ES2201508T3 - Sistema de control de la presion. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un sistema de control de presión capaz de adaptarse a las diferentes situaciones de carga, que tiene un acumulador hidráulico (14), cuya presión pretensada puede ser regulada mediante un dispositivo de control (22) que tiene un dispositivo de alimentación (14). El acumulador hidráulico está conectado con al menos una transmisión hidráulica, cuya característica de presión puede ser ajustada controlando la presión pretensada del acumulador hidráulico (14) mediante un medio de funcionamiento en el dispositivo de control (22). La invención se caracteriza en que el dispositivo de control (22) tiene una unidad de control (32) con un sensor de presión (36) para determinar la presión pretensada. Esta unidad de control (32) aumenta o reduce la cantidad del medio de funcionamiento de acuerdo con la situación de carga. Para variar la presión pretensada, la característica del resorte puede ser constantemente adaptada a la mayoría de las variadas condiciones de carga del eje.

Description

Sistema de control de la presión.

La invención se refiere a un sistema de control de la presión con las características de la reivindicación 1.

Pertenece al estado de la técnica configurar los sistemas actuales de control de la presión como sistemas de suspensión para la adaptación a cargas variables en sí para ejes de vehículos, especialmente en vehículos industriales. En los sistemas de suspensión hidroneumáticos conocidos actualmente solamente es posible una adaptación a la carga axial en la región de la relación de la presión admisible del acumulador hidráulico o de suspensión y, por lo tanto, está limitada en gran medida. Solamente se puede realizar una amplitud mayor de la variación en diferentes cargas axiales conectando adicionalmente de forma individual, a partir de una pluralidad de acumuladores hidráulicos dispuestos en paralelo, reunidos, por así decirlo, en forma de una batería, el acumulador hidráulico, que corresponde a la carga axial respectiva, a través del dispositivo de control. Esta solución es muy costosa, por lo tanto, cara y, además, solamente permite intervalos escalonados de carga axial, de manera que no se puede alcanzar un desarrollo constante de la curva característica de resorte con las soluciones conocidas, que se pueden adquirir libremente en el mercado.

En efecto, ya se ha propuesto en un sistema de suspensión según el documento DE 40 08 831 C2, para conseguir una adaptación sencilla del sistema de suspensión a diferentes estados de funcionamiento (ajuste de relaciones de carga, grado de impacto, etc.), conectar el acumulador hidráulico a través de una conexión y un conducto de presión con una instalación de ajuste de la presión, por ejemplo en forma de una fuente de presión neumática con válvula de conmutación correspondiente; la presente activación es por sí sola en gran medida estática y no permite procesos de adaptación exactos para la presión de tensión previa en función de las cargas variables del eje respectivo del vehículo.

Se conoce a través de PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Vol. 008, Nº 136 (M-304) un sistema de control de la presión del tipo indicado al principio para la adaptación a situaciones de carga variables. Si la carga o solicitación respectiva es alta, entonces se ajusta, en esta solución conocida, una presión de tensión previa alta sobre el lado del gas del acumulador hidráulico para el dispositivo de control, por lo tanto, se consigue una curva característica de la presión empinada en el accionamiento hidráulico. En general, se consigue en este caso también un comportamiento mejorado de la atenuación de la presión en función de la situación de carga. En cambio, en el caso de que aparezcan cargas bajas, se procede a la inversa y se reduce de una manera correspondiente la presión de tensión previa en el lado del gas del acumulador hidráulico, donde el dispositivo de control, con la unidad de control, posibilita procesos rápidos de regulación de entrada para la presión de tensión previa deseada.

Partiendo de este estado de la técnica en la forma de los sistemas de suspensión descritos anteriormente, la invención tiene el cometido de crea, en cambio un sistema de control de la presión ampliado, que presenta posibilidades ampliadas de empleo. El presente cometido se soluciona con un sistema de control de la presión con las características de la reivindicación 1.

Puesto que, según la parte de caracterización de la reivindicación 1, la unidad de alimentación presenta un compresor de gas, que genera la presión de tensión previa y que está conectado a través de un conducto de alimentación en la unidad de control y puesto que como acumulador intermedio está previsto al menos un acumulador de reserva, al que el compresor de gas alimenta el medio de trabajo, el compresor de gas puede generar la presión de tensión previa del gas propiamente dicha y puede realizar en varias etapas la compresión para el medio de trabajo. Si varios acumuladores intermedios sirven como tampón, el compresor de gas puede extraer gas a comprimir desde uno de los acumuladores intermedios y puede almacenar este gas comprimido en los otros acumuladores intermedios como tampones.

