專利名稱：液壓控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓控制裝置，它有一個定向閥；一個計量泵單元，此計量泵單元有兩個計量泵，它們在液壓上被并聯(lián)連接在一起，并可以在機械上并聯(lián)地運行，以及一個在液壓上連接在兩個計量泵之間的截流閥；一個泵接頭和一個罐接頭，它們通過定向閥連接到計量泵單元上；和兩個被連接到該定向閥上的工作接頭，截流閥的一控制入口被連接到泵接頭上。
這樣的一個控制裝置最好用于車輛的轉(zhuǎn)向。在這種情況下，計量泵和定向閥被連接到一個轉(zhuǎn)向手輪上或一個類似的裝置上。當旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向手輪時，定向閥在所要求的方向上移動，并且計量泵單元連續(xù)地傳送液壓流體，直到一連接到工作接頭上的轉(zhuǎn)向馬達達到所要求的位置為止。在正常的不停頓的操作中，兩個計量泵都是工作的。它們可以傳送相當大體積的液壓流體，這些液壓流體可以使轉(zhuǎn)向馬達快速地對轉(zhuǎn)向手輪的運動作出反應(yīng)。
然而，在所謂＂緊急操作＂中，當在泵接頭處的壓力由于任何原因下降或變得沒有時，計量泵也可以被用做輔助泵。在這種情況下，計量泵實際上被用來產(chǎn)生液壓流體中的壓力。為此目的，必須通過轉(zhuǎn)向手輪引入所需要的能量，這就是說通?？咳说募∪獾哪芰?。為了使操作人員容易操作，已經(jīng)知道，如在專利文件DE2228531C2中所公布的那樣，設(shè)置一個截流閥，靠它的幫助，當泵接頭處的壓力沒有了的情況下，把第二計量泵關(guān)閉。隨后操作者必須啟動唯一的計量泵。為了使轉(zhuǎn)向馬達有相同的位移，他必須進一步旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向手輪。然而，這樣做所需要的力氣比較小。
在正常運行中，這樣一個系統(tǒng)的功能通常是令人滿意的。即使在緊急操作中，在許多情況下也可以得到滿意的效果。
然而，可能出現(xiàn)中斷，特別是在緊急操作中可能出現(xiàn)中斷，這使得已經(jīng)是令人不愉快的操作變得更困難。例如，在泵中的壓力沒有了的情況下把第二計量泵關(guān)閉的截流閥可能出乎意料地再次打開，這就是說，它可能再次實現(xiàn)兩個計量泵之間的連接，這就會引起在轉(zhuǎn)向手輪上的負載有一個突然的增加。使閥打開可能有許多原因。例如，由于在轉(zhuǎn)向馬達上的一個外部影響，比如當被轉(zhuǎn)向的車輛的轉(zhuǎn)向輪遇到一個障礙物，即出現(xiàn)所謂＂反沖＂時可能發(fā)生的那樣，在相應(yīng)的控制管線中的壓力可能有一個突然的增加。在這樣的情況下，旋動轉(zhuǎn)向手輪(或使相應(yīng)的控制裝置運動)的阻力立即顯著地增加，其結(jié)果不僅可能傳給操作者一個令人不愉快的沖擊，而且甚至可能傳給操作者一個健康受危脅的沖擊。
因此，本發(fā)明所要解決的問題是設(shè)計出對使用者友善的控制裝置。
在開頭所描述的那種類型的控制裝置中解決了此問題，這是靠在截流閥的控制入口與定向閥之間設(shè)置了一個安全閥裝置來實現(xiàn)的。
該安全閥裝置防止了以任何形式到達定向閥的泵接頭側(cè)的入口的壓力脈動被傳遞到截流閥。相反，這些壓力脈動被安全閥裝置所阻斷，不能造成截流閥的設(shè)定狀態(tài)的改變。因為安全閥裝置被設(shè)置在截流閥的控制入口與定向閥之間，所以截流閥的控制入口仍可以與以前一樣被連接到泵接頭上，從而在正常操作的情況下，兩個計量泵之間的連接仍被保持為作用在截流閥上的來自泵的壓力(或一個相應(yīng)的壓力)的結(jié)果。然而，在緊急操作中，在兩個計量泵之間的連接保持為被切斷的狀態(tài)，而與任何其它的擾亂無關(guān)。
