静液压制动方案的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种将在其自身的冲程容积方面能够调整的驱动机构用于液压机械 的用途，所述液压机械布置在具有闭合的液压流体回路的静液压驱动装置中。另外，本发明 涉及一种用于使液压机械内的驱动机构运行的方法。本申请特别是涉及一种用于制动静液 压驱动装置或布置于其中的液压马达的设计方案和方法。在此，静液压驱动装置或布置于 其中的液压马达在驱动运行中（也就是在液压马达应当执行工作的工作运行中）由在其自 身的冲程容积方面能够调整的液压栗来驱动，这种液压栗本身由驱动马达来驱动。驱动马 达优选是内燃机，进一步优选为柴油机。但本发明构思也延伸至电马达或其他适合用于驱 动液压栗的驱动机械。
【背景技术】
[0002] 在特别是用于农林业的作业机械中以及在道路工程机械或者工程用卡车中，静液 压驱动装置由于能够传递很大的力而且其稳定耐用并且磨损程度低而被优选使用。在此， 静液压驱动装置既用于行驶驱动，也用于对作业设备的驱动。在此优选的是，在其冲程容量 方面能够调整的静液压驱动机构被用在液压栗中以及用在液压马达中。进一步优选的是， 使用如下的静液压设备，其既实现了静液压驱动装置的正向运行，也实现了静液压驱动装 置的反向运行，即静液压驱动装置的所谓的逆反运行。为了驱动静液压驱动装置，驱动马达 以机械的方式作用于液压栗并且使液压栗发生转动。优选的是，液压栗在其冲程容积方面 能够调整，从而使得到达液压马达的、导向液压马达的驱动机构的液压流体体积流能够在 程度或者说量上得到调整。为了不超出例如将液压马达与液压栗连接的液压管路或工作管 路中的预先确定的最大压力，在从工作管路中分出的分支管路中设置有限压阀。借助限压 阀能够使液压流体流的一分流缓和压力。通过布置在分支管路中的限压阀，能够在驱动运 行中以及在拖曳运行中防止：当高压力超出最大数值时，在静液压驱动装置上造成损伤。
[0003] 在拖曳运行中（其中，液压马达作为液压栗起作用），静液压驱动装置的动能例如 经由移动的作业机械的驱动轮传递到液压马达的驱动机构上。液压马达的按照这种方式驱 动的驱动机构根据所调整的冲程容积（这时为给送体积）将具有高压力的液压流体给送至 由此得到液压驱动的液压栗。液压栗在其自身方面以机械的方式由驱动马达来负担或者说 依赖于驱动马达（am Antriebsmotor abstUtzen)，驱动马达被以被称为驱动马达的制动力 矩、拖曳力矩或倒拖力矩的阻力克服这种强制驱动。当在拖曳运行中由液压马达产生的高 压高于限压阀的与驱动马达的拖曳力矩适配的打开压力时，一部分处于高压下的液压流体 流借助限压阀解除压力并且借助分支管路从旁导引经过液压栗的驱动机构。由此，在减速 运行中能够将静液压驱动装置的动能借助限压阀转化成热能。
[0004] 在DE 10 2006 059 734 A1中，示出这种静液压驱动装置以及用于制动这种静液 压驱动装置的方法。在这种静液压驱动装置中，给每个工作管路对应有限压阀，当在所属 的工作管路中存在高压时，如果高压超出预先确定的数值的话，限压阀将高压减压到其他 低压的工作管路中。为了能够将这种系统用于可逆反运行的驱动装置，在DE 10 2006 059 734 A1中示出的系统具有镜像相反地布置的限压阀，这种限压阀能够分别通过分别布置在 止回阀中的旁通管路被绕过。在此，止回阀释放了朝相反的方向通向限压阀的配属于该限 压阀的旁通管路。在前面提到的文献中示出的系统优选布置在液压栗中，由此，从液压马 达到限压阀的输入管路非常长并且因此在高压管路中产生滞后压力。同时，在拖曳运行中， 在引导低压的工作管路中出现液压流体缺乏，这导致了所谓的低压崩溃或者说超低压力 (Niederdruckeinbruch)。低压崩溃例如以如下方式产生：液压马达的冲程容积在拖曳运行 中根据制动操作装置的操作强度而得到调整，其中，液压栗一次性地调整到制动给送体积。 当制动操作装置被程度更强地操作时，液压马达的冲程容积提高，这可能使得：液压马达的 冲程容积大于在液压栗处所调整出的制动给送体积。于是，液压马达接收到的液压流体比 其需要的少。在实践中，低压崩溃通常通过与低压管路连接的液压流体蓄压器来平衡。
【发明内容】
[0005] 因此，本发明的目的在于，提供一种用于以静液压的方式减速/制动静液压驱动 装置的装置和系统，其中，避免了在工作管路中的滞后压力和低压崩溃，其中，该系统应当 在产生过压时提供很高的反应速度。同时，该系统应当是稳定耐用的而且在其制造中成本 低廉。本发明的其他目的在于：提供构造紧凑的系统，该系统必要时能够装入已经存在的系 统中，而无需改变其基本结构。