Con preferencia, el accionamiento hidráulico está constituido por un accionamiento lineal, especialmente en forma de un cilindro de trabajo hidráulico; pero también se puede activar un motor hidráulico como accionamiento hidráulico. Los presentes accionamientos no sólo pueden ser empleados como sistemas de amortiguación de resorte para ejes de vehículos; sino más bien también en otros campos, como en ascensores, puentes elevadores, pero también como accionamientos hidráulicos en máquinas de trabajo y máquinas herramientas.

En casos individuales, si se desea una adaptación dinámica continua de la presión de tensión previa, puede estar previsto que el sensor de presión esté conectado en una unidad de cálculo (microprocesador), que evalúa los valores de la presión y que activa de forma continua el dispositivo de control para los procesos de adaptación dinámica.

Otras formas de realización ventajosas son objeto de las reivindicaciones dependientes.

A continuación se explica en detalle el sistema de control de la presión con la ayuda de una forma de realización, con relación a un sistema de suspensión. En este caso, la figura única muestra una representación de conexiones de principio de un sistema de suspensión de este tipo.

El sistema de suspensión indicado sirve para la adaptación a cargas variables para ejes de vehículos, donde en la figura se representa, en principio, un eje de vehículo 10 individual continuo. Alrededor de este eje está dispuesto de forma giratoria un neumático 12 de vehículo, que puede servir como corona de rueda fija alternativamente también al accionamiento de una transmisión de cadena (no representada). El empleo del sistema de suspensión descrito a continuación es especialmente ventajoso en la fabricación de vehículos móviles, por lo tanto para vehículos industriales de carga pesada, grúas móviles, tractores, basculantes de cuba y similares, es decir, especialmente para casos individuales en los que pueden aparecer cargas axiales variables pesadas.

El sistema de suspensión presenta un acumulador hidráulico 14, que sirve como acumulador de suspensión y que está realizado en tipo de construcción habitual, por ejemplo como acumulador de membrana. Por lo tanto, en el acumulador hidráulico 14 se representa de forma simbólica una membrana de separación gomaelástica 16, que separa una cámara de reserva de gas 18 de forma hermética al gas de una cámara de reserva de fluido 20, que está llena con preferencia con aceite hidráulico. La presión de tensión previa sobre el lado de gas del acumulador hidráulico 14 se puede ajustar a través de un dispositivo de control designado, en general, con 22. Sobre su lado de fluido, el acumulador hidráulico 14 está conectado, en el lado del pistón, en un cilindro de trabajo hidráulico 26 como accionamiento lineal. En este conducto de conexión está dispuesta con preferencia al menos una válvula de conmutación activable, especialmente para la desconexión del lado del fluido del acumulador hidráulico 14. El cilindro de trabajo 26 sirve como cilindro de amortiguación de resorte para el eje 10 del vehículo y está dispuesto con preferencia en ambos extremos del eje 10 del vehículo y está conectado, respectivamente, en el acumulador hidráulico 14. Por lo tanto, el vástago de pistón 28 del pistón hidráulico 30 actúa con su extremo libre directamente sobre el eje 10 del vehículo. Como se explicará todavía en detalle, la curva característica de resorte del cilindro de trabajo 26 se puede ajustar de forma automática a través de la activación de la presión de tensión previa del gas del acumulador hidráulico 14 a través del dispositivo de control 22.

El dispositivo de control 22 presenta una unidad de control 32 y una unidad de alimentación 34. La unidad de control 32 presenta para la determinación de la presión de tensión previa del gas del acumulador hidráulico 14 un sensor de presión 36 usual, que está conectado a través de una derivación secundaria en el conducto de alimentación 38 para el acumulador hidráulico 14. Para el llenado y la descarga alternos del medio de trabajo en la cámara de reserva de gas 18 del acumulador hidráulico 14, especialmente en forma de gas nitrógeno, sirven dos válvulas de conmutación de 2/2 pasos 40, 42 habituales, que están representadas en la representación de principio en su posición de bloqueo. Si se ha conseguido una presión de tensión previa predeterminada en el acumulador hidráulico 14, entonces las dos válvulas de conmutación 40, 42 adoptan esta posición de bloqueo mostrada para bloquear volumétricamente el acumulador hidráulico 14 como acumulador de amortiguación.

