用于操控液压阀装置的方法以及液压阀装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103671332 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103671332 A (21)申请号 201310387173.9 (22)申请日 2013.08.30 102012017207.9 2012.08.31 DE F15B 13/044(2006.01) F15B 21/08(2006.01) F15B 21/02(2006.01) G05D 7/06(2006.01) (71)申请人 罗伯特博世有限公司 地址 德国斯图加特 (72)发明人 A. 科克曼 H. 梅林 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 梁冰。

2、 杨国治 (54) 发明名称 用于操控液压阀装置的方法以及液压阀装置 (57) 摘要 本发明涉及一种用于操控一液压阀装置 （100）的方法， 所述液压阀装置 （100）具有液压 的连续阀 （110）和液压的开关阀 （120）以提供 可变的开启横截面， 其中预先确定一开启横截面 阈值， 其中高于所述开启横截面阈值时使开关阀 （120） 处于固定的开关位置中而仅操控所述连续 阀 （110） ， 且其中低于所述开启横截面阈值时使 连续阀 （110） 处于固定的开关位置中而仅操控所 述开关阀 （120） 。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 3 页 附图 2 页 。

3、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103671332 A CN 103671332 A 1/2 页 2 1. 用于操控一种液压阀装置 （100） 的方法， 所述液压阀装置 （100） 具有液压的连续阀 （110） 和液压的开关阀 （120） 以提供可变的开启横截面， 其中预先确定一种开启横截面阈 值， 其中高于所述开启横截面阈值时使所述开关阀 （120） 处于固定的开关位置中而仅操控 所述连续阀 （110） ， 且 其中低于所述开启横截面阈值时使所述连续阀 （110） 处于固定的开关位置中而仅操控 所述开。

4、关阀 （120） 。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中低于所述开启横截面阈值时关闭所述连续阀 （110） 而仅操控所述开关阀 （120） ， 以及其中高于所述开启横截面阈值时关闭所述开关阀 （120） 而仅操控所述连续阀 （110） 。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的方法， 其中低于所述开启横截面阈值时以弹道方式操控 所述连续阀 （110） 。 4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其中所述连续阀 （110） 设计为具有正的覆 盖的连续阀， 以及其中与所述正的覆盖的程度相关地预先确定所述开启横截面阈值。 5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其中提供一种可变的体积。

5、流量并预先确定 一种体积流量阈值。 6. 计算单元 （130） ， 所述计算单元被设置用于执行根据前述权利要求中任一项所述的 方法。 7. 液压阀装置 （100） ， 所述液压阀装置 （100） 具有液压的连续阀 （110） 和液压的开关阀 （120） 以提供可变的开启横截面， 以及具有根据权利要求 6 所述的计算单元 （130） 。 8.根据权利要求7所述的液压阀装置 （100） ， 其中所述液压的连续阀 （110） 和所述液压 的开关阀 （120） 并联连接。 9. 根据权利要求 7 或 8 所述的液压阀装置 （100） ， 其中所述计算单元 （130） 设置用于， 由用于所述液压阀装置 。

6、（100） 的操控信号产生一种用于所述连续阀 （110） 的第一操控信号 以及一种用于所述开关阀 （120） 的第二操控信号。 10. 根据权利要求 9 所述的液压阀装置 （100） ， 其中用于所述液压阀装置的所述操控信 号是一种预先确定一额定开启横截面或者一额定体积流量的、 模拟的流量值或电压值。 11.根据权利要求9或10所述的液压阀装置 （100） ， 其中用于所述连续阀 （110） 的所述 第一操控信号是一种预先确定一额定开启横截面或者一额定体积流量的、 模拟的流量值或 电压值。 12. 根据权利要求 9、 10 或 11 所述的液压阀装置 （100） ， 其中用于所述开关阀 （12。

7、0） 的 所述第二操控信号是一种预先确定一开关状态的、 数字的流量值或电压值。 13. 液压机器 （10） ， 所述液压机器具有 ： 用于液压流体的压力源 （20） ； 根据权利要求 7 至 12 中任一项所述的液压阀装置 （100） ； 以及液压成套组件 （40） ， 通过所述液压阀装置 （100） 来操控利用液压流体对所述液压成套组件 （40） 的加载。 14. 具有程序编码机构的计算机程序， 当在特别是根据权利要求 6 所述的计算单元上 执行所述程序编码机构时， 所述程序编码机构促使所述计算单元执行根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的方法。 15. 具有存储在其上的计算机程序的、 机。

8、器可读的存储器介质， 所述计算机程序具有程 权 利 要 求 书 CN 103671332 A 2 2/2 页 3 序编码机构， 当在计算单元上执行所述程序编码机构时， 所述程序编码机构促使所述计算 单元执行根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的方法。 权 利 要 求 书 CN 103671332 A 3 1/3 页 4 用于操控液压阀装置的方法以及液压阀装置 技术领域 0001 本发明涉及一种用于操控一液压阀装置的方法以及液压阀装置。 背景技术 0002 在液压系统中使用连续阀 （Stetigventil） ， 例如像比例阀， 其开启横截面 （例如通 过施加模拟的操控信号） 基本上可连续调节。

