用於起重機迴轉機構的液壓控制迴路的製作方法

2023-07-19 15:00:11 2

本發明涉及一種用於起重機迴轉機構的液壓控制迴路，其具有設置在工作線中並且可單獨地控制液壓馬達的入流和出流的方向閥。

背景技術：

在工程機械中需要迴轉機構以相對於起落架旋轉上部結構。在移動式起重機的迴轉機構的控制中會作出多個、偶爾矛盾的要求。在簡單的起重機操作中，也在傳送操作中，優選「空轉(freewheeling)」模式。通過液壓馬達首先控制和驅動迴轉機構。一旦解除控制，迴轉機構就會自由滑行。由此極大地避免了負載的擺動，並且可以以簡單的方式實現無抖動的操作。能夠根據需要通過直接逆向轉向對迴轉機構進行液壓制動。

隨著對定位精度的需求增加或在限制旋轉範圍的情況下，優選「夾緊」模式。在此，迴轉角度的變化遵循控制的變化。上部結構相對於迴轉角度的精確定位據此變得可能，並且避免了由外部影響造成的不希望的轉離。然而，在較不明顯的控制下，迴轉機構易於不穩定，並且負載易於擺動，從而在操作中需要更加小心。

為了組合兩種模式的優點，期望根據情況從一種模式連續轉變到另一種模式。此外，期望進行上部結構的無磨損制動，例如通過腳制動踏板或通過藉助於迴轉機構的控制杆的反向轉向。當承載負載時，吊杆還應當能夠通過上部結構的自由旋轉在提升機構的初始傾斜牽引時通過負載被牽引，從而然後能夠無傾斜牽引地提升所述負載。

在一般的迴轉機構或液壓控制迴路中，必須對迴轉機構的待操作的模式進行預先選擇。當前的組合式迴轉機構允許在停止操作時切換模式。在「空轉」模式下，從液壓馬達流下的油通過閥的儲罐邊緣連接到儲罐。在「夾緊」模式下，通過相應的降負載閥防止迴轉機構轉離。這種當前使用的組合式迴轉機構的主要缺點是模式選擇必須在停止操作下進行。在限制工作範圍時，必須針對整個轉動範圍選擇「夾緊」模式，即使在「空轉」可行的範圍內。所安裝的降負載閥使得可以精確停止並防止脫離，但增加了液壓裝置的製造和服務成本。

也已知對於流入和流出液壓馬達的油使用獨立的閥的解決方案，其中對於迴轉機構的每個旋轉方向，在出口流中使用一個閥，即總共至少兩個閥。由此在入流中使得能夠允許與負載無關的流量調節，但流出的油量不利地導致取決於閥開口和當前負載壓力的出流。因此，只有在限制條件和質量降低下才能進行具有高精度的制動。另一個問題點是入流閥和出流閥之間的特性的協調。實際上，它們只能以有限的精度以高的代價彼此協調。因此，在通過關閉出流閥中的一個而制動時，在入流閥處和在初級壓力範圍下的壓力將快速增加至最大系統壓力，這進而導致不精確的處理、壓力峰值、柴油發動機速度降低和噪音。此外，針對迴轉機構的不同旋轉方向的出流閥由於容差而總是在特性方面不同，這可能意味著進一步的協調工作。

技術實現要素：

本發明的目的是提供用於迴轉機構的液壓控制，其能夠克服上述缺點。

該目的通過具有根據權利要求1的特徵的用於起重機迴轉機構的液壓控制迴路來實現。根據本發明的液壓控制迴路的有利實施方式是從屬於主權利要求的從屬權利要求的主題。

根據本發明，提出了一種液壓控制迴路，其具有用於控制從液壓泵經由工作線到液壓馬達的壓力入流的方向閥，並且包括用於控制從液壓馬達到儲罐的壓力釋放的出流閥。獨立於旋轉方向使用一個出流閥；因此，能夠省去在每個迴轉機構的旋轉方向上具有兩個出流閥的實施方式。取而代之，使用共用出流閥。由此省去了兩個出流閥之間的協調工作，此外減少了整個系統所需的部件，這大大降低了製造、生產和維護成本。

為了能夠使用一個出流閥用於迴轉機構的兩個旋轉方向，來自液壓馬達的工作線通過至少一個相應的止回閥連接至出流閥的入口。止回閥對於迴轉機構的每個旋轉方向防止從出流閥至液壓馬達的回流。

