CN113994104A - 液压控制块和带有控制块的液压轴 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于控制液压轴的液压缸的压力介质供应的液压控制块。此外，还公开了一种带有控制块的液压轴。

Description

液压控制块和带有控制块的液压轴
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的液压控制块以及一种按照权利要求15所述的带有控制块的液压轴。
背景技术
液压轴、特别是线性轴、特别是紧凑型轴在闭合的液压回路中或者在需要补偿体积差时部分闭合的液压回路中具有液压缸。在油体积小时，可以借助轴以高动态、精度和力进行压制、接合或闭合。这种轴的典型的应用是压力机、注塑机、用于模拟器的斯图尔特平台或类似物。若轴具有附加的伺服驱动器，那么附加地获得了极高的定位精度并且此外还获得了良好的电气的/电子的可连接性。
本申请人的数据页RD 08137/2018-02示出了所述类型的伺服液压轴。紧凑构建的轴具有伺服致动器、液压控制块以及液压缸、液压存储器和诸如阀之类的控制元件以及功率电子器件。
除了轴的拆开的构造形式外（其中所述部件通过软管、管线、管连接到中央的控制块上），也实现了伴随到控制块上的直接的机械的和液压的以及电气的连接的紧凑型构造形式。
控制块在此必须在结构设计和制造上个性化地与每个特殊的液压缸在压力介质体积流和特别是供应压力介质的工作室的数量方面相匹配，这是很耗成本的。
发明内容
据此，本发明的任务是，创造一种用于液压的或伺服液压的轴的更为有利的液压控制块以及一种带有控制块的相应的轴。
第一个任务通过一种带有权利要求1的特征的液压控制块解决，第二个任务则通过一种带有权利要求15的特征的液压轴解决。
本发明的有利的扩展方案在各从属权利要求中说明。
用于控制液压的或伺服液压的轴的液压缸的压力介质供应的液压的控制块具有液压的线路结构。这个液压的线路结构尤其具有固定的和能切换的液压的部件和器件，如压力介质通道和阀，它们是控制所必需的。按照本发明，线路结构通常参考有不同的活塞面数量的多个特殊的液压缸。通用的线路结构是这样的，由该线路结构能有选择地配置来自多个特殊的液压的线路结构的一个线路结构。相应的线路结构在此配设给特殊的液压缸中的相应的液压缸。
换句话说，控制块含有用于多个特殊的线路结构的固定的和能切换的液压的器件，特别是部件和压力介质通道。由这个数量的线路结构能根据应当通过控制块控制的特殊的液压缸有选择地选出和配置特殊的线路结构。
以这种方式就不再需要为具有特殊的活塞面数量的每个特殊的液压缸制造特殊的控制块，而是为不同的特殊的液压缸制造通用的控制块，这带来了规模效应和成本的降低。
液压缸在一种扩展方案中具有一个、两个、三个或四个活塞面，液压缸的压力介质供应能通过或者通过控制块进行控制。在带有两个活塞面的版本中，液压缸例如设计成同步缸或设计成差动缸。在三个、四个或四个以上的活塞面的情况下，可以是串列缸、快速行程缸或伸缩缸的构造形式。
在一种扩展方案中，在线路结构的第一种配置好的线路结构中，控制块的能与液压机或液压泵的高压侧和低压侧连接的供应接头，能与或者与控制块的仅一个工作接头流体连通，该工作接头在第一线路结构中能固定地或者固定地配设给液压杆的活塞面中的其中一个活塞面。这种线路结构可以例如控制在带有两个液压面或静液压的工作室的版本中的液压缸并且在本申请人中以名称“A”-用于差动缸的线路结构和“B”-用于同步缸的线路结构是公知的。
在一种扩展方案中，在线路结构的配置好的第二种线路结构中，供应接头中的至少一个供应接头能与或者与控制块的多个工作接头流体连通，多个工作接头在第二线路结构中能固定地或者固定地配设给液压缸的活塞面中的各一个活塞面。这种线路结构可以例如在带有三个或三个以上的活塞面或静液压的工作室的版本中控制液压缸并且在本申请人中以名称“E”-线路结构是公知的。
