CN115398105A - 静液压的线性驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种静液压的线性驱动器，其带有：液压缸，液压缸带有工作活塞，在该工作活塞的一侧上有第一缸室并且在另一侧上有第二缸室；和能旋转地驱动的液压单元，该液压单元能用第一工作接头通过第一流体路径与第一缸室连接并且用第二工作接头通过第二流体路径与第二缸室连接并且通过该液压缸能将不一样大的体积流量的压力流体从一个缸室直接输送给另一个缸室。在这种布置中，液压缸和液压单元在闭合的或半闭合的液压回路中运行。在低速时应当在没有位置检测的情况下精确地精密控制液压缸并且在较高速度时能实现高效运行。这一点由此达到，即，将连续阀嵌入到第一流体路径中，并且液压缸能在压排控制的运行方式中和节流控制的运行方式中运行，在压排控制中，在连续阀完全打开时，在用负载压力加载的第一缸室和液压单元之间流动的压力流体量由液压单元的控制确定，在节流控制中，在对连续阀的通流横截面节流时，在第一缸室和液压单元之间流动的压力流体量由通流横截面的大小和由在连续阀的通流横截面上的压力降确定。

Description

静液压的线性驱动器

技术领域

本发明涉及一种静液压的线性驱动器，其带有：液压缸，液压缸带有工作活塞，在该工作活塞的一侧上有第一缸室并且在另一侧上有第二缸室；和能旋转地驱动的液压单元，该液压单元能用第一工作接头通过第一流体路径与第一缸室连接并且用第二工作接头通过第二流体路径与第二缸室连接并且通过该液压缸能将不一样大的体积流量的压力流体从其中一个缸室直接输送给另一个缸室。此外还存在电子的控制器。在这种布置中，液压缸和液压单元在闭合的或半闭合的液压回路中运行。

背景技术

移动的作业机械的、例如挖掘机的液压缸通常借助比例阀控制。主要使用所谓的负载传感控制，其例如由DE 10 2006 018 706 A1公知并且在负载传感控制中这样来调节液压泵，使得液压泵输送这样多的压力流体，因而泵压超出了所有同时操纵的液压消耗器的最高的负载压力一个特定的压差，例如20 bar的泵-

。比例阀包括计量孔板和与此串联布置的个体压力天平，个体压力天平通过计量孔板与泵压无关地恒定保持高度为例如19bar的压差。在此，液压消耗器在开放的液压回路中运行。从承受负载的缸室挤压出的压力流体流回到料箱中。

这种液压的控制布置的优点在于良好的精密可控性，因为由于泵压的调节不会影响泵内部的泄漏。液压消耗器在开放回路中运行的缺点在于比例阀处的压力降。

在将液压消耗器和液压单元布置在闭合的或半闭合的液压回路中时，压力流体从液压单元的工作接头流到液压消耗器并且从这个液压消耗器流走的压力流体在不经过料箱的情况下直接到达液压单元的其它工作接头。用这种液压系统达到了较高的效率，因为液压消耗器现在不是节流控制的，而是压排控制的并且因此不会出现节流损失。

液压消耗器可以如例如由DE 103 42 102 A1已知的那样是液压马达或同步缸，其缸室具有一样大的横截面。若液压消耗器是同步缸，那么在人们没有考虑到压力流体的可压缩性和泄漏时，从其中一个缸室流向液压单元的压力介质量和排出到另一个缸室中的压力介质量是相同的。这是闭合的液压回路的原理。

液压消耗器也可以是差动缸，如同样由DE 103 42 102 A1，不过此外也例如由CA605 046 A、DE 40 08 792 A1或DE 10 2004 061 559 A1公知的那样。在由CA 605 046 A公知的静液压的线性驱动器中，差动缸由两个被一个共同的马达驱动的定量泵供以压力介质。通过两个定量泵中的第一定量泵可以将压力介质从液压缸的缸室中的其中一个缸室输送到相应另一个缸室中，而第二泵则布置在横截面更大的第一缸室和料箱之间并且分别补偿移入或移出的活塞杆的体积。料箱可以通过朝其截止的止回阀与缸室连接，因而平衡了泄漏损失并且料箱压力作为低压出现在了不承受负载的缸室内。通过各一个限压阀限制每个缸室中的压力。

在由DE 40 08 792 A1公知的静液压的线性驱动器中，差动缸通过两个能就其排量进行调整的液压泵被供以压力介质。变量泵共同被一个电动马达驱动，其中，第一变量泵在两个缸室之间输送压力流体，而第二变量泵则在液压缸的活塞杆移出时根据活塞杆的处在液压缸内的体积的下降将压力流体从料箱输送到横截面较大的缸室中并且在活塞杆移入时可以使压力流体从第一缸室进入料箱。

