CN102783283A - 升降机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种升降机构，其液压地运行并且被设置用于装配或应用在移动式作业机械上。升降机构或者说其液压装置具有一卸载压力限制阀，该卸载压力限制阀可根据地面轮廓调节。为此设有直接或间接测量的传感器装置。本发明还涉及一种方法，该方法用于调节移动式作业机械的升降机构的卸载压力。该方法具有以下步骤：通过一传感器装置检测地面轮廓；和通过控制单元根据所述传感器装置的信号调节可电子控制的比例式的卸载压力限制阀的打开压力来限制所述卸载压力。

Description

升降机构

技术领域

本发明涉及一种根据专利权利要求1前序部分的用于移动式作业机械的被液压操作的升降机构和用于控制升降机构的方法。 

背景技术

由现有技术已知用于移动式作业机械的升降机构，在连于其上的附加装置向地面下降的状态中，该升降机构提供卸载力。由此附加装置的大部分重力被抵消，以使在地面上摩擦的附加装置的阻力最小。 

在此已知具有卸载弹簧的应用，其卸载力由于弹簧特性曲线而不是恒定的。此外也已知液压卸载缸和用于卸载的液压存储器。 

前面描述的升降机构的缺点是，过高的卸载力或者说过高的卸载压力可能使附加装置如此卸载，即在地面轮廓下降时附加装置提升。当升降机构例如是一个正面升降机构并且附加装置例如是滑板上的收割装置时，在驶入洼地时或在驶过坡顶之后产生了过大的切割高度。 

在文献DE 10 207 040 877A1中公开了一种升降机构，它的液压装置具有一个可由移动式作业机械的驾驶员调节的卸载压力限制阀。由此驾驶员可以选择卸载压力的额定值并且例如使其适应附加装置的重量。 

如此选择的附加装置余重也始终是在移动式作业机械的小行驶阻力和附加装置在地面不平时的良好跟进之间的折中，因为卸载压力在很长的时间上（例如在切割草坪期间）保持被调节。 

发明内容

相对于此，本发明的任务在于，提供一种被液压操作的升降机构和一种用于控制升降机构的方法，尽管相连的附加装置的行驶阻力减少，但是该升降机构能够在地面不平时实现附加装置的改善跟进。 

该任务通过一种具有权利要求1的特征的、具有卸载压力调节装置的 升降机构以及通过一种具有权利要求7的特征的用于控制该升降机构的方法来实现。 

按本发明的升降机构液压地运行并且设置用于装配或用于应用在移动式作业机械、尤其是拖拉机上。升降机构或者说其液压装置具有一个卸载压力限制阀，其可以根据由移动式作业机械驶过的地面轮廓中的正或负的斜率被调节。这些斜率对于本文被定义为相对于时间（△t）而言的地面高度差或高度变化（△h）并且在地面轮廓中的下降台阶的极端情况下也可能是无穷大的。时间在此一方面取决于移动式作业机械驶过高度差所用的速度，另一方面取决于高度差的上升或下降。为了检测斜率设置一个传感器装置。由此提供了一种被液压操作的升降机构，其中尽管行驶阻力减小，但是通过将相连的附加装置的重力减少例如20%能够在地面的比较突兀（陡峭和/或在短时间内）的不平度时实现附加装置的改善的快速反应的跟进。另外，具有按本发明的卸载压力调节的附加装置可以在正常运行中以较高的卸载（通过较高的卸载压力）被移动或拉动，由此节省燃料。 

