CN103291673A - 液压控制系统 - Google Patents

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Abstract

液压控制系统，用于通过共同的泵向至少两个液压负载供给压力介质。泵具有泵调节器。控制系统包括至少两个可调节的定量孔板，第一定量孔板设置在从泵引出的输入管路与第一负载间，第二定量孔板设置在输入管路与第二负载间。设置至少两个保压阀，第一保压阀连接在第一定量孔板后，第二保压阀连接在第二定量孔板后。保压阀的各调节活塞在正面由各定量孔板后的压力沿打开方向且由负载的、处于背后的控制室中的最高负荷压力或从中导出的压力沿关闭方向按负载独立流量分配原理(LUDV)通过负荷传递线路加载。通过安全阀或紧急停止阀，负荷传递线路利用泵压力加载、替代负载最高负荷压力。保压阀通过切换安全阀被关闭，配属于保压阀的负载停止。

Description

液压控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制系统，通过所述控制系统可以向至少两个液压负载供给压力介质，并且所述控制系统具有权利要求1的前序部分中所述的特征。
背景技术
从现有技术已知按照负荷传感(load-sensing)原理的液压控制系统，其中变量泵根据至少两个被操纵的液压负载的最高负荷压力分别如此调节，使得泵压力以一确定的压差处于最高负荷压力之上。压力介质通过可调节的定量孔板流向液压负载，其中第一定量孔板设置在从变量泵离开的泵管路或者说输入管路和第一液压负载之间，并且第二定量孔板设置在输入管路与第二液压负载之间。通过在定量孔板后面连接的保压阀实现了：当足够地提供压力介质量时，与液压负载的负荷压力无关地在定量孔板上存在一确定的压差，从而流至液压负载的压力介质量仅与各定量孔板的开口横截面相关。如果定量孔板进一步打开，则必定更多的压力介质量流经该定量孔板，以便产生确定的压差。
变量泵分别如此进行调节，使得该变量泵提供需要的压力介质量。所以还涉及需求流量调节。
在定量孔板后面连接的保压阀沿打开方向由各定量孔板之后的压力来加载并且沿关闭方向由处于后面的控制室中的控制压力来加载，其通常相当于由同一个液压泵供给的所有液压负载的最高负荷压力。如果在同时操纵多个液压负载时如此宽阔地打开定量孔板，使得由被调节直至挡块的液压泵提供的压力介质量小于总共要求的压力介质量，流至各液压负载的压力介质量与液压负载的相应负荷压力无关地成比例地降低。涉及一种利用负载独立流量分配进行的控制(LUDV-控制)。以这种方式控制的液压负载被简称为LUDV-负载。因为在LUDV-控制时还感应最高负荷压力并且由压力介质源产生一以确定的压差高于最高负荷压力的输入压力，LUDV-控制是负荷传感或负荷传感控制(LS-控制)的一种特殊状况。
在文献DE19646427B4和DE102010009705A1中分别公开了一种用于移动作功机械的多个负载的LUDV-控制系统，其中所述负载一起通过一个泵来提供负载独立流量分配。
这种液压LUDV-控制系统的缺点是，没有设置紧急断开。这在下述情况时是特别不利的：通过LUDV-控制系统来操纵伸缩式装卸机(例如叉车、轮式装载机、可移动吊车或钻台)的负载，可能会通过其将人员举起或夹住。
发明内容
因此，本发明的目的在于，实现一种液压控制系统，其具有对于人员来说提高的安全性。
所述目的通过一种具有权利要求1的特征的液压控制系统来实现。
按照本发明的液压控制系统用于通过包括泵调节器的泵向至少两个液压负载供给压力介质，包括至少两个可调节的定量孔板，其中第一定量孔板设置在从所述泵引出的输入管路与第一负载之间，并且第二定量孔板设置在输入管路与第二负载之间。此外，设置了至少两个保压阀，其中第一保压阀连接在第一定量孔板之后并且第二保压阀连接在第二定量孔板之后。保压阀的各自的调节活塞可在正面由各定量孔板后面的压力沿打开方向并且由负载的、处于背后的控制室中的最高负荷压力或从中导出的压力沿关闭方向按照LUDV-原理通过一共同的负荷传递线路来加载。通过安全阀或紧急停止阀，共同的负荷传递线路可以利用较高的压力来加载而替代负载最高负荷压力，并且为此由泵的压力接头开始来供给控制油。因此根据本发明，所有直接连接的保压阀通过切换一安全阀被关闭，并且所有配属于保压阀的负载被停止(紧急停止)。
