(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調節可能なハイドロリック式の圧力発生器（１０）の搬送量・圧力調整を組み合わせて行うエレクトロハイドロリック式の調整装置（１４）であって、圧力発生器（１０）における搬送量及び圧力を調節するための少なくとも１つの調節装置（１８ａ）への圧力媒体流を制御する、電磁作動式の方向切換え弁（１６）と、圧力発生器（１０）の調節装置（１８ａ）の位置目標値及び位置実際値を第１のパラメータに評価するために働く、Ｐ制御装置、ＰＤ制御装置又はＰＩＤ制御装置として形成された少なくとも１つの位置調整器（３０）と、接続された消費機（１２）における圧力の目標値及び実際値を第２のパラメータに評価するために働く、Ｐ制御装置、ＰＤ制御装置又はＰＩＤ制御装置として形成された圧力調整器（３４）と、両パラメータから方向切換え弁（１６）のための制御値を算出するリミッタ（２８）とが設けられている形式のものにおいて、調整装置（１４）が、少なくとも圧力目標値（６２）の領域において０よりも小さな値をもつ勾配を有していて搬送量を圧力の関数として示す低減特性線（６０ｂ）を生ぜしめるために、位置調整器（３０）を圧力調整器（３４）と接続する信号フィードバック線（４２）を有していて、該信号フィードバック線（４２）がそれぞれ少なくとも１つの増幅素子（４０）と減算素子（３８）とを有しており、信号フィードバック線（４２）が調節装置（１８ａ）の位置実際値を圧力調整器（３４）の入力部と接続しており、減算素子（３８）が、調節装置（１８ａ）の増幅された位置信号と外部から供給可能な圧力目標値との間における差から、圧力調整器（３４）のための修正された制御値を算出することを特徴とする、エレクトロハイドロリック式の調整装置。
【請求項２】
信号フィードバック線（４２）がスイッチ（５６）を用いて接続・遮断可能である、請求項１記載の調整装置。
【請求項３】
多重運転と単一運転との間で切換え可能な少なくとも２つの圧力発生器（１０）が設けられていて、調整装置（１４）を備えた１つの圧力発生器（１０）が、調整装置（１４）を備えた少なくとも１つの第２の圧力発生器（１０）と一緒に、接続されたハイドロリック回路内に圧力媒体を搬送するようになっており、この場合信号フィードバック線（４２）のスイッチ（５６）が閉鎖されている、請求項２記載の調整装置。
【請求項４】
方向切換え弁（１６）の調節部材の制御値及び実施値を、該調節部材のための修正された制御値に評価する第２の位置調整器（２６）が設けられており、該第２の位置調整器（２６）がＰ制御装置、ＰＤ制御装置又はＰＩＤ制御装置として形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の調整装置。
【請求項５】
調節可能な圧力発生器（１０）がラジアルピストンポンプである、請求項１から４までのいずれか１項記載の調整装置。
【請求項６】
低減特性線（６０ｂ）が、最大搬送量（６４）から圧力目標値（６２）における０搬送に向かって直線的に延びている、請求項１から５までのいずれか１項記載の調整装置。
【請求項７】
低減特性線（６０ｂ）が、最大搬送量（６４）から圧力目標値（６２）における０搬送に向かって円弧状に湾曲されて延びている、請求項１から５までのいずれか１項記載の調整装置。
【請求項８】
低減特性線（６０ｂ）が、最大搬送量（６４）を示す特性線区分と、該特性線区分から圧力目標値（６２）における０搬送に向かって降下する特性線区分とから成る少なくとも２つの特性線区分を有している、請求項１から５までのいずれか１項記載の調整装置。
【請求項９】
圧力調整器（３４）としてＰＤ制御装置が使用され、かつ調節装置（１８ａ）のための位置調整器（３０）としてＰ制御装置が使用される、請求項１から８までのいずれか１項記載の調整装置。
【請求項１０】
方向切換え弁（１６）のための位置調整器（２６）が、ＰＩＤ制御装置である、請求項４記載の調整装置。
【請求項１１】
調整装置（１４）が圧力発生器（１０）のケーシングに配置されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の調整装置。
【請求項１２】
