CN107110132A - 用于液压泵的控制器 - Google Patents

Abstract

一种液压泵(6)包括：壳体(20)，该壳体具有第一和第二入口(100a，100b)以及第一和第二出口(102a，102b)；曲轴(4)，该曲轴在该壳体(20)内延伸并且具有轴向偏移的第一和第二凸轮(62，64)；被提供在该壳体(20)中的第一组和第二组(30，32)活塞缸组件，所述组(30，32)中的每一组具有多个活塞缸组件，该多个活塞缸组件具有周期性变化容积的工作室并且与该曲轴(4)处于驱动关系；与该第一组和该第二组(30，32)相关联的一个或多个电子可控阀(40)；以及控制器(70)，该控制器被配置成在工作室容积的每次循环时主动控制所述电子可控阀(40)的打开和/或关闭以由此控制该第一组和该第二组(30，32)的净流体排量，其中，至少该第一组(30)包括与该第一凸轮(62)处于驱动关系的第一活塞缸组件以及与该第二凸轮(64)处于驱动关系的第二活塞缸组件，并且其中，该第一组被配置成接收来自该第一入口(100a)的工作流体并且将工作流体输出至该第一出口(102a)，并且该第二组被配置成接收来自该第二入口(100b)的工作流体并且将工作流体输出至该第二出口(102b)。

Description

用于液压泵的控制器

发明领域

本发明涉及：用于流体工作机器的控制器；包括控制器的流体工作机器；以及包括流体工作机器的液压回路安排。

发明背景

液压活塞泵典型地包括可围绕旋转轴线旋转的中央曲轴以及多个活塞缸组件。通常，液压泵被设计为液压径向活塞泵，其中该多个活塞缸组件围绕曲轴延伸并且从该曲轴径向地向外延伸。在这种液压径向活塞泵中的活塞缸组件典型地安排成多排轴向偏移的活塞缸组件，每一排包括多个紧密堆积的活塞缸组件，这些活塞缸组件围绕旋转轴线安排并且位于垂直于曲轴的旋转轴线延伸的相应平面上。曲轴包括每排至少一个凸轮，并且每个相应排的这些活塞被安排成经由相应活塞脚而与相应所述至少一个凸轮处于驱动关系。

液压活塞泵可以以开环液压回路(其中流体从液压储箱输入至泵并且从泵输出至该液压储箱)或闭环液压回路(其中流体在泵与液压负载之间循环)来连接。为此，单独的活塞室的输入孔口和输出孔口经由流体歧管彼此连接。在使用高压流体来为不同液压回路中的多个液压负载供能的应用中，典型地需要多个液压泵(每个液压回路至少一个)。例如，在典型地用在具有液压供能的运转和推进功能的叉式举升卡车上的液压系统中，运转功能(例如，液压致动器)典型地需要高流速的工作流体并且因此更好地适用于开环液压回路设计，而推进功能更好地适用于闭环液压回路设计(因为需要较低的流速，并且开环设计在储箱中可能引起泡沫)。因此，为了优化运转功能和推进功能，第一液压泵以开环液压回路为运转功能供能，并且第二液压泵以闭环液压回路为推进功能供能。

第一泵和第二泵中的每一者将典型地具有其自身的曲轴、曲轴箱和泵壳体，并且尽管单个转矩源(例如，内燃发动机或电动机)典型地将转矩提供给该第一泵和该第二泵，但仍典型地需要齿轮箱在这些泵的曲轴之间将来自转矩源的转矩分离。因此，提供多个液压泵给车辆增加了显著的重量，由此减少了其燃料(或电力)效率。多个泵还占空间。在这种应用中，将有益的是减少这种液压泵的重量和大小，从而可以增加卡车的燃料(或电动)效率和/或可以减少叉式举升卡车的大小和/或可以空出卡车上的空间。

因此，本发明的一个目的是提供具有减少重量和大小的液压泵，这些液压泵尤其用于将液压动力提供给诸如叉式举升卡车的车辆上的两个或更多个液压负载。

发明概述

本发明的第一方面提供了用于流体工作机器的控制器，该控制器被设计和安排的方式为致动与第一组和第二组活塞缸组件相关联的多个主动可控阀，其方式为通过致动所述主动可控阀来主动控制该第一组和该第二组活塞缸组件的净流体排量，其中，该致动能够优选地基于逐个周期针对这些活塞缸组件中的至少一些活塞缸组件来进行控制，并且其中，该控制器被设计和配置的方式为使得对该第一组和该第二组活塞缸组件的主动可控阀的致动被执行成其方式为使得该第一组和该第二组活塞缸组件彼此独立地满足流体流量需求和/或马达驱动需求。换言之，通过该第一组和该第二组活塞缸组件的净工作流体排量可以独立于彼此地受到控制。

如已经提及的，对于液压系统而言非常常见的是，两个(或甚至更多个)流体流动回路和/或消耗装置以彼此多少有些“不同的方式”(在为相应回路的液压泵送模式的情况下)必须被供以液压流体或者(在相应回路的泵送模式的情况下)供应液压流体。这种“不同的方式”典型地涉及所牵涉的压力水平。通常，取决于当前的需要，不同的液压消耗装置典型地需要不同的压力水平和/或递送不同的压力水平(例如，当存在再生制动系统并且这个再生制动系统以再生制动模式运行时)。这种不同的压力水平典型地同样被传递至相应的流体回路。假使涉及不同类型的流体回路(主要实例为开放流体流动回路与封闭流体流动回路)，则尤其可能发生这种不同的压力水平，但不限于此。作为实例，即便仅涉及封闭流体流动回路，不同的消耗装置也可能需要不同的压力水平(同样适用于开放流体流动回路)。目前为止，根据现有技术通常已经针对不同目的使用不同泵(尤其是当在开放流体流动回路与封闭流体流动回路之间进行分离时)。然而，这典型地导致显著更复杂的整体装置，因为不得不提供适当大量的部件。这导致了额外的成本和额外的体积。然而，进一步的缺点同样与此相关，即，考虑在不同的流体流动回路之间的某种互相依赖的能力明显缺失。尽管目前建议的是，该第一组和该第二组活塞缸组件彼此独立地满足流体流量需求和/或马达驱动需求，但这未必(尽管有可能)意味着单独考虑流体流量需求/马达驱动需求(“主要考虑因素”)。而是，有可能的是可以设想额外的考虑因素。例如，为不同的流体流动回路产生致动模式可以考虑组合的机械动力需求(以使驱动马达可能不会过载)，从而引起驱动杆的机械振动(以减少这种机械振动)等。后一种考虑因素将在下文中作为“次要考虑因素”来解决，以将其与流体流量需求/马达驱动需求的“主要考虑因素”进行区分。以此方式可以实现改善的总体性能，尽管“主要考虑因素”可以被完成为仿佛存在(基本上)两个(或甚至更多个)完全分开的泵/液压马达。“次要考虑因素”的考虑因素甚至可以包括如果可以实现对有关“次要考虑因素”的性能(显著)改善(导致流体工作机器的改善“总体性能”)则可以容忍流体流量输出性能/机械输出性能(即，“主要考虑因素”)的一些(轻微)劣化的可能性。应注意的是，控制器可以连接至(特别适配的)单个流体工作机器(通过两个或更多个分开的流体入口和/或流体出口)或连接至不同的流体工作机器(即，可能地替代多个控制器)。目前建议的控制器典型地作为整体来替代“以前的多个控制器”。然而，还有可能的是，目前建议的控制器仅部分地替代“以前的多个控制器”(例如，在与单个泵的连接中完成对最终所需致动电流的放大时仅产生驱动脉冲)。通常通过改变所述主动可控阀的打开和/或关闭的时间来改变对流体流量需求和/或马达驱动需求的控制。该时间具体地涉及相应活塞已经在相应泵送缸中沿其冲程移动的距离的百分比(针对活塞-缸类型的流体工作机器)。如果执行完整泵送冲程(即，如果泵以100％运转)，则这基本上转变为液压流体的可泵送容积的百分比。由于由致动阀产生的致动延迟和/或由液压流体产生的压缩效果，对此项规则有可能产生一些修改。如果流体工作机器以马达驱动模式运行，则可以做出类似的陈述。这项原理就其本身而言从现有技术由所谓的“数字排量泵”或“综合转换液压泵”已知。典型地，用电来致动相应的主动可控阀(尽管还可以设想一些不同的能量形式)。然而，根据本发明的控制器不一定局限于数字排量泵。然而，必须提及的是，数字排量泵设计是特别优选的，因为这使得控制器能够基于逐个周期控制相应活塞缸组件的流体流量性能，这是非常有利的。具体地，可以从一个泵送周期到另一个泵送周期地在任意两个值之间完全改变流体输出性能。这导致了可非常快速适应的流体流量输出性能和/或马达驱动性能。由控制器致动的相应组可以是“固定的”泵送活塞缸组件和/或马达驱动活塞缸组件和/或特别优选的“可转换组合的泵送和马达驱动活塞缸组件”(因此它们可以在这些模式之间进行转换)。原则上，有可能的是，一组、多组或所有组的活塞缸组件(在两个或多个这种组的情况下)包括仅单个活塞缸组件。然而，优选的是，这些组中的至少一组、优选的多组、更加优选的(基本上)所有组包括多个活塞缸组件。以此方式，可以提供和/或消耗相对大的流体流量。此外，可以实现一些“均衡”，从而得到较少的流体流量尖峰，从而导致相应泵/马达的“更平滑的总体性能”。同样，原则上，可以使用连接至控制器的该一个或多个流体工作机器的基本上任意的设计。然而，优选的是，所述组中的至少一组的至少一个活塞缸组件、优选地多个活塞缸组件或(基本上)所有活塞缸组件包括主动可控入口阀和/或主动可控出口阀。具体地，不仅针对这些组中的至少一组做出这种陈述，而是优选地针对多组、甚至更优选地针对连接至所建议控制器的这些组中的至少一组、多组或(基本上)所有组中的(基本上)所有组做出这种陈述。如从就其本身而言在现有技术中已知的数字排量泵中所已知的，只要必须实现液压泵，就需要主动可控入口阀(并且足够)。因此，通常如果必须实现马达驱动性能或组合的泵送和马达驱动性能，就必须提供主动可控入口和主动可控出口阀。必须注意的是，被动阀当然实现起来更便宜(并且典型地使用较少的空间)，因此如果相应组的活塞缸组件必须唯一地被操作为泵，则减少主动可控入口阀通常是优选的。仅出于对完整性的考虑，要提及的是，当然单个活塞缸组件可以配备有多个(主动和/或被动)入口和/或出口阀。典型地，由于成本原因，对于每个活塞缸组件仅提供单个(入口/出口)主动可控阀。此外，提及的是，不仅可以有利地基于逐个周期来控制流体工作机器的一些(包括至少一个)活塞缸组件，并且优选地可以基于逐个周期来控制多个活塞缸组件、更优选地基本上所有活塞缸组件、尤其是所有活塞缸组件。

