JPH02503591A - 電動油圧制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電動油圧ガイドシステム 本発明は請求の範囲第１項乃至第１Ｏ項の各公知部に記載された型の方法及び装 置に関する。

共通の加圧流体源により複数個の目的物を調節するガイドシステム及びバルブは 数多く製造されており、いわゆる荷重検出機能を冑している。

負荷検出時に、駆動中の目的物の間において、供給コンジットつまり圧力フンジ ットから最高圧力を要する目的物に至る体積流れを調べる。これには油圧の高い 液と、数個の異なったバックバルブが使用される。感知された最高圧は圧力流体 源に戻され、その流体源を調節する。つまり同流体源において、戻り圧力と、バ ルブが通常２５バ一ル程度の圧力低下を伴って体積流れを調整するのに必要な圧 力とが調節される。従って、最高圧を要する目的物は、それ自体不必要なエネル ギー損失を帯びた他の目的物に似たものである。電動油圧ガイドシステムでは最 高圧が電気式圧カドランスミツターで選択、測定される。目的物のそれぞれは各 加圧方向に少なくとも１個のトランスミツター、即ち複動シリンダー及びモータ ー用の２個のトランスミツター、かつ加圧流体源からバルブまでの供給コンジッ ト上に位置する少なくとも１個のトランスミツターを具備しなければならない。

電気式圧カドランスミツターはバックバルブを基本とした完全油圧装置よりも高 コストで信頼性が低いので、現在では後者の油圧装置が主流となっている。

荷重検出システム及び電動油圧システムは、従来のガイドシステムよりもコスト が高いので、要求性能が比較的高い場合に用いられている。その荷重検出システ ムは期待したほど急速には開発されず、シェアも低いものであって。その理由は 多分に高コストに見合う利点が考慮されなかったことによる。

電動油圧ガイドシステムの開発は急速に進み、市場占有率を高めている。自動化 、制御性や安全性の高い要求により、位置決めの容易なトランスミツターを備え た電動油圧システムの開発に拍車がかかっている。

マイクロプロセッサ−及び加圧、位置決めに適したトランスミツターの出現によ って、機能及びコストに関して一歩向上したガイド技術が可能になった。電動油 圧ガイドシステムの比較的広汎な開発は、主としてマイクロセッサー及びトラン スミツターへの使用による全く新しい条件に適合した原理及びコンポーネントを 生み出すよりも、従来の電動油圧コンポーネントの改良や電動油圧液使用の原理 に向けられてきた。

本発明は加圧流体源により複数の目的物を電動油圧によって調節する方法及び装 置に係り、例えば最少圧力増加による荷重検出、最少トランスミツター数の経済 的な構造を有するマイクロプロセッサ−の位置調整及び信号処理の能力、高度に 簡素化した電動油圧コンポーネント及びエレメントの結合を可能にしている。本 発明は従来の調節原理或いはコンポーネントを改良するのではなく、位置決め、 調節速度及び加速度を調節可能にした電動油圧の新規な概念を提供する。

本発明は更に、既存の電気式圧カドランスミツターの併用によって圧力、即ち力 或いはモーメントを柔軟に調節できるものである。

本発明は位置トランスミツターを有し、これらのトランスミツターが効率的で信 頼できる調節システムに必要な自明の条件であることから、同トランスミツター を本発明の方法や装置から除くことは不可能であって、十分な調節システムのた めの条件である。他のトランスミツターは該調節システムでは同じ条件とはなら ない。

所定の圧カドランスミツターを効果、モーメント、力等を測定するために使用さ れなければならないが、これらのトランスミツターは限界範囲を有している。従 って、本発明は最高圧を有する該目的物の所要以上に圧力を増大せずに加圧流体 源及び目的物を共作動させるために、主として目的物の位置トランスミツターの み必要とする方法及び装置を提供する。

本発明の簡便で低コストのガイドシステムは３種類の測定を組み合わせて使用さ せる。

最初に、目的物の位置を測定し、その測定値を電子システムに戻して該目的物の 速度及び加速度を計算する。

次に各目的物を調節するバルブは入力信号を用いて加圧流体源容量の限界以上の 体積流れ、即ち各モーメントで共通の供給コンジットを経て目的物に供給できる 体積流れ以上の量を絶対に調節できない。

