转矩控制和反馈装置制造方法及图纸

用于斜盘式结构的液压轴向活塞单元的转矩控制和反馈装置包括用于设定斜盘的倾斜角的位移控制单元。反馈基部联接到斜盘，使得反馈基部可以与斜盘一起旋转。反馈基部中的反馈活塞可以通过从高压侧取出的液压流体加压，以在可枢转摇杆上施加摇杆转矩。具有转矩控制阀阀芯的转矩控制阀反抗摇杆偏置，以抵消摇杆转矩，从而能够打开或关闭连接到伺服单元的伺服连接管线，以通过位于伺服单元中的伺服活塞调节斜盘的倾斜角Θ。

Torque control and feedback device

【技术实现步骤摘要】
转矩控制和反馈装置
本专利技术的公开内容总体上涉及一种转矩控制和反馈装置，更具体地涉及一种用于装备有伺服系统的斜盘式结构的可变位移液压轴向活塞单元的控制和反馈装置。还公开了一种用于斜盘倾斜角位置控制的方法。
技术介绍
可变位移液压轴向活塞单元通常是已知的，并且用于将可调节的加压流体流动转换成机械能，反之亦然，将机械能转换成加压流体流动。加压流体的流动用于驱动致动器，例如与移动机床、连杆和/或推进应用相关联的气缸或液压马达。基于致动器的需求，液压轴向活塞单元的位移增大或减小，使得致动器以预期的速度和/或预期的力移动工具、连杆和/或推进应用。所使用的典型的可变位移液压轴向活塞单元被称为斜盘式液压轴向活塞单元。可变位移液压轴向活塞单元具有旋转的缸体，该缸体具有可轴向移动的活塞，该活塞与可倾斜的斜盘接合，该斜盘改变活塞的冲程。液压轴向活塞单元的位移与缸体内活塞的冲程和斜盘的倾斜角成比例。为了选择性地规定斜盘的位置，使用位移控制来响应命令输入，以改变斜盘位置。位移控制采用多种形式，但在大多数情况下，其允许操作员手动选择所需的斜盘位置和相应的液压轴向活塞单元位移。历史上，液压轴向活塞单元的斜盘已经根据操作员命令，通过连接到斜盘一侧的一个或多个致动器倾斜到所需角度。当致动器伸出或缩回时，使斜盘围绕枢转轴线倾斜。这通常由包括伺服活塞的伺服单元完成，通过在伺服活塞的一侧或两侧传导伺服压力下的液压流体来设定该伺服活塞在伺服气缸中的位置。通常通过包括控制阀芯的控制单元来调节作用于伺服活塞上并且克服伺服弹簧的伺服压力。响应于各种输入来控制与控制阀芯相关联的一个或多个电磁阀，从而将加压流体引导至致动器/伺服活塞以使致动器伸出，或者将流体从致动器排出以使致动器缩回，从而调节斜盘的倾斜角。尽管上述电磁致动器在功能上足以控制液压轴向活塞单元，但在某些情况下它们可能是有问题的。例如，当螺线管致动器的电源发生故障或当用于控制螺线管致动器的输入故障时，斜盘的倾斜角可能被不正确地调节或根本不调节。斜盘角的位置例如机械地传递到反馈弹簧上，该反馈弹簧本身通过在控制阀芯上产生的力的平衡来定位。通过反馈斜盘的位置，例如，通过附装在斜盘上的反馈销，将反馈弹簧力传递回控制阀芯。由此，将控制阀芯缸中的控制阀芯位置调节到与指令位置不同的斜盘位置。因此，最终需要校正以满足操作员输入信号。因此，工作管线特别是高压传导工作管线中的液压的波动导致控制阀芯位置的调节，因为只将斜盘位置反馈到控制阀芯上。作为机械反馈的替代，在现有技术中还使用电子比例斜盘角位置控制。然而，所有这些反馈控制都具有昂贵的电子和/或机械和/或液压斜盘角位置反馈装置，以将斜盘角反馈给控制单元。另外，在斜盘或伺服活塞和/或控制阀芯之间的反馈机构的装配需要很大的努力。总而言之，这导致构建系统以实现对液压轴向活塞单元的完全控制的高成本。因此，本专利技术的主要目的是提出一种简单、精确且有成本效益的装置和一种在液压机上提供旋转角度位置控制的方法。因此，斜盘倾斜角位置反馈应该导致根据液压轴向活塞单元处出现的高压水平来调节斜盘角位置。此外，本专利技术的目的是将斜盘位置反馈信号和高压水平信号组合在一起，以将液压轴向活塞单元的性能调节到操作员的输入命令。
技术实现思路
通过根据权利要求1所述的转矩控制和反馈装置实现本专利技术的目的，该转矩控制和反馈装置可以用于斜盘式结构的液压轴向活塞单元，该液压轴向活塞单元包括位移控制单元，以控制具有斜盘倾斜轴线的斜盘的倾斜角Θ。反馈基部联接到斜盘，使得反馈基部可以与斜盘一起围绕斜盘倾斜轴线旋转。该反馈基部包括反馈活塞，其第一端被接纳在反馈室中。可以通过从液压轴向活塞单元的高压侧取出的液压流体来加压反馈活塞的第一端。本专利技术的转矩控制和反馈装置还包括可枢转摇杆，其具有滑动表面，反馈活塞的第二端可滑动地抵接在该滑动表面上，使得当斜盘偏斜时，可以加压的反馈活塞能够产生围绕摇杆轴线的摇杆转矩。