專利名稱：具有限壓閥的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分的具有限壓閥或者比例節(jié)流閥的控制 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
流量控制閥具有此任務(wù)，使設(shè)定的體積流量不依賴壓力波動(dòng)保持恒定。為此目的 除了設(shè)有測(cè)量節(jié)流閥還設(shè)有可移動(dòng)的節(jié)流閥，它作為保壓閥工作并且同時(shí)是控制回路中的 比較元件。由于保壓閥的原理限制了最大的體積流量并且存在系統(tǒng)中產(chǎn)生波動(dòng)的危險(xiǎn)。由專利文獻(xiàn)DE 37 34 955 C2公開了一種用于多路控制閥的電測(cè)量值處理裝置， 在該控制閥中設(shè)有中間板用于多路控制閥的孔與壓力介質(zhì)源、油箱和工作管路之間的連 接。在中間板中設(shè)有用于檢測(cè)流入側(cè)和/或流出側(cè)的壓力的壓力測(cè)量裝置，它的輸出信號(hào) 通過處理裝置例如可以應(yīng)用用于預(yù)定的流量保持恒定。由于在控制閥上的大量的液壓接 頭，產(chǎn)生高的用于實(shí)現(xiàn)流量控制功能的設(shè)備費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種控制系統(tǒng)，通過它可以利用較小的設(shè)備技術(shù)費(fèi)用以 及較高的最大體積流量實(shí)現(xiàn)流量控制功能。該任務(wù)通過根據(jù)權(quán)利要求1的具有比例限壓閥或者比例節(jié)流閥的控制系統(tǒng)解決。設(shè)置一種具有比例限壓閥或者比例節(jié)流閥的控制系統(tǒng)，它具有控制裝置，通過它 可以在流量控制的意義上控制閥門。以這種方式可以避免傳統(tǒng)的具有保壓閥的流量控制閥 的易波動(dòng)性，并且以較小的設(shè)備技術(shù)費(fèi)用實(shí)現(xiàn)高的體積流量。如果控制裝置根據(jù)閥門上的壓差和理論體積流量計(jì)算出閥門理論值，則是優(yōu)選 的。這僅僅可以在控制裝置中實(shí)施的特性曲線族的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)作為流量控制器的使用。在一種替代方案中，控制裝置具有用于閥門理論值的控制器，理論體積流量和在 特性曲線族上由閥門上的壓差和閥門理論值求出的體積流量可以輸送到該控制器中。在這 種設(shè)計(jì)方案中，存在求出的實(shí)際體積流量并且盡管控制器的應(yīng)用仍然可以使用帶有實(shí)施的 特性曲線族的計(jì)算裝置。在另外一種替代方案中，控制裝置具有用于閥門理論值的控制器，閥門上的壓差 和在特性曲線族上由理論體積流量和閥門理論值求出的壓差可以輸送到該控制器中。在這 種實(shí)施方案中，由體積流量的理論值構(gòu)造壓差的理論值，它與壓差的實(shí)際值比較。由此存在 估計(jì)控制裝置工作的附加的過程指標(biāo)。該控制系統(tǒng)可以具有用于在閥門上的壓差的測(cè)量裝置，這樣可以以較小的設(shè)備技 術(shù)費(fèi)用實(shí)現(xiàn)流量控制器。在使用用于閥門的上游壓力的壓力測(cè)量裝置，和用于閥門的下游壓力的壓力測(cè)量 裝置時(shí)，除了可以實(shí)現(xiàn)流量控制功能，還可以實(shí)現(xiàn)具有附加的測(cè)量值的限壓功能。在控制系統(tǒng)中使用預(yù)控的限壓閥時(shí)可以實(shí)現(xiàn)較高的體積流量，它也可以基于流量控制功能得以實(shí)現(xiàn)。限壓閥優(yōu)選是比例限壓閥，由此在閥門理論值變化時(shí)可以實(shí)現(xiàn)在限壓閥上的壓差 上的快速的變化。