KR20120051722A

KR20120051722A - Hydraulic power module

Info

Publication number: KR20120051722A
Application number: KR1020127005012A
Authority: KR
Inventors: 마이클 제이. 세비온; 마이클 에이. 클라이어; 토드 에이. 도머; 니콜라스 디. 롱; 케빈 에이. 무어; 마크 제이. 브루데볼드; 윌리암 씨. 쉐레
Original assignee: 그라코 미네소타 인크.
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2010-07-27
Publication date: 2012-05-22
Also published as: JP2013501196A; CN102472301A; BR112012001418A2; CN102472301B; JP5843290B2; AU2010276482A1; RU2012105643A; MX2012001217A; IN2012DN01705A; EP2459886A1; AU2010276482B2; WO2011014486A1; US20120121439A1

Abstract

유압력 모듈(10)은, 1) 유압유를 정확한 영역으로 전달하는 유압 매니폴드(12), 2) 유압유(16)를 포함하는 유압 저장부(14), 3) 유압 펌프(18), 4) DC 서보 모터(20), 5) 방향 밸브(22), 6) 냉각 시스템(24), 7) 일체형 필터 하우징(26) 및 8) 전자 장치들 - DC 서보 모터(20)를 제어하는 모터 제어부(28)로 구성된다.The hydraulic force module 10 includes 1) a hydraulic manifold 12 for delivering hydraulic oil to the correct area, 2) a hydraulic reservoir 14 including hydraulic oil 16, 3) a hydraulic pump 18, 4) DC servo motor 20, 5) directional valve 22, 6) cooling system 24, 7) integrated filter housing 26 and 8) electronics-motor control unit for controlling DC servo motor 20 ( 28).

Description

Hydraulic force module {HYDRAULIC POWER MODULE}

본 발명은 유압력 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic force module.

본 출원은 2009년 7월 29일에 출원된 미국 출원 제61/229,298호를 기초로 우선권을 주장하고 상기 미국 출원의 내용은 참조로서 본원에서 도입된다.This application claims priority based on US application 61 / 229,298, filed on July 29, 2009, the contents of which are incorporated herein by reference.

유체 제공을 제어하는 유압력 모듈 및 다른 장치는 매우 잘 알려져 있다.Hydraulic force modules and other devices for controlling fluid delivery are very well known.

본 발명의 목적은, 제어를 과감하게 개선시키고, 기계 장치의 수명을 증가시키고, 간단한 설계를 사용하고, 전력 소비를 감소시키고, 냉각 요건을 감소시키고 노이즈 레벨을 감소시킬 수 있는 유압력 모듈을 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a hydraulic power module that can drastically improve control, increase the life of a machine, use a simple design, reduce power consumption, reduce cooling requirements and reduce noise levels. It is in doing it.

본 발명의 유압력 모듈은, 1) 유압유(hydraulic fluid)를 정확한 영역으로 전달하는 유압 매니폴드(hydraulic manifold), 2) 유압유가 들어있는 유압 저장부, 3) 유압 펌프, 4) DC 서보 모터(servo motor), 5) 방향 밸브, 6) 냉각 시스템, 7) 일체형 필터 하우징 및 8) 전자 장치들 - DC 서보 모터를 제어하는 모터 제어부로 구성된다.The hydraulic force module of the present invention comprises: 1) hydraulic manifold for delivering hydraulic fluid to the correct area, 2) hydraulic reservoir containing hydraulic oil, 3) hydraulic pump, 4) DC servo motor ( servo motor), 5) directional valve, 6) cooling system, 7) integrated filter housing and 8) electronics-motor control unit for controlling the DC servo motor.

유압력 모듈(HPM)은 유압유를 공급하여 유압 실린더(들)의 다양한 구성부를 작동시키도록 동작한다. DC 서보 모터는 유압 매니폴드를 통하여 유압 펌프에 직접 연결된다. 모터가 회전할 시에, 펌프는 유압유가 매니폴드를 통하여 방향 밸브로 전달되도록 한다. HPM은 유압 실린더의 양 측면으로 흐름을 전환시키도록 방향 밸브에게 신호를 전송한다.The hydraulic force module (HPM) operates to supply hydraulic oil to operate various components of the hydraulic cylinder (s). The DC servo motor is directly connected to the hydraulic pump through the hydraulic manifold. As the motor rotates, the pump allows hydraulic oil to be delivered through the manifold to the directional valve. The HPM sends a signal to the directional valve to divert the flow to both sides of the hydraulic cylinder.