由于摇杆转矩的大小由反馈活塞上的压力——根据液压轴向活塞单元的其中一个工作管线的高压——和杠杆臂的大小——根据斜盘倾斜角大小——构成，摇杆转矩随着斜盘的倾斜角Θ和液压轴向活塞单元的高压水平而变化。摇杆上的该组合反馈信号是摇杆转矩的形式，其包括斜盘倾斜角，即斜盘位置与其中一个工作管线中的高压水平由具有转矩控制阀阀芯的转矩控制阀接收，该转矩控制阀阀芯例如被转矩控制阀弹簧偏置为抵靠摇杆，以抵消摇杆转矩。转矩控制阀阀芯能够打开或关闭伺服连接管线，该伺服连接管线使液压轴向活塞单元的高压侧与伺服单元连接，其中，伺服单元能够通过位于伺服单元中的伺服活塞调节斜盘的倾斜角Θ。因此，根据斜盘倾斜角和系统压力的(高)压力水平来调节液压轴向活塞单元的性能。在一个优选实施例中，在液压轴向活塞单元的静止状态下，斜盘优选地定向成使得反馈活塞的纵向方向与摇杆轴线相交。通过这样做，在摇杆轴线周围不产生转矩(进一步的：摇杆转矩)，因为不存在杠杆臂。当液压轴向活塞单元处于操作(偏转)状态时，斜盘被控制到上述斜盘角位置，以使液压轴向活塞单元提供所需的位移量，以输送所需的液压或机械输出。当斜盘偏离其初始位置时，反馈活塞的第二端沿着摇杆的滑动表面滑动接触地移动，并且产生相应的摇杆转矩，该摇杆转矩由反馈活塞上的液压力的大小和构成杠杆臂的大小的斜盘倾斜角的大小组成。因此，反馈活塞的第一端上的液压力取决于液压轴向活塞单元的其中一个工作管线中的高压水平，其被引导到反馈室，反馈活塞的第一端位于该反馈室中。因此，优选地通过减压孔将高压水平引导到反馈室。因此，如果反馈活塞上的压力或斜盘倾斜角中的一个改变，则摇杆转矩也将改变。假设液压轴向活塞单元在恒定的操作条件之前运行，则由倾斜角或压力的变化引起的摇杆转矩的这种变化破坏了可枢转摇杆上的力的平衡。因此，根据本专利技术，通过控制转矩阀的转矩控制阀活塞提供可枢转摇杆上的反向平衡力，即摇杆上的反向平衡转矩，以将摇杆稳定地保持在液压轴向活塞单元的恒定操作状态。该转矩控制阀活塞偏置成一侧优选地在可枢转摇杆的滑动表面的对侧抵靠在可枢转摇杆上。例如通过抵抗摇杆转矩的转矩控制阀弹簧产生偏置力，该摇杆转矩旨在使摇杆围绕摇杆轴线旋转，并且引起液压轴向活塞单元的输出变化。当通过反馈活塞产生的转矩等于由转矩控制阀阀芯上的力产生的转矩时，斜盘角保持稳定，转矩控制阀关闭液压轴向活塞单元的高压侧到伺服单元之间的液压连接管线。如果可枢转摇杆上的反作用转矩的大小彼此不同，则转矩控制阀阀芯在转矩控制阀缸中移位，从而打开从高压侧到伺服单元的液压连接管线，或打开从伺服单元到低压区域的排放管线，以增大或减小斜盘倾斜角。因此，根据本专利技术，通过转矩控制阀检测摇杆转矩的变化，该转矩控制阀的转矩控制阀活塞被移位，以改变伺服单元中的压力条件，从而引起斜盘倾斜角的调整。显然，转矩控制阀活塞上的用于产生抵靠摇杆转矩的反向转矩的力可以是任何合适的方式，其中，使用转矩控制阀弹簧仅是本领域技术人员所考虑的一种可能性。也可以例如液压地、机械地、电气地或气动地或通过它们的组合来产生转矩控制阀活塞上的这种力。根据本专利技术，在液压轴向活塞单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转矩控制和反馈装置，用于斜盘式结构的液压轴向活塞单元(100)，所述转矩控制和反馈装置包括：/n-位移控制单元(2)，所述位移控制单元(2)用于设定具有斜盘倾斜轴线(5)的斜盘(4)的倾斜角(Θ)，/n-反馈基部(8)，所述反馈基部(8)联接到所述斜盘(4)，使得所述反馈基部(8)能够与所述斜盘(4)一起围绕所述斜盘倾斜轴线(5)旋转，其中，所述反馈基部(8)包括反馈活塞(10)，所述反馈活塞(10)的第一端(11)能够被从所述液压轴向活塞单元(100)的高压侧取出的液压流体加压，/n-可枢转摇杆(15)，所述可枢转摇杆(15)具有滑动表面(16)，所述反馈活塞(10)的第二端(12)可滑动地抵接在所述滑动表面(16)上，使得加压的反馈活塞(10)能够产生围绕摇杆轴线(17)的摇杆转矩，所述摇杆转矩随着所述斜盘(4)的所述倾斜角(Θ)和所述液压轴向活塞单元(100)的高压水平而变化，其中/n-转矩控制阀(20)，所述转矩控制阀(20)具有转矩控制阀阀芯(22)，所述转矩控制阀阀芯(22)被偏置为抵靠所述摇杆(15)，以抵消所述摇杆转矩，从而能够打开或关闭连接所述液压轴向活塞单元(100)的所述高压侧和伺服单元(25)的伺服连接管线(27)，进而通过位于所述伺服单元(25)中的伺服活塞(26)调节所述斜盘(4)的所述倾斜角(Θ)。/n...