在比例節(jié)流閥和比例限壓閥的情況下為了預(yù)控使用的直接控制的比例限壓閥是 原理決定地帶有遲滯的。該遲滯不帶其它措施直接作用在所述的流量控制功能上，這樣不 僅在理論值-體積流量-特性曲線中，而且在輸入或者輸出壓力函數(shù)關(guān)系中，都可能分別產(chǎn) 生帶有遲滯的曲線。這個(gè)(負(fù)面的)性能人們可以由此抑制，即在理論值Ud和在主活塞或者滑閥的背面 上的預(yù)控壓力Px之間產(chǎn)生明確唯一的配屬關(guān)系。這例如可以通過使用具有用于預(yù)控的銜鐵位置調(diào)節(jié)的比例限壓閥實(shí)現(xiàn)。該閥原理 決定地少遲滯或者無遲滯，這樣不出現(xiàn)所述的效應(yīng)。第二種可能性可以是實(shí)現(xiàn)預(yù)控壓力的次級(jí)調(diào)節(jié)。預(yù)控壓力Px通過附加的壓力傳 感器檢測(cè)，使理論值Ud以這種方式的次級(jí)調(diào)節(jié)或者跟蹤成為可能，即可以在儀器內(nèi)部排除 所述的遲滯效應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。


接下來本發(fā)明借助示意圖說明，圖中示出
圖1示出了對(duì)應(yīng)本發(fā)明的第一實(shí)施例的控制系統(tǒng)， 圖2示出了對(duì)應(yīng)本發(fā)明的第一實(shí)施例的控制系統(tǒng)的特性曲線族， 圖3和4示出了按照現(xiàn)有技術(shù)的在體積流量上的壓差以及在限壓閥的控制流量或者控 制電壓上的壓力百分值的特性曲線，
圖5示出了對(duì)應(yīng)本發(fā)明的第二實(shí)施例的控制系統(tǒng)， 圖6示出了對(duì)應(yīng)本發(fā)明的第二實(shí)施例的控制系統(tǒng)的特性曲線族， 圖7示出了對(duì)應(yīng)本發(fā)明的第三實(shí)施例的控制系統(tǒng)，以及 圖8示出了對(duì)應(yīng)本發(fā)明的第三實(shí)施例的控制系統(tǒng)的特性曲線族。
具體實(shí)施例方式在圖1中示出的對(duì)應(yīng)第一實(shí)施例的控制系統(tǒng)1具有預(yù)控的比例限壓閥2，它具有泵 接頭P和工作接頭A，壓差測(cè)量?jī)x4和控制裝置6。在泵接頭P和工作接頭A之間的壓差通過壓差測(cè)量?jī)x4確定，它的輸出信號(hào)Ap 輸送到控制裝置6。控制裝置6接收理論體積流量延皿作為另外的輸入信號(hào)。控制裝置6 由輸入值Δρ和(^11計(jì)算出控制電壓Ud形式的閥門理論值，它被輸送到限壓閥2的預(yù)控閥 加的電磁鐵。在控制裝置6中儲(chǔ)存有特性曲線族，它例如在圖2中描繪并且在它的軸上描繪壓 差、體積流量(^11和閥門理論值UD。該特性曲線族由在圖8中示出的在閥門理論值UD、體 積流量Q和由此產(chǎn)生的壓差Δρ之間的關(guān)系通過反轉(zhuǎn)獲得。轉(zhuǎn)化的可能性的前提是，在圖 8中的特性曲線中壓力Δρ在體積流量上單調(diào)上升。這一般在直接控制的閥門時(shí)滿足。對(duì) 預(yù)控的限壓閥可以在內(nèi)部的工作油的情況下實(shí)現(xiàn)這種特性曲線。
圖2的特性曲線族在比例限壓閥2前面的接通使預(yù)控的比例限壓閥如它例如在 Rexroth Bosch集團(tuán)的^140/07. 05的RD說明書中描述的，可以作為流量控制器使用。在 預(yù)定的體積流量的理論值(^11的情況下，可以由測(cè)量的壓差Δρ求出閥門理論值UD。在圖3和4中由前面所述的RD說明書四140/07. 05 一方面描述了壓差Δ ρ對(duì)體 積流量Q的函數(shù)關(guān)系以及壓力的百分值對(duì)閥門電壓Ue或者閥門電流Ie的函數(shù)關(guān)系。該特 性曲線接下來應(yīng)用，以示例地對(duì)應(yīng)本發(fā)明說明在控制裝置6中的控制。