DE3854694T2 - Elektrohydraulisches steuerungsverfahren. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrohydraulischen Steuern eines oder mehrerer, gleichzeitig gesteuerter Arbeitselemente, die je über eine Ventileinrichtung von einer gemeinsamen Druckfluidquelle mit Druckfluid gespeist werden, wobei die Ventileinrichtung parallel mit einer gemeinsamen Druckleitung von der Druckfluidquelle und mit einer gemeinsamen Rückführleitung eines Behälters verbunden ist, wobei äußere Eingabe-Steuersignale von einer äußeren Betriebseinrichtung zu einem elektronischen Steuersystem für einen gewünschten Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungswert der Arbeitselemente zugeführt wird und wobei das elektronische Steuersystem mit einer Information hinsichtlich der augenblicklichen Position eines jeden der Arbeitselemente von einer Positions-Fühleinrichtung gespeist wird, die die Position der Arbeitselemente erfaßt, und wobei die Steuerung der Arbeitselemente durch ein Ausgangssignal durchgeführt wird, das vom elektronischen Steuersystem an die Druckfluidquelle und an jede der Ventileinrichtungen gegeben wird.
• Es werden immer öfter moderne Steuersysteme mit Ventilen konstruiert, die mehrere Arbeitselemente von einer gemeinsamen Druckquelle steuern, um eine sogenannte Belastungsmeß-Funktion zu erzielen. Bei der Belastungsmessung werden die aktivierten Arbeitselemente abgetastet und erhalten von der Druckfluidquelle über eine Druckleitung zu demjenigen Arbeitselement, das den höchsten Druck benötigt, einen Volumenstrom. Bei einer vollständig hydraulischen Lösung wird dies durch Verwendung mehrerer, unterschiedlicher Rückschlagventile erzielt. Das höchste, gemessene Drucksignal wird zur Druckfluidquelle zurückgeleitet und steuert diese so, daß sie den zurückgeleiteten Druckwert abgibt, der um denjenigen Wert erhöht worden ist, der für das Ventil benötigt wird, um in Lage zu sein, den Volumenstrom mit einem Druckabfall von üblicherweise 25 bar zu steuern. Auf diese Weise ist dasjenige Arbeitselement, das den höchsten Druck benötigt, ähnlich den anderen Arbeitselementen, einem unnötigen Energieverlust unterworfen. Bei elektrohydraulischen Steuersystemen kann der höchste Druck mit einem elektrischen Drucksensor ausgewählt und gemessen werden. Jedes Arbeitselement muß für jede Kraftrichtung wenigstens einen Sensor aufweisen, also für doppelt wirkende Zylinder und Motoren zwei Sensoren und ferner wenigstens einen Drucksensor, der in der Zuführleitung zwischen der Druckfluidquelle und den Ventilen des Arbeitselelmentes angeordnet ist. Da elektrische Drucksensoren als teurer und weniger zuverlässig gelten als vollständig hydraulische Vorrichtungen die auf Rückschlagventilen aufgebaut sind, war die vollständig hydraulische Alternative bislang vorherrschend.
• Belastungsmessende und elektrohydraulische Systeme werden im wesentlichen in denjenigen Fällen verwendet, in denen die Anforderungen ver gleichsweise hoch sind, da die Kosten für diese Steuersysteme höher sind als die für die einfacheren, üblichen Steuersysteme.
• Die belastungsmessenden Systeme haben sich weder so schnell entwickelt noch haben sie einen solch großen Marktanteil erobert, wie viele dies erwartet haben. Eine Erklärung dafür besteht wahrscheinlich darin, daß die Vorteile nicht im Zusammenhang mit den wachsenden Kosten betrachtet worden sind.
• Elektrohydraulische Steuersysteme haben sich schnell entwickelt und erobern fortlaufend größere Marktanteile. Hohe Anforderungen an die Automation, eine verstärkte Überwachung und Sicherheit beeinflussen die Entwicklung in Richtung auf elektrohydraulische Systeme, die Positions- Sensoren haben sowie die Fähigkeit zu einer Positions-Steuerung. Mikroprozessoren und verbesserte Druck- und Positions-Sensoren ermöglichen fortschrittliche Steuertechniken sowohl in bezug auf die Funktion als auch in Bezug auf die Kosten. Eine relativ schnelle und intensive Entwicklung der Elektrohydraulik hat sich jedoch im wesentlichen auf Verbesserungen der üblichen, hydraulischen Bauteile sowie der Steuerprinzipien mit elektrohydraulischen Lösungen gerichtet und nicht so sehr auf die Schaffung neuer Steuerprinzipien und Bauteile, die für vollständig neue Bedingungen insofern ausgelegt sind, als der Zugang zu Mikroprozessoren und Sensoren eröffnet wird.