Para la reducción de la presión de tensión previa del gas en la cámara de reserva de gas 18 se activa la válvula de conmutación 40 y en su posición de paso puede descargar el gas nitrógeno a través de la unidad de amortiguación 44 al medio ambiente. En cambio la válvula de 2/2 pasos 42 sirve en su posición de paso conectada para conectar el acumulador hidráulico 14 con su lado de gas y a través del conducto de alimentación 38 en la unidad de alimentación 34. Para mantener pequeños los procesos de circulación durante la fase de regulación prescrita y, por lo tanto, bien controlables, están previstos puntos de estrangulación correspondientes en forma de pantallas 46.

La unidad de alimentación 34 presenta un compresor de gas o compresor 48 de tipo de construcción habitual, que genera la presión de tensión previa del gas propiamente dicha y que está conectado a través del conducto de alimentación 38 a la unidad de control 32. El compresor de gas 48 está conectado en este caso a través de una válvula de regulación de la presión de manera habitual a una alimentación de presión 50 y cede gas nitrógeno comprimido en el funcionamiento al conducto de alimentación 38. El compresor de gas 48 puede llevar a cabo en varias etapas (no se representan) la compresión para el medio de trabajo. Por lo demás, en el conducto de alimentación 38, aguas arriba y aguas abajo del compresor de gas 48 están conectador dos acumuladores intermedios 52, 54 como unidad tampón en forma de acumuladores de reserva de gas habituales, donde el compresor de gas 48 puede extraer gas a comprimir desde la unidad tampón 54 y acumula este gas comprimido entonces como estación intermedia en la unidad tampón 52.

Para la preparación del gas sirve un módulo de separación de gas de venta en el comercio 56, que está conectado, en el lado de entrada, a través de unidades de filtro 58 en la red de alimentación de aire comprimido 50 del vehículo. A través de esta red de aire comprimido 50, el módulo de separación de gas 56 recibe aire comprimido y separa entonces a partir de este aire comprimido el gas de trabajo necesario, aquí en forma de gas enriquecido con nitrógeno. En el lado de salida, el módulo de separación de gas 56 alimenta entonces el gas nitrógeno, dado el caso no puro, al conducto de alimentación 38 y, por lo tanto, a la cámara de compresión respectiva del compresor de gas 48. Para impedir una circulación de retorno no deseada del medio de trabajo hacia el compresor de gas 48 y hacia el módulo de separación de gas 56, está conectada una válvula de retención en el conducto de alimentación 38 entre la unidad tampón 52 y el compresor de gas 48 o bien entre la unidad tampón 54 y el módulo de separación de gas 56, respectivamente.

Puesto que los vehículos industriales, en general, presentan varios ejes de vehículo controlables, pueden estar previstas otras unidades de control 32 asociadas a cada eje del vehículo, que actúan sobre acumuladores hidráulicos 14 asociados con cilindros de trabajo 26. Éstos pueden estar conectados de forma centralizada en un conducto de derivación 60 en el conducto de alimentación 38 y, por lo tanto, en la unidad de alimentación 34.

Si aparecen ahora cargas axiales elevadas en el eje 10 del vehículo, entonces hay que elevar la tensión previa del gas en la cámara de reserva de gas 18 del acumulador hidráulico 14. A tal fin, la unidad de control 32 controla la válvula de conmutación 42 y a través de la unidad tampón 52 se puede llamar gas nitrógeno de alta presión y se puede llevar a la cámara de reserva de gas 18, lo que conduce a una elevación de la presión del fluido en la cámara de reserva de fluido 20 y en el conducto de conexión 24 así como en la cámara de fluido del lado del pistón del cilindro de trabajo 26. Entonces se ajusta una curva característica más empinada del resorte que la curva característica de la presión para este cilindro de trabajo 26. La reserva de gas de alta presión en la unidad tampón 52 es generada en este caso a través del compresor de gas 48, que puede llamar una reserva de gas de baja presión directamente desde la unidad tampón 54, pudiendo rellenarse la unidad tampón 54 de forma casi continua a través del módulo de separación de gas 56 con gas nitrógeno desde la red de aire comprimido 50. Si se alcanza una presión predeterminada en el acumulador hidráulico 14, esto fija el sensor de presión 36 y bloquea a través de la activación de la unidad de sensor 32 las válvulas de conmutación 40, 42 en su posición de bloqueo. En el caso inverso, es decir, en el caso de carga axial baja y presión de la tensión previa del gas correspondientemente baja en la cámara de reserva de gas 18, se abre la válvula de conmutación 40 y el gas nitrógeno excesivo es descargado a través de la unidad de amortiguación 44 al medio ambiente. De acuerdo con el dimensionado del acumulador hidráulico 14 se pueden alimentar también de forma centralizada varios cilindros de trabajo 26 desde un acumulador hidráulico 14. De la misma manera, en función de la magnitud de las unidades tampón 52, 54, unidades tampón individuales puede alimentar varias unidades de control 32 y acumuladores hidráulicos 14. El eje del vehículo 10 puede estar formado en el sentido de la invención también por un eje de rueda individual.