센서(예: 유체 라인의 유량계, 유압 실린더에 결합된 선형 트랜스듀서(linear transducer) 등)와 함께, HPM은 유압 실린더의 피스톤의 속도를 정확하게 제어하는 비율로 유압유를 제공한다. HPM은 또한 유압 실린더 피스톤의 위치가 대향력(opposing force)에 대해 이동이 없도록 유지시킬 수 있다. 이는 정확한 유량(flow rate) 또는 일정한 동압 및 정압(constant dynamic and static pressures)을 생성한다.Together with sensors (eg flow meters in fluid lines, linear transducers coupled to hydraulic cylinders, etc.), HPM provides hydraulic oil at a rate that accurately controls the speed of the pistons in the hydraulic cylinders. The HPM can also keep the position of the hydraulic cylinder pistons free from movement against opposing forces. This produces an accurate flow rate or constant dynamic and static pressures.

본 발명의 시스템에는 다수의 이점이 있고, 본 발명의 시스템은 예를 들면, DC 서보 모터 및 모터 제어기를 사용함으로써 제어를 극적으로 증가시킨다. 또 다른 결과로서, 시스템 기계 장치의 수명은 개선되는데, 어떠한 흐름도 요구되지 않을 시에 모든 부분들의 이동이 멈춰 마모가 적어질 수 있다는 점에서 그러하다.The system of the present invention has a number of advantages, and the system of the present invention dramatically increases control by using, for example, a DC servo motor and a motor controller. As a further consequence, the life of the system mechanism is improved, in that, when no flow diagram is required, the movement of all parts can be stopped, resulting in less wear.

본 발명은 어떠한 흐름도 요구되지 않을 시에 흐름이 멈추도록 함으로써, 유압 냉각 요건을 감소시킨다.The present invention reduces hydraulic cooling requirements by allowing flow to stop when no flow diagram is required.

본 발명은 통상적인 AC 파워 팩 시스템(power pack systems)에 비해 간단한 기계 장치의 설계를 만들어 낸다. HPM의 동적 응답은 어큐뮬레이터들(accumulators)의 필요성을 제거한다.The present invention creates a simple mechanical design compared to conventional AC power pack systems. HPM's dynamic response eliminates the need for accumulators.

HPM 제어는 제로 속도(zero speed)로 완전한 토크 출력(full torque output)을 가능케 한다. 이는 시스템이 흐름에 대한 요청에 거의 즉각적으로 응답하도록 한다(압력이 만들어지는 동안 지연이 없음). HPM의 동적 응답은 시스템 변화의 보상을 가능케 하여, 유압력 모듈이 보다 일정한 압력을 생성하도록 하거나, 그리고/또는 통상적인 AC 기술보다 흐름이 더 양호하도록 한다. HPM 제어는 압력의 변화를 가능케 하고, 기계 장치의 조정이 없이도 흐름을 가능케 한다(압력 보상 펌프들, 덤프 밸브들(dump valves) 등). HPM은 토크 모터, 속도 및 위치를 제어하고, 통상적인 AC 파워 팩은 단지 개선된 제어를 이루어내는 속도만을 제어한다.HPM control enables full torque output at zero speed. This allows the system to respond almost immediately to a request for flow (no delay while pressure is being created). The dynamic response of the HPM enables compensation of system changes, allowing the hydraulic force module to generate more constant pressure and / or better flow than conventional AC technology. HPM control enables changes in pressure and flow without adjustment of machinery (pressure compensation pumps, dump valves, etc.). The HPM controls the torque motor, speed and position, and conventional AC power packs only control the speed at which improved control is achieved.

노이즈 레벨은 통상적인 AC 파워 팩 설계보다 낮다. 설계 및 제어 그 자체로 파워 소비가 감소되도록 한다. 시스템은 필요한 근거에 따라 단지 에너지를 사용할 수 있다. 선형 트랜스듀서에 기반한 폐쇄형 루프 흐름 제어(closed loop flow control)는 비용이 낮은 지점에서 균등한 제어를 제공한다. 알고리즘은 유압 펌프를 이용하여 작동될 것이다. 새로운 압력 및/또는 흐름이 필요할 시에, 펌프를 간단하게 대체할 수 있다.The noise level is lower than conventional AC power pack designs. The design and control itself allows for reduced power consumption. The system can use energy only on the basis of the need. Closed loop flow control based on linear transducers provides even control at low cost points. The algorithm will work using a hydraulic pump. When new pressures and / or flows are needed, the pump can simply be replaced.

