JPH06506287A - ポンプと負荷を有する油圧システム - Google Patents

ポンプと負荷を有する油圧システム

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲１の前半部に記載された形式の、ポンプとポンプからの供 給を受ける少なくとも１つの負荷を有する油圧システムに関する。
この種の油圧システムは、西独特許第２５１４６２４号により公知である。そこ では、制御弁は、比例弁の形であり、そのそれぞれの上流には補償弁が接続され 、比例弁での圧力降下を一定に保っている。ポンプは一定した吐出量を有する。
ポンプ圧力が最大負荷圧より予め決めた圧力差だけ高い圧力になるのに十分に大 きな値で、ブリード弁が圧力流体をタンクに戻す。この圧力差は、ブリード弁の スライダーに作用するスプリングにより前もって設定されている。
さらに、一定の吐出量のポンプとブリード弁を設ける代わりに、可変の吐出量の ポンプを設けて、その吐出量をポンプ制御装置により調節することが知られてい る（西独特許公開第３７０２０００号）。この制御装置は、補償弁のスライダー からの位置信号を与えられる電子制御装置を含む。
ポンプ制御装置を有する油圧システムでは、さらに設定信号を持つ設定装置を装 備した電子制御装置を使用することが知られている（西独特許公開第３７１６２ ００号）。この設定信号は、電子的処理の後、訂正された設定信号として比例弁 へ伝えられる。設定装置によりさらに負荷がかけられると、制御装置はまた、ポ ンプがそれに対応して調節されるようにする。さらに、ポンプに最大吐出量以上 の吐出量を要求する所望値が特定されると、負荷による出力要求が和らげられる 。
本発明は、油圧システムの動作の改善という問題に基づくものである。本発明の 基本的な考え方は、新しい機能的な関係で、ブリート弁を使用することにある。
請求の範囲Ｉの解決策に従えば、ポンプ制御装置が設けられる。即ち、可変ポン プが提供される。しかし、このような圧力制御装置は比較的動作が遅い。例えば 、突然負荷のスイッチを切られた時のように突然の負荷圧力のピークがおこると 、油圧システム全体に影響がある。このような不利益は、通常はポンプ制御装置 の圧力差との関連で圧力差を選ぶ結果として閉じられるため、通常の動作では全 く影響がなく、前記の圧力ピークが起きたときだけ開くように働（ブリード弁を 使用することのより防止できる。ブリード弁のスライダーは迅速に応答するので 、圧力ピークは油圧システムの中で影響を与えることができない。この構成はま た、大きな費用支出を要しない。その理由は、可変ポンプと制御弁の標準の構成 を有する従来の油圧システムでは、特に比例弁を備えるシステムでは、ブリート 弁のみを加えればよいからである。
請求の範囲２は、ポンプ制御装置の応答が遅いという問題に関する。制御弁が動 かされる前に、設定装置からの設定信号が現れるため、ポンプの吐出量は適切な 時期に、あらかじめ調節された状態になる。しかし、これでもまだ、不正確であ る場合がある。それゆえ、圧力差信号に基づく制御が行われ、ブリード弁が丁度 閉じたとき、迅速に所望のポンプ吐出量に導くようになっている。
請求の範囲３の解決策は、可変のポンプと固定のポンプの双方に適するが、簡単 な方法で過負荷を防ぐ油圧システムになる。実際上、ポンプ圧とブリード弁によ る最大負荷圧の圧力差は、システムに与え得る負荷量の尺度である。圧力差が制 御装置に記憶されている差の限度と比較されると、負荷量制限域が表示され、制 御弁を絞ることによって、過負荷防止が達成できる。
過負荷防止は、さらに請求の範囲４の特徴を使って改善することができる。スタ ートから特定の差の限度を超えるまで、絞り強さが調整されるからである。
