CN102549273A - 电液控制装置 - Google Patents

Abstract

用于可靠的电液轴（2）的电液控制装置包括阀门模块（10）、液压机（8）、转速可变的电驱动装置（6）以及布置在阀门模块上的监控的分配阀（12、14、16、18），所述阀门模块具有用于液压的负载（2）的第一和第二工作接口（Y2，Y1）、具有两个供给接口（X1，X2）并且具有在至少一个所述工作接口和至少一个所述供给接口之间的液体路径，所述液压机连接在两个供给接口之间，所述电驱动装置与液压机耦合，所述监控阀为了监控其转换位置分别分配给监控装置。在此，在允许从第一工作接口（Y2）中输出压力介质的路径中先后布置两个监控的分配阀（12、16、18），并且存在至少两个相互独立作用的安全器件（12、14），所述安全器件在预先给出的状态下限制压力介质输入第二工作接口（Y1）中。

Description

电液控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于可靠的电液轴的电液控制装置。这种电液控制装置例如用在压力机或者压铸机中，并且用在许多其它工业自动化的应用中。

常规的压力机经常用阀门进行控制。经由比例阀调节压力缸的速度或压力。关于工作安全的安全要求例如可以由分配阀来转换，该分配阀在没有操作的位置中关闭朝压力缸的液压连接。此外，通过检测转换位置的开关来监控分配阀。DIN EN 12622：2001在附件C中示出了用于液压的压力控制线路的例子，其中转换了安全要求或者说工作保护要求。

目前，设计了许多压力机，其中压力缸通过液压机直接用预先给定的压力介质量来触发。相应地可以取消比例阀。该液压机具有恒定的输送量。然而液压机的电驱动装置的转速改变了，从而获得液压机的可控制的输送量。

这种驱动装置在能量效率方面具有优点。此外，可以简化压力控制的液压的连接图。

在DE 103 29 067 A1中公开了一种用于压力机的电液控制装置，该压力机具有通过转速可变的驱动装置驱动的液压泵。压力缸的缸室直接与液压泵进行压力介质连接，压力缸的活塞可经由该缸室沿着压力方向用液压泵的泵压力进行加载。用于反向于压力方向以压力加载活塞的压力缸的环形室连接到储液器上，该储液器经由液压泵加载。为了对泵压力进行压力限制，设置了限压阀。

这种解决方案的缺点是沿着压力方向例如在紧急情况下只能通过停止液压泵来中断对压力缸的操作。由此，不满足前面所述的DIN EN 12622:2001。

本发明的任务是在转速可变地驱动的液压机所具有的电液控制装置中说明对工作保护要求的可靠的并且尽可能简单或者说成本低廉的实现。

该任务通过按权利要求1所述的电液控制装置得到解决。

按本发明设置用于可靠的电液轴的电液控制装置，其包括至少一个液压负载。该控制装置尤其用于压力机、上活塞压力机或者卷边机。该控制装置具有阀门模块，该阀门模块具有用于液压负载的第一工作接口和第二工作接口。此外，所述阀门模块具有两个用于压力介质输入或者说压力介质输出的供给接口。在其中至少一个工作接口和其中至少一个供给接口之间设置流体路径。液压机连接在两个供给接口之间。该液压机与电驱动装置耦合，该电驱动装置具有用于调节其转速的执行环节。此外，在阀门模块上布置监控的分配阀，所述分配阀为了监控其转换位置分别分配给监控装置。在允许压力介质从第一工作接口中输出的流体路径中前后布置两个监控的分配阀。额外地存在至少两个相互独立作用的安全器件，所述安全器件在预先给定的状态下限制压力介质输入第二工作接口中。

该解决方案具有以下优点，即以很小的装置技术花费实现了开头所解释的工作保护要求。尤其根据本发明，将在正常运行循环中被流过的阀门-也是所有监控阀门-构造成分配阀，由此降低了在比例阀中出现的节流损耗。

优选所述安全器件包括至少一个监控的分配阀，该分配阀布置在从第二工作接口通向油箱的旁路中。通过旁路中的布置所述分配阀仅仅在紧急操作下由压力介质流过并且由此在正常运行中基本上不会引起流动阻碍。

所述安全器件在每个允许将压力介质输入第二工作接口的路径中有利地包括至少一个监控的分配阀。

所述安全器件在每个允许将压力介质输入第二工作接口的路径中优选包括两个监控的分配阀，由此确保较高的运行可靠性。为了进一步提高安全性，所述安全器件在液压机的电驱动装置上包括安全装置。该安全装置根据输入其的释放信号强制静止或者以电驱动装置的降低的功率进行运行。

