KR102541658B1 - Electrohydraulic arrangement and hydraulic axle - Google Patents

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KR102541658B1
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디르크-발터 헤롤트
마티아스 발러
리하르트 바우어
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로베르트 보쉬 게엠베하
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Abstract

본 발명은 유압 차축용 전자 유압 장치에 관한 것이다. 전자 유압 장치는 부하의 구동을 위한 유압 기계를 포함한다. 유압 기계는 전기 모터를 통해 구동될 수 있고, 상기 전기 모터는 구동 제어 장치를 통해 제어될 수 있다. 추가로, 구동 제어 장치는 브레이크 밸브를 제어할 수 있고, 상기 브레이크 밸브에 의해 부하의 제동 과정들이 정확하게 제어된다.The present invention relates to an electro-hydraulic device for a hydraulic axle. The electro-hydraulic device includes a hydraulic machine for driving a load. The hydraulic machine may be driven by an electric motor, and the electric motor may be controlled by a drive control device. In addition, the drive control device can control a brake valve, by means of which braking processes of the load are accurately controlled.

Description

전자 유압 장치 및 유압 차축{ELECTROHYDRAULIC ARRANGEMENT AND HYDRAULIC AXLE}Electro-hydraulic device and hydraulic axle {ELECTROHYDRAULIC ARRANGEMENT AND HYDRAULIC AXLE}

본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 전자 유압 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 유압 차축, 특히 제조기, 특히 유압 프레스, 특히 성형기, 특히 발포 성형기, 사출 성형기에 관한 것이다.The present invention relates to an electro-hydraulic device according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a hydraulic axle, in particular a manufacturing machine, in particular a hydraulic press, in particular a molding machine, in particular a foam molding machine, an injection molding machine.

종래 기술에는 유압 실린더를 포함하는 제조기가 공지되어 있다. 상기 유압 실린더는 프레스 공구 또는 성형 공구의 간접적인(니 레버) 또는 직접적인 포지셔닝을 위해 사용되고 또한 프레싱을 위해 사용될 수 있다. 예컨대 차동 실린더로서 형성되는 유압 실린더는 유압 펌프를 통해 작동될 수 있다. 상기 유압 펌프를 통해 유압 실린더의 피스톤 로드가 왕복 작동될 수 있다. 유압 펌프는 전기 모터를 통해 구동될 수 있다. 모터의 제어를 위해 구동 제어 장치가 제공된다. 이러한 제조기는 모터를 위한 구동 제어 장치와 더불어, 기계 제어부를 포함한다. 상기 기계 제어부는 유압 실린더의 피스톤을 위한 위치 제어 컴포넌트 또는 가동 공구를 포함한다. 기계 제어부는 유압 실린더 또는 가동 공구의 축 운동을 중앙에서 조정하기 위해 사용된다. 유압 실린더의 작동을 위해 유압 펌프와 더불어 밸브들이 제공된다. 밸브의 제어는 기계 제어부를 통해 이루어진다.Manufactures comprising hydraulic cylinders are known from the prior art. Said hydraulic cylinder is used for indirect (knee lever) or direct positioning of press tools or forming tools and can also be used for pressing. A hydraulic cylinder, designed for example as a differential cylinder, can be actuated via a hydraulic pump. The piston rod of the hydraulic cylinder may be operated reciprocally through the hydraulic pump. The hydraulic pump may be driven via an electric motor. A drive control device is provided for controlling the motor. This machine includes a machine control unit as well as a drive control device for the motor. The machine control comprises a position control component or actuating tool for the piston of the hydraulic cylinder. Machine controls are used to centrally adjust the axial movement of hydraulic cylinders or movable tools. Valves are provided together with a hydraulic pump for actuation of the hydraulic cylinder. Control of the valve is achieved through a mechanical control unit.

이러한 제조기의 단점은 가동 공구 또는 유압 실린더의 피스톤의 위치 제어 시에 운동에 영향을 주는 액추에이터가 부분적으로 기계 제어부에 의해 그리고 부분적으로 구동 조절기에 의해 제어된다는 것이다. 기계 제어부 및 구동 조절기는 종종 버스 통신 시스템을 통해 서로 통신하고, 종종 상이한 계산 사이클 시간을 갖는다. 이는 종종 액추에이터의 제어 동안 데드 타임을 야기한다. 경우에 따라, 상기 데드 타임은 처리 사이클마다 조금씩 다를 수 있다. 이는 가동 공구 또는 유압 실린더의 피스톤의 정확한 포지셔닝을 어렵게 한다. 또한, 이는 운동 중에 진동을 야기할 수 있거나 또는 그 댐핑을 어렵게 할 수 있다.A disadvantage of this machine is that the actuator which affects the motion in controlling the position of the moving tool or the piston of the hydraulic cylinder is controlled partly by the mechanical control and partly by the drive regulator. The machine control and drive controller often communicate with each other via a bus communication system and often have different calculation cycle times. This often causes dead time during control of the actuator. In some cases, the dead time may be slightly different for each processing cycle. This makes precise positioning of the moving tool or the piston of the hydraulic cylinder difficult. Also, it can cause vibration during movement or make its damping difficult.

본 발명의 과제는 장치 기술적으로 간단하고 저렴한 방식으로 부하의 진동 없는 제어를 허용하거나 또는 적어도 비교적 적은 진동을 가진 부하의 제어를 허용하는 전자 유압 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 과제는 진동 없이 또는 적어도 비교적 적은 진동 부하로 작동될 수 있는 유압 차축을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an electrohydraulic device which allows vibration-free control of a load, or at least allows control of a load with relatively little vibration, in a device-technically simple and inexpensive manner. It is also an object of the present invention to provide a hydraulic axle that can be operated without vibration or at least with relatively low vibration loads.

전자 유압 장치와 관련한 상기 과제는 청구항 제 1 항의 특징들에 의해 그리고 유압 차축과 관련한 상기 과제는 청구항 제 11 항의 특징들에 의해 해결된다.The problem with the electrohydraulic device is solved by the features of claim 1 and the problem with the hydraulic axle is solved by the features of claim 11 .

본 발명의 바람직한 실시 예들은 종속 청구항들의 대상이다.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

본 발명에 따라 유압 부하의 제어를 위한 특히 회전 속도 가변의 유압 기계를 포함하는 전자 유압 장치, 특히 전자 유압 제어 장치 또는 전자 유압 회로가 제공된다. 바람직하게는 또한 유압 기계를 구동하기 위한 회전 속도 제어식 모터, 특히 전기 모터가 제공된다. 상기 모터는 전자 유압 장치의 구동 제어 장치에 의해 제어될 수 있다. 또한, 바람직하게는 부하로부터 배출되는 오일을 스로틀하여 특히 부하의 제동 과정을 정확히 제어하기 위해, 브레이크 밸브가 제공된다. 바람직하게는 브레이크 밸브가 구동 제어 장치를 통해 제어된다.According to the present invention there is provided an electrohydraulic device, in particular an electrohydraulic control device or an electrohydraulic circuit, comprising a hydraulic machine for controlling a hydraulic load, in particular with a variable rotational speed. Preferably also a rotational speed controlled motor, in particular an electric motor, is provided for driving the hydraulic machine. The motor may be controlled by a drive control device of an electrohydraulic device. A brake valve is also preferably provided, in order to throttle the oil discharged from the load and in particular precisely control the braking process of the load. Preferably the brake valve is controlled via a drive control device.

상기 해결책은 구동 제어 장치가 모터뿐만 아니라 추가로 브레이크 밸브를 제어한다는 장점을 갖는다. 이와는 달리, 종래 기술에서는 통상 브레이크 밸브와 같은 밸브가 특히 상위의 기계 제어부를 통해 제어되고, 이는 더 긴 제어 시간 및 더 낮은 성능을 야기한다. 본 발명에 따라 바람직하게는 브레이크 밸브의 제어 및 모터의 제어가 상이한 제어들로 나눠지는 것이 아니라, 중앙에서 구동 제어 장치를 통해 이루어진다. 이는 본 발명에 따른 전자 유압 장치에 의해, 부하 운동의 중앙 조정이 구동 제어 장치를 통해 이루어질 수 있게 한다.This solution has the advantage that the drive control device controls not only the motor but also the brake valve. In contrast, in the prior art, valves such as brake valves are usually controlled through an upper mechanical control, which results in longer control times and lower performance. According to the invention, the control of the brake valve and the control of the motor are preferably not divided into different controls, but centrally via the drive control device. With the electrohydraulic device according to the invention, this allows central adjustment of the load movement to be made via the drive control device.

유압 기계는 바람직하게는 유압 펌프이다. 유압 기계가 유압 펌프로서 뿐만 아니라 유압 모터로서 사용되는 것도 가능하다. 또한, 유압 기계가 조절 가능한 선회 각을 갖는 것도 가능하고, 이로써 유압 기계의 체적이 조절되는 것도 가능하다.The hydraulic machine is preferably a hydraulic pump. It is also possible that a hydraulic machine is used as a hydraulic pump as well as a hydraulic motor. It is also possible for the hydraulic machine to have an adjustable swivel angle, whereby the volume of the hydraulic machine can be adjusted.

