液压驱动装置

摘要

公开了一种具有制动阀的液压驱动装置，其中，在打开方向上作用于制动阀上的压力经由限压阀限制。该限压阀例如可以依据转速来调整或者也可以被调整到预定的压力。

权利要求

1.液压驱动装置，具有液压马达(12)，液压马达的接头借助于工作管路(4,6)与压力介 质源和压力介质槽连接，并且具有与两个工作管路(4,6)配设的、液压地操控的制动阀组件 (40)，通过该制动阀组件能够节流从液压马达(12)流出的压力介质体积流，其特征在于，制 动阀(42)的第一控制室和第二控制室与选择阀组件液压地连接，该选择阀组件使得具有较 大的控制压力的控制室与限压阀(68)的入口相连接，其中在所述第一控制室和一条工作管 路之间延伸第一控制管路，并且在所述第二控制室和另一条工作管路之间延伸第二控制管 路，其中在每个控制管路中各设置一阻尼器(50,52)，并且其中在相应的控制室和所述阻尼 器(50，5 2)之间进行控制压力的截取，使得在与所述限压阀的入口相连接的控制室中的控 制压力被限制到在所述限压阀上所调节出的数值上。

2.根据权利要求1所述的液压驱动装置，其中，限压阀(68)实施成是可调节的。

3.根据权利要求2所述的液压驱动装置，其中，限压阀(68)实施成能以电方式调节。

4.根据权利要求1所述的液压驱动装置，其中，限压阀(68)的弹簧室在内部与一贮箱接 头(T)连接。

5.根据权利要求3所述的液压驱动装置，其中，限压阀(68)的弹簧室能够用控制压力加载。

6.根据权利要求5所述的液压驱动装置，其中，所述控制压力是在流入管路中和在流出 管路中的压力中较小的压力，该压力经由一个逆向的换向阀组件来截取。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液压驱动装置，其中，选择机构是换向阀(64)或 止回阀组件。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的液压驱动装置，具有用于探测马达转速的转速传 感器(71)和用于依据转速信号来控制限压阀(68)的控制单元(70)。

说明书

准压驱动装置

技术领域

[0001 ]本发明涉及一种液压驱动装置。背景技术

[0002] 由DE10320946B4已知一种这种类型的用于绞盘的液压驱动装置，其中绞盘卷筒通过液压马达来驱动。液压马达的流入管路(入口)与栗，最好是调节栗连接。从液压马达流出的压力介质经由回流流到贮箱T。在有牵拉负载作用于绞盘卷筒上的情况下，绞盘卷筒在制动不足的情况下可能被如此加速，即由栗输送的压力介质体积流不足以向液压马达供给足够的压力介质，因此相应地在流入管路中的压力下降并且在不利的条件下甚至可能在流入管路中导致气穴现象。

[0003] 为了避免在流入管路中这种不希望的压力降低，在由DE10320946B4已知的解决方案中设置制动阀，也称为落重制动阀，它被预张紧在关闭位置上并且在打开方向上由在相应的流入管路中的压力加载。在这种已知的解决方案中，这样地设计该制动阀，即它在液压马达的两个转动方向上，亦即在交替的流入和流回期间起作用。在流入管路中的压力足够大的情况下，制动阀被带到一打开位置上，从而从液压马达流出的压力介质体积流经由制动阀朝着贮箱方向流出。在不希望的压力降低情况下朝着贮箱方向上流出的压力介质体积流被节流或被封锁，因此液压马达被相应地制动并且在流入管路中的压力升高直到制动阀再次打开。

[0004] 在这些已知的解决方案中，尤其是在长的流入管路和输入管道的相应较大的容量的情况下，出现在流入管路(入口)中的压力改变并且因此出现压力波动和软管的容量的相应的波动，从而制动阀由于该压力波动相应地打开和关闭，因此液压马达的速度相应地波动并且因此难于实现负载的受控的运动。液压马达的这种振动特性也会在栗有故障时出现。

[0005] 在申请人的DE102008064064A1中描述一种具有落重制动阀的液压驱动装置，其中，该制动阀在打开方向上被加载控制信号，该控制信号在方向阀上截取，通过它控制进出液压马达的压力介质的输送。也就是说，在该变型方案中压力介质到液压马达的供给不是直接地取决于流入管路压力，因此改善了上述特殊情况中的振动特性。但是有显示的是上述问题在制动阀的这种控制情况下也是会出现的。