• Die US-A-4 625 622 offenbart den allgemeinen Stand der Technik, wie is er im Gattungsbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 offenbart ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirkungsvolle Belastungsmeß-Funktion mit einem minimalen Druckanstieg zu erzielen und zwar durch kombinierende Verwendung eines Mikroprozessors für eine hochgenaue Positions-Steuerung und einer Signalverarbeitung einer wirtschaftlichen Auslegung des gesamten Systems, das nur eine geringe Anzahl von einfachen Sensoren und stark vereinfachten, hydraulischen Bauteilen benötigt.
• Der Zweck der Erfindung besteht nicht darin, alte Steuerprinzipien oder Bauteile zu verbessern, sondern anstelle dessen ein neues Konzept für eine elektrohydraulische Steuerung anzugeben, bei der die Möglichkeit besteht, jeden Zustand der Stellung, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung zu steuern. Da die Erfindung ferner ein System angibt, das eine flexible Konstruktion aufweist, kann ein solches System, mit Hilfe von elektrischen Drucksensoren bei existierenden Fällen auch den Druck steuern.
• Da für ein wirksames, flexibles und zuverlässiges Steuersystem Positions Sensoren benötigt werden, ist es nicht möglich, sie bei der Erfindung zu eliminieren. Andere Sensoren haben in dem Steuersystem nicht dieselbe, offensichtliche Funktion. Zum Messen der Wirkung, des Moments, der Kraft und dergleichen muß man natürlich bestimmte Drucksensoren verwenden; diese Sensoren haben jedoch eine begrenzte Funktion. Die vorliegende Erfindung gibt auf diese Weise ein Verfahren an, bei dem im wesentlichen nur Postitions-Sensoren an den Arbeitselementen benötigt werden, um in der Lage zu sein, die Druckfluidquelle und die Arbeitselemente gleichzeitig anzutreiben, ohne daß ein wesentlicher Druckanstieg über den Druckwert hinaus notwendig wäre, den das Arbeitselement mit dem höchsten Druck erfordert.
• Dieses einfache und kostensparende Steuersystem gemäß der Erfindung erfordert eine Kombination von drei Faktoren, um wirksam zu werden. Als erstes muß die Position der Arbeitselemente gemessen werden und die gemessenen Werte werden in das elektronische System eingegeben, das seinerseits dann die Geschwindigkeit und die Beschleunigung der Arbeitselemente errechnen kann. Zweitens lassen die Ventile, die jedes Arbeitselement steuern, die Übertragung eines Ausgangssignals von dem elektronischen Steuersystem nicht zu, das höher ist, als das, das im Hinblick auf die Kapazitätsbegrenzung der Druckfluidquelle die Menge des Volumenstromes ermöglicht, die in jedem Augenblick über die gemeinsame Zuführleitung dem Arbeitselement zugeleitet werden kann. Drittens soll die Druckfluidquelle, um einen Druckanstieg zu vermeiden, in jedem Augenblick so gesteuert werden, daß sie an die Zuführleitung eine Strömungsmenge abgibt, die um eine geringe Menge kleiner ist als die, welche die Ventile der Arbeitselemente von der Zuführleitung den Arbeitselementen zuzuleiten trachten. Dasjenige Ventil, das das Arbeitselement steuert, das den höchsten Druck aufweist, kann in einem solchen Fall nicht den Volumenstrom aufnehmen, den es auszustoßen bemüht ist. Es wird sich dann zu einem vergleichsweise großen Ausmaß öffnen, was zu einem verminderten Druckabfall über dem Ventil und zu einem verminderten Systemdruck in der Zuführleitung führt.
