CN106460874A - 液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压系统(1)，其具有至少一个液压机器(4)，该液压机器具有带低压存储器(10)的低压侧(5)和带高压存储器(8)的高压侧(6)。为了简化该液压系统的运行，箱(14)与该液压系统(1；21；31；41；51)能连接，以便给液压系统(1)排气和/或以便补偿液压介质损失。

Description

液压系统

技术领域

本发明涉及一种液压系统，其具有至少一个液压机器，所述液压机器具有带低压存储器的低压侧和带高压存储器的高压侧。本发明还涉及一种具有这种液压系统的液压驱动装置。本发明也还涉及一种用于运行这种液压系统的方法。

背景技术

由德国公开文献DE 10 2011 002 967 A1已知一种用于机动车的混合驱动装置，其中，液压驱动的能量转换器和以可燃气体驱动的能量转换器共同起作用。

发明内容

本发明的任务在于，简化液压系统的运行，该液压系统具有至少一个液压机器，所述液压机器具有带低压存储器的低压侧和带高压存储器的高压侧。

液压系统具有至少一个液压机器，所述液压机器具有带低压存储器的低压侧和带高压存储器的高压侧，在该液压系统的情况下所述任务通过与该液压系统能连接的箱解决，以给该液压系统排气和/或以补偿液压介质损失。所述液压机器优选涉及挤压机器，例如轴向活塞机器。所述液压机器在第一流动方向上、优选从低压侧到高压侧能作为液压泵运行。而在第二流动方向上、优选从高压侧到低压侧，所述液压机器能作为液压马达运行。具有低压侧和高压侧的所述液压系统与液压机器和所述两个液压存储器构成闭环的液压系统。通过附加的箱使得能简单地实现与周围环境的压力补偿。所述箱优选涉及包含液压介质的液压容器，所述液压介质被加载以周围环境压力。液压系统的低压侧上的低压大于周围环境压力。液压系统的高压侧上的高压显著地大于低压侧上的低压。通过附接到液压系统上的箱，可简单地将存在于液压系统中的气体导出到周围环境中。还可通过附接到液压系统上的箱实施体积补偿。在体积补偿时将液压介质从箱补充到液压系统中。通过附加的箱可改善作为泵来运行的液压机器的抽吸特性。由此改善所述液压机器在低温和相应的液压介质高粘度的情况下的运行。

所述液压系统的一种优选实施例的特征在于，所述液压系统和所述箱之间的连接部位布置在低压侧的就重力而言最高的部位处。在所述连接部位上例如有液压管路附接到低压侧上。该液压管路使低压侧与所述箱连接。在液压系统的运行中可能出现不希望的气体泄露。当低压存储器实施为气囊式存储器时，这种气体泄露例如由于可渗透的橡胶气囊引起。当低压存储器实施为活塞存储器时，可能在活塞存储器的活塞环上发生泄露。气体泄露可能既在低压存储器上发生也在高压存储器发生。由于所述气体泄露而到达液压系统中的气体有利地根据需要而被导出到周围环境中。导出到周围环境中的气体体积和可能随导出的气体体积馈出的液压介质必须被补偿，以使液压系统的液压介质体积保持恒定。因为所述气体比所述液压介质轻，所以气体泄露与从高压侧到低压侧的压降结合而在低压存储器的最高点积聚。经由低压侧的最高部位可通过简单的方式特别有效地导出气体泄露。经由所述连接部位可通过简单的方式根据需要地或以规律的时间间隔地将包含气体泄露的液压介质体积导出到箱中。从箱又将所述气体，例如经由气体能透过的膜片导出到周围环境中。而排过气的液压介质则可根据需要或以规律的时间间隔从所述箱又被泵送到液压系统中，直至所述泄露被补偿。所述液压介质例如涉及液压油，所述液压油也简称为油。

