用于对于负载进行供应的液压装置 |
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| 申请号 | CN201410477571.4 | 申请日 | 2014-08-18 | 公开(公告)号 | CN104421231B | 公开(公告)日 | 2019-08-13 |
| 申请人 | 罗伯特·博世有限公司; | 发明人 | G·亨德里克斯; H·梅林; A·科克曼; | ||||
| 摘要 | 公开了一种用于通过一第一供给机构向负载或执行器进行供应的液压装置，所述第一供给机构具有至少一个 排量 可调节的 泵 。并联于第一供给机构地设置一第二供给机构，所述第二供给机构具有一可补给的 蓄能器 和一数字调节的 开关 阀 装置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于向负载（1）进行供应的液压装置，具有一第一供给机构（10），所述第一供给机构具有一输送量能调节的泵（14），其特征在于一与第一供给机构（10）并联的第二供给机构（12），所述第二供给机构具有一单独的压力源和一数字调节的开关阀装置（V0），其中，所述第一供给机构（10）和所述第二供给机构（12）与节点（6）相连接，并且所述数字调节的开关阀装置（V0）通过共同的输入管路（8）并通过配属于所述第二供给机构（12）的第二输入管路（8b）与所述节点（6）连接，其中，在负载的运行状态下通过所述第一供给机构来执行快速的运动或者动态的调节并且通过第二供给机构来执行低速运动和准-静态调节过程。 |
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| 说明书全文 | 用于对于负载进行供应的液压装置技术领域背景技术[0002] 按照背景技术，此外使用输送量可调节的泵来对于其速度(例如行进速度或转速)应该可调节或可控制的负载(例如缸或马达)进行供给。在这种情况下，一种第一基础原理已经为人所熟知，在所述基础原理中可以通过可调节的电动机来改变一种定量泵的转速。按照一种第二基础原理，可以通过一种调节泵的调节装置来改变恒定地被驱动的该调节泵的输送量。在这种情况下，将改变调节泵的几何的压排容积。例如改变所述调节泵的活塞的冲程，该活塞在其转子转动过程中执行所述冲程。通过不同的输送量可以(在两个基础原理中)使负载不同地快速运动。 [0003] 在文献DE 10 2011 120 767 A1中揭示了一种用于对于差动缸进行供给的液压装置，所述差动缸可以双向运行，并且相应地具有两个工作接头，所述两个工作接头能够与泵并且与油箱相连接。所述泵具有一种可调节的输送量。此外，对于四个主管路之中的每一管路来说，所述装置都具有一开关阀。所述四个主管路由此而得到：所述泵可以与所述两个工作接头连接，并且所述两个工作接头可以与油箱连接。通过脉冲宽度调制，即通过不同长的开启脉冲，或者通过更短的开启脉冲对所述四个开关阀进行操控，在所述开关阀中各个阀体在重新返回到其闭合位置内之前(弹道特性)不能达到其开启的最终位置。 [0004] 在所述装置运行时，由一种逻辑电路根据所述差动缸的活塞的状态和位置决定，是对于泵还是对于开关阀装置的开关阀进行操控，以便使活塞像要求的那样来进行移动。 [0005] 这种装置的缺点是受限制的通流量，所述受限制的流量通过所述泵或开关阀的串联或者说串联连接所得到。 发明内容[0006] 与此相比，本发明的任务是，完成一种用于对于负载或执行器进行供给的液压装置，在所述液压装置中能效得以进一步改进，并且在所述液压装置中尤其是最大通流量并且因此所述负载的最大速度被提高。 [0007] 该任务通过一种具有权利要求1的特征的装置来实现。 [0008] 所要求的液压装置用于对于负载或执行器进行供给并且具有一第一供给机构，所述第一供给机构具有至少一个输送量可调节的泵。由此可以例如在快速行程中向所述负载供应相对较大的体积流量。按照本发明，与第一供给机构并联地设置一第二供给机构，所述第二供给机构具有一压力源，例如一蓄能器和一数字调节的开关阀装置。由此，可以例如在低速行程或缓动行程中，向所述负载供应相对较小的体积流量。所述两个供给机构可以相互分开地使用，并且它们两个能够直接地作用于所述负载。 [0009] 在一种在装置技术上简单的改进方案中，所述蓄能器可以由所述第一供给机构的泵加载。 [0010] 当在负载的运行状态下快速的运动或者动态的调节通过所述第一供给机构来执行并且低速运动和准-静态调节过程通过第二供给机构来执行的时候，利用按照本发明的装置使得所述能效达到最佳。尤其是，通过按照本发明的并联的布设方式，与背景技术相比，最大通流量和由此负载的最大速度得以提高，这是因为在快速行程中所述第一供给机构的可调节的泵是激活的，并且由此绕开所述第二供给机构的开关阀装置。 [0011] 按照第一优选的改进方案，所述开关阀装置由一个或多个彼此并联地布设的、可弹道式地操控的开关阀组成。在这种情况下，多次一个接一个地、相对短时地或脉冲式地向各个阀体加载一种开启力，以便使得所述阀体不能达到打开的最终位置，并且然后再次返回到其闭合位置中。 [0012] 按照第二优选的改进方案，所述开关阀装置由一或多个相互并联地布设的、可通过脉冲宽度调制来进行操控的开关阀组成。在这种情况下，多次一个接一个地、相对短时地或脉冲式地打开所述各个阀体。 [0013] 所述开关阀装置可以拥有多个彼此并联地布设的、具有不同孔口横截面的开关阀。在这种情况下，比例优选为1∶2∶4∶8∶16等等，由此使得所述累加的孔口横截面的分级更加精细，并且使得所述累加的孔口横截面的可变性实现最大化。 [0014] 为了实现所述一个开关阀或多个开关阀的特别动态的性能，所述第二供给机构可以具有一放大器，用于操控所述至少一个开关阀。 [0015] 按照所述第一供给机构的第一种改进方案，所述泵是一种调节泵。按照第二种改进方案，所述泵是转速可变化的电动机来驱动。在第二种改进方案中，所述泵是比较便宜的定量泵，或者也可以是调节泵。在这两种改进方案中，在快速行程或者在动态调节过程中，可以通过所述第一供给机构来改变所述输送体积流量。 [0016] 所述第一供给机构可以布设在一种闭环或者一种开环内。 [0017] 在所述第一供给机构布设在一种开环内的情况下，按照第一改进方案优选一种方向阀，所述方向阀布设在所述第一供给机构与负载之间。通过所述方向阀，所述第一供给机构可以与所述负载的第一工作接头和第二工作接头相连接，以便所述负载能够双向地运行。优选的是，所述方向阀形成为座阀结构的4/3-通路-开关阀。 [0018] 在第一供给机构布设在开环内的情况下，也可以使用一种方向阀，所述方向阀布设在所述两个供给机构与负载之间。通过所述方向阀，使得所述两个供给机构可以与负载的第一工作接头和第二工作接头相连接，以便使得所述负载能够双向地运行。优选所述方向阀按照座阀技术形成为4/3-通路-开关阀。 [0019] 按照第二改进方案设置一种四个2/2-通路-开关阀的并联连接，优选所述开关阀形成为座阀。由此实现(所述改进方案的)分解的结构形式的4/3-换向阀。由此可以实现按照本发明的装置的再生运行。此外，通过差动缸的夹紧的活塞得到一种良好的调节性能。在所述两个改进方案中，所述孔口横截面大于第二供给机构的开关阀的孔口横截面。 [0020] 在这种情况下，可以弹道式地操控所述2/2-通路-开关阀V1，V2，V3，V4以便提高调节品质。为此，在阀门上提供相对较小和较强的开启脉冲，所述开启脉冲将其阀体短暂地提起，并且在抵达所述完全的开启位置之前使其返回其闭合位置。 [0024] 下面借助于附图对本发明的不同的实施例进行详细说明。附图示出： [0025] 附图1按照本发明的装置的第一实施例； [0026] 附图2所述装置的第一实施例的不同调节阶段的图表； [0027] 附图3按照本发明的装置的第二实施例；以及 [0028] 附图4按照本发明的装置的第三实施例。 [0029] 附图标记列表： [0030] 1. 差动缸； [0031] 2. 活塞底部空间； [0032] 4. 环形室； [0033] 6，6a 节点； [0034] 8 输入管路； [0035] 8a 第一输入管路； [0036] 8b 第二输入管路； [0037] 9. 压送管路； [0038] 10. 第一供给机构； [0039] 12 第二供给机构； [0040] 14 定量泵； [0041] 16 止回阀； [0042] 18 蓄能器； [0043] 19 蓄能器管路； [0044] 20 2/2-通路-开关阀(二位二通开关阀)； [0046] 24 止回阀； [0047] 124 截止阀； [0048] 126 压力开关； [0049] A 第一工作接头； [0050] B 第二工作接头； [0051] K 开关阀的特性曲线； [0052] KM 电机的特性曲线； [0053] K0 用于开关阀的特性曲线； [0054] KS 特性曲线； [0055] M 电动机； [0056] P 泵接头/输入接头； [0057] V0 数字开关阀； [0058] V1 2/2-通路-开关阀； [0059] V2 2/2-通路-开关阀； [0060] V3 2/2-通路-开关阀； [0061] V4 2/2-通路-开关阀； [0062] V10 4/3-换向阀(三位四通换向阀)； [0063] T 油箱接头/油箱。 