液压系统的制作方法

本发明涉及一种液压系统，具有液压的消耗器、调节泵、调节阀和系统调节器。

背景技术：

1、在现代液压技术中，液压系统的高效且精确的控制起着决定性作用。该领域中的一种方法是液压初级调节。这种调节方法通过调整液压泵的体积流量来实现对液压的消耗器的速度控制。该方法的优点在于其高效率，这尤其通过在主回路中省去调节阀来实现。这不仅导致更有效的能量利用，而且降低了复杂性，并可能降低整个系统的成本。

2、由de 10 2014 213 264 a1已知一种用于向消耗器或致动器供应的液压装置，其具有第一供应装置，所述第一供应装置具有可调节输送体积的泵。与所述第一供应装置并行地设置第二供应装置，所述第二供应装置具有可充电的存储器和数字调节的切换阀装置。

3、已知的调节方法并非没有挑战。尤其是在液压泵与消耗器之间的较长管路路径的情况下，可能出现控制中的不精确性。这些不精确性常常出现在液压工作机械的工作循环中，在这些工作循环中，虽然需要总体控制，但仅在液压缸的特定点处或特定位置中要求高精度。

4、虽然对于液压缸的大部分循环而言，粗略的位置调节可能足够，但初级调节的可能性在特定工作区域所要求的高精度要求方面达到其极限。由此产生对替代控制方法的需求，其中在初级调节与替代控制方法之间的选择取决于相应应用领域的具体要求。对液压工作机械或液压的消耗器的工作循环和精度要求的全面分析对于确定尽可能最优的控制方案以实现液压系统的最大效率和有效性是决定性的。

5、本发明的任务在于提供一种在调节技术方面改进的液压系统。

6、该任务通过根据专利权利要求1的特征的液压系统来解决。

技术实现思路

1、根据一个方面，提供一种液压系统。所述液压系统具有液压的消耗器、调节泵、调节阀和用于所述液压的消耗器的动态位置调节的系统调节器。所述系统调节器具有用于调节所述调节泵的泵调节器和用于调节所述调节阀的阀调节器。所述阀调节器设立成基于所述液压的消耗器的额定位置、基于所述额定位置与所述液压的消耗器的实际位置的比较以及基于所述放大系数、优选地由所述调节泵的排量导出，以及根据极限值来调节所述调节阀。

2、因此，所述阀调节器优选地仅在实现极限值条件、优选地达到极限值或低于极限值时才接管所述液压的消耗器的位置调节。所述极限值优选地是系统特定的预先确定的和/或可设定的，并且优选地规定所述液压的消耗器的位置控制能够以何种动态和精度进行。

3、所述液压系统的特征在于所述调节泵和所述调节阀的液压互连以及由所述系统调节器提供的所述调节泵与所述调节阀之间用于所述液压的消耗器的动态位置调节的调节交互。所述系统调节或所述调节器电路允许以快速节拍或高速度将液压的消耗器精确地定位到目标位置或额定位置。

4、由于所述系统调节，液压轴也可以在负载下以节能、动态且精确的方式运动。能量效率通过使用由所述调节泵提供的初级调节与极限值相关的调节阀调节的组合来提供。在所述初级调节中，所述初级调节在所述液压的消耗器的广大工作区域中是活跃的，所述一个或多个液压缸直接与调节泵互连。

5、然后通过所述调节阀仅实现所述实际位置在所述液压的消耗器的工作区域的端部区域中的精细调节性。因此，通过所述附加的调节阀连同所述阀调节器实现动态的端部位置调节。当所述液压的消耗器接近所述行程范围的端部位置时，所述一个或多个液压缸通过所述调节阀以位置相关的方式被高精度地调节。

6、换言之，所述调节阀在这些端部区域中实现所述一个或多个液压缸的行程相关的制动。所述调节阀优选地是液压的连续阀。

7、因此，本发明描述了一种用于不需要高精度的工作区域的能量有利的初级调节与用于应非常精确且高动态地调节的工作区域的阀调节的组合。所述调节阀在此优选地被确定尺寸，并且这样调节使得所述初级调节的能量优点不受负面影响。

8、通过将所述调节泵的排量优选地作为p因子反馈到上级阀调节器中，所述上级阀调节器实现所述液压的消耗器的高动态的位置调节，从而实现所述液压驱动器在所述液压系统的动态极限处的运动。