所述液压系统的另一优选实施例的特征在于，所述液压系统和所述箱之间的连接部包括阀或气体能透过的膜片。通过所述阀可简单地实现双重功能。在双重功能的范畴内，通过所述阀既可实施所述液压系统的排气也可实施液压介质损失补偿。通过气体能透过的膜片，有利地可在没有附加的切换过程的情况下实施给所述液压系统排气。有利地仅需经由所述阀或所述气体能透过的膜片从低压存储器的最高部位或者说最高点导出液压系统的液压介质总体积的一小部分，因为低压存储器的气体损失涉及一个进行得非常缓慢的过程。因此不必给液压系统的整个液压介质体积排气。

所述液压系统的另一优选实施例的特征在于，所述液压系统和所述箱之间的连接部附加地包括液压阻力装置。所述液压阻力装置例如涉及节流部位。通过该液压阻力装置可使经由连接部位导出的液压介质体积流保持小。这提供以下优点：可更好地控制排气过程和/或液压介质损失补偿过程。

所述液压系统的另一优选实施例的特征在于，所述液压系统包括附加的输送装置，以便在有需要时将液压介质从所述箱输送到所述液压系统中。所述附加的输送装置有利地附接到所述液压系统的低压侧上。替代地可使用存在于所述液压系统中的液压机器，以在有需要时将液压介质从所述箱输送到所述液压系统中。为了该目的，可将所述液压机器用作液压泵。

所述液压系统的另一优选实施例的特征在于，所述附加的输送装置通过所述液压系统的高压来驱动。所述附加的输送装置例如涉及液压泵。将液压介质从所述箱泵入到所述液压系统中例如通过活塞来实现，该活塞从所述箱抽吸液压介质并且在每个活塞行程将一定量的液压介质泵入到所述液压系统中。所述活塞例如可经由合适的阀装置由所述液压系统的高压驱动。所述活塞也可被自动地驱动，例如通过机动车中提供的过压或负压。所述活塞有利地配属有复位弹簧。根据另一实施方案变型，所述附加的输送装置被机电地驱动。根据另一实施方案变型，所述附加的输送装置被纯机械地驱动。

所述液压系统的另一优选实施例的特征在于，所述箱为了排气和/或压力补偿而与周围环境能连接。通过通向周围环境的连接部，可根据需要为了排气和/或压力补偿而打开闭环的液压系统。

所述液压系统的另一优选实施例的特征在于，通向周围环境的连接部包括气体能透过的膜片。这提供以下优点：在排气时没有任何液压介质从所述箱到达周围环境中。

所述液压系统的另一优选实施例的特征在于，通向周围环境的连接部附加地包括液压阻力装置。所述液压阻力装置例如涉及节流部。通过该节流部可使流出的体积流保持小。

本发明还涉及用于前述液压系统的箱、阀、气体能透过的膜片、附加的输送装置和/或液压阻力装置。提到的这些部件可单独出售。

本发明还涉及具有前述液压系统的液压驱动装置。所述液压驱动装置例如是机动车液压驱动系的一部分。所述液压驱动装置特别有利地涉及液压混合驱动装置，该液压混合驱动装置例如包括内燃机作为初级驱动装置，内燃机也称为内燃发动机。所述液压系统的液压机器则构成液压混合驱动装置的次级驱动装置。在该情况下，所述液压系统有利地包括至少一个另外的液压机器。

本发明还涉及一种用于运行前述液压系统的方法，所述液压系统尤其处于前述液压驱动装置中。本发明总体上提供以下优点：与在传统液压系统的运行中相比，在所述液压系统的运行中需要的附加的液压介质较少。由此可使附加的箱的容积保持小，这有利于所需的安装空间和装备有所述液压系统的驱动装置的总重量。由闭环的液压系统可简单地符合目的地取出限定量的液压介质和/或从所述箱给所述液压系统供应限定量的液压介质。这提供以下优点，可取消对液压系统的持续扫气。此外，被压力补偿的箱有利地能够不必接收所存储的全部量的液压介质。通过所述附加的箱，使得能以简单的方式将液压介质补充到除此之外闭环的液压系统中。此外，通过所述箱使得能目检液压系统中的液压介质量。通过该目检可快速且简单地识别不希望的泄露。