在本发明的背景下，在适用情况下，即便仅提及泵送模式(或者马达驱动模式等)，也参照了流体工作机器的液压泵送模式和/或液压马达驱动模式(即，包括其组合)。同样，在适用情况下，即便仅提及液压泵或液压马达，也参照了“一般”流体工作机器(即，液压泵、液压马达和/或其组合)。

根据优选实施例，该控制器被设计和安排的方式为致动至少第三组活塞缸组件的多个主动可控阀，其方式为使得至少所述第三组与该第一组和该第二组活塞缸组件相独立地满足流体流量需求和/或马达驱动需求。以此方式，同样可以提供(至少)第三压力水平和/或第三“液压特性”。通过叉式举升卡车的实例，非常常见的是，对于推进液压回路(封闭流体流动回路)和对于升高和降低可升叉(开放流体流动回路)存在或多或少的持续需求。不同的特征典型地仅是“有时”需要，因此这些特征可以通过有利的方式由第三组来提供。对第三组活塞缸组件的致动可以独立于第一组和/或第二组(尤其是关于“主要考虑因素”)。然而，还有可能的是，第三组可以(至少有时)联接至第一组和/或第二组，从而使能相应组的“增压模式”(其也可被称为“增大模式”)。这将在稍后阐明。可以将所有组(或三组中的两组等)提供在单个流体工作机器壳体中。然而，“散布”在两个或更多个不同的流体工作机器壳体上同样是可能的。

对于控制器进一步建议的是，这些组活塞缸组件中的至少一组活塞缸组件的主动可控阀的致动周期被执行成其方式为满足至少开放流体流动回路和/或封闭流体流动回路的要求。如上文已经提及的，那些流体流动回路典型地显示非常不同的性能。具体地，封闭流体流动回路通常显示高流体流动流速以及相对低的压力(典型的应用领域为用于推进目的)。然而，开放流体流动回路典型地显示相对低的流体流速与(至少有时)升高的高流体流动压力。对于开放流体流动回路的典型应用领域是用于升高(和降低)叉式举升卡车的叉的液压活塞。通过使不同的组与不同“类型”的流体流动回路(开放/封闭)相关联，可以提供与相对容易、成本有效和节省体积的构造相关的具有高燃料效率的简单设计。

具体地，建议的是使得控制器设计的方式为使得这些组活塞缸组件中的至少一组活塞缸组件的主动可控阀的致动可以被适配成增大至少不同组的活塞缸组件的净流体排量，尤其是其方式为使得，至少两组活塞缸组件的主动可控阀的致动被执行成其方式为使得该致动被处理为单组的致动图案。经验显示，某些消耗装置有时产生增加的液压流体需求。这种高需求典型地仅偶尔产生。此外，包括多个液压消耗装置的装置被频繁操作，其方式为使得通常每次仅对单个(或非常受限数量的)液压消耗装置产生增加的流体流量需求。因此，非常有利的是，为不同种类的液压回路提供某种“基础供应”并且“在其上”提供可转换的“增压服务”(“增大服务”)以用以为这种高需求的间隔提供额外的流体输出。因为这种高需求的间隔针对不同的消耗装置典型地在不同时间产生，有可能的是，单个(或受限数量的)增大组可以服务于(基本上)所有的(要增大的)液压回路，而在操作中没有任何主要缺点。停留在叉式举升卡车的实例中，可能存在的情况是，不得不偶尔将叉升高至非常大的高度。然而，由于于是所得到的细长杆，这在叉式举升卡车移动时通常将绝不能完成。因此，(因为推进液压回路仅消耗一点点液压流体)就可以使用“增大组”来加速叉的举升。相反，存在不得不使叉式举升卡车以高速移动的情况。典型地，然而，在快速行驶的间隔期间，叉不以较高的速度升高和降低。现在，“增大组”可以用于增加推进液压回路。在给出的两个实例中，使用者将几乎不会注意到，相应的另一个液压回路的流体供应受限，因为他将通常不会同时需要这两者。在非常稀少的同时产生两种需求的情况下，可能会注意到不利影响，但更高的燃料效率和泵所需的更小的体积通常超过了这个影响。尽管原则上有可能的是，“增大组”(典型地为第三组、第四组、第五组、第六组、第七组、第八组等等，如果存在的话)与目前增大的组不同地致动，但是通常优选的是，这两组“逻辑上一起转换”以使这两(或更多)个“联接”组的单独活塞缸组件被致动为仿佛存在单个组。应注意的是，由于数字排量泵的独特特性，从增大第一组到增大第二组的转换同样可以通常基于逐个周期来完成，并且反之亦然。这包括从开放流体流动回路性能“逻辑转换”成封闭流体流动回路性能。

此外，建议的是将控制器设计成其方式使得该控制器能够致动这些主动可控阀，其方式为使得至少有时至少一组活塞缸组件以泵送模式致动，而第二组以马达驱动模式致动。以此方式，可以出于不同的目的将能量回收和再利用，优选地无需存储所重获的能量(的至少一部分)。停留在已经使用的叉式举升卡车的实例中，来自推进液压周期的制动能量可以用于执行一些“有用的”工作(例如，举升叉，可以将一些货物放置在该叉上)。当然，同样可以将第三组转换成一组或另一组(给予泵送模式额外的“增压”或收获重获一些“过量”机械工作的能力(例如，在重制动过程中或在驶下陡峭下坡时产生))。应注意的是，当然其在马达驱动模式中(即，其中典型地以压力形式存在的液压能量被转化成机械能)同样可以是有用的以重获一些机械能量，这些机械能量可以在某个时间跨度上被存储。这种存储可以在“输入侧”上完成(例如，缓冲液压流体储能器中的过量液压流体)和/或在以马达驱动模式驱动的流体工作机器的“输出侧”上完成(例如，使用电容器、储能器或机械存储单元等)。以此方式，可以实现特别能量有效的总体装置。

根据另一个优选实施例，该控制器被设计和安排的方式为致动至少一个可控转换阀，以用于使得不同的流体流动回路、尤其是与至少一组活塞缸组件相关联的流体流动回路连接和断开连接。通过使用这种可转换阀，可以在流体工作机器的不同组活塞缸组件与不同的流体流动回路和/或液压消耗装置之间建立(可变的)关联。尤其是在使用三组或更多组时，有可能的是将第三组(暂时地)指配给第一组或第二组(并且有可能在或多或少的特殊情况下将三组或更多组连接在一起)。甚至有可能的是，将来自一组和/或流体流动回路的输出转换至一个或另一个液压消耗装置和/或并联转换消耗装置和/或将一些液压消耗装置断开连接等等。

