CN107061386A - 用于移动式工作机的液压式恒定压力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压式恒定压力系统,用于移动式工作机,该液压式恒定压力系统具有至少两个具有不同压力水平的恒定压力水平,至少一个消耗器驱动装置由至少两个恒定压力水平供应压力介质,设置由驱动马达,尤其是内燃机驱动的泵模块,该泵模块为至少两个恒定压力水平供应压力介质,恒定压力水平分别具有供应管道,供应管道与压力介质存储模块连接。泵模块根据本发明包括唯一的、被构造成调节泵的泵,该泵由驱动马达驱动并输送进入恒定压力水平中的一个。为每个另外的恒定压力水平设置线性变换器,该线性变换器将由泵输送的压力介质转换成另外的恒定压力系统的压力水平。

Description

用于移动式工作机的液压式恒定压力系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于移动式工作机的液压式恒定压力系统,该液压式恒定压力系 统具有至少两个具有不同压力水平的恒定压力水平,至少一个消耗器驱动装置由所述至少 两个恒定压力水平供应压力介质,其中,设置由驱动马达、尤其是内燃机驱动的泵模块,该 栗模块为所述至少两个恒定压力水平供应压力介质,所述恒定压力水平分别具有供应管 道,供应管道与压力介质存储模块连接。
背景技术
[0002] 移动式工作机(譬如挖土机)对消耗器驱动装置的动力表现以及同时对液压式驱 动系统的能效具有很高的要求。
[0003]己知的移动式工作机的液压式驱动系统(譬如负荷传感驱动系统,Load-Sensing-Antriebssystem)总是从驱动马达(通常是内燃机)调取消耗器驱动装置当前所需的功率。 此外,能量在负荷传感驱动系统中的存储和回收耗费很高。这导致了:在负荷传感驱动系统 中,驱动马达必须恒定地在高转速下运行,用以能够快速应对波动的消耗器驱动装置功率 要求。然而,这导致了:驱动马达的可能效率减少了约25 %。在负荷传感驱动系统方面,己经 存在从移动式工作机消耗器驱动装置的运动中回收势能或动能并存储在压力介质存储器 中的途径。但是,由于负荷传感驱动系统的系统压力波动十分剧烈,回收和存储在压力介质 存储器中的能量使用通常无效。
[0004]由此,已知的液压式驱动系统(譬如负荷传感驱动系统)具有如下缺陷。
[0005]液压式驱动系统的所有组件(从驱动马达到消耗器驱动装置)都必须设计为最大 功率。在移动式工作机运行时,液压式驱动系统的组件在大部分运行点中在不利于效率的 分载荷区域工作。只要消耗器驱动装置上出现负载荷而进行能量回收,由于负荷传感驱动 系统中变化的系统压力,该被回收的能量经常只能无效地再次馈入驱动系统。
[0006]已经公开在移动式工作机中使用具有不同压力水平的液压式恒定压力系统作为 液压式驱动系统。这类恒定压力系统具有至少两个具有不同压力水平的恒定压力水平,驱 动系统的至少一个消耗器驱动装置由所述至少两个恒定压力水平供应压力介质。由驱动马 达(譬如内燃机)驱动的栗模块为所述至少两个恒定压力水平供应压力介质。所述至少两个 恒定压力水平分别具有供应管道,供应管道与压力介质存储模块连接。
[0007]在这类具有至少两个具有不同压力水平的恒定压力水平的恒定压力系统中,所述 驱动泵模块的驱动马达可恒定地在能量有利的和由此有效的工作点被允许。由驱动马达驱 动的栗模块用于为所述压力介质存储模块装载压力介质。在操纵消耗器驱动装置时,借助 于相应的阀控制装置根据压力介质存储模块的存储压力来调整该消耗器的载荷压力。在通 用的恒定压力系统中,一个基本的特性是驱动马达在特定工作点的恒定运行。要么所述压 力介质存储模块被装载,要么所述驱动马达在待机运行中(譬如在向下空转中)运作。因为 由此所述驱动马达在压力介质存储模块被装载时可在待机运行中(譬如在向下空转中)以 低转速运行和为了装载压力介质存储模块在能量有利的和由此有效的工作点中运行,得到 所述驱动马达高有效性的运行。此外可设置减小所述驱动马达的规模,因为消耗器驱动装 置的角功率由所述压力介质存储模块提供。通过所述压力介质存储模块还使能量回收成为 可能。
[0008]与负荷传感驱动系统相比,具有不同压力水平的液压式恒定压力系统具有下列优 势。
[0009]驱动马达和泵模块可设计为中等功率。驱动马达和泵模块能够恒定地在能量有利 的和由此有效的工作点中运行。在消耗器驱动装置上出现负载荷时,能量可导回到所述压 力介质存储模块中并由此进行能量回收。这些能量又直接可用于供应消耗器驱动装置。 [0010]由此,通过能量回收以及所述驱动马达及所述泵模块更好的工作点,能效得以改 善。压力介质存储模块使得快速提供更高功率成为可能。
[0011]由此,相较于负荷传感驱动系统而言,具有至少两个不同压力水平的液压式恒定 压力系统具有更好的液压式驱动系统整体效率。
[0012]通用的恒定压力系统压力介质存储模块针对每个恒定压力水平具有压力介质存 储器。
[0013]通用的恒定压力系统的栗模块用于装载压力介质存储装置的压力介质存储器,用 以能够为消耗器驱动装置提供恒定压力系统的所有压力水平。
[0014]栗模块可针对每个恒定压力水平分别具有被构造成调节泵的栗,该栗分别由驱动 马达驱动。
[0015]在此,控制装置可调节所有泵的转矩的总和。只要至少一个被构造成调节栗的栗 能够既作为泵也作为马达运行,则可通过所述栗的马达式运行将压力介质从一恒定压力水 平转换成恒定压力系统的另一恒定压力水平。在这类栗模块中,得到的调节栗的数目相应 于不同恒定压力水平的数目,这导致了高的泵模块建造耗费。在具有譬如三个不同恒定压 力水平的恒定压力系统中,相应地必需三个调节栗,才能够为各个恒定压力水平供应压力 介质。
