CN114607658A - 液压系统 - Google Patents

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金·胡来加尔德·延森
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Abstract

本发明涉及一种液压系统和一种用于控制液压致动器的方法，所述液压系统包括：至少一个液压单元(2)，所述至少一个液压单元具有至少一个流动路径(14、16、18)、液压致动器(22)和至少一个传感器装置(24、26)，所述液压致动器被设置成用于影响通过流动路径(14、16、18)的液压流；以及控制装置，用于控制液压致动器(22)，其中，所述至少一个传感器装置(24、26)包括存储装置(32)，所述存储装置被设置成用于包含指定液压单元(2)的信息，并且其中，所述控制装置(10)被配置为接收存储在所述传感器装置(24、26)的存储装置(32)中的信息，并且基于所接收的指定液压单元(2)的信息来设置对所述液压致动器(22)的控制。

Description

液压系统
技术领域
本发明涉及一种液压系统，所述液压系统包括具有致动器和至少一个传感器装置的液压单元以及用于控制液压致动器的控制装置。
背景技术
例如，在大型建筑物的供暖系统中，存在形成复杂液压系统的若干供暖回路，所述复杂液压系统由若干液压单元组成，所述液压单元具有液压致动器并且与用于控制这些液压致动器的控制装置相关联。在安装期间，如果控制装置被配置为用于特定的液压单元，则难以确保正确的控制装置与相关联的液压单元连接。例如，控制装置或控制器可以在安装期间从液压单元移除，这简化了液压单元的液压安装。当稍后将控制器重新连接到液压单元时，存在控制器可能混合的问题。因此，安装者必须跟踪单个控制器，或者必须在将控制器安装在液压单元上之后手动设置控制器，这是耗时的。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是提供一种液压系统，所述液压系统提供验证控制装置和液压致动器的正确分配的简单可能性，并且允许为连接到控制装置的特定液压单元简单地设置控制装置。
该目的通过具有本发明限定的特征的液压系统和具有本发明限定的特征的方法来实现。在本发明中限定了优选实施例，并且在以下描述中描述了优选实施例，并且在附图中示出了优选实施例。
所述液压系统包括至少一个液压单元。液压单元在其内部限定至少一个流动路径，并且包括液压致动器，所述液压致动器被设置或配置成用于影响通过所述流动路径的液压流。这意味着液压致动器可以特别地改变体积流量和/或改变流动的方向或路径。致动器可以在流动路径内部具有至少一个元件，以用于影响液压流，特别是通过致动器或元件的移动和/或改变致动器或元件的位置来影响。此外，在液压单元内部设置有至少一个传感器。传感器可以例如是温度或压力传感器或用于检测液压系统内部的参数或值(优选地在流动路径内流动的流体的特征值)的任何其他合适的传感器。此外，液压系统包括控制装置，所述控制装置被设置成用于控制液压致动器。例如，控制装置可以激活或控制致动器以改变液压致动器的位置或调节，从而改变致动器对液压流的影响。由此，例如可以改变体积流量和/或流动方向。
传感器装置包括存储装置，所述存储装置包含指定(specifying，说明)液压单元的信息。由此，关于液压单元的性质的标识和/或信息可以被存储在传感器装置的存储装置内，使得不需要液压单元内部的用于识别或指定液压单元的存储装置。这允许液压单元的简单设计，从而避免了附加的电子器件或元件。优选地，液压单元不包含任何电子器件。取代地，传感器装置的电子器件用于识别或指定整个液压单元。控制装置被配置为接收或读取存储在所述传感器装置的存储装置中的信息。此外，控制装置被配置为，基于从传感器装置接收或读取的信息(即，所接收的指定液压单元的信息)来设置或建立对所述液压致动器的控制。例如，控制装置可以根据由存储在传感器装置的存储装置内的规格所识别的液压单元的特定尺寸或液压单元的预期用途，来选择用于控制的设置。这允许使用用于不同液压单元的通用控制装置，并且允许根据存储在传感器装置的存储装置中的识别或指定液压单元的信息自动选择控制装置中的正确设置。通过使用传感器装置的存储装置，液压单元不需要任何存储装置来存储关于根据液压单元的配置或液压单元的特定用途的、液压单元的所需控制的信息。特别地，可以存储关于机械液压单元的信息，而无需在该液压单元中用作辅助部件或子部件的、另一电子部件内部的另外的电子器件。优选地，传感器装置无论如何都包括存储装置，使得传感器装置的现有存储装置可以用于另外存储将包含这样的传感器装置的整个液压单元指定为若干部件之一的信息。