在一种特别优选的应用情况中，液压控制系统和由其供给的负载设置在伸缩式装卸机(例如叉车、轮式装载机、可移动吊车或钻台)上。
本发明的其它有利的设计方案在从属权利要求中进行说明。
优选地，共同的负荷传递线路具有负载侧的区段或者说泵侧的负荷传递线路和保压阀侧的区段或者说保压阀侧的负荷传递线路。在两个线路区段之间设置一从保压阀侧的负荷传递线路相对于泵侧的负荷传递线路关闭的止回阀。因此，可以在按照本发明的控制系统的紧急停止切换中，在保压阀侧的负荷传递线路中快速构建泵压力或一高于传递给泵的压力的压力，并且和保压阀关闭，而泵侧的负荷传递线路因此不会被加载或与其无关。
如果保压阀侧的负荷传递线路通过安全阀在其通过弹簧预张紧的初始位置中与输入管路连接并进而无电流地导入紧急停止，即使在安全阀的执行器停止运行的情况下(例如电磁执行器中电流中断时)也特别安全。
在按照本发明的控制系统的一种优选的改进方案中，另一个出于安全原因被优先的负载、例如液压转向装置由泵来供给压力介质。为此，控制系统具有：一可调节的被优先的定量孔板，所述定量孔板设置在输入管路与被优先的负载之间；和一被优先的保压阀，所述保压阀与定量孔板形成流量调节器。液压转向装置大多设计成所谓的LS-负载，在所述负载中保压阀沿打开方向由定量孔板下游的压力和弹簧来加载并且沿关闭方向由定量孔板上游的压力来加载。
在此特别优选地，在输入管路中设置优先阀，所述优先阀设计成可持续调节的3/3方向阀。在优先阀的被优先的一出口接头上通过输入管路的被优先的区段连接了被优先的负载。在优先阀的另一个出口接头上(通过输入管路的另一区段)连接了其它负载。通过进行优先化的负荷传递线路能以下述方式向优先阀加载控制压力：优先供给被优先的负载。
进行优先化的负荷传递线路可以通过止回阀连接到泵侧的负荷传递线路上，止回阀的打开方向从进行优先化的负荷传递线路指向泵侧的负荷传递线路。
在一种特别优选的改进方案中，各个或全部保压阀是可持续调节的3/3方向阀。它们在一通过各自的弹簧沿关闭方向预张紧的初始位置截止相应的供给管路，配属的负载通过所述供给管路连接到配属的定量孔板上。
在泵的第一种变型方案中，所述泵是变量泵，其输送体积可根据所有负载的最高负荷压力通过泵调节器来调节。由此使泵的能耗最小化。
在泵的第二种变型方案中，所述泵是定量泵，其中，在通往回流管路的旁路中，入口保压阀作为泵调节器连接到由定量泵供给的输入管路上，其阀体沿关闭方向由所有负载的最高负荷压力和弹簧来加载并且沿打开方向由泵压力来加载。由此使泵的设备技术费用最小化。
在安全阀的第一种变型方案中，所述安全阀是4/2切换阀，所述安全阀在通过弹簧预张紧的初始位置或者说紧急停止位置中使泵侧的负荷传递线路与泵调节器连接，并且在接通位置中或者说正常运行中使保压阀侧的负荷传递线路与泵调节器连接。
在安全阀的第二种变型方案中，所述安全阀是4/2切换阀，所述安全阀在通过弹簧预张紧的初始位置或紧急停止位置中使泵侧的负荷传递线路通过节流阀与回流管路连接，并且在接通位置中或者说正常运行中使保压阀侧的负荷传递线路通过节流阀与回流管路连接。
附图说明
下面借助附图对本发明的三种不同的实施方式进行详细说明。
其中示出了：
图1示出了按照本发明的液压控制系统的第一种实施方式的线路图，
图2a示出了按照本发明的液压控制系统的第二种实施方式的线路图，和
图2b示出了按照本发明的液压控制系统的第二种实施方式的安全阀。
具体实施方式
按照图1所示的液压控制系统具有阀装置1和安全阀2。在阀装置1的泵接头P上连接了一以负荷传感的方式调节的变量泵4，所述变量泵通过输入管路6来供给伸缩式装卸机或者说伸缩臂叉车(Telehandler)的不同的未详细示出的液压负载。对此，阀装置1具有4对工作接头A1、B1-A4、B4，该工作接头可以通过各自的7/3方向阀8a-8d被供给压力介质或被锁止。7/3方向阀8a-8d形成定量孔板(Zumessblenden)，其中在各个供给管路10a-10d内安置有保压阀或者说压力天平(Druckwaage)12a-12d。该保压阀设计成3/3方向阀并且用于在4个液压负载之间的负载独立流量分配(LUDV-控制)。为此，保压阀12a-12d被安置在定量孔板8a-8d的下游和通过一共同的保压阀侧的负荷传递线路(Lastmeldeleitung)14沿关闭方向被加载。保压阀12a-12d的各自的弹簧同样沿关闭方向起作用。与此相反，分别一压力沿打开方向作用于保压阀12a-12d，该压力在各个7/3方向阀8a-8d的定量孔板和供给管路10a-10d上的各自的保压阀12a-12d之间起作用。配属于负荷压力最高的液压负载的保压阀打开附加的控制边缘并且将最高负荷压力传递给负荷传递线路14。