方向切換え弁（１６）が４ポート４位置比例弁として形成されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調節可能なハイドロリック式の圧力発生器の搬送量・圧力調整を組み合わせて行うエレクトロハイドロリック式の調整装置であって、圧力発生器の少なくとも１つの調節装置への圧力媒体流を制御する、電磁作動式の方向切換え弁と、圧力発生器の調節装置の位置目標値及び位置実際値を第１のパラメータに評価する位置調整器と、接続された消費機における圧力の目標値及び実際値を第２のパラメータに評価する圧力調整器と、両パラメータから方向切換え弁のための制御値を算出するリミッタとが設けられている形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような形式のエレクトロハイドロリック式の調整装置は、例えば印刷物「オイルハイドロリック及びニューマチック」７／８８の４８０頁以降に記載された専門記事「変化における流体技術（Fluidtechnik im Wandel）」から既に公知である。この記事の図３には、比例弁によって制御される調節可能な圧力発生器が示されている。比例弁は調整器と共働し、この調整器において消費機における圧力の目標値・実際値及び調節シリンダの調節距離の目標値・実際値が、比例弁のための制御信号に評価される。このような組み合わせられた搬送量・圧力調整は、１つの圧力発生器が該圧力発生器に接続された消費機にだけ供給動作を行う場合には、問題なく働く。
【０００３】
しかしながら、調整される複数の圧力発生器がハイドロリック的に互いに連結されていて、これらの圧力発生器が一緒に圧力媒体消費機への供給を行う場合には、不都合な運転状態の発生することがある。このような状況では、互いに無関係につまりそれぞれ独立して働く複数の調整器が、この１つの消費機における圧力を調整しようとする。この場合１つの圧力発生器が最大搬送量に調節されているのに対して、他の圧力発生器が最大量を吸い込むようなことがある。このような問題は特に、調整装置の低減特性線Ｑ＝ｆ（ｐ）に起因すると考えられる。この低減特性線は、圧力目標値到達の直前まで、ほぼ一定の搬送量を生ぜしめ、この一定の搬送量は圧力目標値の到達と共に急激に０搬送に低下させられる。このような運転状態は、無効出力（Blindleistung）を生ぜしめるのみならず、大きな運転ノイズを発生させ、しかも、後で行われる圧力発生器の調節装置の切換え時に、比較的長く続く切換え制御段階を生ぜしめることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の調整装置を改良して、調整装置の低減特性線が、圧力目標値の到達と共に急激に０搬送に低下することを回避して、それに伴う欠点を排除することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の構成では、調整装置が、少なくとも圧力目標値の領域において０よりも小さな値をもつ勾配を有する低減特性線を生ぜしめるために、位置調整器を圧力調整器と接続する信号フィードバック線を有していて、該信号フィードバック線がそれぞれ少なくとも１つの増幅素子と減算素子とを有しており、該減算素子が、調節装置の増幅された位置信号と外部から供給可能な圧力目標値との間における差から、圧力調整器のための修正された制御値を算出するようにした。
【０００６】
【発明の効果】
このように構成された本発明による調整装置には、公知のものに比べて次のような利点を有している。すなわち本発明による調整装置では、圧力発生器における上に述べたような不都合な運転状態を回避することができる。本発明による調整装置の低減特性線Ｑ＝ｆ（ｐ）はそのために電子的な信号フィードバック線を用いて、低減特性線が圧力目標値の少なくとも直前の領域において徐々に下降するように、つまり負の勾配を有するように、変化させられる。圧力発生器の面倒な同期化は省くことができる。それというのは、いまや搬送量の０への移行が徐々に行われるからである。低減特性線を徐々に降下させることは、ＰＤ制御装置から成る調整器構造体によって達成され、このような調整器構造体は特に、優れた頑丈さと簡単なパラメータ化の可能性とによって、この目的のために同様に使用可能なＰＩＤ調整器から成る構造体に比べて傑出している。本発明による電子式の信号フィードバック線の主要な構成エレメントは、多重運転において接続可能な増幅器によって形成されており、この増幅器は距離／電圧コンバータの位置信号を、記憶された増幅器関数に相応して修正し、圧力目標値から減算し、これによって生じた差を圧力調整器に制御信号として供給する。増幅器関数はこの場合自由に選択可能であるので、複数回段付けされた低減特性線又は任意に湾曲された低減特性線をその都度の使用に応じて実現することができる。圧力発生器における調節運動は例えば次のように、すなわち低減特性線が運転圧の上昇に連れて少なくとも一定の最大搬送流を有していて、この搬送流が圧力目標値に接近するに連れて徐々に０搬送に減じられるように、調整されることができる。
【０００７】