优选地，所述液压单元包括至少两个传感器装置，每个传感器装置具有被设置成用于包含指定所述液压单元的信息的存储装置。优选地，在液压系统的设置期间，指定所述液压单元的相同信息被存储在安装在液压单元中的若干传感器装置中。因此，优选地，存在指定液压单元的信息的冗余。这允许在将液压单元与控制装置连接时改进信息的验证。此外，在必须替换所述至少两个传感器中的一个的情况下，指定整个液压单元的信息在液压单元内部的至少一个剩余传感器装置中仍然可用。
根据另一优选解决方案，控制装置包括存储装置，所述存储装置被设置成用于包含指定液压单元的信息。优选地，它是与存储在传感器装置中的指定液压单元的信息相同种类的信息，该信息可以存储在控制装置的存储装置中。这允许检查存储在控制装置的存储装置中的信息是否与存储在所述至少一个传感器装置中或优选地至少两个传感器装置中的信息匹配。当传感器装置连接到控制装置时，该验证过程可以由控制装置本身执行。通过该验证过程，可以断定是否正确的控制装置连接到由存储在液压单元的一个或多个传感器装置中的信息识别的特定液压单元。
根据另一实施例，可以将存储在控制装置的存储装置内部的关于液压单元的信息传递到传感器装置，使得传感器装置可以将其功能调节到特定液压单元。这例如在替换传感器装置的情况下是有帮助的。新的传感器装置可以通过从控制装置和/或另外的传感器装置接收所需信息来自动配置到液压单元。
根据本发明的另一可能实施例，指定所述液压单元的所述信息包括指定所述液压单元和/或传感器的单元标识符和/或至少一个参数。单元标识符可以是例如识别特定类型的液压单元的序列号或代码。参数可以例如是识别液压单元的尺寸或液压单元所适应的预期特定用途的信息。
液压单元优选地包括至少两个传感器，并且所述控制装置被配置为基于指定所述液压单元的这样的信息来设置或启动控制，所述信息相同地存储在两个传感器装置和控制装置中的至少两个中。在存在多于两个传感器的情况下，所述系统可以被配置为，使得根据存储在不同传感器装置和控制装置中的大多数相同信息来设置或启动控制。在具有两个传感器装置和一个控制装置的解决方案中，根据三分之二原则在相同的信息上配置该设置。这意味着两个部件或大多数部件必须显示相同的信息以允许设置或启动控制，然后基于大多数的该信息来设置或启动控制。控制装置的设置可以是基于指定液压单元的信息的控制的配置或特定控制方案的选择，例如该控制适于由存储在传感器装置和/或控制装置中的信息指定的液压单元的特定类型或尺寸。在另一示例中，该控制可以被调节到在液压单元中使用的特定类型的传感器，或者适于由存储在所描述的存储装置中的信息指定的液压单元的特定用途。基于所描述的大多数原则的控制的设置或调节具有以下优点：例如，在错误或未配置的控制装置连接到液压单元的情况下，控制装置从被安装在液压单元中的两个传感器装置接收关于液压单元的信息。然后，在下一步骤中，控制装置可以选择控制方案或设置其控制，使得其适合于液压单元的类型或所连接的液压单元的预期用途。在必须替换传感器并且未配置的传感器装置安装在液压单元中的情况下，控制装置可以检测到新的传感器装置不以与另一个传感器装置和控制装置相同的方式配置，因为它不包含指定液压单元的相同信息。在这种情况下，可以改变新传感器装置的配置，并且特别地，指定液压单元的信息可以被存储在新传感器装置的存储装置内部，以使该传感器装置与其他部件一致。
