具有至少一根液压轴的设备制造技术

具有可控式轴传动装置和控制／调整智能装置以及至少一根液压轴的设备，其特征为：力学参数（Ｐ／Ｑ）无能耗地传入开式液压回路中，以及，功率的控制／调整通过功率电子调整机构完成。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有可控式轴传动装置的设备，该轴传动装置具有控制/调整智能装置以及至少一根在开式液压回路中运动的轴。现有技术在控制/调整传动轴时至少提出三项基本任务首先，轴的传动装置必须与所要求的是直线运动还是旋转运动无关地产生所需要的力或功率。第二，运动过程必须是完全可以控制的，为此需要一种高灵敏度的控制/调整系统。第三，在许多实际使用场合必须协调不同的功能或运动，这一任务借助于所谓电子智能装置实现。机器设计者应用可调整的传动装置，它可以将力学参数(力和/或位置)加到各根轴或机器的自由度上。在这方面处于重要地位的是电气和液压传动装置。这在性质上属于两个分支，每一个分支要分别研究。在专业博览会上表明了这一点，在那里人们将液压传动技术与电气传动技术分开；这也反映在专家的培养教育上。液压传动更趋向于属于机械工程技术，而电气传动则属于电气工程师的知识领域。这种区分贯串在全部工业中。不同的公司和行业或从事液压传动或从事电气传动。传动专家只是在市场上彼此相遇，在那里他们各自宣传其方案的优点。存在着两个分支这一事实本身证明，并非所有论据只能为一方所占有。电机控制传动装置在将旋转运动转换为直线运动时，尤其在传递大力时是有缺点的。液压传动装置的主要缺点是，到目前为止它的能量效率低，这种争论的一个有代表性的例子表现在压铸机市场中。以电子技术为背景的公司试图在市场上推出一种“全电”的机器，而其竞争对手则以“全液压”的与之对抗。双方都有一个正确的理由在各自的一方。人们不带偏见地分析了这两种技术的优缺点，得出了一些值得注意的差别。对于液压传动装置，众所周知，它有非常高的功率和力或力矩浓度(相应构件每单位重量或体积产生的功率、力或力矩)。这一情况便是为什么液压系统在需要大的传动力时具有其优势的原因，这种大的传动力例如在压力机和压铸机中是必要的。在这一领域内，液压传动装置还有出色的机械效率和极高的坚固性。此外，在不考虑伺服阀或调节阀时，用于液压参数的调节机构和传感器价格低廉。在液压传动装置中的功率控制(压力或流量)，借助于耗能的调节机构如伺服阀或比例阀进行。在这种情况下，根据传动装置所需要的功率，或多或少的液压功率通过阀的节流孔边缘不可逆地转变成热量。这就意味着不仅能量损失(更确切地说是能量耗散)而且还有会造成干扰的热量，这种热量必须通过附加的设备导出。调节机构的反应比较缓慢，并需要高的能量进行操纵。液压传动技术试图通过采用调节泵找到一条出路。尽管这样可以降低功率损失，然而在系统中仍保留有带来损失的设备，例如泵的可调式传动装置或用于保持调节机构所需压力的备用泵。在绝大多数实际应用中，这两种传动技术还都发展了一些各自的特色，这例如可以通过最近发表的两个例子来说明。DE-PS4303760介绍了一种具有一个开式液压回路的液压传动装置。其中，泵直接从油箱吸油。泵将此介质通过压力调节器输送，这种压力调节器由安全阀和作为控制阀的调压阀(电控比例式压力调整阀)组成。控制阀由智能装置或计算机通过信号线操纵。在阀与具有要运动的轴或质量的工作缸之间，有一个定向逻辑装置。它同样通过计算机电控。真正的调整通过在计算机中处理速度和位置信号，以及比较相应的实际值与额定值，并相应地操纵阀门组来进行。由此最简短的说明可知，对于一个开式液压传动装置，控制/调整通过智能阀完成。作为对立面，源出于同一些专利技术者的EPA643472公开了一种所谓智能传动装置，用于电机传动一根或多根轴。两种方案都达到了目的，即高水平地掌握控制/调整过程，并在同一台机器上提供了实际的使用证明。