位移控制单元制造技术

一种液压单元的控制单元(2)，包括控制活塞(3)，控制活塞可滑动地设置在控制缸筒(4)中以在控制单元(2)的第一出口(8)处在伺服压力(P

Displacement control unit

A control unit (2) of a hydraulic unit includes a control piston (3), and a control piston is slidably disposed in the control cylinder (4) for servo pressure (P) at the first outlet (8) of the control unit (2)

【技术实现步骤摘要】
位移控制单元
本专利技术涉及一种控制单元，所述控制单元包括控制活塞，该控制活塞可滑动地设置在控制缸筒内以能够在伺服压力下将液压流体引导到受控位移的液压单元的伺服单元。控制单元的第一出口处提供的伺服压力与控制单元上的内力和作用在该控制单元上的操作力的总和成比例。因此，被引导到出口的液压流体由供应至控制单元的入口的填充压力供给装置提供，如权利要求1的前序部分所述。
技术介绍
例如从DE102008050835A1和DE10127907A1中已知这种控制单元。液压单元及其部件(例如，静压泵、静压马达、静压阀或动力缸筒)通常在易爆炸环境或具有爆炸风险的区域中操作。因此，所述液压单元及其部件必须根据特定方针被设计以用于防爆。针对电气装置，这表示通常例如通过大面积且高成本的封装(同时需要巨大的安装空间)来防止在控制中使用的电力引起爆照。在这种情况下，需要诸如用于部件的防爆壳体的大面积防护装置。这允许使用足够高的能量来确保控制力足够大以便致动阀或其它液压控制装置。将此转换成例如在可变排量泵中的电比例位移控制(这经常被使用)，这表示需要巨大体积的壳体，以隔离比例螺线管和所有相关的电接触件和电力线路。可替代地，施加的电能可被减少直到可能的点燃火花太弱而不能引起爆炸为止。这种情况被称为“本质上安全(intrinsicallysafe)”。然而，这种替代方案用于生成控制力的能量水平降低。因此，这种防爆设计方案通常具有以下缺陷：有限的能量通常不足以提供足够高的力以对液压单元进行可靠的、高质量的控制/移动。而且，这些相对较弱的控制力容易受到外部干扰的叠加，从而进一步降低控制质量。为了使常用的非爆安全电气比例位移控制适应本质上安全的设计，将必须优化多个方面。由于可用于提供致动器力的低电能，所以必须将弹簧力减少/调节到可用磁力的水平。此外，必须充分地减少和/或屏蔽对控制单元任何类型的干扰以不产生干扰。机械摩擦力和流动力也必须减小。进一步地，惯性力也必须被减小，这是因为惯性力与磁力一起动作或克服磁力动作，这取决于移动方向。用于低电力的这种方法的所有这些努力都将是有效的，然而还尚未成功。实现用于具有小电流的本质上安全的控制单元设计的足够大的致动力的不同方法例如是引入液压先导先导级或升压级(booststage)。例如在DE3402508中描述了这种先导先导或升压级。还从DE102008050835A1中已知位于具有可变排量的液压机器的控制单元内的液压先导阀。这里，比例螺线管被通相对较高的电力，并因此不是本质上安全的。进一步地，先导先导级卸压阀远离比例调节的主要部件定位，因此建立大体积的系统。因此，上述现有技术的方案具有相对大体积和/或不是本质上安全的缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种使用诸如低电流的相对较低的致动力的控制单元。然而，将产生足够高的推动力以确保对液压单元的位移的高质量控制。进一步地，本专利技术的控制单元应包括较少数量的部件，在设计方面应该是稳固的，应该是成本较低的，并且优选地应该能够集成到液压单元的控制单元中。本专利技术的进一步目的在于现有的液压装置的控制单元应该能够被容易地变成/可修改成根据本专利技术的控制单元。所述目的通过根据权利要求1所述的控制单元来实现，而直接或间接从属于权利要求1的从属权利要求给出了优选实施例。为此，根据本专利技术的权利要求1的前序部分的控制单元基于公知的非本质上安全的控制单元。不同于这种控制单元，根据本专利技术的控制单元的特征在于控制活塞至少在一个前端处沿控制单元的纵向方向具有纵向盲孔。在该盲孔中设置卸压阀，该卸压阀用作先导控制单元。为此，双侧卸压活塞可滑动地设置在纵向盲孔中，该卸压活塞通过致动器能够相对于控制活塞滑动。通过使卸压活塞相对于控制活塞移动，填充压力在卸压活塞的两个前表面(即，远端前侧面和中间前侧面)上和控制活塞的远端上作为液压设定压力被引导。因此，控制活塞通过由作用在控制活塞的前侧面和卸压活塞的两个前表面上的设定压力产生的压力和致动器的有助于在卸压活塞的位移方向上的力产生的压力的总和而在控制缸筒内移动。本专利技术提供一种对现有技术的上述缺陷的解决方案，并且在使用电能的情况下本质上是安全的。重要的是，电气、液压、气动和/或机械致动器的力低于使控制活塞在控制缸筒内移动所需的力。因此，根据本专利技术，由致动器提供的相对较低的操作力通过由先导级提供(具体地，借助本专利技术的在控制活塞的纵向盲孔内部的卸压阀的设置)的液压力而被增大/增加。这些增强力产生于控制单元内部，尤其产生于控制活塞的纵向盲孔内部。更加优选地，本专利技术中所使用的控制活塞是现有技术中已知的控制单元中所使用的非本质上安全的控制活塞的外部设计。在内部，根据本专利技术的控制单元与现有技术的不同之处至少在于权利要求1的特征部分中所述的特征。根据本专利技术，本专利技术的控制单元的致动器未直接作用在比例位移单元的控制活塞上，其中在现有技术公知的控制单元中控制单元通常直接作用在比例位移单元的控制活塞上。根据本专利技术的致动器使集成在控制活塞中并可相对于控制活塞滑动的卸压活塞移动。因此，卸压活塞与控制活塞中的纵向盲孔一起用作先导阀。如果卸压活塞相对于控制活塞移动，那么卸压活塞打开从位于控制单元的入口处的填充压力供应装置经由卸压活塞的前表面至控制活塞的前侧的导管。为此，卸压活塞包括以流体连通的方式连接卸压活塞的远端前表面和中间前表面的纵向孔。在卸压活塞的两个前表面上，压力腔设置在控制活塞的盲孔内，所述盲孔可以通过经由控制单元的填充压力入口供应的液压流体被加压。在控制活塞的远端处的压力腔的直径较大，其中卸压活塞的远端前端突入到该压力腔中。因此，在远端处在压力腔中生成的液压力高于在卸压活塞的内部中间端处在压力腔中生成的液压力。因此，如果加压液压流体被卸压活塞的纵向孔引导到两个前端，即，引导到两个压力腔，则在控制活塞的预定移动方向上生成除了致动器力以外的液压力。根据本专利技术，该液压力的大小由卸压活塞通过致动器导致的位移的大小来确定。同时，先导压力产生于远离致动器的卸压活塞的内部前表面-中间表面上，克服致动器力的液压相反力(如上所述)小于通过远端前表面上的先导压力生成的液压力。当根据本专利技术的卸压活塞在两个前表面上通过优选地来自填充供应装置的在压力下的液压流体被加压时，使卸压活塞移动的有效力取决于两个前表面的尺寸差。在本专利技术的优选实施例中，卸压活塞为阶梯形设计，这意味着该卸压活塞显示两个不同尺寸的前表面。因此，位于致动器的远端侧的卸压活塞的中间前表面小于致动器直接或间接作用在上面的远端前表面。因此，当作用于两个前表面上的压力水平相同时，卸压活塞的两个前表面的直径差影响克服致动器的相反力的大小。相反地，由于用于在危险环境中避免爆炸的可允许的致动器力受限，这限定了有效地生成克服致动器力的液压相反力的卸压活塞上的环形表面的尺寸。换句话说，卸压活塞的两个前表面的尺寸差乘以设定压力的乘积加上卸压阀弹簧的机械力可以不比可用于本专利技术的控制单元的本质上安全的设计的可允许的致动器力高。如果卸压活塞的两个前表面具有相同的尺寸，并且相同的压力作用于两个前表面上，则不会生成克服致动器力的液压相反力，并且相反力必须仅通过卸压弹簧来实现。然而，这种卸压弹簧在本专利技术的控制单元中被预见以将卸压活塞偏置到其关闭位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压单元的控制单元(2)，包括控制活塞(3)，所述控制活塞能够滑动地设置在控制缸筒(4)中以在控制单元(2)的第一出口(8)处提供处于伺服压力(P