優選地將入流閥連接使得其承接從液壓馬達流出的油的指向功能。以這種方式確保至液壓馬達的返回始終與方向無關地連接至出流閥。根據優選的實施方式，為此目的，入流閥的每個出流出口經由止回閥連接至出流閥的共用入口。以這種構造，從液壓馬達到儲罐的出流通過入流閥釋放，其中至儲罐的一條或其它工作線能夠選擇性地被釋放。各個出口通過止回閥連接至出流閥，以阻止液壓介質從出流閥在入流閥的方向上回流。

優選地，在入流閥之前在壓力入流方向上設置至少一個入流壓力維持閥，特別是三通壓力維持閥，由此在至液壓馬達的入流中確保了與負載壓力無關的油量。通過壓力維持閥補償了至液壓馬達的入流中的壓力波動，並且總是確保通過入流閥的恆定體積流量，其僅取決於入流閥的開口橫截面。

可替選地或附加地，也可以在出流方向上在出流閥的前面設置至少一個出流壓力維持閥。其優選地設置在入流閥和出流閥之間，理想地設置在止回閥和出流閥之間。通過壓力維持閥能夠在出流閥上保持壓差恆定，由此在出流中確保了與負載壓力相關的油量，這決定性地提高了迴轉機構的定位精度。

能夠理想地成比例地打開和/或關閉出流閥。可以想到的是，可以通過出流閥的成比例的致動可能性，即通過成比例地打開或關閉出流閥，來在液壓控制迴路的操作模式「空轉」和「夾緊」之間轉換。在「空轉」模式下不期望在出流中的量調節。通過直接設置出流閥處的開口橫截面使得出流閥上的壓差小於出流壓力維持閥的調節壓差，並且不再會達到出流閥處的壓力維持閥的調節壓差。由於此，出流壓力維持閥完全打開，從而停止運行。作為最終結果，由此實現模式「空轉」；因此可以通過出流閥的成比例打開和關閉而在模式「空轉」和「夾緊」之間連續地轉換。

可以想到，根據有利的實施方式，至少一個壓力調節閥連接至入流壓力維持閥。該壓力調節閥將防止入流壓力維持閥處的不期望的壓力增加。例如，「夾緊」模式下的出流閥的關閉在入流壓力維持閥處實現壓力增加，由此泵壓力能夠在該操作模式下取決於出流閥的打開程度而快速地達到最大系統壓力。為了同時避免複雜的程序化，通過比較和調節入流閥和出流閥的打開特性，根據該有利的實施方式集成了至少一個壓力調節閥，從而以純液壓方式防止在入流壓力維持閥處的泵壓力的增加。

根據有利的實施方式，為此目的的壓力調節閥影響在入流閥處承載的負載壓力，使得在出流壓力維持閥的前面不產生比在壓力調節閥處設定的壓力值更高的壓力。通過該措施有效地防止了由高系統壓力或最大系統壓力引發的發動機速度的降低。在最終效果中，節省了燃料並且可以減少所產生的操作成本和幹擾噪聲。

特別優選的是如果出流壓力維持閥能夠經由附加閥被直接停用。這對於「空轉」模式是特別期望的。停用能夠通過至少一個附加閥來實現，該附加閥特別地切換、特別是中斷壓力維持閥的出口壓力的壓力反饋線，以將出流壓力維持閥的基本功能停用。

因此，通過出流壓力維持閥的停用和出流閥的同時控制，特別是出流閥的限制，能夠在「空轉」操作模式下建立制動轉矩。通過出流閥的限制致動來控制、特別是減小來自液壓馬達的出流中的體積流量，這產生了對迴轉機構的旋轉運動的有效且無磨損制動。

出流閥的相應的限制致動優選能夠通過迴轉機構的操縱杆反向於旋轉方向的運動而產生。可替選地或附加地，至少一個腳制動踏板的致動是可能的。

可以想到的是，先前提到的閥、特別是減壓閥能夠經由具有附加總線接口的集成車載電子裝置經由中央控制直接地控制。在這方面，傳統的can接口被證明是合適的總線接口。

除了根據本發明的液壓控制迴路之外，本發明同樣包括特徵在於至少一個根據本發明的液壓控制迴路的迴轉機構。與之前參考根據本發明的液壓控制迴路詳細討論的相同的優點和特性因此適用於該迴轉機構。由於這個原因，省去了重複描述。

