电静液执行器系统

本发明涉及一种电静液执行器系统，特别地一种具有两个可移动轴的电静液执行器系统。

在现有技术中，电静液执行器系统已广为人知，其中通常在每种情况下通过执行器运行仅一个消耗器。如果在系统中使用多个消耗器，则在现有技术中需要多个执行器。

一旦多个消耗器连同一个或多个并行的泵单元同时运行，体积流量就会选用阻力最小的路径，并且消耗器，例如轴，以不确定的方式移动，这导致系统不可控。

此外，为使用多个执行器，可提供恒压系统。该恒压系统连续地或者不连续地由泵线供给，其中在需要峰值功率时经由储能系统输出峰值功率。然而，这样的系统消耗的能量很多并且难以控制，因此需要改进的执行器系统。

从现有技术出发，由此本发明的任务在于，至少部分地消除或改进当前技术的缺点。

该任务通过根据权利要求1的装置解决。优选的实施方式和变型是从属权利要求的内容。用于使用根据本发明的系统的根据本发明的方法在权利要求15和16中详细说明。

在此，根据本发明的电静液执行器系统包括：由电动机驱动的体积和/或转速可变的液压机，用于提供液压流体的体积流量；通过液压流体可移动的主轴，具有至少一个第一腔室，其中该第一腔室利用至少一条第一主液压管路和第一主阀经由连接管路与液压机液压相连。

此外，根据本发明的执行器系统包括通过液压流体可移动的副轴，具有至少一个第一腔室，其中该第一腔室利用至少一条第一副液压管路和第一副阀经由连接管路与液压机液压相连。

此外，根据本发明，液压蓄能器与第一副液压管路在副轴的第一腔室与第一副阀之间的区域中液压相连。

根据本发明，与此相应地提供电静液执行器系统，该电静液执行器系统具有由电动机驱动的体积和/或转速可变的液压机和具有各自至少一个腔室的主轴和副轴。主轴和副轴的该至少一个腔室各自利用主液压管路或副液压管路并且经由主阀或副阀与液压机液压相连。在副轴的腔室与副阀之间布置有液压蓄能器，该液压蓄能器与副液压管路液压相连。

电动机在现有技术中已知并且用于驱动液压机。

液压机的体积和/或转速可变并且可优选地在运行中在封闭的液压回路中提供液压流体的两种可能的流向。此外，液压机可具有转速可变的电动机和定量泵，或具有转速不变的电动机和调节泵，或具有转速可变的电动机和调节泵。在此，液压机的选择由如系统成本、可靠性、允许的噪声发射或有效系数等因素决定。

根据本发明的执行器系统的轴可移动，其中优选地通过流入或流出腔室的液压流体和与之相关联的升压或降压来提供该移动。

例如，根据本发明的一种实施方式，主轴可为成型轴并且副轴可为夹持轴。在此，通过夹持轴夹紧待加工的工件并且通过成型轴使其成型(变型)。根据又另一种实施方式，轴还可具有其他功能。

根据执行器系统的另一种根据本发明的实施方式，主轴和/或副轴机械地，并且特别地利用弹簧系统和/或配重系统被施加预应力。

在此特别地有利的是，将轴用于同一工艺流程，而不是用于不同的并且彼此不相关的功能。意即，如果这些功能彼此相连，那么本发明就特别有利，因为借助于仅一台液压机，如后面将详细解释的那样，可控制需要两个轴的过程。

“主轴”和“副轴”这两个概念不应如下理解，即轴中的一个比另一个更重要，而是仅用于区分这些轴；特别地，这两个轴也可实施同一个功能，例如夹紧工件。

主轴和副轴均具有至少一个第一腔室，液压流体可流进其中。这些腔室各自经由管路并且经由阀门与液压机的接口液压相连。由此，通过电动机运行的液压机在主轴和副轴的相应的第一腔室中提供液压流体流，从而进行轴的移动。