Además de la configuración del sistema de control de la presión según la invención como sistema de suspensión, son concebibles otras aplicaciones, donde las curvas características de la presión pueden ser activadas por accionamientos hidráulicos, especialmente accionamientos lineales. Las presentes regiones pueden encontrarse en la técnica de accionamiento hidráulico general, donde también las curvas características de la presión de motores hidráulicos o similares pueden ser influenciadas de una manera favorable con el sistema de control de la presión de acuerdo con las situaciones de carga que aparecen.

Claims (10)

1. Sistema de control de la presión para la adaptación a situaciones de carga variables con un acumulador hidráulico (14), cuya presión de tensión previa se puede activar a través de un dispositivo de control (22) con unidad de alimentación (34), y que está conectado en al menos un accionamiento hidráulico, cuya curva característica de la presión es ajustable a través de la activación del dispositivo de control (22), donde el dispositivo de control (22) presenta una unidad de control (32), que presenta para la determinación de la presión de tensión previa un sensor de presión (36) y que lleva a cabo en función de la situación de carga de forma alterna un aumento o disminución de la cantidad del medio de trabajo, caracterizado porque la unidad de alimentación (34) presenta un compresor de gas (48), que genera la presión de tensión previa y que está conectado a través de un conducto de alimentación (38) en la unidad de control (32) y porque como acumulador intermedio (52, 54) está previsto al menos un acumulador de reserva, en el que el compresor de gas (48) proporciona el medio de trabajo.

2. Sistema de control de la presión según la reivindicación 1, caracterizado porque el accionamiento hidráulico es un accionamiento lineal, especialmente un cilindro de trabajo hidráulico (26) o un motor hidráulico.

3. Sistema de control de la presión según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque está previsto para la adaptación a cargas variables en ejes de vehículos (10), especialmente en vehículos industriales.

4. Sistema de control de la presión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está presente una instalación de conmutación para el aumento y reducción de la cantidad del medio de trabajo, especialmente en forma de gas nitrógeno.

5. Sistema de control de la presión según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque para una adaptación dinámica continua de la presión de tensión previa, el sensor de presión (36) está conectado en una unidad de cálculo, que activa el dispositivo de control (22).

6. Sistema de control de la presión según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la instalación de conmutación para la modificación de la cantidad del medio de trabajo presenta, respectivamente, una válvula de conmutación (40, 42) y/o una válvula de regulación.

7. Sistema de control de la presión según la reivindicación 1, caracterizado porque una de las válvulas de conmutación (40) está dispuesta en derivación secundaria hacia la otra válvula de conmutación (42) y presenta un puesto de descarga (44), especialmente al medio ambiente para el medio de trabajo.

8. Sistema de control de la presión según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el compresor de gas (48) está conectado en una red de aire comprimido (50) del vehículo y porque un módulo de separación de gas (56) separa el medio de trabajo, especialmente gas nitrógeno, del aire comprimido y lo alimenta al compresor de gas (48).

9. Sistema de control de la presión según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque a cada válvula de conmutación (40, 42) de la unidad de control (32) está asociada una pantalla (46) o una estrangulación.

10. Sistema de control de la presión según una de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque a cada eje del vehículo (10) está asociada una unidad de control (32) así como al menos un cilindro de trabajo (26) como consumidores, que son alimentados en común por una de las unidades de alimentación (34).