[0016]为了避免用于多个被构造成调节泵的泵的建造耗费,可设置泵模块,该泵模块仅 包括唯一的、被构造成调节栗的泵,该栗由驱动马达驱动并装载恒定压力系统压力水平的 压力存储器,并且由栗输送的压力介质通过旋转式变换器转换成具有较低或较高压力水平 的其它恒定压力水平。但是,这类泵模块的缺陷在于,通常情况下由两个相互耦合的柱塞机 形成的旋转式变换器需要高的附加建造耗费并且由于旋转式变换器的效率,在输送压力介 质到恒定压力系统的低压力水平和较高压力水平时效率较差。
发明内容
[0017]本发明的任务在于,提供一种开头提到的类型的具有至少两个不同压力水平的恒 定压力系统,其中,栗模块具有建造耗费低的简单构造并实现不同恒定压力水平的高效率 供应。
[0018]该任务根据本发明通过如下方式解决:所述栗模块包括唯一的、被构造成调节泵 的泵,该泵由所述驱动马达驱动并输送进入所述恒定压力水平中的一个,其中,为每个另外 的恒定压力水平设置线性变换器,该线性变换器将由所述栗输送的压力介质转换成另外的 恒定压力系统的压力水平。线性变换器具有建造耗费低的简单构造。此外,线性变换器具有 恒定的转换比例并确保恒定压力系统压力水平的相互比例不变。此外,相较于旋转式变换 器来说,线性变换器具有更高的效率,从而在向恒定压力系统的低压力水平和较高压力水 平输送压力介质时得到高效率。在根据本发明的栗模块中,所述调节栗可在最佳工作点运 行,这进一步有利于在供应不同恒定压力水平时实现高效率。除此之外,相较于旋转式变换 器来说,线性变换器具有建造耗费更低的更简单的构造,从而使得根据本发明的、由唯一的 调节泵和分别用于恒定压力系统每个另外的恒定压力水平的线性变换器组成的栗模块具 有建造耗费低的简单构造。
[0019]根据本发明一种优选的实施方式,所述压力介质存储模块针对每个恒定压力水平 而具有压力介质存储器,所述压力介质存储器被构造成处于气体预应力下的压力存储器 (尤其是气泡存储器)。由此,为每个恒定压力水平分别设置处于气体预应力下的压力存储 器(譬如气泡存储器),即,为所述恒定压力系统的每个压力水平设置独立的、处于气体预应 力下的压力存储器(譬如气泡存储器)。这些压力介质存储器由所述栗模块装载压力介质。 借助于这类压力介质存储模块可通过简单的方式确保从相符的恒定压力系统为消耗器驱 动装置供应压力介质。
[0020]所述线性变换器可被实施为单活塞变换器,该单活塞变换器具有在壳体中可纵向 移动的活塞装置,所述活塞装置包括具有单侧活塞杆的活塞,其中,所述活塞在所述壳体中 形成活塞侧压力腔和活塞杆侧压力腔。这类单活塞变换器具有建造耗费低的简单构造并实 现高效率的运行。
[0021]这类单活塞变换器作用方式简单并在一个运动方向上输送压力介质。
[0022]根据本发明一种有利的实施方式,所述线性变换器被构造成双活塞变换器,所述 双活塞变换器具有在壳体中可纵向移动的活塞装置,所述活塞装置具有借助于活塞杆连接 的第一活塞和第二活塞,其中,所述第一活塞在所述壳体中形成第一活塞侧压力腔和第一 活塞杆侧压力腔,并且所述第二活塞在所述壳体中形成第二活塞侧压力腔和第二活塞杆侧 压力腔。这类双活塞变换器具有建造耗费低的简单构造并实现高效率的运行。此外,这类双 活塞变换器可双重作用地被构造并在活塞装置的两个运动方向上输送压力介质。
[0023]_^|艮据本发明一种优选的实施方式,所述线性变换器将由所述泵输送的压力介质转 换成较高恒定压力水平的压力水平,其中,所述活塞侧压力腔可与所述栗输送进入的恒定 压力水平连接,并且所述活塞杆侧压力腔可与所述较高恒定压力水平连接。通过这样地加 载所述活塞侧压力腔和所述活塞杆侧压力腔,可通过简单的方式由所述线性变换器将所述 调节栗的压力水平转换成另外的恒定压力水平的较高压力水平。
[0024]_ t艮据本发明一种优选的实施方式,所述线性变换器将由所述泵输送的压力介质转 换成较低恒定压力水平的压力水平,其中,所述活塞杆侧压力腔可与所述泵输送进入的恒 定压力水平连接,并且所述活塞侧压力腔可与所述较低恒定压力水平连接。通过这样地加 载所述活塞侧压力腔和所述活塞杆侧压力腔,可通过简单的方式由所述线性变换器将所述 调栗的压力水平转换成另外的’I旦定压力水平的较低压力水平。
[0025]根据本发明一种优选的实施方式,所述恒定压力系统具有预张紧的箱罐管道。所 述预张紧的箱罐管道处于特定的预应力下并引导预张紧的箱罐压力。
[0026]根据本发明一种改进方案,处于气体预应力下的压力存储器(尤其是气泡存储器) 连接至所述箱罐管道。这类压力存储器以简单的方式实现从所述箱罐管道提取压力介质用 于运彳丁所述线性变换器。
[0027]当根据本发明一种改进方案设置使所述线性变换器的倒换式运行 (reziprokenBetrieb)成为可能的阀装置时,可得到特别的优势。借助于这类阀装置能够以 简单的方式实现这样的目的:所述双活塞变换器在所述活塞装置的两个运动方向上实现较 高或较低压力水平的压力介质供应。
[0028]当所述阀装置根据本发明一种优选的实施方式被构造成切换阀装置时,可得到低 建造耗费方面的优势。
[0029]根据本发明一种有利的实施方式,所述切换阀装置具有:第一切换阀,所述第一活 塞侧压力腔借助于所述第一切换阀在第一切换位置与所述箱罐管道连接并且在第二切换 位置与所述泵输送进入的恒定压力水平的供应管道连接;第二切换阀,所述第一活塞杆侧 压力腔借助于所述第二切换阀在第一切换位置与所述箱罐管道连接并且在第二切换位置 与所述较高恒定压力水平的供应管道连接;第三切换阀,所述第二活塞侧压力腔借助于所 述第弓切换阀在第一切换位置与所述箱罐管道连接并且在第二切换位置与所述泵输送进 入的恒定压力水平的供应管道连接;和第四切换阀,所述第二活塞杆侧压力腔借助于所述 第四切换阀在第一切换位置与所述箱罐管道连接并且在第二切换位置与所述较高恒定压 力水平的供应管道连接。借助于这类由四个简单的、分别控制所述双活塞变换器压力腔的 加载的切换阀形成的切换阀装置能够以简单的方式在将所述调节泵的压力水平转换至另 一恒定压力水平的较高压力水平的双活塞变换器中实现在所述活塞装置的两个运动方向 上的倒换式运行。
