具有多条输入管路的液压的驱动系统的制作方法

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的液压的驱动系统。

背景技术：

从ep791754b1中公开了一种液压的驱动系统。所述液压的驱动系统拥有第一和第二输入管路和回流管路。在所提到的管路上连接着多个执行器，所述执行器能够通过所配属的阀组件分别与所提到的管路进行流体交换连接。每条输入管路分贝被连接到所配属的泵上，其中所述回流管路被连接到罐上。

技术实现要素：

所述按本发明的液压的驱动系统的优点在于，它是特别能量高效的（energieeffizient）。这尤其适用于一种运行状态，在该运行状态中牵拉的（ziehend）负载作用在所述执行器之一上。此外，不同的输入管路能够通过简单的方式用不同的压力水平来运行，使得能效由此也得到改进。

按照独立的权利要求提出，设置了一种驱动装置，该驱动装置具有多根输出轴，所述输出轴分别与所配属的第一泵或者第二泵处于旋转驱动连接之中，其中如此设立所述驱动装置，使得能量能够通过所述驱动装置在所述输出轴之间交换。在一种运行状态中（在这种运行状态中所述泵之一按马达方式进行工作）由此能够将由这个泵所提供的能量通过所述驱动装置来传导给其他的泵。这在没有值得一提的、以废热（abwärme）的形式的损耗的情况下进行。

所述液压的驱动系统优选用压力流体来运行，所述压力流体最优选是液体；尤其是液压油。只要在本申请的范围内谈及泵，由此应该表示，在时间上主要设置了泵运行，其中优选同样能够进行按马达方式的运行。

在从属权利要求中说明了本发明的有利的改型方案和改进方案。

能够设置，所述驱动装置包括至少一个电动马达，所述电动马达分别被连接到所配属的转速调节装置上，使得其转速能够调节。在ep791754b1中，设置了具有能够调节的移置容积的泵。这些泵典型地用恒定的转速、比如以下述转速来运行，对于所述转速来说相应的内燃机具有最佳的效率。在本发明的范围内，利用所提出的转速调节，用于能量最佳地运行所述液压的驱动系统。所述至少一个电动马达能够被连接到供电网上。所述供电网能够被连接到可重复充电的电池上。所述转速调节装置比如能够构造为变频器。

能够设置，所述输出轴是机械的分配传动机构（verteilgetriebe）的组成部分，其中所述分配传动机构具有与所存在的输出轴一样多的旋转自由度。通过所述分配传动机构，能够以机械的方式在驱动轴之间交换能量。在此，能够实现很高的效率，使得能量损耗较小。此外，能够放弃所述至少一条第二输入管路的压力调节。那里的压力对应于所述分配传动机构的传动比被耦接到在所述第一输入管路中的压力上。所述分配传动机构比如是行星传动机构。所述行星传动机构典型地拥有两种旋转自由度。能够将多个行星传动机构彼此组合起来，用于实现两种以上的旋转自由度。

能够设置，所述分配传动机构具有唯一的输入轴，所述输入轴与所配属的第一电动马达处于旋转驱动连接之中。由于所述分配传动机构，除了所述第一电动马达之外，不需要另外的电动马达，用于驱动所述至少两个泵。

能够设置，所述输出轴与所配属的电动马达分别处于旋转驱动连接之中，其中所述电动马达被连接到共同的供电网上，其中通过所述供电网能够至少间接地在所述电动马达之间交换能量。由此能够彼此独立地调节不同的电动马达的转速，从而能够很大程度上彼此独立地选择在不同的输入管路中的压力。所述供电网能够被连接到可重复充电的电池上，其中所提到的能量交换间接地通过所述电池来进行。

能够设置，所述第一泵和所述至少一个第二泵被串联连接在所述第一输入管路与所述回流管路之间，其中所述至少一条第二输入管路分别被连接在所提到的泵中的两个泵之间。在各个泵上，由此仅仅出现小的压力降（druckgefälle），所述压力降小于在所述第一输入管路中的最高的压力。与此相对应，驱动转矩较小。尤其结合分配传动机构产生可以用简单的分配传动机构来实现的转矩比。