在一种扩展方案中，控制块具有一个、特别是正好一个或仅一个可以以能拆卸的方式布置的封闭器件，通过该封闭器件的有选择的布置和/或拆卸和设计在控制块中的流动路径的随之而来的至少部分液压的封闭能配置或者配置线路结构中的其中一种线路结构。
在一种有利的扩展方案中，封闭器件以能拆卸的方式能布置或者布置成从控制块外接近。
封闭器件优选是螺钉或能抗压布置的塞子。
封闭器件备选可以设置成能根据期望的配置操纵的阀或阀装置。
在一种扩展方案中，控制块具有第一和第二供应接口，这些供应接口中的第一供应接口能与或者与轴的液压机的高压侧流体连通并且第二供应接口能与或者与液压机的低压侧流体连通，和/或反之亦然。
在一种扩展方案中，控制块具有第一工作流动路径或压力介质通道，其能与或者与第一供应接口流体连通，并且具有第二工作流动路径或压力介质通道，其能与或者与第二供应接口流体连通。因此可以通过两个工作流动路径或压力介质通道至少向带有两个特别是彼此反作用的活塞面的液压缸供应压力介质。在此例如要提到的是差动缸和备选同步缸。
在一种扩展方案中，为了特别是在串列缸的情况下也能通过液压机向第三活塞面供应压力介质，控制块具有第三工作流动路径或压力介质通道，其与第一工作流动路径或压力介质通道平行地能与或者与第一供应接口流体连通。
第一和第三工作流动路径或压力介质通道优选从共同的连接部位分支。
在控制块的一种扩展方案中，供应接头中的至少一个供应接头根据配置好的线路结构要么能与或者与仅一个工作流动路径流体连通，要么能与或者与工作流动路径中的多个工作流动路径流体连通。
在一种扩展方案中，控制块具有循环流动路径，第二工作流动路径通过该循环流动路径能与或者与第三工作流动路径流体连通。
这个循环流动路径尤其可以用于能量上优化带有所连接的差动缸的“A”-线路结构。
为此，在一种扩展方案中，循环流动路径是能根据循环切换的。
循环流动路径的持久的连接或线路在带差动缸的“A”-线路结构中相当于短路，在“E”线路结构中相当于同步缸的运行。
在一种扩展方案中，体积差、特别是来自循环流动路径的体积差被液压存储器所接收。
在一种扩展方案中，为了控制循环，控制块具有在循环流动路径中的循环阀，通过该循环阀能切换、这就是说能截止和/或接通这个循环流动路径。
循环阀可以例如是能电磁操纵的换向阀、特别是开关阀或逻辑阀。循环阀可以是带有特别是经弹簧预加负的截止位置和能操纵的通流位置的2/2换向阀。循环阀备选也可以是带两个通流位置的4/2换向阀，这两个通流位置中，一个位置是特别是经弹簧预加负的基本位置，在该位置中，第二和第三工作流动路径分别与本身连接，其中，在能操纵的通流位置中，第二和第三工作流动路径通过两个通流横截面连接。座阀备选也可行。
对循环阀、但也对所有在本文献中提到的其它的阀的驱控可以是电气的、液压的或气动的。
在一种扩展方案中，至少一个第一工作接头从第一工作流动路径分支，至少一个第二工作接头从第二工作流动路径分支并且至少一个第三工作接头从第三工作流动路径分支。
根据各所配置的线路结构，工作接头能与或者与活塞面中的各一个活塞面流体连通，和/或工作接头是能封闭的或者被封闭。通过所述的封闭完成了相关的工作接头的简单的停止/禁用。
在一种扩展方案中，工作接头被组成组，他们分别配设给配置好的线路结构中的其中一个线路结构。该组优选至少具有第一工作接头和第二工作接头，其中，组中的至少一个组具有第三工作接头。带有四个工作接头或更多工作接头的组也是可能的，视所配设的液压缸的活塞面数量而定。
尽管有大量能配置的线路结构，但一种扩展方案证实在制造技术上不那么昂贵，此时，组具有交集。因此工作接头中的至少一个工作接头针对多个特殊的液压缸，即在不同的特殊配置的线路结构中是敞开的和能连接的。
交集尤其包含了第一和第二工作接头，因而对带有至少两个活塞面的液压缸而言，确保了与液压机的低压侧和高压侧的必需的压力介质连接。
组可以为了概览而布置在控制块的不同的侧面处。