本発明による調整装置の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。例えば請求項２記載のように、信号フィードバック線がスイッチを用いて接続・遮断可能であると有利である。このように構成されていると、本発明による調整装置をスイッチの開放時に、単一運転においてポンプの組み合わせられた圧力／流れ調整のためにも、つまり他のポンプと一緒に共通のハイドロリック回路に圧力媒体を搬送するポンプのためにも、使用することができる。それとは択一的に、このような調整装置を備えている圧力発生器は、次のような使用例のためにも、すなわち１つのハイドロリック回路への共通の搬送と互いに隔てられた複数のハイドロリック回路への別個の搬送との間で、圧力発生器を切り換えることが問題になるような使用例のためにも、使用することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１にブロック図で示されたハイドロリック式の調整回路は、調節可能な圧力発生器１０と、この圧力発生器に接続された消費機１２と、圧力発生器１０を搬送量に関連してもしくは消費機圧に関連して調整する調整装置１４とから成っている。この調整装置１４は４ポート４位置方向切換え弁１６を有しており、この４ポート４位置方向切換え弁１６は、圧力発生器１０の２つの調節装置１８ａ，１８ｂのうちの一方への圧力媒体流を規定する。そのために方向切換え弁１６の流入部１６ａは、消費機１２に通じる圧力導管２０と接続されている。方向切換え弁１６の流出部１６ｂは、圧力媒体のための貯蔵容器２２に通じ、作業接続部１６ｃは調節装置１８ａと接続されている。方向切換え弁１６は電磁式に戻しばね２３の力に抗して操作可能であり、この場合図示されていない調節部材の移動距離は距離／電圧コンバータ２４によって、位置調整器２６の電気的な入力信号のうちの１つに変換される。この位置調整器２６の第２の入力信号は、リミッタ２８が生ぜしめる。この位置調整器２６の両方の入力信号は１つの出力信号にまとめられ、この出力信号によって、方向切換え弁１６の電磁式の調節装置が制御される。
【００１０】
リミッタ２８は、第２の位置調整器３０によって算出された、調節装置１８ａの調節移動距離の目標値／実際値比較の結果を、入力信号として処理する。実際値がこの場合、調節装置１８ａと共働する距離／電圧コンバータ３２によって生ぜしめられるのに対して、目標値は電圧信号として外部から所定される。第２の位置調整器３０としてはいわゆるＰ制御装置（P-Regler）が働く。リミッタ２８のための第２の入力信号は、ＰＤ制御装置（PD-Regler）として構成された圧力調整器３４によって、消費機１２における圧力の目標値／実際値比較から形成される。この比較の結果に基づいて、調節可能な目標値に圧力が益々接近するに連れて、リミッタ２８から位置調整器２６に与えられていた信号が抑えられる。この場合圧力実際値は、圧力導管２０に接続された圧力／電圧コンバータ３６によって生ぜしめられ、つまり圧力目標値は外部から所定される。
【００１１】
上に述べたハイドロリック式の調整回路は、第２の調節装置１８ｂと圧力導管２０とをハイドロリック的に連結することによって完全になる。そのために設けられた圧力媒体導管４６には、固定絞り４８が組み込まれている。さらに圧力導管２０からは、任意に組込み可能でかつ調節可能な圧力制限弁５２を備えた戻し導管５０が分岐しており、この戻し導管５０は貯蔵タンク２２に開口している。
【００１２】
このようなハイドロリック式の調整回路はほぼ従来技術から公知であり、かつ調節可能な圧力発生器１０における組み合わせられた搬送量・圧力調整を可能にする。この調整回路を問題なく機能させるための前提条件は、圧力発生器１０に各１つの消費機１２が配属されているということである。複数の圧力発生器１０が一緒に圧力媒体を１つの消費機１２に搬送するような使用例に対しては、しかしながら圧力調整時に困難が生じる。それというのはこのような場合には、互いに無関係なつまり互いに独立した複数の調整器が１つの消費機１２における圧力を調節しようとするからである。そしてこの場合圧力発生器１０においてエネルギ的にかつ調整技術的に不都合な運転状態の生じることがあり、このような運転状態では例えば１つの圧力発生器が最大量を搬送し、これに対して他方の圧力発生器１０が最大量を吸い込んでしまう。このような問題は確かに複数のＰＩＤ制御装置（PID-Regler）から成る調整器構造体によって解決することができるが、しかしながらこのような調整器構造体は、頑丈さ及び調節可能性に関して満足できる特性を有していない。
【００１３】