能够设置，所述第一泵具有恒定的或者能够调节的移置容积，其中所述至少一个第二泵具有恒定的移置容积。对于特别成本低廉的液压的驱动系统来说，所有泵都具有恒定的移置容积，其中所述泵比如构造为外齿轮泵。第一泵（用所述第一泵来供给压力最高的第一输入管路）能够具有能够调节的移置容积，其中所述第一泵比如构造为轴向柱塞泵。通过对于相关的移置容积的调节，尤其在使用上面所提到的分配传动机构时能够调节在所述第一与第二输入管路中的压力的比例。

能够设置，第一输入管路被连接到第一压力传感器上，其中所述第一压力传感器和所述至少一个转速调节装置被连接到控制装置上，其中如此设立所述控制装置，使得所述第一输入管路中的、能够借助于第一压力传感器来测量的压力能够通过对于所述至少一个电动马达的转速的调节来调整到预先给定的或者能够预先给定的额定值上。与此相对应，对所述第一输入管路中的压力进行电子的调节，所述电子的调节在本发明的范围内特别成本低廉。优选使用一种控制装置，该控制装置包括能够编程的数字计算机。这个控制装置能够在所述液压的驱动系统的范围内毫无问题地用于另外的控制任务。

能够设置具有能够调节的第一调节板（regelblende）的第一压力调节器，其中所述第一输入管路通过所述第一调节板与所述罐相连接，其中如此设立所述第一压力调节器，使得在所述第一输入管路中的压力能够通过所述第一调节板的调节来调整到预先给定的或者能够预先给定的额定值上。由此，能够更快地调节在所述第一输入管路中的压力。能够设置位置传感器，借助于所述位置传感器能够测量所述第一调节板的位置，其中所述位置传感器为了传递相应的位置数值而被连接到所述控制装置上。一但为所述至少一条第二输入管路分别分配了单独的电动马达，那也能够将所述至少一条第二输入管路分别连接到所配属的第二压力传感器上，其中与所述第一输入管路相类似地实施所述压力调节。

能够设置，设置了具有能够调节的第二调节板的第二压力调节器，其中所述回流管路通过所述第二调节板与所述罐相连接，其中如此设立所述第二压力调节器，使得在所述回流管路中的压力能够通过所述第二调节板的调节来调整到预先给定的或者能够预先给定的额定值上。通过对于所述第二压力调节器的压力额定值的合适的调节，能够使用下述能量：该能量包含在在所述回流管路中回流的压力流体中，以便尤其卸载所述第二泵的驱动（antrieb）。由此节省能量。

能够设置，在所述回流管路与所述罐之间连接了止回阀，所述止回阀仅仅允许从所述罐到所述回流管路的流体流（fluidstrom）。由此能够避免在所述回流管路中的空穴（kavitation）。

应当理解，前面所提到的和下面还要阐述的特征不仅能够在分别说明的组合中使用，而且能够在其它组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

下面借助于附图对本发明进行详细解释。附图示出：

图1按本发明的液压的驱动系统的、执行器侧的部分的连接图；

图2按本发明的第一种实施方式的、液压的驱动系统的泵侧的部分的连接图；

图3按本发明的第二种实施方式的、液压的驱动系统的泵侧的部分的连接图；和

图4按本发明的第三种实施方式的、液压的驱动系统的泵侧的部分的连接图。

附图标记列表：

10液压的驱动系统（第一种实施方式）

10’液压的驱动系统（第二种实施方式）

10’’液压的驱动系统（第三种实施方式）

11执行器

12罐

13第三压力传感器

20控制装置

21第一泵

22第二泵

30回流管路

31第一输入管路

32第二输入管路

33第一压力传感器

34第二压力传感器

40驱动装置（第一种实施方式）

40’驱动装置（第二种实施方式）

41第一电动马达

42第二电动马达

43第一转速调节装置

44第二转速调节装置

45供电网

46电池

50分配传动机构

51第一输出轴

52第二输出轴

53输入轴

60阀组件

61第一方向阀

62第二方向阀

63第三方向阀

70第一压力调节器

71第一调节板

72位置传感器

73额定值-调节装置

80第二压力调节器

81第二调节板

83止回阀。

具体实施方式

图1示出了按本发明的液压的驱动系统10；10’；10’’的、执行器侧的部分的连接图。所述液压的驱动系统10；10’；10’’的这个部分在本发明的所有三种实施方式中都相同地构成。所述液压的驱动系统10；10’；10’’包括第一和第二输入管路31；32以及回流管路30。所提到的管路30；31；32比如能够构造为阀体（ventilblock）中的通道，所述通道在所述阀体的整个长度上穿过所述阀体。所提到的管路30；31；32在图1中右边的端部上流体密封地被封闭，其中所述管路在对置的端部上被连接到所述液压的驱动系统10；10’；10’’的、在图2到4中示出的泵侧的部分上。

