液壓系統、液壓驅動的設備的製作方法與工藝

2023-10-22 22:41:42 2

本發明涉及這樣一種液壓系統，其具有至少兩個主控制閥，且具有用於致動所述主控制閥的液壓輔助控制系統（hydraulicpilotcontrolsystem）。

背景技術：
當多迴路液壓系統由共用液壓供應來供以高壓時，或者如果多於一個液壓泵向共用負載供應液壓流體，則要求所述主控制閥對壓力供應的功率控制進行複雜的調整。為此，在現有技術中使用昂貴的電子控制系統。

技術實現要素：
本發明的目的是提供更簡單且更可靠的系統。該目的是通過根據本發明的液壓系統解決的。根據本發明的液壓系統包括至少兩個主控制閥和用於致動主控制系統的液壓輔助控制系統。根據本發明，提供的液壓輔助控制系統和/或主控制閥構造成使得至少兩個主控制閥依次地打開。因此，根據本發明，通過液壓系統的液壓或機械配置可以實現主控制閥以一定的順序打開，並因此實現級聯連接。特別地，該系統可以被構造成使得至少兩個主控制閥在共用控制發送器的不同控制壓力下打開。這也允許在液壓輔助的多迴路系統中實現級聯連接，其中所述主控制閥按一定順序打開。所述主控制閥可用於控制一個或多個負載。在第一變型中，級聯連接可以通過機械和/或液壓方面不同設計的主控制閥實現。特別地，至少兩個主控制閥可以配備有不同彈簧力的彈簧，從而使主控制閥由於不同的彈簧力在不同的控制壓力下打開。例如，第一主控制閥的彈簧可以在第一控制壓力範圍內打開，而第二主控制閥的彈簧在第二控制壓力範圍內打開。在其他情況下，主控制閥可以同樣地構造。可替換地或附加地，至少兩個主控制閥可以包括不同的閥杆和/或閥殼，從而導致至少兩個主控制閥在不同衝程下打開。在此變型中，主控制閥的打開起點（openingstart）以不同方式分別機械地固定在閥杆和閥殼上。例如，這可以閥杆上的槽或孔的形式實現。因此，級聯連接可以通過無對應開關邏輯的閥硬體建立。因此，所述閥在不同衝程下且因此在不同控制壓力下打開。此外，根據本發明可以規定，所述主控制閥中的至少一個以抵消（counteract，反作用）控制壓力的反壓力加載。因此，可以通過增加彈簧強度來實現相同的效果，因為反壓力增加而達到彈簧壓力且首先必須通過控制壓力克服，以便導致主控制閥打開。特別地，反壓力可以是恆定的。因此，提供對應的壓力源是有利的。此外，級聯連接也可以通過輔助控制單元的相應設計實現。例如，也可以使用同樣的主控制閥。特別地，規定所述主控制閥中的至少一個通過減壓閥致動，減壓閥的輸出壓力通過另一主控制閥的控制壓力發動。因此，通過所述減壓閥，可以產生用於一個主控制閥的另一控制壓力。特別地，所述減壓閥可以使控制壓力和出口壓力之間的壓力比不等於1，以便用於致動所述一個主控制閥的出口壓力相對用於另一個主控制閥的控制壓力的比是固定的。可替換或附加地，可規定通過壓力關閉閥（pressureshut-offvalve），至少一個主控制閥以抵消控制壓力的反控制壓力加載。有利地，壓力關閉閥以控制壓力加載，以便反控制壓力隨著控制壓力上升至關閉壓力。從而，稍後的打開起點也可以在主控制閥中實現，所述主控制閥以反控制壓力加載。上述可能情況的組合當然也是可構想的。特別地，第一主控制閥可以通過減壓閥致動，而第二主控制閥通過壓力關閉閥以反控制壓力加載。此外，上述可能情況當然也可以用於兩個以上的主控制閥。在首先描述的利用機械和//或液壓方面不同設計的主控制閥的變型中，可以使用相應不同的彈簧強度或相應的不同機械加工的閥杆或閥殼。