CN103133450A

CN103133450A - 液压系统、液压驱动的设备

Info

Publication number: CN103133450A
Application number: CN2012105019734A
Authority: CN
Inventors: 西蒙·迈尔
Original assignee: Liebherr Hydraulikbagger GmbH
Current assignee: Liebherr Hydraulikbagger GmbH
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: RU2599698C2; RU2012151537A; US20130139909A1; EP2600012A2; EP2600012A3; CN103133450B; DE102011119945A1; EP2600012B1; US9897115B2

Abstract

本发明涉及一种液压系统以及液压驱动的设备，所述液压系统具有至少两个主控制阀，且具有用于致动所述主控制阀的液压辅助控制系统，其中所述液压辅助控制系统和/或所述主控制阀构造成使得至少两个主控制阀依次地打开。

Description

液压系统、液压驱动的设备

技术领域

本发明涉及这样一种液压系统，其具有至少两个主控制阀，且具有用于致动所述主控制阀的液压辅助控制系统（hydraulic pilot control system）。

背景技术

当多回路液压系统由共用液压供应来供以高压时，或者如果多于一个液压泵向共用负载供应液压流体，则要求所述主控制阀对压力供应的功率控制进行复杂的调整。为此，在现有技术中使用昂贵的电子控制系统。

发明内容

本发明的目的是提供更简单且更可靠的系统。

该目的是通过根据本发明的液压系统解决的。

根据本发明的液压系统包括至少两个主控制阀和用于致动主控制系统的液压辅助控制系统。根据本发明，提供的液压辅助控制系统和/或主控制阀构造成使得至少两个主控制阀依次地打开。因此，根据本发明，通过液压系统的液压或机械配置可以实现主控制阀以一定的顺序打开，并因此实现级联连接。特别地，该系统可以被构造成使得至少两个主控制阀在共用控制发送器的不同控制压力下打开。这也允许在液压辅助的多回路系统中实现级联连接，其中所述主控制阀按一定顺序打开。所述主控制阀可用于控制一个或多个负载。

在第一变型中，级联连接可以通过机械和/或液压方面不同设计的主控制阀实现。

特别地，至少两个主控制阀可以配备有不同弹簧力的弹簧，从而使主控制阀由于不同的弹簧力在不同的控制压力下打开。例如，第一主控制阀的弹簧可以在第一控制压力范围内打开，而第二主控制阀的弹簧在第二控制压力范围内打开。在其他情况下，主控制阀可以同样地构造。

可替换地或附加地，至少两个主控制阀可以包括不同的阀杆和/或阀壳，从而导致至少两个主控制阀在不同冲程下打开。在此变型中，主控制阀的打开起点（opening start）以不同方式分别机械地固定在阀杆和阀壳上。例如，这可以阀杆上的槽或孔的形式实现。

因此，级联连接可以通过无对应开关逻辑的阀硬件建立。因此，所述阀在不同冲程下且因此在不同控制压力下打开。

此外，根据本发明可以规定，所述主控制阀中的至少一个以抵消（counteract，反作用）控制压力的反压力加载。因此，可以通过增加弹簧强度来实现相同的效果，因为反压力增加而达到弹簧压力且首先必须通过控制压力克服，以便导致主控制阀打开。特别地，反压力可以是恒定的。因此，提供对应的压力源是有利的。

此外，级联连接也可以通过辅助控制单元的相应设计实现。例如，也可以使用同样的主控制阀。

特别地，规定所述主控制阀中的至少一个通过减压阀致动，减压阀的输出压力通过另一主控制阀的控制压力发动。因此，通过所述减压阀，可以产生用于一个主控制阀的另一控制压力。特别地，所述减压阀可以使控制压力和出口压力之间的压力比不等于1，以便用于致动所述一个主控制阀的出口压力相对用于另一个主控制阀的控制压力的比是固定的。

可替换或附加地，可规定通过压力关闭阀（pressure shut-off valve），至少一个主控制阀以抵消控制压力的反控制压力加载。有利地，压力关闭阀以控制压力加载，以便反控制压力随着控制压力上升至关闭压力。从而，稍后的打开起点也可以在主控制阀中实现，所述主控制阀以反控制压力加载。

上述可能情况的组合当然也是可构想的。特别地，第一主控制阀可以通过减压阀致动，而第二主控制阀通过压力关闭阀以反控制压力加载。

此外，上述可能情况当然也可以用于两个以上的主控制阀。

在首先描述的利用机械和//或液压方面不同设计的主控制阀的变型中，可以使用相应不同的弹簧强度或相应的不同机械加工的阀杆或阀壳。

此外，在级联连接中，可以通过辅助控制单元使用一个以上的减压阀或一个以上的压力关闭阀，所述辅助控制单元随之相应地以不同压力比或不同关闭压力来操作。

有利地，根据本发明的液压系统包括共用控制发送器，所述至少两个主控制阀可以通过该共用控制发送器致动。特别地，此控制发送器可以产生用于致动所述至少两个主控制阀的控制压力。尽管具有共用控制发送器，根据本发明的主控制阀或辅助控制单元的设计也提供了主控制阀的不同打开起点。