本發明還包括起重機，特別是移動式起重機或履帶式起重機，其包括至少一個根據本發明的液壓控制迴路和/或根據本發明的迴轉機構。基於根據本發明的液壓控制迴路的相同的優點和特性也適用於這方面。

附圖說明

下面將參考在唯一附圖中所示的實施方式詳細說明本發明的其它優點和性能。

圖1圖示出了根據本發明的用於控制起重機迴轉機構的液壓控制迴路的液壓迴路圖。

具體實施方式

液壓控制迴路的主要部件是用於驅動迴轉機構的主泵2。該主泵2通過發動機、特別是起重機的柴油發動機被驅動。從主泵2經由工作線路a、b被供以所需操作壓力的液壓馬達1用於執行迴轉機構的旋轉運動。根據迴轉機構的旋轉方向，當液壓馬達通過無壓力工作線路a、b朝向儲罐釋放時，工作線路a或工作線路b由所需的壓力水平作用。

根據本發明的液壓控制迴路提供了在兩個方向上的工作的迴轉機構控制，其通過流量和壓力二者來驅動或被驅動、調節。因此，所有可想到的控制要求能夠僅通過一個單獨的液壓迴轉機構控制來滿足。這是通過以下方式實現的：液壓馬達的壓力入流可通過單個入流閥5控制，並且壓力出流可通過出流閥9控制。此外，能夠通過入流壓力維持閥10和出流壓力維持閥8的集成而在入流15和出流16兩者中確保與負載無關的油量。

下面將更詳細地描述液壓控制迴路的確切操作模式。迴轉機構方向經由入流閥5連接。在中間位置，如在唯一圖中所示，兩個工作線路a、b經由方向性止回閥6,7並通過出流閥9被阻擋流向儲罐。除了停止制動器之外，迴轉機構還通過它固定。如果出流閥9被控制打開，則迴轉機構能夠自由運動。中間位置通常也可設想為打開的出流閥9；然後反向控制。可以認識到，兩個工作線路a、b通過止回閥6,7被組合以形成共用出流線路16。因此使得完全能夠在兩個旋轉方向上使用共用出流閥8。

使入流閥5進入第一或第三切換位置以執行旋轉運動，由此工作線路a或工作線路b由主泵2的所需系統壓力作用。三通壓力維持閥10的集成通過入流閥5在入流15中提供與負載無關的油量。通過閥17實現系統壓力限制。兩個止回閥18用作再吸入閥。

同時，入流閥5通過方向性止回閥6,7和出流閥9將液壓馬達1的出流線路自由地切換到儲罐。出流壓力維持閥8的集成使得出流閥9上的壓差總是恆定，從而使得出流量僅取決於出流閥9本身的打開。為此，出流閥9是具有可變調節流量的可成比例切換的出流閥9。

出流壓力維持閥8的功能能夠通過附加閥12而從操作中被停用，因為出口壓力的返回被中斷。這對於「空轉」模式是特別理想的，從而能夠通過出流閥9的直接限制而將可能的制動轉矩引入到迴轉機構上。此外，還能夠附加地使用機械制動器3來將制動扭矩施加到迴轉機構上。

為了避免在「夾緊」模式下在關閉出流閥9時主泵2的泵壓力快速達到最大系統壓力，壓力調節閥11純液壓地防止在三通壓力維持閥10處的泵壓力的增加。壓力調節閥11為此影響在入流閥5處承載的負載壓力，使得在出流壓力維持閥8處不會產生比在壓力調節閥11處設定的壓力值更高的壓力。因此避免了驅動單元的柴油發動機速度通過主泵2而降低並且不會產生不必要的高泵壓力，這有助於節省燃料和成本並且降低噪聲。

在「夾緊」模式下，通過用有效的出流壓力維持閥8關閉出流閥，迴轉機構以流量調節的方式並且以高精度被延遲。不同操作模式的切換如下實現：在「空轉」模式下在出流中流量調節被停用。在該模式下，出流閥9被進一步打開直到在出流閥9處不再能夠達到壓力維持閥8的調節壓差。壓力維持閥8因此被完全打開並且因此不工作。因此，可以通過出流閥9的成比例的打開和關閉而在模式「空轉」和「夾緊」之間連續地轉換。