优选所述安全器件包括监控的分配阀，该分配阀在没有操作的位置中在液体方面连接两个供给接口，由此停止了用压力介质供给液压负载。

在优选的解决方案中，在每个允许压力介质从第一工作接口中输出的路径中要么先后布置至少两个监控的分配阀，要么布置由液压机的最大额定压力调定的限压阀。

本发明的其它有利的设计方案是其它从属权利要求的主题。

下面根据示意图详细解释本发明的实施例。附图示出：

图1是按实施例的电液控制装置的液压连接图；

图2是按实施例的电液控制装置的液压连接图；

图3是按实施例的电液控制装置的液压连接图；

图4是按实施例的电液控制装置的液压连接图；以及

图5是按实施例的电液控制装置的液压连接图。

在图1中示出了液压的卷边机1的连接图，该卷边机构造成所谓的上活塞压力机。这意味着在机器循环期间液压缸2的上面的压力工具上下运动。卷边机1的电液控制装置具有电子部4、可控制的转速可变的电驱动装置6、具有恒定输送容积的流体机8以及液压的控制模块10。此外，在其中布置了分配阀12、14、16和18。所述分配阀分别设有开关20，该开关监控不操作的转换位置或者-在分配阀16中-监控操作的转换位置。开关20的信号传输给安全控制装置，该安全控制装置在出现差错时断开卷边机1或者将其驶入安全位置中。

在液压机8的工作接口A1上连接着第一工作管道24，该第一工作管道将工作接口与控制模块10的供给接口X1连接。通过工作管道26将液压机8的第二工作接口A2与控制模块10的第二供给接口X2连接。液压机8经由电驱动装置6进行驱动，该电驱动装置可以经由接合器27与液压机耦合。

所述分配阀12具有两个泵接口P1和P2，其中泵接口P1经由控制模块10的第一供给接口X1与工作管道24连接，并且泵接口P2经由第二供给管道X2与第二工作管道26连接。此外，所述分配阀12具有两个工作接口A、B，所述工作接口可以与液压缸2连接。

所述液压缸2具有活塞28，该活塞将缸室与环形室30分开。环形室30被活塞杆31穿过，该活塞杆与上面的压模（没有示出）连接。

所述分配阀12的工作接口A与压力管道32连接，该压力管道通入控制模块10的工作接口Y1中，其中该工作接口Y1与液压缸2的负载接口Z1连接，该负载接口又与缸室29处于压力介质连接之中。在分配阀12的工作接口B与液压缸2的环形室30之间的压力介质流动路径中布置分配阀16、18。

通过弹簧33将分配阀12的阀芯预张紧在基本位置a中，在该基本位置中连接液压机8的工作管道24、26并且关闭工作接口A、B。经由电执行器34可以将分配阀12的阀芯置于转换位置b中，在该转换位置中泵接口P1与工作接口A连接并且泵接口P2与工作接口B连接。

所述分配阀16具有两个工作接口A、B、泵接口P以及油箱接口T。该分配阀16的工作接口B经由连接通道35与分配阀12的工作接口B连接。通过另一连接通道36使得分配阀16的压力接口A与分配阀18的工作接口B处于压力介质连接之中。所述分配阀16的泵接口P经由泵通道37与控制模块10的第二供给接口X2连接并且由此与连接在液压机8上的第二工作管道26连接。在所述分配阀16的油箱接口T上连接着油箱通道38，该油箱通道通入控制模块10的油箱接口T上，该油箱接口又经由油箱管道40与油箱42处于压力介质连接之中。

所述分配阀16的阀芯经由弹簧33预张紧在基本位置a中，在该基本位置中所述泵通道37与油箱通道38连接并且将连接通道35、36相互分开。经由执行器34可以将阀芯置于转换位置b中，在该转换位置中所述连接通道35、36相互连接并且泵通道37与油箱通道38分开。

所述分配阀18除了工作接口B之外还具有另一工作接口A，该另一工作接口A经由环形室通道44与控制模块10的工作接口Y2连接并且经由连接在其上的环形室管道46与液压缸2的环形室30连接。