在第一实施方式中，根据本发明的液压系统还包括用于为所述至少两个主控制阀供应液压力的共用高压供应。有利地，所述高压供应包括根据要求通过所连接的一个或多个负载致动的可变流量泵（variable displacementpump）。即使是具有液压辅助控制，根据本发明的打开起点的级联也允许使用这样的压力供应。

根据本发明，所述可变流量泵有利地通过负载感应装置致动。特别地，所述可变流量泵被致动，使得在所有主控制阀上保持一定的压降，且同时不超过最大压力。有利地，下游累加生效，以便致动负载感应装置。

在第二实施方式中，所述液压系统的至少两个主控制阀可以通过至少两个独立的高压供应来被独立地提供液压。有利地，每个高压供应均包括可变流量泵。

在这种实施方式中，如果仅需要小流速的液压流体，则本发明的级联控制将仅打开两个主控制阀中的一个，以使得至少两个液压泵中仅有一个会被用来为一个或多个负载提供液压。如果需要更多的液压功率，则控制装置也将打开第二主控制阀，以使得第二液压泵也用来提供压力。

并且在这种情况下，可变流量泵可以有利地通过负载感应装置来致动。

当然，本发明的系统还可以与多于两个的主控制阀和/或多于两个的液压泵和/或多于两个的负载一起使用。在这种情况下，多于两个的主控制阀优选地以预定顺序打开。

在第一实施方式中，至少两个主控制阀独立地控制至少两个分离的负载。

例如，至少两个主控制阀可以控制独立的液压缸。例如，至少两个液压缸可以用来接连地移动分离的元件，比如，伸缩臂的若干个伸缩件的缩入或伸出。

其中，一个或多个液压泵可以用于提供液压力，如上所述的。

在第二实施方式中，至少两个主控制阀控制共用负载。如果通过单个主控制阀不能实现用于控制这个负载的期望最大流速，则这个实施方式可能是特别有用的。

在一个优选实施方式中，可以通过独立的液压泵来独立地为两个主控制阀供应液压流体，如上所述的。可替换地，压力供应可以通过共用液压泵来提供。

除液压系统之外，本发明还包括如上面所述的辅助控制系统。特别地，辅助控制系统以液压的方式实现根据本发明的级联连接。特别地，如上所述，减压阀和/或压力关闭阀可用于致动主控制阀中的至少一个。

此外，本发明包括如上所述的用于液压系统的一组至少两个的主控制阀。特别地，所述主控制阀在机械和/或液压方面以不同方式设计。特别地，所述两个主控制阀包括具有不同弹簧力的弹簧，和/或在机械上不同机加工的阀杆或阀壳，这导致在不同冲程处的打开起点。

有利地，如上面已经详细阐述地，设计了辅助控制系统或一组至少两个的主控制阀。

本发明还包括如上所述具有液压系统的液压驱动设备。特别地，该设备是移动设备。特别优选地，本发明用于建筑、土方和/或物料处理机器。特别地，本发明包括根据本发明的具有液压系统的液压挖掘机。

在一个实施方式中，所述设备包括用于为该设备的负载提供液压力的至少两个液压泵，其中，通过所述至少两个液压泵独立地对所述至少两个主控制阀进行供应。

在一个优选实施方式中，至少两个主控制阀为同一负载供应液压流体。

通过至少两个主控制阀供应的负载例如可以为用于提升和/或移动吊杆或工具的回转传动装置、移动传动装置和/或液压缸。

在另一个实施方式中，至少两个主控制阀独立地对至少两个分离负载进行供应。

所述至少两个负载例如可以是用于提升和/或移动吊杆或工具的回转传动装置、移动传动装置（traveling gear）和/或液压缸。

附图说明

现在参照示例性实施方式和附图详细说明本发明。在附图中：

图1示出了根据本发明的包括具有不同弹簧强度的主控制阀的液压系统的第一示例性实施方式，

图2示出了根据本发明的包括具有不同机械加工的阀杆的主控制阀的液压系统的第二示例性实施方式，

图3示出了根据本发明的具有通过辅助控制单元实现的级联连接的液压系统的第三示例性实施方式，

图4a至图4d示出了本发明的级联控制系统的不同实现方式的四个实施方式，这些实施方式具有一个或多个液压泵和/或一个或多个负载，以及

图5示出了本发明的级联控制系统的实施方式，其具有多于两个的主控制阀和/或多于两个的液压泵。

具体实施方式

本发明的示例性实施方式涉及包括至少两个主控制阀的液压系统，特别是具有下游累加的多回路负载感应系统，所述至少两个主控制阀在辅助控制下进行液压操作。根据本发明，提供了级联连接，通过该级联连接用作主控制阀的液压控制滑动件以一定顺序打开。