【技术特征摘要】
2015.09.28 DE 102015218576.11.一种液压单元的控制单元(2)，包括控制活塞(3)，所述控制活塞能够滑动地设置在控制缸筒(4)中以在控制单元(2)的第一出口(8)处提供处于伺服压力(P2)下的适于所述液压单元的位移的液压流体，其中伺服压力(P2)与液压单元的内部力和作用于控制单元(2)上的操作力的总和成比例，并且其中在所述出口(8)处提供的液压流体在控制单元(2)的入口(7)处以填充压力(P1)由填充压力供应装置供给，其特征在于：控制活塞(3)在控制单元(2)的纵向轴线(13)的方向上具有盲孔(5)，卸压阀(20)设置在所述盲孔(5)中以用作先导控制单元，所述先导控制单元具有双侧卸压活塞(23)，所述双侧卸压活塞设置在盲孔(5)中并通过致动器(6)能够相对于控制活塞(3)滑动，使得通过卸压活塞(23)的位移，减小的填充压力作为液压设定压力(P4)作用在卸压活塞(23)的中间前表面(26)和远端前表面(27)上并且作用在控制活塞(3)的前表面(12)上，并且控制活塞(3)能够通过由设定压力(P4)生成的压力和致动器(6)的力的总和而在控制缸筒(4)内移动。2.根据权利要求1所述的控制单元(2)，其特征在于，致动器(6)是作用在卸压活塞(23)的远端前表面(27)上的比例螺线管。3.根据权利要求2所述的控制单元(2)，其特征在于，致动器(6)在防爆意义上是本质安全的。4.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元(2)，其特征在于，致动器(6)的力小于使控制活塞(3)在控制缸筒(4)内移动所需的力。5.根据前述权利要求中任一项所述的控制单元(2)，其特征在于，卸压活塞(23...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·莱因哈特，
申请(专利权)人：丹佛斯动力系统有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE