JP2017531769A - 合成整流式可変排出量流体作動機械を備えた産業用システム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変排出量流体作動機械(たとえばラジアルピストン)に関する。本発明は特に、液圧的に硬い産業用システムで使用される流体作動機械に関する。この産業用システムは、一般的に非可動用途に関連すると理解される産業プロセスを実行するための産業用機械であってもよい。このようなシステムの例は、射出成形機(たとえばプラスチック)、ダイカスト、回転せん断機を用いる破砕システム、液圧リング幹線、ドライブプーリコンベヤ、梱包機、ゴム成形、シート押出成形機、泥またはグラウトポンプ、粉砕機、コンクリートブロックマシン、コンプレッサドライブ、大型回転素子パワープラント始動、各種食品加工機、産業用プレス、鍛造プレス、産業用ローラ、産業用圧延機/システム、高圧水源たとえばウォータージェット切断機および水洗浄機を含む。いくつかの機械は直接作動形式から得られる利点を享受するであろう。産業用パワーパック(液圧パワーユニット(hydraulic power unit)−HPUとしても知られている)も、本発明に係る液圧機を必要とする場合がある。加えて、たとえば操縦翼面にパワーを供給するために本発明を用いる航空機システムも、関連用途の分野であるとみなされる。
本発明は合成整流式(synthetically commutated)可変排出量ポンプに関する。このポンプでは、個々のシリンダは電子的に整流されその排出量はコントローラによって選択される。このようなポンプは、たとえばDigital Displacement(登録商標)ポンプまたはDDP(登録商標)ポンプという名称で販売されている。各シリンダ(4)上の電子弁(14,18,24)は、サイクルごとにピストン(6)が往復運動しポンピングされる流体の体積を制御できるように、制御することができる(いわゆる合成整流/合成整流式ポンプ/および下記の合成整流式ポンプ/モータ)。これらは各々、電子制御排出量選択マシンの一例である。各シリンダ(4)は、独立したポンプであるとみなすことができ、個別に制御される。グループをなすシリンダの出力を組合わせることにより、1つのサービスが作成される。ポンプ内のすべてのシリンダを組合わせると、1つのサービスが作成される。たとえば、すべてを組合わせて1つのサービスにした12のシリンダを有する合成整流式ポンプは、流量出力の非常に高いダイナミックレンジと、非常に低い出力圧力の脈動を有するであろう。このポンプは、各々が3つのシリンダからなる4つのサービスまたはその他任意のシリンダの組合わせからなるサービスを有するように配置されたシリンダの出力を有することができる。これらのシリンダは同一の偏心器(eccentric)上にあってもよいし、すべてが同一の偏心器上になくてもよいが、シリンダ間の機械的角度が等しくなるように間隔が空けられていることが理想的である。これらの4つのサービスは、同一のポンプ内に実装されているものの、完全に独立している。サービスの数を規定することは、所望のシリンダを相互に接続するための通路を作成し制御ソフトウェアで相互接続を規定することである。このサービスの作成は、典型的なスウォッシュプレート、羽根、およびギアポンプほど明らかではない。なぜなら、サービス間には明確な境界がない場合があるからである。たとえば、1つのサービスは、異なる偏心器上のシリンダで構成することができ、別の筐体内のポンプから構成することもできる。偏心器がシリンダを駆動する場合があり、この場合の各シリンダは他のサービスに対して流れを提供する。物理的なポンプおよび出力の標準的な定義は直ちに明確でなくなる。
「『ハードな』液圧流体(バルクモジュール(bulk module))は、圧力伝達速度が非常に速いので、硬い液圧システムとなる。これは、閉ループ制御システムにおいて高く評価される。『硬い』システムは、小さな加圧体積、硬質の周囲壁(可撓性のホースではなくパイプ)、および高粘性流体によって得られる。その上、圧力は鉱物油のバルクモジュールを増大する。『ソフトな』液圧システムは不安定になり易いが、一般的にはより静かである。高周波の圧力リップルがより効果的に減衰されるからである。」(Catalogue HY14-3200/US, Parker Hannifin Corporation)