[0006] 本发明的目的通过根据权利要求1的静液压驱动装置来实现，其中，所给出的从 属权利要求针对的是按照本发明的静液压驱动装置的优选实施例。另外，所述目的通过在 并列权利要求中给出的方法来实现，通过该方法能够对按照本发明的静液压驱动装置加以 控制。相应的从属权利要求针对的是其中给出的主题的优选实施例。
[0007] 按照本发明的静液压驱动装置具有闭合的液压流体回路，其中，布置有能够通过 驱动马达来驱动的液压栗和液压马达。静液压驱动机构借助两个工作管路相互流体连接， 其中，可交换的是：根据液压栗的运行类型和给送方向，两个工作管路中的一个是低压管 路，而另一个工作管路是高压管路。在此，液压栗还有液压马达借助控制单元在其相应的冲 程容积方面得到调整，由此，能够对穿流液压栗和液压马达的液压流体流加以调整。液压栗 以及液压马达分别具有静液压的驱动机构，其带有针对液压流体的进口和出口。根据运行 方向（例如正向运行或反向运行），在驱动机构处，根据液压栗和液压马达在其中运行的、 闭合的液压回路中的给送方向，进口与出口可以交换。
[0008] 合乎逻辑的是，在液压马达的驱动机构的驱动运行中，在入口处存在高压，其中， 在出口处，由驱动机构缓和压力的、处于低压下的压力流体排流到引导至液压栗的工作管 路中。在拖曳运行中，仅入口处和出口处的压力比例关系发生改变，这是因为液压马达（也 就是其驱动机构）在拖曳运行中由与驱动机构相连接的输出轴来驱动。在这种拖曳运行 中，布置在液压马达中的驱动机构作为液压栗起作用，由此，在液压马达驱动机构的入口处 吸取处于低压下的液压流体，并且被以高压栗送至出口。为了使高压在出口侧不超出预设 的极限压力，布置有将出口与进口连接的连接管路，连接管路在拖曳运行中能够将压力流 体朝入口侧的方向导引。为此，在连接管路中布置有至少一个限压阀，限压阀能够沿从出口 到入口的方向通流。只要出口处的压力不超出预先确定的或可预设的极限压力，限压阀就 处于其关闭位置中。当超出预设的极限压力之后，限压阀打开并且液压流体的一分流这时 能够经由连接管路以很短的、优选非常短的行程导引至液压马达的驱动机构的入口处。如 本领域已知的那样，当液压流体经限压阀通流时，静液压功率转化为热量，由此，需要减速 的动能可以呈热量的形式例如排放到环境中。
[0009] 按照本发明的借助带有布置于其中的限压阀的连接管路（当超出预设极限压力 时）必须被排出的分流按照本发明如下获得：由在拖曳运行中液压马达的驱动机构的给送 体积流扣除能够由液压栗的驱动机构接纳的液压流体流而获得。按照本发明，冲程体积流 借助液压栗、也就是借助其驱动机构适合于运行状况地以如下方式来匹配：液压栗的驱动 马达或者液压栗本身保持在其针对拖曳运行的极限转速上或者稍低于该极限转速。这按照 本发明由控制单元加以控制，控制单元例如获取驱动马达的转速、液压栗的驱动轴的转速 或者还有液压栗的转速，以作为输入信号来确定在液压栗处需要调整的冲程体积流。根据 这一信号，由控制单元来确定：液压栗的驱动机构的冲程容积是应当提高、降低还是保持不 变。当液压马达的驱动机构给送了比液压栗在最大容许的倒拖转速下在冲程容积最大时所 能接纳的更多的液压流体时，则借助连接管路以及布置于其中的限压阀将过量的液压流体 流在排放热量的同时缓和压力并且输送给作为低压管路的工作管路。
[0010] 驱动马达的极限转速或者液压栗的驱动机构的极限转速针对拖曳运行通常由相 应设备总成的制造商来规定并且等于如下的转速，该设备总成在该转速下重复持续进行 (拖曳）运行时不会受损。通常该最大的倒拖转速位于驱动运行中的最大转速之上，这是因 为在倒拖运行中驱动马达内部的负载小于驱动运行时的情况。
[0011] 当静液压驱动装置的运行被朝向液压马达的输出轴的两个转动方向设置时，则按 照本发明的构造和控制方案被用于两个通过闭合回路的给送方向，方式为：在连接管路中 布置有两个能镜像相反地通流的限压阀，这两个限压阀分别被旁通管路绕过。在旁通管路 中分别布置有止回阀，止回阀能够分别与所属的限压阀相反地开启。通过这种构造实现的 是：在液压马达的驱动机构的出口与进口之间仅需要一个连接管路，其中，相应的旁通管路 能够借助止回阀而使在通流方向上不打开的、"起阻塞作用的"限压阀打开，从而实现了经 连接管路/旁通管路的通流。
[0012] 通过按照优选方式将限压阀布置在液压马达的壳体内部和/或直接在壳体上，还 能够有效避免其中可能出现滞后压力和/或低压崩溃的长管路行程。另外，由此避免的是： 如现有技术中常见地，必须保留液压流体蓄压器，以便例如当液压马达的给送体积流超出 液压栗的最大排量体积流时，对可能出现的低压崩溃加以补偿。在此，出口与入口之间的连 接管路构造得越短，就能够更有效地避免低压崩溃。另外，连接管路越短，特别是出口与限 压阀之间的管路段越短，在拖曳运行中，带有至少一个以给送方向为通流方向的