CN103299090B - 具有中性位置探测的压力调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压力调节装置（1），尤其是用于重型建筑机械的手动或脚动操作液压控制器，其特征在于，其包括用于确定致动器（18）或推进件（7）的位置的电气或电子装置（20），该装置包括比例型传感器，该比例型传感器包括一方面跟随致动器（18）或推进件（7）运动的可动件（21）和另一方面固定到本体（2）并用于探测可动件（21）的位置的无接触型装置（22），还涉及一种防倾斜系统、用于控制热发动机的压力增加、怠速传送的负载传感系统、或者流动共享系统，这些系统包括这种压力调节装置（1）。

Description

具有中性位置探测的压力调节装置
技术领域
本发明涉及一种压力调节装置、尤其是用于公共工程机械的手动或脚动操作控制器，还涉及一种包括这种装置的防倾斜系统，该系统用于控制尤其是《负载传感》型的压力上升、用于离开热发动机的怠速模式、或者用于《流动共享》型的流动分布。
背景技术
这些压力调节装置尤其用于确保各种液压功能的驱动，诸如使得安装在这些公共工程机械上的各种接纳件运动。
这些液压分布装置是本领域技术人员已知的，且例如在文献FR 2 376 978中描述。
前述文献中所述类型的压力调节装置包括本体，该本体包括：至少一个空腔，该至少一个空腔在敞开到本体的至少一个上表面上的端部与和该敞开端部相对的底部之间延伸；
-至少一个调节单元，该至少一个调节单元安装在本体内，并包括推进件，该推进件在头部与脚部之间延伸并沿轴向方向(X-X)至少部分地容纳在本体的所述至少一个空腔内，所述推进件布置成在确定平衡位置与相对于该平衡位置的可变缩入和/或突出位置之间产生往复运动；
-致动器，该致动器沿轴向方向(Y-Y)延伸，并用于由操作者致动，并包括横向裙部，所述致动器面向所述本体的上表面相对于本体可枢转地安装，用于控制所述推进件的往复运动，裙部承载在所述推进件的头部上，且致动器的轴线(Y-Y)与推进件的轴线(X-X)在中性位置和可变位置之间形成可变角度，该可变位置相对于致动器的中性位置沿两个相反方向相对于中性位置倾斜。
使用这些调节装置，一般能够实现不同类的动作，例如借助于致动器围绕两个不同轴线绕其中性位置的转动往复运动来控制致动器或特定液压马达。
通过围绕两个轴线中一个的每个转动往复运动，能够致动两个调节单元，其中一个调节单元用于执行给定动作，而另一个用于执行相反动作，例如一调节单元控制致动杆的向外运动或液压马达的顺时针转动，而另一个控制致动杆的缩回或液压马达的逆时针转动。
尤其从文献US 7,753,078中已知具有调节单元的这种压力调节装置的放置，其装备有压力传感器，该压力传感器输送表示流体施加在本体空腔壁上的压力的电信号。
该压力调节装置令人满意之处在于其提供实施测量时刻压力调节装置所发现状态的实时信息。
这些信息可用于控制电磁阀或者用于提供致动器定位的指示，尤其是其方向和其倾度的指示。
但是，装备有这些传感器的压力调节装置意味着空腔内需另外加工以安装传感器及其相关的电子件，这会形成产生另外液压泄露的可能路径。
此外，这种构造将液压和电子功能结合，使得电子功能依赖于液压功能。
另一方面，手动或脚动操作液压控制器的行为在其推进件的整个行程中不是线性的，并包括若干个不同阶段：
-第一阶段或死行程，对应于推进件中性位置的出现，其中推进件的行进在调节单元输出处不产生任何压力增加，
-第二阶段，对应于调节跳跃，其中在调节单元的输出处压力突然增加，以及
-第三阶段，对应于更线性操作，其中在调节单元的输出处压力变得与手动或脚动操作的液压控制器的行程成比例。
由于调节单元输出处压力突然和不可预期地增加，第二阶段是有问题的，尤其是基于中断加剧运动并通过仅仅允许非加剧操纵的致动而防止装备有压力调节装置的液压机进一步加剧这些运动的防倾斜系统的应用中。