바람직하게는 구동 제어 장치가 부하의 설정 운동 곡선에 따라 모터를 제어함으로써, 간단한 제어가 가능해진다.Preferably, the drive control device controls the motor according to the set motion curve of the load, so that simple control is possible.

또한, 전자 유압 장치가 개방된 유압 회로로서 설계되는 것이 가능하다.It is also possible for the electrohydraulic device to be designed as an open hydraulic circuit.

달리 표현하면, 유압 부하의 조절을 위한 회전 속도 가변 펌프를 포함하는 시스템에서, 개방된 회로 내에 추가로 브레이크 밸브가 배치되어, 부하로부터 배출되는 오일을 스로틀한다. 이로써, 특히 부하의 제동 과정이 정확하게 제어될 수 있다. 바람직하게는 회전 속도 제어식 모터의 구동 제어 장치가 부하의 설정 운동 곡선에 따라 전기 모터를 제어할 뿐만 아니라 브레이크 밸브도 제어할 수 있다. 바람직하게는 상기 설정 운동 곡선이 구동 제어 장치에 의해 독자적으로 결정된다.In other words, in a system comprising a variable speed pump for regulating the hydraulic load, a brake valve is additionally arranged in the open circuit to throttle the oil discharged from the load. In this way, in particular, the braking process of the load can be precisely controlled. Preferably, the driving control device of the rotational speed controlled motor can control not only the electric motor but also the brake valve according to the set motion curve of the load. Preferably, the set motion curve is independently determined by the drive control device.

전자 유압 장치에 의해, 간단한 방식으로 부하의 다이내믹하고 진동 없는 위치 제어가 가능해진다. 따라서, 장치 기술적으로 간단한 방식으로, 예컨대 전자 유압 차축으로서 형성된 부하에 대한 구동 장치로부터 직접적인 브레이크 밸브 제어를 가진 위치 및 속도 조절이 제공된다. 달리 표현하면, 상기 기능은, 폐쇄 축을 더 정확하고 더 다이내믹하게 포지셔닝하기 위해 브레이크 밸브가 구동 장치로부터 직접 제어되도록 확장될 수 있다.The electrohydraulic device enables dynamic and vibration-free positioning of the load in a simple manner. Thus, position and speed regulation with brake valve control direct from the drive unit for the load configured as an electro-hydraulic axle is provided in a device-technically simple manner. In other words, the function can be extended so that the brake valve is controlled directly from the drive unit in order to position the closing axis more precisely and more dynamically.

본 발명의 다른 실시 예에서, 구동 제어 장치는 기계 제어부에 대한 인터페이스를 포함한다. 상기 인터페이스는 예컨대 버스 또는 버스 시스템이다. 인터페이스를 통해, 기계 제어부에 의해 부하의 제어를 위한 적어도 하나의 설정 값이 구동 제어 장치 내로 공급될 수 있다. 설정 값은 예컨대 부하의 설정 위치, 예컨대 가동 공구 또는 유압 실린더 형태의 부하에서 피스톤 위치이다. 설정 위치는 또한 예컨대 절대 값이다. 구동 제어 장치는 바람직하게는 설정 위치로부터 그리고 실제 위치로부터 독자적으로 설정 운동 곡선을 결정할 수 있도록 설계된다. 대안으로서 또는 추가로, 설정 값으로서 설정 힘 또는 목표 힘이 제공될 수 있다. 기계 제어부는 부하에 대한 순차 프로그램을 포함할 수 있어서, 하나 또는 다수의 설정 값이 순차 프로그램을 실행할 때 구동 제어 장치에 공급될 수 있다. 실제 힘 및 거리 조절은 바람직하게는 구동 제어 장치에서 이루어지므로, 부하의 제어를 위한 제어 시간이 더 단축된다.In another embodiment of the invention, the drive control device includes an interface to the machine control unit. The interface is for example a bus or bus system. Via the interface, at least one set value for controlling the load can be supplied into the drive control device by the machine control unit. The set value is, for example, the position of the piston at the set position of the load, for example a load in the form of a moving tool or a hydraulic cylinder. The setting position is also an absolute value, for example. The drive control device is preferably designed so that it can determine the set motion curve independently from the set position and from the actual position. Alternatively or additionally, a set force or target force can be provided as a set value. The machine control unit may contain a sequential program for the load, so that one or more set values may be supplied to the drive control unit when executing the sequential program. Since the actual force and distance adjustments are preferably made in the drive control device, the control time for controlling the load is further shortened.

부하는 예컨대 특히 차동 실린더로서 형성될 수 있는 유압 실린더이다. 부하 또는 유압 실린더는 또한 2개의 유압 부하 접속부를 포함할 수 있다. 유압 실린더가 제공되면, 이 유압 실린더는 바람직하게는 제 1 압력 챔버를 제 2 압력 챔버로부터 분리하는 피스톤을 포함하고, 상기 제 2 압력 챔버는 피스톤 로드에 의해 관통될 수 있다.The load is, for example, a hydraulic cylinder, which can in particular be designed as a differential cylinder. The load or hydraulic cylinder may also include two hydraulic load connections. If a hydraulic cylinder is provided, this hydraulic cylinder preferably comprises a piston separating the first pressure chamber from the second pressure chamber, which can be penetrated by means of a piston rod.

본 발명의 다른 실시 예에서, 센서, 특히 거리 측정 시스템은 부하의 위치를 검출하기 위해 제공된다. 부하가 유압 실린더이면, 상기 센서에 의해 특히 유압 실린더의 피스톤의 위치가 검출된다. 검출된 위치는 구동 제어 장치에 공급될 수 있다. 이로 인해, 구동 제어 장치에서 매우 신속한 신호 처리가 이루어지고, 검출된 부하 위치는 예컨대 브레이크 밸브의 제어를 위한 기초로서 사용될 수 있다. 이로 인해, 고-다이내믹한 그리고 신속한 제어 또는 조절이 이루어진다. 이에 반해 종래 기술에서는 검출된 위치가 기계 제어부에 공급된다.In another embodiment of the present invention, a sensor, in particular a distance measurement system, is provided to detect the position of the load. If the load is a hydraulic cylinder, the sensor detects in particular the position of the piston of the hydraulic cylinder. The detected position may be supplied to the drive control device. This results in very fast signal processing in the drive control device, and the detected load position can be used as a basis for controlling the brake valve, for example. This results in high-dynamic and rapid control or regulation. In contrast, in the prior art, the detected position is supplied to the machine control unit.

구동 제어 장치를 통한 상기 제어부를 더 개선하기 위해, 상기 제어부는 바람직하게는 위치 제어 컴포넌트들 포함한다. 상기 위치 제어 컴포넌트는 부하의 위치를, 특히 유압 실린더로서 형성된 부하의 피스톤의 위치를 제어한다. 상기 위치 제어 컴포넌트에는 센서의 특히 현재 위치, 예컨대 부하 위치 또는 피스톤 위치가 공급될 수 있다.To further improve the control via the drive control device, the control preferably comprises position control components. The position control component controls the position of the load, in particular the position of the piston of the load configured as a hydraulic cylinder. The position control component can be supplied with in particular the current position of the sensor, for example the position of the load or the position of the piston.

본 발명의 다른 실시 예에서, 구동 제어 장치의 위치 제어 컴포넌트에 의해 브레이크 밸브를 제어하는 것이 가능하므로, 제어가 매우 신속히 실시될 수 있다.In another embodiment of the invention it is possible to control the brake valve by means of the position control component of the drive control device, so that the control can be carried out very quickly.

또한, 기계 제어부의 설정 값 또는 설정 값들이 위치 제어 컴포넌트 내로 공급되는 것이 가능하다.It is also possible for the setpoint or setpoints of the machine control to be fed into the position control component.

본 발명의 바람직한 실시 예에서, 구동 제어 장치는 압력 조절기 컴포넌트를 포함한다. 모터는 압력 조절기 컴포넌트에 따라 제어될 수 있다. 바람직하게는, 유압 기계의 출력 측에서 실제 압력을, 특히 직접 검출할 수 있는 압력 센서가 제공된다. 따라서, 실제 압력이 유압 기계와 부하 사이에서 탭(tap)될 수 있다. 실제 압력의 값은 구동 제어 장치, 특히 그 압력 조절기 컴포넌트에 공급될 수 있다.In a preferred embodiment of the invention, the drive control device comprises a pressure regulator component. The motor may be controlled according to the pressure regulator component. Preferably, a pressure sensor capable of detecting the actual pressure, in particular directly, on the output side of the hydraulic machine is provided. Thus, actual pressure can be tapped between the hydraulic machine and the load. The value of the actual pressure can be supplied to the drive control device, in particular to its pressure regulator component.

또한, 바람직하게는 부하 접속부들 중 하나에 또는 각각의 부하 접속부에 하나의 압력 센서가 접속될 수 있다. 압력 센서에 의해 또는 압력 센서들에 의해, 상응하는 실제 압력이 측정될 수 있다. 검출된 값 또는 검출된 값들은 유압 장치의 제어를 더욱 개선하기 위해, 구동 제어 장치에, 특히 압력 조절기 컴포넌트에 공급될 수 있다.Also preferably one pressure sensor can be connected to one or each load connection. By means of a pressure sensor or by means of pressure sensors, a corresponding actual pressure can be measured. The detected value or detected values can be supplied to the drive control device, in particular to the pressure regulator component, in order to further improve the control of the hydraulic system.

