專利名稱：允許能量回收的液壓傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種液壓傳動(dòng)裝置，該液壓傳動(dòng)裝置能夠驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)及制動(dòng)ー個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)元件；這些元件需要多次被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)并隨后被制動(dòng)。尤其是,本發(fā)明構(gòu)思了一種用于使多個(gè)偏心質(zhì)量體(eccentric masses)旋轉(zhuǎn)的裝置，之所以被稱為偏心質(zhì)量體是因?yàn)槠淦牡匕惭b在壓路機(jī)的壓輥(roll)的軸上。當(dāng)這些偏心質(zhì)量體被致動(dòng)而圍繞這些軸旋轉(zhuǎn)時(shí),偏心質(zhì)量體帶動(dòng)壓路機(jī)的壓棍振動(dòng)，這種振動(dòng)可以將修建中的路面壓實(shí)。所需的轉(zhuǎn)速相當(dāng)高，通常在2000 4200轉(zhuǎn)/分之間變化。為滿足壓緊質(zhì)量的要求，當(dāng)壓路機(jī)前進(jìn) 時(shí)，每米路面上受到的沖擊(對應(yīng)于偏心質(zhì)量體所執(zhí)行的旋轉(zhuǎn))要達(dá)到指定的次數(shù)。因此，根據(jù)壓路機(jī)的速度變化(特別是壓路機(jī)停機(jī))，質(zhì)量體的轉(zhuǎn)速必須能夠隨之非常快速地變化(特別是能夠非?？焖俚赝＾D(zhuǎn))。所以，在壓路機(jī)中，在加速時(shí)段，偏心質(zhì)量體必須能夠在很短的時(shí)間內(nèi)被驅(qū)動(dòng)而以高速旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)供質(zhì)量體安裝其上的壓輥振動(dòng)。此后，在停機(jī)時(shí)段，還必須能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)使這些質(zhì)量體停轉(zhuǎn)。更具體而言，本發(fā)明能夠應(yīng)用于任何必須提供交替式驅(qū)動(dòng)/或至少間歇式驅(qū)動(dòng)的靜液壓裝置，也就是說具有由多次停機(jī)(stops)分隔的多個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)段(drive period)。本發(fā)明尤其針對必須沿兩個(gè)不同方向被驅(qū)動(dòng)的裝置，例如鋸床、動(dòng)カ鏟的轉(zhuǎn)臺(tái)、執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)器的液壓驅(qū)動(dòng)、開路(open circuit)運(yùn)行,等等。
背景技術(shù)：
在壓路機(jī)中，公知的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)質(zhì)量體的方法是由包括若干液壓馬達(dá)的裝置來提供的，這些液壓馬達(dá)由泵來提供動(dòng)力。在加速時(shí)段，振動(dòng)質(zhì)量體由(ー個(gè)或多個(gè))馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在停機(jī)時(shí)段，使流體流經(jīng)(ー個(gè)或多個(gè))馬達(dá)，于是馬達(dá)作為泵運(yùn)行；以這種方式被泵送的流體被迫流經(jīng)導(dǎo)致壓頭損失(head loss)的限流部，因而以熱量的形式耗費(fèi)了能量。流體被熱交換器冷卻以避免過熱。該裝置還包括增壓泵，用以將來自非加壓貯液器的流體供給流路，同時(shí)使裝置的某些部分中保持最小壓力，從而避免空化現(xiàn)象(cavitation)的風(fēng)險(xiǎn)。這種裝置的不足之處在于，其在毎次停機(jī)時(shí)段都會(huì)以熱量的形式耗費(fèi)大量的能量，并且還必須使用較大的泵，以便確保在加速時(shí)段能夠很快加速。此外，為了利用能量效率良好的液壓裝置來驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)元件，ー個(gè)公知的方案包括具有由泵提供動(dòng)カ的一個(gè)或多個(gè)液壓馬達(dá)的裝置，泵通過閉合回路連接到馬達(dá)。通過增壓泵為閉合回路供給流體。為了節(jié)省能量，該裝置還包括加壓流體蓄能器(pressurized-fluid accumulator),其位于從閉合回路的高壓部分分出的支線上，其中能夠?qū)πD(zhuǎn)元件的動(dòng)能進(jìn)行儲(chǔ)存井隨后返還。在例如專利文獻(xiàn)EP 1433648或WO 2008/012558中披露了這種裝置。有利的是，通過作為泵來運(yùn)行的馬達(dá)，該裝置可以回收被驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)元件的旋轉(zhuǎn)能量。被回收的能量以受壓流體的形式儲(chǔ)存在蓄能器中。