9、。例如使用连续阀以便控制或者调节液压活塞 的位置、 速度和 / 或流体压力。然而， 连续阀的缺点在于， 利用大的花费才能精确地调节极 小的开启横截面， 因为在该范围内在操控信号和开启横截面之间的联系很大程度上是非线 性的。因此例如小的和 / 或缓慢的活塞运动的精确的预定值 （Vorgabe） 花费相对较大。 0003 因此值得追求的是， 给出一种可行方案， 以便利用阀装置能够尽可能精确地既调 节大的也调节小的开启横截面。 发明内容 0004 根据本发明， 提出了具有独立权利要求所述的特征的、 一种用于操控一阀装置的 方法以及一种阀装置。有利的设计方案是从属权利要求以及随后的说明的主题。 000。

10、5 本发明基于这样的认识， 当下述两个阀的优点如此组合起来使得能在整个可能的 范围上特别是从 0% 至 100% 极精确地调节一种开启横截面时， 具有连续阀和开关阀的阀装 置能特别有利地用于操控或调节位置、 速度和 / 或流体压力。在此， 基本上在超过一种阈值 （例如多于 10%） 时， 使用用于大的开启横截面的连续阀 ； 而直至所述阈值时使用用于小的开 启横截面的开关阀。 在这种情况下， 另一个阀分别失灵或者说不起作用， 也就是说当并联线 路闭合且当串联线路断开时。 从而伴随着用于小的开启直径的连续阀存在的缺点可以通过 使用用于该范围的开关阀而克服。一种比例 - 方向阀 （Proportio。

11、nal-Wegeventil） 特别适 合用作连续阀， 一种方向 - 中心阀 （Wege-Sitzventil） 特别适合用作开关阀。如果阀装置 提供恒定的液压压力， 也可以考虑用体积流量来替代所述开启横截面。 0006 本发明在制造机器中显示出特殊的优点。 在此， 为了优化循环时间， 大多以快速横 动/低速行程-速度分布图来进行工作， 也就是说， 尽可能快地 （也就是说， 以大的开启横截 面 ： 高动力、 高速度 - 例如 1m/s） 驶过加工位置， 且随后以大的精度 （也就是说， 小的开启横 截面 ： 低动力、 低速度 - 例如 10m/s） 执行加工过程 （例如压制、 钻孔等等） 本身。。

12、对于该应 用领域来说， 必须为快速运动实现大的体积流量， 以及为所述精度调节出极小的体积流量， 根据本发明的解决方案特别适合于此。 0007 优选以弹道方式运行该开关阀， 例如像在 EP 2 431 640 A2 中所描述的那样。由 此可以极精确地调节小的开启横截面或小的体积流量。 0008 所述阀装置合适地具有一种操控电路， 该操控电路与作为操控信号的输入信号 （以便例如预先确定从 0% 至 100% 的开启横截面） 相关地产生与使用的阀相匹配的输出信 号， 也就是说， 特别是用于连续阀的模拟信号和用于开关阀的数字信号、 例如 PWM 信号。例 如所述操控电路可以借助于所存储的关联、 例如特。

13、征曲线而由输入信号产生输出信号。 说 明 书 CN 103671332 A 4 2/3 页 5 0009 如果使用了这种阀装置用于调节位置、 速度或流体压力， 则简单的比例调节 （P- 调节器 （Regler） ） 就够用了。可以省去像现有技术中那样对小值来说必要的、 具有积分 部分的比例积分控制 （PI-Regelung） 。这样显著地简化了所述操控。 0010 通过价廉的、 简单的连续阀和弹道式地被操控的开关阀的组合， 把两种技术的优 点联系起来， 并减少了缺点， 也就是说， 人们在小信号范围内也得到了高精确度， 在没有产 生干扰噪声 （对开关阀来说通常在大信号范围中出现上述产生噪声的情况。

14、） 的情况下得到 一种可变的速度调节， 且利用简单和稳定的调节就够用了。 0011 尤其优选使所述连续阀和开关阀并联地连接， 因为开关阀就必须设计为仅用于小 的流量， 则其在大流量时关闭。 因此所述开关阀可以设计为小的且重量轻的， 这样就允许迅 速的开关过程。在利用常见的组件 （6 个、 10 个和 16 个阀， 直接且被预控） 实现流量增大 （速 度增大、 大的缸的运行） 方面， 并联线路尤其提供了较大的使用范围和较大的灵活性。串联 线路同样可行， 然而此处要负担增大的液压花费 （组件块 （Block） 、 布管） ， 因为必须切断所 有连接件 （压力源或泵、 工作管路连接件和排气连接件） 。