所述方法的一种优选实施例的特征在于，为了排气而使所述液压系统与所述箱连接，该箱又与周围环境连接。由此可简单地根据需要移除不希望的气体泄露。

所述方法的另一优选实施例的特征在于，通过作为泵来运行的液压机器根据需要地将液压介质从所述箱供应给所述液压系统。所述液压介质也可经由实施所述排气的连接部位被供应。

所述方法的一种优选实施例的特征在于，通过一个附加的输送装置或者所述附加的输送装置根据需要地将液压介质从所述箱供应给所述液压系统。所述箱中的液压介质通过所述附加的输送装置供应给所述液压系统，但优选并不经由实施所述排气的连接部位来供应。

本发明的其他优点、特征和细节由后面的说明书得到，在其中参照附图详细描述不同的实施例。

附图说明

附图示出：

图1根据本发明的液压系统的液压线路图，所述液压系统具有箱，该箱可经由阀或经由气体能透过的膜片与所述液压系统的低压侧连接；

图2与图1类似的液压线路图，在低压侧和所述箱之间带有附加的阀；

图3与图1和图2类似的液压线路图，在所述箱和液压系统的低压侧之间带有附加的输送装置；

图4与图3类似的液压线路图，带有用于所述附加的输送装置的不同驱动可能性；

图5与图3和图4类似的液压线路图，其中，所述附加的输送装置包括具有活塞的液压缸；以及

图6-8三种不同的实施方案变型：可如何操控构成附加输送装置的活塞，以根据需要将液压介质从所述箱输送到所述液压系统中。

具体实施方式

在图1至5中分别以液压线路图的形式示出根据本发明的液压系统1；21；31；41；51的不同实施例和实施方案变型。在后面首先描述这些液压系统1；21；31；41；51的共同点。使用相同的附图标记来标记相同或类似的构件。然后描述这些液压系统1；21；31；41；51之间的区别。

所述液压系统1；21；31；41；51包括液压机器4，所述液压机器例如可实施为轴向活塞机。该液压机器4布置在低压侧5和高压侧6之间。在低压侧5存在高于周围环境压力的低压。在高压侧6存在高压，该高压显著地高于低压侧5上的低压。

在高压侧6，高压存储器8经由液压管路7附接到液压机器4上。在低压侧5，低压存储器10经由液压管路9附接到液压机器4上。

高压存储器8和低压存储器10也被简称为压力存储器。压力存储器8和10例如实施为膜片式存储器、气囊式存储器或活塞式存储器并且包括可压缩的气体容积。

具有所述气体容积的压力存储器8和10的主要的问题在于：例如，由于橡胶气囊的不希望的渗透性或由于压力存储器8，10的活塞环上的泄露而造成气体可能以不希望的方式从压力存储器8，10到达液压系统1；21；31；41，51中。所述气体泄露可引起气体在液压系统1；21；31；41；51中积聚。为了保证液压系统1；21；31；41；51按规定运行，必须将在液压系统中积聚的气体导出。例如可将所述气体导出到周围环境中。在将所述气体导出到周围环境中之后必须补偿导出的气体体积以及补偿可能随气体一起馈出的液压介质体积。

为了该目的，根据本发明的一个方面，经由连接部位11将包含气体和液压介质的有限体积经由液压管路12有规律地导出到箱14中。从所述箱又可将所述气体导出到周围环境中。而根据本发明的另一方面，为了补偿液压介质损失，将有规律地排过气的液压介质从箱14泵送到所述液压系统1；21；31；41；51中，直至泄露被补偿为止。