本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中说明。 

附加装置可以例如是收割装置、扫雪机、圆盘耙或表土疏松机。 

优选地，卸载压力限制阀是一个可由控制单元或电子控制单元（ECU）电子控制的比例式压力限制阀。 

在一种在装置技术上耗费小的优选扩展构型中，传感器装置由角速度接收器形成，通过该角速度接收器可以测量在导杆、尤其下导杆和移动式作业机械之间的角速度。 

角速度接收器优选由一个与控制单元配合作用的角度接收器形成。由控制单元能够经由角度接收器通过角度微分来测量导杆相对于移动式作业机械的角速度。 

传感器装置也可以具有一个在移动式作业机械的行驶方向上设置在其前面或设置在附加装置前面的距离传感器，该距离传感器直接地、例如通过激光或超声波检测地面轮廓。由此产生对于升降机构或对于控制装置可以利用的延长时间，以便优化地对地面轮廓中的斜率做出反应。 

在一种优选的扩展构型中，在由传感器装置求得地面高度减小时，调节出卸载压力限制阀的第一打开压力，并且在由传感器装置求得地面高度 增大时，调节出卸载压力限制阀的第二打开压力。第一打开压力比第二打开压力小例如25-50%。 

优选地，卸载压力限制阀设置在卸载压力管路上，通过该卸载压力管路可供给一个卸载压力室。 

补充地可以设置一个加载压力管路，通过该加载压力管路供给一个加载压力室，该加载压力室反作用于卸载压力室。由此能够将向下作用的加速力作用到工作装置上，以便在地面轮廓特别突兀地下降时或在工作装置特别轻时仍保证最佳的跟进，或者以便补偿缓慢下降的卸载压力。 

在此特别优选的是，所述加载压力管路中的加载压力也能够由一加载压力限制阀通过传感器装置根据地面轮廓中的斜率调节。 

按本发明的方法用于调节移动式作业机械的升降机构的卸载压力并且具有以下步骤： 

通过一传感器装置检测地面轮廓中的正或负的斜率；和 

通过控制单元根据斜率调节可电子控制的比例式的卸载压力限制阀的打开压力来限制例如卸载管路的卸载压力。 

斜率在此在地面轮廓中的下降台阶的极端情况中可以是无穷大的。由此提供一种方法，其中尽管行驶阻力减小，但是通过将相连的附加装置的重力减少例如20%能够在地面的不平度时实现附加装置的改善的快速反应的跟进。另外，附加装置在正常运行中能够以较高的卸载（通过较高的卸载压力）被移动或拉动，由此节省燃料。 

在按本发明的方法的一种特别优选的扩展构型中，在调节打开压力时，该打开压力脉冲式地、短时间地（例如200-400ms）减少。由此抑制整个系统的延迟并且使附加装置以增加的重力向下加速。 

优选地，附加地通过控制单元根据传感器装置的信号调节可电子控制的比例式的加载压力限制阀的打开压力来限制例如加载管路中的加载压力。由此能够在地面轮廓特别突然地下降时或在工作装置特别轻时保证最佳的跟进，或者能够补偿缓慢下降的卸载压力。 

特别有意义的是，在由传感器装置求得地面轮廓的负斜率时，减小卸载压力限制阀的打开压力，其中，在由传感器装置求得地面轮廓的正斜率时，也可以提高卸载压力限制阀的打开压力。 

地面轮廓的斜率的检测优选通过角速度的测量、例如通过导杆（尤其是下导杆）和移动式作业机械之间的角度微分实现。 

在按本发明的方法的一种特别优选的扩展构型中，仅当一个预确定的高度差被超过或低过时并且通过传感器装置求出时才对卸载压力进行限制。由此保证，附加装置的短下沉或短路程的振动不会导致按本发明的调节。 

附图说明

下面根据附图详细地描述本发明的实施例。其示出： 

图1以侧视图示出一个拖拉机，在该拖拉机上通过按本发明的升降机构连接一个收割机构； 

图2示出按本发明的升降机构的液压装置的简化的连接图； 

图3示出按本发明的升降机构的下导杆的角度位置和相应的角速度的变化过程；和 

图4示出参照图3的卸载压力的变化曲线。 

具体实施方式

本发明在下面借助拖拉机的双作用式的正面升降机构1阐述。该正面升降机构1的基本结构在DE 10 2005 005 314A1中详细阐述，从而在此仅说明对于本发明的理解重要的结构元件并且其余参考所述文献的公开内容。 

图1以侧视图示出拖拉机，在该拖拉机上通过按本发明的正面升降机构1连接一个收割机构2。该正面升降机构1具有升降缸10，该升降缸作为卸载缸和加载缸起作用。但是也可想到具有单作用式实施方式的液压装置。一个支承收割机构2并且铰接在拖拉机上的导杆装置可通过升降缸10摆动以提升或降下收割机构2。通过角度接收器5求出拖拉机和导杆装置的下导杆3之间的角度。当收割机构2以其滑板7通过下坡9移动到洼地12中或者从一个（未示出的）顶向下移动时，该角度增大。当收割机构2通过上坡从洼地12移动出来或者移动到一个（未示出的）顶上时，该角度缩小。 

在图2中示出的液压线路图用于通过升降缸10控制正面升降机构1。升降缸10的活塞杆的运动通过升降机构阀装置4实现，升降缸10的两个压力室14、16可通过该升降机构阀装置与调节泵6或箱8连接。该升降缸10具有一个在“支承”方向上有效的卸载压力室14和一个在“下压”方向上有效的加载压力室16，它们分别通过工作管路18、20与升降机构阀装置4的工作连接端A、B连接。 

这类升降机构阀装置4的构造例如在Bosch Rexroth AG的数据表RD66 130/02.07或RD 66 165/09.04中描述。这些升降机构阀装置4通常以盘状结构形式被实施并且集成在拖拉机的移动式控制模块中。在示出的实施例中，升降机构阀装置4具有一个压力连接端P和一个箱连接端T，它们与调节泵6或箱8连接。升降机构阀装置4被实施为负载-感测系统。在一个连接于压力连接端P上的输入通道22中设有一个负载-感测-压力称24，该负载-感测-压力称在打开方向上被弹簧力和升降缸10在负载-感测-通道25中的负载压力加载并且在关闭方向上被负载-感测-压力称24下游的泵压力加载。 

输入通道22通向一个可持续调节的方向阀26的压力连接端P，该方向阀可通过先导阀装置28调节。该先导阀装置28例如包括可通过操纵杆控制的先导阀，这些先导阀连接在控制油供给装置30上。方向阀26的阀芯通过定心弹簧装置32预张紧在图2中示出的基本位置中，在该基本位置中输入连接端P以及两个工作连接端A、B和控制连接端XA、XB、X被截止以及负载-感测-连接端LS与止回连接端R连接。止回连接端R通过箱通道34与升降机构阀装置4的箱连接端T连接。 

通过适当调节先导阀装置28，可以将方向阀26的阀芯从其基本位置（在图2）向右调节到卸载位置中，在该卸载位置中通过配量孔板控制从输入连接端P至方向阀26的工作连接端B的压力介质连接，使得相应地将压力介质输送到升降缸10的卸载压力室14中。从加载压力室16挤出的压力介质在此通过与回流连接端R连接的工作连接端A向箱8流出。在将图2中的阀芯向左调节到加载位置中时，通过配量孔板建立从压力连接端P至方向阀26的工作连接端A的压力介质连接，并且工作连接端B与回流连接端R连接，使得相应地为了压下收割机构2而将压力介质输送到加载压 力室16中。从卸载压力室14挤出的压力介质向箱8流出。 

在方向阀26（在图2中）的阀芯向左移动到浮动位置中时，方向阀26的两个工作连接端A、B和由此还有升降缸10的两个压力室14、16与回流连接端R连接，使得收割机构2在没有通过升降机构的力作用的情况下支承在地面上。 

方向阀26的两个工作连接端A、B通过预流通道36或溢流通道38与升降机构阀装置4的工作连接端A、B连接。在通道36、38中分别设置一个沉降模块40、42，其在弹簧预紧的基本位置中作为用于无漏油地张紧升降缸10的可打开的止回阀和在调节位置中在溢流调节的意义上控制从升降缸10回流的压力介质体积流。为此，每个沉降模块40、42在其止回位置的方向上被压力加载在方向阀26的所属的工作连接端A、B上并且在其打开/节流位置的方向上通过控制油供给装置30的控制压力被加载。 