具体实施方式[0064] 附图1示出了一种用于向一差动缸1进行供给的按照本发明的装置的第一实施例。所述差动缸的活塞底部空间2与第一工作接头A连接，而环形室4与第二工作接头B连接。因为所述差动缸1的活塞可以通过压力介质的相应的供送而向两个方向移动，所以两个输入侧的2/2-通路-开关阀(二位二通开关阀)V1，V2和两个输出侧的2/2-通路-开关阀V3，V4与所述差动缸1的相应的工作接头A，B相连接。所述两个输入侧的2/2-通路-开关阀V1，V2通过共同的输入管路8并且通过第一输入管路8a与节点6连接。所述两个输出侧的2/2-通路-开关阀V3，V4与油箱T连接。所述四个2/2-通路-开关阀V1，V2，V3，V4配属于第一供给机构10，并且在所述第一供给机构被激活的情况下打开。 [0065] 除了第一供给机构10之外，第二供给机构12也与所述装置的节点6相连接。第一供给机构10具有一可通过特性曲线KM操控的、转速可变的电动机M。该电动机M驱动一种定量泵14，所述定量泵通过敞开的回路从油箱T吸取压力介质，并且经过止回阀16向节点6输送。 [0066] 第二供给机构12具有一蓄能器18，所述蓄能器可以通过在内部设置有一种2/2-通路-开关阀20的蓄能器管路19与节点6相连接。两个供给机构10，12的操控和调节通过一种(未显示的)电子控制单元来执行。所述电子控制单元通过一放大器来控制一配属于第二供给机构12的数字的开关阀V0，所述放大器在附图1中用上升的特性曲线K0来表示。开关阀V0形成为4/3-通路-座阀，并且具有一阀体，所述阀体可弹道式地移动。为此，给出相对较小的和较强的开启脉冲，所述开启脉冲将阀体短时地提起，并且在抵达完全的开启位置之前使阀体返回其闭合位置中。开关阀V0通过共同的输入管路8并通过配属于第二供给机构12的第二输入管路8b与节点6连接。 [0067] 由第一供给机构10的定量泵14或者由第二供给机构12的蓄能器18根据差动缸1的运行状态向节点6供应压力介质，该节点与差动缸1的所述两个工作接头A，B具有不同的连接。更准确地讲，在相对较小的活塞速度的情况下并且在通过第二供给机构12的开关阀V0以微小的体积流量要求来执行调节任务的情况下，增加与所述两个工作接头A，B之一的连接，而所述两个工作接头A，B的另一接头通过开关阀V0向油箱T卸载。在考虑到用于开关阀V0的特性曲线K0的情况下，通过(未显示的)控制单元来对所述开关阀V0进行操控。在较大的流量的情况下，使用所述第一供给机构10的2/2-通路-开关阀V1，V2，V3，V4。根据所述差动缸1的活塞的移动方向，打开开关阀V1和V4或开关阀V2和V3。这同样在考虑到用于开关阀V1，V2，V3，V4的特性曲线K的情况下通过(未显示的)控制单元来进行。由开关阀V1至V4敞开的孔口横截面大于开关阀V0的孔口横截面。 [0068] 为了操控所述第一供给机构10或第二供给机构12并且为了操控所述开关阀V0和2/2-通路-开关阀V1，V2，V3，V4，所述(未显示的)控制单元一方面分析所述差动缸1的活塞的当前位置，所述位置通过一种位置传感器22来求取。此外，所述控制单元还分析给定的目标位置和所期望的或者所需要的活塞速度。 [0069] 附图2示出了包含着按照附图1的装置的第一实施例的示范性的调节阶段的简图。在此示出了，所述活塞的在时间上的位置，并且所述变化曲线被划分成不同的阶段：在阶段 1中要求所述活塞的准-静态的位置调节。在这种情况下，所述数字的开关阀V0作用，并且第二供给机构12根据开关阀V0的开关位置使差动缸1的活塞沿着相应的方向运动。在这种情况下，通过打开所述2/2-通路-开关阀20而将所述蓄能器18激活，并且使得能够向所述差动缸1供应较少的量。在阶段2中，所述活塞应该相对较快地向目标位置移动。为此，所述两个 2/2-通路-开关阀V1和V4打开。第一供给机构10承担所述位置调节。在这种情况下，通过开关阀20使得所述蓄能器18连接无效。