[0006] 相应地，本发明的目的因此在于提供一种液压驱动装置，其中防止或者至少减小了由于在流入管路(入口)中的压力变化造成的转速振荡。发明内容

[0007] 这个目的通过一种液压驱动装置来实现。该液压驱动装置具有液压马达，液压马达的接头借助于工作管路与压力介质源和压力介质槽连接，并且具有与两个工作管路配设的、液压地操控的制动阀组件，通过该制动阀组件能够节流从液压马达流出的压力介质体积流。根据本发明，制动阀的第一控制室和第二控制室与选择阀组件液压地连接，该选择阀组件使得具有较大的控制压力的控制室与限压阀的入口相连接，其中在所述第一控制室和一条工作管路之间延伸第一控制管路，并且在所述第二控制室和另一条工作管路之间延伸第二控制管路，其中在每个控制管路中各设置一阻尼器，并且其中在相应的控制室和所述阻尼器之间进行控制压力的截取，使得在与所述限压阀的入口相连接的控制室中的控制压力被限制到在所述限压阀上所调节出的数值上。

[0008] 本发明还涉及有利的扩展方案。

[0009] 按照本发明的液压驱动装置具有液压马达，它的接头可以借助于工作管路与压力介质源和压力介质槽连接，并且具有制动阀组件，它配属于两个工作管路，因此流出的压力介质体积流可以在两个转动方向上被节流。制动阀组件的制动阀的两个在打开方向上或在关闭方向上作用的控制室与选择阀组件的输入口接头连接，该选择阀组件选择在控制室施加的控制压力中的较大的压力。选择阀组件的输出口按照本发明与限压阀连接，因此制动阀组件的操控通过在限压阀上调整的压力被一并确定，该压力低于在相应的运行状态下最大可预期的控制压力。该控制压力通常在打开方向上作用于制动阀上，按照本发明这个在打开方向上作用的压力被减小到在限压阀处调整的压力，因此在长的输入管路和工作管路的相应较大的容量情况下也能够减小压力波动和相应的转速波动。特别地，这样地调整限压阀，即不会超过液压马达的一个预先设定的最大转速和相应地可以防止超转速。

[0010] 在一特别优选的实施例中限压阀设计为可调节的。

[0011] 这种调节可以纯电的方式或者以电液压的方式进行。

[0012] 在一备选的实施例中，限压阀的弹簧室在内部与限压阀的贮箱接头连接。在另一实施例中，弹簧室可以被加载一限压的控制压力，用以调整要限制的压力。

[0013] 本发明的一变型方案规定，在两个通向上述控制室的管路中各设置一个阻尼器， 其中，控制压力在控制室和阻尼器之间截取。

[0014] 在一特别简单实施的实施例中，选择阀组件是换向阀。备选地，选择阀组件也可以通过止回阀组件构成。

[0015] 超转速可以被特别有效地避免，如果液压驱动装置设计成带有转速传感器的话， 通过它探测马达转速并且它的信号由控制单元处理，控制单元然后将相应的控制信号发送给限压阀，用以如此地控制要限制的压力，即在超过或者接近最高转速时从液压马达出来的压力介质体积流被节流，以便制动液压马达。附图说明

[0016] 以下借助于附图详细解释本发明的优选实施例。[0〇17] 附图所示:

[0018] 图1是按照本发明的液压驱动装置的线路图，

[0019] 图2是具有按照图1的液压驱动装置的制动阀组件的马达单元的放大视图，

[0020] 图3是按照图1的液压驱动装置的栗单元的放大视图，

[0021] 图4是按照图1的实施例的一个变型的部分视图，[0〇22]图5是图1所不实施例的另一个变型的部分视图，以及

[0023]图6是用于说明按照本发明的液压驱动装置的制动特性的曲线图。具体实施方式

[0024] 图1中所示的液压驱动装置例如可以应用于行走驱动装置、绞盘驱动装置和链轮驱动装置。在基本原理上，所示的液压驱动装置由马达单元1和栗单元2组成，它们经由工作管路4,6相互连接。在按照图1的图示中液压容量和管路阻力用附图标记8，10标示。

