CN205663670U - 控制设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种控制设备,目的在于进一步改进已知的控制设备,即提高控制设备的功能范围,以便由此也可以达到提高的功能安全性。所述控制设备至少包括一个压力供应接头(P)和一个油箱或者回流接头(T)以及两个使用接头(A、B)并且包括连接到各个接头之间的控制和/或调节阀以及两个控制线路(C、Z),这两个控制线路能操控其中至少一个控制和/或调节阀,其中,在其中至少一个控制线路(C、Z)上连接有模块状地构建的功能块(24、26)。本实用新型的有益效果在于:通过在其中至少一个控制线路上连接有模块状地构建的功能块,能够根据功能块的构造解决进一步的控制和调节任务以及实现整个控置装置的功能安全性的提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制设备、特别是用于液压地操控可移动的工作机械的部件的控制设备,该控制设备至少包括一个压力供应接头和一个油箱或回流接头以及两个使用接头并且包括连接到各个接头之间的控制和/或调节阀以及两个控制线路,这两个控制线路能操控其中至少一个控制和/或调节阀。
背景技术
通过文献DE 4230183 C2已知一种用于液压马达的、具有至少一个换向滑阀的控制设备,该换向滑阀能通过输入线路与作为压力供应装置的泵连接、通过排出线路与油箱或者回流接头连接并且通过至少一个工作线路与所述液压马达之一连接,所述控制设备具有设置在输入线路中的输入调节器、具有能通过在换向滑阀中能根据方向激活的负载压力传感部位连接到工作线路上的、引导与负载有关的控制压力的控制线路并且具有至少一个通过换向滑阀由控制线路引导至排出线路的减载线路,在该减载线路中设置有至少一个安全阀,该安全阀能在达到预定的负载压力极限或者运动极限时切换到通过位置中,其中,减载线路能在换向滑阀中根据方向并且与相应地激活的负载压力传感部位同步地切换成通过的。
在已知的解决方案中,安全阀设置在减载线路的处于在换向滑阀中的通道和排出线路之间的区段中,由此,减载线路的包含安全阀的区段这样长时间地保持无压力,直至安全阀被用于监测液压马达的配置于该安全阀的运动方向。由此,利用已知的解决方法确保:可以与任何运动方向无关地限定不同的安全阀。
实用新型内容
由该现有技术出发,本实用新型的任务在于,在保持已知的控制设备的上述的优点的情况下相应地对其进一步改进,即提高控制设备的功能范围,以便由此也可以达到提高的功能安全性。所述任务通过一种控制设备解决,所述控制设备至少包括一个压力供应接头和一个油箱或者回流接头以及两个使用接头并且包括连接到各个接头之间的控制和/或调节阀以及两个控制线路,这两个控制线路能操控其中至少一个控制和/或调节阀,其特征在于,在其中至少一个控制线路上连接有模块状地构建的功能块。
通过在其中至少一个控制线路上连接有模块状地构建的功能块,由此,能够根据功能块的构造解决进一步的控制和调节任务以及实现整个控置装置的功能安全性的提高。对于在液压的控制设备的领域上的本领域技术人员来说意想不到的是,本领域技术人员可以在模块状地构建的功能块的合适的构造方案中计划性地修改以多个其它的构造方案的形式的现有的控制设备并且因而也可以规律性地提高功能安全性。
根据本实用新型的一种优选方案,所述控制设备是用于液压地操控可移动的工作机械的部件的控制设备。
根据本实用新型的一种优选方案,所述功能块在其输入侧上连接到负载传感线路上。
根据本实用新型的一种优选方案,其中一个控制线路是溢油线路,并且为此使用的功能块具有不同构造的阀元件。
根据本实用新型的一种优选方案,所述阀元件是以限压阀或者换向阀形式的阀元件。
根据本实用新型的一种优选方案,所述阀元件是以能电磁切换的换向阀形式的阀元件。
根据本实用新型的一种优选方案,所述阀元件是两位两通换向阀或者节流板。