更に、加圧流体源を各モーメントの圧力増加を避けるために調整しなければなら ず、該目的物のバルブによって供給コンジットから目的物まで調節する量より少 量の体積流れを供給コンジットに送る。最高圧を有する目的物を調整するバルブ は、このような場合調節しようとする体積流れを受は入れできない。

そのバルブは比較的大きく開放され、バルブの圧力は低下し、供給コンジットは 低システム圧力を有するようになる。

位置調節はある種類の位置トランスミツターを必要とし、良好な電動油圧ガイド システムは通常実行可能な運動の調節に限って構成されているので、これらの２ 種類の条件は通常では常に合致している。

加圧流体源の調節はガイドシグナルの増加或いは減少によって行なわれる。これ らのガイドシグナルの情報は該目的物の位置トランスミツターから、すなわち該 目的物の位置、速度及び加速度に関する情報から伝わるものである。電子システ ムは各目的物の速度を記録し加速させ、かつ各目的物に適用できるなテストポイ ントを記録し増加させる。

該加圧流体源は送出体Ｍ量の増減を調節し、従って送出体積量は各目的物のバル ブが調節しようとする速度を全ての目的物に与える体積量よりも少量である。本 発明によって、特別な圧力検出手段を有さず、代わりに該目的物のバルブの比較 的低い圧力降下によって直接最高圧を所要とする該目的物に供給コンジットの圧 力を調節する装置及び方法が提供されている。最高圧を所要とする該目的物の調 節は該加圧流体源によってこのように最初に調節されるものである。該目的物の バルブは常に入カシグナルが示すバルブ方向への目的物速度の調節を試みる。

該目的物が所要とする最高圧がある低い圧力に変わる場合、目的物のバルブは加 圧流体源から調節を引き継ぐ。従って本発明の装置及び方法においては特別な装 置は必要とせず、入手可能なほぼ完璧な荷重検出コンポーネントである。この機 能は該電子システムを用いて異なる目的物の速度の実測値と所定値を比較して実 行されるものである。従って、目的物及び加圧流体源の荷重検出と共作動による コストは非常に低い。

全ての電動油圧ガイドシステムでは、該加圧流体源が供給コンジットに供給でき るよりも多量の該供給コンジットからの総体積流れの調節を試みる場合には、最 高圧を所要とする目的物の速度は減少するものである。該電子システムの希望速 度が該値に比例して減少される利点があり、従って全減少希望速度は常に該加圧 流体源の限界容量以下に目的物への体積流れを調節することに限定している。

該目的物が故障し、或いは希望体積流れや速度を調節できずに電動油圧ガイドシ ステム接続して使用する場合、目的物のバルブへの入力シグナルを制限して、該 シグナルを目的物の位置トランスミツターによって計算される目的物の速度の例 えば１２０％以上、或いは最少限の速度以上を許させないことは適切である。

該目的物が故障すると、該システムは最高システム圧力に上昇して稼動する。入 力シグナルを実際の目的物速度に減少させると、不必要なエネルギーの損失及び 容量の損失が避けられる。

該目的物からの体積流れの流出入をガイドするバルブは様々な方法で造られてい る。好ましくは、体積流れを目的物から戻りコンジットを経由させてタンクまで 測定する場合に、該バルブは入口側を閉じるように造られている。好ましくは、 更に該目的物から流出入する体積流れを調節して自動的に戻り体積流れよりも例 えば３０％高い目的物速度を与えるように調整しなければならない。この結果、 該目的物のバルブの不必要な圧力増加は避けられる。

従って、例えば荷重がリフトされる場合、即ち該目的物がエネルギーを吸収して モーターとして稼動する時には該バルブの速度は入口側で調整される。従って戻 りコンジットへの出口サイドでの圧力降下は低く、例えば荷重を下げる場合、即 ち該目的物がエネルギーを放出しポンプとして稼動している場合、出口側のバル ブの速度は調節される。流入される体積流れの出来るだけ大きい割合をバックバ ルブ、即ちアンチキャビテーシジンのバルブから放出できるものである。

本発明による方法及び装置において圧力や力はもちろん調節出来る。電気式トラ ンスミツターは圧力調節側の目的物に配されている。目的物のバルブは調節され 圧力が増加する場合には入口側が開き圧力を調節し、圧力が減少する場合には出 口側が圧力を調節する。