此外，在級聯連接中，可以通過輔助控制單元使用一個以上的減壓閥或一個以上的壓力關閉閥，所述輔助控制單元隨之相應地以不同壓力比或不同關閉壓力來操作。有利地，根據本發明的液壓系統包括共用控制發送器，所述至少兩個主控制閥可以通過該共用控制發送器致動。特別地，此控制發送器可以產生用於致動所述至少兩個主控制閥的控制壓力。儘管具有共用控制發送器，根據本發明的主控制閥或輔助控制單元的設計也提供了主控制閥的不同打開起點。在第一實施方式中，根據本發明的液壓系統還包括用於為所述至少兩個主控制閥供應液壓力的共用高壓供應。有利地，所述高壓供應包括根據要求通過所連接的一個或多個負載致動的可變流量泵（variabledisplacementpump）。即使是具有液壓輔助控制，根據本發明的打開起點的級聯也允許使用這樣的壓力供應。根據本發明，所述可變流量泵有利地通過負載感應裝置致動。特別地，所述可變流量泵被致動，使得在所有主控制閥上保持一定的壓降，且同時不超過最大壓力。有利地，下遊累加生效，以便致動負載感應裝置。在第二實施方式中，所述液壓系統的至少兩個主控制閥可以通過至少兩個獨立的高壓供應來被獨立地提供液壓。有利地，每個高壓供應均包括可變流量泵。在這種實施方式中，如果僅需要小流速的液壓流體，則本發明的級聯控制將僅打開兩個主控制閥中的一個，以使得至少兩個液壓泵中僅有一個會被用來為一個或多個負載提供液壓。如果需要更多的液壓功率，則控制裝置也將打開第二主控制閥，以使得第二液壓泵也用來提供壓力。並且在這種情況下，可變流量泵可以有利地通過負載感應裝置來致動。當然，本發明的系統還可以與多於兩個的主控制閥和/或多於兩個的液壓泵和/或多於兩個的負載一起使用。在這種情況下，多於兩個的主控制閥優選地以預定順序打開。在第一實施方式中，至少兩個主控制閥獨立地控制至少兩個分離的負載。例如，至少兩個主控制閥可以控制獨立的液壓缸。例如，至少兩個液壓缸可以用來接連地移動分離的元件，比如，伸縮臂的若干個伸縮件的縮入或伸出。其中，一個或多個液壓泵可以用於提供液壓力，如上所述的。在第二實施方式中，至少兩個主控制閥控制共用負載。如果通過單個主控制閥不能實現用於控制這個負載的期望最大流速，則這個實施方式可能是特別有用的。在一個優選實施方式中，可以通過獨立的液壓泵來獨立地為兩個主控制閥供應液壓流體，如上所述的。可替換地，壓力供應可以通過共用液壓泵來提供。除液壓系統之外，本發明還包括如上面所述的輔助控制系統。特別地，輔助控制系統以液壓的方式實現根據本發明的級聯連接。特別地，如上所述，減壓閥和/或壓力關閉閥可用於致動主控制閥中的至少一個。此外，本發明包括如上所述的用於液壓系統的一組至少兩個的主控制閥。特別地，所述主控制閥在機械和/或液壓方面以不同方式設計。特別地，所述兩個主控制閥包括具有不同彈簧力的彈簧，和/或在機械上不同機加工的閥杆或閥殼，這導致在不同衝程處的打開起點。有利地，如上面已經詳細闡述地，設計了輔助控制系統或一組至少兩個的主控制閥。本發明還包括如上所述具有液壓系統的液壓驅動設備。特別地，該設備是行動裝置。特別優選地，本發明用於建築、土方和/或物料處理機器。特別地，本發明包括根據本發明的具有液壓系統的液壓挖掘機。在一個實施方式中，所述設備包括用於為該設備的負載提供液壓力的至少兩個液壓泵，其中，通過所述至少兩個液壓泵獨立地對所述至少兩個主控制閥進行供應。