• Da eine Positions-Steuerung Positions-Sensoren voraussetzt und da ein gut arbeitendes, elektrohydraulisches Steuersystem normalerweise so konstruiert ist, daß es lediglich versucht, solche Bewegungen zu steuern, die auch durchgeführt werden können, werden diese beiden Bedingungen normalerweise stets erreicht. Die Steuerung der Druckfluidquelle erfolgt mit Hilfe von Steuersignalen, wie "Anstieg" oder " Abschwächung". Die Information für diese Steuersignale kommt von dem Positions-Sensor der Arbeitselemente, d.h. von der Information über deren Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Das elektronische Steuersystem errechnet die Geschwindigkeit jedes Arbeitselementes und errechnet einen gewünschten Wert des Ausgangssignals, das auf jedes Arbeitselement anwendbar ist.
• Die Druckfluidquelle wird in bezug auf eine Zunahme oder eine Abnähme des von ihr ausgestoßenen Volumenstromes so gesteuert, daß der ausgestoßene Volumenstrom niedriger ist als derjenige Volumenstrom, der allen Arbeitselementen eine Strömungsmenge zukommen lassen würde, die jedes der Arbeitselemente durchzulassen bestrebt wäre. Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren angegeben, bei dem besondere Vorrichtungen zur Druckmessung fehlen und das demgegenüber dasjenige Arbeitselement, das den höchsten Druck erfordert, über einen vergleichsweise geringen Druckabfall über dem Ventil dieses Arbeitselementes dazu bringt, den Druck in der Zuführleitung direkt zu steuern. Die Steuerung desjenigen Arbeitselementes, das den höchsten Druck benötigt, wird auf diese Weise durch eine Steuerung der Druckfluidquelle gesteuert. Das Ventil des Arbeitselementes versucht jedoch stets, die Geschwindigkeit des Arbeitselementes in Richtung auf einen Wert zu beeinflussen, den das Ausgangs-Signal vom elektronischen Steuersystem anzeigt. Wenn das Arbeitselement seine Anforderung vom höchsten Druck zu einem etwas geringeren Druck verändert, dann übernimmt das Ventil des Arbeitselementes die Steuerung der Druckfluidquelle. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind auf diese Weise keine besonderen Vorrichtungen und dernzufolge keine hohen Kosten für eine fast perfekte Belastungsmeß- Funktion vorhanden, die dort erzielt wird. Diese Funktion wird durch ein elektronisches System und durch einen bloßen Vergleich der abgelesenen und gewünschten Werte für die Geschwindigkeiten der verschiedenen Arbeitselemente verwirklicht. Auf diese Weise sind die Kosten für den belastungsmessenden, gemeinsamen Antrieb der Arbeitselemente und der Druckfluidquelle sehr gering.
• Bei allen hydraulischen Steuersystemen sinkt die Geschwindigkeit der Arbeitselemente, die den höchsten Druck benötigen, dann ab, wenn man versucht, einen größeren Gesamt-Volumenstrom von der Zuführleitung durchlaufen zu lassen, als ihn die Druckfluidquelle in die Zuführleitung einleiten kann. Es ist vorteilhaft, daß die gewünschten Geschwindigkeiten durch das elektronische Steuersystem im Verhältnis zu ihren Werten vermindert werden, so daß das gesamte, verminderte Erfordernis stets nur versucht, einen Volumenstrom zu demjenigen Arbeitselement passieren zu lassen, das unterhalb oder an der Grenze der Kapazität der Druckfluidquelle liegt.
• Wenn hydraulische Steuersysteme unter Bedingungen benutzt werden, in denen ein Arbeitselement blockiert oder nicht in der Lage ist, den gewünschten Volumenstrom oder die gewünschte Geschwindigkeit zu liefern, dann ist es sinnvoll, das Ausgangs-Signal vom elektronischen Steuersystem zum Ventil dieses Arbeitselementes so zu begrenzen, daß es diesem Signal nicht möglich ist, größer zu sein als beispielsweise 120 % der Geschwindigkeit des Arbeitselementes, die ihrerseits über seinen Positions-Sensor errechnet worden ist oder; beispielsweise, eine minimale Geschwindigkeit. Wenn das Arbeitselement blockiert, dann reagiert das System durch Anheben des Systemdruckes auf ein Maximum. Durch das Vermindern und Anpassen des Ausgangssignales vorn elektronischen Steuersystem an die tatsächliche Arbeitselement-Geschwindigkeit werden unnötige Energie- und Kapazitätsverluste vermieden.