[0030]根据本发明一种有利的实施方式,所述切换阀装置具有:第一切换阀,所述第一活 塞侧压力腔借助于所述第一切换阀在第一切换位置与所述箱罐管道连接并且在第二切换 位置与所述较低恒定压力水平的供应管道连接;第二切换阀,所述第一活塞杆侧压力腔借 助于所述第二切换阀在第一切换位置与所述箱罐管道连接并且在第二切换位置与所述泵 输送进入的恒定压力水平的供应管道连接;第三切换阀,所述第二活塞侧压力腔借助于所 述第三切换阀在第一切换位置与所述箱罐管道连接并且在第二切换位置与所述较低恒定 压力水平的供应管道连接;和第四切换阀,所述第二活塞杆侧压力腔借助于所述第四切换 阀在第一切换位置与所述箱罐管道连接并且在第二切换位置与所述泵输送进入的恒定压 力水平的供应管道连接。借助于这类由四个简单的、分别控制所述双活塞变换器压力腔的 加载的切换阀形成的切换阀装置能够以简单的方式在将所述调节泵的压力水平转换至另 一恒定压力水平的较低压力水平的双活塞变换器中实现在所述活塞装置的两个运动方向 上的倒换式运行。
[0031 ]根据本发明一种替换的并且同时有利的实施方式,所述切换阀装置具有切换阀, 所述切换阀具有:第一切换位置,在所述第一切换位置中,所述第一活塞侧压力腔与所述泵 输送进入的恒定压力水平的供应管道连接,所述第一活塞杆侧压力腔与所述较高恒定压力 水平的供应管道连接,以及所述第二活塞侧压力腔和所述第二活塞杆侧压力腔与所述箱罐 管道连接;第二切换位置,在所述第二切换位置中,所述第二活塞侧压力腔与所述泵输送进 入的恒定压力水平的供应管道连接,所述第二活塞杆侧压力腔与所述较高恒定压力水平的 供应管道连接,以及所述第一活塞侧压力腔和所述第一活塞杆侧压力腔与所述箱罐管道连 接。借助于这类具有唯一的、控制所述双活塞变换器所有压力腔的加载的切换阀的切换阀 装置能够以简单的方式在将所述调节泵的压力水平转换至另一恒定压力水平的较高压力 水平的双活塞变换器中实现在所述活塞装置的两个运动方向上的倒换式运行。
[0032] 根据本发明一种替换的并且同时有利的实施方式,所述切换阀装置具有切换阀, 所述切换阀具有:第一切换位置,在所述第一切换位置中,所述第一活塞杆侧压力腔与所述 栗输送进入的恒定压力水平的供应管道连接,所述第一活塞侧压力腔与所述较低恒定压力 水平的供应管道连接,以及所述第二活塞侧压力腔和所述第二活塞杆侧压力腔与所述箱罐 管道连接;第二切换位置,在所述第二切换位置中,所述第二活塞杆侧压力腔与所述栗输送 进入的恒定压力水平的供应管道连接,所述第二活塞侧压力腔与所述较低恒定压力水平的 供应管道连接,以及所述第一活塞杆侧压力腔和所述第一活塞侧压力腔与所述箱罐管道连 接。借助于这类具有唯一的、控制所述双活塞变换器所有压力腔的加载的切换阀的切换阀 装置能够以简单的方式在将所述调节泵的压力水平转换至另一恒定压力水平的较低压力 水平的双活塞变换器中实现在所述活塞装置的两个运动方向上的倒换式运行。
附图说明
[0033] 本发明的其它优势和细节借助于在示意图中示出的具体实施例进行进一步阐释。 附图示出:
[0034] 图1根据本发明的恒定压力系统的示意性视图;
[0035]图2根据本发明的、具有根据本发明的栗模块的第一实施方式的恒定压力系统的 线路图;和
[0036]图3根据本发明的泵模块的第二实施方式的线路图。
具体实施方式
[0037]图1示意性地示出了用于移动式工作机(譬如挖土机)的、被构造成根据本发明的 液压式恒定压力系统1的驱动系统。
[0038] 在所示出的实施例中,所述恒定压力系统1具有三个具有分别不同的压力水平的 恒定压力水平PH,PM,PN。
[0039] 恒定压力水平PM被构造成具有压力P2的中等压力水平并具有供应管道LM。恒定压 力水平PH被构造成具有压力P1的高压力水平并具有供应管道LH。恒定压力水平PN被构造成 具有压力P3的低压力水平并具有供应管道LN。
[0040] 所述恒定压力系统1还具有预张紧的箱罐管道TL,所述箱罐管道TL被引导至容器 并处于箱罐预应力TV下。
[0041] 在根据本发明的恒定压力系统1中,对于高压力水平PH的压力P1、中等压力水平PM 的压力P2、低压力水平PN的压力水平P3和所述预张紧的箱罐管道TL中的压力T适用如下关 系:
[0042] P1>P2>P3>T
[0043] 根据本发明的恒定压力系统1的压力P1譬如为350巴,压力P2譬如为25〇巴和压力 P3譬如为150巴。
[0044] 根据本发明的恒定压力系统1具有栗模块PUM,该栗模块PUM由驱动马达AM (譬如内 燃机)驱动并为所述压力水平PH,PM,PN供应压力介质。
[0045]根据本发明的恒定压力系统1还具有压力介质存储模块DM,该压力介质存储模块 DM连接至所述压力水平PH,PM,PN的供应管道1^,1^,1^。所述压力介质存储模块〇1;1还连接至 所述箱罐管道TL。
[0046] 根据本发明的恒定压力系统1具有至少一个驱动系统消耗器驱动装置VA(譬如液 压缸或液压马达)。所述消耗器驱动装置VA借助于控制模块SM和选择模块AM连接至所述供 应管道LH,LM,LN和所述箱罐管道TL。
[0047] 如在图2中详细示出,所述控制模块SM具有控制阀10,借助于所述控制阀1〇可预先 给定所述消耗器驱动装置VA的运动方向和运动速度。