根据本实用新型的一种优选方案,在将功能块连接到相应的另一 个控制线路上时,该控制设备具有以下部件:
-防止过压的安全装置;
-限压阀;
-能手动操纵的闭锁单元;
-能电磁切换的换向阀;或者
-能调节的流动电阻。
根据本实用新型的一种优选方案,在两个控制线路的导出侧上,这两个控制线路能借助于减压阀或者借助于调压阀相互流体导通地耦联。
根据本实用新型的一种优选方案,相应的功能块设有传感装置。
根据本实用新型的一种优选方案,相应的功能块设有压力或切换位置监测装置。
根据本实用新型的一种优选方案,相应的功能块作为集成的组成部分连接在阀体内部。
根据本实用新型的一种优选方案,相应的功能块能作为标准化的模块构件连接到阀体的标准化的法兰接头上。
根据本实用新型的一种优选方案,其中一个控制和/或调节阀是压力天平。
根据本实用新型的一种优选方案,所述压力天平是特定压力天平。
根据本实用新型的一种优选方案,其中一个控制和/或调节阀是多向滑阀,使用接头流体导通地在输出侧连接在该多向滑阀上。
在按本实用新型的控制设备的一种优选的实施方式中规定,功能块在其输入侧上连接到特定的负载传感线路上。对于负载报告信号的已知的压力限制功能和断开功能按规律地仅考虑处于区段中的工作接头或者使用接头的与区段相关的负载报告压力A和B。利用按本实用新型的功能块解决方案可能的是,由先前的区段到达在所述区段处的信号和向下一个区段报告的信号(在区段交换阀上游和下游)向外引导并且借助于功能块相应地处理。在越来越多地需要安全需求的范围内,这也为本领域技术人员开启了用于本控制设备的附加的构造可能 性。
在此,特别有利的是,将相应地使用的功能块例如构造为限压阀并且利用负载传感线路LP的控制压力进行操控,反之,在另一个进一步优选的构造方案中,功能块具有能电磁切换的换向阀,该换向阀在其输入侧上获得来自另一个负载传感线路LS的压力。
在按本实用新型的控制设备的另一个优选的构造方案中规定,相应地使用的功能块连接到控制设备的控制线路之一上。通过这种方式和方法,可以经由功能块补偿减压阀的可能的失灵或者电气比例调压阀的可能的失灵,该减压阀和调压阀规律性地作为控制和/或调节阀应用在这样控制设备中,这明显地提高了该控制设备的功能安全性。由此,按照DIN EN ISO 13849在液压工作的机器中鉴于液压预控制的功能安全性提供一种模块化的系统。其它的能以有利的方式使用的功能块在图1a中示出。
在设计这样的控制设备时对于本领域技术人员来说也特别意想不到的是,本领域技术人员可以在相应地设计时将所述的功能块用于对在整个液压回路内部的流体体积流进行调温。特别是在冬天或者在对于液压的控制设备来说非常冷的使用区域的情况下,为了预防功能失灵,油体积流的调温是更合理的。
附图说明
下面借助于不同的实施例按照附图详细地阐述按本实用新型的控制设备。在此,图1、1a、1b、2、3a、3b、4a、4b和5以在原则上的且不按照比例的视图以液压的电路图的类型示出按本实用新型的控制设备解决方案的不同的实施方式。
具体实施方式
只要在液压的电路图中给出连接部位、线路或者阀,则不再对它们进行详细阐述,它们是在该领域中的通用术语表的对象。
按照图1的视图涉及一种控制设备、特别是用于电液压地操控可 移动的工作机械的部件的控制设备,然而这些部件在这里未详细示出。所示出的控制设备具有压力供应接头P以及油箱接头或者说回流接头T并且还具有两个使用接头A、B,液压的消耗器、例如以未详细示出的工作缸形式的或者以液压马达形式的消耗器能连接到这两个使用接头上。此外示出两个控制线路C和Z以及负载传感线路LS、LX和LP连同从属的负载传感接头。此外,使用所谓的特定压力天平10(Individualdruckwaage)作为控制设备的控制和调节阀,该特定压力天平连接在换向阀14的控制滑阀12上游,该换向阀例如可以设计为比例调压阀。此外,使用两个交换阀或者说优先阀16以及两个电气比例调压阀18,这两个电气比例调压阀在输出侧上在相应的对置侧上在换向阀的移动位置中操控换向阀14的控制滑阀12。控制设备以阀体20的类型构造并且至少在该控制设备的一侧上具有法兰接头22,用于连接不同的、模块状的功能块24、26。