优选地，控制装置被配置为，改变或替换所述至少两个传感器装置和控制装置中的至少一个另外的装置中的信息，所述另外的装置不包括相同的信息。这意味着包含不同信息的少数装置被更新，使得它们的存储装置内部的信息被包含在大多数装置的存储装置中的信息替换。根据优选实施例，控制装置被配置为，发起信息的该比较和替换。然而，在替代实施例中，传感器装置也可以被配置为，在其自身的存储装置中和/或在不包含根据系统中的大多数部件的信息的一个或多个其他部件的存储装置中执行信息的这样的比较和调节或替换。
优选地，控制装置被配置为，将所述至少一个另外的装置中的不相同的信息改变为与存储在具有相同信息的至少两个另外的装置中的信息相同。因此，存储在少数装置中的信息与存储在大多数装置中的信息一致。
根据另一可能的实施例，提供了一种驱动装置，所述驱动装置被配置或设置成用于驱动所述液压致动器。驱动装置例如可以是步进马达或驱动致动器的马达。优选地，驱动装置由控制装置控制。在另一可能的解决方案中，驱动装置和控制装置可以被布置在共同的驱动和控制单元中，进一步优选地被布置在共同的壳体内部。驱动和控制单元可以设计成能拆离地连接到包含致动器的液压单元。这意味着驱动和控制单元可以例如在将液压单元安装在液压系统期间从液压单元移除，或者例如在有缺陷的情况下替换驱动和控制单元。然而，控制装置和驱动装置的不同布置是可能的。例如，驱动装置可以被布置在液压单元中，使得液压单元和驱动装置形成集成单元，并且控制装置可以是单独的装置，优选地可拆离地连接到液压单元。
驱动装置和控制装置布置在单个单元中具有以下优点：必要的电连接可以被布置在单元内部的固定装置中，优选地在单个壳体内部，并且在液压单元的安装期间不能断开。特别是在驱动装置和/或控制装置被设置成连接到电源电压的情况下，这是一个优点，因为电源电压所需的连接可以被安全地布置在封闭壳体内部。优选地，只有安装在液压单元中的一个或多个传感器装置必须连接到驱动和控制单元。然而，这优选地通过低压连接或非电连接来完成。
优选地，所述至少一个传感器经由能拆离的有线连接或通过无线信号传输来连接到所述控制装置以进行信号传输。能拆离的有线连接可以包括插头和插座连接件。优选地，无线信号传输被设置成用于控制装置与传感器装置之间的自动信号耦合。例如，可以使用蓝牙连接或类似连接。
液压致动器可以是泵和/或阀元件，特别是在混流或分流阀中。一种可能的应用可以是在供暖系统中使用的混合阀，以混合不同温度的两种不同的流(flow)，其中，致动器是调节从两个入口端口进入出口端口的流的阀元件，以通过两种入口流的不同混合比率来调节出口端口中的温度。在这样的混合阀中，温度传感器需要检测入口温度和出口温度，阀元件(即致动器)基于所述入口温度和出口温度来定位以实现期望的出口温度。因此，混合阀优选地包括用于检测例如出口温度和至少一个入口温度的两个传感器装置。取代混合阀，可以使用例如泵叶轮来调节液压单元内部的混合比率或体积流量。为此，压力和/或温度传感器可以被布置在液压单元内部以对液压致动器进行控制。
在一可能的实施例中，所述液压单元包括用于将所述单元连接到外部管道的至少一个入口连接件和一个出口连接件。此外，液压单元可以包括一个致动器空间，所述致动器空间容纳被布置在所述入口连接件与所述出口连接件之间的液压致动器。致动器可以是泵或阀元件。如上所述，在混合阀的情况下，可以设置连接到致动器空间的两个入口连接件或端口。
所述液压单元可以包括不透流体的联接器，所述联接器被配置为用于将所述液压致动器联接到外部驱动装置。不透流体的联接器允许在不打开液压单元内部的流动路径的情况下从液压单元移除驱动装置。因此，在移除驱动装置之前不需要清空液压单元。此外，这允许在附接驱动装置(例如呈以如上所述的控制和驱动单元的形式的驱动装置)之前通过连接到液压系统中的外部管道并填充系统来安装液压单元。
除了上述液压系统之外，一种用于控制液压单元内部的液压致动器的方法也是本发明的主题。下面描述所述方法。然而，上面参考液压系统描述的优选特征和实施例也应被认为是所述方法的优选实施例。下面参考所述方法描述的系统的优选特征也应当被认为是如上所述的液压系统的优选实施例。