实际上，第二阶段会进一步加剧该运动使其超出防倾斜系统中参数化的警告阈值。
第二阶段还致使由《负载传感》型分配阀控制的压力升高系统中液压泵负载应用的延迟，允许液压回在手动或脚动操作控制器处于中性位置的同时保持在低压，由此限制能量损失且具体是燃料损失，仅在手动或脚动操作控制器离开其中性位置才进行液压回路压力的上升。
该第二阶段还导致用于管理热发动机速度的系统延迟，以当功耗低时通过将热发动机的速度变为怠速而优化能耗为目的。
文献FR 2 801 350描述了手动操作型的压力调节装置。
该装置包括用于探测出致动器通行超过其死行程，在流体控制起作用之前实施受控运动的探测。
用该装置，能够在手动或脚动操作控制器的第二操作阶段探测出致动器通行超过其死行程。
该文献还示出一实施例，其中借助于经由推进件或弹簧的动作致动的抽拉件的运动探测手动操作控制器进入第二操作阶段，对应于其致动器离开死行程。
但是，这些不同系统不允许基于致动器或推进件的位置施加调节，因为它们仅探测从装置的第一状态进入第二操作阶段。
发明内容
本发明的目的是解决全部或一部分上述缺点。
为此目的，本发明的目的是前述类型的压力调节装置，其特征在于，其包括用于确定致动器或推进件所占据位置的电气或电子装置，该装置包括比例型传感器，该比例型传感器包括一方面可根据致动器或推进件的运动而运动的可动件和另一方面固定到本体并用于无接触式地探测可动件的位置的探测装置，可动件取决于推进件的运动并定位在本体的空腔内，该探测装置放置在所述空腔外。
使用该布置，一方面能够将压力调节装置的液压功能和电子功能分离，且另一方面能够预期手动或脚动操作液压控制器的行为，尤其是在从第一阶段进入第二阶段期间，并且还可在第三操作阶段和以后阶段。
这种比例装置能够在推进件运动期间在推进件整个行程或大部分行程探测致动器或推进件的位置。
此外，该布置能够监测液压阶段并在压力调节装置具有多于一个推进件时确定不同推进件的运动优先级。
这种调节装置还能够预测由《负载传感》型的分配阀控制的压力上升系统中液压泵的负载。《负载传感》型系统意思是用于独立于负载控制流率的系统。
这种调节装置还允许应用《流动共享》型装置，即允许控制包括若干个压力调节装置的系统中有用流动分布的防流动饱和系统。在这种《流动共享》型系统中，当接纳件所请求的流率总和大于源(例如泵)可提供的总流率时，每个接纳件接纳少于所请求流率但与所请求成比例的流率，从而能够为所有所影响的接纳件提供流动。在该范围内，根据推进件位移的信息可直接实现接纳件内的流动调节。
根据一实施例，可动件包括至少一个磁体，且探测装置包括用于探测磁体的电子元件。
根据一实施例，用于确定致动器的位置的装置包括霍尔效应传感器。
根据一实施例，压力调节装置包括若干个不同的操作阶段，在每个阶段，根据致动器或推进件的定位确定调节单元的输出压力，用于确定致动器或推进件所占据位置的电气或电子装置布置成在两个操作阶段的至少一部分期间确定致动器或推进件所占据的位置。
例如，不同的操作阶段可由第一阶段(所谓的死行程阶段)、第二调节跳跃阶段和超过调节跳跃限定的第三阶段(可能尤其是大致线性控制阶段)和可选的具体对应于行程终止的其它随后阶段形成。
使用该布置，能够利用致动器或推进件的具体定位范围。
有利地，可动件安装在邻抵杯状件上，限制推进件向上运动到其平衡位置，而探测装置安装在本体的侧表面上，该本体的侧表面面向本体空腔的面对所安装的可动件的所述侧表面。
根据一实施例，当致动器处于其中性位置时，可动件面向探测装置放置。
本发明的目的还有一种防倾斜系统，用于控制尤其是《负载传感》型系统的压力上升，用于离开热发动机的怠速模式，或者用于《流动共享》型系统的流动分布，尤其是公共工程机械且包括前述压力调节装置。
这种装置因此在第二阶段会引起加剧运动的情形下，在手动或脚动操作液压控制器开始其第二阶段的行为之前阻碍运动。
附图说明