然而,這種裝置較為復(fù)雜,從而使其成本甚為昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供ー種液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括至少ー個(gè)液壓馬達(dá)、液壓泵和能夠儲(chǔ)存及輸送受壓流體的流體蓄能器。該裝置能夠工作在-蓄能器驅(qū)動(dòng)模式，其中，由蓄能器輸送的受壓流體被用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)；-能量回收模式， 其中，作為泵運(yùn)行的馬達(dá)輸送流體返回到蓄能器中；以及-泵驅(qū)動(dòng)模式，其中，所述馬達(dá)被由泵輸送的流體驅(qū)動(dòng)?！N能夠快速地驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)及制動(dòng)ー個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)元件的液壓傳動(dòng)裝置,該液壓傳動(dòng)裝置構(gòu)造簡単，并且能量效率較高。這ー目的是以這樣的方式來實(shí)現(xiàn)的，在該裝置中，在泵驅(qū)動(dòng)模式中，泵向馬達(dá)供給從非加壓貯液器抽取的流體，而在能量回收模式中，由從貯液器抽取流體的泵對馬達(dá)進(jìn)行供給。借助于前述兩種驅(qū)動(dòng)模式，該裝置允許驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)元件。此外，有利的是，該裝置可僅包括單個(gè)泵和單個(gè)蓄能器。該裝置因此具有較簡單的結(jié)構(gòu)。最后，通過允許在制動(dòng)期間釋放回收的能量，回收能量的可能性提供了較高的能
量效率。根據(jù)本發(fā)明的裝置還能夠被制造為僅具有單個(gè)液壓馬達(dá)和具有多個(gè)液壓馬達(dá)。然而，為簡單起見，在下文中，本發(fā)明主要被描述為該裝置看起來僅具有聯(lián)接到旋轉(zhuǎn)元件的單個(gè)馬達(dá)。然而，應(yīng)注意的是，下文的描述整體上同樣適用于根據(jù)本發(fā)明的具有若干馬達(dá)的裝置。因此，對ー個(gè)馬達(dá)的論述也涵蓋了對多個(gè)馬達(dá)的論述，乃至對“至少ー個(gè)馬達(dá)”的論述。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的裝置包括若干馬達(dá)時(shí)，這些馬達(dá)可以不同方式相連。例如，在ー個(gè)實(shí)施例中，這些馬達(dá)通過單個(gè)供給端ロ被供給，而其排放(此處指的是離開馬達(dá)的流體流)被導(dǎo)向單個(gè)排放端ロ。這些馬達(dá)尤其能夠被設(shè)置成沿線列(series line)串聯(lián)。此外，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，液壓馬達(dá)尤其可以是具有兩個(gè)主端ロ的液壓馬達(dá)，并且其中，這些端口中的流體的流通方向確定了馬達(dá)的輸出部件的旋轉(zhuǎn)方向。然而，本發(fā)明還可以利用具有兩個(gè)主端ロ的馬達(dá)來實(shí)施，但是其中，馬達(dá)的輸出部件的旋轉(zhuǎn)方向能夠獨(dú)立于其主孔口內(nèi)的流體的流通方向來確定。在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置包括限壓裝備-在泵驅(qū)動(dòng)模式中，該限壓裝備將由該泵輸送的流體的壓カ限制在第一閾值；以及-在能量回收模式中，該限壓裝備將由該泵輸送的流體的壓カ限制在第二閾值，該第二閾值低于該第一閾值。在該限壓裝備中，在泵驅(qū)動(dòng)模式中允許由泵輸送的流體的壓カ低于第一閾值的配置結(jié)構(gòu)(arrangements) —般被設(shè)置在泵的輸送端ロ(delivery port)與馬達(dá)的供給端ロ之間。特別地，這些配置結(jié)構(gòu)可由插設(shè)在泵的輸送端ロ與非加壓貯液器之間的限壓器構(gòu)成。這種限壓器被標(biāo)定至所述第一閾值，該第一閾值被設(shè)定以較高的壓力，但該壓カ仍然足夠低，以便保護(hù)泵和(ー個(gè)或多個(gè))馬達(dá)。此外，對于聯(lián)接到馬達(dá)、待被有效制動(dòng)的旋轉(zhuǎn)元件而言，限壓裝備限制馬達(dá)的供給壓力，以保持在第二閾值以下，該第二閾值被設(shè)定為低于第一閾值。第二閾值被選擇為低于馬達(dá)作為馬達(dá)運(yùn)行時(shí)的一般供給壓力。第二閾值例如可以等于50巴，乃至10巴。該限壓裝備能夠以不同方式來實(shí)施。馬達(dá)的供給壓カ可以通過插設(shè)在馬達(dá)的供給管線與非加壓貯液器之間的限壓器來加以限制。在第一實(shí)施例中，該限壓裝備包括兩個(gè)限壓器，這兩個(gè)限壓器的設(shè)定值分別對應(yīng)于第一閾值和第二閾值。應(yīng)理解的是，該裝置被設(shè)定為，依據(jù)該裝置是在泵驅(qū)動(dòng)模式中還是在能量回收模式中，使得該泵向馬達(dá)供給流體所經(jīng)過的回路的壓カ被這些限壓器中的一者或另ー者限制。