ブリード弁のスライダーの荷重をかけるスプリングの性質のため、スライダーの 位置は、ポンプ圧と最大負荷圧の圧力差の直接の尺度となる。トランスデユーサ −は圧力差を測定し、それを電気的圧力差信号の形で制御装置に伝えるが、その 代わりに、請求の範囲５によれば位置センサーをブリード弁に取付け、その結果 、その位置信号を同様に圧力差信号として数値を評価することができる。
請求の範囲６による発明の展開は、ポンプの駆動モーターの過負荷防止として使 用することができる。制限負荷量は回転速度を落とすことにより達成される。
一定の回転速度を有する駆動モーターの場合、回転速度限界は固定されている。
可変の回転速度を有するポンプの場合、回転速度限界は特定の公称の回転速度に よる。
請求の範囲７による発明の展開は、絞ることで回転速度を制限域に落とすことが できる効果が得られる。
通常、要求される絞りは、制御装置により、動作中のそれぞれの制御弁に均一に 振り分けられる。しかし、請求の範囲８の構成によれば、また優先順位をつける ことができる。このことは、主な負荷は全く絞らずにすむ、即ち絞り効果は予め 決めた割合、例えば主な負荷と重要でない負荷の間で２０％と８０％に分けられ ているということを意味する。
以下、本発明を図に示される２つの実施例を参照して、詳細に説明する。
ここで、 図１は、可変ポンプを有する油圧システムの回路図である。
図２は、可変ポンプの設定装置を示す。
図３は、可変ポンプの構成部品図であり、そのポンプは一定の吐出量を有する。
図１によれば、可変ポンプ１が液体に圧力をかけ、タンク２から圧力ライン３ま で送り、該圧力ラインから、幾つかの負荷１０４に圧力が供給される。その目的 のため、負荷は、吸入側が接続され、補償弁ｓ、ｔｏｓと比例弁の形の制御弁６ ．１０６を通って、また２つのモーターライン７．８と１０７，１０８のうち１ つを通って圧力ライン３に接続され、それぞれ他方のモーターラインは制御弁６ ．１０６を通ってタンク２へ戻る。
それぞれの負荷には、負荷圧センサーライン９，１０９が組み合わされ、その２ つの分岐ラインは制御弁の中立位置でタンク２に接続され、動作状態において、 １つの分岐ラインはそれぞれの負荷圧検出点１０．１１と１１０，１１１に接続 されるようになっている。負荷圧は、スプリング１２，１１２と共に補償弁５゜ １０５のスライダーの１つの圧力面上に働き、一方他の圧力面は制御弁６゜１０ ６の４二流のライン１３．１１３によりもたらされる圧力により負荷される。
補償弁により、制御弁６．１０６での圧力降下は吸入側で一定になる。切換弁１ ４．１１４は、それぞれの場合に最大負荷圧がセンサーライン部分１５に生じる ように働く。
ポンプライン３には、ブリート弁１６が接続され、そのスライダーは調整可能な スプリング＋６ａとセンサーライン部分１５の最大負荷圧により片側が負荷され 、反対方向にライン部分１７を通ってポンプ圧が負荷される。ブリード弁１６の スライダーには位置センサー１８が取付けられ、その位置信号Ｘはトランスデユ ーサ−１９の中で圧力差信号Ｕに変換される。
圧力差信号Ｕは電子制御装置２０に与えられる。作動時、設定装置２１゜１２１ は設定信号ｓｌ、ｓ２を制御装置２０へ伝える。これがそれぞれの信号を処理し 、作動信号ｂｌ、ｂ２を出し、制御弁６，１０６を切り換える。それに加え、制 御装置ｚＯは、ポンプ制御装置２２を含み、それが制御信号ｆを可変ポンプｌの 設定装置２３へ伝える。制御装置２０は入ってくる信号を処理し、それに従って 制御弁とポンプを動作させる。
ポンプｌの設定装置２３は、例えば図２に図示するような形にすることができる 。ポンプのストロークを調整する調整ピストン２４は、片側にスプリング２５に より圧力がかけられ、他の側はシリンダー室２６の圧力がかけられている。この 圧力は電磁制御弁２７に働く制御信号ｆにより決まる。電磁制御弁の出口位置２ ８には、ポンプライン３の圧力とタンク圧力の間の圧力が伝えられる。