DE 10 2004 061 559 A1示出了一种静液压的线性驱动器，在该线性驱动器中，如在DE 40 08 792 A1中那样存在两个变量泵，其中，第二变量泵用其一个工作接头连接到液压存储器上，因而在活塞杆移入时可以在负值负载下稍后回收能重复使用的能量。此外，按照DE 10 2004 061 559 A1的静液压的线性驱动器具有供给泵，该供给泵可以通过各一个止回阀将压力流体输送到与承受负载的缸室对置的缸室中。供给压力通过限压阀受到限制，限压阀和供给泵一起形成了低压源。

由CA 605 046 A、DE 40 08 792 A1或DE 10 2004 061 559 A1公知类型的液压回路也称为半闭合的液压回路，因为第一液压单元与液压缸一起布置在闭合的液压回路中并且第二液压单元与液压缸一起布置在开放的液压回路中。当下文中提到闭合的液压回路时，那么应当既包括迄今为止称为闭合的回路也包括迄今为止称为半闭合的回路。

在闭合的液压回路中，内部的和外部的泵泄漏影响了液压缸的精密可控性。它们尤其在液压缸低速时产生影响，此时泄漏体积流量进入了液压缸的额定体积流量的量级。在没有考虑到泄漏的情况下，液压缸的速度可能极为缓慢或者甚至反过来。

WO 2010/125525 A1示出了一种静液压的线性驱动器，其用于升降机并且具有简单作用的液压缸和与经转速调节的电动马达机械地联接的液压单元，由该文献已知，由此来补偿特别是在液压缸慢速时在轿厢定位在楼层中时有强烈影响的泵泄漏，即，液压单元根据负载压力和压力流体的温度用不同于没有泄漏的情况的转速转动。当轿厢向上行驶时，转速在正值负载时较高，并且当轿厢向下行驶时，转速在负值负载时较低。泄漏在此借助负载压力和温度以及借助实验求出的泵参数进行评估。

但当泄漏由于老化效应或制造公差而偏离预期值时，在给定转速和给定排量的情况下尽管如此仍产生了缸速与额定值的偏差。特别不利的是已经提到的方向反转，其中，挖掘机的动臂在操纵操作杆时取代以低速上升地下降。

发明内容

因此本发明的任务是，这样来构造带有本文开头所述特征的静液压的线性驱动器，使得在低速时能在没有位置检测的情况下精确地精密控制液压缸并且在较高速度时能实现高效运行。

这在带有本文开头提出的特征的静液压的线性驱动器中由此达到，即，将连续阀嵌入到第一流体路径中，并且液压缸能在压排控制的运行方式中和节流控制的运行方式中运行，在压排控制中，在连续阀完全打开时，在用负载压力加载的第一缸室和液压单元之间流动的压力流体量由液压单元的控制确定，在节流控制中，在对连续阀的通流横截面节流时，在第一缸室和液压单元之间流动的压力流体量由通流横截面的大小和由在连续阀的通流横截面上的压力降确定，并且连续阀和液压单元按照所述运行方式由电子的控制器控制。

本发明基于的思考是，在液压缸的大的额定速度下，泄漏不会有显著的影响。因此液压缸在大的额定速度下纯粹经压排控制地移动。连续阀是完全敞开的并且来自液压缸的或到液压缸的体积流量基本上由液压单元的转速和排量确定。可以、但不一定必须要补偿泄漏，因为其影响很小。在连续阀上实际上不存在任何压差。在液压缸的小的额定速度下，在压排控制中，泄漏具有未知的显著的影响。因为无法准确预知泄漏，所以无法完全正确地对其进行补偿。因此对小的额定速度而言，按照本发明规定了在连续阀上的节流控制。这种节流控制可以与在连续阀上的简单的、纯按比例的压差调节配合作用。

按本发明的液压系统可以有利地进一步设计。

若液压缸是双重作用的缸，即在特定的运行状况下，负载也由第二缸室承受，那么有利地在布置在第一流体路径中的第一连续阀外存在第二连续阀，该第二连续阀嵌入到第二流体路径中。液压缸然后能在压排控制的运行方式中和节流控制的运行方式中运行，在压排控制中，在第二连续阀完全打开时，在用负载压力加载的第二缸室和液压单元之间流动的压力流体量通过液压单元的控制确定，并且在节流控制中，在对第二连续阀的通流横截面节流时，在第二缸室和液压单元之间流动的压力流体量由通流横截面的大小和由在第二连续阀的通流横截面上的压力降确定。液压缸因此朝着一个运动方向并且朝着相反的运动方向在正值负载下和负值负载下可以既经压排控制地也经节流控制地移动，正值负载对抗运动并且特征在于，压力流体被输送到用负载压力加载的缸室中，负值负载与运动一起作用并且特征在于，压力流体被从用负载压力加载的缸室排挤出。