在一個特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，安全閥裝置包括一個單向閥，它在截流閥的控制入口的方向上是關(guān)閉的。該單向閥使得液壓流體可以沒有困難地由泵接頭流到定向閥。然而，它不允許在相反方向上流動，因此，不允許壓力在相反方向上朝向截流閥的控制入口傳遞。該單向閥自動地運行，這就是說，在泵接頭處壓力沒有了的情況下，為了對截流閥的控制入口進行必要的切斷不需要采取任何附加的措施。
最好，把單向閥設(shè)置在一由泵接頭到定向閥的管線中。因此單向閥可以實現(xiàn)兩個功能。首先，它保護截流閥的控制入口不受到壓力脈動的影響。第二，在泵接頭處壓力下降的情況下，它把通向該泵接頭的路徑關(guān)閉，從而把由計量泵傳送的流體直接供應(yīng)給轉(zhuǎn)向馬達。
在一個另外的或附加的結(jié)構(gòu)中，安全閥裝置可以有一個截流閥，它在控制入口與由泵接頭到定向閥的管線之間的一條支路管線中?？梢宰詣拥貑釉摻亓鏖y，例如，取決于可以預(yù)先選定的參數(shù)，比如車輛速度，車輛負載，或類似參數(shù)，或者，如果操作者想只用一個計量泵而不用兩個計量泵工作時，可以手動地操作它。例如在自動駕駛的工作機器的情況下，可能希望這樣的操作方法，對于這樣的情況，當在路上而不是在原地駕駛時需要不同的轉(zhuǎn)向特點。
最好，截流閥有一個滑動件，把它設(shè)置成使在控制入口中的壓力作用到其上，該滑動件有在軸向上伸展的軸向凹槽，在滑動件的一個工作位置這些凹槽把第一計量泵的接頭連接到第二計量泵的相應(yīng)接頭上，該滑動件有一個越過軸向凹槽伸展的裙部，其長度比通向第二計量泵的接頭的通道的軸向長度要大。
截流閥和滑動件的結(jié)構(gòu)已經(jīng)由上面提到的專利文件DE2228531C2知道。裙部，即越過凹槽的軸向突出部只用來關(guān)閉凹槽。然而，它太短，以至不能全部關(guān)閉通道，或更嚴格地說，不能完全關(guān)閉它們的進入容納滑動件的腔室的開口。因此，在滑動件的一個中間位置可以出現(xiàn)一個由泵接頭到罐接頭的短路，這對于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向手輪不會造成阻力增加，而是恰恰相反。在一個短時間內(nèi)，操作者轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)向手輪實際上沒有任何負載，這是因為由計量泵所傳送的流體流走，直接流到罐。這樣的短時間沒有負載對于操作者來說正像突然加負載一樣感到不舒服。
如果截流閥有一連接到罐接頭上的第二控制接頭，滑動件最好把此第二控制接頭與截流閥的所有其它接頭隔離開。在緊急操作中，第一計量泵可能不得不通過罐接頭把流體抽進。這可能產(chǎn)生在罐接頭中壓力的變化。如果由其它工作接頭流回的流體經(jīng)過罐接頭流走，特別是如果通向罐的管線不再有較長的長度時，也會有壓力的變化。如果容許在第二控制接頭與截流閥的其它接頭之間有連接，則罐管線中的壓力變化就也被傳遞到其它接頭。這就是例如按照專利文件DE2228531C2的截流閥中的情況。在那里，罐壓力的那些變化被傳遞到第二計量泵。然而，因為第二計量泵在機械上被連接到第一計量泵上，在不利的情況下，在計量泵的操作上可能也有令人不愉快的機械反饋。然而，如果滑動件把罐接頭與所有其它接頭隔離開，就可靠地防止了壓力的這種傳遞。
滑動件的裙部也最好有一個周邊的周向凹槽，在另一工作位置它把第二計量泵的所有接頭彼此連接起來。因此，消除了否則可能在第二計量泵中建立起來的液壓阻力。由尺寸減小了的第二計量泵的腔室中排出的液壓流體可以沒有困難地流進尺寸增加的腔室。這也使使用該控制裝置更令人感到愉快。
如果希望只消除某些中斷，也可以把滑動件構(gòu)造成在截流閥的其它控制入口處沒有安全閥裝置。