• Die Ventile, die den Volumenstrom zu und von den Arbeitselementen steuern, können auf verschiedene Weise konstruiert sein. Vorzugsweise sind die Ventile so konstruiert, daß die Einlaßseite dann geschlossen werden kann, wenn der Volumenstrom vom Arbeitselement durch die Rückführleitung in den Tank hindurchgeflossen ist. Darüber hinaus sollte die Steuerung des Volumenstroms zu und von dem Arbeitselement vorzugsweise so aufgebaut sein, daß der Volumenstrom zu einem Arbeitselement geringer ist als derjenige von dem Arbeitselement. Dadurch wird ein unnötiger Druckanstieg in den Ventilen der Arbeitselemente vermieden. Wenn demzufolge beispielsweise eine Last so angehoben wird, daß das Arbeitselement Energie absorbiert und als Motor arbeitet, dann wird die Geschwindigkeit auf der Druckseite des Ventils gesteuert, wobei der Druckabfall auf der Rückführseite zur Rückführleitung gering ist. Wenn, andererseits, beispielsweise eine Last abgesenkt wird, wie im Falle, wenn das Arbeitselement Energie liefert und als Pumpe wirkt, dann wird die Geschwindigkeit auf der Rückrührseite des Ventils gesteuert, wobei vorzugsweise ein größtmöglicher Teil des Volumenstroms zum Arbeitselement von der Rückführleitung über Rückschlagventile, sogenannte Anti-Kavitationsventile, eingeleitet werden kann.
• Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können der Druck und die Belastung selbstverständlich ebenfalls gesteuert werden. Dazu wird ein elektrischer Sensor am Arbeitselement an derjenigen Seite angebracht, an der der Druck gesteuert werden soll. Das Ventil des Arbeitselementes wird nun so gesteuert, daß sich die Druckseite öffnet und den Druck dann steuert, wenn er ansteigen soll und die Rückführseite steuert den Druck dann, wenn er abfallen soll.
• Da die Positions-Sensoren der Arbeitselemente den in die Arbeitselemente aufgenommenen Volumenstrom messen und da es durch die Ausgangs- Signale von dem elektronischen Steuersystem zu den Ventilen der Arbeitselemente möglich ist, mit Hilfe des elektronischen Steuersystem den Volumenstrom zu bestimmen, der von der Zuführleitung zu den Arbeitselementen fließt, kann der gesamte Volumenstrom, der von der Zuführleitung zu den Arbeitselementen strömt, mit ausreichender Genauigkeit leicht errechnet werden. Wenn eine Volumenstrom-Meßvorrichtung nach der Druckfluidquelle in die Zuführleitung eingebaut wird, dann kann eine schnelle Anzeige dann erzielt werden, wenn die Zuführleitung brechen sollte oder wenn eine größere Leckage eintreten sollte. Es ist demzufolge möglich, mit Hilfe des elektronischen Systems einen Pumpen-Auslaß- Schutz zu erreichen, der automatisch und sehr schnell die Druckfluidquelle verschließt.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird; es zeigen:
• Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung mit den einzelnen, zur Vorrichtung gehörenden Bauteilen;
• Fig. 2 schematisch eine weitere Ausführungsform eines Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1; und
• Fig. 3 schematisch eine weitere Ausführungsform eines anderen Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1.
• Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform umfaßt eine äußere, Impulse erzeugende Steuervorrichtung 1, die beispielsweise durch eine Bedienungsperson gesteuert wird und die die gewünschten Eingangswerte für ein elektronisches Steuersystem 2 liefert. Das elektronische System 2 steuert mehrere Arbeitselemente zum Antreiben einer Maschine, beispielsweise eines Krans. Zwei solcher Arbeitselemente 3 und 4 sind in Fig. 1 dargestellt. Das elektronische Steuersystem 2 steuert über eine elektrische Einsteilvorrichtung auch eine Druckfluidquelle 5.
• Bei der dargestellten Ausführungsform hat das Arbeitselement 3 eine lineare Bauart, beispielsweise als hydraulischer Zylinder und ist mit einer Positions-Fühleinrichtung 7 versehen, beispielsweise einem Potentiometer, einer digitalen Fühlvorrichtung oder einem anderen, üblichen Sensor. Das Arbeitselement 3 wird durch ein Ventil 8 gesteuert, das sowohl mit einer Druck- oder Zuführleitung 9 von der Druckfluidquelle 5 verbunden ist als auch mit einer Rückführleitung 10, die mit einem Tank 11 in Verbindung steht. Das als Beispiel dargestellte Arbeitselement 4 ist als rotierende Bauart dargestellt, ist mit einer Positions-Fühleinrichtung 12 versehen und wird durch ein Ventil 13 gesteuert, das sowohl mit der Zuführleitung 9 als auch mit der Rückfuhrleitung 10 in Verbindung steht.