在第二實(shí)施例中，在限壓器中合并有調(diào)節(jié)配置，該限壓器于是具有可調(diào)節(jié)設(shè)定。該限壓裝備于是包括ー個(gè)可變設(shè)定的限壓器，所述第一閾值和所述第二閾值對應(yīng)于所述限壓器的不同的設(shè)定。另外，該裝置可被設(shè)置為，在能量回收模式中能夠調(diào)控施加到旋轉(zhuǎn)元件上的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為此，該裝置必須包括用于在該工作模式中對供給到馬達(dá)的流體的壓カ進(jìn)行調(diào)節(jié)的裝置。實(shí)際上，通過更改該壓カ閾值，改變了由馬達(dá)傳遞的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，并因此使制動(dòng)強(qiáng)度改變。為此，該限壓裝備必須包括用于改變第二閾值的數(shù)值的配置結(jié)構(gòu)。例如限壓器(其設(shè)定壓力限定第二閾值)可以是可控制的類型。該限壓器的設(shè)定壓力于是由操作供該裝置安裝其上的機(jī)器的操作者來調(diào)節(jié)。有利地，也可以使用同樣的限壓器將由泵輸送的流體的壓カ限制為前述的第一閾值。本發(fā)明的第二個(gè)目的是提出ー種組件，該組件包括液壓傳動(dòng)裝置，該液壓傳動(dòng)裝置包括液壓馬達(dá)、液壓泵和流體蓄能器，該流體蓄能器能夠儲(chǔ)存及供給受壓流體；該裝置能夠在前述的蓄能器驅(qū)動(dòng)模式、能量回收模式和泵驅(qū)動(dòng)模式中工作；—種組件,還包括軸以及偏心地安裝在該軸上的質(zhì)量體,該質(zhì)量體能夠被驅(qū)動(dòng)而圍繞該軸旋轉(zhuǎn)，以使該軸振動(dòng)，所述至少一個(gè)馬達(dá)被聯(lián)接到所述質(zhì)量體；—種組件,該組件的液壓傳動(dòng)裝置能夠驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)或快速地制動(dòng)質(zhì)量體,并且該液壓傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)簡単，且能量效率較高。借助于該裝置采用前述類型的裝置，所以該目的得以實(shí)現(xiàn)。
在能量回收樽式中，其對于由馬汰驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)元件而言為制動(dòng)時(shí)段,由馬達(dá)輸送(由泵供給)的流體被導(dǎo)向蓄能器。該泵為馬達(dá)提供增壓，以避免任何空化現(xiàn)象。在該制動(dòng)時(shí)段，馬達(dá)作為泵運(yùn)行；被泵送的流體允許蓄能器(至少部分地)被充滿。借助于蓄能器中的壓カ升高，該能量回收模式允許有效制動(dòng)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)元件(這里可以是由馬達(dá)或不同的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的若干旋轉(zhuǎn)元件)。兩種驅(qū)動(dòng)模式提供對馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)?？傮w而言，在這些驅(qū)動(dòng)模式中，從馬達(dá)離開的流體可能通過標(biāo)定閥而被導(dǎo)向非加壓貯液器；根據(jù)本發(fā)明的裝置因而以開路方式運(yùn)行。
在泵驅(qū)動(dòng)模式中，以開路方式運(yùn)行的泵提供對馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)。一般而言，在泵驅(qū)動(dòng)模式中，流體不會(huì)被泵送返回蓄能器中，而是改道到貯液器。在蓄能器驅(qū)動(dòng)模式中，又稱作能量歸復(fù)模式，由蓄能器輸送的流體的壓カ驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
蓄能器驅(qū)動(dòng)模式用于帶動(dòng)聯(lián)接到馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)，特別是從其被停機(jī)的狀態(tài)開始旋轉(zhuǎn)。為了在根據(jù)本發(fā)明的裝置的這ー驅(qū)動(dòng)模式中驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)元件，馬達(dá)由蓄能器來供給。有利的是，蓄能器的瞬間輸送可以非常高(尤其與液壓泵相比)所以，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間小于由泵驅(qū)動(dòng)時(shí)所需的時(shí)間。為了驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)元件，優(yōu)選的是首先使用容納于蓄能器中的流體；泵被稍后啟動(dòng)，以在蓄能器排空時(shí)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。