用于马达的转速限制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种装置，尤其涉及一种用于液压马达的转速的限制的装置，尤其是用于液压马达的驱动机构的装置。本发明还涉及一种设置在静液压传动装置中的液压马达，该静液压传动装置包括开放或封闭的液压流体回路。
【背景技术】
[0002]静液压马达经常用于驱动作业设备，该静液压马达不是在任何时候都能够完全释放由液压栗所供给的能量，例如如果液压马达的驱动轴被阻碍，那么不能完全释放转动能量。在该情况下，液压能量在静液压传动装置中被累积作为例如压缩的液压流体形式的或导引液压流体的管道的膨胀的形式的潜在能量。示例性地，对于尤其是用于地面钻孔的钻柱的驱动的情形，当钻头或用于扩孔的铰刀装置被卡住或被互锁住时。在地面钻孔中，经常发生非期望的并且不可预见的高阻抗，如果钻柱破裂或者如果钻子脱落，那么该高阻抗也会非期望地、即忽然地消失。例如，如果钻头碰到地面中的相对较大的石头，那么地钻柱的转速被忽然地减小，这在极端情况下将导致驱动轴的短暂的阻塞。然而，钻柱经常示例性通过避开例如树根等的阻抗或者通过弄碎石头/摆脱石头而挣脱出来。随着钻柱处的阻抗短时间内几乎完全消失，之前累积的潜在能量现在被忽然释放，直到出现另一阻抗。在该时间段内，驱动轴处的阻抗几乎是零，并且液压马达能够无阻尼地加速，在最坏的情况下，这将导致超速，并且该超速将导致对液压马达的损坏，尤其导致对其驱动机构的损坏。此外，尤其是对于钻柱情形的另一影响是，在阻抗消失之后，将额外地加速液压马达。在钻探操作中，如果钻头遇到使得钻子转速减小的相对较大阻抗，那么钻柱被扭曲将更易于发生。在钻头避开阻抗之后，由于扭曲而存储的潜在能量能够经由钻柱而使液压马达加速，在此情况下，液压马达短暂地用作液压栗并且会进一步导致对作业设备的损坏。
[0003]从EP 0906811 B1中可知一种液压冲击钻头，在通向液压电机的每个压力管线中，设置孔和与孔平行的止回阀。由此，每个孔用于在液压马达的两个转动方向上的流量的单独调整。在EP 0906811 B1中，事实上，提及了钻柱可以被锁定在岩石中，并且接下来冲击机构被停止，然而，EP 0906811 B1中没有给出暗示，采取一种必要的措施以实现，如果在钻柱挣脱之后终止钻柱的阻碍，防止液压马达的加快转速。
[0004]在EP 0337124 B1中，液压马达被如下描述:在该液压马达的低压管线中，设置有具有固定的孔开度的孔。由此，能够使得液压马达的壳体免受不可接受的高压。例如，如果低温下的液压流体包括高粘度，那么可能发生此种压力。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的是提供一种装置，利用该装置能够防止液压马达的驱动机构的非期望且不受控制的加快转速，并且利用该装置提供了用于液压马达的驱动机构的有效的超速保护。由此，本发明的另一目的是提供一种非常快的反应系统，该系统以可靠的方式控制和防止液压马达的驱动机构的转速的增加，并且防止驱动机构超速。此外，所述装置应当被设计成耐用的，并且不添加大量必要部件从而制造成本应当实现成本效应。
[0006]通过根据权利要求1的液压马达而实现了该目的，尤其是，利用根据权利要求1的液压马达的特征部分的特征。直接或间接地引用权利要求1的从属权利要求涉及创造性的液压马达的优选实施例。
[0007]在本发明的说明书的框架中，使用地面钻孔设备作为用于本领域的作业设备的所有公共应用的代表性示例。然而，本发明思想的范围覆盖所有利用液压马达，尤其是利用液压马达的驱动机构的应用，在操作期间可能发生可驱动的作业设备的外部载荷的不连续(跳跃)。此种不连续可能是暂时存在的而且示例性地忽然部分失效(例如离合器故障，或者旋拧操作期间的螺丝头的撕裂，或者行走机械的驱动轮的脱离)的负载峰值和负载流(load throughs)。因此，出于清楚的目的，仅仅借助于用于地面钻孔的钻探装置示例性地描述了本发明，但是不限制本发明思想的范围。
