用于活塞/液压缸装置的控制设备和控制方法

专利名称：用于活塞/液压缸装置的控制设备和控制方法
用于活塞/液压缸装置的控制设备和控制方法
技术领域：
本发明涉及用于活塞/液压缸装置的控制设备，其中活塞/液压缸装置具有液压缸 和活塞，活塞至少部分地容纳在液压缸中并沿着液压缸的轴将液压缸的内部分成两个 分室，该控制设备具有连接到第一分室且位于关闭位置的阀装置，若包含在第一分室 中的液体中的压力小于在阆装置中设定的压力控制值，则阀装置防止液体流出该分 室，若在液体中的压力大于设定的压力控制值，则阀装置开启到开启位置并使液体能 够流出，本发明还涉及用于控制这种活塞/液压缸装置以执行在活塞和液压缸之间的 相对移动的方法，及用于液压压力机的活塞/液压缸装置的这种控制设备的使用。
用于活塞/液压缸装置的这种控制设备是已知的，例如，来自压力机领域。在本 文中，术语"压力机"应理解为用于各种功能的液压压力机的通用术语，液压压力机 通过液压力的施加可以加工，特别是成形或制造多种产品。这种压力机的示例包括液 压冲压机、闹刀剪板机、用于防火材料和瓷砖(tile)工业的压力机、用于制盐产品、 灰砂砖产品、瓷砖等的压力机。产品的成形过程可以用两个挤压冲模相对于彼此移动， 从而执行成形工序这样的方式实现，该两个挤压冲模中的至少一个沿着压力机主轴可 移动。在防火材料工业中使用的压力机中，例如，松散物料由挤压冲模的相对移动压 进模具中，该模具至少部分地确立通过压制工序制造的压制件的形状。与冲压机的加 工过程和闸刀剪板机的加工过程比较，冲压机的加工过程和闸刀剪板机的加工过程的 结束是通过冲压步骤或剪切工序的完成确立的，当挤压冲模已经行进一定距离时或在 主液压缸中达到一定压力时，或这两项标准在确定的公差范围内时，防火材料工业中 的上述压力机的成形工序停止。
由本文开始所述的这种控制设备控制的活塞/液压缸装置不仅用于主液压缸或主 挤压冲模，还可以用于也由该控制设备控制的活塞/液压缸装置执行的辅助功能。例 如， 一种这样的辅助功能是在防火材料工业的应用领域中上述介绍的压力机的压制工
序完成之后模具的模具壁的移动。这就是所谓的压制件从模具中的脱模；压制件靠着
固定冲模或主液压缸静止，同时模具壁通过由控制设备控制的活塞/液压缸装置产生 的移动相对于主工作轴移动，从而从压制件上去除模具。
取决于相关压力机的控制设备控制的辅助液压缸的布置，脱模工序可以随着延伸 或收缩辅助液压缸的活塞杆的方向上定向的有效的方向发生。自然地，若模具壁保持 静止，也可能通过控制设备控制的主液压缸的移动脱模压制件。
若考虑到关于上述从模具脱模压制件的用于活塞/液压缸装置的控制设备，则连 接到第一分室的阀装置具有补偿模具自身重量的已知的功能，该模具例如连接到这种 活塞/液压缸装置的活塞上。为达到此目的，压力控制值设置在阀装置中，该值至少和模具的自身重量造成的包含在第一分室中的液体中的压力一样大。因此满足关闭条 件(没有附加压力的施加)，液体不能流出第一分室，从而模具保持在预定位置，因 为模具的自身重量由液体压力补偿。
然而，在现有技术设计中，对于本文开始所述的控制设备的耐用性和这种控制设 备控制的活塞/液压缸装置的耐用性，这种控制设备仅满足于有限的程度，因为在相 对短的操作时间后，控制设备本身的构件中，例如在位置测量系统中或管路系统中发 生损坏，或活塞/液压缸装置，例如焊缝发生损坏，以及各种其他形式的机械损坏。 观察发现的控制设备的构件和控制设备控制的活塞/液压缸装置的不令人满意的使用 寿命意味着相应的构件必须以加强的方式配备，否则必须维修或替换，而维修或替换 是昂贵的，且在维修工作中压力机不运行，从而导致生产停工。
已经试图通过在控制设备的管路系统中安装缓冲器如液压气动减振器来解决该 问题。然而，这种措施没有达到期望的效果。
就现有技术中固有的上述问题而言，本发明的目标是产生本文开始所述类型的用 于活塞/液压缸装置的控制设备，该控制设备用在压力机中， 一方面，本身具有提高 的耐用性，另一方面，还提高了该控制设备控制的活塞/液压缸装置的耐用性，从而 延长了压力机的这些构件的使用寿命。
通过预应力装置以非常简单的方式达到该目标，该预应力装置连接到阀装置和第 一分室，用来预备缓冲活塞的移动产生的液体中的压力上升，该活塞的移动由向着第 一分室的方向作用在活塞上的负载产生，且通过该预应力装置，可以独立于负载产生 压力上升到预定压缩预应力值。
本发明基于在控制设备和活塞/液压缸装置的整个液压系统中的动态压力条件的 完全的、精确的分析。该分析认识到现有的控制设备的不令人满意的耐用性是由于机 械应力，该机械应力由整个液压系统的机械激振造成。当包含在活塞/液压缸装置的 分室的一个中的液体通过沿着液压缸轴的活塞的移动经受压力上升并发生与流动阻 力相反的液体流出时，这些机械激振就发生了。这造成在液压系统中的压力峰值，该 压力峰值阻碍造成压力上升的活塞的移动。这引起激振，并对于整个装置具有相对高 的机械应力。
然而，在本发明的用于活塞/液压缸装置的控制设备中，通过预应力装置产生的 在液体中的压力上升提供了在液体中的压缩预应力。由于该压缩预应力，对应于控制 设备控制的活塞/液压缸装置的液压轴的固有频率上升，因此以无缓冲的方式发生的 压力峰值受到有力地缓冲并且从而不再造成损坏。
为进一步说明用于活塞/液压缸装置的本发明的控制设备的功能，将再次使用在 防火材料工业的应用领域中使用的上述压力机的示例，且将在该示例的内容中解释上 述分析。在该示例中，控制设备控制的活塞/液压缸装置用于通过移动模具从模具中 脱模压制件的辅助功能。首先应注意在成形部分中这种压力机中使用的开始作用的力为4， OOOKN到 36,000KN。若用这样的力在模具中压缩松散物料并使其成形，则在模具的侧壁上产生 相对于主工作轴横向定向的较高的压力，因为用相对于主工作轴横向定向的较强的力 将松散物料压向模具的侧壁。在压制件和模具壁之间，即使在成形工序结東之后也具 有相应的较强的静摩擦。当活塞/液压缸装置脱模压制件时必须克服该静摩擦。因此， 要求至少开始模具的移动的较强的力。
然而不可能精确地计算克服静摩擦要求的力的精确的强度，因为这取决于较多的 参数，例如受压缩的物料、模具中的型腔的个数、压制力、压制件的尺寸(与模具壁 接触的表面)等。
用于脱模压制件的常规工序也作为用于脱模要求的未知力的功能实施。在液压缸 的(第二)分室中，例如在活塞端，压力较慢地累积，当压力达到临界值时，该压力 就足以使活塞/液压缸装置能够用克服静摩擦要求的力作用在模具壁上。当克服了静 摩擦时，从静摩擦到滑动摩擦的转换突然发生且活塞移动，从而开始脱模压制件的过 程。
然而发生的活塞的移动会造成在其他的(第一)分室中或更精确地说在其中包含 的液体中的突然压力上升。突然压力上升的原因是在活塞端上的压力上升期间，即包 含在活塞端上的液体中的压力上升期间，在活塞端的液压缸室的受压体积中形成一定 的压缩体积。在较短的时间(20ms)内发生的该压缩体积的减压，促使活塞移向第一 分室，这会产生其中的突然压力上升。由于该突然压力上升，轴，即包含在第一分室 中的液体在移动的方向上剧烈加速。这导致计算的加速度值超过10g。伴随该加速的 液体的体积流量通常具有预先设定的压力控制值输送到关闭的阀装置中，该预先设定 的压力控制值高于由模具的自身重量单独产生的在液体中的压力。取决于设定的压力 控制值，轴最后通过在第一分室中的未控的压力上升制动；将压力控制值设定到较高 的值会比设定到较低的值导致更高的延迟值。因为在该触发模式中，仅通过由于加速 而发生的压力脉冲开启阀装置，该步骤不会足够"快"地发生，因此未控的压力上升 在第一分室中产生压力峰值，该压力峰值会升高到实际负载压力值的六倍的水平。