在该根据本发明的实施方式中，在此有利的是，液压蓄能器布置在第一副液压管路上，该第一副液压管路在副轴的第一腔室与第一副阀之间的区域中。通过液压蓄能器的根据本发明的布置，由于副轴的液压流体被施加应力，液压蓄能器中的液压流体也被施加应力，从而使得副轴的第一腔室中的液压流体的压力对应于液压蓄能器中的液压流体的压力。

由此可行的是，通过关闭副阀，借助于液压蓄能器保持副轴的第一腔室区域中以及副液压管路中的压力，而无需将液压机用于保持压力。

与此相应地，液压机可用于在副轴被施加应力后，对主轴施加应力或控制主轴。由此，可借助于同一台液压机运行主轴，其中特别地可借助于仅一台液压机并行运行两个轴。

使用仅一台液压机来并行控制两个轴是有利的，因为这样既省时省力又节约成本。此外，所需的装置减少，这进而使得潜在的失灵和/或损坏情况降至最低。

根据另一种根据本发明的实施方式，液压流体在连接管路中被施加预应力。该预应力可例如借助于另一台液压机、蓄压器或类似的来提供。

在此，连接管路为将主阀或副阀与液压机的接口液压连接起来的管路。在此，为连接管路施加预应力是有利的，因为系统中由此始终充斥着一定的压力；由此不必持续给液压流体施加应力，使其从完全卸除应力的状态中变成所需的状态，这进而导致实质上的能源节约。连接管路中的压力可例如为10bar。施加预应力的主要原因在于确保两个执行器腔中的最低压力并且由此即使在大幅降压的情况下，例如在压力快速变化和快速运动时，避免出现气穴。

此外，根据另一种根据本发明的实施方式，第一副液压管路可与排放管路和安全阀和/或两通阀，特别地排放阀，液压相连。

通过排放管路可将副液压管路中的压力和与此对应地副轴的第一腔室的压力和液压蓄能器的压力卸除。

这样的排放系统也可对应地用在和布置在主液压管路上。对应地，主液压管路和副液压管路的排放管路也可相同。在本发明的精神中还有：排放管路中的被卸除了应力的液压流体流入一个箱体中，在其中可将其用于其他目的。该箱体在此可为用于向系统中输送液压流体的同一箱体，从而提供一个封闭的系统。此外，还可将清洁装置、排气装置和/或冷却装置连接至排放管路，从而使得例如在再次向系统中输送液压流体之前，对液压流体进行例如排气。

连接管路也可如此布置，即其仅用于为液压蓄能器卸除应力，而借助于另一管路，例如借助于也与箱体相连的连接管路，为副轴的第一腔室卸除应力。由此可精确控制要卸除压应力的位置。

在本发明的精神中还有：液压机可用于为主轴和/或副轴的腔室卸除应力。例如，液压机可通过吸液流向箱体中提供来自腔室中的一个的液压流体流。

根据另一种根据本发明的实施方式，主轴的第一腔室和副轴的第一腔室与液压机的同一连接管路液压相连。

液压机的另一连接管路在此可例如与箱体液压相连，从该箱体中将液压流体抽出用于为执行器系统施加应力。

由此，只有通过调节主阀或副阀才能调节由液压机在哪个腔室中提供液压流体流。为此有利的是，并且也是另一种根据本发明的实施方式：第一主阀和/或第一副阀为受控阀门。特别地有利的是，两个阀门均可控制，因为由此使得更好地和更精确地控制执行器成为可能并且由此能够更轻松地控制工艺流程。根据其他根据本发明的实施方式，副阀也可为连续阀，从而使得通过液压蓄能器和阀门产生局部的恒压系统。