最好，周向凹槽與軸向凹槽之間的間隔比通道的軸向上的縱向長度稍大，此差別為十分之一毫米的量級。結(jié)果，由于把通道的開口完全蓋住而使第二計量泵被裙部在液壓上阻斷，并因此被在機械上阻斷的危險為可以忽略地小，因為第一和第二計量泵的機械連接，這可能造成整個控制單元的阻斷。即使滑動件的非常小的移動都足以消除應(yīng)該會出現(xiàn)的阻斷，這種阻斷是不適當?shù)摹?br> 在一種結(jié)構(gòu)中動態(tài)運行的負載壓力控制管線被連接到定向閥上，并把該負載壓力控制管線連接到一個被連接在一個泵之后的壓力控制裝置上，最好在負載壓力控制管線中設(shè)置一個單向閥，它在定向閥的方向上是打開的。這防止了壓力脈動被傳遞到截流閥的控制入口上。否則這些壓力脈動可能造成兩個計量泵被再次彼此連接起來，而這是應(yīng)當避免的。單向閥不會另外造成進一步的中斷，這是因為負載壓力控制管線是動態(tài)運行的，如由例如專利文件DE3814508A1已經(jīng)知道的那樣。
最好，第一計量泵的體積輸出量比可以被關(guān)閉的第二計量泵的要小。在緊急操作中只使用第一計量泵，操作者不得不進行比較大量的運動，而這些運動要求更多的力氣的耗費，還是可以接受的。由于第一計量泵有較小的體積輸出量，所以簡單的裝置就完成了這一任務(wù)。在正常操作中，兩個計量泵并聯(lián)地運行，兩個單獨的輸出量之和為所要求的體積輸出量。然而，在緊急操作中，采用了少于一半的體積輸出量。這意謂著操作者在緊急操作中使用較少的力氣。
第一計量泵的較少的體積輸出量可以簡單地通過使第一計量泵的軸向長度比第二計量泵短來實現(xiàn)。該計量泵的其它參數(shù)可以保持不變，特別是直徑和齒的數(shù)目保持不變。因此，兩個計量泵可以像以前一樣被裝在同樣的殼體中，并用一根共同的軸把它們彼此連接起來。
下面參考著一個優(yōu)選實施例與附圖結(jié)合起來解釋本發(fā)明，在圖中

圖1為控制裝置的一個示意性線路圖；以及圖2為穿過計量裝置的一個示意性截面圖。
控制裝置1有一個定向閥2，它被連接到兩個工作接頭L，R上，一個工作馬達3可以連接到這兩個接頭上。
定向閥2的另一側(cè)被連接到一個計量泵單元4上，該計量泵單元有一第一計量泵5和一第二計量泵6，它們在液壓上被并聯(lián)地連接在一起，并借助于一根共同的軸7可以使它們在機械上并聯(lián)地運行。
第一和第二計量泵5，6在液壓上被并聯(lián)地連接在一起的意思是指計量泵5的入口接頭被連接或可以被連接到第二計量泵6的相應(yīng)入口接頭上，并且，計量泵5的出口接頭被連接或可以被連接到第二計量泵6的相應(yīng)出口接頭上。計量泵單元4也有一個截流閥8，該截流閥可以切斷第一計量泵5和第二計量泵6之間的連接。在圖1中所示的位置，該連接被切斷，并且，第二計量泵6被短路，從而當旋轉(zhuǎn)軸7時只有第一計量泵5處于把液壓流體傳輸?shù)蕉ㄏ蜷y2的位置。
另外，在定向閥2朝向計量泵單元4的那一側(cè)，管線9，10也被連接到該定向閥上，這些管線分別連通到一泵接頭P和一罐接頭T上。還有，設(shè)置了一個負載壓力控制管線11，該管線通向負載壓力控制接頭LS。
泵接頭P和負載壓力控制接頭LS以已知的方式連接到一個壓力順序閥12上，一個泵13連接到該壓力順序閥的入口上。泵13由一14中抽取液壓流體，由罐接頭T伸出的一條管線通入到該罐中。把另一個只示意性地畫出的液壓工作單元15連接到該壓力順序閥12上。
把一個單向閥16設(shè)置在泵接頭P與定向閥2之間的管線9中，該閥在定向閥2的方向上是打開的。在單向閥16與泵接頭P之間的一連接點17，一根控制管線18分支到截流閥8的一控制入口19上。把一個截流閥20設(shè)置在控制管線18中，用此截流閥可以把控制管線18切斷。截流閥8的相對的那一側(cè)有一第二控制入口21，通過一第二控制管線22把該第二控制入口連接到通向罐接頭T的管線10上。在那一側(cè)，截流閥8也被一個彈簧23偏置。彈簧23把該截流閥8壓到兩個計量泵5，6彼此不連接的位置。
還有，控制裝置1也可以包括一個壓力釋放閥24，該閥把負載壓力控制管線11連接到罐管線10上。
把一個單向閥26設(shè)置在負載壓力控制管線11中，使其在通到壓力釋放閥24的一分支管線25之前方，該單向閥在定向閥2的方向上是打開的。