[0048] 如在图2中详细示出,所述选择模块AM具有被配置给所述控制阀10的入口侧11的 入口阀15和被配置给所述控制阀10的出口侧12的出口阀16。在所示出的实施例中,所述入 口阀15被构造成入口压力天平,并且所述出口阀16被构造成出口压力天平。所述入口阀15 和所述出口阀16用于为在所述入口侧11和在所述出口侧12的控制阀10提供恰当的压力水 平卩11,?1;1,?1所述出口阀16还用于在所述消耗器驱动装置乂4上出现负载荷时进行能量回 收。
[0049] 在所示出的实施例中,所述控制模块SM还包括附加阀20,所述附加阀20根据所述 消耗器驱动装置VA的载荷压力来控制所述被构造成入口压力天平的入口阀15与所述被构 造成出口压力天平的出口阀16上的压力差。
[0050] 如从图2中可看出,所述箱罐管道TL通过优选地被构造成止回阀的、被弹簧加载的 预张紧阀25与容器26连接。所述预张紧阀25的弹簧预张紧限定所述预张紧的箱罐管道TL的 箱罐预应力TV。
[0051]如图2中详细示出,所述压力介质存储模块DM针对每个恒定压力水平PH,PM,PN具 有独立的压力介质存储器D1,D2,D3。所述压力介质存储器D1,D2,D3分别被构造成处于气体 (譬如氮气)预应力下的压力存储器(譬如气泡存储器BS)。
[0052] 压力介质存储器D1被配置给所述高恒定压力水平PH并在流体侧与所述供应管道 LH连接。压力介质存储器D2被配置给所述中等恒定压力水平PM并在流体侧与所述供应管道 LM连接。压力介质存储器D3被配置给所述低恒定压力水平PN并在流体侧与所述供应管道LN 连接。
[0053]压力介质存储模块DM还具有独立的、被配置给所述预张紧的箱罐管道TL的压力介 质存储器D4。所述压力介质存储器D4被构造成处于气体(譬如氮气)预应力下的压力存储器 (譬如气泡存储器BS)。所述压力介质存储器D4在流体侧与所述箱罐管道TL连接。
[0054]如在图2和3中详细示出,根据本发明的恒定压力系统1的根据本发明的栗模块PUM 具有单个栗PU,该栗PU被构造成输送体积可调节的调节泵并由驱动马达AM驱动。所述杲PU 输送进入所述恒定压力水平PH或PM或PN中的一个。针对每个另外的恒定压力水平设置有线 性变换器T1,T2,该线性变换器T1,T2将由所述栗输送的压力介质转换成该另外的恒定压 力系统的压力水平。
[0055]所述泵RJ在敞开式回路中运行并通过抽吸管道30从容器26抽吸压力介质。所述栗 PU输送进入输送管道31,所述输送管道31在中间连接有朝所述泵PU方向阻断的止回阀32的 情况下连接至所述恒定压力系统1的供应管道LH或LM或LN中的一个。
[0056]在所示出的实施例中,所述栗PU输送进入具有中等压力水平P2的恒定压力水平™ 的供应管道LM并由此装载所述压力介质存储器D2。
[0057]所述线性变换器T1用于将由所述泵PU输送的压力介质转换成具有较高压力水平 P1的恒定压力水平PH的供应管道LH并由此装载所述压力介质存储器D1。所述线性变换器T2 用于将由所述栗PU输送的压力介质转换成具有较低压力水平P3的恒定压力水平PN的供应 管道LN并由此装载所述压力介质存储器D3。
[0058]由此,在根据本发明的泵模块PUM中,由所述泵装载所述恒定压力系统1的供应 管道(在所示出的实施例中是具有中等压力水平P2的恒定压力水平PM的供应管道LM),并且 所述线性变换器T1,T2将功率分布至所述恒定压力系统1的其它供应管道(在所示出的实施 例中,所述线性变换器T1将功率分布至具有较高压力水平P1的恒定压力水平PH的供应管道 LH,并且所述线性变换器T2将功率分布至具有较低压力水平P3的恒定压力水平PN的供应管 道 LN) 〇
[0059]如在图2和3中可详细看到,所述线性变换器T1,T2被构造成双活塞变换器40。每个 双活塞变换器40具有在壳体41中可纵向移动的活塞装置42。所述活塞装置42分别具有第一 活塞K1和第二活塞K2。所述活塞装置42的两个活塞K1,K2由活塞杆KST连接并由此运动耦 合。所述第一活塞K1在所述壳体41中形成第一活塞侧压力腔KS1和第一活塞杆侧压力腔 KST1。所述第二活塞K2在所述壳体41中形成第二活塞侧压力腔KS2和第二活塞杆侧压力腔 KST2。这两个活塞杆侧压力腔KST1,KST2通过壳体壁43分隔,所述活塞杆KST被引导穿过所 述壳体壁43。
[0060] 在将由所述泵PU输送的压力介质转换成较高恒定压力水平PH的压力水平P1的线 性变换器T1中,所述活塞侧压力腔KS1,KS2可与所述泵PU输送进入的恒定压力水平PM连接, 并且所述活塞杆侧压力腔KST1,KST2可与所述较高恒定压力水平PH连接。
[0061] 在将由所述栗PU输送的压力介质转换成较低恒定压力水平PN的压力水平P3的线 性变换器T2中,所述活塞杆侧压力腔KST1,KST2可与所述栗PU输送进入的恒定压力水平PM 连接,并且所述活塞侧压力腔KS1,KS2可与所述较低恒定压力水平PN连接。
[0062] 为了实现所述被构造成双活塞变换器40的线性变换器T1,T2的倒换式运行,针对 每个线性变换器T1,T2设置有阀装置5〇。所述阀装置5〇在图2和图3中所示出的实施例中分 别被构造成切换阀装置51。
[0063] 在图2的实施例中,所述切换阀装置51针对每个线性变换器T1,T2由单个切换阀 52,53形成,所述切换阀52,53既控制所述线性变换器Tl,T2的两个活塞侧压力腔KS1,KS2也 控制两个活塞杆侧压力腔KST1,KST2的压力介质加载。