在用于活塞/液压缸装置的现有控制设备中，轴的固有频率较低且压力峰值的缓 冲相应地较弱以致发生激振，并伴随有上述机械的负面影响。
然而，本发明的控制设备提供在第一分室中的液体中的压缩预应力，从而导致液 压轴的较高的固有频率。激振将不再发生或被有力地缓冲从而机械的负面影响急剧减少。
实现本发明的控制设备的另一个优点是具体地产生压力上升以便在液体中的压 力尽可能接近于，或大于压力控制值。只要压力保持在压力控制值以下，阀装置就保 持在关闭位置，但仅要求相对较小的附加的压力上升以开启阀装置，即阀装置是"准 预开启"(quasi-preopened)。若压力已经大于压力控制值，则阀装置预开启。自然地，在这种情况下，在由产生的(即使为较小的)液体流出而急剧减少压缩预应力 之前应产生活塞的移动。在这两种情况下，特别在第二种情况下，相比较于没有压缩 预应力的阀装置，阀装置的反应时间明显减少。结果，从第一分室中的液体流出发生 更快，这减少了有害的压力峰值的强度。
本发明的控制设备的另一个优点是当传感器或其他装置记录第一分室中的压力 上升时，压缩预应力和阀装置的(准)预开启作为预备措施产生，即不首先产生。这 导致防止激振或至少部分地急剧减少激振的损坏影响的非常简单的稳定的装置。
压缩预应力值有利地为等于压力控制值或仅稍微大于压力控制值，例如，大于 0.1%或更多，优选地为0.5%或更多，特别地为l。/。或更多。因此有可能以令人满意的 方式实现阀装置的预开启。这种预应力值也实现了轴的令人满意的延迟。在压缩预应
力值和压力控制值之间的差适合的为压力控制值的20%或更少，优选地为1oy。或更少，
特别地为5%或更少。结果，液体的流出保持非常少且压缩预应力不减少太快。
在优选的实施例中，阀装置配备有至少两级；阀装置具有主级，该主级的开启/ 关闭位置对应于阀装置的开启/关闭位置，且主级仅在初级在开启状态中时位于开启 位置，压力控制值设定在初级中；为在初级的开启之后位于开启位置，相比较于压力 控制值仅要求相对较低的压力。虽然使用上述两级阀装置，但初级(先导阀)的预开 启模拟了在主级上的负载。这实际上实现了当初级开启时，为开启主级，不必使用对 应于设定的压力控制值的力以便主级在开启之后立即允许液体以较高体积流量流出。 相比较于压力控制值较低的压力对应于在主级的关闭装置中提供的非液压关闭力。
在该连接中，本发明中提供的初级和主级液压连接到第一分室以便液体中的压力 一方面出现在主级的负载端，其压力冲击阻止主级的关闭，另一方面，液体中压力出 现在主级的控制端，其压力冲击阻止主级的开启，此外在液体中的压力还出现在初级； 优选地，在第一分室和控制端之间的至少部分具有旁通管路的连接的长度大于在第一 分室和负载端之间的连接的长度。术语"旁通管路"在此意思是主级的负载端的旁通。 连接的长度在此不应理解为空间长度，而是作为沿着连接散布压力要求的时间的测 量。因此，例如，节流系统产生连接的"加长"。
当初级关闭，假设没有流动力发生，即轴静止时，或当初级预开启时，主级因此 是液压压力补偿的；但主级通过非液压作用关闭装置如弹簧关闭。弹簧可以有利地施 加转换成为0. 5-20bar,优选地为l-10bar,特别地为3-5bar的压力的弹簧力。由活 塞的移动造成的液体中的压力上升在到达初级之前且在到达主级的控制端之前，以时 移的方式到达主级负载端，导致由于在控制端上的压力低于负载端上的压力的影响开 启主级，这允许发生经过主级的液体的流出。这仅有利地导致由初级开启和主级随后 的完全开启造成的最小的延迟(lag)(如果有的话)。 一旦由于液体的流出在液体 中的压力降到压力控制值以下，关闭装置将关闭主级。
本发明提供的液体的独立于负载的压力上升有利地从储存器系统中产生，该储存器系统通过管路系统连接到第一分室/阀装置。独立于循环的压缩预应力的实现因此 可以用特别简单的方式实施。在这种情况下，可能已经在这种控制设备中的储存器系 统可以用于该附加的功能。独立于循环产生的压缩预应力的另一个优点在于激振不传 输到阀装置的缓冲回路中，因此，主级显示稳定的瞬态响应。从而可能保证活塞移动 的可靠的制动。
通过相应的管路系统的储存器系统到阀装置的连接可以适当地直接发生在主级 控制端和初级之间的先导控制管路中。因此可能急剧减少在第一分室中的压力上升在 储存器系统本身上具有的反冲击(repercussion)。
此外， 一个或多个节流系统可以提供在连接储存器系统到先导控制管路的管路系 统中、先导控制管路中、和/或在主级的负载端和控制端之间的旁通管路的部分中。 因此，在液体的静态中压力条件保持不变，但在动态操作中，体积流量的减少和连接 长度(见以上)的"加长"可以实现，这允许以期望的方式，基本上完全经过主级的 可靠的液体流出。
在控制设备的特别简单的实施例中，液体中的压力上升可能不仅在控制位置中产 生，也在连续的基础上产生。
优选地，在阀装置中设定的压力控制值是可调节的，即特别是最大压缩预应力值 是可调节的。在结构上简单的实施中，这一方面可以通过手动调节完成。另一方面， 对于整个控制的分组，若压力控制值是比例可控的且特别是由控制单元通过预定控制 电压设定的，且控制电压磁性转换到压力控制值，这将更有利。在本文中，表达"比 例可控"意思为设定的压力控制值与控制单元预定的控制电压成比例。
在本发明特别适合的实施例中，在预应力之后的阀装置的反应时间现在少于 50ms,优选地少于20ms，特别地少于5ms。因此如上所解释，可能进一步减少上升的 压力峰值的强度。
上述本发明的控制设备的限定的特征涉及出现在活塞/液压缸装置的活塞和液压 缸之间的相对移动的开始处的问题，特别是若该移动随着阻止移动的夹持力的突然克 服而发生，例如从模具中脱模压制件的工序中的分离瞬间。本发明的另一个方面涉及 以这种方式开始的脱模工序的连续性。
为达到此目的，有利的是用向着第一分室的方向液压产生活塞的相对移动所需 的液压液供应第二分室可以至少部分地经过第一管路系统通过来自泵系统的液压液 的第一体积流量以第一操作模式发生，且可以至少部分地经过第二管路系统通过来自 储存器系统的液压液的第二体积流量以第二搡作模式发生，并提供用于从第一操作模 式切换到第二操作模式的装置。以此方式，在第一操作模式的作用过程中仅需要泵系 统可用于相对移动。
若用于切换的装置装备有用于在第一管路系统中具有的压力中产生压力上升的 装置、用于在第一触发模式中当在第一管路系统中具有的压力超过预定阈值时在储存器系统和第二分室之间自动开启连通的装置、及用于在第二触发模式下保持这种连通 的装置将是特别有利的。结果，在供应液压液的压力源的变换中没有附加要求的传感 器或控制指令的在储存器系统和第二分室之间的连通的自动开启，造成稳定性并在两 种操作模式之间产生令人满意的切换。