もし、例えば設定装置２１が軸アキシャルピストン型モーター４を調整するため に操作されると、設定信号ｓｌが第１に制御装置２０の中で可変ポンプｌの全て の一連の事前の設定を始める。作動信号ｂ１はまた制御弁６に伝えられる。ポン プ１は適切な時点で動作させられるので、慣性があるにもかかわらず、制御弁６ の始動と同時に望ましい位置に近づけることができる。それから、ブリード弁Ｉ ６がポンプ圧とアキシャルピストン型モーター４の負荷圧の圧力差の影響下に置 かれる。それは、適当な位置に置かれる。位置センサー１８が対応する圧力差信 号Ｕを出す。もしこれが望ましい値に対応しなければ、ポンプ制御装置２２が対 応する再調整機能を果たす。これにより非常に正確な動作をすることができる。
スプリング１６ａによりセットされるブリード弁１６が開（圧力差は特に、ポン プ制御装置２２が前もって調整した圧力差より少し大きいのがよい。これは通常 の動作ではブリード弁１６は閉じ、システムに影響を与えないということを意味 する。しかし、突然圧力差が増加すると、例えば突然負荷のスイッチが切られ、 又は端部ストップ部材に到達するなどしたときは、対応する圧力差のピークは、 ブリード弁■６が開いて緩和され、なんら損傷を起こさないようすることができ る。
図３に従った変更例では、一定の吐出量を持つポンプ＋０１が使用されている。
駆動モーター２９により、真の回転速度ｄを制御装置１２０に伝える回転速度計 ３１が付いているシャフト３０を通って駆動される。ブリード弁１１６は、前実 施例と同様にポンプライン３に接続されている。弁のスライダーに位置センサー ＋１８が付き、ポンプ圧と負荷圧との圧力差を表す位置信号Ｘをトランスデユー サ−１１９へ伝え、それは次に、対応する圧力差信号Ｕを制御装置１２０へ与え る。回路のその他の構成は図Ｉに一致する。
制御装置１２０は圧力差限界と回転速度限界を含むメモリー３２を有する。これ はそれぞれ油圧システムの負荷量と運転の限界を表す。これらの限度はシステム の製造者が予め決めることができ、又はユーザーが簡単な試験に基づいて設定す ることもできる。
油圧システムが過負荷にならないようにするため、実際の負荷量を表す圧力差信 号Ｕは、コンパレーター３３の中で記憶された圧力差限界と比較される。制御装 置が制御弁により流量を絞り、実際の圧力差は圧力差限界内のままである。望ま しい絞りを可能な限り速く達成するため、大きさに従ってランク分けされた幾つ かの限界を持つ制限範囲を与えることができ、これらの限界に到達すると、制御 装置がさらに絞りを強める。
ポンプの駆動モーターを保護しようとする場合、回転速度信号ｄがコンパレータ ー３３の中で記憶された回転速度限界と比較される。もし、負荷量方法きすぎる と、制御装置１２０は作動信号ｂｌ、ｂ２を上述したのと同じような方法で変化 させ、回転速度は予め決めた制限範囲内のままである。
制御装置２０，１２０がまた、制御弁６．１０６の差動絞りをできるようにして いる。このようにして、望ましい負荷では絞りをやめ、完全な絞り効果を他の制 御弁に広げることができる。また、１つの制御弁を強（絞り、他の弁を弱く絞る 、例えば８０％と２０％の割合にすることもできる。
図示された実施例は、発明の基本的考えから離れずに多様に変更することができ る。例えば、可変速度モーターを有するポンプを可変吐出量ポンプとして使用す ることができる。この場合、回転速度計を使って制御装置２ｏに回転速度を記録 するのが得策である。補償弁５，１０５の代わりに、一連の特性値を制御装置２ ０の中に記憶することもでき、動作データが広く変わづても影響されず、制御弁 ６，１０６を比例弁として動作するようにすることができる。