所述分配阀18的阀芯经由弹簧33预张紧在基本位置a中，在该基本位置中压力介质连接在从连接通道36朝环形室通道44的压力介质流动方向敞开并且沿着相反的压力介质流动方向关闭。在分配阀18的阀芯的由执行器34操作的转换位置b中，连接通道35和环形室通道44之间的压力介质流动路径可以沿着两个压力介质流动方向流通。

由此，所述分配阀12、16、18分别前后位于从液压机8到液压缸2的环形室30的路径中。在没有操作的基本位置a中，分配阀12、16分别沿着两个压力介质流动方向中断所述路径并且分配阀18沿着一个压力介质流动方向中断所述路径。

所述分配阀14布置在通向压力管道32的旁路中并且具有工作接口A，该工作接口经由压力管道48连接到换向阀50的工作接口A上。经由该接口，所述压力管道48要么可以通过换向阀50的第一压力接口B1与连接通道32连接，要么可以通过第二压力接口B2与泵通道37连接，其中压力更高的压力接口B1、B2与换向阀50的工作接口A连接。

所述分配阀14经由油箱接口T与油箱通道38处于压力介质连接之中。在分配阀14的工作接口B上连接着从连接通道32上分支出来的工作管道52。控制管道54从分配阀14的控制接口S通向相应的止回阀56。

所述分配阀14的阀芯经由弹簧33预张紧在基本位置a中，在该基本位置中与换向阀50连接的压力管道48与控制管道54连接并且油箱管道38与工作管道52连接。经由执行器34可以将分配阀14的阀芯置于转换位置b中，在该转换位置中所述压力管道48与工作管道52处于压力介质连接之中，并且油箱管道38与控制管道54处于压力介质连接之中。

可以用控制管道54的控制压力解除关闭的止回阀56布置在油箱42和液压缸2的缸室29之间。止回阀56的阀体用弹簧预张紧到阀座上。在此，止回阀56沿着从油箱42到缸室29的压力介质流动方向打开。所述缸室29的压力接口Z1布置在止回阀56和缸室29之间。

在从连接通道32分向分配阀14的工作接口B的工作管道52中布置了沿着压力介质流动方向朝分配阀14打开的止回阀58。

另一止回阀60布置在换向阀50和分配阀14之间的压力管道48中，该止回阀沿着从换向阀50到分配阀14的压力介质流动方向打开。

通过油箱通道38中的止回阀61实现了仅仅沿着油箱42方向的压力介质流动。

经由构造在控制模块10中的节流阀62限制了分配阀14与止回阀56之间的控制管道54。

从液压缸2的环形室30到油箱42的压力介质流动路径通过由液压机8的最大额定压力调定的限压阀84得到保障，该限压阀例如在环形室30中的压力为350巴时打开。此外，该限压阀具有很小的额定参数，例如NG4，从而在触发液压缸2的情况下只是缓慢地进行操作。

平行于分配阀18在环形室通道44和连接通道36之间布置了另一保障液压缸2的环形室30的限压阀86，该限压阀例如在环形室30中的压力为90巴时打开。

在与液压机6连接的第一和第二工作管道24、26上同样分别布置了与油箱42连接的限压阀88或者说90。其中限压阀88例如在第一工作管道24中的压力为315巴时打开，并且限压阀90例如在第二工作管道24中的压力为200巴时打开。此外，每个工作管道24和26与抽吸管道92或者说94连接，所述抽吸管道与油箱42处于压力介质连接之中。在所述抽吸管道92、94中分别布置了沿着朝液压机8的压力介质流动方向打开的止回阀96、98。通过抽吸管道92、94可以在缺乏压力介质时通过液压机8从油箱42中补充吸出压力介质。

下面应该根据图1到5解释电液控制装置的工作原理。

所述液压缸2的缸室29由分配阀12进行保护，防止意外的压力介质输入。在没有操作的位置中，连接所述液压机8的两个接口A1、A2并且关闭分配阀12的负载接口A、B。此外，所述分配阀14在没有操作的位置中形成了从液压缸2的缸室29经由压力管道32、工作管道52和油箱通道38通向油箱42的旁路连接。

此外，电驱动装置6合并到安全方案中。该驱动装置6具有可靠的触发电子部，该触发电子部只有在存在开关20的释放信号时才将驱动装置6转换到正常的工作状态中，在该状态下所述驱动装置6转换控制信号。如果不存在释放信号，那么驱动装置6静止或者说只用很小的功率也就是以很小的扭矩或者很小的转速来运行。

