專利名稱：具有來自一系列閥的多重流動的流體回路的制作方法
具有來自一系列閥的多重流動的流體回路
背景技術：
本發明涉及一種流體或液壓回路。流體或液壓回路被用來驅動或控制 動力機械的動作。液壓流體通過泵來提供以實現各種不同的機械功能，比 如提升、傾斜或動力輔助。流體的流動通過閥或閥組件來控制以實現不同 的機械功能。不同的功能可能具有不同的應用或系統參數，比如不同的流 動參數，這就很難僅通過單一的泵或一個多功能閥組件來操作或實現。本 發明解決這些或其他的一些問題，并具有之前沒有認識或理解的優點。
發明內容
本發明涉及一種用于動力機械的流體或液壓回路。如圖所示，該回路 包括第一閥、與第一閥串聯的第二閥以及與第二閥并聯的附加線路，以將 流體供應到與第二閥并聯的附加線路中。
在所述的一個實施例中，流體從泵供應到第一閥或主閥以實現其首要 的機械功能。流體被供應到與主閥串聯的輔助閥，以實現輔助功能或動力 輔助。附加線路與輔助閥并聯，用來提供附加的通向附加線路或負荷
(charge)線路的流體通道。
表示本發明實施例的其他特征和益處將體現在下面的詳細描述及相 關附圖的描述中。
附圖1表示動力機械或裝載機的實施例。
附圖2表示帶有動力輔助裝置或鏟形物的動力機械的實施例。
附圖3-4表示配置成實現多重機械功能的回路的實施例。
具體實施例方式
本發明涉及一種用于操縱如圖1或2所示的動力機械或車輛的功能或輔助裝置的流體或液壓回路。但本發明的申請并不僅限于如附圖1和2所 示的特定車輛。
在圖1所示的實施例中，動力機械100包括本體102，發動機機艙104， 和操作室106。車輛的本體102相對機架(未圖示)支承。車輪110與上 述機架連接在一起以使動力機械100或車輛在使用中可以在地面上移動。 但本發明的申請并不僅限于如圖所示的輪式車輛或裝載機。例如，本發明 可應用于沿軌道運動而不是利用車輪的動力機械。
在圖1所示的實施例中，所示機械包括連接于提升臂120 (附圖1中 僅示出一個)上的鏟斗114。提升臂120樞軸連接于機械的本體102以提 升或降低鏟斗114。流體氣缸或致動器124 (在附圖1中僅示出一個)連 接于本體102和提升臂120以提升或降低提升臂120，如箭頭128所示。
鏟斗114可旋轉地連接于提升臂120，以使得鏟斗114的方向可相對 于提升臂120進行調整。鏟斗114通過傾翻缸130或多個缸被可旋轉地調 整或傾斜。所述傾翻缸130通過輔助裝置132連接于提升臂120并且通過 輔助裝置連接件134和伊斗連接件136連接于,產斗114。傾翻缸130通過 伸長和收縮來調整鏟斗114的方向或使其傾斜。
在上述實施例中輔助裝置連接件134可旋轉地連接于提升臂120。鏟 斗連接件136和氣缸130連接于輔助裝置連接件134，以調節鏟斗連接件 136相對于提升臂120的方向，進而調節鏟斗114的傾斜度。
通過用戶接口 152，所述動力機械的提升缸124和傾翻缸130由如圖 所示的流體回路或系統150 (如液壓回路)來驅動。上述用戶接口 152驅 動流體回路150，例如通過手動桿，腳踏板或通過電線圈。
各種輔助裝置或工具可連接到提升臂上以交換不同的工具或器械。例 如，如圖2所示的鏟形器械158可連接于所述的動力機械或車輛上，以根 據特殊用途或使用需要來替換所述的鏟斗114。鏟形器械158包括多個薩 160， 162， 164。鏟160， 162， 164分別連接于液壓或流體缸166， 168， 170。所述的多個缸166， 168， 170和鏟160， 162， 164通過多個支撐托 架174， 176， 178連接到下托架172。鏟160， 162， 164相互連接并相對 于支撐托架174， 176， 178向上或向下移動，以操縱鏟形器械158。所述 器械還包括用于開啟托架172的門控缸179。所述輔助器械或工具的缸166， 168， 170由所述機械的流體回路或系 統150通過輔助連接或接口 ISO來操縱。輔助接口 180包括流體管線連接 器184和電導線連接器185，從而為所述輔助回路提供流體和電的接口。
所述流體管線連接器184通過適當的導管連接到輔助閥或閥組件，該 閥或閥組件在所示實施例中包括多個電控制閥186以操縱鏟形器械158。 閥或閥組件186向缸166， 168， 170提供流體以操縱動力輔助裝置或鏟。 閥組件186通過電接口被輔助控制器190控制。
