專利名稱：閥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有至少兩個閥模塊的閥裝置，其中各閥模塊都具有可通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來改變位置的閥元件，并為其配置了位置傳感器，在閥模塊上連接了通過其可將控制信號傳遞給閥模塊的線路裝置。
背景技術(shù)：
從WO 2004/055387 A1中可知曉這種閥裝置。
可執(zhí)行液壓功能的機(jī)器和設(shè)備通常與數(shù)個耗用裝置相連，各消用裝置都通過控制閥來控制。例如，反鏟挖土機(jī)具有數(shù)個液壓缸和旋轉(zhuǎn)電動機(jī)，其中各液壓缸用于提起吊臂的不同部分，而利用旋轉(zhuǎn)電動機(jī)可使上支架相對于下支架轉(zhuǎn)動，如果需要的話還可具備其它液壓功能，用于促動設(shè)于吊臂端部處的抓斗或鑿具。在其它具有液壓功能的設(shè)備如工作平臺、拖拉機(jī)或農(nóng)機(jī)等中也存在類似的情形。
在這一方面，各個控制閥都設(shè)在閥模塊中。閥模塊組合在閥組或電池狀單元中。通過高壓連接線路來為這種閥組供應(yīng)高壓液壓流體。之后，根據(jù)各個單獨控制閥中的閥元件的位置，液壓流體在或多或少的大體積流量或在或多或少的高壓力下從高壓連接線路傳遞至出口。例如，控制閥可以是比例閥，其允許根據(jù)閥元件的位置而使預(yù)定體積流量的液壓流體流向工作連接線路和耗用裝置。
執(zhí)行液壓功能的工作設(shè)備和機(jī)器包含有潛在的風(fēng)險。因此需要相對較高的安全標(biāo)準(zhǔn)。最重要的是在發(fā)生故障時需要避免人員受傷。
例如，在閥元件沒有按控制信號所規(guī)定的方式移動時就會發(fā)生故障。這當(dāng)然可以通過位置傳感器來直接控制。但是在某些情況下，這種控制也有可能失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種具有較高安全等級的閥裝置。
采用引言部分所提及的閥裝置就可完成這一任務(wù)，其中在各閥模塊中為執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置了控制裝置，該控制裝置與位置傳感器相連并可評估相關(guān)閥模塊的控制信號，至少第一閥模塊的控制裝置還可評估另一個第二閥模塊的控制信號，并且這個控制裝置接收來自第二閥模塊的位置傳感器的信號。
對于這一實施例，從某種意義上來說，各閥模塊都具有其自身的“智能”，也就是說，控制裝置可以使閥元件移動到所需位置的方式來促動該執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過這個閥模塊的位置傳感器，就可以確定這個位置。這樣，在閥模塊中已經(jīng)可得到控制可能性，如果閥元件已經(jīng)到達(dá)所需位置，那么可在第一安全步驟中對其進(jìn)行控制。然而如上所述，理論上這種控制還是有可能失效。因此，增加了涉及另一閥模塊的附加控制的可能性。為了能夠在這兩個閥模塊之間進(jìn)行區(qū)分，將其稱為“第一閥模塊”和“第二閥模塊”。當(dāng)需要控制第二閥模塊中的閥元件的位置時，將相應(yīng)的控制信號還傳送給第一閥模塊。這樣，第一閥模塊“知道”第二閥模塊的閥元件應(yīng)該處于什么位置。另外，第一閥模塊也接收到第二閥模塊的位置傳感器的信號，這樣，如果閥元件處于正確的位置，第一閥模塊可單獨進(jìn)行控制。只有當(dāng)這兩對信息相互一致時，才可認(rèn)為第二閥模塊的工作沒有故障。
在第一閥模塊的控制裝置和第二閥模塊的位置傳感器之間優(yōu)選設(shè)有專用線路。這樣，這種線路只是傳送位置傳感器的信號，而不傳送其它數(shù)據(jù)如位置信號等。因此，可以很高程度的可靠性認(rèn)為通過這種硬件線路所到達(dá)的信號未受到干擾。
這種線路優(yōu)選是模擬線路。這樣，這種線路可傳送位置傳感器的模擬信號。這樣還可保證當(dāng)將模擬的位置傳感器信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號時，故障將得以確認(rèn)。
第一閥模塊和第二閥模塊優(yōu)選定位成彼此相鄰。例如，當(dāng)將這兩個閥模塊組合到閥組中時，它們將相互承靠住。
這可使諸如從位置傳感器到控制裝置的線路較短。在這里發(fā)生故障的可能性很小。
考慮到第一閥模塊的控制裝置和第二閥模塊的位置傳感器之間的連接，優(yōu)選將閥模塊設(shè)置成環(huán)形結(jié)構(gòu)。這樣，第一閥模塊可接收來自第二閥模塊的位置傳感器的信號。第二閥模塊接收來自第三閥模塊的位置傳感器的信號，等等。最后一個閥模塊接收來自第一閥模塊的位置傳感器的信號。這樣就可以簡單的方式來保證對所有閥模塊進(jìn)行監(jiān)測。