为了使在压排控制和节流控制之间的变换对移动式作业机械、例如挖掘机的操作者而言不是可以觉察到的或者仅轻微地可以觉察到，有利地以如下方式在纯压排控制和节流控制之间连续地交替，使得连续阀的通流横截面被改变并且与之并行地通过液压单元的输送量的改变建立起或减小在连续阀上的压差。从工作活塞的高额定速度和液压缸的压排控制的运行方式起，在额定速度变小时，连续阀的节流的通流横截面一再减小并且液压单元的输送量被这样改变，使得在连续阀上的压力降不断变大并且到液压缸的或者来自液压缸的体积流量遵守额定预定值。

液压缸可以是同步缸，其两个缸室具有相同的横截面。但液压缸主要尤其也使用在移动的作业机械处，是差动缸并且仅在活塞的其中一侧具有活塞杆。远离活塞杆一侧的第一缸室的横截面是圆盘形的并且大于活塞杆侧的第二缸室的环形的横截面。除了可以用第一工作接头经由第一流体路径与第一缸室连接并且可以用第二工作接头经由第二流体路径与第二缸室连接的第一液压单元外，存在第二液压单元，该第二液压单元用工作接头与第一液压单元的第一工作接头流体连接并且用另一个工作接头与压力流体的贮存容器流体地连接，并且该第二液压单元用于补偿液压缸内在活塞杆移入和移出时改变的自由的体积。

可以这样来调整液压单元的输送量，使得在考虑到泵泄漏的情况下达到液压缸的额定速度。

为了在液压缸的压排控制期间尽可能准确地获得额定速度，可以这样来预控液压单元的输送量，使得在考虑到泄漏、特别是液压单元处的泄漏的情况下达到液压缸的额定速度。泄漏可以粗略地测量并且根据转速、压力情况和排量、必要时也根据压力流体的温度存放在多维的综合特性场中。若液压单元是轴向活塞单元，那么在斜盘结构方式的轴向活塞单元中取代排量地出现了斜盘的枢转角，并且在斜轴结构方式的轴向活塞单元中，取代排量地出现了缸筒的枢转角。了解了这些泄漏后，现在可以推导出排量预控，其作为输入获得了液压缸的额定速度和液压单元的转速。在预控时考虑到，液压缸是伴随正值负载还是伴随负值负载运动。在正值负载时，流向液压缸的压力流体量相比从排量和转速的乘积得出的值减小，减小程度为泵泄漏，而在负值负载时，离开液压缸流动的压力介质量相比排量和转速的积扩大，扩大程度为泵泄漏。

每个存在的液压单元即使其排量是可以调整的优选能被有能设定的可变的转速的驱动马达、特别是经转速调节的电动马达驱动。第一液压单元可以由第一电动马达驱动并且第二液压单元可以由第二电动马达驱动。两个液压单元备选也可以接到唯一一个轴上。在用经转速调节的电动马达驱动时，将转速设定得尽可能低并且根据液压缸的期望的速度来选择转速看起来是有利的。液压单元在良好的效率下用大的排量运行。出于动力的原因并且为了润滑液压单元，不应低于最小转速。

每个存在的液压单元优选就其排量而言是能调整的，其中，至少其中一个液压单元的排量用于压力调节连同实现对输送量的预控。在正值负载的情况下尤其可以仅用一个液压单元进行调节。

有利的是，在运行中，用低压源的至少大致恒定不变的低压加载与用负载压力加载的缸室面对面的另一个缸室。当所述另一个缸室独立于所配设的连续阀地与低压源流体地连接时，在此看起来是有利的。这以简单的方式用反向工作的换向阀布置完成，与负载侧的缸室对置的缸室通过该换向阀布置在避开连续阀的情况下可以直接与低压源流体地连接。

若存在行程传感装置，那么可以对调节干预求积分并且由此推导出液压单元的真实的泄漏与预期的泄漏的偏差。积分的结果是通过预控没有得到正确补偿的泄漏体积流量的尺度。积分参量的变化曲线用于使预控与实际泄漏相适应并且用于诊断液压单元。

在附图中示出了按本发明的静液压的线性驱动器的实施例和用于阐明工作方式的不同的图表。现在借助这些附图更为详细地阐释本发明。

附图说明

图1示出了实施例的电液压的线路图，该实施例具有差动缸作为液压缸；

图2示出了一张图表，带有在低额定速度下和未完全补偿泄漏时挖掘机的悬臂的液压缸的纯压排控制的运动的模拟结果；

图3示出了针对所述实施例的控制算法；并且

图4示出了一张图表，带有在和按图2的图表中相同的额定速度下的模拟结果，并且示出了本发明的应用。

具体实施方式

按图1的静液压的线性驱动器包括构造成差动缸的液压缸10，液压缸带有缸壳体11，该缸壳体的内室将活塞12（活塞杆13在一侧从该活塞突出）分成了远离活塞杆侧的第一缸室14和活塞杆侧的第二缸室15。第一缸室14的横截面是圆形的并且大于第二缸室15的环形的横截面。