在一個優選實施方式中，至少兩個主控制閥為同一負載供應液壓流體。通過至少兩個主控制閥供應的負載例如可以為用於提升和/或移動吊杆或工具的迴轉傳動裝置、移動傳動裝置和/或液壓缸。在另一個實施方式中，至少兩個主控制閥獨立地對至少兩個分離負載進行供應。所述至少兩個負載例如可以是用於提升和/或移動吊杆或工具的迴轉傳動裝置、移動傳動裝置（travelinggear）和/或液壓缸。附圖說明現在參照示例性實施方式和附圖詳細說明本發明。在附圖中：圖1示出了根據本發明的包括具有不同彈簧強度的主控制閥的液壓系統的第一示例性實施方式，圖2示出了根據本發明的包括具有不同機械加工的閥杆的主控制閥的液壓系統的第二示例性實施方式，圖3示出了根據本發明的具有通過輔助控制單元實現的級聯連接的液壓系統的第三示例性實施方式，圖4a至圖4d示出了本發明的級聯控制系統的不同實現方式的四個實施方式，這些實施方式具有一個或多個液壓泵和/或一個或多個負載，以及圖5示出了本發明的級聯控制系統的實施方式，其具有多於兩個的主控制閥和/或多於兩個的液壓泵。具體實施方式本發明的示例性實施方式涉及包括至少兩個主控制閥的液壓系統，特別是具有下遊累加的多迴路負載感應系統，所述至少兩個主控制閥在輔助控制下進行液壓操作。根據本發明，提供了級聯連接，通過該級聯連接用作主控制閥的液壓控制滑動件以一定順序打開。該系統的致動是通過共用輔助控制發送器2實現的，特別是通過這樣的控制裝置實現，經由該控制裝置產生用於輔助控制的一定控制壓力。例如，輔助控制發送器可以是操縱杆。例如如圖3所示，輔助控制發送器1可以通過輔助壓力源15以恆定輔助壓力加載，且所述輔助壓力源將所述恆定輔助壓力減少至期望的控制壓力。例如，恆定輔助壓力可達到35巴。由於根據本發明的液壓系統的機械或液壓結構，所述液壓系統現在允許打開時間的級聯，即使是在共用致動的情況下。一方面，所述級聯連接可以通過主控制閥的不同閥彈簧，或通過主控制閥的不同滑動件打開起點來實現。也可以提供液壓級聯輔助控制單元，以便級聯連接經由輔助控制來實現。下面參考圖1到圖3所示的示例性實施方式再次詳細說明這三種替代方案。圖1示出了兩個主控制閥2和3，其中每個主控制閥都在其控制壓力埠4和5處以輔助控制發送器1的相同控制壓力來加載。根據本發明，選擇兩個主控制閥滑動件2和3的閥彈簧6和7，以便例如滑動件2的彈簧在第一壓力範圍內響應，而滑動件3的彈簧在第二壓力範圍內響應。例如，可以選擇滑動件2的彈簧6，以便該彈簧在0與20巴的壓力範圍內響應，而滑動件3的彈簧7在20至35巴的範圍內響應。由於不同閥彈簧，所以可獲得不同的打開起點。可替換或附加地，在其中一個滑動件（圖1中的滑動件3）中，可以提供壓力源或相應的迴路9，該壓力源或相應的迴路使該滑動件以反壓力加載。因此，實現與通過滑動件3的彈簧強度的機械放大相同的效果。通過反控制壓力埠8，閥3以來自於迴路9的反控制壓力加載，其中反壓力恆定是有利的。因而，可使用與滑塊件2中相同的彈簧強度，現在該彈簧強度通過壓力源9放大，因為反壓力累加到彈簧壓力。例如，同樣地，用於閥3的彈簧強度可在0與20巴之間，並且經由壓力源9放大10巴。然而，在如圖2所示的變型中，主滑動件2'和3'的打開起點以不同方式機械地固定在閥杆10和11上。根據基礎滑動件的製造商，這可以槽或孔的形式實現。結果，級聯連接可以通過無相應開關邏輯的滑動硬體建立。