附圖3是可實現動力機械和/或器械的液壓功能的流體回路200的一 個實施例的框圖。在所示的實施例中，回路200包括第一或主回路202和 第二或輔助回路204。在所述的實施例中，所述主回路提供液壓流體以操 縱所述的提升缸或提升臂缸和/或傾翻缸。所述輔助回路204提供液壓流 體到輔助功能裝置205或動力附屬裝置，例如但并不僅限于附圖2中的鏟 形器械158。
在所述實施例中，主回路202將流體從泵206提供到多個缸124， 130 以實現所述動力機械的一個或多個主功能。流體通過機械控制器207基于 從用戶接口 152的輸入提供到缸124， 130。來自泵206的流體同樣被提 供到與主回路202串聯的第二或輔助回路204中。
回路200還包括附加線路212，它與輔助回路204并聯以提供流體到 附加功能裝置或負荷回路214。因此采用來自泵206的流體為所述附加負 荷回路214提供動力，所述泵同樣為主和輔助功能回路202， 204提供流 體。
如圖所示，液壓流體從泵206被泵送至液壓回路的流體線路215，以 驅動缸124, 130。流體經由輔助控制器190通過與機械控制器207的接 口被提供到輔助回路204或閥以驅動輔助功能裝置205。附加線路212被 連接到與位于主回路202下游的輔助線路204并聯的流體線路上，以同時 為輔助功能回路205和附加線路212提供多重流動。
此外，所述實施例還包括附加進給線路218以將流體的流動提供到附 加回路214，該附加回路位于如圖所示的主回路202和輔助回路204的下 游、限流器220的上游。限流器220限制流體流到儲箱，以保持所述附加 負荷回路214的線路或操作壓力。來自附加線路212和218的多余的流體通過線路222被排出到如圖所示的儲箱。
上述系統可為所述主回路202和所述第二或輔助回路204供給不同的 流量。例如，所述系統可以向主回路202提供25gpm的流量(如用于提 升和傾翻功能)以提高循環或響應速度，并能為輔助或液壓動力附屬裝置 提供較低流量如20gpm (加侖/分)。如圖所示，不同的流動被用來為附加 或負荷線路214提供動力。在所述實施例中，該系統包括一個單一的泵 206，但在可替換的實施例中，還可以在輔助閥或回路204之前或之后加 入或使用附加的泵，，以實現不同的操作功能。
附圖4表示了為如前所述的一系列閥提供多重流動的流體回路300的
又一實施例。所述多重流動可被用于不同的應用，例如向與主閥串聯的輔 助閥301和附加線路212提供多重流動。例如，在所述實施例中，主閥包 括閥302， 304，它們分別為提升缸124和傾翻缸130提供流體。閥302， 304串聯聯接，由此從一個閥流出的流體被導向另一個閥，以串聯地驅動 提升缸124和傾翻缸130。
提升閥302和傾翻閥304包括多方向的閥芯340， 342，其基于如圖 所示的用戶接口 152的控制輸入通過機械控制器207來操作。所述機械控 制器207相對于多個閥的位置來移動閥芯340， 342，從而向對置缸室提 供流體，以實現提升或傾翻等機械的主要功能。
如圖4所示的閥芯340處于中間位置。在該中間位置，流體通過旁路 通道350流向旁路提升缸124。在第一激勵位置，閥芯340從該中間位置 移動，以使通道352對準入口 354，從而將流體從流體線路215提供到致 動器線路356，以提供流體到第一腔室以在第一位置操作氣缸124。流體 通過閥通道360的連接從缸124的一個對置腔室釋放到流體線路215，該 閥通道與連接于所述對置缸室的致動器線路362相關。
在第二個可選的閥芯340的位置中，閥通道364與入口 354對準，以 向致動器線路362提供流體，從而以與第一閥芯位置相反的方向驅動缸 124。流體通過致動器線路356的連接從氣缸釋放到閥通道366。流體從 通道360， 366流向流體線路215，以向與閥芯340串聯的閥芯342提供 流體。
壓力閥372位于閥芯340的上游，以將流體流動切換到溢流線路380。壓力閥372響應于高壓而打幵或停止作用而使流體流動轉向。致動器線路
356包括用于將流體控制或限制到/來自第一腔室的流動的限流器382和單 向閥384。如圖所示，致動器線路356還包括位于致動器線路356和溢流 線路380之間的壓力溢流閥386，以釋放流體或壓力。
閥芯340還包括浮動位置。在該浮動位置，浮動通道388與致動器線 路356， 362對準以在它們之間提供流體。浮動通道388還包括開向與溢 流線路380相連接的出口 390的部分，以控制回路中的壓力。如圖所示， 致動器線路362通過單向閥391連接于溢流線路380。單向閥391限制向 溢流線路380的流動但允許從溢流線路380流向閥芯342和流體線路356 (例如通過通道360)。