目的物の位置トランスミツターが該目的物の受は入れた体積流れを測定し、目的 物バルブへのインレットシグナルで電子ガイドシステムを併用して供給コンジッ トから目的物への体積流れを決定し、供給コンジットから目的物へ送る総体積流 れを正確かつ容易に計算する。体積流れメーターが供給コンジットの加圧流体源 の後に挿入される場合に、該供給コンジットが壊れたり、大きくリークする際の 最初の指示が得られる。電子システムの併用によって加圧流体源を自動的に急速 に閉じるポンプ遮断防護を得ることが可能である。

本発明は添付図面に照して詳細な説明を読めば理解できよう。

第１図はコンポーネントを装置に組み込んだ本発明による装置の略図であり、 第２図は第１図による装置の一部を変更した別の実施例の略図であり、 第３図は第１図による装置の他の一部分を変更した別の実施例の略図である。

第１図に示した実施例は外部インパルス発生ガイド装置ｌを有する。該ガイドは 例えばオペレータによって調節され希望値を電子ガイドシステム２に送信する。

このガイドシステム２は例えばクレーンを駆動させる多数の目的物を調節する。

このような２種類の目的物３及び４はＮ１図に示されている。ガイドシステム２ は電気セット装置６を経て加圧流体源５を調節する。

図示された実施例では、目的物３は直線型の油圧シリンダーであって位置トラン スミツターフ、電位差計、デジタルトランスミツター、或いは他の従来のトラン スミツターを備えている。

目的物３は加圧流体源５から圧力供給コンジット９に連結しタンク１１に通じる 戻りコンジット１０に連結させたバルブ８によって調節されるものである。目的 物４は回転型であって、位置トランスミツター１２を備え供給コンジット９及び 戻りコンジット１０に連結されたバルブ１３によって調節されるものである。目 的物３．４及び他の図示されていない目的物は供給コンジット９と戻りコンジッ ト１０に並列に連結されている。ガイドシステム２は外部のガイド装置】から希 望の運動に関するシグナルを受は入れる。このガイドシステム２は外部のガイド 手段１から希望する運動のシグナルを受は入れ、必要ならば以下のレベルまで順 次シグナルを減少させるものである。即ち加圧流体源がバルブ８及び１３によっ て調節される目的物３及び４へのアウトプットシグナルによって低速度で運動を 調節できるレベルである。

同時にガイドシステム２はセット装置６を経て加圧流体源５を調節し、供給コン ジット９から該目的物３及び４までの該バルブ８及び１３が調整しようとする体 積流れよりも低量である体積流れを供給コンジット９に供給している。

加圧流体源５の調節は位置トランスミツターフ及び１２からの情報及びバルブ８ 及び１３に伝えられるインプットシグナルの総和によって位置トランスミツター フ及び１２からの情報によって計算できる速度を合計して行なわれる。ガイドシ ステムは位置トランスミツターフ及び１２であるように構成されている。目的物 ３及び４のバルブ８及び１３と加圧流体源５のセット装置６へのインプットシグ ナルによって速度と加速度を計算する。

バルブ８及び１３は好ましくは該バルブ８及び１３の圧力降下とは独立して、入 力シグナルに多少比例する体積流れを送るように構成されている。目的物及び加 圧流体源は位置トランスミツターからの情報によってのみ調節され、はぼガイド の結果を決定するのはトランスミツターの品質である。残りのコンポーネントは 比較的大きな欠陥を有しても全ての結果に影響を与えない。従って該装置は全く 新しい非摩耗及び使用された状態で効率よく稼動するものである。

加圧流体源５は好ましくは可変リセットポンプ或いはシャントバルブを備えた固 定ノンリセットポンプであって、該ノンリセットポンプはセット装置６を経て供 給コンジット９から戻りコンジット１０までの好ましくない体積流れをシャント するものである。

位置トランスミツターフ及び１２は多くの方法、例えば電位差計或いは他の全て の電子装置で構成されている。位置トランスミツターは該目的物の一側部に流出 入する体積をシ］る体積メータとして使用でき、該目的物の位置、速度及び加速 度を計算するものである。体積メータによる測定は電気トランスミツターには好 ましくない危険な環境で特に使用される。低コストかつ精密に体積メータ或いは トランスミツターが造られている場合には、総電気位置トランスミツターと換え られるものである。

第２図には第１図による位置トランスミツターの代わりに体積メータ１４を有す る変更例が示されている。目的物３はピストンシリンダー装置として構成され、 体積メータ１４は該シリンダー及びトランスミツターＩ６を備えた方向バルブ１ ５の間に配されている。