この文脈における液圧コンプライアンスは、作動流体の圧縮性を意味するが、本来は流体の封じ込めを指している。たとえば、ホース(可撓性の壁による封じ込めのいずれかの部分)は、流体圧力が上昇すると拡張し、中にある液体の体積を増大させることができる。同様に、液圧アキュムレータは意図的に大量のコンプライアンスを提供する。単純な開放されているタンクはコンプライアンスを示す。なぜなら、収容されている液体の体積が増すと、重力によって圧力が増すからである。作動流体内の泡もコンプライアンスをもたらす。流体駆動システムにおけるコンプライアンスは、このシステムを制御しようとするときに、動的レスポンスを変化させる。「液圧コンプライアンス」という用語は、作動流体およびその体積を収容し制限する壁の体積弾性率に限定される訳ではなく、液圧体積の特徴および圧縮性に直接影響を与える構成要素の硬さ(スチフネス)の効果を包含することを意図している。しかしながら、体積弾性率は単独で有効なコンプライアンスを表わし得る。たとえば、別の流体システムにおいて、流体は単独で、2000psiで約1.5%、5000psiで約3%、10000psiで約6%圧縮し得る。コンプライアンスについて使用されるもう1つの基準は、システム容積に対し、流体機械のピストンストロークによって排出される流体の量である。排出される流体の相対的な体積が小さい場合は、低い圧力から高いまたは作動圧力までシステム圧力を上昇させるために多数のストロークが必要である。排出される流体の相対的な体積が大きい場合は、低い圧力から高いまたは作動圧力までシステム圧力を上昇させるために必要なストロークは少ない。システム圧力を作動圧力または高い圧力まで上昇させるために必要な流体機械のピストンストロークが5以下であるシステムは、液圧的に硬いシステムである。したがって、定義では、システム圧力を作動圧力または高い圧力まで上昇させるために必要な流体機械のピストンストロークが6以上であるシステムは、液圧的にソフトなシステムである。システムのコンプライアンスは作動流体の圧縮性の影響を受ける。作動流体の圧縮性に影響する可能性があるのは、流体の種類、流体の温度、流体の空気量/通気、流体の使用年数、および、当業者には明らかなその他の要素である。同様に、システムのコンプライアンスは、同様の要素、たとえば周囲(大気)の圧力の影響を受ける可能性がある流体保持システムの制約の影響を受ける。消費体の状態はシステムコンプライアンスに影響する。主な例はラムの伸張であり、これによってシステム容積が増加するとともに封じ込める/拘束する壁の露出面積が増加するので、コンプライアンスが増す。
液圧流体作動機械と、少なくとも1つの流体作動機械を制御するためのコントローラと、少なくとも1つの流体消費体と、液圧回路とを備え、
上記流体作動機械は、周期的に容積が変化する複数の作動チャンバと、上記複数の作動チャンバの周期的な容積の変化と同位相で回転する回転可能なシャフトとを含み、上記作動チャンバは各々、ある体積の作動流体を排出するように動作可能であり、上記体積は、上記コントローラが、作動チャンバ容積のサイクルごとに選択可能であり、
上記液圧回路は、少なくとも第1および第2の流体保持体を含み、
上記流体回路は、上記流体作動機械から出力された作動流体を、上記第1または第2の流体保持体を介して少なくとも1つの上記流体消費体に導き、さらに、作動流体を、少なくとも1つの上記流体消費体から、上記第1または第2の流体保持体を介して上記機械に導き、
上記機械は、ポンピングモードにおいて、加圧された流体の流れの形態のエネルギを、少なくとも1つの上記流体消費体が作動できるように、上記流体保持体のうちの1つを介して少なくとも1つの上記流体消費体に供給するように動作可能であり、上記機械は、さらに、再生モードにおいて、モータとして動作して、加圧された流体の流れとしてのエネルギを、少なくとも1つの上記流体消費体から上記流体保持体のうちの1つを介して受けて流体作動機械のシャフトのトルクに変換することも可能であることを、特徴とする。