在此，可通过现有技术中已知的任意途径进行控制，例如借助于电控阀门。

在另一种根据本发明的实施方式中，主轴具有至少一个第二腔室，其中该第二腔室利用至少一条第二主液压管路和第二主阀经由连接管路与液压机液压相连。

在执行器系统的另一种根据本发明的实施方式中，副轴也具有至少一个第二腔室，其中该第二腔室利用至少一条第二副液压管路和第二副阀经由连接管路与液压机液压相连。

在轴具有至少两个腔室的实施方式中，主轴和副轴可选自一个组，该组包含例如差动缸、共模缸、伸缩缸和类似缸体。轴的类型的选择在此取决于轴必须要执行的功能；例如如果轴用于压机中，则主轴可为差动缸。主轴和副轴不必非要设计为相同类型的缸体。

如果主轴和副轴具有各自一个第二腔室，那么根据另一种根据本发明的实施方式，主轴的第二腔室和副轴的第二腔室与液压机的同一连接管路液压相连，其中该连接管路与主轴和副轴的第一腔室所液压连接的连接管路不同。

有利的是，轴的相应的第二腔室连接至同一管路，因为由此使用的管路更少并且可简化地运行系统。

根据另一种根据本发明的实施方式，第二主阀和/或第二副阀为受控阀门。

如同已针对第一主阀和第一副阀的那样，第二主阀和/或副阀的可控制性使整个系统的控制得以优化，从而可优化系统的效率并且由此可更节能和节省成本地运行。

根据执行器系统的另一种根据本发明的实施方式，受控阀门中的至少一个可借助于控制阀来解锁。

根据执行器系统的又另一种根据本发明的实施方式，控制阀中的至少一个借助于止回阀液压连接至液压机的连接管路中的至少一条。

这意味着，主阀和/或副阀的控制阀的回路液压连接至液压机的连接管路。由此，系统中的液压流体也流经控制阀的回路，从而无需额外施加应力并且特别地无需额外的独立控制回路。

此外，还要求保护一种用于运行根据所述实施方式中的一种的根据本发明的电静液执行器系统的方法。根据一种这样的根据本发明的方法，通过同一台液压机并行地或依次地运行主轴和副轴。

这是一种与现有技术中已知的方法相比而言有利的方法，因为特别地，轴的借助于仅一台液压机的并行运行带来了多种前述的优点。

轴的并行运行一般而言由多个步骤组成。首先，借助于液压机为副轴施加应力，其中通过为副轴的第一腔室施加应力，也为液压蓄能器，即液压蓄能器中的液压流体施加应力。

在副轴的第一腔室中的压力充足的情况下，借助于副阀中断与液压机的连接。由于被施加了应力的液压蓄能器与副轴的腔室相连，因此副轴保持被施加了应力的状态。与此相应地，液压机用于向主轴中提供液压流体流。流程结束后，轴便被卸除应力。

此外，还要求保护根据本发明的执行器系统的借助于上述方法之一的用途。在此，该系统可用于模制件的成型、模制件的深冲或其他需要电静液执行器系统的类似方法。

下面将参照不同的实施例来阐述本发明，其中应指出，通过这些实施例，针对技术人员可直接得出的变型及增补也囊括在内。

其中：

图1示出根据本发明的系统的总示意图；

图2示出根据图1的根据本发明的系统的一种示例性的实施方式的示意图；

图2示出根据图2的根据本发明的系统的一种示例性的实施方式的示意图；

图4示出根据图1的根据本发明的系统的另一种示例性的实施方式的示意图；

图5示出另一种示例性的实施方式的示意图，其中副轴已被施加预应力；

图6示出根据图5的根据本发明的系统的另一种示例性的实施方式的示意图；

图1示出了具有两个可移动轴的执行器系统1的一种示例性的根据本发明的实施方式的一般布置。

执行器系统1的根据本发明的示例性的实施方式具有由电动机10驱动的容积和/或转速可变的液压机11，用于提供液压流体的体积流量。

此外，系统1具有主轴20，该主轴实施为具有第一腔室22和第二腔室24的差动缸，其中第一腔室22通过第一主液压管路52和通过第一连接管路12并且第二腔室24通过第二主液压管路54和通过第二连接管路14与液压机11的各自一个接口液压相连。