然而，可以選擇使該裝置能夠在特定的泵驅(qū)動(dòng)模式(稱作“泵和蓄能器驅(qū)動(dòng)模式”)中操作，其中，該蓄能器對所述至少ー個(gè)馬達(dá)進(jìn)行供給，作為對由泵提供的供給的補(bǔ)充。當(dāng)該裝置處于泵和蓄能器驅(qū)動(dòng)模式中時(shí)，通常泵的輸送端口和蓄能器的端ロ被連接到馬達(dá)的供給端ロ ；并且馬達(dá)的排放端ロ被連接到非加壓貯液器。在這種情況下，馬達(dá)被同時(shí)連接到蓄能器和泵，使得由蓄能器或泵中的壓カ更高者作為供給源來向馬達(dá)供給流體。這種使用來自蓄能器的流體的工作模式僅是暫時(shí)的。在穩(wěn)態(tài)的運(yùn)行中，該裝置通常在泵驅(qū)動(dòng)模式中工作，稱為“僅泵驅(qū)動(dòng)模式”，其中馬達(dá)僅由泵來供給，而不會(huì)從蓄能器接納流體。為此，該裝置優(yōu)選地設(shè)置為，在泵驅(qū)動(dòng)模式中-泵的輸送端ロ被連接到所述至少一個(gè)馬達(dá)的供給端ロ；另外-所述至少一個(gè)馬達(dá)的排放端ロ被連接到非加壓貯液器。所以，在該驅(qū)動(dòng)模式中，馬達(dá)的供給流體和排放流體分別行進(jìn)的回路被區(qū)分開。無論馬達(dá)的供給流體的流體源是哪ー種，為了使驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)元件造成的能耗最小化，在可能的情況下應(yīng)優(yōu)先地采取蓄能器驅(qū)動(dòng)模式。為此，該裝置還可包括控制單元，該控制単元被設(shè)置為，當(dāng)所述至少ー個(gè)馬達(dá)必須被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果蓄能器中的壓カ大于預(yù)定的閾值，則將該裝置置于蓄能器驅(qū)動(dòng)模式。所以，從該時(shí)刻開始，所用的能量是儲(chǔ)存在蓄能器中的能量，其優(yōu)先于所有其它因素(或至多同時(shí)地)來驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。該控制単元可以是電子式或機(jī)電式。尤其可以借助于專門連接泵、馬達(dá)和蓄能器的管和閥的適當(dāng)配置來實(shí)施先前提及的不同的工作模式。該裝置尤其可包括蓄能器充液閥，該蓄能器充液閥包括第一上游端ロ，連接到所述馬達(dá)的排放端ロ ；以及第一下游端ロ，連接到蓄能器，并且蓄能器充液閥具有第一位置和第二位置，在這兩個(gè)位置中，蓄能器充液閥允許分別將馬達(dá)的排放端ロ連接到蓄能器以及將馬達(dá)的排放端ロ與蓄能器隔離。特別地，位于第一下游端ロ與蓄能器之間的連接可以具有單向閥，該單向閥允許流體僅朝向蓄能器流動(dòng)。在前述和下文的限定中，術(shù)語“上游端ロ ”和“下游端ロ ”僅指在閥中的ー種可能的流體方向，其通常但非必須地是指優(yōu)選的方向。另外，措辭“連接到排放端ロ ”或“連接到蓄能器”是表示流體關(guān)系或連接是形成在該裝置的合適的工作模式中，但并非永久不變的。在下文中繼續(xù)采用同樣的約定。充液閥的第一位置在能量回收模式中可以將從馬達(dá)離開的流體導(dǎo)向蓄能器，并進(jìn)而充入蓄能器。特別地，充液閥可以是四通閥，其另外具有第二上游端ロ，連接到該馬達(dá)的供給端ロ，以及第二下游端ロ，該裝置允許該第二下游端ロ被連接到泵的輸送端ロ或連接到非加壓貯液器；在充液閥的第一位置中，第一上游端ロ被連接到第一下游端ロ，第二上游端ロ被連接到第二下游端ロ ；而在充液閥的第二位置中，第一上游端ロ被連接到第二下游端ロ，第二上游端ロ被連接到第一下游端ロ。借助于這種配置，充液閥能夠?qū)脑擇R達(dá)排出的流體導(dǎo)向蓄能器(適于能量回收模式)或 導(dǎo)向貯液器(當(dāng)蓄能器被充滿時(shí))；還可以允許由泵輸送的流體被引向馬達(dá)供給，同時(shí)將從馬達(dá)離開的流體改道到蓄能器。當(dāng)該裝置處于能量回收模式時(shí)可采用后ー種可能性。特別地，蓄能器驅(qū)動(dòng)模式可以通過使用專用的閥來實(shí)施。所以，該裝置可包括蓄能器排液閥，該蓄能器排液閥設(shè)有上游端ロ，該裝置允許上游端ロ被連接到蓄能器，以及下游端ロ，該裝置允許下游端ロ被連接到馬達(dá)的供給端ロ，并且蓄能器排液閥具有第一位置和第二位置，在這兩個(gè)位置中，蓄能器排液閥能夠分別使其兩個(gè)端ロ隔離或連接。為安全起見，可在排液閥與馬達(dá)供給管之間設(shè)置單向閥，該單向閥允許流體僅朝向該馬達(dá)流動(dòng)。這種閥旨在，如果泵與連接到馬達(dá)的供給端ロ的蓄能器并聯(lián)，防止任何流體從泵流向蓄能器。當(dāng)蓄能器為空的或變空時(shí)，馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)必須主要由泵來提供。為此，通常優(yōu)選的是，該裝置在泵驅(qū)動(dòng)模式中操作，在該模式中，供給馬達(dá)的流體僅由泵輸送，或者可以同時(shí)由泵和蓄能器輸送。