在一种扩展方案中，在第三工作流动路径中布置有阀，这个第三工作流动路径能通过该阀截止和接通。该阀可以是特别是能电磁操纵的换向阀、特别是开关阀。该阀可以是带有特别是经弹簧预加负的截止位置和能操纵的通流位置的2/2换向阀。已经进一步在上文中提到的设计备选方案和操纵备选方案也适用于这个阀。
在控制块的一种扩展方案中设置有连接流动路径，该连接流动路径从第一工作流动路径分支或者与这个第一工作流动路径连接，并且该连接流动路径在第三工作流动路径的处在最后提到的阀和第三工作接头之间的区段中通入到第三工作流动路径中。
在一种扩展方案中，循环阀能根据对在第三工作流动路径中的最后提到的阀的操纵而截止和接通。
在一种扩展方案中，分别在第一工作流动路径和连接流动路径中设置用于封闭器件、特别是按照前述说明的封闭器件的容纳部，其中，封闭器件有选择地布置在容纳部的仅一个容纳部中。
容纳部优选设计成相同的，因而仅唯一的连接器件必须设置用于有选择地布置在容纳部中。
在容纳部的不同的设计方案中，保持有两个封闭器件，在配置好的线路结构中始终仅布置这两个封闭器件中的其中一个并且分别移除另一个。以这种方式还可以更好地避免无意间的错误螺旋连接。
在线路结构的第一种配置好的线路结构中，一个第三工作接头或多个第三工作接头被封闭并且封闭器件布置在第一工作流动路径中的容纳部中，其中，在连接流动路径中的容纳部是空的。这对应已经进一步在上文中提到的“A”-线路结构或“B”-线路结构，其中，于是在第三工作流动路径中的阀决定液压缸的能连接在或连接在第一工作接头处的工作室的截止或压力介质供应。
在线路结构的第二种配置好的线路结构中，在第一工作流动路径中的容纳部是空的并且封闭器件布置在连接流动路径中的容纳部中。这对应已经进一步在上文中提到的“E”-线路结构，其中，于是在第三工作流动路径中的阀决定了第三工作接头与第一供应接口的接通或分离。
在一种扩展方案中，特别是在“E”-线路结构中，第一工作流动路径形成了特别是能布置在或者布置在控制块中的过滤器的入口。在“A”-线路结构或“B”-线路结构中则第一工作流动路径的、第三工作流动路径的和连接流动路径的区段备选形成了特别是能布置在或布置在控制块中的过滤器的入口。在两种情况下，过滤器这样始终布置在高压侧和其中一个能加载压力介质的活塞面之间，由此与配置好的线路结构无关地始终获得了足以通过过滤器用于过滤的压力介质体积流。
在一种扩展方案中，控制块具有存储流动路径和能与或者与该存储流动路径流体连通的液压存储器。存储流动路径特别是通过各一个止回阀能与工作流动路径中的至少两个工作流动路径、特别是与第一和第二工作流动路径流体连通。
在一种扩展方案中，设置有能电气地或液压地操纵的减压阀，存储流动路径能通过该减压阀一方面与第一工作流动路径压力介质连通并且另一方面与第二工作流动路径压力介质连通。
液压轴具有按照前述说明中至少一个方面设计的液压控制块。此外，通用的线路结构借助封闭器件配置到特殊的液压缸的特殊的线路结构上，该液压缸的工作室与分别所配设的工作接头流体连通。此外，轴可以具有液压机，该液压机的高压侧和低压侧分别与第一和第二供应接口流体连通。
在附图中示出了按本发明的液压控制块和按本发明的液压轴的一种实施例。借助附图现在阐释本发明。
在一种扩展方案中，工作接头这样布置和/或设计在控制块处，使得实现了液压缸的第一种空间布置和尤其相对第一种空间布置转动后的第二种空间布置。
在一种扩展方案中，在第一工作流动路径和/或第二工作流动路径中布置有至少一个安全阀，相应的工作流动路径能通过该安全阀截止。在此尤其为了冗余而在工作流动路径中设置两个安全阀。
附图说明
图1示出了液压轴，其带有液压控制块，该液压控制块带有通用的液压的线路结构和两个能配置的特殊的线路结构；
图2在部分透明的立体视图中示出了按图1的液压控制块；
图3在部分透明的侧视图中示出了按图1和2的液压控制块；并且
图4在横截面中示出了按之前的附图的液压控制块。
具体实施方式