第３図には体積メータ１７が加圧流体源５の後の供給フンジット９に配置され、 体積メータ１７がガイドシステム２に連結される実施例を示している。従って供 給コンジット９のホースが裂ける等の漏れが生じる場合には直ちに表示が得られ る。

加圧流体源５から送出される体積流れは測定され、ガイドシステム２に戻されて 供給コンジットからタンク１１に送られた全体積流れの総和と比較されるもので ある。各目的物３，４の測定値としては位置トランスミツターフ、１２．１４に よる位置測定から計算できる体積流れが役立つ。或いは、例えば１０％低い他の 値を有する場合に該バルブ８．１３．１５のガイドシグナルに比例する供給コン ジットから目的物への流れに属する体積流れが役立つ。

電子ガイドシステム２の実現に要する技術は既知であり、例えば数値制御構成装 置とロボット及び数多の土木及び軍事用途における電子ガイドシステムに広く使 用されている。本発明による装置は更に、例えばメモリ機能等を備え、機械をガ イドして自動的に動きを記録、実行、繰り返すとともに、例えば許容、非許容可 動フィールド及びモードを決めるものである。各目的物をセットでき、かつリセ ットできる許容、非許容可動フィールドが与えられる他に、該許容７アールドは 位置毎に速度を最終位置方向に順次減少する最高速度を与えられ、加速度及び動 的な力を最大にさせるものである。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕所定の装置に連結され、かつ圧力流体により作動される目的物（３，４） を、バルブ手段（８，１３，１５）を介して一度に１個または数個同時に電動油 圧的に調整する方法であって、該バルブ手段が圧力流体源（５）からの圧力コン ジット（９）に平行に接続され、戻りコンジット（１０）がタンク（１１）に接 続され、該加圧流体源及びバルブが外部インパルス発生ガイド（１）により作動 自在な電子ガイドシステム（２）からのインブットシグナルを受け入れ、該バル ブに至る圧力コンジットの体積流れを十分に維持し、作動された各目的物が各バ ルブヘのインブットシグナルによる目的物速度の例えば１０％以上を下回らない ように所要体積流れを受け入れ、エネルギー吸収目的物を測定後に圧力コンジッ トの圧力が各回に加圧流体源から圧力コンジット及び比較的開放されたバルブを 経て最高圧力を所要とする目的物までの流れにまさる量で作動された目的物の最 高圧必要条件を決して越えないように調節されていて、各回の目的物（３，４） の調節は以下の組み合わせによって生じる。 即ち加圧流体源（５）へのインブットシグナル及び上記外部ガイド（１）から希 望されたインブットシグナル或いは実際の加圧流体源及び体積流れを考慮して達 成できる電子ガイドシステム（２）からの限定されたインブットシグナルを受信 する各バルブ（８，１３，１５）と、加圧流体源（５）から上記バルブ（８，１ ３，１５）を経て目的物（３，４）までの流れる体積流れと、全ての上記バルブ の全インブットシグナルによって全体積流れを常に加圧流体源がインブットシグ ナルで圧力コンジット（９）に送出するよりも少量多くさせ、各場合に量高圧を 所要とする目的物のバルブに送出するインブットシグナルが調節するよりも低い 体積流れを最高圧を所要とする目的物に供給されるので、該バルブ手段のインブ ットシグナルの総和は加圧流体源がその入力シグナルによって調節されて、圧力 コンジット（９）に送出するよりも多いが常に少量である総体積流れを調節し、 結果として各場合に最大圧を必要とする目的物はこの目的物のバルブヘの入力シ グナルが調整を試みるよりも低い体積流れを供給され、回転或いは直線運動であ っても測定され測定値が電子ガイドシステムに戻される各目的物（３，４）の位 置とから成ることをことを特徴とする電動油圧ガイドシステム。 〔２〕圧力コンジット（９）から各目的物（３，４）までの体積流れが該目的物 の該バルブ（８，１３，１５）へのインブットシグナルによって調整され、該体 積流れを各モーメントの速度の例えば最大１２０％を越えない速度に調整される ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 〔３〕目的物（３，４）の該バルブ（８，１３，１５）が圧力コンジット（９） から該目的物への体積流れよりも高速度の該目的物から戻りコンジット（１０） までの体積流れを常に調節することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法 。 