优选地，由节流阀节流液压液的第一体积流量产生压力上升。因此可能发生从推 进控制模式到纯粹节流控制模式的切换而没有动态特征值的损失。在一个适合的方式 中，节流阀配备为比例可控的节流阀，这能够进行简单的中心控制。节流阀也可以执 行其他功能，例如，相对移动方向的总的切换。然而，液压液的第一体积流量的节流 还导致相对移动的制动，从而第一触发模式以制动触发模式为特征。相比较，第二触 发模式以定位触发模式为特征，定位触发模式选择用于切换(且定位触发模式在第二 搡作模式期间可以保持)。
在来自泵系统的推进控制期间，由泵系统产生的压力及在第一管路系统中具有的 压力基本上低于在储存器中具有的压力。储存器系统的开启自动发生的压力阈值在此 有利地基本上由在储存器系统中具有的压力确定，但是稍微高于储存器系统中具有的 压力。在装置中已经存在的压力用作主要的阈值标准，这允许自动开启的特别简单的 构造的实施方式。
若控制设备允许液压液的第一体积流量的过量部分可以输送到储存器系统中会实现明显的优势；若液压液的第一体积流量保持不变，当液压液的第一体积流量的节 流发生时会出现过量部分。具体来说，泵系统反应比特别是通过节流阀产生的节流更 慢。若由此造成的液压液的第一体积流量的过量部分不能输送到储存器系统中，那么 在第一管路系统中会产生有害的压力峰值。液体的分流(diversion)还再填充了储 存器系统。
以连接阀装置的形式提供了用于开启到储存器系统的连通的装置的优选实施例， 该装置具有储存器连接阀，该储存器连接阀具有与第一管路系统连通的第一连接及与 第二管路系统连通的第二连接，其各自的压力冲击阻止储存器连接阀的关闭；通过由
储存器连接阀的开启实现的接通产生在第一连接和第二连接之间连通的开启。以此方 式，以特别简单的方式可以精确，简单地通过储存器连接阀的开启(自动)产生开启 动作。
在另一个装备中，储存器连接阀具有第三连接，其压力冲击阻止储存器连接阀的 开启并由连接到第三连接的阀组确定，该闽组具有在第一触发模式中开启的第一阀， 并开启从第三连接到第二管路系统的连通。这种阀组使以简单的设计施加关闭储存器 连接阀要求的压力成为可能。
在特别适合的实施例中，在储存器连接阀中，第一连接和第二连接的有效表面的 总和基本上等于第三连接的有效表面，同时提供了关闭元件，特别是弹簧的形式，该 关闭元件在补偿的压力条件中，用力执行储存器连接阀的关闭，该关闭元件的补偿要求对应于转换成的第一连接的有效表面的补偿压力，因此通过在储存器系统中具有的 压力与补偿压力的总和可以确定预定阈值。这种储存器连接阀可以简单地配备为二位 二通插入阀(2/2-way insertion vaive)的形式。表述"补偿的压力条件"意思为 存在的液压指示的力平衡，即第一有效表面和在该第一有效表面上存在的压力的乘积 加上第二有效表面和在该第二有效表面上存在的压力的乘积的总和等于第三有效表 面和在该第三有效表面上存在的压力的乘积。在该力平衡的情况下，关闭元件确定储 存器连接阀的位置。
一旦连接，与储存器系统的连通可以特别容易保持，因为阀组具有第二阀，第二 阀在第二触发模式中处于开启位置上释放了在第三连接上的压力，并可能使在储存器 系统和第二分室之间保持连通，特别是在储存器连接阀中提供的传感器记录了该连通 的开启之后。该完全的压力释放快速地减少了关于储存器连接阀的开启的液压差。从 而，从第一触发模式(制动触发模式)到第二触发模式(定位触发模式)的切换不用 明显的时间耗费就可以发生。
在控制设备的优选实施例中，提供了用于阻止在第三触发模式中与储存器系统连 通的开启的附加的装置。若高于在储存器系统中的压力的压力在第一管路系统中累 积，例如为了施加要求的压力以克服阻止活塞移动的夹持力将是有利的。在这种情况 下，若在储存器和第二分室之间的连通也开启，那么压力的这种累积将不可能发生。 因此，第三触发模式以压力累积触发模式为特征。
若阀组具有第三阀，将产生特别有利于此目的的结构的实施例，该第三阀在第三 触发模式中处于开启位置，通过在第三连接和管路系统之间的连通，该管路系统从第 一和第二管路系统中选择，在该管路系统中具有较高的压力，储存器连接闽在关闭位 置中锁止；特别是，通过连接到两个管路系统的第四闽，管路系统的选择会自动发生。 在这种情况下，第四阀适合于以简单的梭阀的形式配备。
在第二触发模式(定位触发模式)下，只要在储存器系统和第二分室之间的连通 可靠地保持，泵系统首先可能关闭。然而在优选的实施例中，仅通过解耦阀 (decoupling valve)将泵系统从该连接中切除，且泵系统保持可用于其他功能，例 如，附加的活塞/液压缸装置的触发。
本发明不仅涉及用于活塞/液压缸装置的控制设备，也涉及用于操作活塞/液压缸 装置的方法；这种控制方法可以特别由上述类型的控制设备实施。
用于控制在活塞/液压缸装置的活塞和液压缸之间的相对移动的本发明的方法 中，在第一方法步骤中，在活塞/液压缸装置的活塞和液压缸之间的相对移动通过由 泵系统产生且作为液压液供应提供的液压液的第一体积流量以推进控制模式产生，在 第二方法步骤中，通过继续由泵系统产生的液压液的第一体积流量的节流，开始从推 进控制模式到节流控制模式的切换，从而开始相对移动的制动，在这过程中，由切换 产生的液压液的第一体积流量的过量部分通过在泵系统和储存器系统之间的连通的自动开启输送到储存器系统中，且在第三方法步骤中，保持该连通，通过经过该连通 的来自储存器系统的液压液的第二体积流量产生用于制动的相对移动的液压液供应。
该方法结合一方面例如能够仅用液压能量到热量的较少转换以推进控制模式实 施在活塞/液压缸装置中的活塞的加速和快速移动行程及另一方面实施储存器系统外 的活塞的制动移动，使泵系统自由地用于其他任务的两方面的优点。来自泵系统到储 存器系统的液压液供应的切换自动开始且稳定发生是有利的。
节流过程适合于在控制单元计算的制动时间上开始。从而可以在保持特别高效的 时间顺序的同时从两个操作模式相互切换。
优选地，通过储存器连接阀发生自动开启，该储存器连接阀由阀组控制，经与第 一连接连通的第一管路系统连接到泵系统，及经与第二连接连通的第二管路系统连接 到储存器系统，且阀组的第一阀在第一触发模式中开启，特别是当不由一个/上述控 制单元触发时开启，且在开启状态下，由于节流产生的压力上升，只要在第一管路系 统中的压力超过预定阈值就会产生开启动作。以此方式，在该控制方法中，在液压液 供应之间的切换可以用特别不复杂的方式实施，其中控制单元只需要控制阀组的触 发。
在储存器系统和第二分室之间的连通的保持以合适的方式发生，其中在第三方法
步骤中，阀组的第二阀在第二触发模式中开启，特别是通过控制单元的触发开启；该 开启释放在储存器连接阀的第三连接中的压力，从而实现连通的保持；特别是在储存 器连接阀中提供的传感器记录开启并传输相应的信号到控制单元，控制单元开始触 发，同时第一阀关闭，特别是通过控制单元触发关闭，且液压液的第一体积流量切换 到不与第二分室连通。第二阀的开启因此释放了在储存器连接阀的第三连接中的压