如圖2所示，活塞10和11都具有相同的衝程12，但主控制閥2'的活塞已經在短距離後打開，而主控制閥3'的活塞僅隨後通過衝程13打開。在該示例性實施方式中，這可以如下地實現，使得主控制閥3'的閥杆11上的槽14比主控制閥2'的閥杆10上的槽14'短，且因此僅將壓力供應P與開口A或A'連接從而導致在較大衝程處的負載。在該示例性實施方式中，閥彈簧6'和7'也可以相同地設計，以便不同的打開起點僅由閥杆的機械設計實現。可替換地，這也可能由閥殼的不同機械設計實現。然而，在如圖3所示的變型中，級聯連接通過輔助控制閥單元的相應設計實現。特別是，主控制閥2'和3'因而可以在不改變的情況下使用。在圖3中，兩個不同的變型依次組合，但是這兩個不同的變型也可以單獨使用。一方面，可提供減壓閥16，該減壓閥以來自於輔助壓力源15的恆定輔助壓力加載。減壓閥16以輔助控制發送器1的控制壓力17加載，並具有一定的壓力比x，以便在減壓閥16的壓力出口18處應用x倍的控制壓力17。第一主控制閥2'以實際控制壓力17加載，第二主控制閥3'以減壓閥的改變的控制壓力18加載。因此，由控制發送器規定的x倍的控制壓力作用在主控制閥3'的活塞5上，然而在發送器1處規定的簡單控制壓力作用在主控制閥2'的活塞4上。可替換或附加地，可以提供壓力關閉閥19，該壓力關閉閥以來自輔助壓力發送器1的控制壓力加載，並具有定義的關閉壓力。經由來自於壓力關閉閥19的壓力，反壓力施加在主控制閥2』的活塞4上。因此，只要控制壓力位於關閉閥19的關閉壓力以下，相同的壓力就作用於主控制閥2'的a側和b側上，以便所述主控制閥停止在中間位置處。當在控制發送器1處規定的控制壓力現在增加到壓力關閉閥19處設定的關閉壓力以上時，活塞4處的壓力將僅在a側上增加，而在b側上，關閉閥19中設定的壓力保持不變，以使得活塞4現在同樣地通過a和b之間的壓力差偏轉。如圖3所示，兩種變型也可以進行組合，以便一個閥通過壓力關閉閥以反壓力加載，而另一個閥通過減壓閥致動。在多個閥的情況下，也可考慮使用具有不同壓力比的多個減壓閥和/或具有不同關閉壓力的多個壓力關閉閥。此外，在兩個主控制閥情況下，用於這兩個主控制閥的壓力中的每個均可以通過具有不同壓力比的減壓閥或通過具有不同關閉壓力的壓力關閉閥來施加。圖4a至圖4d示出了本發明的級聯控制系統的不同實現方式的四個實施方式，這些實施方式具有一個或多個液壓泵和/或一個或多個負載。在圖4a中，兩個主控制閥2和3整體並聯連接，並通過共用液壓泵30供應，並且控制同一負載40。在圖4b中，兩個主控制閥2和3相對於泵的側並聯連接，並通過共用液壓泵30供應，但是控制獨立的負載41和42。在圖4c中，兩個主控制閥2和3相對於負載側並聯連接，並控制同一負載40，但是通過獨立的液壓泵31和32被獨立地供應。在圖4d中，兩個主控制閥2和3相對於泵的側以及相對於負載側都不是並聯連接。這兩個主控制閥通過獨立的液壓泵31和32被獨立地供應，並且控制獨立的負載41和42。圖5示出了使用多於兩個主控制閥的實施方式。主控制閥50至53通過獨立地液壓泵31至34被獨立地供應，但是控制同一負載40。優選地，液壓系統構造成使得多於兩個的主控制閥50至53以預定順序打開和關閉。特別是對於經由具有下遊累加的負載感應控制的多迴路系統的高壓供應，本發明允許在輔助控制下液壓地操作主控制閥，然而也實現級聯連接。特別是，根據本發明的液壓系統可用於移動式工作機器中，如用於液壓挖掘機中。