所述用于控制液压单元内部的液压致动器的方法使用用于控制液压致动器的外部控制装置，优选地具有连接到液压致动器的单独的驱动装置。在液压单元内部布置有至少一个传感器装置。根据所述方法，该传感器装置用于存储指定整个液压单元的信息。控制装置基于存储在传感器装置内部的所述信息来设置或配置对致动器的控制。为此，控制装置经由合适的数据连接从传感器装置接收信息。这允许容易地将机械液压单元的所需信息或规格存储在该液压单元内，而不需要为这样的信息提供特殊的存储装置。相反，安装在该液压单元内部的辅助部件或子部件内部的存储装置用于存储指定整个液压单元而不只是子部件的信息。这意味着从传感器装置接收的信息不是仅指定传感器装置的信息，而是指定包含该传感器装置的整个液压单元的信息。这允许在液压单元中保持所需的信息或规格，即使在从液压单元移除用于液压单元的单独控制装置的情况下也是如此。
在优选实施例中，液压单元包括至少两个传感器装置，并且这些传感器装置和所述控制装置各自存储指定液压单元的信息。控制装置基于在由两个传感器装置和控制装置组成的三个装置中的至少两个中相同的这样的信息，来设置或建立对液压单元的控制。这意味着分别使用大多数原则或三分之二原则进行设置。基于包含或存储在大多数装置中(例如在两个传感器中或者在一个传感器装置和控制装置中)的这样的信息来建立或配置控制。优选地，在下文中，存储在少数装置(其包含不同信息或不包含信息)中的信息被存储在大多数装置中的相同信息替换。此外，优选地，这些少数装置的配置也与其他装置一致，以设置整个系统的功能。
附图说明
在下文中，参考附图1通过示例描述本发明。
图1示出了用于供暖系统、呈混合装置形式的液压系统的示意图。
附图标记：
2 液压单元
4 控制和驱动单元
6 联接器
8 驱动装置
10 控制装置
12 壳体
14 第一入口端口
16 第二入口端口
18 出口端口
20 致动器空间
22 液压致动器
24 第一传感器装置
26 第二传感器装置
28 信号线
30 插头连接件
32 存储装置
具体实施方式
在该示例中，液压系统是由两个主要部件组成的液压装置，即液压单元2以及控制和驱动单元4。控制和驱动单元4经由联接器6可拆卸地联接到液压单元2，所述联接器包括在液压单元2以及控制和驱动单元4上的接合元件。
控制和驱动单元4包括驱动装置8(例如驱动马达)以及控制驱动装置8的控制装置10。在该示例中，驱动装置8和控制装置10被布置在共同的壳体12中。
在该示例中，液压单元2是具有第一入口端口14和第二入口端口16以及出口端口18的混合阀。两个入口端口14、16和出口端口18被设置成与液压系统的另外的部件连接，特别是与供暖系统的另外的部件连接。入口端口14、16和出口端口18连接到阀或致动器空间20，在所述阀或致动器空间内部布置有呈阀元件形式的液压致动器22。在该示例中，阀元件(液压致动器22)是球形的并且可移动以改变第一入口端口14和第二入口端口16朝向出口端口18的开度。因此，通过改变液压致动器22的位置，可以调节通过入口端口14和入口端口16的体积流量的比率，即可以改变流体流到出口端口18的混合比率。液压致动器22连接到联接器6并且可以被驱动装置8移动。在第一入口端口14上布置有第一传感器装置24，并且在出口端口18中布置有第二传感器装置26。在该示例中，传感器装置24和26是检测入口端口14和出口端口18内部的流体流的温度的温度传感器。在混合装置中，第一入口端口可以例如连接到供暖回路的返回管线，而出口端口18连接到供暖回路的供应管线。第二入口端口16可以连接到供暖系统的供应管线，所述供应管线输送来自热源(如锅炉)的热水流。
传感器装置24、26经由信号线28连接到控制装置10。信号线28能通过插头连接件30从控制和驱动单元4拆卸。取代有线连接，传感器装置24和26可以经由无线信号传输(例如使用蓝牙标准或类似标准)连接到控制装置10。
传感器装置24和26包括在传感器装置24、26内部具有存储装置32的电子器件。另外，控制装置10包括存储装置32。存储装置32被设置成存储指定液压单元2的信息。该信息可以包含识别液压单元2的标识符，特别是液压单元2的类型。替代地或附加地，该信息可以包含限定液压单元2的使用特性和/或规格的参数，控制装置10需要所述参数以期望的方式控制液压单元2内部的致动器。需要存储在存储装置32中的信息来设置控制，特别是选择控制装置10在通过控制驱动装置8来控制液压单元2时使用的控制方案。例如，控制方案可以特定于特定尺寸的液压单元2。可以的是，同一控制和驱动单元4可以与不同的液压单元2(例如不同尺寸的液压单元)结合使用。