力，促使该闽保持连续地开启。结果，液压液的第一体积流量然后转换到另一个用途。 若在开启之后立即发生第一和第二阀的切换，第一和第二阀的切换将有利地发生而没 有任何时间耗费，传感器记录第一和第二阀的切换并立即传递相应的信号到控制单 元。
在第三方法步骤之后，活塞的相对移动由来自储存器系统提供的节流控制来控 制。现在一个/上述第二触发模式的第四步骤中，通过来自储存器系统的液压液的第 二体积流量的节流，相对移动适当地停止在活塞和液压缸之间的期望的相对移动的停 止位置。以此方式，可能实现在活塞和液压缸之间的定位精确到0. Olmm。
若需要，还在第一方法步骤之前，实施预备方法步骤是有用的，其中阀组的第三 阀在第三触发模式中开启，特别是通过控制单元的触发开启，第一阀关闭，特别是通 过控制单元的触发关闭，第二阀关闭，特别是通过控制单元的非触发关闭，在第三连 接和管路系统之间的连通中的开启被阻止，该管路系统是从第一和第二管路系统中选 择的，在该管路系统中具有较高的压力，储存器连接阀在关闭的位置中锁止，特别是， 通过连接到两个管路的第四阀，该管路系统的选择自动发生。若在实际移动可以开始之前克服阻止活塞移动的夹持力是特别有用的，为达到此 目的，在第二分室中从而也在第一管路系统中产生压力累积，该压力累积超过在储存 器系统中的压力。第三触发模式从而以压力累积触发模式为特征。
关于在第一分室中包含的液体中的压缩预应力的产生，本发明提供了控制方法， 其中独立于向着第一分室的方向作用在活塞上的负载，在液体中产生压力上升到预定 压缩预应力值。如上所解释，这确保了在移动开始之后，激振不能引起有害的影响。 特别是，用以上说明的控制设备可以适当地实施该方法。
因而，通过由泵系统产生的液压液的体积流量，包含在第二分室中的液压液中的 压力可升高，连同负载一起，直到向着第一分室的方向的活塞的移动开始。特别是若 活塞的移动被负载阻止，该负载的量先前未知，如从模具中脱模压制件的工序的这种 情况， 一旦达到分离的瞬间，移动才开始。在这种情况下，在第二分室中的压力上升 发生较慢。因此这有可能，在其他事件之间，防止泵系统继续执行不再使用的泵输出。
然后，可以实施用于移动和定位活塞要求的上述附加的方法步骤；特别是，在开 始活塞移动之前实施预备方法步骤，特别是，只要距离测量系统已记录移动开始并传 递相应的信号到控制单元，控制单元就通过液压液的第一体积流量切换到推进控制模 式。
本发明中公开的控制方法和控制设备可以用有意义的方式在多种应用类型中的 活塞/液压缸装置中使用，特别是当在活塞和液压缸之间的相对移动仅可能在夹持力 的克服之后。然而，特别是，该控制装置可用于液压压力机，特别是用在防火材料和 瓷砖工业中；由控制设备控制的活塞/液压缸装置特别用于从模具脱模压制件的工序， 这已通过上述示例描述。
本发明的其他细节和优点可以从附图中所示的示例实施例的以下描述中推断。


图1示出贯穿液压压力机的示意纵向截面，该液压压力机的活塞/液压缸装置可 以由本发明的控制设备控制，且可以通过本发明的控制方法操作。
图2是具有连接到其上的活塞/液压缸装置的控制设备的示意图。图2a示出了控 制设备的构件，图2b示出压缩预应力如何在活塞/液压缸装置中产生，及图2c示出 在活塞/液压缸装置的活塞和液压缸之间开始相对移动的时刻的控制设备中的压力情 况。
图3是来自图2的控制设备的放大部分，示出了连接阀装置。图3a示出在第三 触发模式(压力累积触发模式)下的阀组的连接和压力情况。图3b示出在储存器连 接阀开启之前在第一触发模式(制动触发模式)中的阀组。图3c示出在第一触发模 式中的阀组，其中储存器连接阀将液压液的第一体积流量的过量部分输送到储存器系 统中。图3d示出在第二触发模式(定位触发模式)中的阀组。
在附图中所示的构件用如下参考数字标出
1阀装置(负载补偿阀)2主级
3节流系统(孔板) 4初级(先导闳) 5第四阀(梭阀) 6储存器系统
7(第二)管路系统(连接到储存器系统) 8第一分室(液压缸的环形表面室) 9活塞
10活塞(主级2的)
11关闭装置(弹簧)
12节流阀(比例方向控制阀)
l3节流系统(孔)
14解耦阀(方向控制阀)
15泵系统
16第二分室(液压缸的活塞表面室) 17液体
18管系统(到环形表面室) 19,19', 19", 19…止回阀 20模具
21液压缸的活塞表面
22附加的触发模式(例如上冲模)
23控制单元(电子触发)
24第二阀(开/关阀)
25第一阀(关/开阀)
26第三阀(开/关阀)
27距离测量系统
28第一管路系统(连接到泵系统) 29储存器连接阀 30传感器
31液压缸的环形表面
42先导控制管路
62 (第二)管路系统7的部分
100液压压力机
101上梁
102下梁103上冲模
104下冲模
105模具
106模具壁
107移动柱体
109活塞/液压缸装置
110压缩的砖(压制件)
A第一连接(底部表面)
B第二连接(环形表面)
C第三连接(控制表面)
Fh夹持力(静摩擦)的作用线
Fk负载(活塞)的作用线
下文描述了控制设备的构件、构件的布置、及构件的操作。然后结合用于从液压 压力机中的模具中脱模压制件的工序的示例描述用于活塞/液压缸装置的控制方法。
图1示出贯穿液压压力机100的基本结构的纵向截面。液压压力机100具有上梁 101和下梁102;上梁101在下梁102上支撑在移动柱体107上。固定到下梁102的 固定的下冲模104垂直向上突起。移动上冲模103位于上梁101上，该移动上冲模 103与下冲模104 —起构成液压压力机100的主工作轴，通过将移动上冲模103移向 下冲模104,能够将位于下冲模104和上冲模103之间的松散物料压缩成砖(压制件) 110。模具105决定在侧面的压制件的形状。模具105固定到模具壁106,支撑模具 壁106以便模具壁106能够沿着移动柱体107移动。在脱模工序中模具壁的移动由活 塞/液压缸装置109产生，活塞/液压缸装置109的活塞9通过使用活塞力FK的弹出 移动，移动模具105离开压制件。然而，为了能够开始这种滑动移动，活塞力Fk必 须克服在压制件110和模具105侧壁之间的静摩擦力Fh。
图2a示出在控制图中的控制设备的构件。在该示例实施例中，提供了四个活塞/ 液压缸装置，活塞/液压缸装置的活塞9连接到模具20上(在图1中的106)。每个 活塞将与其关联的活塞/液压缸装置的液压缸的内室分成两个分室，在该例子中为活 塞9本身通过的液压缸的环形表面室8 (第一分室)和液压缸的活塞表面室16 (第二 分室)。包含在液压缸环形表面室8中的液体17通过在作为有效表面的液压缸环形 表面31上的压力阻止活塞9从液压缸中离开的延伸移动。在该例子中，液体17为适 合的液压液。相应地，位于液压缸活塞表面室16中的液压液通过作为有效表面的液 压缸活塞表面21上的压力阻止活塞9的收缩移动，且如果需要的话也可以产生活塞 9的延伸移动。
这四个活塞/液压缸装置现在由控制设备控制，该控制设备具有通过多个阀和管 路系统连接到活塞/液压缸装置的泵系统15和储存器系统6，且取决于多个阀的切换的位置，控制设备可以改变在液压缸环形表面室和/或液压缸活塞表面室中的压力条 件，并自然地可以产生活塞9的延伸或收缩移动。在该例子中，下文将详细描述控制 单元23电子地实现泵系统15、阀及阀装置的控制。