在图1中所示的转换位置中，所述卷边机1处于静止状态中。在此，所述分配阀12到18处于其没有操作的无电流的基本位置a中。在此，液压机8的第一和第二工作管道24、26经由分配阀12相互连接，并且第二工作管道26额外地通过泵通道37、分配阀16和油箱通道38与油箱42处于压力介质连接之中。为了在图1中说明这种情况，所述压力介质流动路径用具有很大的线条宽度的虚线示出。

来自液压缸2的环形腔室30的压力介质流动路径同样用具有很大的线条宽度的虚线示出，并且终结在分配阀18和限压阀84、86上。

图2公开了具有电液控制装置的卷边机1，其中活塞28连同液压缸2的活塞杆31在快进中向下运动。为此，所述分配阀12、14、16和18分别接到转换位置b中。

在环形室30和液压缸2的缸室29分别与液压机8之间的压力介质流动路径用具有很大的线条厚度的虚线示出。在此，液压机8作为液压泵将压力介质从环形室30输入缸室29中。来自液压缸2的环形室30的压力介质经由环形室管道46、环形室通道44、分配阀18、分配阀16以及分配阀12通过第二工作管道26输向液压机8并且从那里经由第一工作管道24、分配阀12、压力管道32输向液压缸2的缸室29。在额外需要压力介质时可以经由止回阀56从油箱42中补充吸出压力介质。

在液压缸2的环形室30与液压机8之间的压力介质流动路径中布置了分别通过开关20监控的分配阀12、16、18。该监控具有所述液压机8只有在分配阀12、16、18处于转换位置b时才将压力介质从环形室30输入液压缸2的缸室29中的目的。所述开关20将转换位置b报告给电子部4，该电子部控制电驱动装置6。为了停止快进，将分配阀12、16、18之一简单地无电流地接通到基本位置b中。

作为替代方案，可以代替经由电子部4自动操作电驱动装置6，在分配阀12、16、18的认可的转换位置中经由开关20由操作者手动地例如在发出光学或声学的确认信号之后起动电驱动装置6。

所述分配阀12和14用作安全器件，所述安全器件在没有操作的状态下限制压力介质输入液压缸2的缸室29中并且由此中断活塞28沿着压力方向的移动。在分配阀14的没有操作的基本位置a中，经由压力管道32、换向阀50、止回阀60、分配阀14和控制管道54用泵压力触发配属于液压缸2的止回阀56，由此朝油箱42卸载所述缸室29。

在图2中所述分配阀14的操作状态下，朝油箱42卸载所述控制管道54。

在图3中示出了卷边机1的电液控制装置的用于液压缸2的活塞28的特慢速度的转换位置。在此，操作分配阀12、14和16并且不操作分配阀18。通过未操作的分配阀18，仅仅通过限压阀86实现了液压缸2的环形室30与液压机8之间的压力介质流动路径（图3中具有很大线条厚度的虚线）。该限压阀只有在环形室30中特定的环形室压力下，例如在90巴时打开，这使得该环形室压力克服缸室29中的工作压力，由此降低了液压缸2的活塞28的调节速度并且使其以特慢速度运动。

图4示出了电液控制装置的为了给卷边机1的液压缸2进行减压的转换位置。在此，仅仅操作分配阀12和14。液压机8作为液压泵将压力介质从液压缸2的缸室29输向油箱42。在此，压力介质从缸室29经由压力管道32、分配阀12、第一工作管道24、第二工作管道26、分配阀16输向油箱42。由此，在减压的机器循环中对卷边机进行卸载，因为降低了液压缸2的缸室29中的工作压力。

在卷边机1的电液控制装置的在图5中所示的转换位置中，所述液压缸2的活塞28在快进中向上移动。为此，操作分配阀12和16。由此，将压力介质从液压缸2的缸室29经由压力管道32、分配阀12、第一工作管道24、第二工作管道26、分配阀12、分配阀16、分配阀18以及环形室通道44输向环形室30。为了附加地向油箱42对缸室29进行卸载，经由控制管道54中的压力控制止回阀56，该控制管道经由分配阀14、换向阀50和与第二工作管道26连接的泵通道37进行连接。

下面的表格给出了关于机器循环的前面在图1到5中描述的阶段的概要。此外，该表格通过对相应的表格区域进行标记示出了在相应的循环阶段中操作所述分配阀12、14、16、18中的哪些分配阀。  