[0025] 图2示出图1的马达单元1的放大视图。按照该视图，马达单元具有液压马达1，例如轴向活塞调节马达，它的摇篮(Schwenkwiege)可以通过调节缸14调节。调节缸14的底部侧的压力室16经由安置在外壳18上的控制器20被供给控制油。活塞杆侧的环形室22与液压马达12的相应的压力侧连接，因此在此处始终作用有系统压力并且将调节缸14在最大的排量 (每转进液量)的方向上预张紧。在该基础位置上，底部侧的压力室16经由控制器20与贮箱T 连接。调节缸22的调节通过调节器20的马达调节阀24来进行，其中，在马达调节阀24下游连接有压力调节阀26。这种控制器的结构原则上是已知的，因此在此处仅仅解释对本发明的理解来说重要的部件。马达调节阀24设计成可无级调节(连续调节)的方向阀，其中，输入接头P分别经由一个止回阀28,30,这两个止回阀在朝着马达调节阀24的方向上打开，与两个工作管路4,6,连接，该工作管路，如所述的那样，连接在液压马达12的两个工作接头上。通过两个并联的止回阀28,30负责使工作管路4,6中的压力中较高的压力施加到马达调节阀 24的接头P上。马达调节阀24的贮箱接头T与所述的贮箱T连接，而输出口接头A与压力调节阀26的输入接头P连接。马达调节阀24的调节借助于比例磁铁32来进行，该比例磁铁例如通过操纵杆或类似物控制。在弹簧预张紧的基础位置上，贮箱接头T与输出口接头A连接并且接头P被封闭。[〇〇26]压力调节阀26由栗调节阀24的输入接头P处的压力被从它的示出的基础位置在它的位置(a)的方向上调节。在弹簧预张紧的基础位置上，压力调节阀26的输入接头P与输出口接头B连接，后者本身与调节缸22的底部侧的压力室16处于控制油连接中，因此调节缸在马达调节阀24和压力调节阀26的所示的基础位置上被朝着贮箱T方向上卸载(Vg max)。 [〇〇27]摆动角的减小并且因此转速的增大通过控制比例磁铁32来实现，其中，调节阀24 在一方向上被调节，在该方向上在马达调节阀24的压力接头P和输出口接头A之间的压力介质连接被控制(被打开)。压力调节阀26首先保留在它的所示的弹簧预张紧的基础位置上。 与此相应地，然后经由止回阀28，30使控制室与底部侧的压力室16连接，工作管路4，6中的较高的压力作用在该工作室中，从而控制油流入该压力室中并且调节缸22基于其面积差而移动出来并且相应地摇篮在排量(Vg min)减小的方向上调节。该调节一直进行到在比例磁铁32的力和由调节缸的活塞张紧的调节弹簧的力之间达到力平衡。[〇〇28] 经由压力调节阀26的压力调节与该电比例调节叠加。如果通过负载力矩或通过减小马达摆动角使得系统压力上升到一个通过调节弹簧34的力预先设定的最大值，该系统压力在马达调节阀24的输入口 P处截取并且逆着调节弹簧34的力作用于压力调节阀26的调节活塞上，那么压力调节阀26的调节活塞被在一个方向上移动，在该方向上压力介质连接B，T 被控制(打开)，从而相应地底部侧的压力室16在贮箱方向上被卸载并且因此液压马达又回转。通过排量的这种增大和由此产生的压力降低，调节偏差则被减小。液压马达12在保持相同的压力下通过增大排量输出较大的扭矩。[〇〇29]在两个工作管路4,6中的压力分别经由二次限压阀36,38限制，后者各具有逆止(回返)功能，该功能允许压力介质通过低压力侧的二次限压阀在朝着此时起作用的高压侧的二次限压阀流动。