[0064] 在将由所述栗ro输送的压力介质转换成所述较高恒定压力水平PH的压力水平P1 的线性变换器T1中,所述切换阀52借助于相应的管道连接至所述线性变换器T1的两个活塞 侧压力腔KS1,KS2和两个活塞杆侧压力腔KST1,KST2。此外,所述切换阀52借助于管道与具 有中等压力水平P2的恒定压力水平PM的供应管道LM处于连接,借助于管道与具有较高压力 水平P1的恒定压力水平PH的供应管道LH处于连接,并借助于管道与所述箱罐管道TL处于连 接。
[0065] 所述线性变换器T1的切换阀52具有第一切换位置52a,在所述第一切换位置52a 中,所述线性变换器Tl的第一活塞侧压力腔KS1与所述栗PU输送进入的恒定压力水平PM的 供应管道LM连接,并且所述线性变换器T1的第一活塞杆侧压力腔KST1与所述较高恒定压力 水平PH的供应管道LH连接。此外,在所述第一切换位置52a中,所述线性变换器T1的第二活 塞侧压力腔KS2和所述线性变换器T1的第二活塞杆侧压力腔KST2与所述箱罐管道TL连接。 所述线性变换器T1的切换阀52具有第二切换位置52b,在所述第二切换位置52b中,所述线 性变换器T1的第二活塞侧压力腔KS2与所述泵PU输送进入的恒定压力水平PM的供应管道LM 连接,并且所述线性变换器T1的第二活塞杆侧压力腔KST2与所述较高恒定压力水平PH的供 应管道LH连接。此外,在所述第二切换位置5¾中,所述线性变换器T1的第一活塞侧压力腔 KS1和所述线性变换器T1的第一活塞杆侧压力腔KST1与所述箱罐管道TL连接。
[0066] 所述线性变换器T1的切换阀52可在所述切换位置52a,52b之间以电子方式操纵。
[0067] 如果所述线性变换器T1的切换阀52处于所述切换位置52a,则所述线性变换器T1 的第一活塞侧压力腔KS1由所述供应管道LM中的压力加载,从而使得所述活塞装置42朝着 图2中的右侧运动,并且压力介质由此从所述第一活塞杆侧压力腔KST1被输送进入所述供 应管道LH。所述第二活塞侧压力腔KS2和所述第二活塞杆侧压力腔KST2与所述箱罐管道TL 连接,从而使得当所述活塞装置42朝图2中的右侧运动时,所述第二活塞杆侧压力腔KST2自 身填充来自所述箱罐管道TL的压力介质。
[0068] 当所述活塞装置42到达右侧端部位置时,所述切换阀52被操纵进入所述第二切换 位置52b。在所述切换位置52b中,所述线性变换器T1的第二活塞侧压力腔KS2由所述供应管 道LM中的压力加载,从而使得所述活塞装置42朝图2中的左侧运动并且压力介质由此从所 述第二活塞杆侧压力腔KST2被输送进入所述供应管道LH。所述第一活塞侧压力腔KS1和所 述第一活塞杆侧压力腔KST1与所述箱罐管道TL连接,从而使得当所述活塞装置42朝图2中 的左侧运动时,所述第一活塞杆侧压力腔KST1自身填充来自所述箱罐管道TL的压力介质。 当所述活塞装置42到达左侧端部位置时,所述切换阀52又可被操纵进入所述第一切换位置 52a。由此借助于所述切换阀52实现所述线性变换器T1的倒换式运行,在该倒换式运行中, 在活塞装置42的上述两个运动方向上,压力介质被输送进入所述供应管道LH并由此发生转 换。
[0069] 在将由所述栗PU输送的压力介质转换成所述较低恒定压力水平PN的压力水平P3 的线性变换器T2中,所述切换阀53借助于相应的管道连接至所述线性变换器T2的两个活塞 侧压力腔KS1,KS2和两个活塞杆侧压力腔KSH,KST2。此外,所述切换阀53借助于管道与具 有中等压力水平P2的恒定压力水平PM的供应管道LM处于连接,借助于管道与具有较低压力 水平P3的恒定压力水平PN的供应管道LN处于连接,并借助于管道与所述箱罐管道TL处于连 接。
[0070] 所述线性变换器T2的切换阀53具有第一切换位置53a,在所述第一切换位置53a 中,所述线性变换器T2的第一活塞杆侧压力腔KST1与所述栗PU输送进入的恒定压力水平PM 的供应管道LM连接,并且所述线性变换器T2的第一活塞侧压力腔KS1与所述较低恒定压力 水平PN的供应管道LN连接。此外,在所述第一切换位置53a中,所述线性变换器T2的第二活 塞侧压力腔KS2和所述线性变换器T2的第二活塞杆侧压力腔KST2与所述箱罐管道TL连接。 所述线性变换器T2的切换阀53具有第二切换位置53b,在所述第二切换位置53b中,所述线 性变换器T2的第二活塞杆侧压力腔KST2与所述栗PU输送进入的恒定压力水平PM的供应管 道LM连接,并且所述线性变换器T2的第二活塞侧压力腔KS2与所述较低恒定压力水平PN的 供应管道LN连接。此外,在所述第二切换位置53b中,所述线性变换器T2的第一活塞杆侧压 力腔KSH和所述线性变换器T2的第一活塞侧压力腔KS1与所述箱罐管道TL连接。
[0071] 所述线性变换器T2的切换阀53可在所述切换位置53a,53b之间以电子方式操纵。 [0072]如果所述线性变换器T2的切换阀53处于所述切换位置53a,则所述线性变换器T2 的第一活塞杆侧压力腔KST1由所述供应管道LM中的压力加载,从而使得所述活塞装置42朝 图2中的左侧运动并且压力介质由此从所述第一活塞侧压力腔KS1被输送进入所述供应管 道LN。所述第二活塞侧压力腔KS2和所述第二活塞杆侧压力腔KST2与所述箱罐管道TL连接, 从而使得当所述活塞装置42朝图2中的左侧运动时,所述第二活塞侧压力腔KS2自身填充来 自所述箱罐管道TL的压力介质。当所述活塞装置42到达左侧端部位置时,所述切换阀53被 操纵进入所述第二切换位置53b。在所述切换位置53b中,所述线性变换器T2的第二活塞杆 侧压力腔KST2由所述供应管道LM中的压力加载,从而使得所述活塞装置42朝图2中的右侧 运动并且压力介质由此从所述第二活塞侧压力腔KS2被输送进入所述供应管道LN。所述第 一活塞侧压力腔KS1和所述第一活塞杆侧压力腔KST1与所述箱罐管道TL连接,从而使得当 所述活塞装置42朝图2中的右侧运动时,所述第一活塞侧压力腔KS1自身填充来自所述箱罐 管道TL的压力介质。当所述活塞装置42到达右侧端部位置时,所述切换阀53又可被操纵进 入所述第一切换位置53a。由此借助于所述切换阀53实现所述线性变换器T2的倒换式运行, 在该倒换式运行中,在活塞装置42的上述两个运动方向上,压力介质被输送进入所述供应 管道LN并由此发生转换。