存在第一液压单元20，该第一液压单元构造成轴向活塞机，该轴向活塞机就其排量而言能单侧在最小值和最大值之间调整并且沿压力流体穿过该轴向活塞机的两个通流方向既可以作为液压泵工作也可以作为液压马达工作。轴向活塞机20具有第一工作接头21和第二工作接头23，第一工作接头可以通过第一流体路径22与液压缸10的第一缸室14流体地连接，并且第二工作接头通过第二流体路径24与液压缸10的第二缸室15流体地连接。

连续阀28嵌接到第一流体路径22中，连续阀在完全敞开的位置和最大节流的位置之间能连续地调整，在完全敞开的位置中，连续阀对压力流体在轴向活塞机20和第一缸室14之间的流动而言不代表液压的阻力。连续阀29嵌接到第二流体路径24中，连续阀在完全敞开的位置和最大节流的位置之间能连续地调整，在完全敞开的位置中，连续阀对压力流体在轴向活塞机20和第二缸室15之间的流动而言不代表液压的阻力。可以使用经修改的止降阀作为连续阀，如例如由DE 32 39 930 C2或者由DE 195 11 524 A1公知的那样。在公知的止降阀中，在到能控制的节流横截面的旁路中布置有朝着液压消耗器打开的止回阀，因而压力流体可以未经节流地流到液压消耗器。现在，所述修改在于，不存在旁路，因而除了压力流体从液压消耗器流出外，压力流体流入到液压消耗器也可以仅通过能控制的节流横截面完成。

在缸室14中的压力由压力传感器25检测。在缸室15中的压力由压力传感器26检测。并且在轴向活塞机20的工作接头21或22（在该处分别出现了更高的压力）处的压力通过换向阀由压力传感器27检测。

存在构造成定量泵和能被电动马达30驱动的供给泵31，供给泵通过止回阀32输送到供给管线33中，低压存储器34连接到该供给管线上。在低压存储器中的压力被保持在约20 bar的压力上。在没有更为详细地示出这一点时，低压存储器34可以通过存储器增压阀由供给泵增压。备选可能的是，通过压力传感器来检测低压存储器中的压力并且在存储器压力降到预定的最小值时接通电动马达，以及在存储器压力达到预定的最大值时关断电动马达。供给管线33通过止回阀35与第一工作接头21连接并且通过止回阀36与轴向活塞机20的第二工作接头23连接。当在轴向活塞机20的第一工作接头21处的压力低于在低压存储器34中的低压时，压力流体通过止回阀35从供给管线33出来再流入到第一流体路径22中。当在第二流体路径中的压力低于低压时，压力流体同样从供给管线33出来经由止回阀36再流入到第二流体路径24中。在工作接头21和23处的压力因此始终至少差不多和低压一样大。

反向换向阀40具有：接头41，反向换向阀用该接头在连续阀28和缸室14之间连接到第一流体路径22上并且因此连接到缸室14中的压力水平上；接头42，反向换向阀用该接头在连续阀29和缸室15之间连接到第二流体路径24上并且因此连接到缸室15中的压力水平上；和第三接头43，反向换向阀用该第三接头连接到供给管线33上。反向换向阀是经压力控制的并且当在第一缸室14中的压力比在第二缸室15中更大时占据一个位置，在该位置中，第三接头43朝着第二接头42敞开。若在第二缸室15中的压力大于在第一缸室14中的压力，那么反向换向阀40占据这样一个位置，在该位置中，第二接头43朝着第一接头41敞开。因此在与用负载压力加载的缸室对置的缸室中与相应的连续阀28或29的通流横截面无关地分别出现了低压。换向阀40因此将在与用负载压力加载的缸室对置的缸室中的压力限制到低压。通过止回阀35和36可以使压力流体仅流入缸室14、15，但不会从缸室流出。因此在没有换向阀40的情况下一方面可能在低压侧上出现不期望的压力建立。反向换向阀40在第三接头43朝着第一接头41敞开的位置和第三接头43朝着第二接头42敞开的位置之间具有这样一个位置，在该位置中，全部三个接头均被相互截止。

静液压的线性驱动器包括第二液压单元45，该第二液压单元如液压单元20那样被构造成轴向活塞机，轴向活塞机就其排量而言能单侧在最小值和最大值之间调整并且沿压力流体穿过该轴向活塞机的两个通流方向既可以作为液压泵工作也可以作为液压马达工作。轴向活塞机45具有：第一工作接头46，该第一工作接头与第一流体路径22的处在轴向活塞机20的第一工作接头21和连续阀28之间的区段流体地连接；和第二工作接头47，该第二工作接头通过节流止回阀48与高压存储器49流体地连接。节流止回阀包括：止回阀50，该止回阀从轴向活塞机45朝着高压存储器49打开；和能调整的节流阀51，该能调整的节流阀的通流横截面能不断地在阀关闭时的零和最大值之间变化。供给管线33通过朝着轴向活塞机45和节流止回阀48打开的止回阀52连接到在轴向活塞机45和节流止回阀48之间的流体路径上。这意味着，在高压存储器49中始终至少出现低压，用该低压也能加载低压存储器34。但高压存储器49可以通过压力流体经由轴向活塞机45的流入增压到较高的压力，例如增压至300 bar的最大压力。取代节流止回阀48的是，必要时也可以使用2/2路开关阀。实际上还可以将用作安全阀的限压阀连接到液压存储器49上，该限压阀在图中未示出。在液压存储器49中出现的压力有利地通过未详细示出的压力传感器检测，因而可以调节和监控压力。