负载报告信号结合连接在控制滑阀12上游的特定压力天平10在量调节的移动阀的情况下对该移动阀的功能特性产生决定性的影响。如果负载报告信号例如借助于过压阀被限制于设定的值,则在达到该值时特定压力天平10通过其关闭运动确保:连续地降低消耗器流量。如果负载报告信号不被限制于设定的压力,而是完全朝向油箱接头T减载,则特定压力天平10保持在其关闭的位置中。然后,在控制滑阀12偏转时,流量不可以通过特定压力天平10并且因此不可以通过滑阀12朝向相应地连接到消耗器接头A、B上的消耗器流动。因此,所述功能从例如以液压泵形式的压力供应装置P朝向连接到使用接头A、B上的消耗器被闭锁。正如可以设想的那样,负载报告信号的处理可以在机械技术上的安全性考虑的范围内具有重要意义。负载报告信号对于消耗器或者使用接头A和B的特定的和集成在各个滑阀区段中的过压限制由现在的观点来看是标准的。除了可能的压力限制功能之外,能被电气操纵的截止阀同样是现有技术并且例如在文献DE 42 30 183 C2中说明。
已知的压力限制功能和止回功能对于负载报告信号来说仅考虑处 在该区段中的工作接头或者使用接头的与区段相关的负载压力A和B。由先前的区段到达所述区段的信号和向下一个区段报告的信号(在区段交换阀上游和下游)根据按本实用新型的解决方案向外引导并且可以在那里被处理。
借助于在图1中示出的外部的LP负载传感接头连同从属的线路可能的是,所有先前的区段利用仅一个限压阀(机械的、能电接通的或者电气比例的)28取代每个区段多达两个限压阀被限制。在此假设:所述先前的区段的所有消耗器接头被限制于相同的较低的系统压力。此外可能的是,利用仅一个2/2换向阀30断开所有的先前的区段。通过负载传感线路LS连同从属的LS接头,可以实现与在负载传感线路LP的范围内相同的操纵的功能范围,只是也还一起考虑处在该接头上的区段的负载报告信号。
如在图1中示出的那样,负载传感线路LP和/或LS连同从属的接头可以是用于控制设备的阀体20的法兰接头22的组成部分或者在通常的螺纹接头的范围内构造。因此,根据按照图1的视图,其中一个功能块24包含待连接的限压阀28而另一个功能块26包含换向阀30。对于功能块24、26画出的连接线路LS、Z和LP为了功能可靠的使用而与在法兰接头22中的相对应的接头LS、Z和LP流体导通地连接。在相应的实施方式中,控制线路Z是可选的并且可以如在按照图1的视图中示出的那样构造为内部的溢油线路Z或者通入到油箱线路T中。根据机械设计,接头LA、LB和LR(图1b)可以一起导出至接头LP和/或LS。在图1b中示出了相应地改变了的附图,该附图在其它方面相应于按照图1的实施方式,其中,为了简化视图在这里功能块24、26未进一步示出。
如此外图1a示出的那样,其它功能块(虚线框起来)能够利用它们的阀内置部件(如这些阀内置部件相应于通常的液压的电路图)通过接头LS、LP和Z如上面说明的那样相应地固定在总控制设备上(这些总控制设备例如在图1和1b中示例性示出),以便这样达到用于控制设备的改变的功能并且以便相应地提高整个设计方案的模块性。在 此,沿着朝向对图1a的观察方向看,在左侧示出作为功能部件的各个结构组并且在对置的右侧示出在一个待连接的功能块中包括多个阀功能元件的结构组的组合。具有或者不具有其它结构组的其它逻辑电路对于负载传感线路LA、LB和LR来说也是能实现的(参照图2)。
此外利用所提到的按本实用新型的功能块也能够实现关于至今示出的换向阀14的液压预控制的主滑阀12的先导压力的功能安全性的设计方案。