液压轴1按照图1具有液压控制块2以及连接在其上的液压机4和由这个液压机供应压力介质的并且有选择地连接到控制块2上的液压缸6或8。控制块2具有通用的液压的线路结构。
术语“通用”在本文献中可以这样理解，即，由通用的线路结构能有选择地配置多个特殊的线路结构，在所示实施例中是两个，即A和E，其中，如已经在上文中提到的那样，线路结构A在连接同步气缸时可以称为B。
换句话说，控制块2包含所有必需的固定的和能切换的液压器件、特别是部件和压力介质通道，以便能够配置多个特殊的线路结构。
相应的线路结构A、E在此配设给特殊的液压缸6或8。因此液压缸6具有两个工作接头并且可选示出的液压缸8具有三个工作接头。每个工作接头在此与相应的液压缸6、8的具体的活塞面或具体的工作室流体连通。在此，可以在线路结构A（B）中连接两种不同的液压缸构造类型（同步/差动）。
详细而言，控制块2具有第一供应接口10和第二供应接口14，第一工作流动路径12从该第一供应接口出发并且第二工作流动路径16从第二供应接口出发。供应接口10、14设计成供应接头。它们备选可以构造成控制块2中的通入口或类似物。
液压机4的各一个高压侧和低压侧与供应接头流体连通。在此，根据设计有恒定不变的输送体积的液压机4的转动方向，第一供应接头10可以与高压侧流体连通并且第二供应接头14与低压侧流体连通，或者反之亦然。针对进一步的观察，假设是第一种情况。
第一工作流动路径12具有支路18，第三工作流动路径20在该支路处分支。设计成2/2换向开关阀的阀22布置在这个第三工作流动路径中。
第一工作流动路径12从支路18起进一步延伸，其中，在该第一工作流动路径中布置有过滤器24。在第一工作流动路径12中并且在过滤器24的下游，布置有两个串联的安全阀26，第一工作流动路径12通过所述安全阀能被冗余地截止。安全阀也在装置技术上简单地设计成2/2换向开关阀。
在第一工作流动路径12的延续部分中，这个工作流动路径具有支路28。两个第一工作接头30A和30E分别在控制块的另一侧从这个支路分支。
在第二工作流动路径16中布置有截止阀32，第二工作流动路径16能通过该截止阀截止。第二工作流动路径16从第二供应接头14起通过截止阀32延续至支路34。两个第二工作接头36A、36E在控制块2的各不同的侧面处从该支路分支。
第三工作流动路径20在阀22的对面延续至支路38，从该支路起，仅第三工作接头40E在控制块2的已经设置了属于特殊线路或配置E的接头30E和36E的那一侧上分支。
带有两个活塞面的液压缸6或带有三个活塞面的液压缸8如已经提到的那样，可以通过控制块2有选择地并且视配置而定被供以压力介质。
为此设置连接流动路径42，第一工作流动路径12可以通过该连接流动路径与第三工作流动路径20在阀22的下游流体连通。在连接流动路径42中设置有容纳部44E。在实施例中设计成相同的容纳部44A在第一工作流动路径12中设置在支路18和连接流动路径42的入口之间的区段中。
构造成螺钉、特别是M18
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1.5（在这种情况下根据DIN96）的封闭器件46能插入或者被插入到相应的容纳部44E、44A中。基于带有M18螺纹的容纳部44E、44A在实施例中相同的实施方案，可以视值得期望的配置E、A而定将正好一个封闭器件46插入到相应的容纳部44E、44A中。
在图1所示的实施例中，封闭器件46插入到容纳部44A中，因此线路结构A配置用于在工作接头30A、36A处供应带有两个工作室或活塞面的液压缸。能配置的线路结构E的线路结构E的工作接头30E、36E和40E然后被封闭。据此，可选（虚线框柱）示出了带有所述接头的液压缸8。
在所选择的配置A中，压力介质因此不再能直接通过第一工作流动路径12朝着第一工作接头30A流动，而是必须通过第三工作流动路径20的区段、阀22和在这种配置A中接通的连接流动路径42流动。因此阀22具有这样的功能，即，要么用压力介质供应液压缸6的由第一工作接头30A供应的环形室，要么截止该环形室。