保压阀侧的负荷传递线路14通过嘴口和止回阀16连接到泵侧的负荷传递线路18上。在该负荷传递线路内存在全部通过阀装置1同时供给的液压负载和其它由泵供给压力介质的液压负载的最高负荷压力。在止回阀16和嘴口之间，限压阀和流动调节阀彼此平行地连接到负荷传递线路上。两个阀的出口与阀装置的通向箱接口的回流管路连接。
除了上述负载，另一个液压负载作为被优先的负载连接到阀装置1上并且在第一种实施方式中由一未详细示出的液压转向装置形成。为此，阀装置1具有一被优先的负载接头S，所述负载接头通过优先阀
Figure BSA00000898368300051
22并且通过被优先的输入管路20连接到共同的输入管路6上。因此，被优先的输入管路20通过优先阀22与输入管路6分岔。因此，优先阀22在进口侧连接到共同的输入管路6并且在出口侧一方面分支到被优先的输入管路20中且另一方面分支到其它负载的输入管路6中。转向装置的负荷压力用于控制优先阀22，该负荷压力施加到阀装置1的负荷传递接点XS上。转向装置(Lenkung)的负荷压力通过至优先阀22的进行优先化(priorisierend)的负荷传递线路26来传递，其中负荷传递线路通过嘴口与输入管路20连接并且通过所述嘴口根据压力与输入管路20解耦。负荷传递线路26通过止回阀24连接到泵侧的负荷传递线路18上，其中止回阀24从进行优先化的负荷传递线路26相对于泵侧的负荷传递线路18并且因此还间接地相对于保压阀侧的负荷传递线路14打开。在此，负荷传递接点(Lastmeldeanschluss)XS上的压力升高以下述方式作用于优先阀22的阀体：由变量泵4输送的压力介质的不断增加的部分被输送到被优先的输入管路20中并且进而输送至转向装置。通过这种功能确保了，即使其它负载的负荷压力低于转向装置的负荷压力，通过变量泵4也可以向转向装置充分供给压力介质。
按照本发明，第一种实施方式的安全阀2设计成4/2方向阀。该安全阀具有在图1中示出的、通过弹簧28预紧的初始位置0和可通过电磁体30切换的接通位置a。在初始位置0中引起了其它负载、即全部没有转向装置的负载的、按照本发明的紧急停止。为此，泵压力通过第一控制管路32、安全阀2并且通过第二控制管路34被传递到保压阀侧的负荷传递线路14中。
由此下级负载的保压阀12a-12d被关闭，从而供给管路10a-10d被截止并且负载被停止。在第一控制管路32内安置有一节流阀36。此外，在初始位置0中，负载侧负荷传递线路18通过一控制管路40与变量泵4的未详细示出的泵调节器连接。借此，可根据由现有技术已知的负荷传感(Load-sensing)原理与转向装置相关地来调节变量泵4。
在按照本发明的控制系统的第一种实施方式正常运行时，安全阀2被切换到接通位置a。在所述接通位置中，控制管路40同时与负荷传递线路18和第二控制管路34连接。由此，负载侧的负荷传递线路18中存在的压力通过止回阀16、保压阀侧的负荷传递线路14，接头LS1、第二控制管路34、安全阀2和控制管路40传递给泵调节器。因此，可根据负荷传感原理与负荷最高的负载包括转向装置相关地来调节变量泵4，其中只要转向装置压力是最高负荷压力，则由转向装置的负荷压力来加载保压阀12a-12d。
根据图2的液压控制系统具有阀装置101和安全阀102。根据图1的变量泵4连接在阀装置101的泵接头P上，所述变量泵通过一输入管路106供给5个未详细示出的液压负载。为此，液压控制系统101有5对负载接头A1、B1-A5、B5。几个负载接头A1、A2、B2、A3、B3、A4、B4通过各自的补油阀144a、144b、144c、144d连接到回流管路146上。
工作接头A1、B1-A5、B5可以通过各自的6/3方向阀108a-108e交替地被供给压力介质或被截止。在各个供给管路110a-110e中安置有保压阀112a-112e。保压阀112a-112e通过一共同的保压阀侧的负荷传递线路114沿关闭方向加载。保压阀112a-112e的各个弹簧同样沿关闭方向起作用。配属于负荷压力最高的液压负载的保压阀重新打开额外的控制边缘并将最高负荷压力传递(melden)到保压阀侧的负荷传递线路114中。