〔４〕エネルギー吸収目的物（３，４）の場合に速度が圧力コンジット（９）か ら目的物への流れによって決定され、目的物から戻りコンジット（１０）までの 流れによって上記バルブ（８，１３，１５）が例えば３０％高く目的物速度を調 節することを特徴とする請求の範囲第１乃至３項のいずれか１項に記載の方法。 〔５〕エネルギー放出目的物（３，４）の場合に速度が目的物から戻りコンジッ ト（１０）までの流れによって決定され、圧力コンジット（９）から目的物まで の流れによって上記バルブ（８，１３，１５）が完全に流れを阻止し、例えば目 的物の速度を３０％以下に最大限調節することを特徴とする請求の範囲第１乃至 ３項のいずれか１項に記載の方法。 〔６〕インパルス放出ガイド（１）の所要の運動及び速度が加圧流体源（５）か ら目的物（３，４）までの体積流れの限定されたアクセスの割合に比例して達成 成されることを特徴とする請求の範囲第１項から第５項のいずれか１項に記載の 方法。 〔７〕加圧流体源（５）からの放出体積流れが測定され、該測定値が圧力コンジ ット（９）から目的物（３，４）までの全ての体積流れの総和と比較するために 電子ガイドシステム（２）に戻されることを特徴とする請求の範囲第１乃至第６ 項のいずれか１項に記載の方法。 〔８〕前記装置を調節するために目的物（３，４）を連結させた該装置は各目的 物の運動の限界に相当する位置、速度、加速度のいずれかの組み合わせの限界を 有することを特徴とする請求の範囲第１乃至７項のいずれか１項に記載の方法。 〔９〕各目的物（３，４）が全てのその可動フィールドで位置毎に一定の長大許 容加速度を越えない長大許容速度を与えられることを特徴とする請求の範囲第１ 項乃至８項のいずれか１項に記載の方法。 〔１０〕−度に１個或いは同時に数個加圧流体によって作動され装置に連結され る目的物（３，４）の運動を電動油圧を用いて調節し、加圧流体源（５）、該加 圧流体源（５）から目的物（３，４）までの圧力コンジット、目的物（３，４） からタンク（１１）までの戻りコンジット（１０）、目的物、圧力コンジット（ ９）及び戻りコンジット（１０）の間に夫々位置しこれらのコンジットに平行し て連結される各目的物（３，４）のバルブ（８，１３，１５）、各目的物（３， ４）の位置トランスミッター（７，１２，１４）、インブットシグナルを前記ガ イドユニットに送出するためにインパルス放出手段（１）を連結させ、加圧流体 源（５）及びバルブ（８，１３１５）を前記ガイドユニットから前記流体源及び バルブヘインブットシグナルを送るために接続させ、前記位置トランスミッター （７，１２，１４）を前記ガイドユニットを経て入力信号用に前記ガイドユニッ トに接続させる電子ガイドユニット（２）から成るとともに、 前記バルブ（８，１３，１５）への圧力供給コンジット（９）の体積流れを十分 に大きく維持し夫々の作動された目的物（３，４）に所要の体積流れを供給して 夫々のバルブヘのインブットシグナルが求める目的物の速度が制限量の例えば１ ０％以上を下回らないように調節し、エネルギー吸収目的物を調節後に圧力供給 コンジット（９）の圧力を圧力コンジット及び比較的開放されたバルブを経て加 圧流体源から最高圧力を要求する目的物までの流れ以上の量で作動させた各場合 の目的物の最高圧力要求を決して越えないように配された加圧流体源（５）のセ ット装置（６）を有する装置であって、 前記ガイドユニット（２）を加圧流体源（５）のセット装置（６）及び各バルブ （８，１３，１５）に希望インブットシグナル、或いは実際の制限及び加圧流体 源の体積流れを考慮して達成できる制限されたインブットシグナルを送出するよ うに配され、加圧流体源（５）の上記セット装置（６）が圧力供給コンジット（ ９）及び上記バルブ（８，１３，１５）を経て体積流れを調節し、上記バルブか らの全インブットシグナルの総和が総体積流れを該加圧流体源が入力シグナルで 圧力供給コンジットに送出するように調節する量よりも少量多く調節し、従って 各々の場合に最高圧を要する目的物（３，４）にこの目的物バルブヘのインブッ トシグナルが調節しようとする低体積流れが供給され、かつ該位置トランスミッ ター（７，１２，１４）が各目的物（３，４）の位置を測定し、該測定値を上記 ガイドユニット（２）に戻すために配されることを特徴とする装置。