按照所示的实施例，高压存储器49仅通过轴向活塞机45设定到一个压力水平。高压存储器备选也可以由单独的液压机填充和清空。

轴向活塞机20通过传动机构54机械地利用能转速调节的和能在其转动方向上反转的电动马达55与变频器56联接，变频器也可以作为发电机工作。轴向活塞机45通过传动机构57机械地利用转速调节的并且同样能在其转动方向上反转的电动马达58与变频器59联接，该变频器同样可以作为发电机工作。两个轴向活塞机20和45备选也可以共同地被一个电动马达驱动。同样也可以备选地取消传动机构54和57并且马达直接与泵连接。

为了控制电动马达55和57的转速和转动方向、设定连续阀28和29的通流横截面并且设定轴向活塞机20和45的排量，存在电子的控制器60，该电子的控制器通过电线与变频器56和59以及与在用于调整轴向活塞机20和45的排量的装置处的促动器以及与用于调整连续阀28和29的通流横截面的促动器连接。对连续阀和轴向活塞机的调整可以例如在使用比例电磁体的情况下电液压地进行。将压力传感器25、26和27的电气的输出信号输送给控制器60。由于压力传感器的这些输出信号，在控制器中存在有关在高压侧的泵压和在承受负载的缸室中的压力之间的差和因此有关在布置在轴向柱塞泵20的高压侧的工作接头和用负载压力加载的缸室之间的连续阀28或29上的压差的信息。

若液压缸10的活塞杆13应当在正值负载下以高速从图1所示的位置移出，即伴随缸室14处在负载压力一起，那么两个连续阀就被完全打开并且两个轴向活塞机20和45在朝着一个方向转动时在考虑到相应的转速的情况下被设到这样的枢转角，使得流向缸室14的压力流体量导致了活塞杆13的期望的速度。轴向活塞机20在此作为泵工作。它对流向缸室14的压力流体量的贡献在此和缸室15在期望的速度下变小了的体积一样大。轴向活塞机45对于流向缸室14的压力流体量的贡献与活塞杆从缸壳体11移出来的体积相同。当负载压力高于在高压存储器49中的压力时，轴向活塞机45在此作为泵工作，当负载压力低于在高压存储器中的压力时，则作为马达工作，所述马达驱动作为发电机运行的电动马达57。在活塞杆13伴随负值负载移出，此时在缸室15中的压力要比在缸室14中的压力更高时，两个轴向活塞机20和45作为马达工作。

若液压缸的活塞杆13应当在正值负载下以高速从图1所示的位置出来移入，即伴随缸室15处在负载压力一起，那么两个连续阀又被完全打开并且两个轴向活塞机20和45在相对活塞杆移出时的转动方向相反的转动方向下在考虑到相应的转速时被设到这样的枢转角，使得流向缸室15的压力流体量导致了活塞杆13的期望的速度。轴向活塞机20在此作为泵工作并且提供完全流向缸室15的并且从缸室14取出的压力流体量。在活塞杆13向内运动期间，缸室14的体积缩小的程度（缩小程度为移入的活塞杆的体积）超过了缸室15的体积增加的程度。压力流体的差异量由作为泵运行的轴向活塞机45从缸室14取出并且输送到高压存储器49中。在活塞杆13在负值负载下移入，此时在缸室14中的压力要高于在缸室15中的压力时，轴向活塞机20作为马达工作。当负载压力要高于高压存储器49中的压力时，轴向活塞机45在此作为马达工作，马达驱动作为发电机运行的电动马达57，并且当负载压力低于高压存储器49中的压力时，轴向活塞机就作为泵工作。

对静液压的线性驱动器的工作方式的上述说明没有进一步考虑到轴向活塞机20的内部的和外部的泄漏。这也是有根据的，因为在活塞杆的高速下，泄漏相比穿流过轴向活塞机的压力介质量极小。泵的外部的泄漏在必要时被通过止回阀35和36的再抽吸弥补。但轴向活塞机20和45的外部的和内部的泄漏在液压缸10低速时产生了影响并且因此影响了流过轴向活塞机的小的压力流体量，因为泄漏体积流量进入了到液压缸和来自液压缸的额定体积流量的数量级。原则上可以通过在操纵液压缸时轴向活塞机的输送量相比没有泄漏的理想情况的改变考虑到泄漏。