限壓閥2例如位于在泵接頭P上的泵和在工作接頭A上的液壓消耗器之間。通過 壓差測(cè)量?jī)x可以求出例如150bar的壓差Δρ。如果規(guī)定1801/min的理論體積流量，則由 圖3的特性曲線利用配屬的Q/p曲線得出要調(diào)整的IMbar的壓力理論值。這對(duì)應(yīng)最大公 稱壓力的約38%，由此在圖4中獲得4. 2伏特的閥門理論值。在圖5中示出了具有限壓閥2和壓差測(cè)量?jī)x4的控制系統(tǒng)10。與第一實(shí)施例不 同的是控制裝置12具有計(jì)算裝置14和控制器16。在計(jì)算裝置14中由壓差測(cè)量?jī)x4的壓 差Δρ和閥門理論值Ud通過在圖6中描述的特性曲線族求出體積流量Q。獲得的體積流量 輸送到控制器16并且與體積流量的理論值(is。n比較。由調(diào)節(jié)偏差得出相應(yīng)的閥門理論值 UD，它被傳遞到預(yù)控閥加。在對(duì)應(yīng)第二實(shí)施例的控制系統(tǒng)中，體積流量Q間接測(cè)量并且通過控制器16輸出閥 門理論值Ud的信號(hào)，這樣在理想情況下通過計(jì)算裝置14獲得的體積流量的實(shí)際值Q等于 體積流量的理論值Α。η。圖6的特性曲線族描述根據(jù)測(cè)量的在壓力測(cè)量?jī)x4上的壓差Δρ 和閥門理論值Ud計(jì)算出的體積流量的實(shí)際值Q。圖6的特性曲線族也可以通過由圖8中的 轉(zhuǎn)化獲得。圖7示出了對(duì)應(yīng)第三實(shí)施例的具有限壓閥2和壓差測(cè)量?jī)x4的控制系統(tǒng)20?？刂?裝置22具有計(jì)算裝置M和控制器26。在計(jì)算裝置M中例如實(shí)施在圖8中示出的特性曲 線族。圖8的特性曲線族描述壓差A(yù)Ps。n對(duì)理論體積流量延皿和閥門理論值Ud的函數(shù)關(guān) 系。求出的理論體積流量八^^在控制器沈中與壓差Δρ的實(shí)際值比較并且由它求出閥 門理論值隊(duì)的值，它被傳遞到限壓閥2的預(yù)控閥加。以這種方式進(jìn)行壓差調(diào)節(jié)，其中壓差 的理論值A(chǔ)Ps。n由體積流量的理論值Glstjll和閥門理論值隊(duì)導(dǎo)出。利用根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)與直接控制的或者預(yù)控的限壓閥的具有相 同的機(jī)械硬件的流量控制器。控制特性的變化由于控制裝置的不同性能而產(chǎn)生。在傳統(tǒng)的 具有保壓閥的流量控制閥的情況下例如可以實(shí)現(xiàn)160升每分鐘的體積流量，而通過限壓閥 作為流量控制器的使用，可以實(shí)現(xiàn)例如250或650升每分鐘的體積流量。如果壓差測(cè)量?jī)x4通過在泵接頭P和工作接頭A上的相應(yīng)的壓力傳感器替換，得 出還要更大的設(shè)計(jì)自由度。通過相應(yīng)的分析電子裝置實(shí)現(xiàn)用于實(shí)現(xiàn)第一至第三實(shí)施例的控 制系統(tǒng)的壓差。那么附加于通過這種控制系統(tǒng)的流量控制功能，還可以在工作接頭A上通 過受限制的壓力的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)限壓功能以及通過壓差Δρ的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)限壓功能。因此可以對(duì) 流量控制功能和限壓功能達(dá)到液壓地使用相同的閥門類型。此外可以在應(yīng)用計(jì)算裝置14的情況下，對(duì)應(yīng)圖5的第二實(shí)施例，由測(cè)量的壓力和 閥門理論值Ud產(chǎn)生體積流量Q的間接的測(cè)量值。由于與控制裝置的藕聯(lián)由此可以擴(kuò)展限 壓閥的功能范圍。本發(fā)明不限于限壓閥的使用，而是也可以使用比例節(jié)流閥。