如上所述，閥芯342與閥芯340串聯連接。在所述的實施例中，閥芯 342構成為傾斜閥芯。在中間位置，流體通過閥芯342的旁路通道392旁 通到傾翻缸130。在第一激勵閥位置中，通道394與入口 396對準以將流 體流動提供到致動器線路398以對缸130進行致動。流體從缸130的一個 對置腔室通過與致動器線路402對準的通道400被釋放。
在第二閥位置中，通道404與入口 396對準以向一個對置缸腔室提供 流體，并且通過與致動器線路398對準的閥芯通道406而被釋放。傾翻閥 的致動器線路398， 402通過壓力溢流閥組件410， 412而與溢流線路380 連接。所述回路包括單向閥414以通過閥芯304將流體從溢流線路380轉 向至流體線路398。這樣在所述的實施例中，閥芯340， 342就構成了主 回路202，但本申請并不僅限于該具體的實施例。例如，所述的提升閥可 替代地與傾翻閥串連連接。
如上所述，輔助閥301以與閥302， 304串聯的方式連接到流體線路 215。盡管如該實施例所示，所述輔助回路包括一個閥，但本申請并不僅 限于如圖所示的一個閥，也可包括多重閥或閥組件以操縱動力輔助裝置， 例如圖2所示的鏟形器械158。
閥芯420可在如圖4所示的中間位置和多重操作位置運行以將流體提 供至輔助線路422， 424。在第一操作位置，通道426與入口 430對準以 通過入口線路432將流體提供到輔助線路422。流體從輔助線路424通過 閥通道433被釋放。在第二操作位置，通道434與入口 430對準以將流體提供到輔助線路424。
流體從輔助線路422通過通道436排放到線路215。輔助壓力通過壓 力溢流閥組件372或438而被控制。輔助閥芯420的位置通過由輔助控制 器190操縱的導向激勵盒440而被控制，從而操縱動力輔助裝置或其他如
前所述的輔助功能。.
所述的系統300包括附加線路212，其與位于閥芯340， 342下游的 閥芯420并聯，以提供所述的平行流。在所述的實施例中，通過附加線路 212的流體流動由流體閘門或限流器445限制。如圖所示，所述回路包括 一個導閥組件446，其能基于輔助回路或系統的流體壓力通過排放線路 448而將流體排放到儲箱217中。
如圖所示，所述導閥組件446包括一個由引導線路452操縱的導閥 450，該引導線路與輔助閥芯420的入口線路432相連接。閥組件446響 應于入口線路432中的壓力而在如圖所示的關閉位置和打開位置(圖4未 示出)之間運行。如果出現不希望的壓力，則閥組件446將打開(圖4未 示出)以將多余的流體通過排放線路448排放到儲箱內。
當高于閾值壓力時，閥450被轉換到打開位置，以使得當輔助系統停 止工作時所述主要系統還可以運行。閥450被偏壓到關閉位置并打開以在 停止情況下提供壓力釋放，以使位于所述輔助回路或閥301上游的其他回 路部件運行。如圖4所示，并結合關于附圖3的描述，限流器220限制流 體向儲箱217的流動以保持附加負荷回路214的工作壓力。
在所述的實施例中，溢流線路380連接于位于閥301， 302， 304下游 的流體線路215。如圖所示，附加進給管路460設置于閥301， 302， 304 和溢流線路380的下游，從而當運行停止時向所述附加或負荷回路214提 供流體，以保證連續的負荷流體。線路460位于限流器220的上游，并且 流體經過線路460的流動由導閥組件464控制。該導閥組件464包括由引 導管線468操縱的導閥466，該引導管線與線路212相連接，以將閥466 從關閉位置轉換到打開位置(圖4未示出)，從而將流體從線路460通過 排放線路468轉向至儲箱217中。如圖所示，排放線路468提供了一個繞 限流器220到儲箱217的流體通道。
如上所述，附加線路212與第二閥例如與第一閥串連連接的輔助閥并聯連接。在所述的實施例中，所述第一閥指主閥而所述第二閥指輔助閥。
如相關的附圖3-4的描述，附加線路212與輔助回路并聯連接，從而 為流體提供多重流體通道以實現多種系統功能。所述的附加或輔助線路在 主回路和輔助回路或不同的功能回路之間提供不同的流量。下游流體同樣 被轉向至附加回路，以在不同的操作階段(例如當輔助回路不工作時)提 供連續的流體供應或負荷支持。在所示的實施例中，考慮到系統效率問題， 提升、傾翻和其他輔助功能都通過單一的泵來提供流體。排除使用專用的 齒輪泵，將流體轉向到附加或負荷回路，從而為所述負荷回路提供流體。