从前面的描述可以得出，在该示例中，因为驱动装置8和控制装置10被布置在与液压单元2可拆卸地连接的单独的控制和驱动单元4中，所以液压单元2本身仅是机械单元。这意味着液压单元2不包含可以适于存储所需信息的任何自己的电子器件。传感器装置24和26是液压单元2内部的辅助装置或子装置，并且这些子装置用于存储涉及整个液压单元2的所需信息，即，其指定整个液压单元2，而不仅仅是传感器装置24、26。因此，根据本发明，机械液压单元内的电子部件用于存储除了涉及所述传感器装置的信息之外的其他信息，即该其他信息指定传感器装置集成到其中的机械装置。
在该示例中，存在包含存储装置32的两个传感器装置24、26。优选地，在所有存储装置32中存储有指定液压单元2的相同信息。控制装置10被配置为，例如在控制装置的启动期间并且特别是在连接到液压单元2之后执行验证例程。在该验证例程期间，验证所有三个存储装置32是否包含指定液压单元2的相同信息。如果存储在所有三个部件中的信息匹配或相同，则验证例程例如允许基于存储在存储装置32中的与液压单元2的规格相关的设置或控制方案来开始控制。在控制装置10内部的存储装置32应该包含与两个传感器装置24和26中所包含的信息不同的信息的情况下，必须改变控制装置10的设置，即控制方案或程序。在这种情况下，控制方案被设置为与存储在两个传感器装置中的信息匹配的控制方案或程序。因此，存储在控制装置10的存储装置32中的信息优选地用存储在传感器装置24和26中的相同信息替换，使得最终在所有三个部件内部存在指定液压单元2的相同信息。这种替换或改变设置可能需要用户的确认。该方法允许将未指定的控制和驱动单元4与液压单元2连接，从而确保控制和驱动单元4内部的控制装置10被配置或重新配置为，由存储在两个传感器装置24和26的存储装置32中的信息给出的所需设置。因为用于若干液压单元2的控制和驱动单元4是否改变或混合无关紧要，所以这可以简化例如在大型供暖系统中不同液压装置或系统的安装。此外，在故障的情况下，可以容易地替换控制和驱动单元4。
此外，该设计允许容易地替换传感器装置24和26中的一个。如果替换传感器装置24和26中的一个，则控制装置10优选地再次开始验证或设置例程，以验证存储在所有三个存储装置32中的信息是否相同。在这种情况下，被替换的传感器装置的存储装置32可能不包含匹配信息。因此，控制装置10检测到一个传感器装置和控制装置10的存储装置32包含相同或匹配的信息，并将相同的信息写入新传感器装置的存储装置32中，使得所有三个元件再次包含指定液压单元2的相同信息。这可以用多于三个部件(传感器和控制装置)以类似的方式完成。此外，也可以基于存储在存储装置32中或从控制装置10接收的信息来配置传感器装置24和26。例如，可以根据该信息设置测量范围。替代地，可以使用能够检测不同参数(如压力和温度)的传感器，并且配置可以限定在特定系统中由传感器输出哪些值。

Claims (15)

1.一种液压系统，包括：
至少一个液压单元(2)，所述至少一个液压单元具有至少一个流动路径、液压致动器(22)和至少一个传感器装置(24、26)，所述液压致动器被设置成用于影响通过所述流动路径的液压流，以及
控制装置，用于控制所述液压致动器(22)，
其特征在于，
所述至少一个传感器装置(24、26)包括存储装置(32)，所述存储装置包含指定所述液压单元(2)的信息，并且
所述控制装置(10)被配置为接收存储在所述传感器装置(24、26)的存储装置(32)中的所述信息，并且基于所接收的指定所述液压单元(2)的所述信息来设置对所述液压致动器(22)的控制。
2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述液压单元(2)包括至少两个传感器装置(24、26)，每个传感器装置都具有存储装置(32)，所述存储装置被设置成用于包含指定所述液压单元(2)的信息。