首先，给出泵系统15的操作和连接的说明。防止来自泵系统15的液压液的第一 体积流量流回泵系统15的止回阀19…将泵系统15连接到以方向控制阀的形式配备 的解耦阀14。取决于解耦阀14的切换的位置，液压液的第一体积流量可以通过附加 的止回阀"'…输送到储存器系统6以供给储存器系统6。图2a示出以相应方式切换 的解耦阀14。在以交叉箭头表示的解耦阀14的另一个切换的位置中，液压液的第一 体积流量可以用于另一种触发模式22,例如用于图l所示的液压压力机的主轴(上 冲模)。在图2c中所示的解耦阀14的另一个切换的位置中，液压液的第一体积流量 行进到另一个方向控制阀，即节流阀12，行进到储存器连接阀29的底部表面连接A (第一连接)，且行进到梭阀5 (第四阆)，梭阀5将在下文描述。取决于节流阀12 的切换的位置，液压液的第一体积流量可以通过节流到没有流量通过而阻止或产生与 活塞/液压缸装置的连通。这可以经过到液压缸环形表面室8的附加的止回阀19'和管 系统18或在图2c中所示的到液压缸活塞表面室16的节流阀12的切换的位置中实现。 方向控制阀12相对于节流是比例可控的。
若来自泵系统15的液压液的第一体积流量如图2c中的箭头a-f所示导向到液压 缸活塞表面室16,则在液压缸活塞表面室16中产生压力上升。
在液压缸活塞表面室16中的这种压力上升是否还导致活塞9的延伸移动，取决 于其他的事件，如取决于通过管系统18连接到液压缸环形表面室8的负载补偿阀1 (闳装置)是开启还是关闭。若负载补偿阀l或其主级2开启，则包含在液压缸环形 表面室8中的液体17会通过管系统18、开启的主级2、及节流阀12流进箱体。通过 箭头g-n在图2c中示出这种流路。
然而，即使连接到活塞9的模具20的自身重量作为负载，该负载自身已经产生 活塞9的延伸移动。然而，这种延伸移动是不需要的，并通过下述的负载补偿阀1阻 止。压力控制值设定在负载补偿阀1中及负载补偿阀1的开口中，因此仅在液体17 中的压力超过设定的压力控制值时才发生液体17从液压缸环形表面室8流出。用于 负载补偿要求的压力控制值P在此由下式计算P = F/A3i,其中F为模具20的自重 产生的力，A3i是所有液压缸表面31的总和。
负载补偿闽l在此包括主级2和初级4，初级4用作先导阀，且先导控制主级2。 设定压力控制值出现在先导阀4中，且当出现在先导阀4上的先导控制管路42中的 压力超过设定压力控制值时，先导阀4开启。先导控制管路42进而通过具有节流作 用的孔13连接到管系统18,从而连接到液压缸环形表面室8。这意味着在静态时， 通过先导控制管路42,液体17的压力也出现在先导阀4上。另一方面，该压力不仅 出现在主级2的负载端阻止主级2的关闭，也出现在主级2的控制端阻止主级2的开启。因为在主级2中安装的弹簧11阻止主级2的开启，只要主级2的控制端上的压 力没有通过先导阀4的开启释放，主级2就保持关闭，主级2在弹簧11的弹簧力下 开启，弹簧力是仅有的需要被克服的力，且在该示例实施例中，转换后的弹簧力仅为 4bar。主级的开启和关闭直接通过活塞IO产生，活塞10还包括孔13。先导阀4本 身是已知的直接或比例控制的减压阀；关闭装置为磁性的且相关于由控制单元23预 定的控制电压比例控制。
在该示例实施例中，本发明的预应力装置包括储存器系统6、具有部分62的(第 二)管路系统7、及孔板3。储存器压力的连接通过部分62到先导控制管路42的连 接发生。包含在液压缸环形表面室8和管系统18中的液体17中的压缩预应力沿着在 图2b中的箭头a-l指示的路径从储存器系统6供应。
如上所述，第一管路系统28具有到储存器连接闽29和梭阔5两者的连接。此外， 如图2所示，特别是如图3所示，储存器系统6通过第二管路系统7连接到储存器连 接阀29的环形表面B。储存器连接阀29本身为二位二通插入阀，其中到底部表面A 的连接的有效表面对应于所谓的100%有效表面，到环形表面B的连接的有效表面对 应于所谓的50%有效表面，到控制表面C的附加提供的连接的有效表面对应于所谓的 150%有效表面。在有效表面A和有效表面B上的压力阻止储存器连接阀29的关闭， 然而在有效表面C上的压力，与在该示例实施例中达到接近4bar的转换后的关闭弹 簧的压力一起，阻止储存器连接阀29的开启。自然地，有效表面对彼此的比例实际 上不是必须在100%、 50°/ 、 150°/。，但是有效表面150%等于有效表面IOW和有效表面 50%两者的总和。换言之，在所有有效表面A、 B、 C之间的压力平衡的事件中，储存 器连接阀29通过关闭弹簧的作用关闭。
出现在150%有效表面(控制表面C)上的压力由包括关/开阖25 (第一阀)、开 /关阀24、 26 (第二阀和第三阀)、及梭阀5的阀组的切换确定。在该连接中，表述 "关/开阀"(阀25)意思为在其正常切换后的位置，即当不触发关/开阀时，关/开 阀开启，当通过控制单元23触发关/开阀时，关/开阀关闭。中间位置未示出。相应 地，开/关阀24和开/关闽26通过控制单元23的触发开启，反之开/关阀24和开/ 关闽26在其正常位置为关闭。当开启时，阀24、阀25、阀26的每个产生到储存器 连接阀29的控制表面C的连接。当阀25开启时，该连接连到第二管路系统7,从而 确立连接到储存器系统6中的压力的压力传输。开启阀24产生的连接连到箱体中， 因此完全地释放储存器连接阀29的控制表面C上的压力。通过开启阀26的连接连到 梭阀5。设计梭阀5以便当在第一管路系统28中的压力大于在第二管路系统7中的 压力时梭阀将储存器连接阀29的控制表面C连接到第一管路系统28,相反地，当第 二管路系统7中的压力大于在第一管路系统28中的压力时将控制表面C连接到第二 管路系统7。
假设仅有相应的阀24、阀25、闽26中的一个开启，而其他两个关闭。在制动触发模式(第一触发模式)中，阀25开启，同时阀24和阀26关闭。该触发模式对应 于三个阀24、 25、及26的正常的切换的位置，因为三个阀中没有一个由控制单元23 触发。在定位触发模式(第二触发模式)中，阀24触发并开启，同时阀25触发并关 闭，阀26未触发并保持关闭。在压力累积触发模式(第三触发模式)中，阀26触发 并开启，同时阀24未触发并保持关闭，阀25触发并关闭。在压力累积触发模式中， 储存器连接阀29总是关闭的。
最后，提供了附加的系统，该附加系统向控制单元23发送信号，传达关于控制 设备当前状态的特定信息。为此目的，储存器连接阀29提供有传感器30，传感器30 通知控制单元23关于储存器连接阀29是开启还是关闭。特别是，若储存器连接阀 29在制动触发模式下开启，传感器30立即向控制单元23发送信号。
还提供了距离测量系统27,该距离测量系统27向控制单元23发送关于模具20 的位置及关于活塞/液压缸装置的活塞9的位置的信号。特别是，若在脱模工序中， 模具20和活塞9的移动在克服在压制件和模具20之间的静摩擦之后突然开始，距离 测量系统27立即向控制单元23发送信号。
最后在该示例实施例中，附加地提供了减压阀，该减压阀连接到管系统18,且 在紧急情况下，例如可以保证液体17的减压，附有经过止回阀19连接到至液压缸活 塞表面室16的供应管路的附加的箱体，液压缸活塞表面室16可以通过抽吸从该箱体 抽取液压液，以便在活塞9的延伸移动期间，在液压缸活塞表面室16中没有真空产 生。