该系统的致动是通过共用辅助控制发送器2实现的，特别是通过这样的控制装置实现，经由该控制装置产生用于辅助控制的一定控制压力。例如，辅助控制发送器可以是操纵杆。例如如图3所示，辅助控制发送器1可以通过辅助压力源15以恒定辅助压力加载，且所述辅助压力源将所述恒定辅助压力减少至期望的控制压力。例如，恒定辅助压力可达到35巴。

由于根据本发明的液压系统的机械或液压结构，所述液压系统现在允许打开时间的级联，即使是在共用致动的情况下。一方面，所述级联连接可以通过主控制阀的不同阀弹簧，或通过主控制阀的不同滑动件打开起点来实现。也可以提供液压级联辅助控制单元，以便级联连接经由辅助控制来实现。下面参考图1到图3所示的示例性实施方式再次详细说明这三种替代方案。

图1示出了两个主控制阀2和3，其中每个主控制阀都在其控制压力端口4和5处以辅助控制发送器1的相同控制压力来加载。根据本发明，选择两个主控制阀滑动件2和3的阀弹簧6和7，以便例如滑动件2的弹簧在第一压力范围内响应，而滑动件3的弹簧在第二压力范围内响应。例如，可以选择滑动件2的弹簧6，以便该弹簧在0与20巴的压力范围内响应，而滑动件3的弹簧7在20至35巴的范围内响应。由于不同阀弹簧，所以可获得不同的打开起点。

可替换或附加地，在其中一个滑动件（图1中的滑动件3）中，可以提供压力源或相应的回路9，该压力源或相应的回路使该滑动件以反压力加载。因此，实现与通过滑动件3的弹簧强度的机械放大相同的效果。通过反控制压力端口8，阀3以来自于回路9的反控制压力加载，其中反压力恒定是有利的。

因而，可使用与滑块件2中相同的弹簧强度，现在该弹簧强度通过压力源9放大，因为反压力累加到弹簧压力。例如，同样地，用于阀3的弹簧强度可在0与20巴之间，并且经由压力源9放大10巴。

然而，在如图2所示的变型中，主滑动件2'和3'的打开起点以不同方式机械地固定在阀杆10和11上。根据基础滑动件的制造商，这可以槽或孔的形式实现。结果，级联连接可以通过无相应开关逻辑的滑动硬件建立。

如图2所示，活塞10和11都具有相同的冲程12，但主控制阀2'的活塞已经在短距离后打开，而主控制阀3'的活塞仅随后通过冲程13打开。在该示例性实施方式中，这可以如下地实现，使得主控制阀3'的阀杆11上的槽14比主控制阀2'的阀杆10上的槽14'短，且因此仅将压力供应P与开口A或A'连接从而导致在较大冲程处的负载。

在该示例性实施方式中，阀弹簧6'和7'也可以相同地设计，以便不同的打开起点仅由阀杆的机械设计实现。可替换地，这也可能由阀壳的不同机械设计实现。

然而，在如图3所示的变型中，级联连接通过辅助控制阀单元的相应设计实现。特别是，主控制阀2'和3'因而可以在不改变的情况下使用。在图3中，两个不同的变型依次组合，但是这两个不同的变型也可以单独使用。

一方面，可提供减压阀16，该减压阀以来自于辅助压力源15的恒定辅助压力加载。减压阀16以辅助控制发送器1的控制压力17加载，并具有一定的压力比x，以便在减压阀16的压力出口18处应用x倍的控制压力17。第一主控制阀2'以实际控制压力17加载，第二主控制阀3'以减压阀的改变的控制压力18加载。因此，由控制发送器规定的x倍的控制压力作用在主控制阀3'的活塞5上，然而在发送器1处规定的简单控制压力作用在主控制阀2'的活塞4上。

可替换或附加地，可以提供压力关闭阀19，该压力关闭阀以来自辅助压力发送器1的控制压力加载，并具有定义的关闭压力。经由来自于压力关闭阀19的压力，反压力施加在主控制阀2’的活塞4上。因此，只要控制压力位于关闭阀19的关闭压力以下，相同的压力就作用于主控制阀2'的a侧和b侧上，以便所述主控制阀停止在中间位置处。当在控制发送器1处规定的控制压力现在增加到压力关闭阀19处设定的关闭压力以上时，活塞4处的压力将仅在a侧上增加，而在b侧上，关闭阀19中设定的压力保持不变，以使得活塞4现在同样地通过a和b之间的压力差偏转。