[0073] 在图3的实施例中示出了所述切换阀装置51的替换实施方式,其中,所述切换阀装 置51针对每个线性变换器H,T2分别由4个切换阀6〇-63,7〇-73形成,每个切换阀6〇-63,7〇_ 73分别仅控制所述线性变换器T1,T2两个活塞侧压力腔KS1,KS2中一个和两个活塞杆侧压 力腔KSH,KST2中一个的压力介质加载。
[0074] 在将由所述泵输送的压力介质转换成所述较高恒定压力水平PH的压力水平P1 的线性变换器T1中,所述切换阀装置51具有第一切换阀6〇,所述线性变换器T1的第一活塞 侧压力腔KS1借助于所述第一切换阀6〇在第一切换位置6〇a与所述箱罐管道TL连接并且在 第二切换位置6〇b与所述泵PU输送进入的恒定压力水平PM的供应管道LM连接。所述切换阀 装置51具有第二切换阀61,所述第一活塞杆侧压力腔KST1借助于所述第二切换阀61在第一 切换位置61a与所述箱罐管道TL连接并且在第二切换位置61b与所述较高恒定压力水平PH 的供应管道LH连接。所述切换阀装置51具有第三切换阀62,所述第二活塞侧压力腔KS2借助 于所述第三切换阀62在第一切换位置62a与所述箱罐管道TL连接并且在第二切换位置62b 与所述栗PU输送进入的恒定压力水平PM的供应管道LM连接。所述切换阀装置51具有第四切 换阀63,所述第二活塞杆侧压力腔KST2借助于所述第四切换阀63在第一切换位置63a与所 述箱罐管道TL连接并且在第二切换位置6%与所述较高恒定压力水平PH的供应管道LH连 接。
[0075] 所述线性变换器n的切换阀60-63分别可在所述切换位置60a,60b,61a,61b,62a, 62b, 63a,63b之间以电子方式操纵。
[0076] 如果所述切换阀60被操纵进入所述第二切换位置6〇b,所述切换阀61被操纵进入 所述第二切换位置6lb,所述第三切换阀62被操纵进入所述第一切换位置62a并且所述第四 切换阀63被操纵进入所述第一切换位置63a,则所述线性变换器T1的第一活塞侧压力腔KS1 由所述供应管道LM中的压力加载,从而使得所述活塞装置42朝图3中的右侧运动并且压力 介质由此从所述第一活塞杆侧压力腔KST1被输送进入所述供应管道LH。所述第二活塞侧压 力腔KS2和所述第二活塞杆侧压力腔KST2与所述箱罐管道TL连接,从而使得当所述活塞装 置42朝图2中的右侧运动时,所述第二活塞杆侧压力腔KST2自身填充来自所述箱罐管道TL 的压力介质。如果所述活塞装置42到达右侧端部位置,则所述切换阀60被操纵进入所述第 一切换位置60a,所述切换阀61被操纵进入所述第一切换位置61a,所述第三切换阀62被操 纵进入所述第二切换位置62b并且所述第四切换阀63被操纵进入所述第二切换位置63b。在 所述切换阀60-63的这些切换位置中,所述线性变换器T1的第二活塞侧压力腔KS2由所述供 应管道LM中的压力加载,从而使得所述活塞装置42朝图3中的左侧运动并且压力介质由此 从所述第二活塞杆侧压力腔KST2被输送进入所述供应管道LH。所述第一活塞侧压力腔KS1 和所述第一活塞杆侧压力腔KST1与所述箱罐管道TL连接,从而使得当所述活塞装置42朝图 3中的左侧运动时,所述第一活塞杆侧压力腔KST1自身填充来自所述箱罐管道TL的压力介 质。如果所述活塞装置42到达左侧端部位置,则所述切换阀60又能被操纵进入所述第二切 换位置60b,所述切换阀61又能被操纵进入所述第二切换位置6lb,所述第三切换阀62又能 被操纵进入所述第一切换位置62a,并且所述第四切换阀63又能被操纵进入所述第一切换 位置63a。由此借助于所述切换阀60-63实现所述线性变换器T1的倒换式运行,在该倒换式 运行中,在活塞装置42的上述两个运动方向上,压力介质被输送进入所述供应管道LH并由 此发生转换。
[0077] 在将由所述栗PU输送的压力介质转换成所述较低恒定压力水平PN的压力水平P3 的线性变换器T2中,所述切换阀装置51具有第一切换阀70,所述第一活塞侧压力腔KS1借助 于所述第一切换阀70在第一切换位置7〇a与所述箱罐管道TL连接并且在第二切换位置7〇b 与所述较低恒定压力水平PN的供应管道LN连接。所述切换阀装置51具有第二切换阀71,所 述第一活塞杆侧压力腔KSH借助于所述第二切换阀71在第一切换位置Ha与所述箱罐管道 TL连接并且在第二切换位置71b与所述栗PU输送进入的恒定压力水平PM的供应管道LM连 接。所述切换阀装置51具有第三切换阀72,所述第二活塞侧压力腔KS2借助于所述第三切换 阀72在第一切换位置72a与所述箱罐管道TL连接并且在第二切换位置72b与所述较低恒定 压力水平PN的供应管道LN连接。所述切换阀装置51具有第四切换阀73,所述第二活塞杆侧 压力腔KST2借助于所述第四切换阀73在第一切换位置73a与所述箱罐管道TL连接并且在第 二切换位置73b与所述泵PU输送进入的恒定压力水平PN的供应管道LN连接。
[0078] 所述线性变换器T2的切换阀70-73分别可在所述切换位置7〇a,70b,71a,71b,Ma, 72b, 73a, 73b之间以电子方式操纵。