在液压机与主轴20的第一腔室22或第二腔室24之间各自布置有第一主阀和第二主阀23和25。这两个阀门在图1中显示为具有流通状态和截断状态的受控两路两通阀。

此外，如在图1中可看出的那样，执行器系统1的示例性的根据本发明的实施方式具有副轴30，该副轴同样具有第一腔室32和第二腔室34，其中第一腔室32通过第一副液压管路62和通过第一连接管路12并且第二腔室34通过第二副液压管路64和通过第二连接管路14与液压机11的各自一个接口液压相连。

根据该根据本发明的示例性的实施方式，阀组件90和液压蓄能器40与副轴30液压相连。在下面的附图中将会解释阀组件90如何实施而成的一些实施方式。

一般而言，该布置应如此进行，即能够借助于仅一台液压机11依次地和/或并行地操作主轴20和副轴30。重要的是，例如借助于阀组件90可在来自或前往液压机11的方向上任意截断来自副轴30的第一腔室32和/或第二腔室34的液压流体流，从而使得液压机11主要作用于主轴20上。另外，阀组件90应如此实施，使得为副轴30的第一腔室32和/或第二腔室34卸除应力成为可能。

此外，系统1具有源80和预应力源82，二者用于为液压机11的连接管路12和14施加预应力。液压机11还与箱体84液压相连，液压机11从该箱体中提取液压流体并将其送入系统中。

在该根据本发明的示例性的实施方式中，液压流体在主轴20或副轴30的两个第一腔室22或32中的一个卸除应力时流进预应力源82或箱体84中。这可例如借助于液压机11进行并且/或者，如图1中所示，通过额外的管路98a，该管路通过可解锁的阀门92，在这种情况下通过可解锁的止回阀，与箱体84或预应力源82相连。

具有另一可解锁的阀门94的另一管路98b用于将源80和预应力源82与液压机11液压连接起来以及用于为主轴20和/或副轴30的第二腔室24、34卸除应力。

替代性地或此外，具有可解锁的阀门43的排放管路42可液压连接至液压蓄能器的接口并且与箱体84液压相连。根据其他示例性的根据本发明的实施方式，可借助于额外的管路42和可解锁的阀门43为液压蓄能器40卸除应力。

图2示出图1中的根据本发明的系统的一种示例性的实施方式。在此，系统1的一般构造不变。

不同的是副轴30上阀门的布置。特别地，如图2中可看出的那样，副轴30显示为差动轴，其中同步缸的布置也是可设想的。在此，副轴30具有第一腔室32和通过第一副液压管路62与第一腔室32相连的液压蓄能器40和第二腔室34。

阀组件90在此包括副阀33，其中副轴的第一腔室32和第二腔室34通过第一副液压管路62或第二副液压管路64，通过共同的副阀33与液压机液压相连。

在根据图2的示例性的根据本发明的实施方式中，第一副阀33为具有流通状态和截断状态的二位四通阀33，从而使得第一副液压管路62和第二副液压管路64要么同时打开要么同时截断。在第一种情况下，液压机11可直接在副轴30的两个腔室32、34以及在液压蓄能器40中工作。例如，液压机11可向副轴30的第一腔室32中和液压蓄能器40中提供液压流体流，从而使得为副轴30施加应力，而从第二腔室34中抽出液压流体。

在第二种情况下，即当副阀33转为截断状态时，副轴30与液压机11的液压连接被阀门33中断，其中副轴30通过液压蓄能器40留在被施加了应力的状态下。与此对应地，液压机11可在这种情况下作用于主轴20中，而副轴留在被施加了应力的状态下。

如果打算为副轴30的第一腔室和/或第二腔室卸除应力，则可将副阀33调至流通并且可将阀门92和/或94解锁，从而使得液压流体可流入预应力源82。

正如也已在图1的示例性的实施方式中的那样，可借助于阀门43和排放管路42将液压蓄能器40的应力直接卸除到箱体84中。

图3示出了跟图2的执行器系统的类似的示例性的根据本发明的实施方式，其中阀组件90，而不是单个副阀，包括第一副阀33，该副阀布置在第一副液压管路62上，和第二副阀35，该副阀布置在第二副液压管路64上。