根据本发明的第二方面，提出了流体工作机器，该流体工作机器包括：壳体；在所述壳体内的至少第一组和第二组活塞缸组件，所述组活塞缸组件中的至少一组活塞缸组件包括至少一个主动可控阀；以及控制器，该控制器用于致动所述主动可控阀以由此控制该至少第一组和第二组活塞缸组件的净流体排量，并且其中，该控制器具有根据先前的建议所述的类型。以此方式，至少原则上同样可以实现已经描述的优点和特性。此外，流体工作机器至少原则上可以在之前描述的意义上进行修改。根据优选建议，壳体优选地是“常见的块”。这未必意味着壳体包括仅单个块。而是，壳体可以包括组装在一起的若干件。甚至有可能的是，使用多个单独的壳体块，这些壳体块被放置成靠近彼此并且优选地彼此紧密连接。具体地，假使属于同一组的活塞缸组件被安排在不同的壳体(壳体单元/壳体子单元)内，则可以在液压流体侧(尤其是流体入口和/或流体出口)上的单独组活塞缸组件之间建立连接。具体地，可以使用流体歧管来用于使这种活塞缸组件流体连接。

根据另一个优选实施例，流体工作机器包括至少用于不同组的活塞缸组件的不同流体流动入口和/或流体流动出口，和/或流体工作机器的壳体包括整体式壳体、尤其是单件式壳体。尽管有可能的是为甚至单组的活塞缸组件提供多个流体流动入口/出口，但优选地将流体流动入口/流体流动出口的数量减少至小的数量、优选地降为(每种类型)一个。以此方式，可以减少用于使流体工作机器与“剩余总体装置”(流体)连接的努力，因为必须产生更少的(耐压)液压流体连接。以此方式，同样可以减少泄漏问题。然而，当然同样有可能的是，具体地，为单个组提供一定(优选小)数量的流体入口/出口并且经由“分开的一个或多个歧管”使相应的入口/出口互相连接，如果通过这种方式，则可以(显著)简化流体工作机器的设计(例如，可以提供用于这些组中的至少一组的两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或甚至更多个流体流动入口/流体流动出口)。应注意的是，典型地，所存在的流体工作机器的分离(子)单元至少与必要的流体流动入口/流体流动出口(有可能乘以类似二、三、四、五、六、七、八、九、十或甚至更高的因数)一样多。以此方式，单件式壳体(或更复杂壳体的紧密连接子单元)是优选的，因为可以典型地减少流体流动入口/出口的数量。

此外优选地是，流体工作机器包括曲轴，该曲轴在壳体内延伸并且具有至少一个凸轮，并且其中，所述活塞缸组件包括具有周期性变化容积的工作室并且与所述曲轴处于驱动关系。具有周期性变化容积的工作室是典型地在缸与活塞之间的容积。随着活塞在缸内周期性往复运动，工作室的容积也周期性地变化。活塞典型地可滑动安装或联接到与包括该活塞的活塞缸组件处于驱动关系的凸轮上。这些活塞缸组件的缸可以联接到该一个或多个阀单元上或与该一个或多个阀单元整体形成并且联接至(例如，拧入或紧固至)这些相应壳体孔上，和/或这些缸可以由这些相应壳体孔限定(或可以采用这些选项的组合)。这些活塞中的一些或(典型地)全部可以被安排成使得当它们在这些相应活塞缸组件的缸中往复运动时，它们围绕(基本上)平行于旋转轴线的相应摆动轴线旋转(并摆动)。就第一特征与第二特征“处于驱动关系”来说，我们指的是该第一特征被配置成驱动该第二特征和/或由该第二特征驱动。以此方式，可以实现特别有效、简单、成本有效、机械方面持久并且减少体积的设计。具体地，流体工作机器可以(至少部分地)设计为“婚礼蛋糕类型”，其中活塞缸组件在(基本上)径向方向上被引导并且围绕所述曲轴的旋转轴线沿切线方向以优选周期性的、尤其是以规则的间隔来安排。

可以提供轴位置和速度传感器，该轴位置和速度传感器确定轴的瞬时角度位置和旋转速度并且将轴位置和速度信号传送至控制器。控制器典型地是在使用中执行所存储程序的微处理器或微控制器。这些阀的打开和/或关闭典型地是在控制器的主动控制下。典型地，单个控制器通过第一组和第二组(以及额外组，当提供时)控制净流体排量。

具体地，流体工作机器可以包括至少两个轴向偏移的凸轮，其中优选地，所述曲轴的不同凸轮和与所述组活塞缸组件中的至少一组活塞缸组件相关联的活塞缸组件处于驱动关系。以此方式，可以实现非常紧凑的设计，这是在于流体工作机器包括被设计为彼此上下堆叠的“片”的若干排，其中每个单独的片包括多个活塞缸组件，该多个活塞缸组件围绕曲轴的旋转轴线沿切线方向安排。通过使用相同的曲轴，容易通过单个机械能产生装置(类似燃烧发动机或电动机)来驱动整个流体工作机器。通过提供两个凸轮，包括多个活塞缸组件的每一片可以通过匹配的方式来致动。具体地，这些凸轮可以显示出彼此有些旋转偏移。以此方式，有可能的是，减少压力脉冲等等和/或使驱动流体工作机器所需的机械输入的转矩过驱角度曲线平滑。

进一步建议的是，将流体工作机器设计成其方式为使得与所述组活塞缸组件中的至少两组不同的活塞缸组件相关联的这些活塞缸组件与所述曲轴的同一凸轮处于驱动关系，尤其是其方式为使得这些活塞缸组件沿切线方向绕所述曲轴在圆周方向上交替安排。这种设计让人觉得有点笨拙和反直觉，因为试图将同一“片”内的属于同一组的活塞缸组件相关联(当然同样是一种可能的设计)。然而，所提出的设计使得能够提供多个流体流动管道(尤其是多个流体入口管道和/或流体出口管道)，这些流体流动管道被安排成基本上平行于曲轴的轴线，其方式使得属于同一组的活塞缸组件流体地连接至相应的流体管道。以此方式，流体管道可以是简单的并且然而由(至少)两个或三个不同的活塞缸组件提供(具体地其数量与存在的“片”的数量相同；然而有可能的是，至少在这些片中的一些片中，沿切线方向彼此相邻安排在同一片内的两个活塞缸组件可以流体连接至单个流体通道)。以此方式，当沿围绕曲轴的切线方向来看时，典型地，将在相对于曲轴的圆周方向上安排属于不同组的流体流动管道。仅出于对完整性的考虑，要指出的是同样有可能使得属于一组或不同组的流体管道在流体工作机器的壳体的同一迎面或不同迎面处呈现通向外部的开口。

根据本发明的第三方面，提出了一种液压回路安排，该液压回路安排包括：流体工作机器，所述流体工作机器包括用于服务于液压负载的液压流体流动回路的至少第一和第二流体流动连接，该流体工作机器的第一流体流动连接被设计成连接至第一液压流体流动回路，并且第二流体流动连接被设计成连接至第二液压流体流动回路。通过这种设计，关于所提出的控制器和/或所提出的流体工作机器来描述的之前的特征和优点同样可以至少类比地实现。此外，该液压回路安排同样可以至少类比地通过已经描述的方式来进行修改。

具体地，该液压回路安排可以被设计成其方式为使得该流体工作机器的所述第一和第二流体流动连接中的至少一者包括工作流体出口连接和工作流体入口连接，其中优选地，该第一工作流体入口连接被设计成流体地连接至第一工作流体源，并且该第二工作流体入口连接被设计成流体地连接至第二工作流体源。以此方式，单个流体工作机器可以(至少暂时地)服务于必须不同特性(就像不同压力水平)的多个流体流动回路。然而，无视这些不同的流体流动回路的“单独服务”，单个泵可以就足够了，从而导致减少的安装空间并且使得能够具有简化并更加能量有效的驱动单元。具体地，通过不仅使流体出口侧、还使流体入口侧分离，相应的流体回路可以彼此“完全”分离。当这些流体回路之一是开放流体流动回路而另一者是封闭流体流动回路时，这是尤其有用的。在此，不仅回路的一侧在其特性(例如，压力水平)方面不同，流体入口侧也典型地不同。然而，独立于这种液压回路安排的确切设计，有可能的是，流体工作机器可以被设计的方式为使得所述至少第一和第二流体流动连接被配置成提供不同压力水平的流体和/或为不同类型的液压流体回路(尤其是为开放流体流动回路和/或封闭流体流动回路)提供流体。

在谈及流体流动回路的“完全”分离时，这不排除预见到和/或可能发生通过压力释放阀、流体孔口(用于在这两个或甚至更多个流体回路之间执行一些热交换)等等在不同回路之间的一些泄漏流动或一些连接。