또한, 실제 압력 또는 실제 압력들이 압력 조절기 컴포넌트에 대한 대안으로서 또는 추가로 위치 제어 컴포넌트에 공급되는 것이 가능하다.It is also possible that the actual pressure or actual pressures are supplied to the position control component as an alternative to or in addition to the pressure regulator component.

바람직하게는 구동 제어 장치가 모터에 대한 속도 조절기 컴포넌트를 포함한다. 모터는 속도 조절기 컴포넌트에 따라 제어될 수 있다. 바람직하게는 또한 회전 속도 센서 또는 속도 센서가 모터의 실제 회전 속도를 검출하기 위해 제공된다. 검출된 값들은 구동 제어 장치에, 특히 속도 조절기 컴포넌트에 공급될 수 있다.Preferably the drive control device includes a speed regulator component for the motor. The motor may be controlled according to the speed governor component. Preferably also a rotational speed sensor or speed sensor is provided for detecting the actual rotational speed of the motor. The detected values can be supplied to the drive control device, in particular to the speed regulator component.

또한, 구동 제어 장치는 모터에 대한 전류 조절기 컴포넌트를 포함할 수 있다. 모터는 전류 조절기 컴포넌트에 따라 제어될 수 있다. 이 경우 바람직하게는 회전각 센서가 모터의 실제 회전각을 검출하기 위해 제공된다. 검출된 값들은 구동 제어 장치에, 특히 전류 조절기 컴포넌트에 공급될 수 있다.Additionally, the drive control device may include a current regulator component for the motor. The motor may be controlled according to the current regulator component. In this case, a rotation angle sensor is preferably provided for detecting the actual rotation angle of the motor. The detected values can be supplied to the drive control device, in particular to the current regulator component.

간단한 방식으로 부하의 방향을 제어하기 위해, 방향 밸브가 제공될 수 있다. 상기 방향 밸브를 통해 부하가 유압 기계에 연결될 수 있으므로, 부하가 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동된다. 바람직하게는, 방향 밸브의 밸브 슬라이드의 제 1 스위칭 위치에서, 유압 기계는 유압 실린더의 제 1 압력 챔버에 연결된다. 또한, 상기 제 1 스위칭 위치에서, 제 2 압력 챔버로부터 오일을 배출하기 위해, 상기 방향 밸브를 통해 제 2 압력 챔버로부터 배출 유동 경로가 제공될 수 있다. 배출 유동 경로는 방향 밸브의 하류에서 특히 브레이크 밸브를 통해 제 1 압력 챔버에, 또는 특히 재생 밸브 또는 회복 밸브를 통해 탱크에 연결될 수 있다. 또한, 방향 밸브의 밸브 슬라이드의 제 2 스위칭 위치에서, 제 1 압력 챔버에 연결된 방향 밸브의 접속부가 차단되고, 제 2 압력 챔버는 유압 기계에 연결된다. 따라서, 압력 매체는 제 2 압력 챔버 내로 송출될 수 있고, 제 1 압력 챔버로부터의 압력 매체는 예컨대 브레이크 밸브 및/또는 재생 밸브를 통해 탱크로 배출된다.To control the direction of the load in a simple manner, a directional valve may be provided. A load can be connected to the hydraulic machine via the directional valve, so that the load is moved in a first direction and a second direction. Preferably, in the first switching position of the valve slide of the directional valve, the hydraulic machine is connected to the first pressure chamber of the hydraulic cylinder. Also, in the first switching position, an outlet flow path may be provided from the second pressure chamber via the directional valve to discharge oil from the second pressure chamber. The discharge flow path can be connected downstream of the directional valve to the first pressure chamber, in particular via a brake valve, or to the tank, in particular via a regeneration valve or recovery valve. Also, in the second switching position of the valve slide of the directional valve, the connection of the directional valve connected to the first pressure chamber is blocked, and the second pressure chamber is connected to the hydraulic machine. Thus, the pressure medium can be delivered into the second pressure chamber, and the pressure medium from the first pressure chamber is discharged into the tank, for example via a brake valve and/or a regeneration valve.

또한, 방향 밸브의 밸브 슬라이드의 제 3 스위칭 위치에서, 유압 실린더의 2개의 압력 챔버는 서로 연결될 수 있다. 그러면, 유압 기계에 대한 연결은 차단될 수 있다. 또한, 제 3 스위칭 위치에서 배출 유동 경로는 특히 스로틀되어 개방 제어될 수 있다. 배출 유동 경로는 방향 밸브의 하류에서, 특히 재생 밸브를 통해 탱크에 연결될 수 있다. 따라서, 제 3 스위칭 위치에서, 간단한 방식으로 일종의 스로틀된 부유 위치가 달성될 수 있다. 또한, 제 3 스위칭 위치에서 압력 챔버들 사이의 유체 연결도 스로틀되어 형성될 수 있다.Also, in the third switching position of the valve slide of the directional valve, the two pressure chambers of the hydraulic cylinder can be connected to each other. The connection to the hydraulic machine can then be disconnected. In addition, in the third switching position the outlet flow path can be particularly throttled and controlled opening. The discharge flow path can be connected to the tank downstream of the directional valve, in particular through the regeneration valve. Thus, in the third switching position, a kind of throttled floating position can be achieved in a simple way. In addition, the fluid connection between the pressure chambers in the third switching position can also be made throttled.

달리 표현하면, 제 1 압력 챔버에 연결된 제 1 작동 접속부, 및 제 2 압력 챔버에 연결된 제 2 작동 접속부를 포함하는 방향 밸브가 제공된다. 또한, 방향 밸브는 유압 기계에 연결된 압력 접속부, 및 배출 경로에 연결된 재순환 접속부를 포함할 수 있다. 방향 밸브의 밸브 슬라이드의 제 1 스위칭 위치에서, 압력 접속부는 제 1 작동 접속부에 그리고 제 2 작동 접속부는 재순환 접속부에 연결될 수 있다. 제 2 스위칭 위치에서, 제 1 작동 접속부 및 재순환 접속부는 차단되고, 압력 접속부는 제 2 작동 접속부에 연결될 수 있다. 또한, 제 3 스위칭 위치에서 제 1 작동 접속부, 제 2 작동 접속부 및 재순환 접속부는 연결될 수 있고, 압력 접속부는 차단된다. 방향 밸브의 재순환 접속부에 접속된 배출 경로는 바람직하게는 재생 밸브를 통해 탱크에 및/또는 브레이크 밸브를 통해 제 1 압력 챔버에 연결될 수 있다.In other words, there is provided a directional valve comprising a first actuating connection connected to a first pressure chamber and a second actuating connection connected to a second pressure chamber. The directional valve may also include a pressure connection connected to the hydraulic machine, and a recirculation connection connected to the discharge path. In the first switching position of the valve slide of the directional valve, the pressure connection can be connected to the first working connection and the second working connection to the recirculation connection. In the second switching position, the first working connection and the recirculation connection are disconnected, and the pressure connection can be connected to the second working connection. Furthermore, in the third switching position, the first operating contact, the second operating contact and the recirculation contact can be connected, and the pressure contact is disconnected. The discharge path connected to the recirculation connection of the directional valve can preferably be connected to the tank via a regeneration valve and/or to the first pressure chamber via a brake valve.

바람직하게 브레이크 밸브는 한편으로는 유압 실린더의 제 1 압력 챔버에 그리고 다른 한편으로는 배출 유동 경로 또는 배출 경로에 연결된다. 브레이크 밸브를 통해, 제 1 압력 챔버와 배출 유동 경로 또는 배출 경로 사이의 압력 매체 연결이 개폐 제어될 수 있다. 바람직하게는 브레이크 밸브의 밸브 슬라이드는 비례적으로 조절될 수 있어서, 브레이크 밸브는 필요에 따라 사용될 수 있다. 밸브 슬라이드의 제 1 스위칭 위치에서 바람직하게는 압력 매체 연결이 개방 제어되고, 제 2 스위칭 위치에서 폐쇄 제어된다. 브레이크 밸브는 예컨대 2/2 방향 비례 밸브이다.The brake valve is preferably connected to the first pressure chamber of the hydraulic cylinder on the one hand and to the discharge flow path or discharge path on the other hand. Through the brake valve, the pressure medium connection between the first pressure chamber and the discharge flow path or the discharge path can be opened and closed. Preferably the valve slide of the brake valve can be proportionally adjusted so that the brake valve can be used as needed. In the first switching position of the valve slide, preferably, the pressure medium connection is controlled open and in the second switching position controlled closed. The brake valve is, for example, a 2/2-way proportional valve.