このような欠点を排除するために本発明によれば、電気的な信号フィードバック線４２が提案されており、この信号フィードバック線４２は、距離／電圧コンバータ３２と第２の位置調整器３０との間の接続導体４４から分岐していて、減算素子（Subtraktionsglied）３８に通じている。信号フィードバック線４２には増幅器４０が接続されており、この増幅器４０によって距離／電圧コンバータ３２の電圧信号が増幅される。増幅器４０としては、アナログ又はデジタルの汎用構造形式の素子を使用することができる。この増幅器４０によって調節装置１８ａの位置実際値が、記憶されたファクタ又は数学的な関数と乗算され、かつ減算素子３８において、外部より所定された圧力目標値から減算される。そしてその結果は圧力調整器３４に、修正された（modifiziert）目標値として供給される。
【００１４】
このようにして、主として頑丈でかつ比較的簡単にパラメータ化可能（parametrierbar）なＰＤ制御装置から構成された、圧力発生器１０の多重運転（Mehrfachbetrieb）を可能にする調整器構造体が得られる。しかしながら本発明による調整装置１４を備えた圧力発生器１０をこのような多重運転に制限しないために、信号フィードバック線４２には付加的にスイッチ５６が組み込まれている。このスイッチ５６を開くことによって、圧力発生器１０は何時でも単一運転（Einfachbetrieb）において調整可能である。本発明による調整装置１４はしたがって、単一運転と多重運転との間における圧力発生器１０の切換えをも可能にしており、これによって調整可能な圧力発生器１０のための新たな使用領域を開いている。
【００１５】
本発明による信号フィードバック線４２に接続された増幅器４０が、調整装置１４を備えていて多重運転において作動する圧力発生器１０の低減調整特性線（Abregelkennlinie）６０に対して作用する様子は、図２に示されている。
【００１６】
図２には、汎用形式で調整される圧力発生器の低減調整特性線６０ａと、本発明にしたがって調整される圧力発生器１０の低減調整特性線６０ｂとの比較が示されている。低減調整特性線６０としては、運転圧の関数（Ｑ＝ｆ（ｐ））として搬送量を用いた特性線が示される。汎用形式の低減調整特性線６０ａは、圧力目標値６２に達するまで、一定の最大搬送量６４を有しており、この最大搬送量６４は、圧力目標値６２に達するやいなや、ほぼ垂直に０搬送に低下させられる。このことは、複数の圧力発生器１０が一緒に搬送動作を行う場合に、既に述べたような調整技術的な問題を生ぜしめることがある。複数の圧力発生器１０の面倒かつ手間のかかる同期調整を回避するために、低減調整特性線６０ｂは圧力目標値６２に接近するに連れて、負の勾配つまり０よりも小さな勾配をもつ傾斜部６６を有している。そしてこの傾斜部６６によって、一緒に搬送動作を行う圧力発生器１０が不都合な運転位置に達することは回避される。
【００１７】
もちろん、本発明の基本思想から逸脱することなしに、上に記載の実施例の変更及び補足が可能である。本発明の基本思想は、頑丈でかつ簡単にプログラミング化可能なＰ制御装置もしくはＰＤ制御装置２６，３０，３４から成る調整装置１４を提供し、この調整装置１４が圧力発生器１０の単一運転のみならず、量調整もしくは圧力調整される多重運転をも可能にすることにある。調整器２６，３０，３４はそのために低減調整特性線６０ｂを生ぜしめ、この低減調整特性線６０ｂの経過は、少なくとも圧力目標値６２の領域において負の勾配つまり０よりも小さな勾配を有している。それぞれの低減特性線６０ｂは、１回又は複数回折れ曲がった経過を有していても、又は円弧状に湾曲されていてもよい。低減特性線６０ｂの経過は、増幅器４０に記憶される増幅関数（Verstaerkungsfunktion）に基づいてその都度の使用に合わせて選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による調整装置を示すブロック回路図である。
【図２】公知の調整装置による低減特性線と本発明の調整装置による低減特性線との比較を示す図である。
【符号の説明】
１０  圧力発生器、  １２  消費機、  １４  調整装置、  １６  ４ポート４位置方向切換え弁、  １６ａ  流入部、  １６ｂ  流出部、  １８ａ，１８ｂ  調節装置、  ２０  圧力導管、  ２２  貯蔵容器、  ２４  距離／電圧コンバータ、  ２６，３０  位置調整器、  ２８  リミッタ、  ３２  距離／電圧コンバータ、  ３４  圧力調整器、  ３８  減算素子、  ４０  増幅器、  ４２  信号フィードバック線、  ４８  固定絞り、  ５０  戻し導管、  ５２  圧力制限弁、  ５６  スイッチ、  ６０  低減調整特性線、  ６０ａ  汎用形式の低減調整特性線、  ６０ｂ  本発明における低減調整特性線、  ６２  圧力目標値、  ６６  傾斜部
【図１】
0004283958.tif 000002
【図２】
0004283958.tif 000003