[0008]用于驱动作业设备的创造性的液压马达包括液压驱动机构，该液压驱动机构作为所有的通常的驱动机构必然地具有高压侧和低压侧。根据本发明，在低压侧，例如在低压管线中，设置第一孔，旁通管线旁通过该第一孔。在旁通管线中，进一步地设置第二孔。两个孔中的至少一个的孔开度在液压马达的驱动机构的操作期间是可调整的。
[0009]此外，优选地，两个孔中的一个的孔开度在作业设备的操作期间被设定为固定的，这意味着优选地独立于液压马达上的外部负载，尤其是驱动机构上的或者作业设备上的外部载荷，而调整孔开度。然而，在优选的实施例中，静态孔的孔开度示例性地是可根据液压马达的转速或移位角度而改变。
[0010]第二孔可以变化地调整，优选地在液压马达的操作期间，并且该第二孔能够根据液压马达的驱动轴上的外部载荷的行为而增大或降低驱动机构的低压侧上的阻抗。由此，第二孔优选地被实施为测量孔。借助于存在于驱动机构之后的下游处的或者测量孔之前的上游处的变化的低压，在液压马达的操作期间能够以流量控制阀的方式对应地调整孔开度。由此，压力优选地克服孔弹簧而起作用，该孔弹簧试图将孔截面保持为最大化地打开。如果低压或者由液压马达的驱动机构朝向驱动机构的出口处的液压栗的所传输的液压流体的量跳跃式地增大，那么测量孔处的压力也忽然地上升，然而，根据本发明，测量孔的阀芯在增大的关闭液压力的迫使下克服弹簧力而关闭测量孔的孔开度。以此方式，测量孔的孔截面被自动地减小，这意味着其孔开度被减小。通过降低孔开度，驱动机构的低压侧的阻抗上升，因此液压马达必须克服增大的阻抗而工作。因此防止了无负载的失控。
[0011]考虑到负载状态，对地面钻孔而言如下的负载状态经常发生:钻柱管示例性地被困在地中并且通过弄碎或撕裂石头或树枝而被忽然地释放，由此对液压马达的内部中的压力造成严重的后果。同时，钻柱管被卡在或困在地中，液压栗继续产生向液压马达供给的液压流体流量，该液压流体不能被液压马达充分地转换成转动能量。因此，尤其是，马达中的动压和示例性地使液压栗与液压马达连接的管道中的动压。因此，液压马达上的力增大，因为的力的增大非常突然地(即，跳跃式地)发生，由此在多数情况下，这将导致钻头的挣脱，在该阻抗的“突破”之后，该钻头在几乎不存在任何阻抗的情况下能够加速直到它遇到新的阻抗。液压马达能够跳跃式地加速，作业设备现在能够在几乎不存在任何负载的情况下转动。这可能导致驱动机构的超速，驱动机构的转速的快速增大也导致驱动机构的出口处的传输流体量的忽然增大，根据本发明，该超速被防止。根据本发明而使用的可变调的整孔，优选地为测量孔，其探测增大的液压流体流量并且响应于该增大的液压流体流量而减小节流截面，并且与此相伴增大出口侧的阻抗，也就是液压马达的驱动机构的低压侧的出口侧的阻抗。随后，防止挣脱之后的液压马达不受阻碍(几乎没有任何负载地)地加速，因为低压侧的阻抗的增大将制动该液压马达。现在该液压马达必须在克服该阻抗的情况下工作，并且因此该液压马达不能“自由地”转动。根据本发明，通过提供此有效的且快速响应的装置，防止了如果外部载荷忽然离开，液压马达，尤其是液压马达的驱动机构变得超速。
[0012]在另一实施例中，第二可变孔的孔开度借助于致动器可以被调整，该致动器示例性地通过控制单元被机械地、液压地、电动地或者气动地操作。例如，通过探测到出口处的液压流体流量的过度增加的传感器，控制单元接收相应的用于激活致动器的信号。致动器自身能够机械地、液压地、电动地或者气动地作用在测量孔阀芯上，并且能够相应地减小孔开度。根据本发明，该致动器也能够被认为是传感器控制的致动器，该致动器示例性地探测驱动机构的驱动轴的转速的增大，并且如果在单位时间内发生不可接受的高转速增大的话相应地减小孔开度。对于本领域的技术人员而言，可以想到多个其他的可能的致动器的探测和控制方式一一然而它们完全被本发明的思想所覆盖一一这些方式实现了利用减小平行设置的孔的孔开度而增大液压马达的驱动机构的出口侧的液压阻抗，从而防止液压马达的超速。
[0013]由此使用哪个系统取决于应用，即创造性的液压马达驱动什么作业设备。然而尤其是，对于地面钻孔设备而言，在卡住的钻头挣脱之后或者用于扩大地面钻孔的铰刀装置的卡住结束之后的快速反应是需要的。该装置经常在高功率下利用液压传送装置而被操作，在钻探设备上的阻抗消失的时刻，转速的增大非常非常地剧烈，从而在几毫秒之内，驱动机构就可能达到过