公開了一種具有限壓閥或者比例節(jié)流閥的控制系統(tǒng)，其中設(shè)有控制裝置，它可以 使控制系統(tǒng)的工作實(shí)現(xiàn)流量控制功能。除了限壓功能由此可以達(dá)到使用結(jié)構(gòu)相同的閥門作 為用于高的體積流量的流量控制閥。附圖標(biāo)記列表
1控制系統(tǒng)2限壓閥2a預(yù)控閥4壓差測(cè)量?jī)x6控制裝置10控制系統(tǒng)12控制裝置14計(jì)算裝置16控制器20控制系統(tǒng)22控制裝置24計(jì)算裝置26控制器。
權(quán)利要求
1.控制系統(tǒng)(20)，其具有限壓閥(2)或比例節(jié)流閥和控制裝置(6；12;22)，通過該控 制裝置能夠在流量控制的意義下控制閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中所述控制裝置(6)根據(jù)閥門上的壓差和理論 體積流量(％。η )計(jì)算出閥門理論值(Ud )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中所述控制裝置(12)具有用于閥門理論值 (Ud)的控制器(16)，所述理論體積流量((is。n)和在特性曲線族上由閥門上的壓差(Δρ)和 閥門理論值(Ud)求出的體積流量(Q)能輸送到該控制器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中所述控制裝置(22)具有用于閥門理論值 (Ud)的控制器(26)，所述閥門上的壓差(Δρ)和在特性曲線族上由理論體積流量(Qs。n)* 閥門理論值(Ud)求出的壓差能輸送到該控制器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其具有用于在閥門(2)上的壓差 的測(cè)量裝置(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其具有用于閥門(2)的上游壓力 的壓力測(cè)量裝置，以及用于閥門(2)的下游壓力的壓力測(cè)量裝置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其中所述閥門是預(yù)控的限壓閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其中所述閥門是直接控制的限壓閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的控制系統(tǒng)，其中所述限壓閥(2)是比例限壓閥。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其中為了使預(yù)控的限壓閥的遲滯最小化，設(shè)有 預(yù)控閥的磁銜鐵，該磁銜鐵具有次級(jí)的位置調(diào)節(jié)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其中為了使預(yù)控的限壓閥的遲滯最小化，設(shè)有 預(yù)控閥的預(yù)控壓力的次級(jí)的壓力調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有限壓閥(2)或者比例節(jié)流閥的控制系統(tǒng)(1)，其中設(shè)有控制裝置(6)，它可以實(shí)現(xiàn)體積流量控制。除了限壓功能，由此可以達(dá)到使用結(jié)構(gòu)相同的閥門作為用于高的體積流量的流量控制閥。
文檔編號(hào)G05D16/20GK102067056SQ200980123455
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者肖佩爾 G., 沃佩特 W. 申請(qǐng)人:羅伯特 . 博世有限公司