为了接收由液压缸6、8的不同的活塞面尺寸产生的体积差，液压控制块2具有存储流动路径48，该存储流动路径通过预设定到一个压力值的限压阀50能与相应的工作流动路径12、16流体连通。在存储流动路径48上连接有经气体加负的液压存储器52。
在配置A的情况中，截止用于在配置E中用于液压缸8的压力介质供应的所有的工作接头30E、36E和40E。相同的说明适用于第三工作流动路径20和其在图1左边示出的盲钻孔。
若配置了线路结构E，那么可以向具有三个工作室或活塞面的液压缸8供应压力介质。然后将封闭器件46从容纳部44A拆卸和移除并且插入到容纳部44E中。此外，工作接头30A和36A被封闭并且工作接头30E、36E和40E被打开，其中，第三工作流动路径20在实施例中设置的盲钻孔方面一如既往地被封闭。
排出口或工作接头30A、30E、36A、36E、40E在控制块2中可以分别构造成单独的压力介质通道。将控制块2扩展到超出这个数量的排出口或工作接头则可以提高控制块的可变性，特别是用于满足市场需求。
在线路结构E中，压力介质然后可以通过第一工作流动路径12、通过支路18和过滤器24直接流动至第一工作接头30E并且因此流动到串列缸8的左边的环形室中。因为在配置E中连接流动路径42通过封闭器件46被截止，所以阀22的位置现在决定了是否向连接到第三工作接头40E上的环形室供应压力介质。
若环形室得到供应，那么由此用压力介质加载工作接头30E和40E的作用相同的环形室，这对应液压缸8的面积求和并且因此对应动力行程（Kraftgang）。
在动力行程的情况下，液压泵将压力介质从液压缸8的连接在第二工作接头36E处的工作室输送到液压缸的连接到第一工作接头30E和第三工作接头40E处的工作室中。循环阀54为此关闭。
在液压缸8的快速行程中，工作接头36E和40E则通过循环阀54流体连通和短路。液压泵然后将来自连接在第二工作接头36E处的工作室的压力介质朝着连接在第一工作接头30E处的工作室输送。限制这个工作室的活塞的极小的活塞面导致了高移动速度。因此避开液压泵4，仅通过借助循环阀54的循环体积流就完成了到连接在第三工作接头40E处的工作室的填充或后续抽吸（Nachsaugen）。在此，液压缸8的三个环形面这样协调一致，使得除特别是由泄漏引起的体积外，不必由液压存储器52接收体积差。
在带有差动缸6的配置或线路结构A中，压力介质可以通过循环阀54在工作流动路径12和16之间流动。在此，在差动缸6移入时必须总是将体积差输送到存储器52中。循环阀54使得差动缸6在小的移动力下能以与移入一致的速度移出。
图2和3在立体图和部分透明的侧图中示出了液压控制块，其中，指明了容纳部44A和44E。它们布置在控制块2的内部并且从外部能通过容纳钻孔接近。封闭器件46即M18螺钉也可以通过这些容纳钻孔插入和移除。侧向在控制块2处，分布布置在多个侧面上设置针对在图1的说明中提到的阀的带连接钻孔的孔图。
按照图4，容纳部44A和44E在控制块的横截面中可以看到。
公开了一种液压控制块，其带有通用的液压的线路结构用于选择可能的液压缸和用于控制液压缸的压力介质供应，线路结构准备用于通过重新布置器件中的其中一个器件就能从一种线路结构切换到另一个特殊的线路结构。
也公开了一种带有控制块的液压轴或伺服液压轴。
附图标记列表
1 液压轴
2 液压控制块
4 液压机
6；8 液压缸
10 第一供应接头
12 第一工作流动路径
14 第二供应接头
16 第二工作流动路径
18 支路
20 第三工作流动路径
22 阀
24 过滤器
26 安全阀
28 支路
30A；30E 第一工作接头
32 截止阀
34 支路
36A；36E 第二工作接头
38 支路
40 E 第三工作接头
42 连接流动路径
44A；44E 容纳部
46 封闭器件
48 存储流动路径
50 限压阀
52 液压存储器
54 循环阀
n 活塞面数量

Claims (15)