在现有技术中表明,在液压预控制的换向阀14中,液压的辅助力用于将通常以控制滑阀12形式的控制元件移动到期望的位置中。辅助力或者先导压力在此可以单独地由外部或者通过内部的控制/调节对控制滑阀12的对置的端侧产生影响。在此,通常的最大压力处于15bar至25bar之间。为了确保控制质量或者调节质量保持相同,在移动液压中基于动态的压力变化要注意的是,电气比例调节阀保持限定的并且恒定的输入压力。出于所述原因,要么通过内部的减压阀32与当前的工作压力无关地将泵压力降低到限定的值,要么使用外部的供给泵(未示出)。在大多数情况下,预控制回路在稳定性技术上设计到该小的压力水平上。
如果现在观察在该预控制回路中的故障可能性,则确定:不仅减压阀32可能失灵,而且用于各个控制滑阀侧的各个电气比例调节阀18可能失灵。例如如果减压阀32夹紧,则高压侧与低压侧连接。在此,潜在危险将相当高。反之,如果调节阀18在调节位置中夹紧,则控制滑阀侧将永久地加载有预控制压力。结果是不可控制的机械功能。如果在该情况下不能中断低压供应,则同样不再确保通过手杆的紧急操作。此外,用于各个部件的一定的结构设计属于在现有技术中的现在的初级措施。因为目前污染物也还是失灵的最频繁的原因,所以在图2中示例性示出的、沿着流体引导方向设置在减压阀32上游以及必要时设置在调节阀18上游的保护筛或者过滤装置34同样属于另外的初级的保护机构。附加的限压阀(未示出)可以用作次级措施。
为了对作为次级措施的相应的限压阀提供一种低成本的备选方 案,对于作为阀体20示出的控制设备的设计提供另外的功能块36。限压阀的原则上的缺点在于,功能的响应不一定对于机械操作者来说是可识别的。即,为了可以有效地探测限压阀的响应并且因此探测减压阀的有缺陷的功能,除了限压阀之外附加地需要压力开关或者压力传感器。这造成显著的额外费用。
为了避免该额外费用,代替已知的限压阀,在按照图2的控制设备的情况下在功能块36内部使用防止过压的安全装置,该安全装置在按照图2的当前的实施例中构造为通常结构类型的破裂片38。如果超过在调节阀18上游的可靠的压力,则破裂片38损坏并且借助于在减压阀32上游的输入喷嘴40特别是通过控制线路C完全消除在调节阀18上游的压力。于是,换向阀14的阀芯12的操控并且因此经由调节阀18对消耗器的操纵不再可能。于是,通过通常的手杆操纵(未示出)还始终可以操作连接到控制设备上的机械并且必要时将其由危险区域带出。
由此,利用该按本实用新型的装置可能的是,在没有电子设备的情况下立即识别故障情况,并且机械还始终可以借助于手杆操纵达到“安全状态”。破裂片38可以在功能块36的范围内不仅在法兰板或者接线板33中集成而且也直接在控制设备的阀体20的端板中集成。在该构思的延续中并且为了按照用于机械的DIN EN ISO 13849鉴于液压的预控制的功能安全性获得整体模块化的系统,根据按照图3a、3b的解决方案,在阀体20的接线板或者法兰板22上限定可预定的法兰接头C'、C和Z,在该法兰接头上可以获取在减压阀32和两个调压阀18之间的压力。此外,存在液压接头C'、C,在该液压接头上沿着流体流动方向看在减压阀32下游产生压力。
现在,借助于以其它模块状的功能块42、44、46、48和50的形式的小的适配的阀单元可以快速地实现不同的安全装置并且因此快速地实现不同的安全等级,并且同时限制与附加的接线板和/或端板相关的高费用变化。为了补偿减压阀32的失灵,现在外部连接的功能块42又是合适的,该功能块作为防止过压的安全装置又具有破裂片38。 另一种可能性通过功能块44给出,该功能块具有限压阀52。为了补偿电气比例的调压阀18的失灵,可以在可连接的功能块46的范围内通过法兰接头22连接能手动操纵的闭锁单元54。另一种可能性在于,能电操纵的2/2换向阀56利用在次级侧上的减载喷嘴58和可选的压力监测装置60连接到功能块48中。此外,存在如下可能性,即,同样由相应的2/2换向阀的切换状态出发对该2/2换向阀进行监测。另一种类似的可能性在于使用能电气操纵的3/2换向阀62,该换向阀又可选地可以是切换状态监测的以及在次级侧同样具有可选的压力监测装置60。相应的单元能够通过功能块50如已经示出的那样连接到法兰接头22上。作为最后的可能性还应该指出的是,经由功能块直接在减压阀32之后引起压力的监测。此外,还要保持确定的是,原则上存在如下可能性,即,所有上面提到的功能块连同其可更换的内容一起应用在控制设备中或者鉴于设想的相应的安全功能性进行组合性选择。