• Die Arbeitselemente 3 und 4 sowie weitere, nicht dargestellte Arbeitselemente sind alle parallel sowohl mit der Zuführleitung 9 als auch mit der Rückführleitung 10 verbunden.
• Das elektronische System 2 empfängt die Eingangssignale über die gewünschten Bewegungen der Arbeitselemente von der äußeren, Impulse erzeugenden Vorrichtung 1 und führt dann, wenn dies erforderlich ist, diese Eingangssignale auf das Niveau von Ausgangssignalen so zurück, daß die Druckfluidquelle die gewünschten Bewegungen über die Ausgangssignale zu den Arbeitselementen 3 und 4, die von den Ventilen 8 und 13 gesteuert werden, mit einer möglicherweise geringeren Geschwindigkeit bewirken kann. Das elektronische System 2 steuert über die Einstellvorrichtung 6 die Druckfluidquelle 5 die ihrerseits der Zuführleitung 9 einen Volumenstrom zuleitet, der um eine kleine Menge gerin ger ist als der Volumenstrom, den die Ventile 8 und 13 von der Zuführleitung 9 zu den Arbeitselementen 3 und 4 durchzulassen versuchen. Die Steuerung der Druckfluidquelle 5 basiert auf der Zusammenfassung der Geschwindigkeiten der Arbeitselemente, die durch die Information errechnet werden, die die Eingabe aus den Positions-Fühleinrichtungen 7 und 12 umfaßt sowie die Summe der Ausgangssignale, die an die Ventile 8 und 13 abgegeben werden.
• Das Steuersystem ist so konstruiert, daß es im wesentlichen die Positions- Fühleinrichtungen 7 und 12 sowie die Berechnungen der Geschwindigkeit und der Beschleunigung sind, die die Ausgangssignale vom elektronischen Steuersystem sowohl zu den Ventilen 8 und 13 der Arbeitselemente 3 und 4 steuern als auch zu der Einstellvorrichtung 6 der Druckfluidquelle 5. Die Ventile 8 und 13 können vorzugsweise so konstruiert sein, daß sie vom Druckabfall über den Ventilen 8 und 13 unabhängig sind und daß sie einen Volumenstrom liefern, der zu den Eingangssignalen mehr oder weniger proportional ist. Insofern, als die Arbeitselemente und die Druckfluidquelle durch eine Information von den Positions-Fühleinrichtungen gesteuert werden, bestimmt deren Qualität im wesentlichen die Steuerungsergebnisse. Die verbleibenden Bauteile können relativ große Mängel aufweisen, ohne daß das gesamte Ergebnis beeinflußt würde. Die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit kann demzufolge wohl in einem neuen, unabgenutzten Zustand als auch in einem abgenutzten Zustand betrieben werden.
• Die Druckfluidquelle 5 ist vorzugsweise als veränderliche Nachstellpumpe konstruiert; sie kann jedoch auch als feststehende, nicht nachstellbare Pumpe ausgebildet sein, die mit einem Nebenschlußventil versehen ist. das, über die Einstellvorrichtung 6, einen unerwünschten Volumenstrom von der Zuführleitung 9 in die Rückführleitung 10 abzweigt.
• Die Positions-Fühleinrichtungen 7 und 12 können in verschiedener Weise konstruiert sein und sie können beispielsweise als Potentiometer oder als andere, vollständig elektrische Vorrichtungen ausgebildet sein. Als Positions-Fühleinrichtungen können auch Volumen-Meßvorrichtungen verwendet werden, die das Volumen messen, das in eine Seite des Arbeitselementes ein- oder aus dieser Seite ausgeleitet wird, wodurch ihre Stellung, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung errechnet werden können. Ein Meßvorgang mit Hilfe von Volumen-Meßvorrichtungen ist insbesondere in gefährlichen Umgebungen nützlich, in denen elektrische Fühleinrichtungen ungeeignet sein können. Volumen-Meßvorrichtungen oder -Fühleinrichtungen können auch dann, wenn sie mit geringen Kosten und hoher Genauigkeit hergestellt werden können, eine Alternative zu vollständig elektrischen Positions-Fühleinrichtungen darstellen.
• Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform, die anstelle einer Positions- Fühleinrichtung gemäß Fig. 1 eine Positions-Fühleinrichtung aufweist, die als Volumen-Meßvorrichtung 14 ausgebildet ist. Das Arbeitselement 3 ist als Kolben-Zylindervorrichtung konstruiert und die Volumen-Meßeinrichtung 14 ist zwischen dem Zylinder und einem Richtventil 15 angeordnet, das mit einer Fühleinrichtung 16 versehen ist.
• Fig.3 stellt eine Ausführungsform dar, bei der stromabwärts der Druckfluidquelle 5 in der Zuführleitung 9 eine Volumen-Meßvorrichtung 17 vorgesehen ist, die mit dem elektrischen Steuersystem 2 verbunden ist. Auf diese Weise kann dann eine schnelle Anzeige erzielt werden, wenn beispielsweise in einem gebrochenen Schlauch in der Zuführleitung 9 irgendein Leck vorhanden sein sollte. Der Volumenstrom, der von der Druckfluidquelle 5 angeliefert wird, wird gemessen und ein Signal, das von dieser Messung abgeleitet wird, wird an das elektrische Steuersystem 2 abgesandt. Dieses Signal wird mit den Signalen verglichen, die der Summe aller Volumenströme entsprechen, die von der Zuführleitung den Arbeitselementen zugeführt werden; da der gemessene Wert für jedes Arbeitselement 3, 4 gültig ist, ist der Volumenstrom, der aus der Positions-Messung mit Hilfe der Positions-Fühleinrichtungen 7, 12, 14 errechenbar ist oder, wenn ein weiterer, beispielsweise um 10 % niedrigerer Wert existiert, der Volumenstrom, der zu einer Strömung von der Zuführleitung zu einem Arbeitselement gehört, den Steuersignalen der Ventile 8, 13, 15 proportional.
• Die Technik, die zur Konstruktion und zum Bau des elektronischen Steuersystems 2 erforderlich ist, ist bekannt und wird heutzutage beispielsweise in numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen und Robotern sowie in elektronischen Steuersystemen in vielen anderen, zivilen und militärischen Anwendungen weit verbreitet benutzt. Die Vorrichtung kann natürlich mit zusätzlichen Funktionen versehen sein, beispielsweise mit Speichern usw., die es fur eine von der Vorrichtung gesteuerter Maschine ermöglichen, Bewegungen automatisch auszuüben und zu wiederholen sowie aufzuzeichnen und, beispielsweise, ein zulässiges und unzulässiges Betätigungsfeld sowie entsprechende Bewegungsarten zu ermöglichen. Neben der Tatsache, daß jedem Arbeitselement ein einstellbares und rückstellbares sowie zulässiges und unzulässiges Bewegungsfeld erteilt werden kann, kann dem zulässigen Bewegungsfeld Position für Position eine maximale Geschwindigkeit erteilt werden, wobei die Geschwindigkeit in Richtung auf die Endpositionen langsam abnimmt, so daß die Beschleunigungen und dynamischen Kräfte maximiert werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum elektrohydraulischen Steuern eines oder mehrerer gleichzeitig gesteuerter Arbeitselemente, die je über ihre Ventileinrichtung von einer gemeinsamen Druckfluidquelle mit Druckfluid gespeist werden, wobei die Ventileinrichtung parallel mit einer gemeinsamen Druckleitung von der Druckfluidquelle und mit einer gemeinsamen Rückführleitung eines Behälters verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Arbeitselemente (3, 4) zu jeder Zeit erfolgt durch eine Kombination von

Zuführen äußerer Eingabesteuersignale von einer äußeren Betriebseinrichtung (1) zu einem elektronischen Steuersystem (2) fär einen gewünschten Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungswert für diese Arbeitselemente (3, 4);

Speisen des elektronischen Steuersystems (2) mit einer Eingabeinformation hinsichtlich der augenblicklichen Position eines jeden der Arbeitselemente (3, 4) von einer Positionsfühleinrichtung (7, 12, 14), welche die Position der Arbeitselemente (3, 4) erfaßt;

Berechnen der Geschwindigkeit und Beschleunigung der Arbeitselemente (3, 4) in dem elektronischen Steuersystem (2) auf der Grundlage der Eingabeinformation über diese Position;