总之，从以下参照示出根据本发明非限制示例压力调节装置的所附示意图的描述会更好地理解本发明。
图1示出根据本发明压力调节装置的一实施例。
图2示出压力调节装置的调节单元的输出处的力或压力相对于推进件行程的第一图表说明。
图3示出压力调节装置的调节单元的输出处的力或压力相对于推进件行程的第二图表说明。
图4示出压力调节装置的调节单元的输出处的力或压力相对于推进件行程的第三图表说明。
图5示出压力调节装置的调节单元的输出处的力或压力相对于推进件行程的第四图表说明。
图6示出根据本发明调节装置的使用。
具体实施方式
在图1所示实施例中，压力调节装置1包括本体2，本体2包括两个空腔3a、3b，两个空腔3a、3b在开到本体2的上表面2a上上的端部4与开到下表面2b上与端部4相对的底部5之间延伸。
至于第三空腔3c，其布置成仅开到本体2的下表面2a上，并经由通道与空腔3a、3b中的每个连通。
开到本体2的下表面2b上的第三空腔3c形成用于加压液压流体的入口E，而开到本体的下表面2b上的底部5中的两个空腔2a、2b都形成用于受调节加压液压流体的出口S1、S2。
对于第四空腔(未示出)，其形成通过入口E进入的加压液压流体的出口。
该空腔连接到外部液压流体箱，外部液压流体箱本身连接到将加压液压流体带向入口E的液压泵。
每个压力调节装置1包括致动器18，例如手动操作液压控制器的手柄，产生围绕轴线的转动往复运动，从而能够致动安装在本体2内的两个调节单元6。
每个调节单元6包括在头部8与脚部9之间延伸的推进件7，每个推进件7沿轴向(X-X)部分地容纳在本体2的两个空腔3a、3b之一内，所述推进件7布置成产生确定的平衡位置PE与可变驱入位置之间的往复运动。
很明白的是，本发明并不限于只包括两个调节单元6的实施例，而是还涉及具有若干个调节单元6的压力调节装置1，且具体是例如用于侧向转动运动并用于垂向转动运动的四个组合的2×2装置。
压力调节装置1还包括中空筒形式的引导件10，推进件7正穿过其中，且推进件7在引导件10内以最小间隙移动。
引导件10在开到本体2的上表面2a上的端部4处固定在每个空腔3a、3b内，并包括第一密封垫圈11和第二密封垫圈12，确保分别在外部和内部液压密封引导件10。
为了限制推进件7的向上运动，邻抵杯状件13配装在推进件7的脚部8上。
本发明并不限于该类型的邻抵杯状件13，且可显然包括允许推进件朝向其向外方向向上运动的装置，而不偏离本发明的范围。
推进件7的脚部8延伸有柱塞14，柱塞14穿过邻抵杯状件13，该柱塞14安装成随推进件7大致沿相同轴向方向X-X摆动，并布置成确保减压功能。
为此目的，柱塞14可在推进件7的脚部9处形成的空腔9’内平移移动。
回位弹簧15置于本体2的每个空腔3a、3b的底部5与配装在推进件7的脚部9上的邻抵杯状件13之间。
直径比回位弹簧15小并与其同轴定位的调节弹簧15’置于柱塞14的端部与邻抵杯状件13之间。
该调节弹簧15’抵抗施加于柱塞14上的压力施加回位力。
因此，柱塞14的平衡一方面取决于回位弹簧15由于推进件7的驱入而产生的压缩，且另一方面取决于抵抗调节弹簧15’的回位力而需递送到连接于压力调节装置1的出口S1、S2的下游接纳件的输出调节压力。
柱塞14包括活动部分14’，该活动部分14’参与控制出口S1、S2处的流体压力。
为此目的，活动部分14’包括分别沿出口S1、S2的方向开到空腔3a、3b内的轴向盲孔16以及布置成根据推进件7的驱入位置将存在于空腔3a、3b内的不同腔室彼此连通的横向孔口17。
因此，在推进件7的中性位置PN，将加压流体引向设置在本体3内的导管，该导管连接到低压流体区域、例如连接到油箱，且在中性位置PN的出口，加压流体朝向出口S1或S2之一。
借助于沿轴向方向Y-Y延伸的致动器18实现对推进件7的驱入的控制，该致动器用于由操作者致动并包括横向裙部19。