若活塞杆13例如在正值负载下移出，那么需要将从工作接头21到工作接头23的内部的泄漏、在工作接头21处的外部的泄漏和轴向活塞机45的外部的泄漏加到在没有泄露的情况下所需的和由轴向活塞机20的转速和排量设定产生的输送量上。在轴向活塞机45中，将在工作接头47处的外部的泄漏从在没有泄露的情况下产生的输送量减去并且与从工作接头46到工作接头47的内部的泄漏相加，其中，以此为出发点，即，在液压存储器49中的压力小于缸室14中的负载压力。在活塞杆13在负值负载下移出时，将从工作接头23到工作接头21的内部的泄漏和在工作接头23处的外部的泄漏和轴向活塞机45的外部的泄漏加到在没有泄漏的情况下所需的和通过轴向活塞机20的转速和排量设定产生的输送量上。在轴向活塞机45中，将在工作接头47处的外部的泄漏从在没有泄漏的情况下产生的输送量减去并且与从工作接头47到工作接头46的内部的泄漏相加，其中，现在在液压存储器49中的压力无论如何均等于、但正常情况下大于在缸室14中的压力。

不过仅当泄漏是已知时，它们才会被考虑到。但当由于老化效应或制造公差而使泄漏偏离预期值时，产生了已达到的缸速与额定值的偏差。

图2示出了针对按图1的静液压的线性驱动器的模拟结果，其中，液压缸1是挖掘机的悬臂缸并且在低速下纯粹是受压排控制的。轴向活塞机的泄漏在此被假设为是正常预期的泄漏的两倍那么大。在预控中仅补偿预期的值。

在最上方的图中，上方的曲线65代表期望的缸速，其对称地围绕速度零振荡。下方的曲线66代表液压缸的实际的速度。人们可以看到，实际的缸速相比额定速度具有偏移。由从上方数的第二个图可知，这个偏移导致了四十秒内出现缸位置的6至7 cm的明显偏差。在缸负载例如为四十吨时，悬臂不是按照曲线67期望地缓慢地上下运动，而是按照曲线68振荡地向下运动。从上方数第三个图表明了在连续阀28两侧的压力。人们仅看到一条曲线69，因为阀按照图2的带有曲线70的最下方的图被完全打开并且没有在该阀上没有发生压力降。负载压力在172 bar左右并且由于不同的摩擦力而取决于液压缸的运动方向。

按照本发明，现在在低速时，液压缸10不是压排控制的，而是节流控制的，其中，在两种运行方式即压排控制和节流控制之间的过渡不断地进行、即连续地交替。这由图3中作为方块图示出的并且在控制器60中运行的控制算法可知，其中，在那里观察到了在正值负载下，即在用负载压力加载缸室14时活塞杆移出的情况。针对活塞杆在负值负载下，即在用负载压力加载相同的缸室14时移入的情况，按图3的方块图略作调整。

将活塞杆13应当移出的速度的额定值v-soll告知控制器60。在控制器中存有三张图表72、73和74，其中，在图表72中，绘出了与液压缸或活塞杆的速度相关的在连续阀28上的压力降。人们看到，在极小的速度值时，应当存在一个有固定值的例如在10 和20 bar之间的压差。从额定速度的特定的值起，在连续阀28上的有待设定的压差线性地下降并且随着额定速度的上升最终变为零并且保持为零。在伴随在连续阀上的有固定值的压差的速度下，液压缸纯粹是节流控制的，在在连续阀28上的压差为零时则纯粹是压排控制的。在随之线性变化的压差的范围内，进行在运行方式压排控制和节流控制之间的连续的过渡，既从一种运行方式交替到另一种运行方式。在连续阀28上的实际压差借助由压力传感器25和27检测到的压力求出。

图表73示出了在液压缸10的不同的速度范围内连续阀28的通流横截面。在极低的速度范围中，通流横截面从零起以小的斜率线性增加。在交替的范围内（此时在连续阀28上的压差从一个恒定的值下降到零），通流横截面随着速度的增加而以较大的斜率线性地增加至最大的通流横截面。

图表74示出了在液压缸10的不同的速度范围内阀29和51的通流横截面。通流横截面在极低的速度范围内从零起随着速度的增加而以大的斜率变得更大并且在交替的范围的开端就已经是最大的。在额定速度为零时，首先应当关闭阀。朝着完全敞开的过渡不应是硬性的，以便避免压力波动。原则上而言，不需要用阀28和51节流。这些阀从速度为零时可以完全敞开。一般而言，轻度节流的阀有助于避免压力波动。

由按图表72的特性线可知在期望的速度下在连续阀28上的期望的压差。将这个压差与实际的压差相比较。所述差通过低通滤波器75并且在考虑到转速的情况下被纳入到轴向活塞机20的枢转角的修正值中。这个修正值与通过预控（预控时，既然考虑到了液压缸的额定速度也考虑到了对估计的泄漏的补偿）求出的枢转角的相加产生了期望的枢转角，按照该枢转角来驱控轴向活塞机20。低通滤波器75的信号在考虑到转速的情况下也纳入到轴向活塞机45的枢转角的修正值中。这个修正值与通过预控求出的枢转角的相加产生了期望的枢转角，按照该枢转角来驱控轴向活塞机45。