圖2更詳細地示出了計量泵單元4的結(jié)構(gòu)?？梢郧宄乜吹降谝挥嬃勘?和第二計量泵6，它們的每一個有各自的齒輪組件5A，5B和6A，6B。兩個齒輪組件都有相同的直徑，并相對于彼此同樣地對準。然而，齒輪組件5A，5B的軸向尺寸比第二計量泵的齒輪組件6A，6B要小。因此，第一計量泵5的輸出也比第二計量泵6的輸出要小，這就是說，對于相同的轉(zhuǎn)動角度它送出的流體比第二計量泵6要少。借助于軸27實現(xiàn)兩個齒輪組件之間的機械連接。
在圖2中在計量泵單元4的右手側(cè)示出了截流閥8?？刂乒芫€18連通到控制入口19。在控制入口19中建立起來的壓力作用一閥滑動件28的一個端表面上，該滑動件克服彈簧23的作用力而被向左推動。只以示意的形式示出了第二控制接頭21。以一種未畫出的方式把它連接到控制管線22上。
滑動件28為一側(cè)被封閉的中空圓柱體的形式。借助于一防止轉(zhuǎn)動的裝置29，使該滑動件固定成不能旋轉(zhuǎn)的，但是在它的殼體30中可以在軸向上移動。
滑動件28的外側(cè)面有幾個在圓周上伸展的和在軸向上伸展的軸向凹槽31，在朝向與滑動件28的被封閉的那一側(cè)32相對的方向的那端有一個在圓周上伸展的周向凹槽33。把周向凹槽33設(shè)置在滑動件28的被稱為裙部34的一部分中，該部分伸展到左面，離開軸向的凹槽31，并因此在軸向上越過這些凹槽伸出。
幾個通道，即，一個泵通道35和一個供應(yīng)通道37通進殼體30的內(nèi)壁；一個連接通道36把泵通道連接到第一計量泵上，而供應(yīng)通道連通到第二計量泵。由于是計量泵單元4的截面視圖，每個這些通道中只有一個是可見的。然而，這些泵通道和供應(yīng)通道35，37是在圓周方向上對于齒輪組件6A，6B和5A，5B的所有腔室都存在的。
把泵通道35連接到一個泵凹槽38上。把供應(yīng)通道37連接到一個供應(yīng)凹槽39上。當泵的壓力作用到控制入口19上時，使滑動件28克服彈簧23的作用力而移動，這就是說，在按照圖2的圖示中向左，而在按照圖1的圖示中向右，從而軸向凹槽31使泵凹槽38和供應(yīng)凹槽39彼此在液壓上連接起來。這樣就把第二計量泵6的入口和出口連接到第一計量泵的相應(yīng)入口和出口上。兩個泵5，6就并聯(lián)地工作。
如果在另一方面在控制入口19處的壓力不能大到足以克服彈簧23的作用力時，滑動件28就運動到圖2中所示的位置。在此位置，裙部34足夠大，這就是說，它在軸向上足夠長，足以把供應(yīng)凹槽39完全蓋住。這樣，對于在中空的滑動件28的里面的罐壓力就不能出現(xiàn)短路。通過周向凹槽33使所有腔室的供應(yīng)凹槽39短路，從而第二計量泵6實際上沒有任何負載，它的運行沒有任何明顯的損失。
控制裝置1的功能如下只要在泵接頭P處有泵壓力，該控制裝置就可以正常地以被并聯(lián)地連接在一起的兩個計量泵運行，截流閥20就一直不把控制管線18切斷。操作者可能希望這樣的切斷，比如，當他想使轉(zhuǎn)向更靈敏時。也可以與速度有關(guān)地控制截流閥20。只要在控制入口19處有足夠的壓力，在任何情況下，兩個計量泵5，6都被并聯(lián)地連接在一起。此二泵只用來對在泵接頭P處抽進的流體進行計量，并把流體傳送到工作馬達3，這就是說，確定這些流體的數(shù)量。
然而，如果在泵接頭P處的壓力下降，在控制入口19處的壓力相應(yīng)地下降，且滑動件28把兩個計量泵5，6之間的連接阻斷。這同時使第二計量泵6短路，并把它與罐接頭T隔離開。通過單向閥16可以可靠地使控制入口19不會受到在泵管線9中或在罐管線10中或在負載壓力控制管線中可能出現(xiàn)的所有壓力起伏或脈動的影響。不管什么樣的負載由外面或由里面作用到工作接頭L，R上和作用在連接到其上的管線上，截流閥8都保持是關(guān)閉的。
在許多方面，偏離所示出的結(jié)構(gòu)是可能的。圖中示出的截流閥8是用凸緣安裝在計量閥5，6上的。當然，可以另外把它設(shè)置在它自己的殼體中，并可以通過外部的管線把它連接到計量泵5，6上。