平成　年　月　日

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. １．ａ）ポンプ（１）、 ｂ）前記ポンプにより供給を受ける少なくとも１つの負荷（４，１０４）、ｃ） 前記ポンプと前記負荷の間の制御弁（６，１０６）、ｄ）前記制御弁を作動させ る設定装置（２１，１２１）、ｅ）最大負荷圧を決める装置（９，１０９；１４ ，１１４）、ｆ）ポンプライン（３）に接続され、ポンプ圧と最大負荷圧との差 が予め決めた圧力差を超えたときタンク（２）に向き開くブリード弁（１６，１ １６）、を備える油圧システムにおいて、 ｇ）ポンプ圧と最大負荷圧の間の予め決めた圧力差を設定するよう構成されたポ ンプ制御装置（２２）、を備え、 ｈ）前記ブリード弁（１６）で予め決められる圧力差が、前記ポンプ制御装置で 予め決められた圧力差より幾分か大きいことを特徴とする油圧システム。
  2. ２．ｉ）設定装置から発生する設定信号（ｓ１，ｓ２）に従って前記制御弁（６ ，１０６）を操作する制御装置（２０，１２０）、ｊ）ポンプ圧と最大負荷圧の 間の実際の圧力差を前記制御装置（２０，１２０）に与えるための圧力差信号（ Ｕ）に変換するトランスデューサー（１９，１１９）、を備え、 ｋ）前記制御装置は、前記設定信号（ｓ１，ｓ２）に従ってポンプの吐出量を予 め決め、圧力差信号（Ｕ）に従って制御する、ことを特徴とする請求の範囲１記 載の油圧システム。
  3. ３．請求の範囲１及び２記載のａ）からｆ）及び、ｉ）からｊ）、さらに随意に ｇ）からｈ）の特徴を有し、さらに、 ｌ）前記制御装置（１２０）の中の油圧システムの予め決めた負荷量に対応した 差の限界を含むメモリー（３２）、ｍ）前記圧力差信号（Ｕ）を前記差の限界と 比較するコンパレーター（３３）、を備え、 ｎ）前記圧力差信号が前記差の限界を超えたとき前記制御装置（１２０）が前記 制御弁（６，１０６）を絞ることを特徴とする油圧システム。
  4. ４．前記コンパレーター（３３）は大きさに従ってランク分けされた幾つかの差 の限界を持ち、差の限界を超える程度が大きくなるほど、前記制御装置（１２０ ）が前記制御弁（６，１０６）をより強く絞ることを特徴とする請求の範囲３記 載の油圧システム。
  5. ５．前記ブリード弁（１６，１１６）は該弁のスライダーの位置を求める位置セ ンサー（１８）を持ち、圧力差信号（Ｕ）を出すため位置信号（Ｘ）がトランス デューサー（１９，１１９）に与えられることを特徴とする請求の範囲２から４ のうちいずれか１項に記載の油圧システム。
  6. ６．ポンプ（１０１）の駆動モーター（２９）が、実際の回転速度を測定する回 転速度計（３１）を備え、前記メモリー（３２）が、前記駆動モーターの所定の 負荷量に対応する回転速度限界を記憶し、制御装置（１２０）が実際の回転速度 が回転速度限界以下に下がったとき制御弁（６，１０６）を絞るようになったこ とを特徴とする請求の範囲１から５のうちいずれか１項に記載の油圧システム。
  7. ７．前記コンパレーター（３３）は大きさに従ってランク分けされた幾つかの差 の限界を持ち、回転速度限界がより小さくなったとき、制御装置（１２０）が制 御弁（６，１０６）をより強く絞るようになったことを特徴とする請求の範囲６ 記載の油圧システム。
  8. ８．絞る動作の間において、制御装置（１２０）は少なくとも１つの制御弁（６ ，１０６）を絞らないか、又は他の制御弁より弱く絞ることを特徴とする請求の 範囲３から７のうちいずれか１項に記載の油圧システム。
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