所述液压的驱动系统10；10’；10’’当前包括两个执行器11，其中能够很大程度上任意地选择所述执行器11的数目。所述执行器11比如是液压缸和/或液压马达。所述执行器11分别通过所配属的阀组件60来连接到所述第一和第二输入管路31；32和所述回流管路30上。用所述阀组件60，一方面能够调节所配属的执行器11的运动方向和运动速度，其中为此设置了第一方向阀60。所述第一方向阀以能够连续地调节的4/3-方向阀的形式来构造，所述4/3方向阀能够电磁地调节，其中它被连接到所述控制装置20上。此外能够调节，能够由哪些输入管路31；32来向所述执行器11供给压力流体。为此设置了第二方向阀62，所述第二方向阀被连接到所述输入管路31；32与所述第一方向阀61之间。所述第二方向阀62构造为2/3-方向阀，该2/3方向阀能够电磁地调节，其中它被连接到所述控制装置20上。在一个开关位置中，所述第一输入管路31与所述第一方向阀61相连接，其中在另一个开关位置中所述第二输入管路32与所述第一方向阀61相连接。此外能够调节，来自所述执行器11的压力流体应该回流到哪些管路30；31；32中。为此设置了第三方向阀63，所述第三方向阀被连接到所述回流管路30或者第一输入管路31与所述第一方向阀61之间。所述第三方向阀63构造为2/3-方向阀，该2/3-方向阀能够电磁地调节，其中它被连接到所述控制装置20上。在一个开关位置中，所述回流管路30与所述第一方向阀61相连接，其中在另一个开关位置中所述第一输入管路31与所述第一方向阀61相连接。

能够额外地考虑，由所述执行器11回流的压力流体能够传导到所述第二输入管路32中。此外要指出，存在着所述阀组件60的另外的连接变型方案，所述线路变型方案具有与前面所解释的阀组件60相同的功能。比如，能够为每条管路30；31；32分别配属两个能够连续地调节的2/2方向阀，所述2/2方向阀分别被连接到相关的执行器11的所配属的接头上。

还要指出所述第三压力传感器13，其中在执行器11的两个接头上分别连接了压力传感器13，所述压力传感器又被连接到所述控制装置20上。用所述压力传感器13一方面能够测量负载压力，所述执行器11克服所述负载压力而工作。对应于de10340993a1，能够根据所述负载压力来调节所述泵的输送压力。回流的压力（druckumrücklauf）尤其在下述情况中是重要的，在所述情况中牵拉的负载作用在执行器11上，从而能够将在回流的压力流体中所包含的能量又用在其它地方。在相应的回流压力的基础上比如能够判定，所述第三方向阀63应该连接到哪个位置中，用于实现最佳的能量利用。

还要注意，在所述管路30；31；32中的压力优选是不同的。所述回流管路30在此具有最低的压力，其中在所述第一输入管路31中的压力最高。所述第二输入管路32拥有处于前面所提到的极值之间的压力。

图2示出了按照本发明的第一种实施方式的、液压的驱动系统10的泵侧的部分的连接图。所述液压的驱动系统10拥有第一和第二泵21；22，所述第一和第二泵当前分别具有恒定的移置容积，其中它们比如构造为外齿轮泵。所述第一和第二泵21；22通常将压力流体分别输送到所配属的第一或者第二输入管路31；32中。但是，比如能够实现一种运行状态，在该运行状态中压力流体从所述第一输入管路31通过所述第一泵21流到所述压力更低的第二输入管路32中，从而以马达方式来运行所述第一泵21。类似的情况适用于所述第二泵22。