具体地，有可能的是，将液压回路安排设计成其方式为，其中该流体工作机器包括至少第一组和第二组活塞缸组件，其中所述第一组活塞缸组件与第一流体流动连接相关联，并且其中该第二组活塞缸组件经由转换回路选择性地连接至该第一流体流动连接和该第二流体流动连接。以此方式，有可能的是，改变与相应流体流动回路相关联和/或与相应消耗装置相关联的活塞缸组件的数量。以此方式，容易非常宽范围地针对相应的流体流动回路改变流体流动范围，因此使得能够一次为这些液压消耗装置中的一些液压消耗装置“增加流体流速”。如已经注意到的，通常存在的液压消耗装置不同时具有显著的流体流量需求(即，关于显著的流体流量需求，它们典型地基于“互相排斥”来运行)。通过改变与相应的一个或多个消耗装置相关联的活塞缸组件的数量(包括单个活塞缸组件的可能性)，可以实现的流体工作机器为基本上所有实际发生的流体流量需要(或供应)供应(或消耗)足够的流体流速，同时该流体工作机器可以具有相对小的尺寸。必须将这种情况与为每个单独的液压消耗装置(或为每个单独组的液压消耗装置)预见相应足够数量的活塞缸组件的情况进行对比。

虽然有可能的是，仅有两组活塞缸组件围绕单独的流体流动回路/液压消耗装置并且经由转换回路与这些单独的流体流动回路/液压消耗装置互连，但优选的是，该流体工作机器包括至少第三组活塞缸组件，其中所述至少第三组活塞缸组件固定地流体连接至流体流动连接或选择性地流体连接至流体流动连接。假使提供了一些转换回路并且第三组活塞缸组件被选择性地流体连接至其他组(之一)，则可以实现特别有用的“增压模式”或“增大模式”。即便该第三组固定地流体连接至流体流动连接，但如果第三流体回路与其他流体回路以显著不同的特性运行，则也可以使用这种设计。当然，同样可以提供第四组、第五组等等，其中可以至少类比地应用之前提及的事实。

具体地建议的是，该液压回路安排至少包括根据前述建议的控制器和/或该液压回路安排包括根据前述建议的流体工作机器。以此方式，可以实现的液压流体回路安排至少类比地示出了与之前描述相同的特征和优点，并且其中，该液压回路安排可以至少类比地以之前描述的方式进行修改。

以上讨论的优选和任选特征是其所适用的本发明的每个方面的优选和任选特征。为了避免疑惑，在适用的情况下，本发明的第一方面的这些优选和任选特征同样是本发明的第二方面和第三方面的优选和任选特征。类似地，在适用的情况下，本发明的第二方面的这些优选和任选特征同样是本发明的第一方面和第三方面的优选和任选特征(以此类推)。

附图说明

现将参考以下附图来说明本发明的示例实施例，在附图中：

图1是展示了叉式举升卡车的液压系统的框图；

图2a和图2b是图1的液压系统的液压泵的缸体和曲轴的分解透视图和前视图；

图3a和图3b是图2a和图2b中示出的缸体和曲轴的分解透视图和后视图；

图4a和图4b是图2a、图2b、图3a和图3b的缸体和曲轴的侧视图；

图5是图2至图4的缸体和曲轴的侧截面视图；

图6a至图6d是图2至图5的曲轴的前视图、透视图和相应侧视图，图6b和图6d示出处于不同旋转阶段的曲轴；

图7是来自图2至图6的液压泵的一组活塞缸组件的液压流体输出对比时间的绘图；并且

图8a至图8c是围绕图6a至图6d的曲轴布置并且背离其延伸的一组活塞缸组件的曲轴、活塞和阀缸装置的前视图、侧视图和透视图，图8a至图8c还展示了分别与在该组内的低压阀和在该组内的高压阀流体连接的第一和第二共用管道。

示例实施方式的详细说明

如已经描述的，所设想的是，在一些情况下，液压泵-马达10有时还将在泵送模式下运行(例如，在再生制动系统中)。因此，泵-马达10经由方向流动控制回路13连接至液压泵6，该方向流动控制回路允许反转流动方向，由此允许泵-马达10在运行过程中以马达驱动或泵送模式在任一方向上旋转。

在下文中，进一步参照液压泵6的具体实施例对本发明进行描述。当然，如果说明或解释是关于流体回路、控制器或(基本上)与液压泵6的精确设计独立的任何其他装置给出的，则相应的特征同样被认为是与任何类型的流体工作机器相关联地披露。

为了阐明目前提出的控制器、流体工作机器和液压回路安排的益处，在以下将叉式举升卡车描述为所述装置的应用实例。然而，必须理解的是，目前提出的装置同样还可以有利地在不同环境中运作和/或具有多种不同的修改。

对于目前选择的实例，图1是被提供在叉式举升卡车上的液压系统1的框图，该液压系统包括驱动常见曲轴4的机械转矩源2(例如，内燃发动机或电动机)。如对于叉式举升卡车典型的，存在多个不同的液压消耗装置。甚至可能的是，一些装置在某些时间提供加压流体流动流。在目前描绘的情况下，推进流体回路110、111可以通过泵送模式来运行(例如，为再生制动系统)。在目前示出的实例中，提供了液压致动器8(或不同的运转功能)、用于驱动连接至(典型地)两个或更多个车轮12的液压泵-马达10的推进流体回路110、111以及转向单元182。所有三个不同的单元8、10、182需要具有不同特性的流体流动供应。具体地，转向单元182需要相对低的流体流动流，但以非常高的压力。运转功能8典型地是由开放流动回路116、117以通常(对于显著时间)相对低的流体流速和高压来提供的，其中偶尔产生高流体流速(对此的实例为用于服务于叉式举升卡车的叉的流体回路)，并且最后液压泵-马达10以相对低的压力运行，但是经由封闭回路流动回路110、111而经常具有高的流体流速。

根据现有技术，针对这三个不同的消耗装置8、10、182，提供了三个不同的泵30、32、34、180，各自由单独的控制器(图1中未示出)来控制。曾经就是这种情况，尽管不同的泵30、32、34、180是由同一发动机经由共用的曲轴4驱动的。根据现有技术，还提出了提供“增压泵”36，该增压泵可以经由可转换阀118选择性地连接至一个或另一个流体流动回路110、111、116、117以暂时地(典型地是相当多地)增加相应液压回路的流体流速。再次地，增压泵36通常被设计为单独的泵，由单独的控制器来操作。

根据本建议，所提出的是为图1中描绘的泵中的至少一些泵(在目前描绘的实施例中为所有泵30、32、34、36、180)使用单个共用的控制器70。此外，不同泵30、32、34、36中的一些泵被组合在共用的壳体中，该壳体由虚线6示意性地示出(其将在下文中阐明)。控制器70还控制转换单元118(转换阀)的转换，增压泵36可以经由该转换阀而选择性地连接至用于运转功能8或液压泵-马达10的流体回路之一，以用于增大相应泵30、32、34的流体流量输出。

共用控制器70的优点在于，可以将这些不同的泵致动成其方式为使得不仅考虑流体流速的“主要考虑因素”，而且此外可以将“次要考虑因素”纳入考虑。“次要考虑因素”的影响可以是其方式使得，如果可以实现对“次要考虑因素”的(显著)改善(因此改善流体工作机器的“总体性能”)，可以使得流体流速性能出现轻微降级。作为实例，以此方式，有可能的是，可以至少某些程度地(典型地非常可观地)避免在经由共用曲轴4驱动所有泵30、32、34、36、180的所需转矩中的尖峰。因此，发动机2可以具有更小的尺寸，这是优点。此外，通过控制器70可以将致动选择成其方式为使得还可以减少机械振动等。

在目前示出的实例中，所有泵被设计为所谓的数字排量泵其在现有技术中本身已知。这种泵的优点在于，可以基于逐个周期几乎任意地改变相应泵的流体流量输出性能。这对于增压泵36(增压泵部分36)是特别有利的，因为其可以在开放流体流动回路116、117与封闭流体流动回路110、111的不同需要之间迅速改变(包括使封闭液压流体回路110、111从驱动液压泵-马达10的驱动模式转换至马达驱动模式的可能性，在该马达驱动模式下液压泵-马达10产生机械能并且实现了再生制动系统)。

液压泵6(可以是专用的液压泵或可以以不同操作模式操作成泵或马达的液压泵-马达)在图2至图7中更详细示出。液压泵6包括整体缸体20(用作泵壳体)，该整体缸体包括中央轴向孔22，曲轴4在该中央轴向孔内延伸。曲轴4可以围绕旋转轴线24旋转，该旋转轴线与曲轴4延伸穿过轴向孔22的方向平行。缸体20包括被设定尺寸并且被安排成接收(和/或帮助限定)四组30、32、34和36相应阀缸装置39的壳体孔38(通过钻出穿过缸体20的多个孔道或通过在缸体20中铸造多个孔而形成，这些孔典型地是随后钻出的)(从而由此形成相应组的阀缸装置)，这些阀缸装置39中的每一者包括与缸42流体连通(并联接到其上)的整合的阀单元40。可以省去这些缸42，并且这些壳体孔38可以替代性地限定这些阀缸装置39的缸。