[0030]在外壳18上此外还加装有制动阀组件40。该制动阀组件具有本身公知的结构形式的制动阀42。两个输入口接头P，P ’各与其中一个工作管路4，6连接，其中，在该连接部的下游各设置止回阀46,48,该止回阀仅在朝着液压马达12的方向上允许压力介质流动。[〇〇31]制动阀42的输出口接头A经由具有两个出口止回阀47，49的分支的管路被连接到工作管路4,6的位于止回阀46,48下游的区段上。该出口止回阀47,49仅仅允许在相应的工作管路4,6的方向上的压力介质流动。[〇〇32]在制动阀42的弹簧预张紧的基础位置上(参见图2)，接头P，P’和A相互间是封闭的。制动阀42的两个控制侧各经由一阻尼器50,52与相关的工作管路4或6连接。如在图2中左下部的细节52中示出的那样，每个阻尼器50,52具有两个并联的阻尼喷嘴54,56,其中，后一个阻尼喷嘴连接在止回阀58上游，该止回阀允许来自该相关的阻尼喷嘴56的控制油的流动并且在相反方向上阻断控制油的流动。与此相应地，阻尼喷嘴54对在朝着相应的控制室方向上的控制油流动起作用，而阻尼喷嘴56决定和阻尼从控制室出来的控制油流。[〇〇33]此外如图2中所示，在决定控制室的入流的阻尼喷嘴54的上游，各分支出一个db-管路60,62(也参见细节52)。这两个db-管路60,62通到换向阀64的输入口。它的输出口与限压管路66连接，该限压管路连接到限压阀68的输入□上。在所示的实施例中，该限压阀68实施成可电比例地调节，因此要限制的最大压力是可以调整的。这种调整通过控制单元70依据转速传感器71的信号进行，通过该转速传感器探测液压马达12的转速并且将它的信号发送给控制单元70。经由换向阀64将制动阀42的控制室中的较大的控制压力引导到限压阀68 并且然后可以通过相应的调整将其限制在一最大值上，因此例如液压马达12的最大转速不被超过。[〇〇34]在正常运行中，制动阀42基于在工作管路4,6中作用的压力差被在打开方向上调节。如果压力介质的输入例如经由工作管路6进行和压力介质的输出经由工作管路4进行， 那么制动阀42在调节位置(a)的方向上被调节，在该调节位置上压力介质连接从制动阀42 的P向A被控制(被打开)。压力介质然后可以经由工作管路6朝着液压马达12流动和从它的另外的工作接头经由工作管路4的位于止回阀48上游的部分和制动阀42和然后再经由止回阀47返回流动到工作管路4和然后朝着贮箱T方向流动。液压马达12的转速在此情况下被持续地监控。为了该转速不超过一最大转速，在限压阀68处调整压力，该压力低于在换向阀64 的输出口处在正常运行中施加的压力，即在打开方向上作用于制动阀42上的压力被减小， 因此相应地在马达输出口处建立一制动压力，它防止液压马达12超速转动。通过适当地调整限压阀68,由此可以简单地依据相应的运转状况调整出合适的制动压力，用以防止液压马达12超速转动。[〇〇35]在所示的实施例中，制动阀组件40此外还实施成具有制动空气阀(电磁制动阀) 72,它通过弹簧被预张紧在闭锁位置上并且经由工作管路4,6中的压力中的较大的压力可以在一打开位置的方向上调节，该压力也通过换向阀74截取，在该打开位置上，该较大的压力被引向制动接头Br，其上连接有机械制动元件，该制动元件然后依据制动空气阀72的位置通过工作管路4,6中压力中的较高的压力被脱开制动啮合。由于施加在工作管路4,6中的系统压力常常与用于制动通风(电磁制动)要求的压力不一致，因此在所示的实施例中在制动空气阀72的下游连接有制动压力减压阀76,通过它将制动压力减小到一适用于机械制动的制动压力。[〇〇36]液压马达12的压力介质供给通过在图3示出的栗单元2来实施。该栗单元可以以不同的方式实施;在具体的实施例中它涉及一种轴向活塞调节栗单元，由现有技术已知它的基本结构，因此在此处仅仅描述为了理解所需要的一些部件。