第一閥模塊的控制裝置優(yōu)選以與第二閥模塊的位置傳感器的信號相同的方式來評估第一閥模塊的位置傳感器的信號。首先，這節(jié)省了在制造和檢測閥裝置期間的某些工作。不需要進(jìn)行兩次例行研制和檢測，一次即可。另外，可以保證檢測本身不會引起其它故障。
第二閥模塊的控制裝置優(yōu)選基于第二閥模塊的位置傳感器的信號來評估第二閥模塊的閥元件的位置，并將其報告給第一閥模塊的控制裝置。這樣，第一閥模塊的控制裝置接收到三個信號即偏移信號，也就是理論值以及兩個實際值。只有當(dāng)這三個值相互一致時，才可認(rèn)為是無故障狀態(tài)。
線路裝置優(yōu)選具有總線尤其是CAN-總線的形式。利用總線便可在不需要額外布線成本的條件下到達(dá)多個閥模塊。
另外，優(yōu)選額外地為閥模塊設(shè)置截流閥。利用這種截流閥就可使整個閥裝置切換到安全狀態(tài)，從而在失效的情況下也不會發(fā)生不受控制的功能或運動。


在下文中將結(jié)合附圖并基于優(yōu)選實施例來介紹本發(fā)明。
圖1是閥裝置的示意圖。
圖2顯示了相應(yīng)的安全概念。
具體實施例方式
閥裝置1具有高壓連接線路P、低壓連接線路T、若干控制閥模塊2-5和安全閥6。各閥模塊2-5都具有兩條與液壓耗用裝置相連的工作連接線路A、B。液壓耗用裝置可具有不同的實施例。例如，它可以是單動式液壓缸7、雙動式液壓缸8或旋轉(zhuǎn)電動機(jī)10。當(dāng)然，也可以提供超過所示四個閥模塊2-5的更多閥模塊。閥模塊2-5的數(shù)量對應(yīng)于所需液壓功能的數(shù)量。在本示例的情況下，所有閥模塊2-5都是比例閥，也就是說，它們具有用作閥元件11的控制閥芯，其通過先導(dǎo)壓力管12而被供應(yīng)先導(dǎo)壓力。而后通過電磁閥裝置13將先導(dǎo)壓力管12的先導(dǎo)壓力引至閥元件11，使得閥元件在一個方向或另一方向上移動。在多數(shù)情況下，閥元件11是閥芯。
閥元件11還可通過機(jī)械手柄如杠桿來移動。
閥模塊2-5并非直接與壓力連接線路P相連，而是通過通向閥裝置1的輔助壓力管15與之相連。輔助壓力管15通過安全閥6與壓力連接線路P間隔開。該安全閥6具有閥元件16，其在處于所示的空檔位置時可將高壓連接線路P與低壓連接線路T相連，壓力控制閥17設(shè)于該連接線路上。這樣，在所示空檔位置中，從高壓連接線路P至閥模塊2-5的連接被完全中斷，也就是說，沒有高壓液壓流體能到達(dá)閥模塊2-5。這樣就不會促動耗用裝置7-10。在某些情況下，當(dāng)閥模塊2-5的閥元件11被相應(yīng)地促動時，可將耗用裝置帶到更安全的位置。然而，不可能會為耗用裝置7-10提供高壓液壓流體。
這樣，當(dāng)閥裝置1中的某處發(fā)生故障時，必須能夠促動安全閥6。為了確定這種故障的性質(zhì)，首先各閥模塊2-5都裝有用于閥元件11的位置傳感器19。該位置傳感器19例如具有在丹麥Nordborg的Sauer-Danfoss ApS公司的閥裝置PVG32中所用的LVDT傳感器的形式?，F(xiàn)在將通過圖2來解釋這種位置傳感器19在該安全概念中的結(jié)合。這里只是示意性地顯示了電磁閥裝置13。
形成了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電磁閥裝置13通過控制裝置22來控制?？刂蒲b置22包括微處理器23，其通過接口25而與總線24如CAN-總線相連。通過總線24，各閥模塊2-5都接收到控制信號，其指示出閥元件11的位置，并將通過微處理器23來進(jìn)行調(diào)整。微處理器23通過驅(qū)動器26而與電磁閥裝置13相連，驅(qū)動器26可以是專用集成電路(ASIC)。通過反饋線路27，驅(qū)動器26將其結(jié)果報告給微處理器23，使得微處理器23可以執(zhí)行某類監(jiān)測。
位置傳感器19也與驅(qū)動器26相連。另外，位置傳感器19通過濾波器28與微處理器23相連。微處理器23評估位置傳感器19的經(jīng)濾波的模擬信號，以便確定閥元件11的位置。這樣便得到了在某些情況下還可用于控制的監(jiān)測結(jié)果。采用這個實施例，還可在模塊等級上實現(xiàn)冗余信號處理。
其它閥模塊4，5具有分別在其標(biāo)號上加有后綴“a”或“b”的相似元件。
作為額外的安全措施，現(xiàn)在已經(jīng)提供了濾波器28a的出口不僅與相關(guān)閥模塊4的微處理器23a相連，而且與相鄰閥模塊5的微處理器23b相連。為此設(shè)有模擬線路形式的單獨線路29，也就是說，將濾波器28a的輸出信號以模擬信號傳送給相鄰閥模塊5的微處理器23b。現(xiàn)在微處理器23b便可以與自身位置傳感器19b的信號精確相同的方式來評估濾波器28a的該輸出信號，即位置傳感器19a的信號。這是可能的，因為微處理器23b通過總線24還接收到關(guān)于閥模塊4的閥元件的所需位置信息。