循环阶段\阀门	12	14	16	18
					静止状态
快速起	·	·	·	·
					特慢速度	·	·	·
减压	·	·
					快速下	·		·

公开了一种用于可靠的电液轴的电液控制装置。该控制装置包括阀门模块、液压机、电驱动装置并且具有布置在阀门模块上的监控的分配阀，所述阀门模块具有用于液压负载的第一工作接口和第二工作接口并且具有两个用于压力介质输入或者说压力介质输出的供给接口并且在其中至少一个工作接口和其中至少一个供给接口之间具有流体路径，所述液压机连接在两个供给接口之间，所述电驱动装置与液压机耦合并且具有用于调节其转速的执行环节，所述分配阀为了监控其转换位置分别分配有监控装置。在此，在允许压力介质从第一工作接口中输出的路径中先后布置两个监控的分配阀，并且存在至少两个相互独立作用的安全器件，所述安全器件在预先给定的状态下限制压力介质输入两个工作接口中。

附图标记列表

1      卷边机

2      液压缸

4      电子部

6      电驱动装置

8      液压机

10     控制模块

12     分配阀

14     分配阀

16     分配阀

18     分配阀

20     开关

24     工作管道

26     工作管道

27     接合器

28     活塞

29     缸室

30     环形室

31     活塞杆

32     压力管道

33     弹簧

34     执行器

35     连接通道

36     连接通道

37     泵通道

38     油箱通道

40     油箱管道

42     油箱

44     环形室通道

46     环形室管道

48     压力管道

50     换向阀

52     工作管道

54     控制管道

56     止回阀

58     止回阀

60     止回阀

61     止回阀

62     节流阀

84     限压阀

86     限压阀

88     限压阀

90     限压阀

92     抽吸管道

94     抽吸管道

96     止回阀

98     止回阀

A、B、A1、A2 工作接口

X1、X2 供给接口

P、P1、P2       泵接口

T      油箱接口

B1、B2 压力接口

a      基本位置

b       转换位置

Claims (7)

1.用于可靠的电液轴（2）的电液控制装置，其包括至少一个液压的负载（2），尤其用于压力机，尤其是上活塞压力机，尤其是卷边机，包括

阀门模块（10），该阀门模块具有用于液压的负载（2）的第一工作接口（Y2）和第二工作接口（Y1）并且具有两个用于压力介质输入或者说压力介质输出的供给接口（X1，X2）并且具有在其中至少一个工作接口（Y1，Y2）和其中至少一个供给接口（X1、X2）之间的流体路径，

液压机（8），该液压机连接在两个供给接口（X1，X2）之间，

电驱动装置（6），该电驱动装置与液压机（8）耦合并且具有用于调节其转速的执行环节，以及

具有布置在阀门模块（10）上的监控的分配阀（12、14、16、18），所述分配阀为了监控其转换位置分别分配给监控装置，

其特征在于，

在允许从第一工作接口（Y2）中输出压力介质的路径中先后布置两个监控的分配阀（12、16、18），并且

存在至少两个相互独立作用的安全器件（12、14），所述安全器件在预先给出的状态下限制压力介质输入第二工作接口（Y1）中。

2.按权利要求1所述的电液控制装置，其中，安全器件（12、14）包括至少一个监控的分配阀（14），该分配阀布置在从第二工作接口（Y1）通向油箱（42）的旁路（35、52）中。

3.按权利要求1或2所述的电液控制装置，其中，所述安全器件（12、14）在每个允许压力介质输入第二工作接口（Y1）的路径中包括至少一个监控的分配阀（12）。

4.按权利要求3所述的电液控制装置，其中所述安全器件（12、14）在每个允许压力介质输入第二工作接口（Y1）的路径中包括两个监控的分配阀（12、14）。

5.按权利要求1到4中任一项所述的电液控制装置，其中，所述安全器件包括电驱动装置（6）上的安全装置，并且其中所述安全装置根据输入其的释放信号强制电驱动装置（6）静止或者以电驱动装置（6）的降低的功率进行运行。

6.按权利要求1到5中任一项所述的电液控制装置，其中，所述安全器件包括监控的分配阀（12），该分配阀在非操作的基本位置（a）中在流体方面连接两个供给接口（X1，X2）。

7.按权利要求1到6中任一项所述的电液控制装置，其中在每个允许压力介质从第一工作接口（Y2）中输出的路径中要么先后布置至少两个监控的分配阀（12、16、18），要么布置通过液压机（8）的最大额定压力调定的限压阀（84）。

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