用于做功器具的辅助驱动装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种液压辅助驱动装置，其用于由可移动的做功机械拉动或者推动的做功器具，所述做功器具能够通过至少一个例如支撑轮或滚轮的转动元件支撑在地面上。在此，所述液压辅助驱动装置能够激活或者说能够去激活调节泵和液压马达。所述液压马达的压力供应由调节泵的最大压力限制(压力截断)来确定。因此，可以通过调整调节泵的摆动角为所述液压马达提供与可移动的做功机械的当前行驶速度相符的吸收容积。此外，所述液压辅助驱动装置并且尤其是液压马达的压力供应通过相对来说较精细地调整调节泵的摆动角基本上保持在恒定水平。
【专利说明】用于做功器具的辅助驱动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可移动的做功机械和一种具有辅助驱动装置的做功器具的组合，所述做功器具尤其是半悬挂机械(Aufsattelgerat)或挂车。
【背景技术】
[0002]在可移动的做功机械上，例如在具有优选四个可驱动的轮的拖拉机上耦接有挂车，或者通过提升机构耦接有做功器具，其中后者经常附加地具有支撑轮，因此至少在运行时并非做功器具的全部重力通过升降机构必须由拖拉机来承担。这样例如在耕地时除了重力之外还包括指向下的犁头力(ScharkiMe)，从而在运行时需要在犁上设有多个支撑轮或移动机构(Fahrwerk)。大多数情况下，这种轮不被驱动并且随着牵引拖拉机而转动。
[0003]当在特别的使用情况下，在具有做功器具或者挂车的拖拉机上要增大所需的牵引力时，会提高拖拉机轮上的滑移，并且这些轮的转动是通过提高柴油消耗以及降低做功速度或者说行驶速度来实现的。为了降低这种影响，由期刊《Landtechnik》(农业技术)2007 年第 3 期发表的文献《Simulation eines hydraulischen Hilfsantriebs furein land-und forstwirtschaftliches Transportaggregat (TA)(农业或林业运输机组用液压辅助驱动装置的仿真)》描述了具有单轴挂车的四轮拖拉机，其中挂车的轴设有液压辅助驱动装置。在该辅助驱动装置中，取决于拖拉机发动机转速的动力输出轴驱动液压泵，将压力介质通过换向阀从液压泵供给液压马达。通过所述换向阀，选择打开的液压回路的两个可能的流动方向其中之一，从而使得所述辅助驱动装置相应地适合于两个流动方向，进而适合于两个旋转方向。液压马达的旋转运动在机械上通过附加驱动装置、万向节轴以及差速器传递到挂车的轮上。
[0004]当被驱动的拖拉机轮超过滑动极限值时，自动地接通所述辅助驱动装置。通过比较被驱动的拖拉机轮的转速与挂车的在测量期间滚动的轮的转速，对滑移进行测量。
[0005]这种液压辅助驱动装置的缺点是，在接通所述辅助驱动装置时，挂车轮的转矩及转速相对于动力输出轴的转矩和转速、进而相对于拖拉机发动机的曲轴的转速始终保持一个不变的比例。
[0006]由文献DE102007057655A1公开了一种由可移动的做功机械或者说牵引机械与做功器具或者挂车构成的组合。所述做功器具或者挂车上的至少一个负载轮具有转矩调节的辅助驱动装置。由此可单独根据所述组合的运行状态接通并且调节推动力。因此能够合理使用加载在做功器具或者挂车的轮上的重力。尤其是当牵拉的可移动的做功机械的被驱动的轮具有不期望的滑移时，可在可被驱动的轮上接通该转矩。
[0007]这种液压辅助驱动装置的缺点是，转矩调节通过节流的换向阀来实现，因此所述液压辅助驱动装置相应地具有损耗。
【发明内容】
[0008]相比之下，本发明的任务在于，提出一种由可移动的做功机械和具有液压辅助驱动装置的做功器具构成的组合，最小化所述做功器具的损耗并且改善所述做功器具的效率。
[0009]该任务通过按照权利要求1所述的、由可移动的做功机械和做功器具构成的组合来解决。