[0037]栗单元2具有轴向活塞调节栗78,它的输送体积流量通过调节摇篮的摆动角被调节。该调节经由调节缸80来进行，它的调节室经由喷嘴与栗调节阀82的输出口连接。栗调节阀82实施成可电比例调节的方向阀并且经由比例磁铁84在增大摆动角的方向上和经由可调节的弹簧以及并列布置的调节弹簧86在减小摆动角的方向上(最小输送量)被加载。在所示的弹簧预张紧的基础位置上，所述输出口接头A与输入接头P连接，后者本身与换向阀88 的输出口接头处于压力介质连接。在该换向阀88的输入口处，一方面作用有栗管路90中的栗压力和另一方面作用有制动调节压力，该制动调节压力例如在设备起动期间负责使调节栗78在没有通电流的比例磁铁84情况下在它的最小输送量(Vg min)的方向上被调节。压力中较大的压力由此作用在调节阀82的接头P上。在换向阀88的输出口上此外连接有控制管路，该控制管路经由另一个喷嘴通入回调缸92的控制室，调节活塞94沉入到该回调缸中，该调节活塞与调节栗78的摇篮机械地连接。调节活塞94的调节运动经由耦联机构(联锁机构) 96传递到调节弹簧86上，该调节弹簧一方面支撑在该耦联机构96上和另一方面对调节阀82 的调节滑芯在所示的基础位置的方向上加载。[〇〇38]回调缸92的调节活塞94本身也经由弹簧被预张紧在一个基础位置上，其中，作用在回调缸92上和调节缸80上的弹簧力是这样设计的，即调节栗在未通电的、未被致动的状态下在最大输送量(Vg max)的方向上被预张紧。在设备起动和运行压力建立期间(调节阀 82在基础位置上)此时摆动角被调整到最小输送量上，因此随着控制电流增大，栗回转到较大的输送量上。[〇〇39]调节阀82的贮箱接头T与压力调节或压力切断阀98的接头A连接，它的贮箱接头T 与贮箱T连接，而压力接头P与换向阀88的输出口接头连接。压力阀98通过调节弹簧被预张紧在它的所示的基础位置上，在该基础位置上接头A与贮箱连接。与此相应地，栗调节阀82 的贮箱接头T也与贮箱T连接。可连续调节的压力调节阀98可以通过栗管路90中的压力被如此调节，即它的输入接头P与压力调节阀98的输出口接头A连接并且由此在该区域中的栗压力起作用。在被通电的比例磁铁84情况下，调节缸80的控制室到箱T的压力介质连接部被控制(闭合)并且控制油被供给到调节缸80的控制室，因此该控制缸移出并且相应地调节栗 78往回转动。也就是说，在超过在压力调节阀98处的经由它的调节弹簧调整的设计值时，栗被自动地往回转动并且减小调节偏差。该压力调节与前述的EP-调节叠加。

[0040] 调节栗78的抽吸接头连接到增压栗100的压力接头上，通过该增压栗可以输送来自贮箱T的压力介质。该增压栗100通常是在较高转速下也起作用的离心栗。增压栗100尤其使在低温下和压力介质的相应高的粘度下的冷起动变得容易。

[0041] 在所示的实施例中，在同一个驱动轴上也还具有一供给栗102,通过它可以将压力介质从贮箱T输送到供给管路103中。在按照图2的图示中该供给管路通到两个出口止回阀 47,49之间。[0042 ]栗管路90通向方向阀104的接头P。该方向罚可以纯粹以电的方式或者以电液压的方式或者其它的方式被调节。两个工作接头A，B连接到工作管路4,6上。贮箱接头T通入贮箱 T中。在所示的，例如弹簧定中心的基础位置上，两个工作接头A，B经由喷嘴按照一种浮动位置的方式与贮箱T连接。当在方向“2”上调节时，压力接头P与工作管路6连接并且贮箱接头T 与此时置于流出管路(出口)中的工作管路4连接。当在方向“1”上调节方向阀104时，以相反的方式，接头P与工作接头B连接并且贮箱接头T与工作接头A连接。如图3中虚线所示，方向阀104也可以如此设计，即它在基础位置(0)上也将栗管路与贮箱T连接。当在方向“1”或“2” 上调节方向阀104时，该循环位置被封闭。

[0043]供给管路103中的压力还可以经由供给限压阀106限制。[〇〇44]在所示的实施例中压力调节阀98还实施成具有远距离控制系统(遥控)108。它原则上由限压阀110和实施成2/2方向阀的操纵阀112组成，它们可以单独地或者结合地使用。 限压阀110设计成是可调节的并且限制压力控制管路114中的压力，该压力控制管路经由喷嘴116与栗管路90连接。压力控制管路114中的压力在压力调节阀98的基础位置的方向上作用于压力调节阀98上并且因此与它的压力调节弹簧并列地作用。因此，通过相应地调整限压阀110处的压力，可以改变在压力调节阀92的基础位置的方向上作用的控制压力，因此可以以简单的方式调整出较低的压力设计值(理论值)。