전술한 브레이크 밸브에 대한 대안으로서 또는 추가로, 방향 밸브가 비례적으로 조절될 수 있어서 브레이크 밸브 기능을 수행하는 것이 가능하다. 비례 조절 가능성에 의해, 각각의 스위칭 위치에서 개방 단면이 제어될 수 있다. 따라서, 방향 밸브는 제 1 스위칭 위치, 제 2 스위칭 위치 및 제 3 스위칭 위치를 가질 수 있다.As an alternative to or in addition to the aforementioned brake valves, it is possible for the directional valves to be proportionately adjustable so that they fulfill the function of the brake valves. Thanks to the proportional adjustability, the open cross-section can be controlled in each switching position. Thus, the directional valve can have a first switching position, a second switching position and a third switching position.

유압 장치에서 재생 밸브에 의해 바람직하게는 탱크에 대한 연결이 개폐 제어될 수 있다.The connection to the tank can preferably be opened and closed by means of a regeneration valve in the hydraulic system.

바람직하게는 방향 밸브 및/또는 재생 밸브가 구동 제어 장치를 통해 제어되어, 상기 밸브 또는 상기 밸브들은 최소 제어 시간으로 제어될 수 있다.Preferably, the directional valve and/or the regeneration valve is controlled via a drive control device, so that the valve or valves can be controlled with a minimum control time.

더 바람직하게는 제 1 압력 챔버와 방향 밸브 사이의 유동 경로 내에 배치된 차단 밸브가 제공될 수 있다. 상기 차단 밸브를 통해, 제 1 압력 챔버와 방향 밸브 사이의 압력 매체 연결이 개폐 제어될 수 있다. 차단 밸브는 예컨대 로직 밸브이다. 차단 밸브는 밸브 바디를 포함하고, 상기 밸브 바디에는 밸브 시트가 할당된다. 밸브 바디는 또한 방사방향 칼라를 포함할 수 있어서, 밸브 시트를 향한 그 측면에 2개의 제어면이 형성될 수 있다. 제 1 제어면은 링면으로서 그리고 제 2 제어면은 단부면으로서 형성될 수 있다. 밸브 바디가 밸브 시트 상에 놓이면, 단부면에는 제 1 작동 접속부로부터의 압력 매체가 제공될 수 있고, 링면에는 제 1 압력 챔버로부터의 압력 매체가 제공될 수 있다. 밸브 바디가 밸브 시트로부터 분리되면, 제 1 압력 챔버와 방향 밸브의 제 1 작동 접속부 사이의 압력 매체 연결이 개방 제어될 수 있다. 따라서, 링면과 단부면에는 개방 제어된 유동 경로로부터의 압력 매체가 제공될 수 있다. 밸브 바디는 밸브 시트로부터 멀리 향한 그 측면에 바람직하게는 제어면을 포함하고, 상기 제어면의 크기는 단부면과 링면의 합에 상응할 수 있다. 제어면을 통해 밸브 바디에는 밸브 시트를 향한 방향으로 밸브 스프링의 힘이 제공될 수 있다. 또한, 제어면은 제어 챔버를 한정할 수 있고, 상기 제어 챔버는 스로틀을 통해 유압 실린더의 제 1 압력 챔버와 차단 밸브 사이의 유동 경로에 연결될 수 있다. 또한, 바람직하게는 제어 챔버가 제어 밸브를 통해 탱크에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제어 밸브를 통해 제어 챔버와 탱크 사이의 압력 매체 연결이 개폐 제어될 수 있다. 차단 밸브를 개방하기 위해, 바람직하게는 제어 챔버와 탱크 사이의 압력 매체 연결이 개방 제어된다. 제어 밸브가 기계 제어부를 통해 제어될 수 있고, 이는 유압 장치의 안전성을 높이는데, 그 이유는 유압 실린더의 제 1 압력 챔버가 기계 제어부를 통해 유압 기계로부터 분리될 수 있기 때문이다.More preferably a shut-off valve disposed in the flow path between the first pressure chamber and the directional valve may be provided. Through the shut-off valve, the pressure medium connection between the first pressure chamber and the directional valve can be opened and closed. A shut-off valve is, for example, a logic valve. The shut-off valve includes a valve body, and a valve seat is assigned to the valve body. The valve body may also include a radial collar so that two control surfaces may be formed on its side facing the valve seat. The first control face can be formed as a ring face and the second control face as an end face. When the valve body is placed on the valve seat, the end face can be provided with pressure medium from the first operating contact and the ring face can be provided with pressure medium from the first pressure chamber. When the valve body is separated from the valve seat, the pressure medium connection between the first pressure chamber and the first operating connection of the directional valve can be controlled to open. Thus, the ring face and the end face can be provided with pressure medium from the open controlled flow path. The valve body, on its side facing away from the valve seat, preferably comprises a control face, the size of which may correspond to the sum of the end face and the ring face. Via the control surface, the valve body can be provided with the force of the valve spring in a direction towards the valve seat. Furthermore, the control surface can define a control chamber, which control chamber can be connected via a throttle to the flow path between the shut-off valve and the first pressure chamber of the hydraulic cylinder. Also preferably the control chamber can be connected to the tank via a control valve. Thus, the pressure medium connection between the control chamber and the tank can be controlled to open and close through the control valve. To open the shut-off valve, the pressure medium connection between the control chamber and the tank is preferably controlled to open. The control valve can be controlled via the mechanical control, which increases the safety of the hydraulic system, since the first pressure chamber of the hydraulic cylinder can be separated from the hydraulic machine via the mechanical control.

본 발명의 다른 실시 예에서, 구동 제어 장치는 부하에 대한 모델 기반 상태 제어부를 포함한다. 따라서, 예컨대 실제 크기가 계산될 수 있고 간접적으로 조절될 수 있어서, 센서들이 절감될 수 있다. 예컨대 거리 측정 시스템의 위치에 의해 가속도가 계산될 수 있고 간접적으로 조절될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 유압 실린더의 압력 챔버들 내의 압력들을 통해 피스톤의 가속도가 계산되고 간접적으로 조절될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the drive control device includes a model-based state controller for the load. Thus, for example, the actual size can be calculated and adjusted indirectly, so that sensors can be saved. Acceleration can be calculated and adjusted indirectly, for example by the position of the distance measuring system. Alternatively or additionally, the acceleration of the piston can be calculated and adjusted indirectly via the pressures in the pressure chambers of the hydraulic cylinder.

본 발명에 따라, 전술한 양상들 중 하나 또는 다수에 따른 전자 유압 장치를 구비한 유압 차축이 제공된다. 유압 차축은 본 명세서의 범위에서 유압 액추에이터, 예컨대 유압 실린더, 및 액추에이터를 유체로 제어하는 유압 또는 전자 유압 장치를 의미한다. 이러한 유압 차축은 컴팩트하며 강력한 구동 장치이다. 상기 유압 차축은 다수의 산업적 자동화 응용에, 예컨대 프레스, 플라스틱 기계, 벤딩 머신 등에 사용된다. 특히 이러한 구동 장치는 적어도 2개의 운동 과정, 즉 신속한 전달 운동(이하, 신속 과정 또는 신속 행정이라 함) 및 힘을 제공하는 작동 운동(이하, 힘 과정, 작동 행정 또는 프레스 과정이라 함)을 실시하도록 설계된다. 본 발명에 따른 유압 차축에 의해, 바람직하게는 높은 다이내믹에도 불구하고 거의 진동 없이 포지셔닝되는 것이 가능해진다. 달리 표현하면, 구동 장치에서 밸브 제어를 포함하는 완전한 제어 기능이 이루어지고 그에 따라 기계 제어부와 무관하게 폐쇄 차축에 대한 해결책이 제공될 수 있는, 회전 속도 가변 펌프 구동 장치에 대한 표준화된 서브시스템 해결책, 예컨대 시트로닉스가 제공된다. 이로 인해, 더 높은 정확도 및 더 높은 다이내믹이 달성될 수 있다, 이에 반해, 지금까지의 해결책에서 브레이크 밸브는 상위의 기계 제어부로부터 제어되어서, 다양한 인터페이스에서 버스 사이클 시간이 관련 액추에이터의 제어 시에 부분적으로 가변 데드 타임을 야기하므로, 좋지 않은 제어 가능성 및 성능 저하를 야기한다. 따라서, 또한 유압 차축에서 기계 제어부가 밸브 장치, 특히 브레이크 밸브에 따라 조정될 필요가 없는데, 그 이유는 이것이 구동 제어 장치에 의해 수행되기 때문이다. 따라서, 부하를 제어하는 구동 제어 장치에 대한 제조업자는 이것을 추가로 다른 제어 과제를 위해, 특히 브레이크 밸브의 제어를 위해 형성할 수 있다.According to the present invention, there is provided a hydraulic axle having an electrohydraulic device according to one or more of the foregoing aspects. A hydraulic axle means within the scope of this specification a hydraulic actuator, such as a hydraulic cylinder, and a hydraulic or electrohydraulic device that fluidly controls the actuator. These hydraulic axles are compact and powerful drives. The hydraulic axles are used in many industrial automation applications, such as presses, plastics machinery, bending machines, and the like. In particular, these drive devices are designed to carry out at least two motion processes: a rapid transmission motion (hereinafter referred to as a quick process or quick stroke) and a force providing actuation motion (hereinafter referred to as a force process, actuation stroke or press process). designed With the hydraulic axle according to the invention, positioning is preferably possible with almost no vibrations despite high dynamics. In other words, a standardized subsystem solution for a variable speed pump drive, in which a complete control function including valve control takes place in the drive unit, so that a solution to the closed axle can be provided independently of the mechanical control unit, For example, Citronix is provided. Due to this, higher accuracy and higher dynamics can be achieved, whereas in the solutions so far the brake valve is controlled from a higher-level mechanical control, so that the bus cycle time at the various interfaces is partially dependent on the control of the associated actuator. It causes variable dead time, resulting in poor controllability and poor performance. Accordingly, also in the hydraulic axle, the mechanical control unit does not have to be adapted according to the valve arrangement, in particular the brake valve, since this is performed by the drive control unit. Thus, the manufacturer of the drive control device for controlling the load can additionally configure it for other control tasks, in particular for the control of brake valves.