[0010]根据本发明的组合由可移动的做功机械以及可拖拉或推动的做功器具组成，所述做功器具通过至少一个例如支撑轮或滚轮的转动元件支撑在地面上。在此设有用于转动元件的、能够激活并且能够去激活的液压驱动装置，所述液压驱动装置具有调节泵和液压马达。液压马达的压力供给通过调节泵的最大压力限制(压力截断(Druckabschneidung))来确定。因此可以通过调整调节泵的摆动角为液压马达提供与可移动的做功机械的当前行驶速度相符的吸收容积。此外，液压驱动装置并且尤其是液压马达的压力供应通过相对来说较精细地调整调节泵的摆动角基本上可保持在恒定水平(例如200bar)。因此用于液压驱动装置的转矩控制的损耗得以降低，所述液压驱动装置在此与不同的行驶速度相匹配。因此，沿所述组合的行驶方向在转动元件之前不会形成妨碍或阻挡行驶的土堆(Erdhaufen)或土墙(Erdwall)。
[0011]在一种特别优选的改进方案中，液压马达通过换向阀连接到调节泵上。因此能够接通或者断开所述驱动装置。
[0012]优选地，所述换向阀在激活的驱动装置中一直完全打开。由于换向阀几乎没有节流作用，因此换向阀上的功率损耗降到最低。
[0013]优选地，换向阀在去激活的液压驱动装置中接通到浮动位置。因此转动元件及液压马达能够一起运动，并且在此去激活的驱动装置或者压力介质回路无阻力地接通。
[0014]在根据本发明的组合的一种特别优选的改进方案中，做功器具通过提升机构耦接到具有电子提升机构调整装置(EHR)的可移动的做功机械上。该换向阀可根据该提升机构调整装置的信号进行调节。因为在地面上或地面中做功器具的阻力会变大，当提升机构轻易提起做功器具时，尤其是能够根据该提升机构调整装置通过换向阀激活驱动装置。或者当提升机构将做功器具放置在地面上，进而测算出能够由可移动的做功机械传递的拉力不充足时，通过换向阀激活所述驱动装置，以便牵拉所述做功器具。
[0015]该换向阀能够配备有保压阀(Druckwaage)。所述保压阀能够布置在换向阀的上游。由弹簧以及由换向阀下游获取的控制压力沿打开方向加载保压阀的调节活塞，而由换向阀上游获取的控制压力沿闭合方向加载保压阀的调节活塞。当没有其他连接到调节泵上的、恰好平行地驱动并且其负荷高于液压马达的负荷的负载时，保压阀尽可能地打开，以便保持其损耗功率进而保持所述驱动装置的损耗功率较小。
[0016]所述组合除了做功器具以及提升机构之外还具有可由调节泵供给的、具有保压阀的负载，所述保压阀配属于相应的测量孔板(Zumessblende)。于是调节泵的摆动角通过负荷监测系统(LaStmeldesystem)根据泵压力以下方式进行调节，即所述泵压力超过最高负荷压力一定的压差。
[0017]在一种优选的改进方案中，液压马达通过分别具有一快速连接接头的高压管路和低压管路连接到做功机械的液压系统上、尤其是连接到拖拉机液压系统上。因此可实现做功器具的简单的拆卸及安装或者说简单的脱耦和耦合。
[0018]优选地，所述调节泵、所述保压阀以及所述换向阀布置在可移动的做功机械上，其中所述液压马达、从所述低压管路朝向高压管路打开的止回阀以及从所述高压管路朝向低压管路打开的限压阀布置在所述做功器具上。因此，在可移动的做功机械上布置有根据本发明的驱动装置的一部分，所述驱动装置在现代提高的效能等级的拖拉机上通常已经成为标准设计。当液压马达通过牵拉的转动元件成为泵时，压力介质能够通过止回阀流出并且环流。
[0019]优选地，在由液压马达向转动元件传递转矩的机构中布置有超越离合器，通过所述超越离合器可避免当轮被牵拉时，液压马达改变功能成为泵。因此，转动元件可不受阻碍地滚动，并且不会在液压系统中产生不必要的热量。
[0020]优选地，所述液压马达是径向活塞式马达，因为这种马达类型适用于低转速以及高转矩，于是正如在根据本发明的组合中出现的那样。
[0021]在一种优选的使用情况下，所述可移动的做功机械是拖拉机，并且/或者所述做功器具是半悬挂犁(Aufsattelpflug)或者前轮犁(Karrenpflug)或者由半悬挂犁和前轮犁构成的组合。犁除了其重力之外还受到指向下的力，该力来源于犁头提起土壤。因此在犁地时使用特别高的牵引力来传递转动元件的转矩。
[0022]所述做功器具也能够是挂车。
[0023]液压驱动装置能够具有打开的液压回路。
[0024]通过改变液压马达的吸收容积可改变在接通的驱动装置中所提供的转矩。根据该改进方案的第一变型方案，在设计做功器具时选择选择具有一定吸收容积的液压马达，该吸收容积对于能够由调节泵产生的压力(例如200bar)来说可实现所期望的转矩。据该改进方案的第二变型方案能够设有一种调节马达。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面首先借助附图描述根据本发明的、由拖拉机和半悬挂犁(Aufsattelpflug)构成的组合的优选实施方式的构造。