該裝置的操作，特別是能量回收模式和泵驅(qū)動(dòng)模式(補(bǔ)充或不補(bǔ)充蓄能器)的操作，可以尤其通過在該裝置中設(shè)置四通閥來實(shí)現(xiàn)，該四通閥具有-第一上游端ロ，連接到泵的輸送端ロ；-第二上游端ロ，連接到非加壓貯液器；-第一下游端ロ，該裝置允許第一下游端ロ被連接到馬達(dá)的供給端ロ；-第二下游端ロ，該裝置允許第二下游端ロ被連接到馬達(dá)的排放端ロ；-第一位置，在第一位置中，第一上游端ロ被連接到第一下游端ロ，而第二上游端ロ被連接到第二下游端ロ；-第二位置，在第二位置中，第一上游端ロ被連接到第二下游端ロ，而第一下游端口和第二下游端ロ被隔離。在一個(gè)實(shí)施例中，第一位置可以是供給位置，其能夠在蓄能器驅(qū)動(dòng)模式和/或泵驅(qū)動(dòng)模式中使用，而第二位置可以是隔離位置，能夠用于隔離泵和馬達(dá)。在一個(gè)實(shí)施例中，泵閥可被設(shè)置為還具有第三位置，在第三位置中，第一上游端ロ被連接到第二下游端ロ，而第二上游端ロ被連接到第一下游端ロ。第三位置尤其可用于將從泵離開的流體導(dǎo)向ー個(gè)管，該管中的壓カ受到連接于非加壓貯液器的限壓器限定，且特別地，該管將排液閥的第二下游端ロ連接到非加壓貯液器。在后一種情況下，泵閥的第二下游端ロ被連接到充液閥的第二下游端ロ ；該裝置于是優(yōu)選地還包括控制單元，該控制単元被設(shè)置為在能量回收模式中將泵閥置于第三位置，而將排液閥置于第一位置。
如前文所述，根據(jù)本發(fā)明的該裝置可包括若干馬達(dá)。這些馬達(dá)可以多種方式被包括在內(nèi)。 在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置包括至少兩個(gè)馬達(dá)以及回路結(jié)構(gòu)(circuitarrangement),這些回路結(jié)構(gòu)能夠使流體流過或不流過所述至少兩個(gè)馬達(dá),使得在該裝置的ー種配置中，在蓄能器驅(qū)動(dòng)模式中，受壓流體除了驅(qū)動(dòng)第一馬達(dá)旋轉(zhuǎn)之外，還驅(qū)動(dòng)至少ー個(gè)第二馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，而在能量回收模式中，第一馬達(dá)和第二馬達(dá)被供給，并且從第一馬達(dá)和第ニ馬達(dá)離開的流體被注入蓄能器。這些回路結(jié)構(gòu)尤其可包括回路、閥和(在可能的情況下)控制單元。該回路裝置例如可包括多個(gè)閥，這些閥允許將第一和或第二馬達(dá)彼此獨(dú)立地插設(shè)到ー個(gè)串聯(lián)管線上。所以，根據(jù)是將第一馬達(dá)還是將第二馬達(dá)、或者是將兩個(gè)馬達(dá)插設(shè)在串聯(lián)管線上，該裝置可被置于不同的配置中。當(dāng)單個(gè)馬達(dá)被插設(shè)在串聯(lián)管線上時(shí)，其可被當(dāng)作前述的“該馬達(dá)”。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)馬達(dá)(此處稱作“插設(shè)的馬達(dá)”)被插設(shè)在串聯(lián)管線上時(shí)，該裝置以下列方式運(yùn)行-在蓄能器驅(qū)動(dòng)模式(C)中，流過所述串聯(lián)管線的受壓流體驅(qū)動(dòng)所有插設(shè)的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)；以及-在能量回收模式中，流過所述串聯(lián)管線的受壓流體經(jīng)過所有插設(shè)的馬達(dá)，從而被注入蓄能器，不同的插設(shè)的馬達(dá)于是作為泵來運(yùn)行。


通過閱讀以下作為非限定性示例闡示的實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明將得到良好地理解，并且其優(yōu)點(diǎn)也將得以更清晰地展示。該說明參照附圖，其中，圖I、圖2和圖3示出了本發(fā)明的三個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將結(jié)合圖I描述第一實(shí)施例中的根據(jù)本發(fā)明的液壓傳動(dòng)裝置10。裝置10是用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)偏心質(zhì)量體12和14的裝置。這些偏心質(zhì)量體或“振動(dòng)質(zhì)量體”被附連到分別設(shè)置于壓路機(jī)(圖未示)的前部和后部的兩個(gè)壓輥的內(nèi)部。這些偏心質(zhì)量體分別偏心地附連到兩個(gè)壓輥的軸11和13，從而當(dāng)偏心質(zhì)量體被致動(dòng)而圍繞軸11和13旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠帶動(dòng)壓棍振動(dòng)。與軸11、13以及質(zhì)量體12、14相連的裝置10構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的組件I。裝置10包括兩個(gè)徑向活塞液壓馬達(dá)16和18 ；ー個(gè)液壓泵20 ；流體蓄能器22，其能夠儲(chǔ)存及輸送受壓流體；以及控制單元11，其對裝置10的不同的閥進(jìn)行致動(dòng)。為了不使附圖內(nèi)容過雜，從回路的不同的閥及壓力傳感器Pl (其將在隨后描述)到控制單元11的信息傳輸連接未在圖中示出。泵20由壓路機(jī)的熱カ發(fā)動(dòng)機(jī)26 (柴油機(jī))的第一輸出軸24驅(qū)動(dòng)。