在下文详细描述操作活塞/液压缸装置的方法，在该示例实施例中，允许从模具 20中脱模压制件的完整的工序的执行。该方法的起点如图1中所示的情形，在该情 形中，松散物料通过液压压力机IOO压制成砖110;现在，模具105必须克服静摩擦 力FH的阻止由活塞/液压缸装置109向下移动。
首先，在液压缸环形表面室8及管系统18中的液体17中的压缩预应力通过来自 储存器系统6的压力上升产生。这由图2b中的箭头a-l指示。在液体17中的压力达 到预定压缩预应力值，该预定压縮预应力值设定为等于设定在先导阀4中的压力控制 值以便当压缩预应力产生时，先导阀4开启，同时负载补偿阀1的主级保持关闭，除 了在"准预开启"的状态中，因为仅要在液体17中的相对较小的压力上升(对应于 4bar的转换后的弹簧力)就可以实现主级的开启。同时，如图k所示二位二通阀l2 可以切换到向着液压缸活塞表面室16方向的液压液的第一体积流量的完全触发的切 换的位置。阀组切换到如图2c所示的压力累积触发模式中。如以上所解释，储存器 连接阀29在该压力累积触发模式中可靠地关闭。如图3a所示的触发模式，在第一管 路系统28中的压力应高于在储存器系统6中的压力以便梭闽5沿着图3a中由箭头a、 b，到f指示的路径产生第一管路系统28到储存器连接阀29的控制表面C的压力传输 连接。如在其他的触发模式中，到底部表面A和环形表面B的连接通过如图3a中所示的箭头a、 b及g到i指示的路径产生。
现在液压缸活塞表面室16中的压力累积开始。为达到此目的，来自泵系统15的 液压液的第一体积流量通过将二位二通阀14切换到如图2c所示的切换后的位置分流 到液压缸活塞表面室16。正如以上所解释，不能精确地知道克服静摩擦力Fh需要的 力何时达到或在液压缸活塞表面室16中实现该力需要的压力何时达到，压力仅较慢 地上升直到静摩擦力Fk的突然克服，模具20和活塞9开始移动。
因为静摩擦力Fh的突然克服，轴通过已储存在液压缸活塞表面室16中并突然释 放的压缩体积向下加速。然而，由于在液体17中的压缩预应力及负载补偿阀1的"准 预开启"的影响，尽管发生压力负载但没有对控制设备和活塞/液压缸装置的损坏发 生。可以保证模具20的可靠的缓冲。
当距离测量系统27记录模具20和活塞9的开始的移动并发送该信息到控制单元 23时，这开始了下一个方法阶段。模具20可以移到去除的位置。这通过来自泵系统 15的液压液的第一体积流量首先以推进控制模式发生。控制单元23因此将泵系统15 的泵输出转换到通过对应的液压液的第一体积流量允许模具20的行进移动以控制单 元23计算的速度值发生的输出值。在该例子中，在第一管路系统(28)中的压力小 于在储存器系统6中的压力。现在行进移动还可以通过减少来自泵系统的液压液的第 一体积流量导向到其结東。然而在本发明中，移动以不同的方式继续。
阀组以制动触发模式触发以便产生如图3b所示的储存器连接闽29中的压力情 况。如箭头a、 b及c到e所示，储存器连接阀29的底部表面A总是连接到第一管路 系统28,环形表面B总是连接到第二管路系统7。如图3b中的箭头c、 d、 e'及f至U h指示，控制表面C同样连接到第二管路系统7。在这种情况下，储存器连接阀"关 闭，但只要在第一管路系统28中的压力上升到储存器系统6中的压力加上在该示例 实施例中克服弹簧力要求的4bar的水平就可以开启。
在控制单元23计算的制动时间中，控制单元23触发二位二通阀以便节流液压液 的第一体积流量。这产生从推进控制模式到节流控制模式的切换，且模具的移动相应 地制动。在该例子中，来自泵系统15的液压液的第一体积流量保持设定到相同值。 同时保持相同泵输出的节流增加了第一管路系统28中的压力。若在第一管路系统" 中的压力达到上述压力阈值，则储存器连接阀"开启，产生如图3c所述的情况。
来自泵系统15的液压液的第一体积流量的剩余的过量部分通过开启的储存器连 接阀29输送到储存器系统6。这沿着图3c中的箭头a-f指示的路径发生。该分流很 重要，因为泵系统15反应(250ms )比产生节流(50ms )更慢，且在反应时间差(200ms ) 期间，压力峰值将在第一管路系统中发生。在储存器连接阀29的周围的压力条件现 在具有较高的动态性。更精确地说，不仅具有如图3c所示的箭头g到j指示的控制 表面C到储存器系统6的连接，也具有箭头a到d、 i、及j指示的第一管路系统28 到控制表面C的连接。结果，在开启发生之后，储存器连接阀"立即处于不稳定平衡。
在该方法的另一个阶段，储存器连接阀29的不稳定平衡状态随后结東且行进移 动的液压液的供应从储存器系统6中供应。精确的说，传感器30立即记录储存器连 接阀29的开启并发送该信息到控制单元23。然后控制单元23将阀组切换到定位触 发模式。由此产生的情况如图3d所示。阀25的关闭切断了控制表面C到储存器系统 6及第一管路系统28的连接。同时，如图3d中的箭头a到e指示，阀24的开启将 控制表面C上的压力释放到箱体中。控制表面C上的压力的释放自然地导致储存器连 接阀29的可靠的开启，从而产生从储存器系统6到液压缸活塞表面室16的连接。通 过该沿着图3d中的箭头f-k指示的路径的连接，用于完成模具20的行进移动要求的 液压液供应产生。
二位二通阀12的节流实际上已经开始行进移动的制动。现在该方法的最后阶段 涉及模具在期望的停止位置的精确定位。为此达到此目的，现来自储存器系统6的液 压液供应还通过控制单元23触发二位二通闽12节流，结果，在节流控制模式中，模 具期望的停止位置实现精确到0. Olmm。当达到停止位置时完成脱模工序。
模具20的行进移动返回到用于另一个工作循环的填充高度以类似于脱模工序的 相应的方法阶段的方式发生；自然地，二位二通阀切换到用于向上移动的直切换的位 置(straight switched position)。再次，模具20的加速和快速移动行进以从泵 系统15供应的推进控制模式发生，从推进控制模式到节流控制模式的切换随着液压 液供应的后续切换发生，该液压液供应用于定位，且再次来自储存器系统6。
控制整个顺序的控制单元23是个电子控制单元，控制单元23并不设计为总是仅 以相同的行进速度和行进路径实施操作顺序的相同的时间顺序，相反，控制单元23 可以改变其中的搡作顺序的时间顺序，因为例如行进速度和行进路径甚至制动时间可 以在不同的循环中不同。 一方面，这些行进速度、行进路径、及制动时间可以由电子 控制单元23计算，另一方面，还应理解这些值也可以手动输入。
本发明不仅仅限于上述示例实施例，相反，在说明书和权利要求书中公开的本发 明的限定的特征，单独地和彼此任意的结合，对于本发明的各种实施例的实施是基本 的。
权利要求