上記機械は、ポンプおよび/またはモータとして機能し得る合成整流式ポンプ−モータであってもよい。
少なくとも1つの上記流体消費体は、成形材料を金型キャビティの中に射出するためにバレル内のスクリュー部材を回転させるように構成されたモータであってもよい。
このウォータージェット切断機は、少なくとも2つの流体作動機械と、連動出力を有する増圧器(451,452)であってもよい少なくとも2つの上記流体消費体とを備え得る。一方の流体機械の出力は、一方の増圧器のピストンを、他方の、次の同位相の増圧器のピストンが伸張するときよりも速い速度で復帰させるよう命令されてもよい。一方の増圧器のストロークの最後に近づいて、増圧器が減速すると、次の同位相の増圧器が移動を開始し、一定の流量を保つために、連動した流れの要因としての役割を引継いでもよい。典型的に、復帰する増圧器は、他方の増圧器がそのストロークの最後に達する前に、復帰して移動を開始しなければならない。少なくとも1つの上記流体消費体は増圧器であってもよい。
以下、本発明の代表的な実施形態を、流体作動機械として合成制御式ポンプを用いるさまざまな産業用システムを参照しながら説明する。しかしながら、本発明に係る流体作動機械はその他数多くの用途で使用される場合がある。これらのさまざまな産業用システムを結びつける1つの側面は、交換可能な流体消費体または負荷の存在である。「流体消費体」または「負荷」という用語は、このシステムから流体を受ける、ある範囲のシステム構成要素を包含することを意図している。典型的には、これらの構成要素は、流体を取込み、低下した流量および/または圧力で出力する「シンク(sink)」として作用する。流体消費体に関連する流れが取込む流れだけではないことに注意することが重要である。別の期間において、流体消費体または負荷はむしろ流体変換器として機能してもよく、この場合、流量および/または圧力は、流体消費体または負荷の存在の結果として増大し得る。さらに、流体消費体または負荷は、交互モードで作用し得る。この場合、先に入口として機能していたポートは出口になり、消費体または負荷は代わりに「流体提供体」(「流体ソース」モードと同等)に切替わる。具体的には、流体アキュムレータがこれらの2つのモードのうちの一方で機能するか、または、流入/流出する流体がない安定モードで機能する。また、ラム/シリンダ(電子−静圧アクチュエータとしても知られている)は同一のやり方で(静止状態、流体取込モード、および流体放出モード)機能する。この説明は、「流体消費体」または「負荷」はエネルギの取出しを示唆しているが流体消費体または負荷が実際のところエネルギをシステムに提供するときがあることを強調しようとしている。「流体消費体」または「負荷」の例は、流体モータ、流体ポンプ、液圧アキュムレータ、液圧コンプライアンスを与える回路に装着し得る任意の構成要素、液圧アクチュエータ、単動型ラム、複動型ラム、後部を突き合わせた一対の単動型ラム、および回転アクチュエータを含むが、これらに限定される訳ではない。アキュムレータが負荷である場合、このアキュムレータは、アキュムレータ本体内のコンプライアンスを有する領域が圧縮されたとき(エネルギ蓄積部として作用する)に作動すると言える。典型的には、ブラダーアキュムレータにおいて、入力圧力が上昇すると、ブラダー内の不活性ガスの体積が減少することにより作動する。上記流体回路は、液圧流体を、流体作動機械と消費体との間において、流体保持体、たとえば硬いパイプを介して案内する。流体回路は、液圧流体を、流体作動機械との間で、第1の流体保持体(101)または第2の流体保持体(102)を介して案内し、さらに、液圧流体を、少なくとも1つの上記流体消費体から機械へと、第1の流体保持体(101)または第2の保持体(102)を介して案内する。
上記のように、合成整流式ポンプは、複数のサービスが、異なる圧力、流量、またはそれ以外の制御条件で2つ以上の液圧負荷(111,112)に対する供給を行なうように、構成することができる。図3は、共通シャフト上で物理的に分離されている合成整流式機械の構成に関連する。