在步骤3中，实现接近所述目标位置(蠕动)。为此，所述两个为较大的通流量设定的开关阀V1和V4重新关闭，并且所述第二供给机构12承担着从现在重新有效的蓄能器18中供应微量的压力介质。在压力调节的阶段4中，像在阶段3那样，通过第二供给机构12对于所述差动缸1进行供给并且进行调节。在阶段5中-可与阶段2相比较-相对快速地驶向所述初始位置。为此，所述开关阀V2和V3打开。由此，相对较大的体积流量能够重新流动。通过关闭所述开关阀20，使得蓄能器18或者第二供给机构12实现接通无效。第一供给机构10承担所述位置调节。 [0070] 在所述装置的一种优选的改进方案中，除了所述开关阀V1和V4或V2和V3之外还操作所述开关阀V0，以便扩展所述可调节的体积流量，借此提高了朝负载方向作用的孔口横截面，即可以通过已被安装的部件调节出一种较大的体积流量。 [0071] 附图3示出了按照本发明的装置的第二实施例。在这种情况下，在下面只是对于与按照附图1的第一实施例的不同之处进行阐述。为了向差动缸1供应较大的体积流量，并联于数字开关阀V0地设置一种形成为滑阀的并且充当方向阀的4/3-换向阀(三位四通换向阀)V10，所述换向阀配属于第一供给机构10。该换向阀具有两个工作接头A，B，它们与差动缸1的相应的工作接头A，B相连接。此外，所述换向阀V10具有一输入接头P，所述节点6通过所述第一输入管路8a与所述输入接头相连接。最后，所述换向阀V10具有一油箱接头T，油箱T与该油箱接头相连接。在附图3中所示的弹簧定心的基本位置中，所述差动缸1的两个工作接头A，B或者换向阀V10的两个工作接头A，B相互连接，并且朝着油箱T卸载。换向阀V10的输入接头P被闭锁。当差动缸1的活塞要相对快速地移动时，换向阀V10切换到与行进方向相对应的开关位置中。附加地设置两个可液压地开启的止回阀24，用于无泄漏地进行密封。更准确地说，在两个将所述换向阀V10的工作接头A，B分别与差动缸1的工作接头A，B连接起来的工作管路中，分别设置一通过弹簧来预紧的止回阀24，所述止回阀的打开方向从换向阀V10朝向差动缸1指向。如果在另一工作管路中存在高压，也可以在相反的方向、即从差动缸1朝向油箱T通过对应的控制管路开启所述两个止回阀24。 [0072] 当蓄能器18的压力基于准-静态的调节过程通过第二供给机构12下降到低于一种预设的值之后，换向阀V10和开关阀V0被关闭，而开关阀20打开。然后驱动所述定量泵14并补满所述蓄能器18，直到所述蓄能器达到一种预设的压力。为此，所述压力介质从定量泵14经过共同的节点6、一压送管路9、一配属于第二供给机构12的节点6b和蓄能器管路19流入到蓄能器18中。 [0073] 附图4示出了按照本发明的装置的第三实施例，所述实施例在很大程度上相应于按照附图3的第二实施例。在这种情况下，一压力开关126连接到第二供给机构12的节点6b上，所述压力开关承担着在上一段落中(参考附图3)所述的对于蓄能器18所进行的压力监控。所述2/2-通路-开关阀20布设在压送管路9里面，所述压送管路将第二供给机构12的节点6b与共同的节点6连接起来。当蓄能器18要由定量泵14加载的时候，所述2/2-通路-开关阀20就打开。此外，所述开关阀用于根据需求将所述两个供给机构10，12分开。 [0074] 在所述两个将所述换向阀V10与差动缸1的两个工作接头A，B相连接的工作管路中，设置一截止阀124，所述截止阀形成为阀座构造方式的4/2-通路(二位四通)-开关阀。在一种弹簧预紧的基础位置中，所述截止阀将差动缸1与形成为滑阀并且充当方向阀的4/3-换向阀V10分开，以便能够在换向阀V10没有泄露的情况下将差动缸1的活塞保持住。由此，第二供给机构12能够最佳地和高能效地执行所述准-静态的位置调节。 [0075] 公开了一种包括一差动缸的液压装置，所述差动缸一方面通过具有可调节的排量的泵并且另一方面通过一可由所述泵补给的、并联地布设的蓄能器以及一数字调节的开关阀装置予以供给。所述开关阀可以弹道式地和/或通过脉冲宽度调制地进行控制的。所述泵和蓄能器-除了偶尔通过所述泵给蓄能器重新加载之外-可以相互分开地使用，并且它们两个能够直接地作用于差动缸。由此能够在快速行程中向差动缸供应相对较大的体积流量。在缓动行程中以及在稳压运行状态下，可以由蓄能器通过开关阀向差动缸供应相对较小的体积流量。 |
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