1. 一种用于活塞/液压缸装置的控制设备，其中所述活塞/液压缸装置具有液压缸和活塞(9)，所述活塞(9)至少部分地容纳在所述液压缸中，且沿着所述液压缸的轴将所述液压缸的内部分成两个分室(8，16)，所述控制设备具有阀装置(1)，所述阀装置(1)连接到第一分室(8)并位于关闭位置，若包含在所述第一分室(8)中的液体(17)中的压力小于在所述阀装置(1)中设定的压力控制值，则所述阀装置(1)将阻止所述液体(17)从所述第一分室(8)流出，若在所述液体(17)中的压力大于所述设定的压力控制值，则所述阀装置(1)开启到开启位置使所述液体能够流出，其特征在于，具有预应力装置，所述预应力装置连接到所述阀装置(1)及所述第一分室(8)，并用来预备缓冲所述活塞(9)的移动产生的在液体(17)中的压力负载，所述活塞(9)的移动由向着所述第一分室(8)的方向作用在所述活塞(9)上的负载产生，通过所述预应力装置，可以独立于所述负载产生在所述液体(17)中的压力上升到预定压缩预应力值。
2. 如权利要求1所述的控制设备，其特征在于，压缩预应力值基本上等于所述 压力控制值，或大于所述压力控制值0.1%或更多，优选地0.5%或更多，特别地为1% 或更多。
3. 如权利要求l或2中的一个所述的控制设备，其特征在于，在所述压缩预应 力值和所述压力控制值之间的差等于所述压力控制值的20%或更少，优选地为10%或 更少，特别地为5%或更少。
4. 如权利要求1到3中的一个所述的控制设备，其特征在于，所述阀装置(l) 配备有至少两级；所述阔装置(1)具有主级(2),所述主级(2)的开启/关闭位置 对应于所述阀装置(1)的开启/关闭位置，且所述主级(2)仅当初级(4)开启时位 于其开启位置，在所述初级(4)中设定所述压力控制值；为在所述初级(4)的开启 之后位于所述开启位置，相比较于所述压力控制值仅要求相对较低的压力。
5. 如权利要求4所述的控制设备，其特征在于，所述初级(4)和主级(2)液 压连接到所述第一分室(8)以便在所述液体(17)中的压力一方面出现在所述主级(2)的负载端，其压力冲击阻止所述主级(2)的关闭，另一方面出现在所述主级(2 ) 的控制端，其压力冲击阻止所述主级(2)的开启，此外，还出现在初级(4);优选 地，在所述第一分室(8)和所述控制端之间的至少部分具有旁通管路的连接的长度大于在所述第一分室(8)和所述负载端之间的连接的长度。
6. 如权利要求1到5中的一个所述的控制设备，其特征在于，所述预应力装置 具有储存器系统(6),通过管路系统(7)从所述储存器系统(6)产生所述压力上 升。
7. 如权利要求5和6所述的控制设备，其特征在于，所述管路系统(7)具有连 接到先导控制管路(42)的部分(62),所述先导控制管路(42)连接所述初级(4) 和所述主级(2)的所述控制端。
8. 如权利要求5到7中的一个所述的控制设备，其特征在于，所述旁通管路和/ 或所述先导控制管路(42)和/或所述部分(62)装备有节流系统(13, 3)。
9. 如权利要求1到8中的一个所述的控制设备，其特征在于，在所述液体(17) 的静止状态中，由所述预应力装置产生的压力上升是连续的，特别是在所述静止状态 中，所述液体(17)的压力等于在所述储存器系统(6)中存在的压力。
10. 如权利要求1到9中的一个所述的控制设备，其特征在于，所述压力控制值 是可调节的，特别是手动可调节的。
11. 如权利要求1到9中的一个所述的控制设备，其特征在于，所述压力控制值 是可调节的和比例可控的；特别是，所述压力控制值的控制通过控制电压产生，所述 控制电压特别是由控制单元(23)预定，且所述控制电压对所述阀装置(1)/初级(4)的调节磁性地发生。
12. 如权利要求1到11中的一个所述的控制设备，其特征在于，所述阀装置(l) 的反应时间在l-50ms的范围内，优选地为l_20ms,特别地为1-5ms。
13. —种用于活塞/液压缸装置的控制设备，特别是如权利要求1到12所述的控 制设备，其中所述活塞/液压缸装置具有液压缸和活塞(9)，所述活塞(9)至少部 分地容纳在所述液压缸中，且沿着所述液压缸的轴将所述液压缸的内部分成两个分室(8, 16),其特征在于，向着所述第一分室(8)的方向液压产生所述活塞(9)的 相对移动所需的液压液对所述第二分室(16)的供应，可以至少部分地经过第一管路 系统(28)通过来自泵系统(15)的液压液的第一体积流量以第一操作模式产生，且 可以至少部分地经过第二管路系统(7)通过来自储存器系统(6)的液压液的第二体积流量以第二操作模式产生，此外，提供用于从所述第一操作模式切换到所述第二操 作模式的装置。
14. 如权利要求13所述的控制设备，其特征在于，用于切换的所述装置装备有 用于产生在所述第一管路系统(28)中具有的压力的上升的装置，用于在第一触发模 式中当在所述第一管路系统(28)中具有的压力超过预定阈值时自动开启在所述储存 器系统(6)和所述第二分室(16)之间的连接的装置，及用于在第二触发模式中保 持所述连接的装置。
15. 如权利要求14所述的控制设备，其特征在于，所述液压液的第一体积流量 的节流促使在所述第一管路系统(28)中的压力上升的产生，且所述节流可能通过节 流闽(12)产生，特别是配备为比例可控的节流阀(12)。
16. 如权利要求14或15所述的控制设备，其特征在于，所述阔值基本上由在所 述储存器系统(6)中具有的压力确定。
17. 如权利要求15或16中的一个所述的控制设备，其特征在于，当超过所述阈 值时，所述液压液的第一体积流量的过量部分由所述泵系统(15)输送到所述储存器 系统(6),所述液压液的第一体积流量的过量部分通过所述节流产生，同时所述液 压液的体积流量保持相同。
18. 如权利要求14到17中的一个所述的控制设备，其特征在于，通过连接阀装 置产生所述开启，所述连接阀装置具有储存器连接间(29),所述储存器连接阀(29) 具有与所述第一管路系统(28)连通的第一连接(A)和与所述第二管路系统(7)连通 的第二连接(B),其压力冲击阻止所述储存器连接阀(29)的关闭；所述开启通过 在所述第一连接(A)和所述第二连接(B)之间的连通的接通发生，所述接通通过所 述储存器连接阀(29)的开启实现。
19. 如权利要求18所述的控制设备，其特征在于，所述储存器连接阀(29)具 有第三连接(C),其压力冲击阻止所述储存器连接阀(29)的开启，且由连接到所 述第三连接(C)的阀组确定，所述阀组具有在所述第一触发模式中开启的第一阔(25), 并开启从所述第三连接(C)到所述第二管路系统(7)的连通。
20. 如权利要求19所述的控制设备，其特征在于，在所述储存器连接阀U9) 中，所述第一连接(A)和所述第二连接(B)的有效表面的总和基本上等于所述第三连接(C)的有效表面，且提供了关闭元件，特别是以弹簧的形式，在补偿的压力条 件中，所述关闭元件用力执行所述储存器连接阀(29)的关闭，所述关闭元件的补偿 要求对应于转换成的所述第一连接(A)的所述有效表面的补偿压力，且其中所述预 定阈值通过在所述储存器系统(6)中具有的压力和所述补偿压力的总和确定。
21. 如权利要求19或20中的一个所述的控制设备，其特征在于，所述闽组具有 第二阀(24)，所述第二阀(24)在所述第二触发模式中处于开启位置，释放在所述 第三连接(C)中的压力，并可能保持在所述储存器系统(6)和所述第二分室(l" 之间的连通，特别是在所述储存器连接闽(29)中提供的传感器(30)记录所述连通 的开启之后。