在液压管路12中布置有阀15，通过所述阀可根据需要地释放所述箱14和所述连接部位11之间的连接。该阀15实施为电操纵的具有打开位态和关闭位态的2/2换向阀。

通过符号化地表示的弹簧，阀15被预紧到其关闭位态中。在该关闭位态中，箱14和连接部位11之间的连接中断。在操纵阀15时将连接部位11和箱14之间经由液压管路12的连接释放。

连接部位11就重力而言在液压管路9的最高部位处布置在液压系统1；21；31；41；51的低压侧5上。由此简单地保证，与运行有关地出现的气体泄露在连接部位11处积聚。

当通过相应地操控使2/2换向阀15向箱14打开时，则一定量的液压介质随在最高点积聚的气体泄露逸出到被压力补偿的箱14中。因为连接部位11布置在液压管路9的最高点处，所以有利地首先仅逸出气体，因为气体由于其与液压介质相比较小的密度而浮于上方。

在连接部位11和阀15之间接有呈节流部形式的液压阻力装置16。通过接在阀15之前的节流部16可更好地控制在阀15打开时通过液压管路12的流量。这又提供以下优点：切换阀15可保持小。节流部16可与所示不同地也是阀15的组成部分。

在一定量的气体或者说一定量的气体和液压介质已通过打开的阀15被导出到箱14中之后，再将阀15关闭。阀15打开的时长是在时间上有限的。

对阀15的操控例如可借助存储器压力测量优化。在测量存储器压力时，借助合适的传感器装置感测低压存储器10中的压力。对阀15的操控通过合适的(未示出的)控制装置进行。

在图1中通过未进一步命名的双向箭头表示：阀15也可由气体能透过的膜片17替代。经由该气体能透过的膜片17同样可从液压系统1取出气体并将其导出到箱14中。

导出到箱14中的气体可经由另一气体能透过的膜片18和可选地液压阻力装置19导出到周围环境中，如箭头20所示。液压阻力装置19例如实施为节流部。

在阀15打开时不仅气体逸出到箱14中而且液压介质也逸出到箱14中。因此在排气过程之后必须再将镇静的/排过气的液压介质、尤其液压油(也简称为油)泵回到液压系统1中。

液压介质的泵回可通过液压机器4或通过附加的输送装置进行。所述附加的输送装置例如涉及液压泵。液压泵可旋转式地被驱动或可直线式地被驱动。

在图2所示的液压系统21中可使用液压机器4，以将又镇静的/排过气的液压介质从箱14泵回到液压管路9中。为了该目的，将液压机器4作为液压泵运行。

为了使得能实现这一点，在液压机器4的泵吸侧、即在低压侧5布置有阀24。该阀24实施为3/2换向阀并且被电操控。

通过符号化表示的弹簧，阀24被预紧到它的在图2中示出的切换位态中。在阀24的两个接头上附接有液压管路9。在阀24的第三接头上附接有液压管路25。液压管路25实现阀24和箱14之间的连接。

当操纵切换阀14时，则可从箱14经由阀24将排过气的液压介质泵送回液压管路9中。该泵送通过作为液压泵运行的液压机器4引起。

一旦足够量的液压介质被泵送到液压系统21中，就再将阀24转换到它的在图2中示出的静止位态中。此后工作为液压泵的液压机器4又从低压存储器10抽吸液压介质。为了避免泄露，有利地在箱14和阀24之间接有止回阀26。

在图3至5中示出不同的解决方案，如何借助附加输送装置将镇静的或排过气的介质从箱14泵送回系统中。附加输送装置将排过气的液压介质从箱14输送到低压侧5的液压管路9中。

在图3所示的液压系统31中，液压管路34在连接部位33上附接到低压侧5的液压管路9上。液压管路34使连接部位33与箱14连接。在液压管路34中布置有呈液压泵形式的附加输送装置35。

液压泵35通过电动机38来驱动，该电动机仅通过一个圆来符号化表示。通过液压泵35可根据需要将排过气的液压介质从箱14泵送到低压侧5的液压管路9中。在液压泵35的出口和连接部位33之间接有止回阀39。止回阀39防止从连接部位39回到箱14的不希望的泄露。

