[发明专利]数字液压控制器的增压器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于数字液压控制器的增压器（booster）。更特别地，本发明涉及一种用于其中使用至少一个数字阀的数字液压控制器的增压器。更特别地，本发明还涉及一种使用与用于控制至少一个数字阀的数字液压控制器相关的增压器的方法。

背景技术

数字液压控制器使用在基于数字液压的系统中，其中至少部分组件基于构成数字阀组的数字阀。数字阀组是阀单元，在该阀单元中具有至少一个数字阀组，该数字阀组又包含与穿过数字阀组的流体流相关的并联连接的许多数字阀。此外，数字阀是旨在调整流体的容积流量（volume flow）的阀，该阀具有2至N个不同步长的分离调整模式，特别是2种不同的分离调整模式（开启/关闭），并且对于该阀，从控制系统取来的控制信号有利地被数字化，例如为二进制形式。有利的是，数字阀具有两种模式：完全开启或是完全关闭。当数字阀开启时，数字阀所允许的流体的整个容积流量穿过该阀，而当数字阀关闭时，根本没有流体穿过该阀。这种具有两种模式的数字可控数字阀也称为开/关阀和开/关数字阀。数字阀也可以具有多于两种模式，在这种情况下，以步进方式从一种模式至另一种模式驱动阀。数字阀可以具有三种位置：它使流体流到第一或第二方向，或者该阀不允许任何流体穿过。调整指令（控制信号）是数字性质，例如二进制。根据调整指令，通过开启数字阀组的特定阀组合来调整数字阀组的容积流量和由流动产生的压力，以便实现数字阀组的期望的开启以及流体的期望的容积流量。不同于模拟阀，并联连接的每一数字阀可以仅具有有限数量的调整模式，即数字阀仅具有特定的分离流量模式。在一种数字阀形式中，具有三种模式：开启/关闭/快速开启。然而，优选地，每一数字阀仅具有开/关模式；当开启时，阀使特定容积流量通过；当关闭时，阀完全阻止流体通过。数字阀组由具有两种模式（开/关）的多个数字阀组成。典型地，对于具有额定容积流量的两个接连（successive）的数字阀，流过在开启位置具有较大额定容积流量的阀的容积流量总是比具有较小额定容积流量的阀的体积流量大两倍。因而，二进制控制信号可被送至这样的数字阀组，在该数字阀组中，控制信号的幅度（magnitude）已被转换为二进制数。作为模拟阀和液压阀组之间的调整方法的差异的示意性比较，可以有以下说明：如果模拟阀由控制信号（调整指令）调整，该控制信号的幅度是12单位，则模拟阀杆移动与12控制单位相当的量，在这种情况下，该阀允许相应增长的容积流量通过。另外，当由5个并联连接至输入流的开/关数字阀组成的数字阀组通过12单位类似大小的控制信号（调整指令）控制时，其中数字阀1、2、3、4、5允许通过的容积流量的大小分别为1单位、2单位、4单位、8单位和16单位，该控制信号是二进制并且变为控制信号01100（0×2⁴+1×2³+1×2²+0×2¹+0×2⁰=12）（对应于阀5、阀4、阀3、阀2、阀1），从而阀3和阀4开启。因此，用于控制数字液压装置的控制器包括一组开/关阀，该组开/关阀并联连接并且在输入线和输入线之间延伸，并且例如对于压力控制，控制器具有两组阀，其中一组将供给线（feedline）连接至控制器的输出线，另一组将输出线连接至排出线（drain line）。

在德国专利申请102009026604中描述了用于制造纤维幅材的机器（尤其是造纸机或纸板机）的液压缸总成。这种现有技术中的总成包括具有缸壳（cylinder housing）和可放在缸壳内部的活塞的液压缸，该活塞将缸壳细分为汽缸盖侧的腔室和汽缸后端侧的腔室，并且至少一个数字液压控制器集成在该总成中。压力控制器与汽缸盖侧的腔室和汽缸后端侧的腔室相关联，并且控制工作流体向腔室供给或是从腔室排出以便调整液压缸的至少一个腔室中的工作流体的压力。这种现有技术的公布教导了对于使用数字控制器的液压控制的质量来说重要的是单个阀的切换速度，其意味着阀可以多快地开启或关闭。对于阀中的阀体的快速移动，也需要很大的力以将阀保持在受控状态。为此，提议使用增压器或放大器来提供使阀电磁致动以快速切换的线圈，这样可产生更强的磁场并且阀体可以快速移动。这种现有技术文献中的问题是：其并未给出如何为具有数字阀的液压缸总成提供这种在商业上不能得到的增压器或放大器的任何实际的示例。

申请人知晓一种尝试，其中增压器设有一个通道并且使用内部具有24V输入电压的特定线圈，但是这一尝试被证实不起作用。因此，在与常规自动系统有关的商业上可得到的数字阀中没有可用的实用方案。因此，现有技术并未解决数字阀的快速状态改变的问题。

发明内容