合成整流式ポンプを、スウォッシュプレート、ベーン、またはギアポンプといったその他の形式のポンプと組合わせることにより、非合成整流式ポンプの流量出力を増加または低減して、所望の流量および制御を提供することができる。ハイブリッドHPUは、非合成整流式ポンプマシンと合成整流式ポンプマシンとの任意の組合わせを有し得る。図4は、圧力補償スウォッシュプレートマシンを合成整流式ポンプと組合わせたものの構成を示す。
合成整流式ポンプのシリンダのうちのいくつかを用いて、アキュムレータへの流れとアキュムレータからの流れを提供するサービスを形成することによって、エネルギを後の使用のために蓄積することができる。この構成は、アキュムレータサービスシリンダがポンプ/モータ型であることを必要とする。これによって、流れをアキュムレータの中に押出しアキュムレータから回収することができる。このトポロジが、典型的な供給出力へのアキュムレータの追加よりも優れている点は、アキュムレータのエネルギをより多く使用できる点である。なぜなら、(供給出力にアキュムレータを追加する場合のように)一定圧力に制限されることがないからである。再生(すなわちポンプ/モータのモータリングにより圧力を生成すること)は、アキュムレータに供給されている圧力の増加とともに発生し得る。これに代えて圧力をその他の場所に与えてもよい。図5はアキュムレータの実装を示す。
負荷が慣性の性質を有する場合、定義ではポンプとしてのみ作用する合成整流式ポンプの代わりに合成整流式ポンプ/モータを使用することによって慣性エネルギをポンプのクランクシャフトに回収することには、いくらかの利点がある。図9はこれを比例弁を用いて実現することを示し、図10はこれを方向弁を用いて実現することを示す。
方向弁は、アクチュエータの各側面を独立したポンプサービスに接続することによって排除することができる。そうすることで、このシステムは、液圧的に非常に硬いものになり、状況によってはアキュムレータを1つのサービスに追加することで、必要とされ得るコンプライアンスが増す。アキュムレータサービスを圧力制御モードで制御し硬いサービスを流量制御モードで制御することによって、このシステムは簡単に制御される。図12はこれを実現した回路を示す。
上記のように、方向弁は、流体消費体の各側面を独立したポンプおよび/またはモータサービスに接続することによって排除できる。ラム/シリンダの形態の流体消費体を含む実施形態の場合、油柱の硬さに対するポンプ排出量の比率が十分であれば、図12の概略図のアキュムレータは排除できる。図13のように、クロスラインリリーフ弁を追加することは、多くの用途では不要かもしれないが負荷の慣性または制御ループを原因とする超過圧力の状況を防止するのに役立ち得る。
上記直接作動の実行例では、方向弁か複数のサービスのいずれかを使用することが必要である。シリンダを復帰させるためにばねが存在するかまたは質量をバイアスさせる場合、単動型シリンダのみが必要な場合がある。図16において、この実行例は非常に単純であり、システムは、高レベルの位置精度が不要であればセンサなしの位置制御で使用できることが多い。ただし、この図面およびその他の図面ではばねによる復帰が示されているが、これに代わるリターンバイアス機構も可能である。図17のようにその他のサービスを追加することによってより多くのアクチュエータの独立した作動が可能である。加えて、エネルギを蓄積する必要があれば、図18のアキュムレータの追加は効率的な解決策である。典型的に合成整流式ポンプ/モータは、この方法によってアクチュエータを復帰させるのに必要であるが、復帰動作の制御が不要であれば、図20のように外部二方弁と合成整流式ポンプによってアクチュエータを復帰させることもできる。
図19に示されるように、オープンセンター弁を用いることにより、典型的なクロスラインリリーフ構成のアクチュエータ回路からポンプを分離することができる。