这些壳体孔38围绕曲轴4布置并且相对于曲轴4(典型地径向或基本上径向地)向外延伸。这些组30、32、34、36壳体孔38各自围绕旋转轴线24与相邻组壳体孔38间隔开。在所展示的实施例中，这些组30、32、34、36壳体孔38基本上相同。除非另外说明，第一组30的特征也是(在所展示的实施例中)其他组32、34、36的特征。第一组30阀缸装置典型地被提供在与其他组32、34、36相应阀缸装置相同的平面上(即，不同组之间的相应阀缸装置具有(典型地完全)重叠的轴向尺寸)。因此，以下仅详细描述第一组30。然而，在其他实施例中，在不同组之间可以存在变化，例如，每组的壳体孔38的数量(和因此的阀缸装置39的数量)、工作流体可以穿过其而提供至这些组的工作流体入口的位置、工作流体可以穿过其而从这些组输出的工作流体出口的位置、以及这些共用管道的构型(参见下文)。

第一组30壳体孔38包括第一壳体孔50、第二壳体孔52和第三壳体孔54。第一壳体孔50和第三壳体孔54在平行于旋转轴线24的方向上彼此轴向地移位，并且沿着在平行于旋转轴线24的方向上、在第一壳体孔50的中心与第三壳体孔54的中心之间延伸的对齐轴线56(参见图2a)彼此对齐。第二壳体孔52从第一壳体孔50和第三壳体孔54轴向地偏移(并且轴向地在其之间)，并且第二壳体孔52还从如图2a所观察到的在顺时针方向上围绕旋转轴线24从第一壳体孔50和第三壳体孔54(旋转地)偏移大约30°的角度(围绕旋转轴线24从对齐轴线56到第二壳体孔52的中心测量的)。第二壳体孔52具有轴向尺寸b，其与第一壳体孔50的轴向尺寸a和第三壳体孔54的轴向尺寸c重叠(参见图2a)，而第一壳体孔50和第三壳体孔54的轴向尺寸典型地不彼此重叠。通过将第二壳体孔52从第一壳体孔50和第三壳体孔54轴向地偏移，围绕旋转轴线24将第二壳体孔52从第一壳体孔50和第三壳体孔54(旋转地)偏移并且使第二壳体孔52的轴向尺寸b与第一壳体孔50的轴向尺寸a和第三壳体孔54的轴向尺寸c重叠，第一组30壳体孔38就配备有节省空间的嵌套安排。这允许将较大数量的壳体孔38(和因此的阀缸装置)组合到具有给定轴向长度(即，在平行于旋转轴线24的方向上的给定长度)的缸体20中。第二壳体孔52还具有围绕旋转轴线的尺寸x，该尺寸在这种情况下与第一壳体孔50围绕该旋转轴线的尺寸y和第三壳体孔54围绕该旋转轴线的尺寸z不重叠(尽管在其他实施例中，第二壳体孔52的尺寸x可以与第一壳体孔50围绕旋转轴线24的尺寸y和/或第三壳体孔54围绕该旋转轴线的尺寸z重叠)。

整合阀单元40典型地包括螺纹头40a，该螺纹头可以拧入在这些壳体孔38的径向外部(相对于旋转轴线24)末端中提供的相应螺纹中以便将阀单元40固持在这些壳体孔38中。另外或作为替代方案，可以将螺纹提供在这些缸42(在提供的情况下)的外径上，这些螺纹与壳体孔38的螺纹相匹配。这些阀单元40还各自包括被设置在阀单元40的与螺纹末端40a相反的第二(相对于曲轴4径向外部)末端处的阀头部40b。

如图5中所示，这些缸42的(或壳体孔38的)径向内部(相对于旋转轴线24)末端包括往复运动地接收与曲轴4处于驱动关系的活塞60的开口(从而由此形成相应组的活塞缸组件)。为了简洁起见，被设置在相应组的壳体孔30、32、34、36中的这些组活塞缸组件将在下文中使用参考数字30、32、34、36来指代。

如在图5和图6a至图6d中示出的，曲轴4包括彼此轴向移位的第一凸轮62、第二凸轮64和第三凸轮66(它们在所展示的实施例中是偏心的)。这些活塞60各自包括搁置在曲轴4的相应凸轮62、64、66上(并与该凸轮处于驱动关系)的活塞脚60a。更确切地，经由相应的活塞脚60a，第一凸轮62与在被设置在第一壳体孔50中的阀缸装置39中往复运动的活塞60处于驱动关系；第二凸轮64与在被设置在第二壳体孔52中的阀缸装置39中往复运动的活塞60处于驱动关系；并且第三凸轮66与在被设置在第三壳体孔54中的阀缸装置39中往复运动的活塞60处于驱动关系。随着转矩源2使曲轴4旋转，所述活塞60被相应的凸轮62、64、66驱动，从而在相对于旋转轴线24的径向或基本上径向的方向上在相应缸42(或壳体孔38)内周期性地往复运动，由此周期性地改变被限定在相应活塞60与所述活塞在其中往复运动的缸42(或壳体孔38)之间的相应工作室的容积。这些活塞60被安排成使得当它们由曲轴4的相应凸轮62、64、66驱动时，它们还围绕平行于该旋转轴线的相应摆动轴线旋转(和摆动)。

通过使组30、32、34、36围绕旋转轴线24彼此间隔开，(与围绕曲轴4紧密地堆积这些组相比而言)可以减少曲轴4的径向尺寸。以下对此进行解释。需要活塞脚60a能够搁置抵靠与之处于驱动关系的相应凸轮。将组30、32、34、36围绕曲轴4彼此间隔开减少了围绕曲轴4可以设置的活塞缸组件的数量，并且因为需要更少的活塞脚搁置在每个凸轮62、64、66上，所以这些凸轮62、64、66的表面积不需要那么大并且因此可以减小凸轮62、64、66的径向尺寸。另外，与其中这些壳体孔12更紧密地堆积的缸体相比缸体20可以机械地制造得更强，这是因为(加强)材料被设置在围绕旋转轴线24的这些组之间的空间中。

为了提供平滑输出的加压液压流体，第一组30活塞缸组件优选地在均等间隔(或至少基本上均等间隔)的相位处输出加压工作流体。因此，第一凸轮62、第二凸轮64和第三凸轮66围绕曲轴4的旋转轴线24彼此(旋转地)偏移。如以上所解释的，第二壳体孔52围绕旋转轴线从第一壳体孔50和第三壳体孔54(旋转地)偏移。因此，为了提供平滑的工作流体输出，这些凸轮62、64、66并非围绕旋转轴线均等分布(0°、120°、240°)。而是，与在第二(偏移)壳体孔52的阀缸装置中往复运动的活塞处于驱动关系的第二凸轮64也从相对于第一凸轮62和第三凸轮66均等间隔的位置偏移。例如，如果第二壳体孔52从第一壳体孔50和第三壳体孔54的对齐轴线16偏移30°，则第二凸轮64可以在第一旋转方向上(例如，顺时针)围绕该旋转轴线从第一凸轮62(旋转地)偏移90°，第三凸轮66可以在所述第一旋转方向上围绕该旋转轴线从第一凸轮62(旋转地)偏移240°，并且第三凸轮66可以在所述第一旋转方向上围绕该旋转轴线从第二凸轮64(旋转地)偏移150°。这使得第一凸轮62、第二凸轮64和第三凸轮66能够以依次隔开120°的相位(即，以均等间隔的相位)驱动在壳体孔50、52、54中往复运动的这些活塞。

凸轮62、64、66和活塞脚60a可滑动地彼此抵靠，这样使得当凸轮62、64、66驱动在第一组30的缸42/壳体孔50、52、54中往复运动的活塞60时，这些活塞60中各自在相应的缸/壳体孔中往复运动以产生正弦输出80-84(参见图7)。当凸轮62、64、66以均等间隔的相位驱动这些活塞60时，第一组30的这些活塞缸组件的正弦输出80-84相组合以提供基本上平滑的加压流体输出86。

阀缸装置39的整合阀单元40被配置成作为低压阀和高压阀运行并且典型地包括可以与阀座接合的阀构件。低压阀(任选地还有高压阀)的打开和/或关闭是在之前描述的共用控制器70(参见图1)的主动控制下可电子致动的。可以提供位置和速度传感器，该位置和速度传感器确定曲轴4的瞬时角度位置和旋转速度并且将轴位置和速度信号传送给控制器70。这使得控制器70能够确定每个单独工作室的循环的瞬时相位。控制器70因此调节这些低压阀和高压阀的打开和/或关闭以便基于逐个周期以与工作室容积的周期的定相关系来确定穿过每个工作室(或穿过每组30、32、34、36工作室)的流体的位移，以便根据相应的需求(例如，输入到控制器70的需求信号)来确定穿过这些组阀缸装置中的每一组阀缸装置的流体的净通过量。