低通滤波器的信号此外还被输送给积分元件76。经积分的信号是通过预控没有正确得到补偿的泄漏体积流量的尺度。积分参量的变化曲线可以用于在考虑到泄漏时进行适应和/或用于诊断液压单元。

连续阀28的针对液压缸10的期望的速度能由图表73可知的通流横截面作为电气的信号经由低通滤波器77到达连续阀28的促动器。连续阀29和51的针对期望的速度能由图表74可知的通流横截面同样经由低通滤波器78作为电气的信号到达连续阀29和51的促动器。

图4现在示出了液压缸10的这种额定速度的模拟结果，针对这种额定速度也用图2的结果执行模拟。不过现在在此按照本发明来控制连续阀28和29以及轴向活塞机20和45。

在图4的最上方的图中，曲线80代表了期望的缸速，该缸速又对称地围绕速度零振荡。

曲线81代表了液压缸的实际的速度。人们看到，实际的速度不再相对额定变化曲线具有偏移，但增加了振荡。这是由于压力调节中的振荡，所述振荡在连续阀28处设定了20bar的压差。如由从上方数的第二个图（在该第二个图中，上方的曲线82表明了悬臂的期望的缓慢的上下运动）中可知的那样，曲线83所表示的悬臂缸的运动由于缺少速度上的偏移而明显更好地遵守了额定值。在初始化时的最初的偏移保持恒定不变。从上方数的第三个图示出了连续阀28两侧的压力。按照笔直的曲线84，在连续阀的缸侧的接头处的压力对应恒定不变的负载压力是恒定不变的。由曲线85表明的在连续阀28的泵侧的接头处的压力，在液压缸10伴随活塞杆移出的运动下和正值负载下比负载压力大了在连续阀上的压力降，并且伴随活塞杆移入和负值负载下比负载压力小了在连续阀上的压力降。在最下方的图中，曲线85示出了连续阀28的随液压缸10的速度变化的通流横截面。阀在零速时是闭合的，分别仅稍微打开并且强烈地节流。

附图标记列表

10 液压缸

11 缸壳体

12 10的活塞

13 12处的活塞杆

14 远离活塞杆侧的缸室

15 活塞杆侧的缸室

20 第一轴向活塞机

21 20的第一工作接头

22 第一流体路径

23 20的第二工作接头

24 第二流体路径

25 压力传感器

26 压力传感器

27 压力传感器

28 连续阀

29 连续阀

30 电动马达

31 供给泵

32 止回阀

33 供给管线

34 低压存储器

35 止回阀

36 止回阀

40 反向换向阀

41 40的接头

42 40的接头

43 40的接头

45 第二轴向活塞机

46 45的第一工作接头

47 45的第二工作接头

48 节流止回阀

49 高压存储器

50 止回阀

51 节流阀

52 止回阀

54 传动机构

55 电动马达

56 变频器

57 传动机构

58 电动马达

59 变频器

60 控制器

65 曲线

66 曲线

67 曲线

68 曲线

69 曲线

70 曲线

72 图表

73 图表

74 图表

75 低通滤波器

76 积分元件

77 低通滤波器

78 低通滤波器

80 曲线

81 曲线

82 曲线

83 曲线

84 曲线

85 曲线

86 曲线

Claims (17)

1.静液压的线性驱动器，带有：液压缸（10），液压缸带有工作活塞（12），在工作活塞的一侧上有第一缸室（14）并且在工作活塞的另一侧上有第二缸室（15）；能旋转驱动的液压单元（20），所述液压单元能用第一工作接头（21）经由第一流体路径（22）与第一缸室（14）连接并且能用第二工作接头（23）经由第二流体路径（24）与第二缸室（15）连接，并且通过液压缸能将不一样大的体积流量的压力流体从其中一个缸室（14；15）直接输送给另一个缸室（15；14）；和电子的控制器（60），

其特征在于，

连续阀（28）嵌入到第一流体路径（22）中并且液压缸（10）能在压排控制的运行方式中和节流控制的运行方式中运行，在压排控制中，在连续阀（28）完全打开时，在用负载压力加载的第一缸室（14）和液压单元（20）之间流动的压力流体量通过所述液压单元（20）的控制确定，在节流控制中，在对连续阀（28）的通流横截面节流时，在第一缸室（14）和液压单元（20）之间流动的压力流体量由通流横截面的大小和由在连续阀（28）的通流横截面上的压力降确定，并且连续阀（28）和液压单元（20）按照运行方式由电子的控制器（60）控制。