權(quán)利要求
1．一種液壓控制裝置，其有一個定向閥，一個計量泵單元，此單元有兩個計量泵，它們在液壓上被并連接聯(lián)在一起，并可以在機械上并聯(lián)地運行，以及一個在液壓上連接在兩個計量泵之間的截流閥，一個泵接頭和一個罐接頭，它們通過定向閥和兩個被連接到定向閥上的工作接頭被連接到計量泵單元上，一個截流閥的控制入口被連接到泵接頭上，其特征在于，在截流閥(8)的控制入口(19)與定向閥(2)之間設(shè)置一個安全閥裝置(16，20)。
2．按照權(quán)利要求1所述的控制單元，其特征在于，安全閥裝置(16，20)包括一個單向閥(16)，它在截流閥(8)的控制入口(19)的方向上是關(guān)閉的。
3．按照權(quán)利要求2所述的控制單元，其特征在于，單向閥(16)被設(shè)置在由泵接頭(P)到定向閥(2)的管線(9)中。
4．按照權(quán)利要求1至3中的任何一個所述的控制單元，其特征在于，安全閥裝置(16，20)包括一個在控制入口(19)與由泵接頭(P)到定向閥(2)的管線(9)之間的一根支路管線(18)中的一個截流閥(20)。
5．按照權(quán)利要求1至4中的任一項所述的控制單元，其特征在于，截流閥(8)有一個滑動件(28)，把它設(shè)置成使在控制入口(19)中的壓力作用到其上，該滑動件有在軸向上伸展的軸向凹槽(31)，在滑動件(28)的一個工作位置這些凹槽把第一計量泵(5)的接頭連接到第二計量泵(6)的相應(yīng)接頭上，該滑動件(28)有一個越過軸向凹槽(31)伸展的裙部(34)，其長度比通向第二計量泵(6)的接頭的通道(37)的軸向長度要大。
6．按照權(quán)利要求5所述的控制單元，其特征在于，截流閥(8)有一連接到罐接頭(T)上的第二控制接頭(21)，滑動件(28)把此第二控制接頭(21)與截流閥(8)的所有其它接頭(35，37)隔離開。
7．按照權(quán)利要求5或6所述的控制單元，其特征在于，滑動件(28)的裙部(34)有一個周邊的圓周凹槽(33)，在另一工作位置它與第二計量泵(6)的所有接頭(37)彼此連接起來。
8．按照權(quán)利要求7所述的控制單元，其特征在于，圓周凹槽(33)與軸向凹槽(31)之間的間隔比通道(37)的軸向上的縱向長度稍大。
9．按照權(quán)利要求1至8中的任一項所述的控制單元，其特征在于，動態(tài)運行的負載壓力控制管線(11)被連接到定向閥(2)上，把該負載壓力控制管線連接到一被連接在一個泵(13)之后的一個壓力控制裝置(12)上，在負載壓力控制管線(11)中設(shè)置有一個單向閥(26)，它在定向閥(2)的方向上是打開的。
10．按照權(quán)利要求1至9中的任一項所述的控制單元，其特征在于，第一計量泵(5)的體積輸出量比可以被關(guān)閉的第二計量泵(6)的要少。
11．按照權(quán)利要求10所述的控制單元，其特征在于，第一計量泵(5)的軸向長度比第二計量泵(6)的要短。
全文摘要
一種液壓控制裝置(1),它有一個定向閥(2),一個計量泵單元(4),此單元有兩個計量泵(5,6),它們在液壓上被并聯(lián)連接在一起,并可以在機械上并聯(lián)地運行,以及一個在液壓上連接在兩個計量泵(5,6)之間的載流閥(8),一個泵接頭(P)和一個罐接頭(T),它們通過定向閥和兩個被連接到定向閥(2)上的工作接頭(L,R)連接到計量泵單元(4)上一個截流閥(8)的控制入口(19)被連接到泵接頭(P)上。這樣一個控制單元被構(gòu)造成對使用者是友好的,特別是緊急操作情況下對使用者是友好的。為此目的,在截流閥(8)的控制入口(19)與定向閥(2)之間設(shè)置一個安全閥裝置(16,20)。
文檔編號B62D5/097GK1206382SQ9619431
公開日1999年1月27日 申請日期1996年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月25日
發(fā)明者P·H·H·佩德爾森, O·V·索倫森 申請人:丹福斯有限公司