[0079] 如果所述切换阀70被操纵进入所述第二切换位置7〇b,所述切换阀71被操纵进入 所述第二切换位置71b,所述第三切换阀72被操纵进入所述第一切换位置7加,并且所述第 四切换阀73被操纵进入所述第一切换位置7如,则所述线性变换器T2的第一活塞杆侧压力 腔KST1由所述供应管道LM中的压力加载,从而使得所述活塞装置42朝图3中的左侧运动,并 且压力介质由此从所述第一活塞侧压力腔KS1被输送进入所述供应管道LN。所述第二活塞 侧压力腔KS2和所述第二活塞杆侧压力腔KST2与所述箱罐管道TL连接,从而使得当所述活 塞装置42朝图2中的左侧运动时,所述第二活塞侧压力腔KS2自身填充来自所述箱罐管道TL 的压力介质。如果所述活塞装置42到达左侧端部位置,则所述切换阀70被操纵进入所述第 一切换位置70a,所述切换阀71被操纵进入所述第一切换位置7 la,所述第三切换阀72被操 纵进入所述第二切换位置72b,并且所述第四切换阀73被操纵进入所述第二切换位置73b。 在这些切换位置中,所述线性变换器T2的第二活塞杆侧压力腔KST2由所述供应管道LM中的 压力加载,从而使得所述活塞装置42朝图3中的右侧运动并且压力介质由此从所述第二活 塞侧压力腔KS2被输送进入所述供应管道LN。所述第一活塞侧压力腔KS1和所述第一活塞杆 侧压力腔KST1与所述箱罐管道TL连接,从而使得当所述活塞装置42朝图3中的右侧运动时, 所述第一活塞侧压力腔KS1自身填充来自所述箱罐管道TL的压力介质。如果所述活塞装置 42到达右侧端部位置,则所述切换阀70又能被操纵进入所述第二切换位置7〇b,所述切换阀 71又能被操纵进入所述第二切换位置71b,所述第三切换阀72又能被操纵进入所述第一切 换位置72a,并且所述第四切换阀73又能被操纵进入所述第一切换位置73a。由此借助于所 述切换阀70-73实现所述线性变换器T2的倒换式运行,在该倒换式运行中,在活塞装置42的 上述两个运动方向上,压力介质被输送进入所述供应管道LN并由此发生转换。
[0080] 根据本发明的、包括输送进入所述恒定压力水平PM的供应管道LM的仅一个泵PU的 并且其中针对每个另外的恒定压力水平PH,PN设置有线性变换器T1,T2的泵模块PUM具有低 建造耗费。所述泵PU可在最佳工作点运行。所述线性变换器T1,T2具有高效率。由此能够以 高效率实现所述恒定压力系统1的不同恒定压力水平PH,PM,PN的供应。

Claims (14)

1. 一种液压式恒定压力系统(1),用于移动式工作机,该液压式恒定压力系统具有至少 两个恒定压力水平(PH;PM;PN),所述至少两个恒定压力水平具有不同的压力水平(P1;P2; P3),由所述至少两个恒定压力水平给至少一个消耗器驱动装置(VA)供应压力介质, 其中,设置由驱动马达(AM)、尤其是由内燃机所驱动的栗模块(PUM),该栗模块给所述 至少两个恒定压力水平(PH;PM;PN)供应压力介质, 其中,所述恒定压力水平(PH;PM;PN)分别具有供应管道(LH;LM;LN),所述供应管道与 压力介质存储模块(DM)连接, 其特征在于,所述泵模块(PUM)包括被构造成调节栗的唯一泵(PU),该栗由驱动马达 (AM)驱动,并且该泵输送进入所述恒定压力水平中的一个恒定压力水平(pm)中,其中,针对 每个另外的恒定压力水平(PH;PN)设置有线性变换器(T1;T2),该线性变换器将由所述泵 (PU)输送的压力介质转换成该另外的恒定压力水平(PH;PN)的压力水平。
2. 根据权利要求1所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述压力介质存储模块 (DM)针对每个恒定压力水平(PH;PM;PN)具有压力介质存储器(D1 ;D2;D3),所述压力介质存 储器分别被构造成处于气体预应力下的压力存储器、尤其是气泡存储器(BS)。
3.根据权利要求1或2所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述线性变换器(T1; T2)被构造成单活塞变换器,该单活塞变换器具有在壳体中能够纵向移动的活塞装置,所述 活塞装置包括具有单侧活塞杆的活塞,其中,所述活塞在所述壳体中形成了活塞侧压力腔 和活塞杆侧压力腔。
4.根据权利要求1或2所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述线性变换器(T i ; T2)被构造成双活塞变换器(40),所述双活塞变换器具有在壳体(41)中能够纵向移动的活 塞装置(42),其中,所述活塞装置具有第一活塞(K1)和第二活塞(K2),该第一活塞与该第二 活塞借助于活塞杆〇(ST)连接,其中,所述第一活塞(K1)在所述壳体(41)中形成第一活塞侧 压力腔(KS1)和第一活塞杆侧压力腔(KST1),并且所述第二活塞(K2)在所述壳体(41)中形 成第二活塞侧压力腔(KS2)和第二活塞杆侧压力腔(KST2)。
5.根据权利要求3或4所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述线性变换器(T1) 将由所述泵(PU)输送的压力介质转换成较高恒定压力水平(PH)的压力水平(P1),其中,所 述活塞侧压力腔(KS1 ;KS2)能够与所述栗(PU)输送进入的恒定压力水平(PM)连接,并且所 述活塞杆侧压力腔(KST1 ;KST2)能够与该较高恒定压力水平(PH)连接。
6.根据权利要求3或4所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述线性变换器(T2) 将由所述泵(PU)输送的压力介质转换成较低恒定压力水平(PN)的压力水平(P3),其中,活 塞杆侧压力腔(KST1 ;KST2)能够与所述栗(PU)输送进入的恒定压力水平(PM)连接,并且,所 述活塞侧压力腔(KS1 ;KS2)能够与该较低恒定压力水平(PN)连接。