본 발명의 바람직한 실시 예들이 하기에서 도면을 참고로 상세히 설명된다.Preferred embodiments of the present invention are described in detail with reference to the drawings below.

도 1은 유압 차축의 개략적인 측면도.
도 2는 유압 차축 내에서 일 실시 예에 따른 본 발명의 전자 유압 장치의 회로도.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 유압 장치의 개략적인 회로도.
도 4는 전자 유압 장치의 제어 다이어그램.1 is a schematic side view of a hydraulic axle;
2 is a circuit diagram of an electro-hydraulic device of the present invention according to an embodiment within a hydraulic axle;
3 is a schematic circuit diagram of an electro-hydraulic device according to an embodiment.
4 is a control diagram of an electrohydraulic device;

도 1에는 유압 차축(1)이 개략적으로 도시되어 있다. 상기 차축(1)은 차동 실린더로서 형성된 유압 실린더(2)를 포함한다. 유압 실린더(2)의 피스톤 로드(4)는 이동 가능하다. 유압 실린더(2)는 지지 구조(6) 내에 지지된다. 상기 지지 구조는 여기서 높이(a) 및 폭(b)을 갖는다. 유압 실린더(2)는 유압 기계(8)를 통해 작동된다. 도 1의 유압 차축은 성형기에 사용된다.1 schematically shows a hydraulic axle 1 . The axle 1 includes a hydraulic cylinder 2 configured as a differential cylinder. The piston rod 4 of the hydraulic cylinder 2 is movable. A hydraulic cylinder (2) is supported in a support structure (6). The support structure here has a height a and a width b. The hydraulic cylinder (2) is actuated via a hydraulic machine (8). The hydraulic axle of Fig. 1 is used in a molding machine.

도 2에는 유압 실린더(2)를 제어하기 위한 본 발명에 따른 전자 유압 장치(10)가 도시되어 있다. 전자 유압 장치는 유압 펌프로서 상기 유압 실린더(2)를 구동하는 유압 기계(12)를 포함한다. 유압 기계(12)는 회전 속도 제어식 전기 모터(14)에 의해 구동된다. 모터(14)의 제어를 위해, 구동 제어 장치(16)가 제공된다. 구동 제어 장치(16)는 버스-인터페이스(18)를 통해 기계 제어부(20)에 연결된다.2 shows an electrohydraulic device 10 according to the invention for controlling a hydraulic cylinder 2 . The electro-hydraulic device includes a hydraulic machine 12 that drives the hydraulic cylinder 2 as a hydraulic pump. The hydraulic machine 12 is driven by a rotational speed controlled electric motor 14 . For control of the motor 14, a drive control device 16 is provided. The drive control device 16 is connected to the machine control 20 via a bus-interface 18 .

구동 제어 장치(16)는 모터(14)와 더불어 또한 방향 밸브(22)를 제어한다. 상기 방향 밸브(22)는 제 1 작동 접속부(A)를 포함하고, 상기 작동 접속부(A)는 유압 실린더(2)의 제 1 압력 챔버(24)에 연결된다. 또한 방향 밸브(22)는 제 2 작동 접속부(B)를 포함하고, 상기 작동 접속부(B)는 유압 실린더(2)의 제 2 압력 챔버(26)에 연결되며, 상기 제 2 압력 챔버(26)는 피스톤 로드(4)에 의해 관통되므로 링 챔버로서 형성된다. 유압 기계(12)는 압력 접속부(P)를 통해 방향 밸브(22)에 접속된다. 또한, 재순환 접속부(R)가 제공된다. 상기 재순환 접속부(R)에는 배출 경로(28)가 접속된다. 배출 경로(28)는 유동 방향으로 볼 때 방향 밸브(22)로부터 멀리 분기되고, 한편으로는 재생 밸브(30)에 연결되고, 다른 한편으로는 브레이크 밸브(32)에 연결된다. 방향 밸브(22)의 밸브 슬라이드의 제 1 스위칭 위치(a)에서, 유압 기계(12)는 제 1 압력 챔버(24)에 연결되며, 제 2 압력 챔버(26)는 배출 경로(28)에 연결된다. 이에 반해, 제 2 스위칭 위치(b)에서는 유압 기계(12)가 제 2 압력 챔버(26)에 연결되며, 다른 접속부들(A 및 R)은 차단된다. 제 3 스위칭 위치(c), 즉 중간 위치에서, 2개의 압력 챔버들(24 및 26)과 배출 경로(28)는 서로 연결된다.The drive control device 16 controls the motor 14 as well as the directional valve 22 . The directional valve 22 has a first operating connection A, which is connected to the first pressure chamber 24 of the hydraulic cylinder 2 . The directional valve 22 also includes a second operating connection B, which is connected to the second pressure chamber 26 of the hydraulic cylinder 2, and which is connected to the second pressure chamber 26. is pierced by the piston rod 4 and thus is formed as a ring chamber. The hydraulic machine 12 is connected to the directional valve 22 via a pressure connection P. Also, a recirculation connection R is provided. A discharge path 28 is connected to the recirculation connection part R. The discharge path 28 branches away from the directional valve 22 as viewed in the flow direction and is connected to the regeneration valve 30 on the one hand and to the brake valve 32 on the other hand. In the first switching position (a) of the valve slide of the directional valve 22, the hydraulic machine 12 is connected to the first pressure chamber 24, and the second pressure chamber 26 to the discharge path 28. do. In contrast, in the second switching position b, the hydraulic machine 12 is connected to the second pressure chamber 26 and the other connections A and R are disconnected. In the third switching position c, ie the intermediate position, the two pressure chambers 24 and 26 and the discharge path 28 are interconnected.

방향 밸브(22)와 제 1 압력 챔버(24) 사이에 유체 공학적으로 차단 밸브(34)가 배치된다. 상기 차단 밸브(34)는 방향 밸브(22), 특히 작동 접속부(A)와 제 1 압력 챔버(24) 사이의 압력 매체 연결을 개폐 제어한다. 차단 밸브(34)는 기계 제어부(20)를 통해 작동될 수 있고, 이는 파선 화살표(36)로 표시된다. 차단 밸브(34)의 밸브 바디는 밸브 시트에 할당된다. 밸브 시트 측에 스텝을 가진 밸브 바디가 형성됨으로써, 밸브 바디는 제어면으로서 링면 및 단부면을 포함한다. 밸브 바디가 밸브 시트 상에 놓이면, 단부면에는 방향 밸브(22)의 작동 접속부(A)의 압력 매체가 제공되고, 링면에는 제 1 압력 챔버(24)의 압력 매체가 제공된다. 밸브 시트로부터 분리된 상태에서, 링면들 및 단부면들에는 방향 밸브(22)와 제 1 압력 챔버(24) 사이의 유동 경로 내의 압력 매체가 제공된다. 밸브 시트로부터 멀리 향한 밸브 바디의 측면에 제어면을 통해 제 1 압력 챔버(24)의 압력 매체가 제공될 수 있고, 상기 압력 매체는 제어 라인(38)을 통해 스로틀되어 탭(tap)된다. 이 경우, 제어면의 크기는 링면과 단부면의 합에 상응한다. 또한, 제어면에는 밸브 시트의 방향으로 밸브 스프링의 힘이 제공된다. 밸브 시트로부터 멀리 향한 차단 밸브(34)의 제어면은 또한 제어 밸브(40)를 통해 탱크(42)에 연결될 수 있다. 이 경우, 제어 밸브는 2/2 전환 밸브로서 형성된다. 제어 밸브는 밸브 시트로부터 멀리 향한 차단 밸브(34)의 밸브 바디의 제어면과 탱크(42) 사이의 압력 매체 연결을 개폐 제어할 수 있다. 제어 밸브는 기계 제어부(20)를 통해 제어된다.A shut-off valve 34 is fluidically arranged between the directional valve 22 and the first pressure chamber 24 . The shut-off valve 34 controls the opening and closing of the pressure medium connection between the directional valve 22, in particular the operating connection A, and the first pressure chamber 24. Shut-off valve 34 can be actuated via mechanical control 20 , indicated by dashed arrow 36 . The valve body of the shut-off valve 34 is assigned to the valve seat. By forming a valve body with a step on the valve seat side, the valve body includes a ring face and an end face as control faces. When the valve body is placed on the valve seat, the end face is provided with the pressure medium of the actuating connection A of the directional valve 22, and the ring face is provided with the pressure medium of the first pressure chamber 24. Separated from the valve seat, the ring faces and end faces are provided with the pressure medium in the flow path between the directional valve 22 and the first pressure chamber 24 . The pressure medium of the first pressure chamber 24 can be provided through a control surface to the side of the valve body facing away from the valve seat, which pressure medium is throttled and tapped through the control line 38 . In this case, the size of the control surface corresponds to the sum of the ring surface and the end surface. In addition, the control surface is provided with the force of the valve spring in the direction of the valve seat. The control surface of shut-off valve 34 facing away from the valve seat may also be connected to tank 42 via control valve 40 . In this case, the control valve is designed as a 2/2 changeover valve. The control valve can open and close the pressure medium connection between the tank 42 and the control surface of the valve body of the shut-off valve 34 facing away from the valve seat. The control valve is controlled via the mechanical control unit 20.