9、在一个优选方面，所述调节阀构造为节流阀。

10、所述节流阀放置在液压的主流中。所述节流阀从所述阀调节器接收控制信号，通过所述控制信号，所述节流阀的开口横截面能够无级地调节。所述节流阀能够在此在完全打开位置与减小的节流位置之间无级地调节，在所述完全打开位置中，所述节流阀在所述主流中优选地被视为流动技术上无阻力，在所述减小的节流位置中，所述节流阀的横截面根据所述控制信号减小。所述节流阀还优选地实现所述主流中的流动方向反转，以用于所述液压的消耗器的高动态的位置调节。

11、在一个优选方面，所述泵调节器设立成基于体积流量额定值和/或压力额定值和/或功率额定值来调节所述调节泵。

12、因此，所述泵调节器优选地获得所述体积流量额定值和/或所述压力额定值和/或所述功率额定值作为调节输入。所述初级调节在此以功率限制的方式作为接替式的压力调节、输送流调节来工作。在此上下文中的“接替式”意味着所有调节器始终是活跃的，并且在达到压力额定值或输送流额定值或功率额定值时，相应的调节器确定所述初级调节。

13、在一个优选方面，所述阀调节器具有位置调节器（p调节器），所述位置调节器设立成将所述额定位置与所述实际位置进行比较，并将所述额定位置与所述实际位置之间的差值乘以所述放大系数并作为调节输出来提供。所述阀调节器还具有限制器，所述限制器设立成限制所述调节输出或将其保持在特定界限内。

14、所述限制器例如将所述调节输出限制到±100%。所述阀调节器还可以具有反相器，通过所述反相器，所述限制器的输出能够优选地基于反相信号被反相或就符号而言被改变。然后根据所述液压的消耗器的实际位置和/或额定位置并在考虑所述反相信号的情况下，输出所述调节输出，所述实际位置和/或额定位置优选地由位置传感器求取。

15、在一个优选方面，所述极限值可基于所述额定位置设定。

16、原则上，所述极限值也可以基于所述液压系统的动态要求来设定。还可以想到多个极限值。

17、在一个优选方面，所述泵调节器设立成当超过所述极限值时通过调节所述调节泵来执行所述液压的消耗器的位置调节。所述阀调节器设立成当达到或低于所述极限值时（仅仅才）执行所述液压的消耗器的位置调节。

18、在所述初级调节期间，所述液压的消耗器的位置通过调节所述调节泵的流量来调节。因此，所述一个或多个缸通过所述调节泵在其位置中移动。所述液压缸的位置的额定值在此是过程特定的。在预定义的调节偏差以上，所述预定义的调节偏差优选地对应于所述极限值，所述阀调节器处于饱和。由此所述限制器变得活跃，并将所述调节阀的额定值设定为由所述限制器预先给定的最大阀开口。当所述调节阀处于最大开口时，所述液压的消耗器因此唯一且单独地通过所述初级调节来移动。当所述调节偏差降到定义值以下或至少等于该值时，所述位置调节器不再处于饱和。由此所述限制器不再活跃，并且所述调节阀接管所述液压的消耗器的调节。

19、特别优选地，可以通过所述系统调节器或通过设定位置额定值，伴随由此产生大的调节偏差来将所述调节阀再次重置到最大开口，通过所述最大开口，所述初级调节再次变得活跃。

20、在一个优选方面，所述放大系数可基于所述调节泵的摆动角计算。

21、调节泵的摆动角是液压的初级调节中的核心元素，其直接控制泵的功率和体积流量。在液压系统中，尤其是在这样具有可变排量的液压系统中，泵的摆动角实现对至所述一个或多个液压的消耗器的液压流量的精确控制。通过调整所述摆动角，所述泵能够无级地调整其输送流，并因此动态地调整所述液压的消耗器的速度，而不产生节流损失。

22、在一个优选方面，所述调节泵具有泵驱动器。所述泵驱动器具有异步电机或伺服电机或转速可变驱动器。

23、也可以想到其他泵驱动器，因此该列举不应被理解为限制性的。

24、在一个优选方面，所述液压的消耗器具有气体压缩机、优选氢气压缩机。

25、所述液压系统特别适合作为用于驱动压缩机的调节系统。

26、在一个优选方面，所述液压的消耗器具有带有一个或多个活塞杆的气缸驱动器或带有偏心驱动器的液压马达。

27、也可以想到其他应被动态、高精度且节能地运动的液压的消耗器，因此该列举不应被理解为限制性的。

28、所描述的设计方案和改进方案可以任意地相互组合。

29、本发明的其他可能的设计方案、改进方案和实现方案还包括未明确提及的、上述或下述关于实施例描述的本发明特征的组合。

30、附图应传达对本发明的实施方式的进一步理解。它们示出了实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理和构思。

31、其他实施方式和所述优点中的许多优点鉴于附图而得出。附图的所示的元件不一定相对于彼此按比例示出。