2.按照权利要求1所述的静液压的线性驱动器，其中，第一连续阀（28）嵌接到所述第一流体路径（22）中并且第二连续阀（29）嵌接到所述第二流体路径（24）中，并且其中，所述液压缸（10）能在压排控制的运行方式和节流控制的运行方式中运行，在压排运行中，在第二连续阀（29）完全打开时，在用负载压力加载的第二缸室（15）和所述液压单元（20）之间流动的压力流体量通过所述液压单元（20）的控制确定，并且在节流控制中，在对第二连续阀（29）的通流横截面节流时，在所述第二缸室（15）和所述液压单元（20）之间流动的压力流体量由通流横截面的大小和由在第二连续阀（29）的通流横截面上的压力降确定。

3.按照权利要求1或2所述的静液压的线性驱动器，其中，以如下方式在纯粹的压排控制和节流控制之间连续地交替，即，改变所述连续阀（28、29）的通流横截面并且与此并行地通过改变所述液压单元（20）的输送量来建立或减小所述连续阀（28、29）上的压差。

4.按照权利要求3所述的静液压的线性驱动器，其中，在所述工作活塞（12）的高额定速度下，所述液压缸（10）在压排控制的运行方式中运行，并且在额定速度变小时，所述连续阀（28、29）的节流的通流横截面越来越小，并且这样来改变所述液压单元（20）的输送量，使得到所述液压缸（10）的体积流量或来自所述液压缸（10）的体积流量遵守额定预定值。

5.按照权利要求3或4所述的静液压的线性驱动器，其中，在节流控制的运行方式中，配属于与用负载压力加载的缸室（15；14）对置的缸室（14；15）的连续阀（29；28）被设到比最大通流横截面更小的通流横截面，其中，在伴随纯粹节流控制的速度范围内的通流横截面随着速度的增加从速度为零时的零增加到最大通流横截面。

6.按照前一项权利要求所述的静液压的线性驱动器，其中，所述液压缸（10）是差动缸，在差动缸中，所述第一缸室（14）的横截面大于所述第二缸室（15）的横截面，并且其中，存在第二液压单元（45），所述第二液压单元用工作接头（46）与所述第一液压单元（20）的第一工作接头流体地连接并且用另一个工作接头（47）与压力流体的贮存容器（49）流体地连接。

7.按照前一项权利要求所述的静液压的线性驱动器，其中，这样来调整液压单元（20）的输送量，使得在考虑到泵泄漏的情况下达到所述液压缸的额定速度。

8.按照前一项权利要求所述的静液压的线性驱动器，其中，这样来预控液压单元（20、45）的输送量，使得在考虑到预期的泄漏的情况下达到所述液压缸（10）的额定速度。

9.按照权利要求8所述的静液压的线性驱动器，其中，所述泄漏至少根据转速、压力和输送量存放在综合特性场中，并且其中，为了预控输送量，所述液压缸的额定速度和转速是输入参量。

10.按照前一项权利要求所述的静液压的线性驱动器，其中，每个存在的液压单元（20、45）均能以能设定的可变的转速被驱动马达（55、58）驱动。

11.按照权利要求10所述的静液压的线性驱动器，其中，每个存在的液压单元（20、45）均能被经转速调节的电动马达（55、58）驱动。

12.按照前一项权利要求所述的静液压的线性驱动器，其中，每个存在的液压单元（20、45）能就其排量进行调整，并且其中，至少其中一个液压单元（20、45）的排量用于压力调节连同实现对输送量的预控。

13.按照前一项权利要求所述的静液压的线性驱动器，其中，在运行中，负载侧的缸室（14；15）用负载压力加载并且另一个缸室（15；14）用低压源（34）的至少大致恒定的低压加载。

14.按照权利要求13所述的静液压的线性驱动器，其中，存在反向工作的换向阀布置（40），与负载侧的缸室（14；15）对置的缸室（15；14）通过换向阀布置能够在绕开所述连续阀（28、29）的情况下直接与所述低压源（34）流体连接。

15.按照前一项权利要求所述的静液压的线性驱动器，其中，对调节干预求积分并且由此推断出所述液压单元（20、45）的真实的泄漏与预期的泄漏的偏差。

16.按照前一项权利要求所述的静液压的线性驱动器，其中，在所述液压缸（10）的速度在零和第一极限值之间时，配属于用负载压力加载的缸室（14；15）的连续阀（28；29）的通流横截面以小的梯度在零和极限值之间改变，并且在所述连续阀（28、29）上的压力降是恒定不变的，并且其中，在第一极限值和第二极限值之间的速度下，所述连续阀（28；29）的通流横截面以较大的梯度在极限值和最大通流横截面之间改变并且在所述连续阀（28；29）上的压力降减小为零。

17.按照权利要求16所述的静液压的线性驱动器，其中，在所述液压缸（10）的速度在零和所述第一极限值之间时，其它连续阀（29；28）的通流横截面从零扩大到最大通流横截面。

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