在图4所示的液压系统41中，液压管路44在连接部位43处附接到低压侧5的液压管路9上。液压管路44实现液压管路9和箱14之间的连接。在液压管路44中布置有呈液压泵形式的附加输送装置45。液压泵45基本上具有与图3中的液压泵35相同的功能。

与图3不同的是：图4所示的液压泵45以另一种方式被驱动。通过箭头46表示：液压泵45可由液压系统41机械地驱动。液压泵45的驱动可通过(未示出的)副驱动装置进行。

液压泵45也可通过驱动液压机器4的轴来机械驱动。通过箭头47表示：液压泵45也可通过液压机器4的轴来液压地驱动。在该情况下液压机器4则工作为液压马达，该液压马达被高压存储器8驱动。

根据另一方面，在液压机器4和液压泵45之间接有离合装置48。通过离合装置48可将液压泵45从所述驱动装置分开，使得当不应输送时液压机器4的驱动轴可旋转。

为了避免泄露，在液压管路44中布置有止回阀49。止回阀49接在液压泵45的出口与连接部位43之间并且防止液压介质从液压管路9不希望地泄露回到箱14中。

在图5所示的系统51中，液压管路50在连接部位52处附接到低压侧5的液压管路9上。液压管路50实现液压管路9和箱14之间的连接。在液压管路50中在连接部位53处附接有带活塞54的液压缸。

带活塞54的液压缸构成附加的输送装置，通过该附加的输送装置可根据需要将排过气的液压介质从箱14泵送到液压管路9中。通过箭头55表示，如何通过活塞54将液压介质从箱14抽吸到液压缸中。通过箭头56表示，如何通过活塞54从液压缸将液压介质泵送到低压侧5的液压管路9中。

在连接部位53和连接部位52之间布置有止回阀58。止回阀58防止液压介质从液压管路9不希望地回流回箱14中。

在箱14和连接部位53之间布置有止回阀59。止回阀59防止液压介质从液压缸不希望地回流回箱14中。

如箭头56所示，通过活塞54根据需要地将液压介质从液压缸泵送到液压系统51中。在通过箭头55示出的返回行程中，液压介质从箱14被抽吸到液压缸中。在图6至8中示出不同的可能性：可如何操控液压缸中的活塞55，以将液压介质从箱14泵送回低压侧5的液压管路9中。

在图6中示出，如何能通过阀60操控液压缸中的活塞54。阀60实施为3/2换向阀，被电操纵并且通过符号化地表示的弹簧被预紧到该阀的在图6中示出的切换位态中。

阀60的接头61被加载以低压。阀60的接头62被加载以高压。通过阀60的接头63，活塞54在该活塞的在图6中在左边的一侧可被加载以低压或被加载以高压，如箭头所示。通过弹簧65，活塞54在图6中被朝左预紧。

当在活塞54的在图6中位于左边的一侧施加高压时，则液压介质从液压缸被输送到低压侧5的液压管路9中。当在活塞54的在图6中位于左边的一侧上施加低压时，则活塞54被弹簧65又朝左往回挤压。在此，液压介质从箱14被抽吸到液压缸中。为此，弹簧65的弹簧力必须折合地相应于比所述低压和所述抽吸压力之和高的压力。

在图7中示出，液压缸中的活塞54也可通过电动机70借助丝杠72在图7中朝左以及朝右驱动。通过双向箭头74表示：丝杠72可通过电动机70被置于旋转运动中。通过双向箭头75表示：旋转的丝杠72与活塞54这样耦合，使得丝杠的旋转运动74被转换成活塞54的平移运动。

当活塞54通过丝杠驱动装置在图7中被朝右驱动时，则将液压介质从液压缸输送到低压侧的液压管路中。当活塞54通过丝杠驱动装置在图7中被朝左驱动时，则将液压介质从箱抽吸到液压缸中。在此，活塞54的抽吸运动和输送运动可通过在图5中示出的止回阀58和59实现。