図21に示される射出成形機は典型的には2部品構成の金型からなる。この金型を構成する2つの部分のうちの一方は固定され他方は可動であるので取外すことができる。金型は、開放も閉鎖も迅速でなければならず、かつ非常に大きな力で締めて閉じることが必要である。この機能のために、型の開閉機能および型締め機能のためのトグルクランプ、スクリュークランプ、および別々のアクチュエータ等のさまざまな機構が存在する。機械の射出側において、射出ユニットは、回転させてプラスチックを可塑化するスクリューを利用し、溶融したプラスチックを金型のキャビティに入れるために射出ラムを利用する。射出成形機は、ゴムの成形またはダイカストを実行するように構成し得る。加えて、ラムを用いることにより金型上で射出ユニットを保持し成形された部分を金型のキャビティから排出する。典型的に、液圧マシンは定速電動機によって駆動される1つのポンプを用いて液圧の流れを生成し、液圧の流れは一連の方向弁を通して導かれ、これらの弁は比例の性質を有することで流れの大きさと方向を微調整してこの流れを適切なアクチュエータに導くことができることが多い。歴史的には、ポンプは固定排出量ベーンまたはプランジャ型ポンプであった。近年は、可変排出量型ポンプを用いて消費エネルギと発熱を減じるようになった。可変排出量機能は典型的にはプランジャ型ポンプを用いることによって得られ、この場合、プランジャの変位は、可変速度電動機もしくは可変周波数モータもしくはサーボ型モータに結合された固定排出量ポンプまたは液圧もしくは電子圧力の検出に応じて、変更される。図21は、液圧がフィードバックされる可変排出量プランジャ型ポンプを示す。消費エネルギの低減のために使用される別のアーキテクチャが図22に示され、この場合、固定排出量ポンプがアキュムレータ等の液圧エネルギ蓄積装置をチャージし、アキュムレータが完全にチャージされたときに、ポンプの流れがタンクに導かれることで、消費エネルギが低減される。図22は、以下の構成要素を含む典型的な射出成形機の構成要素の例を提供する。これらの構成要素は、
・射出段階に備えて大きな圧力を金型に加えるためのプラテンクランプ(205)、
・金型を開閉しキャビティの閉鎖とキャビティの開放を各々十分に行なうための金型開閉ラム(215)、
・排出ピンを操作して完成した成形品を排出するための排出ラム(225)、
・射出ユニットを伸縮させるためのノズルラム(235)、
・加熱された射出可能な流体のためのプランジャとして作用するプラテン/金型外部に向けて射出ノズルスクリューを移動させるための射出ラム(245)、および
・スクリュー射出体を回転させバレルをホッパーから供給された射出流体で充填するためのスクリュードライブを含む。
図38は、基本的なプレス(弁によって制御されるポンプによって駆動されスライドを上から押圧することにより金型間の部品を形成する液圧ラム)を示す。この場合、液圧パワーのソースは合成整流式ポンプ/モータであり、このポンプの可変流量特徴を利用してスライドの力と変位のプロファイルを生成し、合成整流式ポンプ/モータを用いることにより、流体カラムの1つ以上に蓄積されている圧縮エネルギを回収し、特に圧縮サイクルの最後にフレームを押圧する。
センサおよびソフトウェアを使用することにより、多用なモードでさまざまな方法に従ってポンプを制御し得る。以下は制御方法の一部のリストである。
1)圧力制御:圧力補償システムの直接的な模倣である。作動チャンバ容積の各サイクルの液圧流体の排出量を、出力における圧力が圧力設定点に従うように選択する。圧力設定点は、必要に応じてソフトウェアで簡単に動的に変更できる。圧力フィードバックは、合成整流式ポンプに搭載し得る圧力センサまたは遠隔の圧力センサから得られる。
2)流量制御:ポンプ流量は、流量センサからのフィードバック、アクチュエータの排出量の結果として、または開ループでも、変化させることができる。
3)フィードフォワード:これからの圧力および流量条件に関する知識を用いて、ポンプ出力は、プレビュー情報を利用することにより応答することができる。たとえば、サーボ弁コマンド信号をポンプコントローラに与えることにより、正確な圧力追跡を維持することができる。
4)モータ馬力制御:圧力および流量の任意の関数を用いてポンプ出力を修正することができる。単純な例は、基本馬力またはトルク制御であるが、より複雑な関係も実現できる。
5)閉ループ排出量制御
6)開ループ排出量制御
7)力および排出量の制御の組合わせ
コントローラの特徴
合成整流式ポンプコントローラは、各シリンダからの流量を制御する電子弁を作動させる役割を有する。これは、統合シャフトエンコーダ、圧力および温度変換器からの位置フィードバックに従い、外部または内部コマンド信号に応じて行なわれる。