图4a、4b也涉及一种以按本实用新型的控制设备的类型的液压的LS控制块,可以利用该LS控制块经由集成的阀组件10、14、16和18作为控制和调节阀组件来操控各个液压的消耗器,这些消耗器又能连接到使用接头A和B上。
液压能量又通过压力供应装置P被提供,其中,对此不仅可以使用调节泵也可以使用定量泵。
在确定的可移动的工作机械、例如装卸起重机、自动起重机、混凝土泵等中,可以出现如下情况,即,在较长的时间上不进行液压操纵。在此,控制设备可以冷却至环境温度,而在整个液压回路中的压力介质通过划分的子系统的操纵可以具有明显更高的温度。现在,如果操纵其中一个换向阀14的控制滑阀12,则温暖的油流入到控制滑阀12中。因为控制滑阀12和包围该控制滑阀的阀壳体基于材料、构造和环流在温度影响的情况下可以不同地膨胀,所以特别是在冬天可能导致相应的控制滑阀或者阀芯12夹紧在换向阀14的对应的壳体中。
只有当需要调温的功能、即当不操纵液压的消耗器时,在按照图 4a、4b的按本实用新型的解决方案中才应该进行调温的功能。因此,只有当限定的体积流通过阀体20朝向油箱接头T进行时,才应该进行调温。然而,当操纵连接到使用接头A、B上的液压消耗器时,不应该进行调温,以便不会产生不必要的功率损耗。也不应该进行到液压的预控制单元的减压的先导压力供应中的干涉。
在可移动液压系统中经常使用的LS系统中,调节泵在中性运转中、即当不操纵液压消耗器时保持先前限定的并且设定的压力差、例如25bar。在定量泵的情况下同样在以压力供应接头P形式的控制块接头上产生一定的低压,该低压与体积流有关并且等于中性运转线路的压力差(通常>5bar)。即,在两种情况下可以使用低压,以便能够使限定的体积流借助于简单的节流板(Blende)66为了调温而流过控制块或者阀体20。
然而,重要的是,体积流可以根据按照图4a、4b的视图经过所有滑阀区段。如果两个接头P和T处于以阀体20形式的阀结构组中,则通过附加的管道68到达该阀结构组。该管道68不是专用的并且原则上可以用于在整个阀结构化系统中的不同任务。在当前的情况下,该管道引导体积流由接线板或者法兰板22通过所有区段进入端板中,在那里所述的体积流有针对性地在T管道中通入。T管道具有如下原则上的优点,即,由横截面看是相当大尺寸的,从而这些T管道可以通过其由此产生的大的面积也释放出很多热量。
因此,所述解决方案具有如下优点,即,如果所述区段经由P管道闭锁装置或者转接装置由安全决定地与实际的主液压回路(未示出)分离,则该解决方案也还起作用。在该情况下,始终可以将压力介质由P通过管道68输入到端板中并且由那里输入到T管道中。如果不存在这样的P闭锁装置,将更有效的是,根据在图5中的电路图经由P管道进入端板中,然后经由喷嘴或者节流板66进入T管道中并且又返回至接线板或者法兰板22。于是,这具有如下优点:可以为了散热而同时使用三个大的管道。
现在,在中性运转(Neutralumlauf)中,将通过节流板66以及 所谓的插装阀72的敞开的关闭元件70限定的体积流馈入到附加的管道68中、通过所有区段导向到端板中并且在那里有针对性地引导到T管道中并且因此返回引导至接线板22并且引导至油箱接头或者回流接头T。相应的过渡部位74沿着对图4的观察方向看在右边示出。如果现在操纵消耗器,则负载报告线路(LS链)将消耗器压力报告到接线板或者法兰板22中并且同时报告到阀72的关闭元件70上。这通过附加的管道68中断调温功能并且确保在操纵消耗器期间不会产生不必要的功率损失。