본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 도면과 함께 다음의 설명으로부터 명확하게 나타날 수 있고, 도면에서 동일한 참조 기호들은 여러 도면을 통하여 동일하거나 유사한 부분을 언급한다.The objects and advantages of the present invention will be apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to the same or similar parts throughout the several views.

도 1은 본 발명의 HPM의 전면도이다.
도 2는 본 발명의 HPM의 후면도이다.
도 3은 저장부가 제거된 본 발명의 HPM의 펌프를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 HPM의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 HPM의 유체 회로도의 개략도이다.1 is a front view of the HPM of the present invention.
2 is a rear view of the HPM of the present invention.
Figure 3 shows the pump of the HPM of the present invention with the reservoir removed.
4 is a schematic diagram of the HPM of the present invention.
5 is a schematic diagram of a fluid circuit diagram of the HPM of the present invention.

본 발명의 유압력 모듈(10)은, 1) 유압유를 정확한 영역으로 전달하는 유압 매니폴드(12), 2) 유압유(16)가 들어있는 유압 저장부(14), 3) 유압 펌프(18), 4) DC 서보 모터(20), 5) 방향 밸브(22), 6) 냉각 시스템(24), 7) 일체형 필터 하우징(26) 및 8) 전자 장치들 - DC 서보 모터(20)를 제어하는 모터 제어부(28)로 구성된다.The hydraulic force module 10 of the present invention comprises: 1) a hydraulic manifold 12 for delivering hydraulic oil to the correct area, 2) a hydraulic reservoir 14 containing hydraulic oil 16, and 3) a hydraulic pump 18. 4) DC servo motor 20, 5) directional valve 22, 6) cooling system 24, 7) integrated filter housing 26 and 8) electronics-to control DC servo motor 20 It consists of a motor control part 28.

유압력 모듈(HPM)(10)은 유압유(16)를 공급하여 유압 실린더(들)(30)의 다양한 구성부를 작동시키도록 동작한다. DC 서보 모터(20)는 유압 매니폴드(12)를 통하여 유압 펌프(18)에 직접 연결된다. 모터(20)가 회전할 시에, 펌프(18)는 유압유(16)가 매니폴드(12)를 향하여 방향 밸브(22)로 전달되도록 한다. HPM(10)은 유압 실린더(30)의 양 측면으로 흐름을 전환시키도록 방향 밸브(22)에게 신호를 전송한다. The hydraulic force module (HPM) 10 operates to supply hydraulic oil 16 to actuate various components of the hydraulic cylinder (s) 30. The DC servo motor 20 is directly connected to the hydraulic pump 18 via the hydraulic manifold 12. As the motor 20 rotates, the pump 18 causes the hydraulic oil 16 to be delivered to the directional valve 22 towards the manifold 12. The HPM 10 sends a signal to the direction valve 22 to divert the flow to both sides of the hydraulic cylinder 30.

센서(32)(예: 유체 라인의 유량계, 유압 실린더에 결합된 선형 트랜스듀서(34) 등)와 함께, HPM(10)은 유압 실린더(30)의 피스톤 속도를 정확하게 제어하는 비율로 유압유(16)를 제공한다. HPM은 또한 유압 실린더(30)의 피스톤의 위치가 대향력(opposing force)에 대해 이동이 없도록 유지시킬 수 있다. 이는 정확한 유량 또는 일정한 동압 및 정압을 생성한다.With sensors 32 (eg, flow meters in fluid lines, linear transducers 34 coupled to hydraulic cylinders, etc.), HPM 10 provides hydraulic oil 16 at a rate that accurately controls the piston speed of hydraulic cylinder 30. ). The HPM can also keep the position of the piston of the hydraulic cylinder 30 free of movement against opposing forces. This produces accurate flow rates or constant dynamic and static pressures.

다양한 변화 및 변형이 다음의 청구항에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 권리 범위 및 기술 사상을 벗어남 없이 유압력 모듈로 구현될 수 있다는 것을 고려해볼 수 있다.It is contemplated that various changes and modifications may be implemented in the hydraulic force module without departing from the scope and spirit of the present invention as defined by the following claims.

Claims

A hydraulic power module for controlling at least one hydraulic cylinder,
The hydraulic cylinder is:
A hydraulic manifold for delivering hydraulic oil;
A hydraulic reservoir containing hydraulic oil;
Hydraulic pump;
DC servo motor;
Directional valve;
Cooling system; And
Hydraulic power module comprising a motor control unit for controlling the DC servo motor.

The method of claim 1,
The hydraulic force module further comprises an integrated filter housing.

The method of claim 1,
The motor control unit, the hydraulic force module, characterized in that to maintain the pressure under the condition that there is no rotation of the motor flow.