泵20在運(yùn)行當(dāng)中始終由發(fā)動(dòng)機(jī)26驅(qū)動(dòng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)26還通過第二輸出軸28驅(qū)動(dòng)變?nèi)菔奖?0。該泵30用于驅(qū)動(dòng)壓輥，而泵20用于驅(qū)動(dòng)容置在壓輥中的質(zhì)量體12和14。泵30從非加壓貯液器31泵送流體。裝置10還包括泵閥32，蓄能器充液閥34，蓄能器排液閥36，兩個(gè)馬達(dá)閥15和17，其分別與馬達(dá)16和18相連。泵閥32是三位四通閥，其具有-第一上游端ロA，通過管38與泵20的輸送端ロ 200連接；-第二上游端ロB，通過管42連接到非加壓貯液器40 (貯液器40可以與貯液器31相同)；-第一下游端ロC，通過管44連接到閥15的第一端ロ A ；-第二下游端ロD，在結(jié)合點(diǎn)Tl處連接到管46 (稍后將描述)。閥32具有第一位置I，在該位置中，第一上游端ロ A連接到第一下游端ロ C，而第ニ上游端ロ B連接到第二下游端ロ D ;第二位置II，在該位置中，第一上游端ロ A連接到第ニ上游端ロ B，而第一下游端ロ C和第二下游端ロ D被隔離；以及第三位置III，在該位置中，第一上游端ロ A連接到第二下游端ロ D，而第二上游端ロ B連接到第一下游端ロ C。閥32是電磁閥，在第一和第三位置中其滑動(dòng)部(slide)由兩個(gè)螺線管48、50控制，而且該滑動(dòng)部通過兩個(gè)相對的復(fù)位彈簧52、54返回到第二位置。單向閥56插設(shè)在管44上，并允許流體僅能夠朝向閥15流動(dòng)。限壓器58設(shè)置在管38與管42之間，以防止管38中的壓カ升得過高。該限壓器58被標(biāo)定為較高的數(shù)值，該數(shù)值被稱作第一設(shè)定閾值。該第一設(shè)定壓力閾值是可能會(huì)承受該壓力的不同的液壓部件(即，泵20和馬達(dá)16、18)所能容許的最大壓力。選擇高的第一設(shè)定閾值允許泵20在這種升高的壓カ下向馬達(dá)16和18供給流體，由此允許將較高的動(dòng)カ傳遞到馬達(dá)。蓄能器充液閥34是二位四通閥，其具有-第一上游端ロA，通過管60連接到閥17的端ロ D，該端ロ D被稱作第四端ロ ；-第二上游端ロB，通過管62在結(jié)合點(diǎn)T2處連接到管44 ；-第一下游端ロC，通過管64連接到蓄能器；-第二下游端ロD，通過前述的管46連接到貯液器40。單向閥66插設(shè)在管62上，并允許流體僅能夠朝向管44流動(dòng)。管62與管44之間的結(jié)合點(diǎn)T2位于閥15的端ロ A與止回閥56之間。單向閥68插設(shè)在管64上，并允許流體僅能夠朝向蓄能器22流動(dòng)。標(biāo)定的單向閥69插設(shè)在管46上，并允許流體僅能夠朝向貯液器40流動(dòng)。閥69的設(shè)定被調(diào)整為ー閾值(第二設(shè)定閾值)，該閾值為3至5巴。充液閥34具有兩個(gè)位置。在第一位置I中，第一上游端ロ A連接到第一下游端ロC，第二上游端ロ B連接到第二下游端ロ D ;而在第二位置中，第一上游端ロ A連接到第二下游端ロ D，第二上游端ロ B連接到第一下游端ロ C。閥34是由螺線管70控制的電磁閥。在缺省狀態(tài)下，閥34通過復(fù)位裝置72返回其第二位置II。
閥15和17是相同的閥。因此，以下僅詳細(xì)描述閥15。閥15是三位四通閥。其具有-第一端ロA，通過管44連接到閥32的端ロ C，如圖所示；-第二端ロB，連接到馬達(dá)16的供給端ロ ；-第三端ロC，連接到馬達(dá)16的排放端ロ ；-第四端ロD，通過管74連接到閥17的第一端ロ A。馬達(dá)閥15具有三個(gè)位置。在第一位置I中，第一端ロ A連接到第二端ロ B，第三端ロ C連接到第四端ロ D ;閥15允許馬達(dá)16中的流體能夠沿著供給馬達(dá)16的第一方向在管44的端部(位于朝向閥15的ー側(cè))與管74之間經(jīng)過。在第二位置II中，閥15的四個(gè)端ロ被連接閥15于是構(gòu)成馬達(dá)16的旁路。在第三位置III (該位置是可選的)中，第一端ロ A連接到第三端ロ C，第二端ロ B連接到第四端ロ D :閥15于是使馬達(dá)16沿著與第一方向相反的第二供給方向插設(shè)在管44的端部(位于朝向閥15的ー側(cè))與管74之間。閥15是由兩個(gè)螺線管76和76’控制的電磁閥。閥15包括復(fù)位裝置78和78’，在缺省狀態(tài)下，這些復(fù)位裝置將該閥置于第二位置II (繞過馬達(dá)16的位置)中。至于閥17，其第二端ロ B和第三端ロ C分別連接到馬達(dá)18的供給端口和排放端ロ。其端ロ A連接到管74。其端ロ D如上所述地連接到充液閥34的端ロ A。因此，應(yīng)理解的是，閥15和17允許馬達(dá)16和18中的任一者能夠自由地插設(shè)在前述的管44的端部與管60之間，乃至允許兩個(gè)馬達(dá)串聯(lián)。管74因此相當(dāng)于前述的“串聯(lián)管線，，蓄能器排液閥36是二位二通閥。其包括上游端ロ A，在結(jié)合點(diǎn)T4處連接到管64 ；下游端ロ B，通過管80在結(jié)合點(diǎn)T3處連接到管44。