브레이크 밸브(32)는 전술한 바와 같이 배출 경로(28)에 연결되고 또한 방향 밸브(22)의 작동 접속부(A)에 접속된다. 후자의 접속은 차단 밸브(34)와 방향 밸브(22) 사이에서 이루어진다. 브레이크 밸브(32)는 이 경우 2/2 비례 밸브로서 형성된다. 브레이크 밸브는 방향 밸브(22)의 재순환 접속부(R)와 작동 접속부(A) 사이의 압력 매체 연결을 개폐 제어하고, 밸브 슬라이드는 다수의 중간 위치를 가질 수 있다.The brake valve 32 is connected to the discharge path 28 as described above and is also connected to the operating connection A of the directional valve 22 . The latter connection is made between shut-off valve 34 and directional valve 22 . The brake valve 32 is in this case designed as a 2/2 proportional valve. The brake valve controls the opening and closing of the pressure medium connection between the recirculation connection R and the operating connection A of the directional valve 22, and the valve slide can have a number of intermediate positions.

재생 밸브(30)는 배출 경로(28)와 탱크(42) 사이의 연결을 개폐 제어할 수 있는 전환 밸브이다.The regeneration valve 30 is a switching valve capable of opening and closing the connection between the discharge path 28 and the tank 42.

방향 밸브(22), 브레이크 밸브(32) 및 재생 밸브(30)는 모두 구동 제어 장치(16)를 통해 제어된다.The directional valve 22 , the brake valve 32 and the regeneration valve 30 are all controlled through the drive control device 16 .

구동 제어 장치(16)가 피스톤 로드(4)에 연결된, 유압 실린더(2)의 피스톤(44)의 현재 위치를 검출할 수 있기 위해, 거리 측정 시스템(46)이 제공된다. 상기 거리 측정 시스템은 신호 라인(48)을 통해 구동 제어 장치(16)에 연결된다. 또한, 압력 센서(50)가 제 1 압력 챔버(24)와 차단 밸브(34) 사이에 제공되고, 상기 압력 센서는 압력을 신호 라인(52)을 통해 구동 제어 장치(16)로 전달한다. 다른 압력 센서(53)는 제 2 압력 챔버(26)와 방향 밸브(22) 사이에 배치되고, 신호 라인(54)을 통해 압력을 구동 제어 장치(16)로 전달한다. 방향 밸브(22)와 유압 기계(12) 사이에 압력 센서(56)가 배치되고, 상기 압력 센서(56)는 신호 라인(58)을 통해 구동 제어 장치(16)에 연결됨으로써 상기 구동 제어 장치(16)에 압력을 전달한다.In order for the drive control device 16 to be able to detect the current position of the piston 44 of the hydraulic cylinder 2, connected to the piston rod 4, a distance measuring system 46 is provided. The distance measurement system is connected to the drive control device 16 via a signal line 48 . Also, a pressure sensor 50 is provided between the first pressure chamber 24 and the shut-off valve 34 , which transmits the pressure to the drive control device 16 via a signal line 52 . Another pressure sensor 53 is disposed between the second pressure chamber 26 and the directional valve 22 and transmits pressure to the drive control device 16 via a signal line 54 . A pressure sensor 56 is disposed between the directional valve 22 and the hydraulic machine 12, and the pressure sensor 56 is connected to the drive control device 16 through a signal line 58 so that the drive control device ( 16) to transmit pressure.

신속 과정에서 유압 실린더(2)의 피스톤 로드(4)를 빼내기 위해, 방향 밸브(22)는 그 제 1 스위칭 위치(a)로 스위칭된다. 제어 밸브(40)가 개방 제어되므로, 차단 밸브(34)도 개방 제어된다. 재생 밸브(30)는 폐쇄 제어된다. 그리고 나서, 브레이크 밸브(32)를 통해 제 2 압력 챔버(26)와 제 1 압력 챔버(24) 사이의 압력 매체 연결이 제어될 수 있다. 피스톤 로드를 빼내기 위해, 유압 기계(12)는 압력 매체를 방향 밸브(22) 및 차단 밸브(34)를 통해 제 1 압력 챔버(24) 내로 송출하므로, 피스톤 로드(4)를 가진 피스톤(44)이 빼내는 방향으로 이동된다. 제 2 압력 챔버(26)에 의해 변위된 압력 매체는 방향 밸브(22), 브레이크 밸브(32) 및 차단 밸브(34)를 통해 제 1 압력 챔버(24) 내로 흐른다. 체적 흐름은 이 경우 브레이크 밸브(32)를 통해 조절될 수 있다.To withdraw the piston rod 4 of the hydraulic cylinder 2 in a fast process, the directional valve 22 is switched to its first switching position a. Since the control valve 40 is controlled to open, the shutoff valve 34 is also controlled to open. The regeneration valve 30 is controlled to close. The pressure medium connection between the second pressure chamber 26 and the first pressure chamber 24 can then be controlled via the brake valve 32 . To withdraw the piston rod, the hydraulic machine 12 sends pressure medium through the directional valve 22 and shut-off valve 34 into the first pressure chamber 24, so that the piston 44 with the piston rod 4 is moved in the direction of extraction. The pressure medium displaced by the second pressure chamber 26 flows through the directional valve 22 , the brake valve 32 and the shut-off valve 34 into the first pressure chamber 24 . The volume flow can in this case be regulated via the brake valve 32 .

피스톤(24)을 그 위치로 유지하기 위해, 방향 밸브(22)는 그 중간 스위칭 위치(c)로 스위칭된다. 차단 밸브(34)는 제어 밸브(40)가 개방 제어됨으로써, 개방된다. 필요한 경우, 재생 밸브(30)가 개방 제어될 수 있지만, 스위칭 위치(c)에서는 재순환 접속부(R)와 작동 접속부(A 및 B) 사이의 스로틀된 연결이 주어지는 것이 바람직하다. 이로 인해, 피스톤(44)에 대한 일종의 스로틀된 부유 위치가 가능해진다.To hold the piston 24 in its position, the directional valve 22 is switched to its intermediate switching position c. The shut-off valve 34 is opened by controlling the control valve 40 to open. If necessary, the regeneration valve 30 can be controlled to open, but preferably in the switching position c a throttled connection between the recirculation connection R and the working connections A and B is provided. This allows a kind of throttled floating position for the piston 44 .

피스톤 로드(4)를 집어넣기 위해 방향 밸브(22)는 그 스위칭 위치(b)로 스위칭된다. 이 경우, 제어 밸브(40)가 개방 제어됨으로써, 차단 밸브(34)도 개방 제어된다. 또한, 재생 밸브(30)가 개방 제어된다. 유압 기계(12)는 압력 매체를 제 2 압력 챔버(28) 내로 송출할 수 있고, 압력 매체는 제 1 압력 챔버(24)로부터 차단 밸브(34), 브레이크 밸브(32) 및 재생 밸브(30)를 통해 탱크(42)로 배출될 수 있다. 브레이크 밸브(32)를 통해, 제 1 압력 챔버(24)로부터 탱크(24)로의 체적 흐름이 제어될 수 있다.To retract the piston rod 4, the directional valve 22 is switched to its switching position b. In this case, when the control valve 40 is controlled to open, the shutoff valve 34 is also controlled to open. Also, the regeneration valve 30 is controlled to open. The hydraulic machine 12 can deliver a pressure medium into the second pressure chamber 28, from which the pressure medium flows through the shut-off valve 34, the brake valve 32 and the regeneration valve 30. It can be discharged to the tank 42 through. Via the brake valve 32 the volume flow from the first pressure chamber 24 to the tank 24 can be controlled.