保压阀侧的负荷传递线路114通过止回阀116连接到泵侧的负荷传递线路118上。其中存在所有由阀装置101供给的液压负载的最高负荷压力。
可通过阀装置101的被优先的负载接头S供给被优先的转向装置。接头S通过优先阀122和被优先的输入管路120连接到共同的输入管路106上。转向装置的负荷压力用于控制优先阀122，其中所述负荷压力施加在阀装置101的进行优先化的负荷传递接点XS处。转向装置的负荷压力通过一进行优先化的负荷传递线路126传递至优先阀122。进行优先化的负荷传递线路126通过止回阀124连接到负载侧的负荷传递线路118上，其中止回阀124从进行优先化的负荷传递线路126相对于泵侧的负荷传递线路118并且进而还间接也相对于保压阀侧的负荷传递线路114打开。负荷传递线路126通过嘴口和过滤器与输入管路120连接并且通过所述嘴口根据压力与输入管路120解耦。用于控制优先阀122的控制油如根据图1的实施方式那样从被优先的输入管路获取。
第二种实施方式的安全阀102设计成4/2方向阀。安全阀具有一图2a中示出的、通过弹簧128预张紧的初始位置0和一可通过电磁体130切换的接通位置a。在初始位置0中引起了其它负载、即全部没有转向装置的负载的按照本发明的紧急停止。为此，泵压力从输入管路106通过一具有节流阀136的第一控制管路132、安全阀102和第二控制管路134被传递到保压阀侧的负荷传递线路114中。由此下级负载的保压阀112a-112e被关闭，从而供给管路110a-110e被截止并且负载被停止。此外，在初始位置0中，泵侧的负荷传递线路118通过接头LS、安全阀102和控制管路140与阀装置的接头MLS连接并且还与变量泵4的未详细示出的泵调节器连接。
在按照本发明的液压控制系统的第二种实施方式正常运行时，安全阀102被切换到接通位置a中。在此，第一控制管路132通过安全阀102与泵侧的负荷传递线路118分开，从而处于第一控制管路132中的泵压力不被传递到泵侧的负荷传递线路118中。此外，第二控制管路134与控制管路140连接。由此，负载侧的负荷传递线路118中存在的压力通过止回阀116、保压阀侧的负荷传递线路114、第二控制管路134、安全阀102和控制管路140传递至泵调节器。
第三种实施方式与根据图2b的第二种实施方式相比仅略微变化，在第三种实施方式中与第二种实施方式相比示出了包含变化的且替代根据图2a的安全阀102的安全阀202。所述安全阀同样设计成4/2方向阀。其具有一在图2b中示出的、通过弹簧228预张紧的初始位置0和一可通过电磁体230切换的接通位置a。在初始位置0中引起了其它负载、即全部没有转向装置的负载的按照本发明紧急停止。此外，还设置了止回阀238，通过所述止回阀在正常运行时可以阻止输入管路106的泵压力被传递到负荷传递线路118、114中。
与三种前述实施方式的不同之处在于，仅图1中示出的变量泵4通过定量泵替代。根据负荷传感原理在输入管路6；106上需要图1中示出的入口保压阀或者说入口压力天平(Eingangsdruckwaage)42作为泵调节器，所述进口保压阀由泵压力和处于泵侧的负荷传递线路18；118中的压力来调节。
公开了一种液压控制系统，其用于通过一共同的泵向至少两个液压负载供给压力介质。该泵具有一泵调节器。所述控制系统包括至少两个可调节的定量孔板，其中第一定量孔板设置在一从所述泵引出的输入管路与第一负载之间，并且第二定量孔板设置在输入管路与第二负载之间。此外，设置了至少两个保压阀，其中第一保压阀连接在第一定量孔板之后并且第二保压阀连接在第二定量孔板之后。保压阀的各自的调节活塞可在正面由各定量孔板之后的压力沿打开方向来加载并且由负载的、处于背后的控制室中的最高负荷压力或从中导出的压力沿关闭方向按照负载独立流量分配原理(LUDV)通过一共同的负荷传递线路来加载。通过安全阀或者说紧急停止阀，共同的负荷传递线路可以利用较高的压力来加载而替代传递给泵的负载最高负荷压力，并且为此由泵的压力接头来供给控制油。因此，所有直接连接的保压阀通过切换一安全阀被关闭，并且所有配属于保压阀的负载被停止。

Claims (10)

