[發明專利]位移控制單元

有效

• 申請號: 201610860373.5
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN106949114B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 托馬斯·萊因哈特
• 申請（專利權）人: 丹佛斯動力系統有限責任兩合公司
• 主分類號: F15B13/044
• 分類號: F15B13/044
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張琛

一種液壓單元的控制單元(2)，包括控制活塞(3)，控制活塞可滑動地設置在控制缸筒(4)中以在控制單元(2)的第一出口(8)處在伺服壓力(P₂)下提供適于液壓單元的位移的液壓流體。伺服壓力(P₂)與液壓單元的內部力和作用于控制單元(2)上的操作力的總和成比例。設置在出口(8)處的液壓流體在控制單元(2)的入口(7)處以填充壓力(P₁)由填充壓力供應裝置供給。控制活塞(3)沿控制單元(2)的縱向軸線(13)的方向具有盲孔(5)，卸壓閥(20)設置在盲孔(5)中并用作先導控制單元，先導控制單元具有雙側卸壓活塞(23)，雙側卸壓活塞設置在盲孔(5)中并通過致動器(6)能夠相對于控制活塞(3)滑動，使得通過卸壓活塞(23)的位移，減小的填充壓力作為液壓設定壓力(P₄)作用在卸壓活塞(23)的中間前表面(26)和遠端前表面(27)上并且作用在控制活塞(3)的前表面(12)上。控制活塞(3)可通過由設定壓力(P₄)生成的壓力和致動器(6)的力的總和而在控制缸筒(4)內移動。

技術領域

本發明涉及一種控制單元，所述控制單元包括控制活塞，該控制活塞可滑動地設置在控制缸筒內以能夠在伺服壓力下將液壓流體引導到受控位移的液壓單元的伺服單元。控制單元的第一出口處提供的伺服壓力與控制單元上的內力和作用在該控制單元上的操作力的總和成比例。因此，被引導到出口的液壓流體由供應至控制單元的入口的填充壓力供給裝置提供。

背景技術

例如從DE 102008050835A1和DE 10127907A1中已知這種控制單元。

液壓單元及其部件(例如，靜壓泵、靜壓馬達、靜壓閥或動力缸筒)通常在易爆炸環境或具有爆炸風險的區域中操作。因此，所述液壓單元及其部件必須根據特定方針被設計以用于防爆。針對電氣裝置，這表示通常例如通過大面積且高成本的封裝(同時需要巨大的安裝空間)來防止在控制中使用的電力引起爆照。在這種情況下，需要諸如用于部件的防爆殼體的大面積防護裝置。這允許使用足夠高的能量來確保控制力足夠大以便致動閥或其它液壓控制裝置。將此轉換成例如在可變排量泵中的電比例位移控制(這經常被使用)，這表示需要巨大體積的殼體，以隔離比例螺線管和所有相關的電接觸件和電力線路。

可替代地，施加的電能可被減少直到可能的點燃火花太弱而不能引起爆炸為止。這種情況被稱為“本質上安全(intrinsically safe)”。然而，這種替代方案用于生成控制力的能量水平降低。因此，這種防爆設計方案通常具有以下缺陷：有限的能量通常不足以提供足夠高的力以對液壓單元進行可靠的、高質量的控制/移動。而且，這些相對較弱的控制力容易受到外部干擾的疊加，從而進一步降低控制質量。

為了使常用的非爆安全電氣比例位移控制適應本質上安全的設計，將必須優化多個方面。由于可用于提供致動器力的低電能，所以必須將彈簧力減少/調節到可用磁力的水平。此外，必須充分地減少和/或屏蔽對控制單元任何類型的干擾以不產生干擾。機械摩擦力和流動力也必須減小。進一步地，慣性力也必須被減小，這是因為慣性力與磁力一起動作或克服磁力動作，這取決于移動方向。用于低電力的這種方法的所有這些努力都將是有效的，然而還尚未成功。

實現用于具有小電流的本質上安全的控制單元設計的足夠大的致動力的不同方法例如是引入液壓先導先導級或升壓級(boost stage)。例如在DE 3402508中描述了這種先導先導或升壓級。還從DE 102008050835A1中已知位于具有可變排量的液壓機器的控制單元內的液壓先導閥。這里，比例螺線管被通相對較高的電力，并因此不是本質上安全的。進一步地，先導先導級卸壓閥遠離比例調節的主要部件定位，因此建立大體積的系統。因此，上述現有技術的方案具有相對大體積和/或不是本質上安全的缺點。

發明內容