【具体实施方式】
[0026]附图示出了犁侧的结构I以及拖拉机侧的结构2。所述结构I和结构2 —起形成根据本发明的液压驱动装置的一个实施例。所述驱动装置在拖拉机侧具有储箱T、调节泵
4、保压阀6以及换向阀8。犁侧的结构I具有在耕地12上滚动或行驶的支撑轮10。在此支撑轮10在机械上经由轴16耦接到液压马达14上。在轴16上布置有超越离合器18，当所述支撑轮旋转得比液压马达14快时，所述超越离合器使得支撑轮10与液压马达14脱离耦合。
[0027]液压马达14 一方面经由高压管路HD、快速连接接头20以及第一工作管路22与换向阀8连接，并且另一方面经由低压管路ND、快速连接接头24和第二工作管路26与换向阀8连接。
[0028]换向阀8构造为四位五通阀，所述换向阀一方面连接到两个工作管路22、26上，另一方面连接到泵管路28a、28b以及储箱管路30上。
[0029]换向阀8的阀体具有四个位置a、0、b、c。在此附图中示出的处于截止位置0，其中泵管路28a、28b与第一工作管路22分开，并且第二工作管路26与储箱管路30分开。因此支撑轮10的根据本发明的液压驱动处于断开状态。当换向阀8通过其在附图侧面示出的执行元件转换到接通位置a时，由调节泵4从储箱T中抽吸压力介质，并且经由泵管路28a、28b、第一工作管路22以及高压管路HD供应至液压马达14，从而所述液压马达通过轴16旋转驱动支撑轮10。卸压的压力介质由液压马达14经由低压管路ND、第二工作管路26以及储箱管路30流回储箱T。因此通过打开的回路实现了液压驱动。
[0030]换向阀8的接通位置b在特殊情况下使用，其中，拖拉机的用户或者说驾驶员无意地将拖拉机侧的第一工作管路22通过快速连接接头20、24中的一个与犁侧的低压管路ND连接起来，并且相应地将第二工作管路26通过快速连接接头20、24中的一个与高压管路HD连接起来。在这种情况下，换向阀8连接到接通位置b以激活驱动装置，从而泵管路28a、28b经由第二工作管路26与犁侧的高压管路HD相连接。
[0031]进一步地，换向阀8上设有接通位置C，在该接通位置中两个工作管路22、26彼此互相连接并且此外与储箱管路30连接。因此，驱动装置接通到浮动位置(Schwimmstellung)，在该浮动位置多个管路HD、ND,22,26以及尤其是液压马达14处于卸压状态，其中压力介质可在管路HD、ND、22、26之间任意流动。泵管路28a、28b除了通过换向阀8的浮动位置c卸压之外，所述泵管路还处于截止状态。
[0032]在泵管路的两个部段28a、28b之间布置有保压阀6，所述保压阀作为独立的保压阀配属于液压马达14，其包括可连续调节的二位二通换向阀。原则上这种保压阀用于，通过输入测量孔板(Zulaufmessblende)与负载无关地恒定保持压降。该压降相当于保压阀弹簧32的压力当量，该保压阀弹簧朝向节流的贯通位置(在图中右侧示出)加载保压阀6的阀体。沿相同方向经由控制管路34压力作用在测量孔板下游。与之相反地，沿保压阀6的关闭方向，存在于保压阀6与测量孔板之间的压力通过控制管路36起作用。
[0033]在控制管路34中的压力或者说最高负荷压力将所有在相同的时间操纵的液压负载通过负载传感管路LS发送给调节泵4的压力供给流量调节器38，通过所述压力供给流量调节器如此调节调节泵4的摆动角，从而使得泵压力以范围为IObar至20bar的一定压差超过最闻负荷压力。
[0034]在高压管路HD和低压管路ND之间的连接管路56上，在犁侧布置有由低压管路ND向高压管路HD打开的止回阀58。在高压管路HD和低压管路ND之间的另一连接管路上布置有限压阀62，所述限压阀限制高压管路HD中的压力，并且在超过预设的最大压力时释放朝向低压管路ND的流动。
[0035]当支撑轮10没有受到驱动转矩的作用时，并且当在此选择换向阀8的截止位置O (如图所示)时，通过超越离合器18确保转动的支撑轮10不会将转矩传递到液压马达14上。由于在此负载传感管路LS经由储箱管路30朝向储箱T卸压，该负载传感管路LS具有最小的控制压力。由此假如在没有其他移动液压设备的负载提供压力介质的情况下，调节泵4的功率或者说输送量会降低。