每一组可以与特定需求信号相关联。例如，第一组的净排量可以响应于第一需求信号(例如，有关马达10的需要)来选择，并且第二组的净排量可以响应于与第一需求信号不同(并独立)的第二需求信号(例如，有关运转功能8的需要)来选择。如将在下文中解释的，第三组34可以与第一组30相组合，从而使得第三组34的净排量与第一组30的净排量一起由控制器70响应于组合的(第一)需求信号来确定。如同样将在下文中解释的，第四组36可以是“通用服务”组，该第四组的净排量是由控制器70响应于第一需求信号和第二需求信号来确定的。例如，如果第一需求信号大于第二需求信号，并且第一需求信号超过阈值，则第四组活塞缸组件的排量可以被选择成增大第一组30的排量。相反地，如果第二需求信号大于第一需求信号，并且第二需求信号超过阈值，则第四组活塞缸组件的排量可以被选择成增大第二组32的排量。

将理解的是，低压阀用作入口阀并且高压阀用作出口阀，除非液压泵6是以马达驱动模式运行的液压泵-马达，在这种情况下低压阀用作出口阀并且高压阀用作入口阀。然而，在此使用的术语(除非另有声明)假定液压泵6作为泵来运行。

图8a至图8c是第一组30的曲轴、活塞和阀缸装置的前视图、侧视图和透视图。在所展示的实施例中，这些阀缸装置39的阀单元40包括工作流体出口48和工作流体入口49。这些工作流体出口48和工作流体入口49是凹陷在阀单元40的周边内、环圆周地围绕这些阀单元分布的环形通道(典型地，每个通道与多个总体上径向安排的端口直接流体连通)。联接到第一组30的壳体孔50、52、54上的整合阀单元40的这些低压阀经由与入口49(典型地，每个低压阀对应至少一个入口端口)相交的第一共用管道90而彼此流体连通。将理解的是，为了使第一共用管道90与入口49相交，第一共用管道90典型地与其中设置有第一组30的阀缸装置39的壳体孔50、52、54相交。另外，联接到第一组30壳体孔50、52、54上的整合阀单元40的这些高压阀通过与出口48相交的第二共用管道92而彼此流体连通。将理解的是，为了使第二共用管道92与出口48相交，第二共用管道92典型地与其中设置有第一组30的阀缸装置39的壳体孔50、52、54相交。第二组32、第三组34和第四组36还包括相应的共用入口管道和相应的共用出口管道。

这四组30、32、34、36中每一组的共用出口管道和至少第一组30的共用入口管道(并且在一些情况下还有第二组32、第三组34和/或第四组36的共用入口管道)具有平行于旋转轴线24的纵向轴线并且典型地由穿过缸体20(参见下文)延伸的单个直孔道形成。这些共用管道的纵向轴线围绕旋转轴线24在第一旋转方向上(例如，顺时针)从其相应组的第一壳体孔50和第三壳体孔54(旋转地)偏移，并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的第二旋转方向上(例如，逆时针)从其相应组的第二壳体孔52(旋转地)偏移，这样使得这些纵向轴线具有的圆周位置周向地在那一组的第二壳体孔52的圆周位置与那一组的第一壳体孔50和第三壳体孔54的圆周位置之间。这是节省空间的安排，这种安排之所以可能是因为第二壳体孔52从第一壳体孔50和/或第三壳体孔54轴向地偏移并且第二壳体孔52围绕旋转轴线24从第一壳体孔50和第三壳体孔54(旋转地)偏移。

通过经由相应(单个)共用管道将这些低压阀和这些高压阀流体地连接，需要形成在缸体20内的管道更少，并且重要的是，可以在单个操作中钻出每个管道并且因此制造起来更快且更便宜。另外，当凸轮62、64、66以不同相位驱动在每一组的壳体孔12中往复运动的这些活塞时，共用管道90、92可以具有比其他可能情况下更小的直径，因为它们不必具有用于来自或去往那一组的所有阀缸装置的组合的峰值流量的容量。

由于阀入口和阀出口呈环形通道的形式，所以这些阀单元40的取向对这些阀与共用管道90、92的流体连通的影响极小。然而，在替代实施例中，这些阀入口/出口可以是定向的(而不是环形通道)，例如这些阀入口和/或阀出口各自可以包括单个钻孔(该钻孔例如可以垂直于该旋转轴线)。在这种情况下，这些阀单元40在被紧固到适当位置之前需要进行定向并且与相应共用管道对齐，以确保它们之间的流体连通。

可能的是，第二壳体孔52相对于第一壳体孔50和第三壳体孔54倾斜成使得当沿着旋转轴线24观察时，第二壳体孔52的纵向轴线(在第二壳体孔52内往复运动的活塞沿该纵向轴线来往复运动)与第一壳体孔50和/或第三壳体孔54的纵向轴线(相应活塞沿着该纵向轴线在相应第一壳体孔和/或第三壳体孔中往复运动)在该旋转轴线处相交。然而，在一些情况下，第二壳体孔52可以相对于第一壳体孔50和第三壳体孔54倾斜成使得当沿着旋转轴线24观察时，第二壳体孔52的纵向轴线与第一壳体孔50和/或第三壳体孔54的纵向轴线在该旋转轴线上方的点处相交(即，与旋转轴线24距离第二壳体孔52和第一壳体孔50和/或第三壳体孔54相比更接近第二壳体孔52和第一壳体孔50和/或第三壳体孔54)。这允许为共用管道90、92提供更多的空间。

在第一组、第二组、第三组和第四组活塞缸组件的每一者中，第一(入口)共用管道流体地连接至相应的工作流体入口100a-100d(参见图2、图5)，(低压)工作流体穿过该相应的工作流体入口(经由相应的阀入口)来输入到那一组的活塞缸组件，并且第二(入口)共用管道连接至相应的工作流体出口102a-102d，(加压)工作流体从该相应的工作流体出口从那些组输出。更确切地，在所展示的实施例中，第一组30和第三组34的第一共用管道平行于该旋转轴线延伸直到被设置在缸体20的前轴向端面上的工作流体入口100a、100c，但是第二组32和第四组36的工作流体入口100b、100d被设置在缸体20的径向内(相对于曲轴24)壁上，使得它们与曲轴4周围的容积(即，与该曲轴箱)(直接)流体连通。因此，在一些实施例中，第二组和第四组包括共用入口管道，这些共用入口管道平行于该旋转轴线延伸。在这种情况下，可以提供额外的管道以将相应的第二组和第四组的共用管道连接至这些组的工作流体入口100b、100d。然而，更典型地，第二组和第四组的(入口)共用管道从缸体中的轴向孔径向地或基本上径向地向外延伸至第二组32和第四组36的阀入口。

每一组30、32、34、36的第二共用(出口)管道平行于该旋转轴线延伸直到在缸体20的前轴向端面上的相应工作流体出口102a-102d，(加压)工作流体从这些相应工作流体出口从该组输出。

因为每一组30、32、34、36具有其自身的工作流体入口100a-100d，所以每一组30、32、34、36可以从不同的源接收工作流体，并且每个不同的源可以用不同压力提供流体。进一步的，因为每一组30、32、34、36具有其自身的工作流体出口，所以每一组30、32、34、36可以提供输出至不同液压负载的离散加压流体服务。此外，因为每一组活塞缸组件的排量由控制器70独立可控，所以每一组的离散加压流体输出也是独立可控的。因此，这些组30、32、34、36可以为不同的液压负载提供独立的加压流体服务输出来代替多个单独的泵。因为这些组30、32、34、36被设置在同一壳体中并且由分享同一曲轴箱的同一曲轴驱动(而多个单独的泵将具有其自身的壳体、单独的曲轴和曲轴箱)，所以使用同一个泵6的不同组30、32、34、36活塞缸组件为不同的液压负载供能提供了与使用多个泵相比的实质重量(和空间)节省。进一步注意的是，在这种安排中，可以省去将来自转矩源2的机械转矩分离给多个单独泵的单独曲轴所典型地需要的齿轮箱，因为多组是由同一曲轴驱动的，由此节省了另外的尺寸、重量和复杂度。此外，可以使用同一控制器70来控制每一组活塞缸组件的净排量。

返回参照图1的展示实施例，尤其是当在如之前描述的液压泵6的具体实施例的背景下来看时，尽管每一组30、32、34、36可以提供离散的独立可控的服务输出，第一组30和第三组34的输出相组合(“联动在一起”)来提供组合的服务输出110(但是将理解的是，并不必须是这种情况)。典型地，这是通过提供被螺栓拧紧到缸体20的前轴向面上的端板(未示出)、并且在该端板处将第一组和第三组的工作流体出口102a、102c加以组合来实现的。在这种情况下，第一组30和第三组34的净排量由控制器70响应于相同的(第一)需求信号来控制。