피스톤 로드(4)를 빼내고 집어넣을 때 브레이크 밸브(32)는 구동 제어 장치(16)를 통해 제어되기 때문에, 집어넣고 빼내는 과정의 정확한 제어와 동시에 매우 짧은 제어 시간이 달성된다. 이 경우, 구동 제어 장치(16)는 예컨대 1 ms의 클록킹을 갖는다. 이에 반해, 기계 제어부(20)는 100 ms의 클록킹을 가질 수 있다. 모터(14) 및 브레이크 밸브(32) 및 밸브들(30 및 22)의 제어는 상이한 제어부를 통해 이루어지는 것이 아니라, 장치 기술적으로 간단히 구동 제어 장치(16)를 통해 이루어진다.Since the brake valve 32 is controlled via the drive control device 16 when retracting and retracting the piston rod 4, precise control of the retracting and retracting process and at the same time very short control times are achieved. In this case, the drive control device 16 has a clocking of 1 ms, for example. In contrast, the machine controller 20 may have a clocking of 100 ms. The control of the motor 14 and the brake valve 32 and the valves 30 and 22 are not carried out through different control units, but simply through the drive control device 16 technically.

도 3에는 전자 유압 장치(10)가 개략적으로 도시되어 있다. 이 경우, 브레이크 밸브(32), 피스톤(44)을 가진 유압 실린더(2), 거리 측정 시스템(46), 유압 기계(12), 모터(14), 구동 제어 장치(16) 및 기계 제어부(20)가 단순화되어 도시되어 있다.3 schematically shows an electrohydraulic device 10 . In this case, brake valve 32, hydraulic cylinder 2 with piston 44, distance measuring system 46, hydraulic machine 12, motor 14, drive control unit 16 and machine control unit 20 ) is shown simplified.

모터(14)는 모터(14)에 전류(I)를 공급하는, 구동 제어 장치(16)의 전류 조절기 컴포넌트(60)를 통해 제어될 수 있다. 도시되지 않은 회전각 센서를 통해 상기 전류 조절기 컴포넌트는 모터(14)의 실제 회전각(62)을 검출한다. 또한, 구동 제어 장치(16)는 속도 조절기 컴포넌트(64)를 포함한다. 상기 속도 조절기 컴포넌트(64) 내로 모터(14)의 실제 회전 속도(66)가 공급되고, 상기 실제 회전 속도(66)는 도시되지 않은 회전 속도 센서를 통해 검출된다. 속도 조절기 컴포넌트(64)는 전류 조절기 컴포넌트(60)에 연결된다. 또한, 구동 제어 장치(16)는 압력 조절기 컴포넌트(68)를 포함한다. 상기 압력 조절기 컴포넌트는 도 3에 따라 유압 기계(12)의 출력 측에서 실제 압력(70)을 검출한다. 실제 압력(70)은 예컨대 도 2에 상응하게 압력 센서(56)에 의해 탭(tap)될 수 있다. 또한, 압력 조절기 컴포넌트(68)에 대해 유압 실린더(2)의 압력 챔버들(24 및 26)의 실제 압력이 검출될 수 있다. 압력 조절기 컴포넌트(68)는 속도 조절기 컴포넌트(64)에 연결된다. 또한, 압력 조절기 컴포넌트(68)는 구동 제어 장치(16)의 위치 제어 컴포넌트(72)에 연결된다. 압력 조절기 컴포넌트(68)는 유압 기계(12)의 실제 압력 또는 실제 압력들 및/또는 실제 체적 흐름을 위치 제어 컴포넌트(72)에 제공할 수 있고, 이는 화살표(74)로 표시되어 있다. 위치 제어 컴포넌트(72)는 압력 조절기 컴포넌트(68)에게 유압 기계(12)에 대한 설정 압력 또는 설정 압력들 및/또는 설정 체적 흐름을 사전 설정할 수 있고, 이는 화살표(76)로 표시되어 있다. 거리 측정 시스템(46)을 통해 위치 제어 컴포넌트(72)는 또한 피스톤(44)의 현재 위치(78)를 검출한다. 기계 제어부(20)는 순차 프로그램(80)을 포함한다. 상기 순차 프로그램은 위치 제어 컴포넌트(72)에게 유압 실린더(2)에 대한 목표 위치 및 목표 힘(82)을 사전 설정한다. 실제 압력(70) 또는 실제 압력들은 또한 추가로 위치 제어 컴포넌트(72)에 전달될 수 있고, 이는 화살표(84)로 표시되어 있다. 또한, 도 3에는 체적 흐름(86)이 화살표로 표시되어 있다.Motor 14 may be controlled via current regulator component 60 of drive control device 16 , which supplies current I to motor 14 . Via a rotation angle sensor, not shown, the current regulator component detects the actual rotation angle 62 of the motor 14 . The drive control device 16 also includes a speed regulator component 64 . The actual rotational speed 66 of the motor 14 is supplied into the speed regulator component 64 and is detected via an unillustrated rotational speed sensor. The speed regulator component 64 is coupled to the current regulator component 60 . The drive control device 16 also includes a pressure regulator component 68 . Said pressure regulator component detects the actual pressure 70 on the output side of the hydraulic machine 12 according to FIG. 3 . The actual pressure 70 may be tapped by the pressure sensor 56 , corresponding to FIG. 2 , for example. In addition, the actual pressure in the pressure chambers 24 and 26 of the hydraulic cylinder 2 can be detected with respect to the pressure regulator component 68 . The pressure regulator component 68 is connected to the speed regulator component 64 . The pressure regulator component 68 is also connected to the position control component 72 of the drive control device 16 . Pressure regulator component 68 may provide the actual pressure or actual pressures and/or actual volumetric flow of hydraulic machine 12 to position control component 72 , as indicated by arrow 74 . Position control component 72 may preset pressure regulator component 68 a set pressure or set pressures and/or set volume flow for hydraulic machine 12 , indicated by arrow 76 . Through the distance measurement system 46 the position control component 72 also detects the current position 78 of the piston 44 . The machine control unit 20 includes a sequential program 80. Said sequential program presets the target position and target force 82 for the hydraulic cylinder 2 to the position control component 72 . Actual pressure 70 or actual pressures may also be further transmitted to a position control component 72 , indicated by arrow 84 . Also in FIG. 3 , the volume flow 86 is indicated by an arrow.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 유압 실린더(2)의 축 운동은 중앙에서 구동 제어 장치(16)를 통해 조정된다. 밸브 제어, 특히 브레이크 밸브(32)의 제어는 마찬가지로 구동 제어 장치(16)로부터 이루어진다. 또한, 유압 실린더(2)에 대한 힘 및 거리 조절은 구동 제어 장치(16)에서 실시된다. 전술한 바와 같이, 지금까지의 해결책에서는 밸브 제어, 특히 브레이크 밸브(32)의 제어가 상위의 기계 제어부(20)로부터 이루어졌다. 다양한 인터페이스 및 버스 사이클 시간으로 인해, 관련 액추에이터의 제어 시에 부분적으로 가변 데드 타임이 야기된다. 이는 공지된 해결책들에서 좋지 않은 조절 가능성 및 그에 따라 더 낮은 성능을 야기한다. 또한, 본 발명에 따른 구동 제어 장치(16)에 의해 밸브 및 모터의 제어가 기계 제어부(20)와 무관하게 형성될 수 있어서, 기계 제조업자는 그 기계 제어를 컴포넌트 제조업자의 밸브 제어에 따라 조정할 필요가 없다.As can be seen in FIG. 3 , the axial motion of the hydraulic cylinder 2 is centrally coordinated via the drive control device 16 . The valve control, in particular the control of the brake valve 32, likewise takes place from the drive control device 16. Also, force and distance adjustments to the hydraulic cylinder 2 are performed in the drive control device 16 . As described above, in the solutions so far, the valve control, in particular, the control of the brake valve 32 is performed from the upper mechanical controller 20. The varying interfaces and bus cycle times result in variable dead times in part in the control of the associated actuators. This leads to poor scalability and thus lower performance in known solutions. Also, by means of the drive control device 16 according to the present invention, control of the valves and motors can be made independent of the machine control 20, so that the machine manufacturer does not need to adjust its machine control according to the component manufacturer's valve control. does not exist.

도 4는 제어기 구조를 개략적으로 도시한다. 구동 제어 장치(16) 및 기계 제어부(20)가 도시되어 있다. 구동 제어 장치(16)는 속도 조절기 컴포넌트(64), 압력 조절기 컴포넌트(68), 위치 제어 컴포넌트(72) 및 체적 흐름 조절기 컴포넌트(88)를 포함한다. 또한, 모터(14), 유압 기계(12), 압력 센서(56), 거리 측정 시스템(46) 및 고객 맞춤형 유압 시스템(90)이 도시된다.4 schematically shows the controller structure. A drive control unit 16 and a mechanical control unit 20 are shown. The drive control device 16 includes a speed regulator component 64 , a pressure regulator component 68 , a position control component 72 and a volume flow regulator component 88 . Also shown is a motor 14, a hydraulic machine 12, a pressure sensor 56, a distance measuring system 46 and a custom hydraulic system 90.

