用於移動執行機構的液壓傳動裝置的製作方法

2023-12-02 04:57:56 2

專利名稱：用於移動執行機構的液壓傳動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液壓傳動裝置，用於在兩個預先規定的終端位置之間移動執行機構，該液壓傳動裝置帶有在氣缸單元內可反向通過液壓彈簧加載的活塞單元和用於交替反向加載活塞單元的控制裝置。
背景技術：
為了能夠將用於通過液壓傳動裝置打開內燃機閥門的能量儘可能地也用於關閉閥門，公知(EP 1215369A2)利用液壓油的壓縮性構成活塞反向加載的兩個液壓彈簧，從而將通過一個液壓彈簧施加到活塞上的能量一直儲存到另一個液壓彈簧的摩擦和洩漏損耗，以便可供反向的活塞加載使用。活塞連同驅動的閥體因此與兩個液壓彈簧共同構成一個自由的擺動器，通過控制裝置在兩個相反位置上保持和釋放。為此目的，在將氣缸與一個液壓彈簧的蓄壓器連接的供油管內安裝一個控制閥。在活塞的兩個終端位置上控制閥關閉，以便在打開時將活塞在另一個液壓彈簧的加壓下通過各自加壓的液壓彈簧運動到相對的終端位置內，在該位置上為保持活塞重新關閉控制閥。雖然利用這種公知的液壓傳動裝置執行機構可以較小的能量投入在兩個終端位置之間高速移動(僅需補償摩擦和洩漏損耗)但執行機構的運動也取決於控制閥的開關速度。此外，為使活塞保持在兩個反向位置上需要分開控制嵌入。

發明內容
本發明的目的在於，利用結構簡單的方法對開頭所述類型的液壓傳動裝置這樣進行改進，以確保執行機構與控制裝置的調整速度無關進行運動，而且為使活塞單元保持在相反位置上不需要分開控制嵌入。
該目的由此得以實現，即氣缸單元具有在所屬的終端位置內密封接受活塞單元的各端面的端段且其橫截面小於剩餘氣缸室；通過節流閥連接在液壓油回油管上的端段相對於剩餘氣缸室由各自一個控制邊限制；且控制裝置由用於控制邊相對於活塞端面軸向相對運動的傳動機構組成。
因為由於這種措施，活塞單元的各端面在其終端位置內嵌入氣缸單元向剩餘氣缸室內移的端段內，所以如果通過液壓油的回油管確保壓力在氣缸單元的端段內相應降低，則在該終端位置內取消向嵌入該端段內的活塞端面施加壓力。這意味著，在終端位置內端面嵌入氣缸室端段內的活塞單元僅由相對端面加載並因此保持在該終端位置上，雖然該氣缸室處於相當高的壓力下。為反向控制活塞單元，接受活塞端面的氣缸單元端段應與剩餘氣缸室液壓連接。為此目的，氣缸單元的內移端段構成必須相對於活塞端面軸向移動的控制邊，以便向活塞端面施加氣缸壓力。在氣缸室端段區域內活塞端面相對於控制邊的這種相對移動時瞬間產生的液壓油壓力加速活塞單元向相對的終端位置運動，在該終端位置上活塞單元通過嵌入氣缸單元在那裡的端段內的端面而止動。因為連接在端段上的液壓油回油管包括節流閥，所以雖然氣缸室端段內的壓力在活塞端面進入時相應降低，但節流閥在活塞單元端面的瞬間加載時防止阻礙活塞單元加速度的壓力降。此外，連接在氣缸單元端段上的液壓油回油管額外通過開關閥阻斷。
液壓傳動裝置的控制裝置必須在活塞端面和限制氣缸單元端段的控制邊之間進行軸向的相對運動。為此目的，氣缸單元端段的控制邊可以在與控制裝置的傳動機構連接的可軸向移動的套筒上構成，該套筒通過控制裝置的傳動機構移動。只要通過套筒構成的控制邊經過活塞端面，就進行活塞單元的加壓。套筒的移動速度在此方面對活塞單元的加速度沒有實際影響，因為活塞單元的加壓隨著活塞端面的釋放瞬間進行。
活塞端面相對於氣缸單元端段控制邊移動的另一種可能性在於衝擊活塞單元，從而活塞端面通過氣缸固定的控制邊運動。為此目的，控制裝置的傳動機構向各自嵌入氣缸單元端段的活塞端面加載，這一點可以採用液壓、機械或者電磁方式進行。
如果活塞單元的至少一個端面具有與其他活塞單元不同大小的橫截面，那麼可以將氣缸室內的壓力用於保持在終端位置內或者脫離該終端位置，因為通過液壓油，分階段的活塞單元在端面嵌入氣缸室的端段內後仍保持軸向加載，而且與相對活塞端面的加載無關。