包括节流板66和阀72的关闭元件70的逻辑布置系统可以基于附加的管道68不仅设置在接线板或者法兰板22中(图4a)而且也设置在阀体20中的端板中(图5)。在第一种情况下,附加的管道68用于朝向以阀体20形式的端板的体积流引导;在第二种情况下,经由该管道68,LS链的最高的负载报告信号返回到端板中地对阀72的关闭元件70报告。如已经提到的那样,在端板中的该布置结构具有如下优点,即,不仅可以将大的T管道而且可以将大的压力供应管道P用于调温功能,其中,T接头和P接头两者都设置在接线板或者法兰板22中。在P管道断路、优先切换或者转接的情况下,所述布置系统不再起作用。节流板66和阀72的关闭元件70又形成一个以能模块状地连接的功能块72形式的共同的单元。相应的功能块76又可以直接集成在控制块或者阀体20中,而且根据按照图4a的视图借助于适当的法兰接头经由接线板或者法兰板22适配于控制块或者阀体20。按照未详细地示出的另一种实施方式,功能块76也可以与减压阀32一起连同过滤装置34在对置侧上、即沿着对图4b的观察方向看在右边借助于适当的法兰板或者接线板22连接到阀体20上。
Claims (16)
1.控制设备,所述控制设备至少包括一个压力供应接头(P)和一个油箱或者回流接头(T)以及两个使用接头(A、B)并且包括连接到各个接头(P、T、A、B)之间的控制和/或调节阀(10、14、16、18)以及两个控制线路(C、Z),这两个控制线路能操控其中至少一个控制和/或调节阀,其特征在于,在其中至少一个控制线路(C、Z)上连接有模块状地构建的功能块(24、26、36、42、44、46、48、50、64、76)。
2.根据权利要求1所述的控制设备,其特征在于,所述控制设备是用于液压地操控可移动的工作机械的部件的控制设备。
3.根据权利要求1所述的控制设备,其特征在于,所述功能块(24、26)在其输入侧上连接到负载传感线路(LP、LS)上。
4.根据权利要求1至3之一所述的控制设备,其特征在于,其中一个控制线路是溢油线路(Z),并且为此使用的功能块具有不同构造的阀元件。
5.根据权利要求4所述的控制设备,其特征在于,所述阀元件是以限压阀(28)或者换向阀形式的阀元件。
6.根据权利要求4所述的控制设备,其特征在于,所述阀元件是以能电磁切换的换向阀形式的阀元件。
7.根据权利要求4所述的控制设备,其特征在于,所述阀元件是2/2换向阀(30)或者节流板。
8.根据权利要求4所述的控制设备,其特征在于,在将功能块(36、42、44、46、48、50、76)连接到相应的另一个控制线路(C)上时,该控制设备具有以下部件:
-防止过压的安全装置(38);
-限压阀(52);
-能手动操纵的闭锁单元(54);
-能电磁切换的换向阀(56、62);或者
-能调节的流动电阻(66)。
9.根据权利要求1至3之一所述的控制设备,其特征在于,在两个控制线路(C、Z)的导出侧上,这两个控制线路能借助于减压阀(32)或者借助于调压阀(18)相互流体导通地耦联。
10.根据权利要求1至3之一所述的控制设备,其特征在于,相应的功能块(48、50、64)设有传感装置。
11.根据权利要求10所述的控制设备,其特征在于,相应的功能块(48、50、64)设有压力或切换位置监测装置。
12.根据权利要求1至3之一所述的控制设备,其特征在于,相应的功能块作为集成的组成部分连接在阀体(20)内部。
13.根据权利要求1至3之一所述的控制设备,其特征在于,相应的功能块能作为标准化的模块构件连接到阀体(20)的标准化的法兰接头(22)上。
14.根据权利要求1至3之一所述的控制设备,其特征在于,其中一个控制和/或调节阀是压力天平。
15.根据权利要求14所述的控制设备,其特征在于,所述压力天平是特定压力天平(10)。
16.根据权利要求1至3之一所述的控制设备,其特征在于,其中一个控制和/或调节阀是多向滑阀(14),使用接头(A、B)流体导通地在输出侧连接在该多向滑阀上。
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