所述第一和第二泵21；22被串联连接在所述第一输入管路31与所述回流管路30之间。所述第二输入管路32被连接在所述第一与第二泵21；22之间，使得那里的压力处于所述第一输入管路31的压力与所述回流管路30中的压力之间。所述第一泵21与第一输出轴51处于旋转驱动连接之中，其中所述第二泵22与第二输出轴52处于旋转驱动连接之中。

所述驱动装置40包括机械的分配传动机构50，该分配传动机构对应于所述输入管路31；32的数目具有两个旋转自由度，其中它比如构造为行星传动机构。所述分配传动机构50除了已经提到的输出轴51；52之外还具有输入轴53。所述输入轴53与第一电动马达41处于旋转驱动连接之中。在所述分配传动机构50上，在运行中出现转矩平衡，所述转矩平衡导致：在所述输入轴53上以及在所述第一与第二输出轴51；52上的转矩彼此处于固定的比例中，所述比例取决于在所述分配传动机构50中的传动比。由此所述第一与第二泵21；22上的压力降也处于相应的比例中，从而在所述第一与第二输入管路31；32和所述回流管路30中产生所期望的压力分级（druckabstufung）。

要注意，所述输入轴53和所述第一及第二输出轴51；52的转速不是处于固定的比例中。如果如上面所提到的那样以马达方式来运行所述第一泵21，那么所述第一输出轴51的旋转方向就相对于调节运行中（regelbetrieb）的旋转方向颠倒，从而将能量由所述第一输出轴51通过所述分配传动机构50来传递给所述第二输出轴52并且/或者传递给所述输入轴53。

所述第一电动马达41被电连接到第一转速调节装置43上。所述第一转速调节装置43比如能够是变频器，借助于所述变频器能够调节所述输入轴53的转速。所述第一转速调节装置43被连接到优选作为直流电网来构造的供电网45上。所述供电网45比如能够通过整流器来连接到公共的电网上。所述供电网45被连接到可重复充电的电池上。在所述第一泵21的上面所提到的、马达方式的运行中，可能出现：回馈的能量不能完全被所述第二泵22所接收。在这种情况下，所述输入轴53的旋转方向也相对于调节运行翻转，从而以发电机方式来运行所述第一电动马达41，其中它将电能回馈到所述供电网45中。这种能量优选用于给所述电池46充电。

此外，要指出所述第一压力传感器33，用该第一压力传感器能够测量在所述第一输入管路31中的压力。所述第一压力传感器33被连接到所述已经提到的控制装置20上，该控制装置又被连接到所述第一转速调节装置43上。所述控制装置20以压力调节器的类型来设立。它从所述第三压力传感器（在图1中附图标记13）的测量值中获取最高的负载压力。将该负载压力提高预先给定的压差，用于获取压力额定值。由所述控制装置20来如此调节所述第一电动马达14的转速，使得由所述第一压力传感器31所测量的实际压力等于所述压力额定值。所述控制装置20在此优选作为连续的线性的调节器来工作，尤其是作为p-调节器或者作为pd-调节器来工作。相应的调节器由所述控制装置20优选时间离散地（zeitdiskret）来计算。所述控制装置20优选包括能够编程的数字计算机。在所述第二输入管路32中的压力从所述分配传动机构50的传动比和在所述第一输入管路31及回流管路30中的压力中产生。

还要指出所述第二压力调节器80和所述止回阀83。用所述第二压力调节器80应该将在所述回流管路30中的压力相对于环境压力提高到所定义的值。所述第二压力调节器80的压力额定值能够以电的方式来调节，其中所述第二压力调节器80为了预先给定所述压力额定值而被连接到所述控制装置20上。所述第二压力调节器80拥有能够连续地调节的第二调节板81，该第二调节板被连接到所述回流管路30与所述罐12之间。借助于所述第二调节板81，能够拦截从所述回流管路30流往所述罐12的压力流体，使得在所述回流管路30中的压力升高。所述止回阀83被连接到所述罐12与所述回流管路30之间，其中它仅仅允许从所述罐12到所述回流管路30的流体流。由此应该得以避免在所述回流管路30中的空穴。

如果所述控制装置20借助于所述第三压力传感器（在图1中附图标记13）的测量值识别出在所述执行器11之一上的牵拉的负载，则可以提高所述第二压力调节器80的压力额定值，使得在所述回流管路30中的压力升高。由此减小为了驱动所述第一泵21所需要的驱动功率。在本发明的范围内，也可以如此提高所提到的压力额定值，使得其高于在所述第二输入管路31中的压力。而后以马达方式来运行所述第二泵22，其中相应的能量通过所述分配传动机构50来传导给所述第一泵21并且/或者传导给所述第一电动马达41。