【技术特征摘要】
20180725 DE 102018212419.11.一种转矩控制和反馈装置，用于斜盘式结构的液压轴向活塞单元(100)，所述转矩控制和反馈装置包括：
-位移控制单元(2)，所述位移控制单元(2)用于设定具有斜盘倾斜轴线(5)的斜盘(4)的倾斜角(Θ)，
-反馈基部(8)，所述反馈基部(8)联接到所述斜盘(4)，使得所述反馈基部(8)能够与所述斜盘(4)一起围绕所述斜盘倾斜轴线(5)旋转，其中，所述反馈基部(8)包括反馈活塞(10)，所述反馈活塞(10)的第一端(11)能够被从所述液压轴向活塞单元(100)的高压侧取出的液压流体加压，
-可枢转摇杆(15)，所述可枢转摇杆(15)具有滑动表面(16)，所述反馈活塞(10)的第二端(12)可滑动地抵接在所述滑动表面(16)上，使得加压的反馈活塞(10)能够产生围绕摇杆轴线(17)的摇杆转矩，所述摇杆转矩随着所述斜盘(4)的所述倾斜角(Θ)和所述液压轴向活塞单元(100)的高压水平而变化，其中
-转矩控制阀(20)，所述转矩控制阀(20)具有转矩控制阀阀芯(22)，所述转矩控制阀阀芯(22)被偏置为抵靠所述摇杆(15)，以抵消所述摇杆转矩，从而能够打开或关闭连接所述液压轴向活塞单元(100)的所述高压侧和伺服单元(25)的伺服连接管线(27)，进而通过位于所述伺服单元(25)中的伺服活塞(26)调节所述斜盘(4)的所述倾斜角(Θ)。


2.根据权利要求1所述的转矩控制和反馈装置，其中，所述位移控制单元(2)是电动位移控制装置(EDC)、液压位移控制装置(HDC)或手动位移控制装置(MDC)。


3.根据权利要求1或2所述的转矩控制和反馈装置，其中，所述反馈基部(8)通过联接到所述位移控制单元(2)的机械反馈单元的反馈销(6)联接到所述斜盘(4)。


4.根据上述权利要求中任一项所述的转矩控制和反馈装置，其中，所述反馈基部(8)基本上是盘形的，并且所述反馈活塞(10)被容纳成其第一端(11)在反馈室(9)中，所述反馈室(9)与所述反馈基部(8)整体地构成，并且连接到所述液压轴向活塞单元(100)的所述高压侧。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈用毅，卡斯滕·菲宾，
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