1.用于利用包括泵调节器的泵(4)为至少两个液压负载供给压力介质的液压控制系统，其包括：至少两个可调节的定量孔板(8a，8b；108a，108b)，其中第一定量孔板设置在从所述泵(4)引出的输入管路(6；106)与第一负载之间，并且第二定量孔板设置在输入管路与第二负载之间；至少两个保压阀(12a，12b；112a，112b)，其中第一保压阀连接在第一定量孔板(8a；108a)之后并且第二保压阀连接在第二定量孔板(8b；108b)之后，并且其各自的调节活塞能由各定量孔板(8a，8b；108a，108b)之后的压力沿打开方向并且由负载的最高负荷压力沿关闭方向通过共同的负荷传递线路(14，18；114，118)来加载，其特征在于，能通过一安全阀(2；102；202)为共同的负荷传递线路(14，18；114，118)加载泵压力。
2.根据前述权利要求中任一项所述的液压控制系统，其中，共同的负荷传递线路具有泵侧的负荷传递线路(18；118)和保压阀侧的负荷传递线路(14；114)，并且其中在它们之间设置一从保压阀侧的负荷传递线路(18；118)相对于泵侧的负荷传递线路(14；114)关闭的止回阀(16；116)。
3.根据权利要求2所述的液压控制系统，其中，保压阀侧的负荷传递线路(14；114)通过所述安全阀(2；102；202)在其通过弹簧(28；128；228)预张紧的初始位置(0)中与所述输入管路(6；106)连接。
4.根据权利要求2或3所述的液压控制系统，其中，能由所述泵(4)供给另一个被优先的负载，包括：一能调节的被优先的定量孔板，所述定量孔板设置在所述输入管路(6，106)与被优先的负载之间；和一被优先的保压阀，所述保压阀配属于被优先的定量孔板。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其中，在所述输入管路(6；106)中设置优先阀(22；122)，所述优先阀设计成能持续调节的3/3方向阀，并且其中，能通过所述优先阀(22；122)并且通过被优先的输入管路(20；120)来供给被优先的负载，并且其中，能通过所述优先阀(22；122)来供给其它负载，并且其中，能通过进行优先化的负荷传递线路(26；126)为优先阀(22；122)加载控制压力，如此使得优先供给被优先的负载。
6.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其特征在于，保压阀(12a，12b，12c，12d；112a，112c，112c，112d，112e)中的至少一个具有能持续调节的3/3方向阀，所述3/3方向阀在一通过各自的弹簧沿关闭方向预张紧的初始位置中截止相应的供给管路(10a，10b，10c，10d；110a，110b，110c，110d，110e)，相应的负载通过所述供给管路连接到各自的定量孔板(8a，8b，8c，8d；108a，108b，108c，108d，108e)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述泵是变量泵(4)，其输送体积能通过负荷传感的调节阀来调节，所述调节阀在增大输送量时能由所有液压负载的最高负荷压力和弹簧来加载并且在减小输送量时能由泵压力来加载。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的控制系统，其中，所述泵是定量泵，并且其中，在输入管路与回流管路之间连接一入口保压阀(42)，其阀体能沿关闭方向由所有液压负载的最高负荷压力和弹簧来加载并且能沿打开方向由泵压力来加载。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的控制系统，其中，所述安全阀(2)是4/2切换阀，通过所述安全阀在通过弹簧(28)预张紧的初始位置(0)中使泵侧的负荷传递线路(18)与泵调节器连接，并且其中，通过所述安全阀(2)在接通位置(a)中使保压阀侧的负荷传递线路(14)与泵调节器连接。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的控制系统，其中，所述安全阀(102；202)是4/2切换阀，通过所述安全阀在通过弹簧(128；228)预张紧的初始位置(0)中使泵侧的负荷传递线路(118)通过节流阀(148)与回流管路(146)连接，并且其中，通过所述安全阀(102；202)在接通位置(a)中使保压阀侧的负荷传递线路(114)通过节流阀(148)与回流管路(146)连接。
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