致动器18面向所述本体2的上表面2a相对于所述本体2枢转安装，从而控制所述推进件7的往复运动，裙部19仅承载抵靠在所述推进件7的头部8上，致动器的轴线Y-Y与推进件7的轴线X-X形成可变角度，该可变角度在对应于致动器18的中性位置PN以及推进件7的确定平衡位置PE的0°值与对应于致动器18的倾斜位置以及推进件7的可变驱入或升高位置的小于90°值之间。
根据本发明的压力调节装置1还包括用于确定致动器18在其中性位置PN和其倾斜位置之间的位置的装置20。
用于确定致动器18的位置的这些装置20布置成不与推进件调节装置1的液压功能相互作用。
用于确定致动器18的位置的这些装置20较佳地包括霍尔效应型的位置传感器，该位置传感器包括可动件21和固定探测装置22。
探测装置22包括电子探测元件或传感器22a和包括微控制器或处理装置的电子板22b，电子探测元件或传感器22a靠近可动件21无接触地放置，电子板22b使得能够在手动或脚动操作液压控制器类型的同一压力调节装置1上有若干个用于确定致动器18的位置的装置20的情况下将传感器22a输出处的信号格式化或将它们组合。
这些确定装置具有霍尔效应位置传感器类型。因此，趋于可动的可动件21包括磁体21a，而趋于固定的以限定可动件21的参考系的传感器22a较佳地包括探测芯片22a，在该探测芯片22a上产生霍尔电压。
由探测芯片22a输送的信号取决于将其与探测装置22的可动件21分开的相对距离。
如图6所示，用于处理传感器22a输出处信号的装置22b的输出信号用于驱动另一电气或电子件，诸如电磁阀22c。
例如，通过使用根据本发明的装置，能够使用电磁阀例如来控制减压装置，从而根据致动器或推进件的位置引起回路内的压力调节。
因此，能够在包括若干个致动器(流动共享)的设备上应用流动分布或进行考虑系统上负载(负载-传感)的调节。
如图1所示，当压力调节装置1的致动器18处于其中性位置PN时，磁体21a在邻抵杯状件13朝向压力调节装置1外部的侧表面上形成的横向壳体23内放置在空腔3a、3b内，而探测装置22、且具体是探测芯片22a安装在形成在本体2的面向磁体21a的侧表面上的壳体24内。
在该实施例中，仅一个处理单元22b可用于处理从手动或脚动操作液压控制器类型的同一压力调节装置1的所有传感器22a发出的所有信号。
在未示出的其它实施例中，能够设计具有编程功能的电子板22b，允许预估推进件7的运动，且具体是对应于其中调节单元6的输出压力S1、S2突然增加的调节跳跃的第二阶段，这些数据可被防倾斜系统、由《负载传感》型分配阀控制的压力升高系统、用于《流动共享》型流动分布的系统、或者还有用于离开热发动机的怠速模式的系统利用。
图2、3、4和5示出能够区分手动或脚动操作液压控制器行为的先前所述三个阶段的图表说明，即
-第一阶段或死行程，对应于推进件离开中性位置，其中推进件的行进在调节单元输出处的不产生任何压力增加，
-第二阶段，对应于调节跳跃，其中在调节单元的输出处压力突然增加，以及
-第三阶段，对应于更线性操作，其中调节单元的输出压力变得与手动或脚动操作的液压控制器的行程成比例。
但这些图形说明在第三阶段的斜率方面以及致动器18的行程结束时的力的操纵方面彼此不同，该第三阶段对应于更线性操作，其中，调节单元6的输出压力变得与手动或脚动操作的液压控制器类型的压力调节装置1的推进件7的行程成比例。
因此，图3和5示出靠近致动器18的行程终止位置的具体位置，对该位置，在该压力稳定之后在压力调节装置1的调节单元6的输出处发生压力调节跳跃，直到处于行程终止位置为止。
该第二调节跳跃是由于调节弹簧压缩之后柱塞14邻抵在推进件17上。
然后柱塞14可不再调节压力且其完全打开减压孔口E与相关调节的输出孔口S1或S2之间的横向孔口17。
图4和5还示出压力调节装置1的第三操作阶段的两个不同斜率。
该斜率变化是由于根据推进件7的行程的力的特定操作。因此，大致在半行程处，压力调节装置1的调节单元6的输出处的力或压力将根据推进件7的行程更快速增加。