这些专利技术人可以提供证明，全电的压铸机(按WO94/22655)只需要先有技术的相应的液压式机器传动能量的20％至30％。液压系统的一个突出的缺点在于，与电子系统相比液压系统只有付出极大的耗费才能达到设定的参数。这给液压系统带来了不同的特殊解决方案。这一情况便是有大量各式各样的不能一目了然的液压调节阀的原因。在液压传动的机器中，往往传动装置极低的成本起了决定性作用，尤其是在设计新的需要大的力量的机器时。专利技术概述本专利技术的目的是提出一种新型高动态和可最大可能广泛应用的传动方案，它尽最大可能地将液压与电气的传动装置的优点结合起来，避免各自相应的缺点。本专利技术人认识到，尽管“或这一种/或那一种”有许多优点，但实际上这往往可能对发展最佳方案甚至恰恰是障碍。专利技术者为自己提出的任务是从这两种传动方案中取其精华。在这两者之间找到最优“结合点”，尤其用于具有以秒计的运动循环的传动装置，也就是说尤其是用于具有高的加速度/减速度的传动装置。按本专利技术的方案的特点在于，力学参数(P/Q)无能耗地传入开式液压回路中，以及，功率的控制/调整通过功率电子调整机构完成。人们知道，功率调整必须在电气/电子系统方面进行，因为在电气设备中这可以损失极小地完成。但这样一来到取消了在液压系统中主要的损失点，因为据证实这些损失点正是通过伺服阀的降压造成的。并不是因定向逻辑装置的开/关功能而是通过节流阀被节流，导致压力能转化为热能。大多数工作过程所涉及的热能是不可回收的能量。将热能恢复成一种能作功的技术上可利用的能量是极不经济的。本新专利技术的出发点在于，液压功率通过控制/调整泵的驱动电机，根据瞬时所需要的形式上为供油量(Q)和油压(P)的数量精确地产生。这样一来，迄今在液压系统方面同时带来的所有的节流损失完全不再发生，因为在正常情况下根本就不需要任何节流阀。油路系统可以设计为无节流的，至少在涉及功率流的地方。此外，人们认识到，在许多应用场合，最佳方案只能是两种传动技术的组合。在IGBT技术中的当代大功率半导体，有能力在几个毫微秒(10-9秒)的时间内开关大的功率。在这方面，电子技术至少优于液压技术五个数量级。这一优势主要是由于电能和液压能存在不同的信号传播速度，它们的信号传播速度同样差五个数量级。与液压阀所需要的开关能量相比，开关晶体管所需要的能量比较低。半导体快速开关过程有可能使功率在全部四个象限内的功率控制都是无损失或损失极小的。有关的开关电路和技术(例如脉冲宽度调制)是一般已知的。例如，尤其在机器制动期间，可将制动能量控制地输入电容器或回授到电网中。电气传动装置在空载或停车时的功率损失比液压的小得多。但是纯粹的电气传动装置也有一些缺点电机功率转化为大力量的运动只有通过昂贵的变速器才有可能。这尤其发生在用于直线运动。力和力矩只能不准确地通过电的参量电流和电压来测定。为了有高的控制质量必须设计专用的传感器，用以测量大的终端力。在荷载变换时，变速器给位置参数造成明显的滞后。这在控制过程中会在零点附近带来很大的干扰。本新专利技术可以有许许多多特别有利的设计。这种设备有一台液压泵，最好是恒容量泵，其中，泵的传动通过一台转速可变的驱动电机尤其是一台伺服电机，以及，控制/调整通过过程控制计算机进行。泵可以设计为内齿或外齿式有补偿或无补偿的齿轮泵、恒定或可调式轴向或径向活塞泵、恒定或可调叶片泵、螺旋泵或其他静压容积式部件。泵最好设计为液压式内齿轮泵。内齿轮泵具有有利的运动学，它在抽吸口中的流体加速度很小，从而为良好的抽吸性能和有大的气蚀裕度奠定了基础。本专利技术的第一个实施例由转速可调的电机或伺服电机组成，它驱动定流量泵。泵与一个液压调节机构相连，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：R·特鲁宁格，P·特鲁宁格，R·西格里斯特，B·斯蒂哈德，
申请(专利权)人：格罗布麦格公司，
类型：发明
国别省市：