在第一位置I中，閥36使端ロ A與B隔離；與之相反，在第二位置II中，閥36使端ロ A與B連接。結(jié)合點(diǎn)T3位于結(jié)合點(diǎn)T2與閥15的端ロ A之間。單向閥82插設(shè)在管80上，并允許流體僅能夠朝向管44流動(dòng)。結(jié)合點(diǎn)T4位于蓄能器22與單向閥68之間。閥36是由螺線管84控制的電磁閥。其包括復(fù)位裝置86，在缺省狀態(tài)下，所述復(fù)位裝置將該閥置于第一位置。壓カ傳感器Pl經(jīng)由管88在結(jié)合點(diǎn)T4處連接到管64。該壓カ傳感器將有關(guān)蓄能器22中的壓カ的信息提供給控制單元11。最后，限壓器90和手動(dòng)泄壓閥92連接到管88 :如果蓄能器22中的壓カ過高，則限壓器90允許流體從蓄能器22 (經(jīng)由管64和88)排放到貯液器94。閥92允許在需要時(shí)使蓄能器能夠被沖洗?，F(xiàn)在將描述裝置10的操作。該操作由電子控制單元11來控制。事實(shí)上，裝置10的不同的電磁閥15、17、32、34、36都由控制單元11來控制，并且壓力傳感器Pl連接到控制單元11?？刂茊卧軌?qū)⑾到y(tǒng)置于以下工作模式中的任一種模式
隔離模式，其中，上述馬達(dá)不被驅(qū)動(dòng)，并且由泵20輸送的流體被直接導(dǎo)向貯液器40 ；
三種驅(qū)動(dòng)模式，其中，這些馬達(dá)被驅(qū)動(dòng)-第一蓄能器驅(qū)動(dòng)模式，其中，向這些馬達(dá)供給的流體僅由蓄能器提供；-由蓄能器和泵驅(qū)動(dòng)的第二模式，其中，向這些馬達(dá)供給的流體由蓄能器和泵提供；-泵驅(qū)動(dòng)模式，其中，向這些馬達(dá)供給的流體僅由泵提供；能量回收模式，其中，這些馬達(dá)被制動(dòng)，由這些馬達(dá)泵送的流體被導(dǎo)向蓄能器。在上述不同模式中，盡管提到的是“這些馬達(dá)”，但是當(dāng)使用單個(gè)馬達(dá)時(shí)，借助于閥15和17也能夠?qū)嵤┻@些模式，這些閥允許馬達(dá)16和18中的一者和/或另ー者能夠自由地連接到管74。與裝置10的不同工作模式相對應(yīng)的閥的位置如下
權(quán)利要求
1.一種液壓傳動(dòng)裝置(10，110)，包括: 至少一個(gè)液壓馬達(dá)(16，18)； 液壓泵(20)； 流體蓄能器(22)，其能夠儲(chǔ)存及輸送受壓流體； 該裝置能夠工作在 -蓄能器驅(qū)動(dòng)模式，其中，由該蓄能器輸送的受壓流體被用于驅(qū)動(dòng)該馬達(dá)旋轉(zhuǎn)； -能量回收模式，其中，作為泵運(yùn)行的該馬達(dá)將流體輸送到該蓄能器中； -泵驅(qū)動(dòng)模式，其中該馬達(dá)被由該泵輸送的流體驅(qū)動(dòng)； 該裝置的特征在于 -在泵驅(qū)動(dòng)模式中，該泵將從非加壓貯液器抽取的流體供給該馬達(dá)；以及 -在能量回收模式中，由從所述貯液器抽取流體的泵對該馬達(dá)進(jìn)行供給。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，在被稱作僅由泵驅(qū)動(dòng)的泵驅(qū)動(dòng)模式中，該馬達(dá)僅由該泵進(jìn)行供給，而不從該蓄能器接收流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，該裝置被設(shè)置為，在泵驅(qū)動(dòng)模式中 -該泵的輸送端口被連接到該馬達(dá)的供給端口 ；而且 -該馬達(dá)的排放端口被連接到非加壓貯液器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，該裝置具有被稱作“泵和蓄能器驅(qū)動(dòng)模式”的特定的泵驅(qū)動(dòng)模式，其中該蓄能器對該馬達(dá)進(jìn)行供給，以補(bǔ)充由該泵所提供的供給。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，在泵和蓄能器驅(qū)動(dòng)模式中 該泵的輸送端口和該蓄能器的端口被連接到馬達(dá)的供給端口 ；以及 該馬達(dá)的排放端口被連接到非加壓貯液器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，還另外包括限壓裝備 -在泵驅(qū)動(dòng)模式中，該限壓裝備將由該泵輸送的流體的壓力限制在第一閾值；以及-在能量回收模式中，該限壓裝備將由該泵輸送的流體的壓力限制在第二閾值，該第二閾值低于該第一閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，該限壓裝備包括 -具有可變設(shè)定值的限壓器，所述第一閾值和所述第二閾值對應(yīng)于所述限壓器的不同的設(shè)定值，或者， -兩個(gè)限壓器，兩者的標(biāo)定值分別對應(yīng)于所述第一閾值和所述第二閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，還包括蓄能器充液閥(34)，該蓄能器充液閥設(shè)有第一上游端口(A)，連接到該馬達(dá)的排放端口 ；以及第一下游端口(C)，連接到該蓄能器，并且該蓄能器充液閥具有第一位置(I)和第二位置(II)，其中該蓄能器充液閥分別用于將該馬達(dá)的排放端口連接到該蓄能器以及將該馬達(dá)的排放端口與該蓄能器隔離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述充液閥(34)是四通閥，另外具有第二上游端口(B)，連接到該馬達(dá)的供給端口 ；以及第二下游端口(D)，該裝置允許該第二下游端口被連接到該泵的輸送端口或被連接到非加壓貯液器；在該充液閥的第一位置中，該第一上游端口被連接到該第一下游端口，且該第二上游端口被連接到該第二下游端口 ；在該充液閥的第二位置中，該第一上游端口被連接到該第二下游端口，且該第二上游端口被連接到該第一下游端口。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，還包括蓄能器排液閥(36)，該蓄能器排液閥設(shè)有上游端口(A)，該裝置允許該上游端口被連接到該蓄能器；以及下游端口(B)，該裝置允許該下游端口被連接到該馬達(dá)的供給端口，并且該蓄能器排液閥具有第一位置(I)和第二位置(II)，其中該蓄能器排液閥能夠分別使其兩個(gè)端口隔離或連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，還包括四通泵閥(32)，其具有 -第一上游端口(A)，連接到該泵的輸送端口 ； -第二上游端口(B)，連接到非加壓貯液器； -第一下游端口(C)，該裝置允許該第一下游端口被連接到該馬達(dá)的供給端口 ； -第二下游端口(D)，該裝置允許該第二下游端口被連接到該馬達(dá)的排放端口 ； -第一位置(I)，其中該第一上游端口被連接到該第一下游端口，且該第二上游端口被連接到第二下游端口； -第二位置(II)，其中該第一上游端口被連接到該第二上游端口，且該第一下游端口和該第二下游端口被隔離。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，該泵閥還具有第三位置(III)，其中該第一上游端口被連接到該第二下游端口，且該第二上游端口被連接到該第一下游端口。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，還包括蓄能器排液閥(36)，該蓄能器排液閥設(shè)有上游端口(A)，該裝置允許該上游端口被連接到該蓄能器；以及下游端口(B)，該裝置允許該下游端口被連接到該馬達(dá)的供給端口，并且該蓄能器排液閥具有第一位置(I)和第二位置(II)，其中，該蓄能器排液閥允許分別使其兩個(gè)端口隔離或連接，并且其中，該泵閥(32)的第二下游端口(D)被連接到該充液閥(34)的第二下游端口(D);該裝置還包括控制單元，該控制單元被設(shè)置為能夠在能量回收模式中將該泵閥置于第三位置(III)，并將該排液閥置于第一位置(I)。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，包括至少兩個(gè)馬達(dá)(16，18)以及回路結(jié)構(gòu)(62，44，74，60，15，17)，所述回路結(jié)構(gòu)能夠使流體流經(jīng)或不流經(jīng)所述至少兩個(gè)馬達(dá)，使得在該裝置的一種配置中，在蓄能器驅(qū)動(dòng)模式中，受壓流體除了驅(qū)動(dòng)第一馬達(dá)旋轉(zhuǎn)之外，還驅(qū)動(dòng)至少第二馬達(dá)旋轉(zhuǎn)；而在能量回收模式中，所述第一馬達(dá)和所述第二馬達(dá)被供給，并且從所述第一馬達(dá)和所述第二馬達(dá)離開的流體被注入該蓄能器。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，還包括控制單元(11)，該控制單元被設(shè)置為當(dāng)所述馬達(dá)將被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果該蓄能器中的壓力(Pl)大于預(yù)定的閾值，則將該裝置置于蓄能器驅(qū)動(dòng)模式。
16.一種組件(I)，包括根據(jù)權(quán)利要求I至15中任一項(xiàng)所述的裝置(10，110);軸(11，13)；以及偏心地安裝在該軸上的質(zhì)量體(12，14)，該質(zhì)量體能夠被驅(qū)動(dòng)而圍繞該軸旋轉(zhuǎn)，以便帶動(dòng)該軸振動(dòng)，所述馬達(dá)被聯(lián)接到所述質(zhì)量體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種允許能量回收的液壓傳動(dòng)裝置(10，110)，該液壓傳動(dòng)裝置包括液壓馬達(dá)(16，18)、液壓泵(20)、流體蓄能器(22)。該裝置具有蓄能器驅(qū)動(dòng)模式、能量回收模式和泵驅(qū)動(dòng)模式。在泵驅(qū)動(dòng)模式中，泵向馬達(dá)供給從非加壓貯液器抽取的流體，而在能量回收模式中，由從貯液器抽取流體的泵對馬達(dá)進(jìn)行供給。本發(fā)明還公開了一種組件(1)，該組件包括如上文所限定的裝置(10，110)、軸(11，13)和偏心地安裝在該軸上的質(zhì)量體(12、14)。
文檔編號F15B1/02GK102619818SQ201210025010
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者讓·赫倫 申請人:波克蘭液壓工業(yè)設(shè)備公司