3.根据权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，所述控制装置包括存储装置(32)，所述存储装置被设置成用于包含指定所述液压单元(2)的信息。
4.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，指定所述液压单元(2)的所述信息包括指定所述液压单元(2)和/或传感器(24、26)的单元标识符和/或至少一个参数。
5.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压单元(2)包括至少两个传感器(24、26)，并且所述控制装置(10)被配置为，基于指定所述液压单元(2)的如下的信息来设置控制，即所述信息相同地存储在所述两个传感器装置(24、26)和所述控制装置(10)中的至少两个中。
6.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述控制装置(10)被配置为，改变所述至少两个传感器装置(24、26)和所述控制装置(10)中的至少一个另外的装置中的所述信息，所述至少一个另外的装置不包括相同的信息。
7.根据权利要求6所述的液压系统，其特征在于，所述控制装置被配置为，将所述至少一个另外的装置中的不相同的信息改变为与存储在具有相同信息的至少两个另外的装置中的信息相同。
8.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，驱动装置(8)被配置为用于驱动所述液压致动器(22)，其中，所述驱动装置(8)和所述控制装置(10)优选地被布置在共同的驱动和控制单元(4)中，进一步优选地被布置在共同的壳体(12)内部。
9.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述控制装置(10)或所述驱动和控制单元(4)分别能拆卸地连接到所述液压单元(2)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述至少一个传感器(24、26)经由能拆离的有线连接(28)或通过无线信号传输来连接到所述控制装置(10)以进行信号传输。
11.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压致动器是泵和/或阀元件(22)，特别是在混流或分流阀中的阀元件。
12.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压单元(2)包括用于将所述单元连接到外部管道的至少一个入口连接件(14、16)和一个出口连接件(18)，并且包括一个致动器空间(20)，所述致动器空间容纳被布置在所述入口连接件(14)与所述出口连接件(18)之间的液压致动器(22)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压单元(2)包括不透流体的联接器(6)，所述联接器被配置为用于将所述液压致动器(22)联接到外部驱动装置(8)。
14.一种经由外部控制装置(10)控制液压单元内部的液压致动器的方法，其特征在于，所述液压单元(2)内部的至少一个传感器装置(24、26)用于存储指定所述液压单元(2)的信息，并且所述控制装置(10)对所述液压致动器(22)的控制基于存储在所述传感器装置(24、26)内部的所述信息来设置。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述液压单元(2)和所述控制装置(10)中的至少两个传感器装置(24、26)各自存储指定液压单元(2)的信息，并且由所述控制装置(10)提供的控制是基于在由所述两个传感器装置(24、26)和所述控制装置(10)组成的三个装置中的至少两个中相同的信息来设置的。
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