7. 根据权利要求1至6任一项所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述恒定压力 系统(1)具有预张紧的箱罐管道(TL)。
8. 根据权利要求7所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,处于气体预应力下的压力 存储器(D4)、尤其是气泡存储器(BS)连接至所述箱罐管道。
9. 根据权利要求4至8任一项所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,设置有阀装置 (50),该阀装置能够实现所述线性变换器(T1;T2)的倒换式运行。
10. 根据权利要求9所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述阀装置(50)被构造 成切换阀装置(51)。
11.根据权利要求10所迷的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述切换阀装置(51)具 有: _弟一切换阀(6〇) ’彳曰助于所述第一切换阀使所述第一活塞侧压力fe (KS1)在第一'切换 位置(60a)与所述箱罐管道(TL)连接并且在第二切换位置(60b)与所述杲(PU)输送进入的 恒定压力水平(PM)的供应管道(LM)连接, -第二切换阀(61),借助于所述第二切换阀使所述第一活塞杆侧压力腔(KST1)在第一 切换位置仿1£〇与所述箱罐管道(TL)连接并且在第二切换位置(6此)与较高恒定压力水平 (PH)的供应管道(LH)连接, -第二切换阀(62),借助于所述第三切换阀使所述第二活塞侧压力腔(KS2)在第一切换 位置(62a)与所述箱罐管道(TL)连接并且在第二切换位置(6¾)与所述泵(PU)输送进入的 恒定压力水平(PM)的供应管道(LM)连接,和 -第四切换阀(6¾,借助于所述第四切换阀使所述第二活塞杆侧压力腔(KST2)在第一 切换位置^3a)与所述箱罐管道(TL)连接并且在第二切换位置(63b)与较高恒定压力水平 (PH)的供应管道(LH)连接。
12. 根据权利要求1〇或11所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述切换阀装置 (51)具有: -第一切换阀(7〇),借助于所述第一切换阀使所述第一活塞侧压力腔(KS1)在第一切换 位置(70a)与所述箱罐管道(TL)连接并且在第二切换位置(7〇b)与较低恒定压力水平(PN) 的供应管道(LN)连接, -第二切换阀(71),借助于所述第二切换阀使所述第一活塞杆侧压力腔(KST1)在第一 切换位置(71a)与所述箱罐管道(TL)连接并且在第二切换位置(71b)与所述泵(PU)输送进 入的恒定压力水平(PM)的供应管道(LM)连接, -第三切换阀(72),借助于所述第三切换阀使所述第二活塞侧压力腔(KS2)在第一切换 位置(72a)与所述箱罐管道(TL)连接并且在第二切换位置(72b)与较低恒定压力水平(PN) 的供应管道(LN)连接,和 -第四切换阀(7¾,借助于所述第四切换阀使所述第二活塞杆侧压力腔(KST2)在第一 切换位置(73a)与所述箱罐管道(TL)连接并且在第二切换位置(73b)与所述泵(PU)输送进 入的恒定压力水平(PM)的供应管道(LM)连接。
13. 根据权利要求1〇所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述切换阀装置(51)具 有切换阀(52),所述切换阀具有: -第一切换位置(5¾),在所述第一切换位置中: •所述第一活塞侧压力腔(KS1)与所述栗(PU)输送进入的恒定压力水平(PM)的供应管 道(LM)连接, •所述第一活塞杆侧压力腔(KST1)与较高恒定压力水平(PH)的供应管道(LH)连接,以 及 •所述第二活塞侧压力腔(KS2)和所述第二活塞杆侧压力腔(KST2)与所述箱罐管道 (TL)连接,和 一第二切换位置(52b),在所述第二切换位置中: •所述第二活塞侧压力腔(KS2)与所述栗(PU)输送进入的恒定压力水平(PM)的供应管 道(LM)连接, •所述第二活塞杆侧压力腔(KST2)与较高恒定压力水平(PH)的供应管道(LH)连接,以 及 •所述第一活塞侧压力腔(KS1)和所述第一活塞杆侧压力腔(KST1)与所述箱罐管道 (TL)连接。
14.根据权利要求10或13所述的液压式恒定压力系统,其特征在于,所述切换阀装置 (51)具有切换阀(53),所述切换阀具有: -第一切换位置(53a),在所述第一切换位置中: •所述第一活塞杆侧压力腔(KST1)与所述泵(PU)输送进入的恒定压力水平(PM)的供 应管道(LM)连接, •所述第一活塞侧压力腔(KS1)与较低恒定压力水平(PN)的供应管道(LN)连接,以及 •所述第二活塞侧压力腔(KS2)和所述第二活塞杆侧压力腔(KST2)与所述箱罐管道 (TL)连接,和 -第二切换位置(53b),在所述第二切换位置中: •所述第二活塞杆侧压力腔(KST2)与所述栗(PU)输送进入的恒定压力水平(PN)的供 应管道(LN)连接, •所述第二活塞侧压力腔(KS2)与较低恒定压力水平(PN)的供应管道(LN)连接,以及 •所述第一活塞杆侧压力腔(KST1)和所述第一活塞侧压力腔(KS1)与所述箱罐管道 (TL)连接。
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