如果施加液壓油的氣缸室在活塞單元的兩側上構成液壓彈簧，而無需使用外部的蓄壓器，那麼這些壓力室應與可控供油管連接，以便可以補償每個傳動行程後的摩擦和洩漏損耗。因為供油管的這種控制取決於活塞單元的各自位置，所以供油管可以通過活塞單元的控制邊在取決於軸向活塞位置的情況下打開和關閉，從而無需為此使用採用具有相關控制的單獨開關閥。以類似方式，液壓油的回油管在氣缸單元的端段內也可以利用活塞單元的相應控制邊進行控制。


附圖中舉例示出本發明的主題。其中圖1示出依據本發明用於移動執行機構的液壓傳動裝置的簡示方框圖；圖2示出活塞單元所屬氣缸室一個側面的示意軸向剖面；以及圖3示出依據本發明液壓傳動裝置結構變化與圖1相應的示圖。
具體實施例方式
依據圖1的方框圖，所示的液壓傳動裝置具有分成兩個氣缸體1和2的氣缸單元3，其活塞單元4包括與氣缸體1和2共同作用的兩個活塞體5和6，它們通過在兩個終端位置之間移動的執行機構7連接。氣缸體1和2在其彼此相反的端壁8區域內構成向剩餘氣缸室9內移且橫截面小於剩餘氣缸室9的端段10。這些端段10相對於剩餘氣缸室9通過控制邊11限制，並在活塞單元4的各自終端位置內接受各自活塞體5或6的端面12。氣缸體1和2的端段10通過節流閥13連接在液壓油的各一個回油管14上。氣缸體1、2的壓力室9需要時連同外部附加的蓄能器構成作為方塊示出的液壓蓄能器15。這種液壓蓄能器15根據液壓油的壓縮性形成液壓彈簧，活塞體5和6通過它們可以反向加載。液壓蓄能器15通過開關閥16連接在壓力管17上。此外，液壓蓄能器15通過單向閥18與壓力管19連接，該壓力管確保液壓蓄能器15預先規定的最小壓力。
在圖1所示活塞單元4的終端位置內，活塞體5利用其端面12密封地嵌入氣缸體1的端段10內，從而處於氣缸體1壓力室9內的液壓油壓力不能對活塞單元4施加軸向壓力，該活塞單元因此通過氣缸體2區域內施加的壓力保持在該終端位置內。為向活塞體5施加氣缸室9內的液壓油壓力，端段10必須與剩餘氣缸室9液壓連接。為此目的，端段10由構成控制邊11的套筒20包圍。該套筒20可軸向移動地支承並可以通過控制裝置的傳動機構相對於活塞體5的端面12軸向移動，以釋放端面12，該端面在經過控制邊11時被瞬間施加氣缸室9內壓力油的壓力並使活塞單元4隨同執行機構7逆氣缸體2氣缸室9內的壓力而加速。回油管14內的節流閥13在此方面阻止端段10內相應的壓力降。隨著氣缸體1液壓蓄能器15的減壓，氣缸體2的液壓蓄能器15通過進入氣缸室9內的活塞體6加壓，其中，在構成活塞單元4終端位置的自由擺動器反向運動區域內，活塞體6的端面12密封地嵌入氣缸體2的端段10內。活塞單元因此在該位置上通過部分減壓的液壓蓄能器15的剩餘壓力保持在新的終端位置上。液壓蓄能器15與壓力管19通過單向閥18的連接保證活塞單元4的最小保持壓力。通過打開所屬的開關閥16，液壓蓄能器15可以為接受終端位置上的活塞單元4的氣缸體2而加載到預先規定的系統壓力，以補償通過壓力管17的摩擦和洩漏損耗，以便在通過套筒20控制汽缸體2時使用全部系統壓力用於氣缸體6逆氣缸體1從屬的部分減壓液壓蓄能器15的壓力而加載。正如在與相對的活塞體6相聯繫下已經介紹的那樣，與氣缸體1共同作用的活塞體5在達到終端位置時通過嵌入氣缸體1端段10內並由此抽走加載壓力的活塞端面12而相對於自由擺動運動保持，直至它通過套筒20的重新移動再得到釋放。在此期間內，氣缸體1所屬的通過活塞單元4復位重新加壓的液壓蓄能器15為覆蓋摩擦和洩漏損耗而通過控制閥16連接在壓力管17上，控制閥在控制套筒20之前通過為此具有的控制裝置重新關閉。
圖2詳細示出氣缸單元3的兩個汽缸體1、2之一，其中，壓力室9構成液壓彈簧的主要液壓蓄能器。端壁8具有同軸的凸緣21，為控制活塞體5、6所需要的套筒20可軸向移動地支承在該凸緣上。該凸緣還具有用於凸出活塞體5、6端面12的導向凸肩23的接受孔22，該凸肩具有用於回油管14環形連接槽25的控制邊24。在所示的活塞體5、6的終端位置內，在導向凸肩23和連接槽25的控制邊24之間形成的節流位置作為節流閥13使用，正如它在圖1的方框圖中所示那樣。通過這種措施，回油管14僅為活塞體5、6的端面12嵌入氣缸體1、2的端段10內而打開，由此避免更大的洩漏損耗。