[0045] 通过操纵阀112可以使压力控制管路114在贮箱T的方向上卸载，由此栗的起动可以以非常低的运行压力(待机运行压力)实现。该操纵阀112也可以实施成可连续(无级)调节的方向阀。

[0046] 图4示出前述实施例的一种变型，其中替代可电比例调节的限压阀68,使用一种特殊结构形式，其中弹簧室在内部与限压阀68的贮箱接头连接。[〇〇47]在限压阀68处可调整的压力，该压力在制动阀42的(与转动方向相关的)打开方向的方向上对制动阀42加载，此时必须在限压阀68的弹簧处调整，其中，必须考虑在置于出口中的工作管路的部分中的反压力。作为基础调节可以规定，要限制的压力大约为40巴加上该反压力。通过限压阀68由此限制在打开方向上作用于制动阀42的阀芯上压力，因此它的升程在增大的系统压力情况下也保持恒定。

[0048] 在图5中所示的实施例中，两个止回阀47,49的流量特性线(供给特性线)被作为测量孔板使用。与特定设备相关的流动阻力通过逆向的换向阀118和由此通过在控制管路116 中作用的控制压力来补偿，因此设备上的变化实际上没有影响，该变化对回流管路的通流阻力产生作用。

[0049] 图5示出另一种变型，其中限压阀68在关闭方向上一方面通过限压弹簧的可改变的力加载并且附加地由控制管路116中的压力加载，该控制管路连接到逆向的换向阀118的输出口接头A上，该换向阀的两个输入口接头P，P ’各与一工作管路4，6连接，其中，压力中各较低的压力被继续引导到接头A。

[0050] 所示的实施例中，两个限压管路60,62经由供给止回阀120,122相互连接，其中，供给管路103通入到在两个供给止回阀120,122之间的区域中。原则上也可以使用常规的限压阀替代图4和5中的特殊阀结构型式。[〇〇51]如已经描述的那样，制动阀42—方面通过工作管路4,6中的压力差，确切地说通过在引导较高的压力的工作管路中的过多压力(超压)以及由相应的出口(流出管路)中的反压力在打开方向上被调节，其中，依据打开横截面的情况，从液压马达12流出的压力介质体积流与这些力差/压力差成比例地被节流。通过转速传感器71探测液压马达12的转速并且在达到储存在控制单元中的最高转速或最高转速范围时控制限压阀68(在按照图2的线路的情况下)，以便如此调整要限制的压力，即在打开方向上作用于制动阀42上的压力相对于实际作用的压力(在关闭的限压阀68情况下)被降低，因此由于在打开方向上减小的压力制动阀42的打开横截面被减小并且相应地流出的压力介质体积流被节流。这种特性可以借助于图6中的曲线图非常直观地描述。该图显示了一曲线图，其中示出了依据转速的马达输出口处的压力，即产生制动力矩的压力。在该实施例中限压阀按照前述实施例被调整到大致 70巴(bar)的最大压力，最大转速应该为约1800转。[0〇52]在按照图6的图示上相当清楚地看到，在降低的转速下在20bar和40bar之间的范围中的压力作用在马达输出口上，该压力随着增大的转速容易地升高。在较高的转速范围中，流出管路(出口)中的压力此时大致比例过大地(不成比例地)升高，在达到在限压阀处调整的界限值(门限值)之后或者在依据转速控制(打开)限压阀之后(按照图2的实施例)， 出口侧的压力则非常强烈地升高，其中，转速此时则不再超过预先调整的1800转的值，因为马达以有效的方式通过对其作用的制动力矩被制动。限压阀68此时将马达转速保持在该范围中，其中，转速波动是最小的，因此马达的超速实际上不会发生。在马达输入口处可测量的、与转速相关的压力变化自然地位于图6中所示的曲线的上方，但是具有大致相同的特征。

[0053]公开了一种具有制动阀的液压驱动装置，其中，在打开方向上作用于制动阀上的压力通过限压阀限制。该限压阀例如可以依据转速进行调整或者可以被调整到一预定的压力上。