15、， 例如通过 2/2 方向 - 中心阀。 0012 因为滑阀通常也表现出泄漏对温度的高度依赖性 （也就是说在温暖的状态下泄漏 大而在冷的状态下泄漏小） ， 则使用具有相对较大的正的覆盖 （positive berdeckung） （例 如至少 20%） 的滑阀作为连续阀是合适的。 0013 根据使用目的预先确定在所述连续阀和开关阀之间的切换点， 也就是说开启横截 面阈值或体积流量阈值。 在此还可以合适地考虑由阀装置供给的成套组件 （例如液压马达、 液压缸等） 的大小或死区容积， 是否所述成套组件本身被装备管件或装备软管， 和 / 或是否 所述阀装置直接地或者通过软管与成套组件连接。 0014 。

16、根据本发明的计算单元， 例如阀装置的控制器尤其在程序技术方面设置用于执行 一种根据本发明的方法。 0015 由说明书和附图得到本发明的其它优点和设计方案。 0016 当然， 在不脱离本发明的框架的情况下， 上文提到的和随后仍将阐述的特征不仅 能以分别给出的组合使用， 而且也能以其它组合或单独使用。 附图说明 0017 根据附图中的实施例示意性地描述本发明， 并在下文中参考附图详细地描述本发 明， 图 1 示意性地示出根据本发明的液压机器的优选的实施方案 ； 图 2 示意性地示出根据本发明的阀装置的优选的实施方案。 具体实施方式 0018 在图 1 中示意性地示出了一种液压机器 10， 其具有根。

17、据本发明的阀装置 100 的优 选实施方案。 液压机器10具有压力源20， 例如液压泵， 所述压力源从容器21对于液压流体 进行输送， 并输出至液压压力管路 22 中。该液压压力管路 22 与阀装置 100 的压力源连接 件 P 相连接。像常见的那样， 阀装置 100 还具有容器连接件 T 以及工作管路连接件 A 和 B。 0019 液压机器 10 还具有控制器或计算单元 30， 所述计算单元优选通过电操控信号 31 来操控所述阀装置 100。所述操控的结果是 ： 工作管路连接件 A 和 B 以相应的方式与连接 说 明 书 CN 103671332 A 5 3/3 页 6 件 P 和 T 连接。

18、， 从而相应地能利用液压流体来加载液压组件 40， 例如液压缸， 以便控制其运 动和 / 或速度。 0020 在图2中详细地示出了所述阀装置100。 根据本发明的优选的实施方案， 该阀装置 100 具有一连续阀 110 以及一开关阀 120， 根据此处示出的实施方案， 所述连续阀 110 以及 开关阀 120 并联连接。这表示， 供给连接件 P 和 T 以及工作管路连接件 A 和 B 分别并联连 接。阀装置 100 还具有一计算单元 130， 该计算单元接收被输入至其的操控信号 31 并换算 为适合于阀 110 和 120 的操控信号。 0021 操控信号 31 尤其可以是模拟的电压信号， 该。

19、电压信号是从 A 向 B 或者相反的体积 流量 Q 的额定值。如果阀装置 100 被供给恒定的液压压力， 则对体积流量的调节对应于对 开启横截面的调节。操控信号尤其可以是模拟的电压信号， 例如从 -10V 至 +10V。相应地， 体积流量 Q 可以从 -100%（也就是说从 B 向 A 的完整的体积流量） 至 +100%（也就是说从 A 向 B 的完整的体积流量） 。 0022 所述连续阀的特征在于， 其与模拟的或连续的操控信号 （也就是说，“0， .， 1” ） 相 关地具有可变的开启横截面， 所述操控信号在此作用在 a 和 b 处。开关阀的特征在于， 其与 数字或不连续的操控信号 （也就是。

20、说，“0” 或 “1” ） 相关地完全关闭或完全打开， 所述操控信 号在此作用在连接件 b 处。在弹道式的 （ballistisch） 操控中， 施加具有高的取样速度的 数字操控信号， 从而在完全打开阀之前已经再次处于 “0” ， 且从而在完全地关闭所述阀之前 已经再次处于 “1” 。因此， 出现了具有同样 （通过取样速度） 可变的开启横截面的中间状态。 在已经提到的EP 2 431 640 A2中描述了在本发明的框架内有利地待应用的弹道式操控方 法， 该 EP 2 431 640 A2 的公开内容应该作为本申请的主题。 0023 根据优选的实施方案， 预先确定一种体积流量阈值Q0， 其中提供。

21、经过开关阀120的 体积流量 QQ0。相应地， 当体积流量 QQ0时， 计算单元 130 操控所述连续阀 110， 并关闭开关阀 120。 0024 同样可以使用开关阀 - 桥接线路 （Brckenschaltung） 来取代以弹道方式被操控 的开关阀。还可以通过操控、 尤其 PWM 操控这种开关阀 - 桥接线路来提供预定的体积流量。 0025 本发明实现了这样的可能性， 即在宽的范围内预先确定任意的体积流量， 以及同 时既实现大的体积流量又极精确地调节小的体积流量。由此能特别有利地运行液压缸 40 或者笼统的说液压机器。 说 明 书 CN 103671332 A 6 1/2 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103671332 A 7 2/2 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103671332 A 8 。