通過線路30可將最后一個閥模塊5的位置傳感器19b的信號傳送回給第一閥模塊2，這樣從某種意義上來說，閥模塊2-5設(shè)置成一個環(huán)。
當(dāng)微處理器23，23a，23b確定閥元件11的位置并不與設(shè)定值一致時，那么通過警報單元31，31a，31b可在SOS線路32上產(chǎn)生信號，其將促動安全閥6的閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)21，使這個安全閥切換至所謂的安全狀態(tài)。
警報單元31還可促動本地緊急開關(guān)32，32a，32b，以便切斷線路33中的供電。
權(quán)利要求
1.一種閥裝置，其帶有至少兩個均具有閥元件的閥模塊，所述閥元件的位置可通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)來改變，并為其分配了位置傳感器，在所述閥模塊上連接有通過其可將控制信號傳送給所述閥模塊的線路裝置，其特征在于，在各所述閥模塊(2-5)中，為所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13)設(shè)置了控制裝置(22，22a，22b)，其與所述位置傳感器(19，19a，19b)相連并可評估相關(guān)閥模塊(2-5)的控制信號，至少第一閥模塊(5)的所述控制裝置(22b)還可評估來自另一第二閥模塊(4)的控制信號，這一控制裝置(22b)可接收來自所述第二閥模塊(4)的位置傳感器(19a)的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥裝置，其特征在于，在所述第一閥模塊(5)的控制裝置(22b)和所述第二閥模塊(4)的位置傳感器(19a)之間設(shè)有專用線路(29，30)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥裝置，其特征在于，所述線路(29，30)是模擬線路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的閥裝置，其特征在于，所述第一閥模塊(5)和第二閥模塊(4)定位成彼此相鄰。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的閥裝置，其特征在于，考慮到所述第一閥模塊(5)的控制裝置(22，22a，22b)和所述第二閥模塊(4)的位置傳感器(19a)之間的連接，所述閥模塊(2-5)設(shè)置成環(huán)形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的閥裝置，其特征在于，所述第一閥模塊(5)的控制裝置(22b)以與所述第二閥模塊(4)的位置傳感器(19a)的信號相同的方式來評估所述第一閥模塊(5)的位置傳感器(19b)的信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的閥裝置，其特征在于，所述第二閥模塊(4)的控制裝置(22a)基于所述第二閥模塊(4)的位置傳感器(19a)的信號來評估所述第二閥模塊(4)的閥元件(11)的位置，并將其報告給所述第一閥模塊(5)的控制裝置(22b)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的閥裝置，其特征在于，所述線路裝置(24)具有總線尤其是CAN-總線的形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的閥裝置，其特征在于，所述閥模塊(2-5)還設(shè)有截流閥(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有至少兩個閥模塊(2，4，5)的閥裝置(1)，各閥模塊都具有閥元件，閥元件的位置可通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13，13a，13b)而改變，并為其分配了位置傳感器(19，19a，19b)，在閥模塊(2，4，5)上連接了通過其可將控制信號傳送給閥模塊(2，4，5)的線路裝置(24)。本發(fā)明可提高這種閥模塊的安全性。為此，在各閥模塊(2－5)中為執(zhí)行機(jī)構(gòu)(13)設(shè)置了控制裝置(22，22a，22b)，其與位置傳感器(19，19a，19b)相連并可評估相關(guān)閥模塊(2－5)的控制信號，至少第一閥模塊(5)的控制裝置(22b)還可評估另一或第二閥模塊(4)的控制信號，該控制裝置(22b)接收來自第二閥模塊(4)的位置傳感器(19a)的信號。
文檔編號F15B13/00GK1766350SQ20051011883
公開日2006年5月3日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者J·韋斯特 申請人:索爾-丹福斯股份有限公司