如图3所示，两种变型也可以进行组合，以便一个阀通过压力关闭阀以反压力加载，而另一个阀通过减压阀致动。

在多个阀的情况下，也可考虑使用具有不同压力比的多个减压阀和/或具有不同关闭压力的多个压力关闭阀。

此外，在两个主控制阀情况下，用于这两个主控制阀的压力中的每个均可以通过具有不同压力比的减压阀或通过具有不同关闭压力的压力关闭阀来施加。

图4a至图4d示出了本发明的级联控制系统的不同实现方式的四个实施方式，这些实施方式具有一个或多个液压泵和/或一个或多个负载。

在图4a中，两个主控制阀2和3整体并联连接，并通过共用液压泵30供应，并且控制同一负载40。

在图4b中，两个主控制阀2和3相对于泵的侧并联连接，并通过共用液压泵30供应，但是控制独立的负载41和42。

在图4c中，两个主控制阀2和3相对于负载侧并联连接，并控制同一负载40，但是通过独立的液压泵31和32被独立地供应。

在图4d中，两个主控制阀2和3相对于泵的侧以及相对于负载侧都不是并联连接。这两个主控制阀通过独立的液压泵31和32被独立地供应，并且控制独立的负载41和42。

图5示出了使用多于两个主控制阀的实施方式。主控制阀50至53通过独立地液压泵31至34被独立地供应，但是控制同一负载40。

优选地，液压系统构造成使得多于两个的主控制阀50至53以预定顺序打开和关闭。

特别是对于经由具有下游累加的负载感应控制的多回路系统的高压供应，本发明允许在辅助控制下液压地操作主控制阀，然而也实现级联连接。

特别是，根据本发明的液压系统可用于移动式工作机器中，如用于液压挖掘机中。

Claims

1.一种液压系统，具有至少两个主控制阀，且具有用于致动所述主控制阀的液压辅助控制系统，其特征在于，

所述液压辅助控制系统和/或所述主控制阀构造成使得所述至少两个主控制阀依次打开。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其中，所述至少两个主控制阀包括具有不同的弹簧力的弹簧，所述弹簧导致所述至少两个主控制阀在不同控制压力打开。

3.根据权利要求1或2所述的液压系统，其中，所述至少两个主控制阀包括不同的阀杆和/或阀壳，所述不同的阀杆和/或阀壳导致所述至少两个主控制阀在不同冲程处打开。

4.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其中，所述主控制阀中的至少一个被加载有抵消所述控制压力的反压力，其中有利地，所述反压力恒定。

5.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其中，所述主控制阀中的至少一个通过减压阀致动，所述减压阀的出口压力通过另一个主控制阀的控制压力致动，其中有利地，所述减压阀的控制压力与出口压力之间的压力比不等于1。

6.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其中，所述主控制阀中的至少一个通过压力关闭阀被加载有反控制压力，所述反控制压力抵消所述控制压力并且随着所述控制压力上升至关闭压力。

7.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其中，所述至少两个主控制阀能够通过共用控制发送器致动，其中所述控制发送器有利地产生用于致动所述至少两个主控制阀的辅助压力。

8.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其中，所述至少两个主控制阀通过共用高压供应来供以液压力，特别是通过共用可变流量泵来供以液压力，其中所述可变流量泵有利地通过负载感应装置致动，其中进一步有利地实现下游累加。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的液压系统，其中，所述液压系统的所述至少两个主控制阀通过至少两个独立高压供应被独立地供以液压力，特别是通过至少两个可变流量泵被独立地供以液压力，其中优选地，所述可变流量泵经由负载感应装置致动。

10.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其中，所述至少两个主控制阀独立地控制至少两个独立的负载。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的液压系统，其中，所述至少两个主控制阀控制共用负载。

12.用于根据前述权利要求中任一项所述的液压系统的至少两个主控制阀的组和/或辅助控制系统。

13.具有根据前述权利要求中任一项所述的液压系统的液压驱动的设备，特别是移动设备，特别是建筑、土方和/或物料处理机器，特别是液压挖掘机。

14.根据权利要求13所述的液压驱动的设备，包括用于为所述设备的负载提供液压力的至少两个液压泵，其中，所述至少两个主控制阀通过所述至少两个液压泵被独立地供应，其中优选地，所述至少两个主控制阀为同一负载供应液压流体。

15.根据权利要求14所述的液压驱动的设备，其中，通过所述至少两个主控制阀供应的所述负载可以例如为用于提升和/或移动吊杆或工具的回转传动装置、移动传动装置和/或液压缸。