如也在图1中示出的，来自第一组和第三组的组合输出110将加压液压流体供应至推进叉式举升卡车的车轮12的液压泵-马达10。第一组30和第三组34的工作流体入口100a、100c也在该端板处加以组合以提供组合的工作流体入口114。组合的工作流体入口114从返回管线111接收来自液压泵-马达10的工作流体，由此形成包括第一组30和第三组34以及液压马达10的闭环液压回路。将理解的是，在闭环液压回路中(即，在马达10的输出端与泵6的第一组和第三组的组合输入端114之间的管线111中)的流体压力被典型地加压(预充压)。

第二组32的工作流体入口100b经由流体管线115接收来自液压储箱130的工作流体(该储箱130可以包括该曲轴箱或至少与该曲轴箱流体连通)，并且第二组32的工作流体出口102b经由流体管线116将加压工作流体提供至运转功能8。运转功能8经由返回管线117将低压工作流体返回至储箱130，由此形成包括储箱130、第二组32和运转功能8的开环液压回路。储箱130可以是未加压的(即，在大气压下)；替代性地，当储箱130封闭时，在储箱130中的液压流体的压力可以由充压泵或其他加压装置来增压。如上表明，第二组32的净排量由控制器70根据第二需求信号来控制。

第四组36的工作流体入口100d也接收来自液压储箱130的工作流体。如图1所示，第四组36的工作流体出口102d通过转换单元(或阀)118选择性地流体连接至第二组32的输出管线和连接至来自第一组30和第三组34的组合输出管线110，该转换单元与控制器70(或替代性地与不同的控制器)电子通信。控制器70被配置成使转换单元118在第一模式与第二模式与任选的第三空转模式之间转换，在该第一模式中，转换单元118将第四组36的工作流体出口102d沿第一路径流体地连接至来自第一组的输出端110(在该模式中第四组36的出口102d没有典型地连接至输出管线116)，在该第二模式中，转换单元118将第四组36的工作流体出口102d沿第二路径流体地连接至来自第二组的输出端116(在该模式中第四组的出口102d没有典型地连接至输出管线110)，在该第三空转模式中，来自第四组36的输出端102d与输出端110、116断开连接。第四组36因此提供“通用”服务，其可以被选择成取决于(来自马达10和运转功能8的)第一需求信号和第二需求信号将额外的加压流体提供给来自第一(和第三)组的工作流体服务输出端110、或来自第二组32的工作流体输出端116。控制器70典型地被配置成将来自第四组36的输出端选择成：在来自泵-马达10的高需求的时期下支持来自第一组30和第三组34的工作服务输出端110，并且在来自运转功能8的高需求的时期下支持来自第二组32的工作服务输出端116。因为典型罕见的是，同时存在来自泵-马达10(提供推进功能)和运转功能8的高需求，所以组30、32、34、36的总体组合排量可以小于将由分离的泵所需的组合总体排量。

第二组和第四组的工作流体入口100b、100d(以及第二组和第四组的相应共用(入口)管道90)与第一组和第三组的工作流体入口100a、100c相比可以具有更大的内径，从而尤其当第一组和第三组被预充压而第二组和第四组没有时(例如，当第二组和第四组直接连接至未加压曲轴箱时)允许更高的流速。

尽管开环液压回路和闭环液压回路是有区别的，但存在一些流体经由曲轴箱在开环液压回路与闭环液压回路之间共享。例如，在第一组30和第三组34的活塞缸组件与曲轴箱之间典型地存在泄漏路径。因此，来自闭环回路的流体可以流动至储箱130(该储箱典型地包括该曲轴箱或与该曲轴箱流体连通)，第二组32从该储箱接收液压流体。因此，来自闭环回路的流体进入开环回路。此外，来自闭环液压回路的泄漏流体经由充压泵180(该充压泵尽管在图2至图5或图8中未示出但也是由曲轴4来驱动)被来自储箱130的液压流体替换(开环回路的运转功能8将低压流体返回至该储箱)。典型地，充压泵180用于经由输出管线183驱动叉式举升卡车的液压动力转向单元182。然而，充压泵180的输出管线183还经由止回阀184流体地连接至闭环液压回路的低压侧，从而使得当在充压泵180的输出管线183中的压力比闭环液压回路的低压侧(返回管线111)中的压力大出阈值量时，止回阀184打开，并且来自充压泵180的过量加压流体进入闭环液压回路的低压侧。因此，来自开环回路的流体进入闭环回路。

当第四组36用于支持通向液压马达10的流动(例如，在来自马达10的高需求的期间)，将存在馈送返回至第一组30和第三组34的组合工作流体入口114的过量的液压流体。因此，压力释放阀190流体地连接在来自液压马达10的返回管线111与储箱130之间。当在返回管线111中的压力超过阈值时(或者如果储箱130被加压，当在返回管线中的压力超过储箱压力达到阈值量时)，压力释放阀打开，由此将过量流体从返回管线排放到储箱130。将理解的是，从液压储箱130从第四组36馈送到闭环回路中的工作流体将典型地处于比由液压马达10输出至返回管线的流体更低的温度下。因此，通过将高温流体从闭环回路排出由液压马达10输出并且将其替换以来自储箱130的较低温度的流体，就在闭环回路中进行了冷却。优选地，热交换器191(在图1中呈虚线示出)被设置在压力释放阀190与储箱130之间以将从闭环带来的流体进行冷却，由此确保从闭环回路排出的高温流体不增加储箱130中的流体温度。

如上所述，并不是必须将第一组30和第三组34的输出端加以组合来提供组合的服务输出端110。然而，这对于推进功能典型地比运转功能需要更多功率的应用(例如，在叉式举升应用中)是有利的安排。在运转功能典型地比推进功能需要更多功率的其他实施例中(例如，在采用液压系统来移动如用于窗户清洁的吊运平台的“载人举升”应用中)，可能的是，将第二组32和第四组34的输出端加以组合来提供组合的服务输出端116，而不是将第一组30和第三组34的输出端加以组合来提供组合的输出端110。第一组30和第三组34的工作流体入口110a、110c在这种情况下没有组合，并且第二组32和第三组34的工作流体入口100b、100c典型地接收来自液压储箱130的工作流体。因此将理解的是，第三组的工作流体入口100c在这种情况下典型地形成在缸体的径向内壁上，并且第三组34的共用入口管道90典型地从缸体中的径向孔向外径向或基本上径向地延伸至第三组的阀入口。

液压泵6可以如下制造。缸体20典型地是通过铸造或加工穿过整体材料坯料的中心的中央轴向孔22形成，并且每一组的壳体孔50、52、54典型地是通过钻出相对于中央轴向孔22基本上径向穿过坯料的多个孔而形成在缸体20中，这些孔围绕轴向孔22布置并且相对于该轴向孔向外延伸。替代性地，可以在随后钻出壳体孔50、52、54之前在具有中央轴向孔22的坯料中铸造这些壳体孔。如以上所解释的，每一组的第一壳体孔50和第三壳体孔54彼此轴向地偏移，并且第二壳体孔52从第一壳体孔50和第三壳体孔54轴向地偏移(并且径向地在该第一壳体孔与该第三壳体孔之间)，并且第二壳体孔52围绕中央轴向孔22从第一壳体孔50和第三壳体孔54偏移。这些组30、32、34、36壳体孔围绕中央轴向孔22彼此隔开。此外，每一组壳体孔50、52、54配备有节省空间的嵌套安排，由此第二壳体孔具有的轴线尺寸与第一壳体孔50和第三壳体孔54中的一者的轴向尺寸或两者的轴向尺寸至少部分地重叠。

这些共用出口管道92是通过在相应组壳体孔50、52、54之间钻出穿过缸体20的直孔道来形成的。这些孔道平行于轴向孔22延伸。对于至少第一组30而言，共用入口管道90也是通过在第一组壳体孔50、52、54与缸体的轴向面之间平行于轴向孔22钻出穿过缸体20的直孔道而形成的。

如以上所表明的，在一些实施例中，第二组32、第三组34和/或第四组36也包括平行于曲轴的旋转轴线延伸的共用入口管道90。在这种情况下，第二组32、第三组34和/或第四组36的共用入口管道90也是通过在相应第二组、第三组和第四组的壳体孔50、52、54之间平行于轴向孔22钻出穿过缸体20的直孔道而形成的。然而，在第二组和第四组的共用入口管道90与被形成在缸体20的径向内壁上的工作流体入口100b、100d之间在(相对于轴向孔22的)径向或基本上径向的方向上钻出了额外的管道(或以铸造形式存在)，由此使得相应的工作流体入口和共用入口管道彼此流体连通。在第三组从返回管线111接收来自液压泵-马达10的工作流体的实施例中，关于第三组而言不需要这种额外的管道；而是，该共用入口管道在第三组的壳体孔50、52、54与缸体的轴向面(第三工作流体入口100c被设置在该处)之间平行于曲轴的旋转轴线而延伸穿过缸体20。然而，在第三组接收来自曲轴箱的工作流体的情况下，关于第三组而言也可以提供这种额外的管道(从而在缸体20的径向内壁上将第三组流体地连接至第三工作流体入口100c)。在更典型的实施例中的第二组32和第四组36以及在第三组接收来自曲轴箱的工作流体的实施例中的第三组34具有从曲轴箱径向或基本上径向延伸的相应共用入口管道，这些共用入口管道径向或基本上径向地从轴向孔22延伸。在这种情况下，第二组、第三组和第四组的共用入口管道可以通过从第二组、第三组和第四组的被形成在缸体20的径向内壁上的工作流体入口100b、100c、100d在(相对于轴向孔22的)径向或基本上径向在外的方向上形成孔道来形成，从而使第二组、第三组和第四组中的每一者内的相应阀入口相交。