升降缸10上的个别负载压力通过方向阀26的负载-感应-连接端LS截取并且如上已经所述在打开方向上加载个别压力称或负载-感测-压力称24。 

为了升降缸10的缩回和由此为了卸载或为了提升收割机构2，方向阀26被这样地调节，使得压力介质从调节泵6经由输入通道22、负载-感测-压力称24、方向阀26的受控的配量孔板、方向阀26的工作连接端B、沉降模块42的止回阀、溢流通道38并且经由工作管路18输送到卸载压力室14中。泵压力在此为了节省能量被这样地调节，使得其始终仅以预确定的压差位于拖拉机的所有耗能器例如升降缸10的最高负载压力以上（负载-感测）。在升降缸10缩回时从加载压力室16挤出的压力介质通过工作管路20、预流通道36、通过控制油供给装置30中的控制压力控制的沉降模块40、方向阀26的连接端A、R并且经由箱通道34流出到箱8。沉降模块40在此起到排出压力称的作用，排出的压力介质体积流在一定范围中通过该排出压力称调节。 

在图2中示出的实施例中，压力称24可以在其关闭位置中固定，其中在关闭方向上有效的控制面经由电操作的二位二通先导阀46被加载压力称24上游的压力，其如上所述在任何情况中大于升降缸10上的负载压力。尽管配量孔板受到控制，但是通过该关闭能够截止调节泵6和方向阀26之间 的压力介质流动回路。 

工作管路20中的压力经由可持续调节的加载压力限制阀44限制，使得加载压力室16中的压力能够与方向阀26的调节无关并且与泵压力无关地例如在5至230巴之间被调节。以该方式通过将加载压力限制阀44调节到其最小压力、例如5巴的压力，能够使真正双作用式的正面升降机构1单作用地运行，从而即便在将方向阀26调节到其加载位置中时收割机构2实际上仅基于其自重下降。在下降之后，方向阀26然后可以被调节到其浮动位置中，使得能够补偿地面的可能的不平度。该性能对应于传统的单作用式升降缸的性能。 

另外在工作管路18中设置一个卸载压力限制阀43，其同样构造为可持续调节的，并且通过它能将工作管路18中的压力例如限制在5至230巴之间的值上。卸载压力限制阀43是一个比例式压力限制阀，其被电子控制装置或被电子控制单元48控制。这根据电位计50发生，电位计由拖拉机的驾驶员调节。按本发明还通过电子调节根据角度接收器5电子控制该卸载压力限制阀43，该角度接收器将下导杆3和拖拉机（见图1）之间的当前角度转换为电压或电流信号。 

图3示出举例的在下导杆3和拖拉机（见图1）之间的随时间的角度变化 在此，示出通过洼地12（见图1），这导致角度 

的过渡式的增大。另外在图3中示出通过角度变化 

的微分求出的随时间变化的角速度。这通过控制单元48实现。 

图4相对于图3的例子示出卸载压力随时间的示意性变化。在此示出，尤其根据收割机构2的自重选出的100%的卸载压力直接在预确定的正的角度速度被超过之后短时间地强烈下降。在此，例如对于300ms的持续时间，下降到之前选择的卸载压力的35%。由此能够使收割机构2（见图1）向下快速跟进或下降。 

超出示出的实施例，在超过一定的角度速度时，加载压力限制阀44也能够短时间地调节到更高的打开压力，使得收割机构2短时间地附加地被加载并且由此更快速地下降。 

与示出的实施例不同，角度接收器也可以通过一个设置在拖拉机上或优选在行驶方向上设置在收割机构更前面的距离传感器代替。 

公开了一种升降机构，该升降机构液压地运行并且设置用于装配或用在移动式的作业机械上。升降机构或其液压装置具有一个卸载压力限制阀，该卸载压力限制阀可根据地面轮廓调节。为此，设有一个直接或间接测量的传感器装置。 