盡管所述的本發明的申請涉及到裝載機，但本申請并不僅限于所示的 特殊實施例，本發明可被用于其他的動力機械，例如具有輔助裝置或器械 并通過流體或液壓回路的操作而控制的挖掘機。此外，本申請并不僅限于 具有特殊設計或功能的動力機械。盡管本發明結合優選實施例進行了描 述，但是本領域的技術人員應該意識到，只要不偏離本發明的精神和范圍， 任何形式或細節上的變化是允許的。
權利要求
1. 一種回路，包括連接于流體線路的第一閥；連接于流體線路并與第一閥串聯連接的第二閥；和與第二閥并聯連接的附加線路。
2. 如權利要求1所述的回路，其中所述的附加線路向負荷回路提供流體。
3. 如權利要求1所述的回路，其中第一閥為動力機械的主要功能提供 流體，而第二閥是為輔助功能或動力輔助裝置提供流體的輔助閥。
4. 如權利要求3所述的回路，其中所述輔助閥經由輔助控制器通過到 系統控制器的接口來操縱。
5. 如權利要求1所述的回路，其中所述第一閥提供流體到具有第一流 量的第一功能，而所述第二閥提供流體到具有第二流量的第二或輔助功 能，該第二流量低于上述第一流量，并且所述附加線路接收相對于第一流 量和第二流量的差額流體。
6. 如權利要求3所述的回路，其中所述第一閥是提升閥，并包括位于 所述第二閥的上游并與所述提升閥串聯連接的傾翻閥。
7. 如權利要求1所述的回路，其中該回路包括位于第一或第二閥上游 的溢流線路，還包括位于所述溢流線路以及第一和第二閥下游的附加進給 線路。
8. 如權利要求1所述的回路，還包括控制回路，該控制回路包括引導 線路以控制位于附加線路和通向儲箱的流體線路之間的導閥。
9. 如權利要求8所述的回路，其中所述的引導線路提供相對于輔助回 路中流體壓力的反饋。
10. 如權利要求7所述的回路，還包括控制回路，該控制回路包括 引導線路以控制位于附加線路或附加進給線路同儲箱之間的導閥。
11. 如權利要求1所述的回路，其中該回路還包括位于第二閥下游 和儲箱上游的限流器。
12. —種動力機械，其包括本體；至少一個可轉動地連接于本體的提升臂； 至少一個連接于本體和提升臂的缸；主回路，其連接于流體線路以向至少一個缸提供流體；輔助回路，其包括至少一個輔助閥，該輔助閥位于所述主回路的下游并與所述主回路的閥串聯連接；連接于流體線路的附加線路，其與所述輔助回路或輔助閥并聯連接。
13、 如權利要求12所述的動力機械，還包括連接于動力機械的動力 輔助裝置或器械，所述輔助回路向上述動力輔助裝置或器械提供流體。
14、 如權利要求12所述的動力機械，其中所述主回路包括彼此串聯 連接的至少一個提升閥和至少一個傾翻閥，從而向至少一個提升缸和至少 一個傾翻缸提供流體。
15、 如權利要求12所述的動力機械，其中所述輔助回路向所述動力 輔助裝置或器械提供流體，并且該輔助回路通過回路接口連接于所述主回 路。
16、 如權利要求12所述的動力機械，還包括基于輔助閥上游的流體 壓力而被啟動的導閥，其將流體從所述附加線路提供到排放線路或儲箱。
17、 如權利要求12所述的動力機械，其中所述附加線路向附加或負 荷回路提供流體，并包括位于主回路和輔助回路下游的附加供給線路，以 向所述附加或負荷回路提供流體。
18、 一種方法，包括以下步驟 提供流體到至少一個與主閥串聯的輔助閥；和通過附加線路向附加回路提供流體，該附加線路位于所述至少一個輔 助閥的上游并與該至少一個輔助閥并聯。
19、 如權利要求18所述的方法，還包括以下步驟 通過位于所述至少一個輔助閥下游的附加供給線路向所述附加回路提供流體。
20、 如權利要求18所述的方法，還包括以下步驟 利用至少一個輔助閥上游的流體壓力來操縱導閥，以將流體從附加線路提供到儲箱。
全文摘要
本申請描述了一種用于操縱動力機械(100)的輔助裝置或器械的回路或系統。該回路包括第一閥或主閥(124，130)，與所述第一閥串聯連接的第二閥或輔助閥以及與所述第二閥并聯連接的附加線路(212)，以將流體提供到與所述第二閥并聯的附加系統(214)中。
文檔編號E02F9/22GK101421523SQ200780013748
公開日2009年4月29日 申請日期2007年3月6日 優先權日2006年4月17日
發明者亞當·R·毛赤, 克努特·K·布羅克, 威廉姆·C·謝爾本, 沃利·L·卡奇馬爾斯基, 約瑟夫·A·圣奧賓 申請人:克拉克設備公司