22. 如权利要求14到21中的一个所述的控制设备，其特征在于，提供用于防止 在第三触发模式中在所述储存器系统(6)和所述第二分室(16)之间的所述连通的 开启的装置。
23. 如权利要求19到21及22所述的控制设备，其特征在于，所述阀组具有第 三阀(26)，所述第三阀(26)在所述第三触发模式中处于开启位置，通过在所述第 三连接(C)和所述管路系统之间的连通，所述管路系统从所述第一和第二管路系统(28, 7)中选择，其中具有较高压力，所述储存器连接阀(29)在关闭位置中锁止； 特别是，通过连接到两个管路系统(28, 7)的第四阀(5)所述管路系统的所述选择 自动发生。
24. 如权利要求14到23中的一个所述的控制设备，其特征在于，在所述第二触 发模式中，解耦阀(14)能够从所述第一管路系统(28)将所述泵系统(15)分离， 特别是，所述泵系统U5)保持可用于其他的功能(22)。
25. —种用于控制活塞/液压缸装置的方法，特别是使用如权利要求1到24中的 一个所述的控制设备的方法，其中，在第一方法步骤中，通过液压液的第一体积流量 以推进控制模式产生所述活塞/液压缸装置的活塞(9)和液压缸之间的相对移动，所 述液压液的第一体积流量由泵系统(15)产生并用作液压液供应提供，在第二方法步 骤中，通过继续由所述泵系统(15)产生的所述液压液的第一体积流量的节流，开始 从所述推进控制模式到节流控制模式的切换，从而开始所述相对移动的制动，在该过 程中，通过所述切换产生的所述液压液的第一体积流量的过量部分通过在所述泵系统(15)和储存器系统(6)之间的连通的自动开启输送到所述储存器系统(6)中，在 第三方法步骤中，保持所述连通，且经过所述连通通过来自所述储存器系统(6)的液压液的第二体积流量产生用于所述制动的相对移动的所述液压液供应。
26. 如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述节流开始于由所述控制单元 (23)计算的制动时间。
27. 如权利要求25或26所述的方法，其特征在于，通过储存器连接阀(29)发 生所述自动开启，所述储存器连接阀(29)由阀组控制，经过与第一连接(A)连通 的第一管路系统(28)连接到所述泵系统(15),且经过与第二连接(B)连通的第 二管路系统(7)连接到所述储存器系统(6),且在第一触发模式中，特别是不由一 个/所述控制单元(23)触发时，所述阀组的第一阀(25)开启，且在开启状态下， 由于所述节流造成的压力上升，只要在所述第一管路系统(28)中的压力超过预定阈 值时就产生所述自动开启。
28. 如权利要求27所述的方法，其特征在于，在所述第三方法步骤中，所述阀 组的第二阀(24)在第二触发模式中开启，特别是通过所述控制单元(23)的触发开 启，所述开启释放在所述储存器连接阀(29)的第三连接(C)中的压力并因此实现 所述连通的保持，所述触发通过所述控制单元(23)开始，特别是在所述储存器连接 阀(29)中提供的传感器30记录所述开启并传递相应的信号到所述控制单元(23)， 同时所述第一阀(25)关闭，特别是通过所述控制单元(23)触发关闭，且所述液压 液的第一体积流量切换到不与所述第二分室(16)连通。
29. 如权利要求25到28中的一个所述的方法，其特征在于，在一个/上述第二 触发模式的第四方法步骤中，通过来自所述储存器系统(6)的所述液压液的第二体 积流量的节流，所述相对移动停止在所述活塞(9)和液压缸之间的期望的相对移动 停止位置。
30. 如权利要求28或29所述的方法，其特征在于，在所述第一方法步骤之前实 施的预备的方法步骤中，所述阀组的第三阀(26)在第三触发模式中开启，特别是通 过所述控制单元(23)的触发开启，所述第一阀(25)关闭，特别是通过所述控制单 元(23)的触发关闭，所述第二阀(24)关闭，特别是通过所述控制单元(23)的未 触发关闭，通过所述第三连接(C)与所述管路系统之间的连通防止所述开启，所述 管路系统是从所述第一和第二管路系统(28, 7)中选择的，其中具有较高压力，所 述储存器连接阀(29)在关闭位置锁止，且特别是通过连接到两个管路系统(28, 7) 的第四阔(5)所述管路系统的所述选择自动发生。
31. —种用于控制活塞/液压缸装置的方法，特别是使用如权利要求1到24中的 一个所述的控制设备的方法，其中所述活塞/液压缸装置具有液压缸和活塞(9),所 述活塞(9)至少部分地容纳在所述液压缸中，且沿着所述液压缸的轴将所述液压缸 的内部分成两个分室(8,16),所述第一分室(8 )连接到位于关闭位置的阀装置(1 ), 若包含在所述第一分室(8)中的液体U7)中的压力小于在所述阀装置(1)中设定 的压力控制值，则所述阀装置(1)防止所述液体(17)从所述第一分室(8)流出， 若在所述液体(17)中的压力大于所述设定的压力控制值，则所述阀装置(l)开启 到开启位置使所述液体能够流出，其中独立于向着所述第一分室(8)的方向作用在 所述活塞(9)上的负载，产生在所述液体(17)中的压力上升到预定压缩预应力值。
32. 如权利要求31所述的方法，其特征在于，再次通过由泵系统(15)产生的 液压液的体积流量，包含在所述第二分室(16)中的液压液中的压力上升，并连同所 述负载，直到向着所述第一分室(8)的方向的所述活塞(9)的移动开始，特别是在 克服阻止所述负载的夹持力时。
33. 如权利要求32所述的方法，其特征在于，实施如权利要求25到30所述的 附加的方法步骤；特别是在开始所述活塞(9)的移动之前实施如权利要求30所述的 预备的方法步骤，特别是，只要距离测量系统(27)已记录所述移动并将相应的信号 传递到控制单元(23),所述控制单元(23)就根据权利要求25的方法切换到所述 推进控制模式。
34. 如权利要求1到24中的一个所述的用于液压压力机的活塞/液压缸装置的控 制设备的使用，特别是在防火材料和瓷砖工业中的应用中，其中所述活塞/液压缸装 置特别用于在脱模工序中的辅助工作轴中，其中由压缩的松散物料制成的压制件通过 所述压力机从用于确定所述压制件的形状的模具中去除。
全文摘要
一种用于活塞/液压缸装置的控制设备，其中活塞/液压缸装置具有液压缸和活塞，该活塞至少部分地容纳在液压缸中，且沿着液压缸的轴将液压缸的内部分成两个分室，该控制设备具有阀装置，该阀装置连接到第一分室并位于关闭位置，若包含在第一分室中的液体中的压力小于在阀装置中设定的压力控制值，则该阀装置将阻止液体从该分室流出，若在液体中的压力相应地大于设定的压力控制值，则阀装置开启到开启位置使液体能够流出，该控制设备还具有预应力装置，所述预应力装置连接到阀装置及第一分室，并用来预备缓冲活塞的移动产生的在液体中的压力上升，活塞的移动由向着第一分室的方向作用在活塞上的负载产生，通过该预应力装置，可以独立于负载产生在液体中的压力上升到预定压缩预应力值，以及控制这种活塞/液压缸装置的方法和用于液压压力机的活塞/液压缸装置的这种控制设备的使用。
文档编号F15B11/02GK101305189SQ200680041812
公开日2008年11月12日 申请日期2006年8月14日 优先权日2005年9月12日
发明者拉尔夫·路茨, 马蒂亚斯·哈恩 申请人:莱斯有限公司