在该示例性的根据本发明的实施方式中，第一副阀33和第二副阀35均为各自具有流通状态和截断状态的受控二位二通阀。由此可单独控制副轴的第一腔室32和/或第二腔室34的承受压力和卸除应力。

图4示出了根据前述附图之一的根据本发明的系统1的一种示例性的备选的实施方式。

在执行器系统1的该示例性的根据本发明的实施方式中，阀组件90包括：具有流通状态、交叉流通状态和截断状态的三位四通阀33，该三位四通阀既布置在第一副液压管路62上，也布置在第二副液压管路64上；具有流通状态和截断状态的二位二通阀35，该二位二通阀布置在将液压蓄能器40和副轴30与连接管路12连接起来的管路上。

特别地，排放管路94连接至三位四通阀33，从而使得在相应的流通状态下副轴30的第一腔室32或第二腔室34与排放管路94相连。此外，排放管路94与箱体84液压相连，从而使得在液压流体卸除应力时可从两个腔室32、34中的一个直接流进箱体84中。

第二副阀35截断副轴30和液压蓄能器40与连接管路12和对应地与剩余系统1的连接。

可例如借助于第二副阀35，通过管路12、98a和通过解锁阀门92为液压蓄能器40卸除应力或者，如前述附图中所示，通过备选管路42。

如图5中所示，根据另一种示例性的实施方式，副轴30也可为被施加了预应力的缸体，而不是差动缸。

可借助于弹簧或也借助于配重系统为缸体施加预应力，其中缸体在其被施加了预应力的腔室34处具有至少一个排气装置，由此空气可在挤压流程中逸出。

在该示例性的根据本发明的实施方式中，阀组件90包括具有流通状态和截断状态的两通阀33；在此，副轴30的第一腔室32通过第一液压管路62和副阀33与连接管路12或者与液压机11液压相连。

此外，液压蓄能器40也与副液压管路62和副阀33液压相连。为给第一腔室32和液压蓄能器40卸除应力，可将例如副阀33和受控的阀门92解锁，从而使得被卸除了应力的液压流体流进预应力源82中。替代性地，液压蓄能器40在该示例性的根据本发明的实施方式中也可通过具有排放阀43的排放管路42液压连接至箱体84。然而，在该实施方式中，仅可为第一腔室32连同液压蓄能器40同时卸除应力。

相反地，在图6中所示的示例性的根据本发明的实施方式中，可借助于所选的阀组件90在每种情况下为副轴30的第一腔室32和液压蓄能器40单独或一起卸除应力。

在此，阀组件90包括与副液压管路相连的三通阀，该三通阀具有流通状态、交叉流通状态和截断状态。另外，该阀组件包括第二副阀35，该副阀如前述实例中一样实施为两通阀，该两通阀将连接管路12与副轴30和/或液压蓄能器40连接起来。

如果第二副阀35截断并且如果第一副阀33切换至交叉流通状态，则借助于管路94在副轴的第一腔室与箱体84之间建立连接。在此，液压蓄能器40也可通过具有排放阀43的排放管路42与箱体84液压相连；由此可通过截断第一副阀33和打开排放阀43实现为液压蓄能器40单独卸除应力。

1执行器系统 35第二副阀

10电动机 40液压蓄能器

11液压机 42排放管路

12第一连接管路 43两通排放阀

14第二连接管路 52第一主液压管路

20主轴 54第二主液压管路

22主轴的第一腔室 62第一副液压管路

23第一主阀 64第二副液压管路

24主轴的第二腔室 80源

25第二主阀 82预应力源

30副轴 84箱体

32副轴的第一腔室 90阀组件

33第一副阀 94排放管路

34副轴的第二腔室 98a,98b排放管路