以類似方式，用於氣缸體1、2壓力室9的供油管26可以通過活塞體5、6的控制邊27而取決於活塞位置打開和關閉。在液壓蓄能器限制在壓力室9上的情況下，該供油管26用於將壓力室9連接在壓力管17上，其中，控制邊27起到開關閥16的作用。壓力室9與僅施加部分壓力且具有單向閥18的壓力管19的連接不需要控制。
套筒20通過傳動機構28加載，該元件通過液壓、機械或者電磁使套筒20在氣缸體1或2的同軸凸緣21上軸向移動。但該傳動機構28不需要處於氣缸單元3的外面。這種傳動機構也可以安裝在氣缸單元3內。
依據圖3的液壓傳動裝置與圖1的區別僅在於活塞體5、6的控制。帶有控制邊11的氣缸體1、2的端段10不是通過可移動的套筒，而是通過端壁8上的間隙構成，從而為使控制邊11相對於活塞體5、6端面12軸向相對運動，該活塞體必須移動。為此目的具有傳動機構28，利用其向可以向活塞體嵌入端段10內的端面12加載，以衝擊活塞體並使端面12移動過控制邊11，以便可以將氣缸室9內的液壓壓力用於加載各自的活塞體5、6。雖然這種活塞加載在按照圖3的實施例中液壓進行，但傳動機構也可以機械或者電磁地衝擊各自的活塞體5、6。此外，液壓傳動裝置的工作方式與圖1所示相同。通過液壓蓄能器15在活塞單元4往復運動時的加壓和減壓，儲存將執行機構7在一個方向上移動所使用的大部分能量，以供活塞單元4的返回運動使用，從而僅需補償出現的摩擦和洩漏損耗。
通過所述的措施達到特別是在活塞高加速度，而且在很短的調整時間情況下明顯降低能耗，因為每一活塞體5、6僅需相應控制並自動在各自終端位置內定位。依據本發明的液壓傳動裝置因此適用於要求很短轉換時間的執行機構，例如開關閥和安全閥。
也許並不需要特別強調本發明並不局限於所示的實施例。例如氣缸體1、2可以組成一個共用的氣缸，裡面支承作為活塞單元的唯一活塞。在這種情況下，在執行機構和活塞單元之間應產生一種活塞杆式的連接。為影響液壓彈簧的彈性，可以向液壓油內加入氣泡或者附加通過彈簧向液壓蓄能器加載。
權利要求
1.液壓傳動裝置，用於在兩個預先規定的終端位置之間移動執行機構，帶有在氣缸單元內可反向通過液壓彈簧加載的活塞單元和用於交替反向加載活塞單元的控制裝置，其特徵在於，氣缸單元(3)具有端段(10)，其密封地接受在所屬終端位置內的活塞單元(4)的各自端面(12)且橫截面小於剩餘氣缸室(9)；通過節流閥(13)連接在液壓油回油管(14)上的端段(10)相對於剩餘氣缸室(9)由各自一個控制邊(11)限制；並且控制裝置由傳動機構(28)組成，該傳動機構用於控制邊(11)相對於活塞端面(12)的軸向相對運動。
2.按權利要求1所述的液壓傳動裝置，其中，氣缸單元(3)端段(10)的控制邊(11)構成在套筒(20)上，該套筒被可軸向移動地支撐並與控制裝置的傳動機構連接。
3.按權利要求1所述的液壓傳動裝置，其中，控制裝置的傳動機構(28)向各自嵌入氣缸單元(3)端段(10)內的活塞端面(12)加載。
4.按權利要求1-3之一所述的液壓傳動裝置，其中，活塞單元(4)的至少一個端面(12)具有與其他活塞單元(4)不同大小的橫截面。
5.按權利要求1-4之一所述的液壓傳動裝置，其中，與氣缸單元(3)的端段(10)相連的液壓油回油管(14)和/或與每個活塞面上的氣缸單元(3)相連的供油管(26)可由活塞單元(4)的控制邊(24、27)取決於軸向活塞位置而打開和關閉。
全文摘要
介紹一種用於在兩個預先規定的終端位置之間移動執行機構(7)的液壓傳動裝置，帶有在氣缸單元(3)內可反向通過液壓彈簧加載的活塞單元(4)和用於交替反向加載活塞單元(4)的控制裝置。為產生具有優點的結構關係，提出氣缸單元(3)具有在所屬的終端位置內密封接受活塞單元(4)的各端面(12)的端段(10)且其橫截面小於剩餘氣缸室(9)；通過節流閥(13)連接在液壓油回油管(14)上的端段(10)相對於剩餘氣缸室(9)由各自一個控制邊(11)限制；並且控制裝置由傳動機構(28)組成，該傳動機構用於控制邊(11)相對於活塞端面(12)的軸向相對運動。
文檔編號F15B15/20GK1802513SQ200480016072
公開日2006年7月12日 申請日期2004年6月14日 優先權日2003年6月12日
發明者諾貝特·克裡姆巴赫爾 申請人:機械電子裝置林茨中心有限公司