所述的液压系统，其中所述额定压力作为预控制压力用于所述旁通阀，并且通过所述比较阀（88）来控制。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的液压系统，其中所述比较阀（12、14、88）的阀塞在打开方向上由弹簧（84）的弹簧力和所述额定压力、或者致动器的大致相应于所述额定压力的磁力来加载，并且在闭合方向上由所述输出压力来加载。

6.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，具有用于调节所述额定压力的减压阀（38），所述额定压力的大小由控制所述减压阀（38）的控制电子装置预先给定。

7.根据权利要求6所述的液压系统，其中通过所述减压阀（38）将液压泵（20）的供给压力降低至所述额定压力。

8.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，具有用于调节所述伺服泵（4、6）的摆动角的调节缸（46），所述调节缸具有与活塞杆（52）连接的调整活塞（54），其中所述调整活塞使所述调节缸（46）的环形腔与缸室（56、58）分开。

9.根据权利要求8所述的液压系统，其中所述调整活塞（54）从所述环形腔（56）开始以所述输出压力来加载以用于提高所述伺服泵（4、6）的输送体积流，并且从所述缸室（58）开始以与所述额定压力相关的控制压力来加载以用于降低输送体积流。

10.根据权利要求9所述的液压系统，其中通过能连续调整的调节阀（44），所述控制压力能通过对所述额定压力与输出压力进行的比较来调整，并且其中所述额定压力的升高或降低导致了所述控制压力的升高或降低。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的液压系统，其中当所述供给压力大于所述输出压力时，所述调整活塞（54）由所述环形腔（56）来加载所述供给压力，以用于提高所述伺服泵（4、6）的输送体积流。

12.根据权利要求5至11中任一项所述的液压系统，其中所述调节阀（44）和所述比较阀（12、14、88）的弹簧（48、84）的弹簧力能被调节。

13.根据权利要求5至12中任一项所述的液压系统，其中所述比较阀（12、14、88）的弹簧（48、84）的弹簧力和与所述比较阀作用连接的调节阀（44）的弹簧力大致相同。

14.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其中所述液压系统具有闭合的循环。

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