[0036]换向阀8的浮动位置c在 申请人:的优选地构建的阀设备“SB23和SB33”中按标准进行设计。当如图所示构建止回阀58或/和超越离合器18的情况下，可以取消换向阀8的该位置。由两个可选择方案中的一个来确保，在缓慢驱动支撑轮10或支撑轮10滚动时液压马达14或者通过超越离合器18不发挥泵的作用，或者使得通过液压马达14输送到低压管路ND中的压力介质经由止回阀58流出。[0037]与上面所述的具体实施例不同的是，做功器具还可以是挂车。此外，代替一个可驱动轮，做功器具或挂车也可以具有多个可驱动的轮。可以考虑将松土耙或类似耙的设备作为做功器具，其中一个或多个负载滚轮具有根据本发明的液压驱动装置。
[0038]代替一个轮，具有多个轮(优选两个轮)的轴也可由液压马达驱动。
[0039]在确保组合工具的用户始终成本低廉地正确配置快速连接接头20、24的情况下，能够取消换向阀8的接通位置b。
[0040]本发明公开了一种液压辅助驱动装置，其用于由可移动的做功机械拉动或者推动的做功器具，所述做功器具能够通过至少一个例如支撑轮或滚轮的转动元件支撑在地面上。在此，所述液压辅助驱动装置能够激活或者说能够去激活调节泵和液压马达。所述液压马达的压力供应由调节泵的最大压力限制(压力截断)来确定。因此，可以通过调整调节泵的摆动角为所述液压马达提供与可移动的做功机械的当前行驶速度相符的吸收容积。此外，所述液压辅助驱动装置并且尤其是液压马达的压力供应通过相对来说较精细地调整调节泵的摆动角基本上保持在恒定水平。
【权利要求】
1.由可移动的做功机械和做功器具构成的组合，所述做功器具能够通过至少一个转动元件(10)支撑在地面(12)上，其中设有用于所述转动元件(10)的、具有调节泵(4)和液压马达(14)的液压驱动装置，其特征在于，所述液压马达(14)的压力供应由所述调节泵(4)的最大压力限制来确定。
2.根据权利要求1所述的组合，其中，所述液压马达(14)通过换向阀(8)与所述调节泵⑷连接。
3.根据权利要求2所述的组合，其中，所述换向阀(8)在激活的驱动装置中完全打开(a、b)。
4.根据权利要求2或3所述的组合，其中，所述换向阀(8)在激活的驱动装置中接通到浮动位置(c)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的组合，其中，所述做功器具通过提升机构耦接到可移动的做功机械上，并且其中所述换向阀(8)根据电子提升机构调整装置(EHR)的信号进行调节。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的组合，其中，所述换向阀(8)配备有保压阀(6)。
7.根据权利要求6所述的组合，其具有其他的能够由所述调节泵(4)供给的负载，其中，所述调节泵(4)的摆动角通过负载传感系统(LS)根据最高负荷压力由同时触发的液压负载进行调节。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的组合，其中，所述液压马达(14)通过分别具有一快速连接接头(20、24)的高压管路(HD、22)和低压管路(ND、26)与所述调节泵(4)连接。
9.根据权利要求8所述的组合，其中，所述调节泵(4)、所述保压阀(6)以及所述换向阀(8)布置在可移动的做功机械上，其中所述液压马达(14)、从所述低压管路(ND)朝向所述高压管路(HD)打开的止回阀(58)以及从所述高压管路(HD)朝向低压管路(ND)打开的限压阀(62)布置在所述做功器具上。
10.根据上述权利要求中任一项所述的组合，其中，在所述液压马达(4)与所述转动元件(10)之间布置有超越离合器(18)。
11.根据上述权利要求中任一项所述的组合，其中，所述液压马达(14)是径向活塞式马达。
12.根据上述权利要求中任一项所述的组合，其中，所述可移动的做功机械是拖拉机，并且/或者其中所述做功器具为半悬挂犁或者前轮犁或者由半悬挂犁和前轮犁构成的组入口 ο
【文档编号】F15B11/05GK103547812SQ201280012973
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年2月10日 优先权日:2011年3月12日
【发明者】S·耶森 申请人:罗伯特·博世有限公司