図28〜図31を参照して、これらの図面は、従来のスイッチングを用いてデュアル圧力供給を維持する方法に関連する。出力負荷(111,112)には高圧源と低圧源が与えられており、これは、射出成形機においてまたは2つ以上の圧力の流れのソースを必要とし得るその他の機械において一般的に使用されるアーキテクチャである。図28は、Plow、Phigh、およびデュアル構成供給という3つのサービスを示し、ポンプ(270)は主として低圧負荷(111)に流し、ポンプ(272)は主として高圧負荷(112)に流し、ポンプ(271)は、ソレノイドフロー分流弁の電源が遮断されたときは低圧負荷(111)に流し上記弁が通電されたときは高圧負荷(112)に流す。図29は、Phighとデュアル構成供給という2つのサービスを示し、ポンプ(272)は主として高圧負荷(112)に流し、ポンプ(271)は、ソレノイドフロー分流弁の電源が遮断されたときは低圧負荷(111)に流し上記弁が通電されたときは高圧負荷(112)に流す。図30は、Plowとデュアル構成供給という2つのサービスを示し、ポンプ(270)は主として低圧負荷(111)に流し、ポンプ(271)は、ソレノイドフロー分流弁の電源が遮断されたときは低圧負荷(111)に流し上記弁が通電されたときは高圧負荷(112)に流す。図31はデュアル構成供給という1つのサービスを示し、ポンプ(271)は、弁の電源が遮断されたときは低圧負荷(111)に流しソレノイドフロー分流弁が通電されたときは高圧負荷(112)に流す。アキュムレータは、より一定した圧力と流量を維持するために液圧負荷で必要な場合がある。
図42を参照して、合成整流式ポンプ/モータは、液圧の流れを増圧器(541,542,543)に与えることにより、対応するピストンを移動させる。そうすると、好ましい実施形態では水である流体またはその他任意の流体の流れが、離れてゆくピストンの相対面積に比例して発生する。逆止弁により、水は、大気圧から20バールまでの好ましい圧力でスーパーチャージポンプ(450)の低圧供給出力から入り、逆止弁により、この水は、液圧流体がポンピングされて増圧器(541,542,543)の中に入ると増圧器から排出されて、20〜10,000バールの好ましい圧力の水の高圧源を提供する。増圧器のピストンを戻すときには、合成整流式ポンプ/モータをモータモードで作動させることによって液圧を下げ、蓄積された圧力エネルギを回収する。スーパーチャージポンプ(450)が与える流れにより、増圧器のピストンを完全に後退した位置に戻してサイクルを再開する。図42の好ましい実施形態は、3つの合成整流式ポンプ/モータ、3つの増圧器、および3つのダンプ弁であるが、このシステムは、ポンプ/モータ、増圧器、およびダンプ弁各々を少なくとも1つ含んでいる必要があり、各々の総数には制限がない。出力圧力アキュムレータは、合成整流式ポンプ/モータのうちのいずれか1つの命令によって出力流量の変動が十分に減じられるのであれば、なくてもよい。水側のスーパーチャージポンプは典型的に、既存のウォータージェット切断機では100psi(7バール)で動作する。増圧器の比が10:1の場合、オイル側は10psiとなる。このような圧力は、モータリングには低いが、理想的ではないにしても全面的に可能であり、追加のポンプ容量(たとえば約20%)が必要な場合がある。また、後退中、より正方形に近いフロープロファイルが可能あれば、伸張よりも後退に使用できる時間の方が長い。低圧モータリングが問題であれば水のスーパーチャージ圧を高くすればよく、このエネルギはいくらか回収できる。3つの増圧器の利点は、水側のアキュムレータが不要であることであり、これに正味の利益が伴っても伴わなくてもよい。これらは、2増圧器という概念にも3増圧器という概念にも好都合である。
Claims (28)
- 産業用システムであって、
液圧流体作動機械と、少なくとも1つの前記流体作動機械を制御するためのコントローラと、少なくとも1つの流体消費体と、液圧回路とを備え、
前記流体作動機械は、
周期的に容積が変化する複数の作動チャンバと、
前記複数の作動チャンバの周期的な容積の変化と同位相で回転する回転可能なシャフトとを含み、