止回阀59在此使得能建立液压缸中的压力。在抽吸液压介质时止回阀59打开。止回阀58防止从液压管路9泄露回箱14中。在图5至8所示的实施方案变型中，液压介质的输送量能通过活塞54的行程数算出。

在图8中示出，液压缸中的活塞54也可通过实施为气动阀的阀80气动地操控。气动阀80实施为3/2换向阀，所述换向阀被电操控并且被预紧到该换向阀在图8中示出的切换位态中。

在所示切换位态中，活塞54在该活塞的在图8中位于左边的一侧通过阀80将压力卸载到周围环境中，如箭头81所示。在阀80的接头82上施加有气动压力。通过对阀80进行切换，活塞54在该活塞的在图8中位于左边的一侧被加载以气动压力，如箭头83所示。

当在活塞54的在图8中位于左边的一侧施加气动压力时，则液压介质从液压缸被输送到低压侧的液压管路中。当在活塞54的在图8中位于左边的一侧施加周围环境压力时，则活塞54被弹簧力朝左往回挤压。在此，液压介质从箱被抽吸到液压缸中。为此，弹簧力必须折合地相应于比周围环境压力和抽吸压力之和高的压力。

替代地，缸中的活塞54的驱动也可通过负压进行。相应的负压单元的活塞在此必须作用于液压缸中的活塞54上。

Claims (15)

1.一种液压系统(1；21；31；41；51)，其具有至少一个液压机器(4)，所述液压机器具有带低压存储器(10)的低压侧(5)和带高压存储器(8)的高压侧(6)，其特征在于，设有箱(14)，该箱能与所述液压系统(1；21；31；41；51)连接，以便给所述液压系统(1；21；31；41；51)排气和/或以便补偿液压介质损失。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(1；21，31；41，51)和所述箱(14)之间的连接部位(11)布置在所述低压侧(5)的就重力而言的最高部位处。

3.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(1；21；31；41；51)和所述箱(14)之间的连接部包括阀(15；24)或气体能透过的膜片(17)。

4.根据权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(1；21；31；41；51)和所述箱(14)之间的连接部附加地包括液压阻力装置(16)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(1，21，31；41；51)包括附加的输送装置(35；45；54)，以在有需要时将液压介质从所述箱(14)输送到所述液压系统(1，21；31；41；51)中。

6.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述附加的输送装置(54)通过所述液压系统(1；21；31；41；51)的高压来驱动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述箱(14)为了排气和/或为了压力补偿而能与周围环境连接。

8.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，通向周围环境的连接部包括气体能透过的膜片(18)。

9.根据权利要求8所述的液压系统，其特征在于，通向周围环境的连接部附加地包括液压阻力装置(19)。

10.用于根据前述权利要求中任一项所述的液压系统(1；21；31；41；51)的箱(14)、阀(15；24；26；39；49；58，59，60：80)、气体能透过的膜片(17，18)、附加的输送装置(35；45；54)和/或液压阻力装置(16，19)。

11.一种液压驱动装置，其具有根据权利要求1至9中任一项所述的液压系统(1；21；31，41；51)。

12.用于运行根据前述权利要求中任一项所述的液压系统(1；21；31；41；51)的方法，所述液压系统尤其是根据权利要求11所述的液压驱动装置的液压系统。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，为了排气而将所述液压系统(1；21，31；41；51)与所述箱(14)连接，又将所述箱与周围环境连接。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，通过作为泵来运行的液压机器(4)根据需要地将液压介质从所述箱(14)供应给所述液压系统(1；21；31；41；51)。

15.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，通过一个附加的输送装置或通过所述附加的输送装置(35；45；54)根据需要地将液压介质从所述箱(14)供应给所述液压系统(1；21；31；41；51)。