Berechnen eines Ausgabesignals von dem elektronischen Steuersystem an die Fluiddruckquelle (5) und an jede Ventileinrichtung (8, 13, 15), welches entweder das von den äußeren Eingabesteuersignalen gewünschte Eingabesignal oder höchstens das begrenzte Ausgabesignal von dem elektronischen Steuersystem (2) ist, so daß ein Berücksichtigen der Grenzen der Fluiddruckquelle in Funktion und des Volumenstromes oder des begrenzten Wertes in Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung in wahlweiser Kombination erzielt werden kann, welche den Grenzen der Bewegung jedes Arbeitselementes entspricht, welchem innerhalb seines Bewegungsfeldes positionsweise eine derartige zulässige Geschwindigkeit gegeben wird, daß die konstante zulässige Beschleunigung nicht überschritten wird;

Berechnen und Steuern des über die Ventileinrichtung (8, 13, 15) von der Fluiddruckquelle (5) zu den Arbeitselementen (3, 4) fließenden Volumenstromes zwecks Zunahme oder Abnahme, so daß die Summe der Ausgabesignale von dem elektronischen Steuersystem zu allen Ventileinrichtungen einen Gesamtvolumenstrom zu steuern bestrebt ist, der immer um einen geringen Betrag größer als der ist, den die Fluiddruckquelle über das Ausgabesignal von dem elektronischen Steuersystem zu der Druckleitung (9) liefert und folglich in jedem Fall das den höchsten Druck erfordernde Arbeitselement mit einem geringeren Volumenstrom versorgt wird als demjenigen, welchen das Ausgabesignal von dem elektronischen Steuersystem zu der Ventileinrichtung dieses Arbeitselementes zu steuern bestrebt ist, wobei sich dann das Ventil zu einem verhältnismäßig großen Ausmaß öffnet und sich ein geringer Druckabfall am Ventil ergibt;

und wobei folglich das den höchsten Druck erfordernde Arbeitselement direkt den Druck in der Zufuhrleitung steuert und aus erster Hand durch die Steuerung der Fluiddruckquelle zu steuern ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidvolumenstrom von der Druckleitung (9) zu jedem Arbeitselement (3, 4) von einem Ausgabesteuersignal von dem elektronischen Steuersystem (2) gesteuert wird, das der Ventileinrichtung des Arbeitselementes zugeführt ist, so daß eine Geschwindigkeit, die sich aus dem ergibt, was das Ausgabesteuersignal-Maximum zu steuern bestrebt ist, nicht höher als beispielsweise 120% der in diesem Augenblick vorhandenen tatsächlichen Geschwindigkeit ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (8, 13, 15) der Arbeitselemente (3, 4) immer bestrebt ist, eine höhere Geschwindigkeit für den Volumenstrom von dem Arbeitselement zu der Rückführleitung (10) als für den Volumenstrom von der Druckleitung (9) zu dem Arbeitselement zu steuern.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall Energie absorbierender Arbeitselemente die Geschwindigkeit durch den Fluidstrom von der Druckleitung (9) zu den Arbeitselementen bestimmt wird, wobei die Ventileinrichtung (8, 13, 15) über den Strom von den Arbeitselementen zu der Rückführleitung (10) eine beispielsweise 30% höhere Geschwindigkeit auszusteuern bestrebt ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall Energie liefernder Arbeitselemente die Geschwindigkeit durch den Strom von den Arbeitselementen zu der Rückführleitung (10) bestimmt wird, wobei die Ventileinrichtung (8, 13) den Strom von der Druckleitung (9) zu den Arbeitselementen vollständig blokkiert.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen und die Geschwindigkeiten, die von der Eingabe erzeugenden Betriebseinrichtung (1) erwünscht sind, erreicht werden, falls sie begrenzt sind, und zwar proportional zu dem begrenzten Volumenstrom-Zugang von der Druckfluidquelle (5) zu den Arbeitselementen (3, 4).

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Druckfluidquelle (5) abgegebene Volumenstrom gemessen wird und der gemessene Wert als Eingabesignal an das elektronische Steuersystem (2) zum Vergleich mit der Summe aller Volumenströme zurückgeführt wird, die von der Druckleitung (9) zu den Arbeitselementen (3, 4) fließen.