图3示出了按照本发明的第二种实施方式的、液压的驱动系统10’的泵侧的部分的连接图。所述第二种实施方式除了下面所描述的区别之外与所述第一种实施方式相同地构造，其中与此相关要参照关于图1和2的解释。在图1到3中，相同的或者相应的部件设有相同的附图标记。

在所述第二种实施方式中，放弃了所述第二压力调节器和所述止回阀（在图2中附图标记80；83），其中所述回流管路30直接被连接到所述罐12上。与此相对应，在所述回流管路30中的压力基本上等于在所述罐12中的压力。

此外，在所述第一输入管路31中的压力的电子的调节被液压的压力调节所取代。由此能够更快地调节在所述第一输入管路31中的压力。设置了第一压力调节器70，该第一压力调节器具有能够连续地调节的第一调节板71。所述第一输入管路31通过所述第一调节板71与所述罐12相连接。在打开方向中，由在所述第一输入管路31中的压力加载所述第一调节板71或者相应的阀门（ventilschieber），其中朝相反方向由弹簧加载所述阀门，所述弹簧的预应力能够电磁地调节。相应的电磁体被连接到所述控制装置20上。

所述第一调节板71的调节能够借助于被连接到所述控制装置20上的位置传感器72来测量。借助于所述位置传感器72比如能够识别下述运行状态：在所述运行状态中所述第一调节板71大幅度地打开。这些运行状态伴随着较高的能量损耗。为了避免所述能量损耗，所述控制装置20借助于所述第一转速调节装置43来降低所述第一泵21的转速。这引起以下结果：所述第一调节板71关闭，从而所述能量损耗下降。如果所述位置传感器72显示，所述第一调节板71完全关闭，则通过所述控制装置20来如此程度地提高所述第一电动马达41的转速，直至所述第一调节板71最小地打开。

图4示出了按照本发明的第三种实施方式的、液压的驱动系统10’’的泵侧的部分的连接图。所述第三种实施方式10’’除了下面所描述的区别之外与所述第一种实施方式相同地构造，其中与此相关要参照关于图1和2的实施方式。在图1、2和4中相同的或者相应的部件设有相同的附图标记。

在所述第二种实施方式中，放弃了所述第二压力调节器和所述止回阀（在图2中附图标记80；82），其中所述回流管路30直接被连接到所述罐12上。与此相对应，在所述回流管路30中的压力基本上等于在所述罐12中的压力。

取代所述分配传动机构（在图2中附图标记50）而设置了第一和单独的第二电动马达41；42。所述第一和第二输出轴51；52分别由相关的电动马达41；42的马达轴所构成。所述第一和第二电动马达41；42分别被电连接到所配属的第一或者第二转速调节装置43；43上。所述比如作为变频器来构造的第一和第二转速调节装置43；44被连接到共同的供电网45上。所述供电网45比如构造为直流电网，其中它被连接到可重复充电的电池46上。

如在所述第一种实施方式中一样，所述第一输入管路31被连接到第一压力传感器33上，所述第一压力传感器用在电子的压力调节的框架内，在进行所述电子的压力调节时调节所述第一电动马达41的转速，用于将在所述第一输入管路31中的压力调整到预先给定的第一压力额定值上。

以类似的方式，所述第二输入管路32被连接到所配属的第二压力传感器34上，所述第二传感器又被连接到所述控制装置20上。在所述压力调节的范围内，借助于所述第二转速调节装置44来调节所述第二电动马达42的转速，用于将在所述第二输入管路32中的压力调整到预先给定的第二压力额定值上。由此能够彼此独立地调节在所述第一与第二输入管路31；32中的压力。

一但所述泵21；22之一在所述压力调节的范围内转变为马达方式运行，就由所述相关的电动马达41；42将电能回馈到所述供电网45中。能够将这种电能用于驱动相应其他电动马达42；41或者用于给所述电池46充电。应当理解，在所述电池46中所储存的能量能够用于驱动所述电动马达41；42。