尽管结合各特定示例实施例描述了本发明，但相当显然，本发明并不限于此，且其包括所描述装置的所有技术等同物及其组合。

Claims (9)

1.一种压力调节装置(1)，包括：
-本体(2)，所述本体(2)包括至少一个空腔(3a、3b)，所述至少一个空腔(3a、3b)在开到所述本体(2)的至少一个上表面(2a)上的一开口端(4)与和所述开口端(4)相对的底部(5)之间延伸，
-至少一个调节单元(6)，所述至少一个调节单元(6)安装在所述本体(2)内，并包括在头部(8)与脚部(9)之间延伸的推进件(7)，且沿轴线X-X至少部分地容纳在所述本体(2)的所述至少一个空腔(3a、3b)内，所述推进件(7)布置成产生确定平衡位置(PE)与相对于所述平衡位置(PE)的可变驱入和/或向外伸出位置之间的往复运动，
-致动器(18)，所述致动器(18)沿轴线Y-Y延伸，并用于由操作者致动，并包括横向裙部(19)，所述致动器(18)面向所述本体(2)的所述上表面(2a)相对于所述本体(2)可枢转地安装，用于控制所述推进件(7)的往复运动，所述裙部(19)承载在所述推进件(7)的所述头部(8)上，且所述致动器(18)的所述轴线Y-Y与所述推进件(7)的所述轴线X-X在中性位置(PN)和可变倾斜位置之间形成可变角度，所述可变倾斜位置相对于所述致动器(18)的中性位置(PN)沿两个相反方向相对于所述中性位置(PN)可变，
其特征在于，所述压力调节装置(1)包括用于确定所述致动器(18)或所述推进件(7)所占据位置的电气或电子装置(20)，所述电气或电子装置包括比例型传感器，所述比例型传感器包括一方面根据所述致动器(18)或推进件(7)的运动的可动件(21)和用于探测取决于所述本体(2)的所述可动件(21)的位置的无接触型探测装置(22)，所述可动件(21)取决于推进件(7)的运动并定位在所述本体(2)的空腔(3a、3b)内，所述无接触型探测装置(22)定位在所述空腔外。
2.如权利要求1所述的压力调节装置(1)，其特征在于，所述可动件(21)包括至少一个磁体(21a)，且所述无接触型探测装置(22)包括用于探测所述至少一个磁体(21a)的电子元件(22a)。
3.如权利要求1所述的压力调节装置(1)，其特征在于，所述用于确定所述致动器(18)的位置的所述电气或电子装置(20)包括霍尔效应传感器。
4.如权利要求1至3中任一项所述的压力调节装置(1)，其特征在于，包括若干个不同的操作阶段，在每个阶段，根据所述致动器或所述推进件的定位确定所述调节单元(6)的输出压力，用于确定所述致动器(18)或所述推进件所占据位置的电气或电子装置(20)布置成在所述操作阶段的至少一部分期间确定所述致动器(18)或所述推进件所占据的位置。
5.如权利要求1所述的压力调节装置(1)，其特征在于，所述可动件(21)安装在邻抵杯状件(13)上，限制所述推进件(7)向上运动到其平衡位置(PE)，而所述无接触型探测装置(22)安装在所述本体(2)的侧表面上，所述本体的侧表面面向所述本体(2)的所述空腔(3a、3b)的面对所安装的所述可动件(21)的所述侧表面。
6.如权利要求1所述的压力调节装置(1)，其特征在于，当所述致动器(18)处于其中性位置(PN)时，所述可动件(21)面向所述无接触型探测装置(22)放置。
7.如权利要求1所述的压力调节装置(1)，其特征在于，所述压力调节装置为用于公共工程机械的手动或脚动操作液压控制器。
8.一种防倾斜系统，用于控制负载传感型系统的压力上升、离开热发动机的怠速模式、或者流动共享型的流动分布，且包括如前述权利要求任一项所述的压力调节装置(1)。
9.如权利要求8所述的防倾斜系统，其特征在于，所述防倾斜系统用于公共工程机械。
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