前記作動チャンバは各々、ある体積の作動流体を排出するように動作可能であり、前記体積は、前記コントローラが、作動チャンバ容積のサイクルごとに選択可能であり、
前記液圧回路は、少なくとも第1および第2の流体保持体を含み、
前記流体回路は、前記流体作動機械から出力された作動流体を、前記第1または第2の流体保持体を介して少なくとも1つの前記流体消費体に導き、さらに、作動流体を、少なくとも1つの前記流体消費体から、前記第1または第2の流体保持体を介して前記機械に導き、
前記機械は、ポンピングモードにおいて、加圧された流体の流れの形態のエネルギを、少なくとも1つの前記流体消費体が作動できるように、前記流体保持体のうちの1つを介して少なくとも1つの前記流体消費体に供給するように動作可能であり、
前記機械は、さらに、再生モードにおいて、モータとして動作して、加圧された流体の流れとしてのエネルギを、少なくとも1つの前記流体消費体から前記流体保持体のうちの1つを介して受けて流体作動機械のシャフトのトルクに変換することも可能であり、
前記機械は少なくとも2つの流体出力を有し、それにより、前記流体出力に前記機械の駆動機構を提供するピストンシリンダアセンブリを動的に割当てて、各出力に割当てられた前記アセンブリの一部が機械動作中において可変となるようにすることができることを、特徴とする、産業用システム。 - 前記流体保持体のうちの少なくとも1つは液圧的に硬い、請求項1に記載の産業用システム。
- 前記少なくとも1つの流体保持体の容積は、ゼロ流量と動作圧力流量もしくは高圧流量との間で流量を2%未満変化させるときに変化するか、または、ゼロ流量と動作圧力流量もしくは高圧流量との間で流量の変化を生じさせるのに必要な機械ピストンストロークサイクル数は、5以下である、請求項2に記載の産業用システム。
- 前記流体作動機械と1つ以上の前記流体消費体との液圧的中間に、流れを阻止するおよび/または分流する機能を有する弁は存在しておらず、
前記回路の部分と部分の間にクロスラインリリーフ弁は存在していない、請求項1〜3のいずれか一項に記載の産業用システム。 - 少なくとも1つの追加の流体作動機械をさらに備え、
前記少なくとも1つの追加の流体作動機械は、
周期的に容積が変化する複数の作動チャンバと、
前記複数の作動チャンバの周期的な容積の変化と同位相で回転する回転可能なシャフトとを含み、
前記作動チャンバは各々、ある体積の作動流体を排出するように動作可能であり、
前記体積は、コントローラによって作動チャンバ容積のサイクルごとに選択可能であり、
前記流体作動機械および前記追加の流体作動機械は、異なる流体消費体と流体連通している、請求項1〜4のいずれか一項に記載の産業用システム。 - 前記回路内部に位置し前記流体の体積を分離するための追加の弁を備え、
前記弁は、2つの流体の体積のうちの少なくとも1つを通る流体の流れを阻止する位置に切替わることができる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の産業用システム。 - 少なくとも1つの前記消費体は、ラムまたは液圧モータである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の産業用システム。
- 前記機械は、ポンプおよび/またはモータとして機能し得る合成整流式ポンプ−モータである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の産業用システム。
- 前記機械は、機械的に整流される作動チャンバをさらに含む、請求項1〜8に記載の産業用システム。
- 前記機械の少なくとも2つのシリンダから発生するトルクは相互に協力的であり得るか、または、前記トルクは減算的であり得る、請求項7に記載の産業用システム。
- 前記流体作動機械はモータによって駆動され、
前記コントローラは、選択的に前記流体作動機械の少なくとも1つの作動チャンバにモータリングサイクルを実行させることにより、前記流体作動機械のパワー出力を、前記流体作動機械が前記モータから受けたパワーよりも大きくすることができるように、プログラムされる、請求項10に記載の産業用システム。 - 前記モータリングサイクルは、少なくとも1つのアキュムレータから受けた作動流体を用いて実行され、前記流体作動機械のピストンシリンダアセンブリの一部を用いることにより、前記少なくとも1つのアキュムレータとの間で流れをやり取りするサービスを提供する、請求項10に記載の産業用システム。