如上所述，每一组的共用出口管道92、以及至少第一组30的共用入口管道90(并且在一些实施例中还有第二组32、第三组和第四组36的共用入口管道)的纵向轴线围绕旋转轴线24在第一旋转方向上(例如，顺时针)从那个组的第一壳体孔50和第三壳体孔54(旋转地)偏移，并且围绕该旋转轴线在与该第一旋转方向相反的第二旋转方向上(例如，逆时针)从那个组的第二壳体孔52(旋转地)偏移，这样使得它们环圆周地布置在第二壳体孔52与第一阀壳体孔50和第三阀壳体孔54之间。

用螺纹切割工具来将螺纹添加到这些壳体孔的外部末端以便与整合阀单元40上的相应螺纹相匹配。整合阀单元40被拧进每一组的相应壳体孔50、52、54中。可以将多个活塞60安装到搁置在曲轴4的凸轮62、64、66上(或联接到其上)的连杆(其底部具有活塞脚)，使得这些活塞60与凸轮62、64、66处于驱动关系，曲轴4安装在轴向孔22中并且这些活塞60可由相应组30、32、34、36的壳体孔50、52、54往复地接收。如以上所解释的，曲轴4的凸轮62、64、66被安排成围绕旋转轴线24偏移，使得它们以基本上均等间隔的相位来驱动每个组内的活塞60。为了实现组输出的均等间隔的相位，这些凸轮的安排典型地在旋转方向上不均匀。更确切地，与引起120°的凸轮偏移需要的轴向对齐的阀缸装置不同，这些凸轮的偏移角度是根据这些阀缸装置中的一者的旋转偏移(偏离轴向对齐)来调整的。

在一些实施例中，可以从每组30、32、34、36中省略第三壳体孔54以及相关联的阀缸装置39和活塞60。然而，第三壳体孔54以及相关联的阀缸装置39和活塞60优选地被包括在内，以便减少与每组两个阀缸构造相关联的峰值间变化并且从每一组30、32、34、36提供基本上平滑的输出。

可以在在此描述的本发明的范围内做出进一步的变化和修改。例如，可能的是，在每个组30、32、34、36中提供多于或少于三个阀缸装置。可能的是，存在多于或少于四个组。在由相同申请人于2013年6月18日在欧洲专利局以官方提交号EP 13172511.1和EP13172510.3并且于2014年5月27日作为PCT申请以官方提交号PCT/EP 2014/060896和PCT/EP 2014/060897提交的申请中可以发现本发明的额外的信息、尤其是额外的特征、实施例和优点。所述申请的披露被认为通过引用完全地含在本申请中。

Claims (15)

1.一种用于流体工作机器(6)的控制器(70)，该控制器被设计和安排的方式为致动与第一组和第二组(30，32)活塞缸组件相关联的多个主动可控阀(40)，其方式为通过致动所述主动可控阀(40)来主动控制该第一组和该第二组(30，32)活塞缸组件的净流体排量，其中，该致动能够优选地基于逐个周期针对这些活塞缸组件中的至少一些活塞缸组件来进行控制，其特征在于，该控制器(70)被设计和配置的方式为使得对该第一组和该第二组(30，32)活塞缸组件的主动可控阀(40)的致动被执行成其方式为使得该第一组和该第二组(30，32)活塞缸组件彼此独立地满足流体流量需求和/或马达驱动需求。

2.根据权利要求1所述的控制器(70)，其特征在于，该控制器(70)被设计和安排的方式为致动至少第三组(34)活塞缸组件的多个主动可控阀(40)，其方式为使得至少所述第三组(34)与该第一组和/或该第二组(30，32)活塞缸组件相独立地满足流体流量需求和/或马达驱动需求。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的控制器(70)，其特征在于，这些组(30，32，34)活塞缸组件中的至少一组活塞缸组件的主动可控阀(40)的致动周期被执行的方式为满足至少开放流体流动回路和/或封闭流体流动回路的要求。

4.根据前述权利要求中任一项、尤其是根据权利要求2或3所述的控制器(70)，其特征在于，这些组(30，32，34)活塞缸组件中的至少一组活塞缸组件的主动可控阀(40)的致动能够被适配成增大至少不同组的活塞缸组件的净流体排量，尤其是特征在于，至少两组(30，32，34)活塞缸组件的主动可控阀(40)的致动被执行成其方式为使得该致动被处理为单个组的致动图案。

5.根据前述权利要求中任一项所述的控制器(70)，其特征在于，该控制器(70)能够致动这些主动可控阀(40)，其方式为使得至少有时至少一组(30，32，34)活塞缸组件以泵送模式致动，而第二组(30，32，34)以马达驱动模式致动。

6.根据前述权利要求中任一项所述的控制器(70)，其特征在于，该控制器(70)被设计和安排的方式为致动至少一个可控转换阀，以用于使得不同的流体流动回路、尤其是与至少一组(30，32，34)活塞缸组件相关联的流体流动回路连接和断开连接。

7.一种流体工作机器(6)，该流体工作机器包括：壳体(20)；在所述壳体(20)内的至少第一组和第二组(30，32)活塞缸组件，所述组(30，32)活塞缸组件中的至少一组活塞缸组件包括至少一个主动可控阀(40)；以及控制器(70)，该控制器用于致动所述主动可控阀(40)以由此控制该至少第一组和第二组(30，32)活塞缸组件的净流体排量，其特征在于，该控制器(70)具有根据权利要求1至6中任一项所述的类型。

8.根据权利要求7所述的流体工作机器(6)，其特征在于，该壳体(20)包括至少用于这些不同组(30，32，34)活塞缸组件的不同流体流动入口(100a，100b，100c，100d)和/或流体流动出口(102a，102b，102c，102d)，和/或其特征在于，该壳体(20)是整体式壳体、尤其是单件式壳体。

9.根据权利要求7或8中任一项所述的流体工作机器(6)，其特征在于，所述流体工作机器(6)包括曲轴(4)，该曲轴在该壳体(20)内延伸并且具有至少一个凸轮(62，64，66)，并且其中，所述活塞缸组件包括具有周期性变化容积的工作室并且与所述曲轴(4)处于驱动关系。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的流体工作机器(6)，其特征在于，所述曲轴(4)包括至少两个轴向偏移的凸轮(62，64，66)，并且其中优选地，与所述组(30，32，34)活塞缸组件中的至少一组活塞缸组件相关联的活塞缸组件与所述曲轴(4)的不同凸轮(62，64，66)处于驱动关系。

11.根据权利要求7至10中任一项、优选地根据权利要求10所述的流体工作机器(6)，其特征在于，与所述组(30，32，34)活塞缸组件中的至少两组不同的活塞缸组件相关联的这些活塞缸组件与所述曲轴(4)的同一凸轮(62，64，66)处于驱动关系，尤其是其方式为使得这些活塞缸组件沿所述曲轴(4)在圆周方向上交替安排。

12.一种液压回路安排(1)，该液压回路安排包括：流体工作机器(6)，所述流体工作机器(6)包括用于服务于液压负载(8，10)的液压流体流动回路的至少第一和第二流体流动连接(100a，100b，102a，102b)，该流体工作机器(6)的第一流体流动连接(100a，102a)被设计成连接至第一液压流体流动回路，并且第二流体流动连接(100b，102b)被设计成连接至第二液压流体流动回路。

13.根据权利要求12所述的液压回路安排(1)，其中，该流体工作机器(6)的所述第一和第二流体流动连接(100a，100b，102a，102b)中的至少一者包括工作流体出口连接(102a，102b)和工作流体入口连接(100a，100b)，其中优选地，该第一工作流体入口连接(100a)被设计成流体地连接至第一工作流体源(10)，并且该第二工作流体入口连接(100b)被设计成流体地连接至第二工作流体源(130)。

14.根据权利要求12或13所述的液压回路安排，其中，该流体工作机器(6)至少包括第一组和第二组(30，32，36)活塞缸组件；其中，所述第一组(30)活塞缸组件与第一流体流动连接相关联，并且其中，该第二组(34)活塞缸组件经由转换回路(118)选择性地流体连接至该第一流体流动连接和该第二流体流动连接。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的液压回路安排，其特征至少为根据权利要求1至6中任一项所述的控制器，和/或其特征在于，所述流体工作机器是根据权利要求7至11中任一项所述的流体工作机器。