1.用于控制液压轴（1）的液压缸（6；8）的压力介质供应的液压控制块，其特征在于，控制块（2）具有通用的液压的线路结构，由所述线路结构特别是为了有选择的压力介质供应而能有选择地在不同的液压缸（6；8）的其活塞面数量（n=2；n=3）下配置特殊的液压的线路结构（A、B；E）。
2.按照权利要求1所述的控制块，带有能以拆卸的方式或者以拆卸的方式布置的封闭器件（46），通过所述封闭器件的有选择的布置和设计在控制块（2）中的流动路径（12、42）的随之而来的至少部分液压的封闭，能配置或配置所述线路结构（A、B；E）中的其中一个线路结构。
3.按照权利要求2所述的控制块，其中，所述封闭器件（46）以能拆卸的方式能布置或布置成从所述控制块（2）外接近。
4.按照前述权利要求中任一项所述的控制块，带有第一和第二供应接口（10、14），所述供应接口中，第一供应接口（10）能与或者与所述轴的液压机（4）的高压侧流体连通并且第二供应接口（14）能与或者与液压机（4）的低压侧流体连通，和/或反之亦然。
5.按照权利要求4所述的控制块，带有第一工作流动路径（12）和第二工作流动路径（16），第一工作流动路径能与或者与所述第一供应接口（10）流体连通，并且第二工作流动路径能与或者与所述第二供应接口（14）流体连通。
6.按照权利要求5所述的控制块，带有第三工作流动路径（20），所述第三工作流动路径平行于所述第一工作流动路径（12）地能与或者与所述第一供应接口（10）流体连通。
7.按照权利要求6所述的控制块，带有循环流动路径，所述第二工作流动路径（16）通过所述循环流动路径能与或者与所述第三工作流动路径（20）流体连通。
8.按照权利要求6或7所述的控制块，其中，至少一个第一工作接头（30A、30E）从所述第一工作流动路径（12）分支，至少一个第二工作接头（36A、36E）从所述第二工作流动路径（16）分支并且至少一个第三工作接头（40E）从第三工作流动路径（20）分支。
9.按照权利要求8所述的控制块，其中，所述工作接头（30A、36A；30E、36E、40E）能与或者与活塞面中的各一个活塞面流体连通，和/或其中，所述工作接头是能封闭的或者被封闭。
10.至少按照权利要求6所述的控制块，带有在所述第三工作流动路径（20）中的阀（22），所述第三工作流动路径能通过所述阀有选择地截止或导通。
11.按照权利要求10所述的控制块，带有连接流动路径（42），所述第一工作流动路径（12）通过所述连接流动路径能与或者与所述第三工作流动路径（20）在所述第三工作流动路径（20）的在所述阀（22）和所述第三工作接头（40E）之间的区段中流体连通。
12.至少按照权利要求11所述的控制块，带有各一个用于在所述第一工作流动路径（12）中和所述连接流动路径（42）中的封闭器件（46）的容纳部（44A、44E），其中，封闭器件（46）有选择地布置在容纳部（44A、44E）的仅一个容纳部中。
13.按照权利要求12所述的控制块，其中，在所述线路结构（A、B；E）的第一种配置（A、B）中，所述一个或所述多个第三工作接头（40E）被封闭并且所述封闭器件（46）布置在所述第一工作流动路径（12）中的容纳部（44A）中，其中，在所述连接路径（42）中的容纳部（44E）是空的。
14.按照权利要求12或13所述的控制块，其中，在所述线路结构（A、B；E）的第二种配置（E）中，在所述第一工作流动路径（12）中的容纳部（44A）是空的并且所述封闭器件（46）布置在所述连接流动路径（42）中的容纳部（44E）中。
15.液压轴，带有按照前述权利要求中至少一项设计的控制块（2）和连接到所述控制块（2）上的液压机（4）以及连接到控制块上的液压缸（6；8），其中，由通用的线路结构配置至少与活塞面数量（n=2；n=3）匹配的特殊的液压的线路结构（A、B；E）。
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