- 液圧コンプライアンスのソースを(任意で選択的に)提供するために、液圧アキュムレータは、前記機械と前記消費体との間の少なくとも1つの前記流体保持体に流体接続されているか、または(典型的には選択的に)接続可能である、請求項1〜12のいずれか一項に記載の産業用システム。
- 複数のマニホルドをさらに備え、
前記機械は複数の弁を含み、
前記複数の弁は各々、前記機械の作動チャンバと前記マニホルドのうちの少なくとも1つとの間における流体の流れを調節するように動作可能である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の産業用システム。 - 前記産業用システムは射出成形機である、請求項1〜14のいずれか一項に記載の産業用システム。
- 少なくとも1つの前記流体消費体は、成形材料を金型キャビティの中に射出するためにバレル内のスクリュー部材を回転させるように構成されたモータである、請求項15に記載の射出成形機。
- 前記消費体はラムであり、前記ラムは、金型の第1の部分と第2の部分とを支持するためにクランプユニットを作動させるように構成され、
前記金型の第1および第2の部分は、前記金型の第1および第2の部分が開いている分離位置から、前記金型の第1および第2の部分が閉じられてその間に前記金型キャビティを画定する成形位置に、選択的に移動可能である、請求項15に記載の射出成形機。 - 前記流体消費体は、可変移動命令信号に従ってバレル内の前記スクリューを移動させるために前記射出ユニットに結合されている、請求項16に記載の射出成形機。
- 前記流体消費体は、排出ラム、射出ユニット移動ラムまたは回転モータ、タイバークランプラム、または、射出成形システムの機能における任意の液圧消費体である、請求項17に記載の射出成形機。
- 前記産業用システムはウォータージェット切断機である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の産業用システム。
- 少なくとも2つの流体作動機械と、連動出力を有する増圧器(451,452)である少なくとも2つの前記流体消費体とを備え、
一方の流体機械の出力は、一方の増圧器のピストンを、他方の、次の同位相の増圧器のピストンが伸張するときよりも速い速度で復帰させるよう命令され、
一方の増圧器のストロークの最後に近づいて前記増圧器が減速すると、次の同位相の増圧器が移動を開始し、一定の流量を保つために、連動した流れの要因としての役割を引継ぎ、
復帰する増圧器は、他方の増圧器がそのストロークの最後に達する前に、復帰して移動を開始しなければならない、請求項20に記載のウォータージェット切断機。 - 少なくとも1つの前記流体消費体は増圧器である、請求項20または21に記載のウォータージェット切断システム。
- 請求項1〜22のいずれか一項に記載の産業用システムを形成するために組立てることが可能な一揃いの部品。
- 請求項1〜22のいずれか一項に記載の産業用システムを制御する方法であって、前記機械の圧力制御を用いる、方法。
- 請求項1〜22のいずれか一項に記載の装置を制御する方法であって、前記機械の流量制御を用いる、方法。
- 請求項1〜22のいずれか一項に記載の産業用システムを制御する方法であって、前記流体作動機械のフィードフォワード制御を用いる、方法。
- 請求項1〜22のいずれか一項に記載の産業用システムを制御する方法であって、前記流体作動機械の可変パワー制御または可変パワー制限制御を用いる、方法。
- 請求項1〜22のいずれか一項に記載の産業用システムを制御する方法であって、ピストンシリンダアセンブリを流体出力に動的に割当てることにより、機械動作中において各出力に割当てられた前記アセンブリの一部を変化させるステップを含む、方法。
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