还公开一种方法，该方法用于调节移动式作业机械的升降机构的卸载压力。该方法具有以下步骤： 

通过传感器装置检测地面轮廓；和 

通过控制单元根据传感器装置的信号调节可电子控制的比例式卸载压力限制阀的打开压力，由此限制卸载管路的卸载压力。 

附图标记清单 

1     正面升降机构 

2     收割机构 

3     下导杆 

4     升降机构阀装置 

5     角度接收器 

6     调节泵 

7     滑板 

8     箱 

9     下坡 

10    升降缸 

12    洼地 

14    卸载压力室 

16    加载压力室 

18    工作管路 

20    工作管路 

22    输入管路 

24    负载-感测-压力称 

26    方向阀 

28    先导阀装置 

30    控制油供给装置 

32    定心弹簧装置 

34    箱通道 

36    预流通道 

38    溢流通道 

40    沉降模块 

42    沉降模块 

43    卸载压力限制阀 

44    加载压力限制阀 

45    电磁体 

46    先导阀 

48    控制单元 

△h   高度变化。

Claims (11)

1.用于移动式作业机械的被液压操作的升降机构（1），其特征在于，所述升降机构（1）具有一卸载压力限制阀（43），其特征在于，所述卸载压力限制阀（43）能够根据地面轮廓的由传感器装置（5，48）检测出的每单位时间的高度变化（△h）被调节。

2.根据权利要求1的升降机构，其特征在于，所述卸载压力限制阀是一能够由控制单元（48）电子控制的比例式压力限制阀（43）。

3.根据权利要求2的升降机构，其特征在于，所述传感器装置具有一角度接收器（5），该角度接收器与所述控制单元（48）连接，通过所述角度接收器（5）和所述控制单元（48）能够测量在导杆（3）和移动式作业机械之间的角速度。

4.根据以上权利要求之一的升降机构，其特征在于，所述卸载压力限制阀（43）设置在一工作管路（18）上，通过所述工作管路能够供给一卸载压力室（14）。

5.根据权利要求4的升降机构，其特征在于，所述升降机构具有一工作管路（20），通过所述工作管路能够供给一加载压力室（16），所述加载压力室反作用于所述卸载压力室（14）。

6.根据权利要求5的升降机构，其特征在于，所述工作管路（20）中的加载压力能够由一加载压力限制阀（44）根据地面轮廓的每单位时间的高度变化（△h）调节。

7.用于调节移动式作业机械的升降机构（1）的卸载压力的方法，其特征在于，该方法具有以下步骤：

通过一传感器装置（5，48）检测地面轮廓的每单位时间的高度变化（△h）；和

通过控制单元（48）根据所述传感器装置（5，48）的信号调节可电子控制的比例式的卸载压力限制阀（43）来限制所述卸载压力。

8.根据权利要求7的方法，其特征在于，该方法具有以下步骤：

通过控制单元（48）根据所述传感器装置（5，48）的信号调节可电子控制的比例式的加载压力限制阀（44）来限制一加载压力。

9.根据权利要求7或8的方法，其特征在于，在由所述传感器装置（5，48）求得所述地面轮廓的高度减小时，减小所述卸载压力限制阀（43）的打开压力，或者，在由所述传感器装置（5，48）求得所述地面轮廓的高度增大时，提高所述卸载压力限制阀（43）的打开压力。

10.根据权利要求7至9之一的方法，其特征在于，通过测量在导杆（3）和移动式作业机械之间的角速度来检测地面轮廓的每单位时间的高度变化（△h）。

11.根据权利要求7至10之一的方法，其特征在于，仅当一预确定的高度变化（h△）被超过时才对所述卸载压力进行限制。

Images