도 4에 따라 구동 제어 장치(16)에서 속도 조절기 컴포넌트와 컴포넌트들(68, 88 및 72) 사이에 조절 컴포넌트(92)에 대한 최소값이 제공된다. 조절 컴포넌트(92)는 압력 조절기 컴포넌트(68)에 연결되고, 기계 제어부(20)를 통해 작동될 수 있는 스위치(94)를 통해 위치 제어 컴포넌트(72)에 또는 체적 흐름 조절기 컴포넌트(88)에 연결될 수 있다.In the drive control device 16 according to FIG. 4 between the speed regulator component and the components 68 , 88 and 72 a minimum value for the regulating component 92 is provided. The regulation component 92 is connected to the pressure regulator component 68 and may be connected to the position control component 72 via a switch 94 operable via the mechanical control 20 or to the volume flow regulator component 88. can

유압 차축용 전자 유압 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 부하의 구동을 위한 유압 기계를 포함한다. 유압 기계는 전기 모터를 통해 구동될 수 있고, 상기 전기 모터는 구동 제어 장치를 통해 제어될 수 있다. 추가로, 구동 제어 장치는 부하의 제동 과정을 정확히 제어하는 브레이크 밸브를 제어할 수 있다.An electro-hydraulic device for a hydraulic axle is disclosed. This device includes a hydraulic machine for driving the load. The hydraulic machine may be driven by an electric motor, and the electric motor may be controlled by a drive control device. In addition, the drive control device can control a brake valve that precisely controls the braking process of the load.

1 유압 차축
2 유압 실린더
4 피스톤 로드
6 지지 구조
8 유압 기계
10 전자 유압 장치
12 유압 기계
14 모터
16 구동 제어 장치
18 버스 인터페이스
20 기계 제어부
22 방향 밸브
24 제 1 압력 챔버
26 제 2 압력 챔버
28 배출 경로
30 재생 밸브
32 브레이크 밸브
34 차단 밸브
36 화살표
38 제어 라인
40 제어 밸브
42 탱크
44 피스톤
46 거리 측정 시스템
48 신호 라인
50 압력 센서
52 신호 라인
53 압력 센서
54 신호 라인
56 압력 센서
58 신호 라인
60 전류 조절기 컴포넌트
62 실제 회전각
64 속도 조절기 컴포넌트
66 실제 회전 속도
68 압력 조절기 컴포넌트
70 실제 압력
72 위치 제어 컴포넌트
74 화살표
76 화살표
78 위치
80 순차 프로그램
82 목표 위치 및 목표 힘
84 화살표
86 체적 흐름
88 체적 흐름 조절기 컴포넌트
90 유압 시스템
92 최소값 조절 컴포넌트
94 스위치
A, B 작동 접속부
P 압력 접속부
R 재순환 접속부
I 전류1 hydraulic axle
2 hydraulic cylinders
4 piston rod
6 support structure
8 hydraulic machine
10 Electro-Hydraulic
12 hydraulic machine
14 motor
16 drive control unit
18 bus interface
20 Machine Control
22 way valve
24 first pressure chamber
26 second pressure chamber
28 discharge path
30 regeneration valve
32 brake valve
34 shut-off valve
36 arrow
38 control lines
40 control valve
42 tank
44 piston
46 distance measuring system
48 signal lines
50 pressure sensor
52 signal lines
53 pressure sensor
54 signal lines
56 pressure sensor
58 signal lines
60 Current Regulator Component
62 actual angle of rotation
64 speed regulator component
66 actual rotational speed
68 Pressure regulator component
70 actual pressure
72 position control components
74 arrow
76 arrow
78 position
80 sequential programs
82 Target position and target force
84 arrow
86 volume flow
88 Volume Flow Regulator Component
90 hydraulic system
92 minimum value adjustment component
94 switch
A, B working junction
P pressure connection
R recirculation connection
I current

Claims (12)

유압 부하(2)의 조절을 위한 유압 기계(12), 상기 유압 기계(12)를 구동하기 위한 회전 속도 제어식 모터(14), 및 상기 유압 부하(2)로부터 배출되는 오일을 스로틀하기 위한 브레이크 밸브(32)를 포함하는, 전자 유압 장치에 있어서,
상기 전자 유압 장치는 상위의 기계 제어부(20)를 포함하고,
상기 상위의 기계 제어부(20)는 버스-인터페이스(18)를 통해 상기 상위의 기계 제어부(20)에 연결되는 구동 제어 장치(16)를 포함하고,
상기 전자 유압 장치는 방향 밸브(22), 차단 밸브(34), 및 제어 밸브(40)를 포함하고, 상기 유압 부하(2)를 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동시키기 위해, 상기 유압 부하(2)는 상기 방향 밸브(22)를 통해 상기 유압 기계(12)에 연결되고, 상기 차단 밸브(34)는 상기 방향 밸브(22)와 상기 유압 부하(2)의 제 1 압력 챔버(24) 사이에 유체 공학적으로 배치되고, 상기 차단 밸브(34)는 상기 제어 밸브(40)를 통해 탱크(42)에 연결되고,
상기 상위의 기계 제어부(20)는 상기 차단 밸브(34) 및 상기 제어 밸브(40)를 제어하고,
상기 구동 제어 장치(16)는 상기 회전 속도 제어식 모터(14)를 제어하고,
상기 구동 제어 장치(16)는 또한 상기 브레이크 밸브(32)도 직접 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.A hydraulic machine (12) for regulating the hydraulic load (2), a rotational speed controlled motor (14) for driving the hydraulic machine (12), and a brake valve for throttling the oil discharged from the hydraulic load (2). In the electro-hydraulic device, including (32),
The electro-hydraulic device includes an upper mechanical control unit 20,
The upper machine control unit 20 includes a drive control device 16 connected to the upper level machine control unit 20 through a bus-interface 18,
The electro-hydraulic device includes a directional valve 22, a shut-off valve 34, and a control valve 40, and to move the hydraulic load 2 in a first direction and a second direction, the hydraulic load ( 2) is connected to the hydraulic machine 12 through the directional valve 22, and the shut-off valve 34 is between the directional valve 22 and the first pressure chamber 24 of the hydraulic load 2 and the shut-off valve 34 is connected to the tank 42 via the control valve 40,
The upper mechanical controller 20 controls the shutoff valve 34 and the control valve 40,
The drive control device 16 controls the rotation speed controlled motor 14,
The electro-hydraulic device, characterized in that the drive control device (16) also directly controls the brake valve (32). 제 1 항에 있어서, 상기 구동 제어 장치(16)는 상기 모터(14)를 상기 부하(2)의 설정 운동 곡선에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.The electro-hydraulic device according to claim 1, wherein the drive control device (16) controls the motor (14) according to a set motion curve of the load (2). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전자 유압 장치는 개방된 유압 회로로서 설계되는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.The electro-hydraulic device according to claim 1 or 2, characterized in that the electro-hydraulic device is designed as an open hydraulic circuit. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 부하(2)의 위치를 검출하기 위한 센서(46)가 제공되고, 검출된 위치는 상기 구동 제어 장치(16)에 공급되는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.3. Electrohydraulic device according to claim 1 or 2, characterized in that a sensor (46) is provided for detecting the position of the load (2), and the detected position is supplied to the drive control device (16). . 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유압 기계(12)의 출력 측에서 실제 압력을 검출할 수 있는 압력 센서(56)가 제공되고, 상기 실제 압력의 값은 상기 구동 제어 장치(16)에 공급되는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.3. The method according to claim 1 or 2, wherein a pressure sensor (56) capable of detecting an actual pressure is provided on the output side of the hydraulic machine (12), and the value of the actual pressure is transmitted to the drive control device (16). Electro-hydraulic device, characterized in that supplied. 삭제delete 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 유압 실린더(2)로서 형성된 부하의 2개의 압력 챔버들(24, 26)이 상기 브레이크 밸브(32)에 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.3. Electrohydraulic device according to claim 1 or 2, characterized in that two pressure chambers (24, 26) of a load formed as hydraulic cylinders (2) are connected to the brake valve (32). 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방향 밸브(22)는 비례적으로 조절되고 추가로 브레이크 밸브로서 사용되는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.3. Electrohydraulic device according to claim 1 or 2, characterized in that the directional valve (22) is proportionally adjustable and additionally serves as a brake valve. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 유압 실린더(2)로서 형성된 부하의 제 1 및/또는 제 2 압력 챔버(24, 26)에 대해 탱크(42)와의 압력 매체 연결을 개폐 제어하기 위해 재생 밸브(30)가 제공되는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.3. A regeneration valve according to claim 1 or 2, for controlling opening and closing of the pressure medium connection with the tank (42) for the first and/or second pressure chamber (24, 26) of the load formed as a hydraulic cylinder (2). An electro-hydraulic device characterized in that (30) is provided. 제 9 항에 있어서, 상기 구동 제어 장치(16)에 의해 상기 방향 밸브(22) 및/또는 상기 재생 밸브(30)가 제어되는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.10. The electrohydraulic device according to claim 9, characterized in that the directional valve (22) and/or the regeneration valve (30) are controlled by the drive control device (16). 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 전자 유압 장치를 구비한 유압 차축.A hydraulic axle with an electrohydraulic device according to claim 1 or 2. 제 7 항에 있어서, 상기 브레이크 밸브(32)에 의해 상기 압력 챔버들(24, 26) 중 적어도 하나로부터의 압력 매체가 스로틀되어 배출되는 것을 특징으로 하는 전자 유압 장치.8. The electro-hydraulic device according to claim 7, characterized in that the pressure medium from at least one of the pressure chambers (24, 26) is throttled and discharged by the brake valve (32).
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