CN101230885B - 活塞缸筒单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种活塞缸筒单元，它具有一个封闭的装有压力流体的缸筒1，其内腔通过一个在缸筒1里轴向可以移动的活塞2分成第一和第二工作室2和4。在活塞2上一侧设有一个活塞杆5，它穿过第二工作室4并在缸筒1的一个端面密封地向外伸出，其中一个从第一通到第二工作室的通孔24可以通过一个可控的电磁阀来打开通孔24和电磁阀设计在活塞2里，而且通孔24通过一个在关闭位置和开启位置之间可以运动的可驱动的阀门闭锁构件27可以闭锁住，这闭锁构件与衔铁26连接。在活塞2里布置了一个可以加上电流的线圈16，用这线圈使线圈铁芯8轴向向着衔铁26的运动方向布置并被一个导磁管包围住。

Description

活塞缸筒单元 
技术领域
本发明涉及一种活塞缸筒单元，它具有一个封闭的并装有压力流体的缸筒，缸筒的内腔通过一个在缸筒里轴向可移动的活塞分成第一和第二工作室，还具有一个一侧布置在活塞上的活塞杆，该活塞杆穿过第二工作室并在缸筒的一个端面处密封地向外伸出，其中一个从第一通向第二工作室的通孔可以通过一个可电致动的电磁阀打开和/或关闭。 
背景技术
在一种这样的活塞缸筒单元中已知在缸筒上设有一个电磁阀，通过此阀可以控制释放销钉使之可以运动。由这释放销钉可以使一个布置在缸筒的分隔壁板里的阀门克服弹簧力而从其关闭位置运动到其开启位置上。在开启位置上缸筒的二个工作室在其相互相反的端部上通过一个环形通道相互连接。这环形通道设于缸筒和一个管子之间，该管子有径向间距地包围住这缸筒这种设计结构不仅部件费用高而且也要求大的结构空间。 
发明内容
因此本发明的任务是提出一种开头所述型式的活塞缸筒单元，它要求的结构空间小并且由少量简单的构件组成。 
此项任务按照本发明通过如下来解决：通孔和电磁阀都设置在活塞里，而且通孔可以通过一个在关闭位置和开启位置之间可以运动地被驱动的阀门闭锁构件来关闭，该阀门闭锁构件构成一个衔铁或与衔铁连接，设置固定地布置在活塞里的可加上电流的线圈，在这线圈中设有一个轴向向着衔铁的运动方向的线圈铁芯和/或这线圈被一个磁场导向管包围住。 
通过这种设计可以实现紧凑的结构并且不必再在缸筒之外费事地将二个工作室连接起来。 
如果阀门闭锁构件轴向在缸筒里可以在关闭位置和开启位置之间可以移动地被驱动，而且线圈轴向布置在缸筒里，那就形成一种细长的 结构。 
如果在从线圈里伸出的，背离于衔铁的线圈铁芯的端部部位上设有一个钢制的盘，该盘径向伸展一直到靠近磁场导向管，那就引起了磁场磁力线的同心导向控制并因此使作用于衔铁上的磁场加强。 
因此在大操纵力时产生磁场的元件和因此整个活塞缸筒单元可以设计成具有较小的结构参数。 
如果缸筒构成磁场导向管，这导致磁通量加强，那就可以不采用分开的磁场导向管。 
如果衔铁径向一直延伸至磁场导向管附近的话，那么同样也实现了磁场磁力线的同心导向。为了减少零件可以将线圈铁芯与活塞杆设计成一体。 
但是可以将线圈铁芯和活塞杆设计成分体的并可以相互同轴地连接起来，其中为了简化装配可以使线圈铁芯和活塞杆通过螺纹连接相互连接起来。 
为了保证结构紧凑同时避免在线圈和线圈铁芯之间的导通接触可以在线圈铁芯上固定一个线圈支架，这支架由绝缘材料，尤其是由塑料制成，它包围住线圈铁芯，线圈就布置在其上。 
为了避免在闭锁的阀门上发生泄漏，阀门闭锁构件优选是一种弹性体零件，它与衔铁固定连接。 
由于通孔设计成同轴地位于圆柱形的活塞部件里并用其在衔铁侧的开口形成一个阀座，从而形成一种要求简单并且径向尺寸小的结构，其中圆柱形的活塞部件优选轴向可移动地在缸筒里导向。 
为此圆柱形的活塞部件可以简单地在其径向环绕的外表面上径向环绕地设有一个或多个导向环，用导向环使活塞部件可以在缸筒里轴向可移动地导向，其中导向环优选由一种电绝缘的材料组成。 
如果活塞部分由一种导电材料组成的话，那么导向环就要由一种电绝缘材料组成。 
为了使二个工作腔室相互密封地分开可以在一个设于圆柱形活塞部分的径向环绕外表面上的环形槽里设有一个密封圈，该密封圈用其外径向环绕的环形面贴靠在缸筒的内壁上。 
为了加强磁场这圆柱形的活塞部分可以由一种顺磁材料组成。 
如果衔铁在其运动方向上在活塞的一个或多个导向元件上可滑移 地导向，其中导向元件可以布置在圆柱形活塞部分上，那就可以可靠地关闭阀门通孔。 
导向元件可以是在轴向方向上延伸的，均匀分布地布置在同心圆上的栓柱，在这栓柱上可滑动地导向有盘状衔铁，该衔铁具有相应结构的轴向空隙，因此衔铁一直移到磁场导向管附近。 
圆柱形的活塞部件可以与线圈铁芯或者活塞杆相连接，其中在线圈铁芯或者活塞杆的指向衔铁的端部上可以固定设有一个紧固元件，它与导向元件的自由端相连接。 
紧固元件和导向元件都可以由一种顺磁的材料组成。 
紧固元件可以是一个圆盘。 
优选地，衔铁或者阀门闭锁构件由弹簧力加载到其闭锁位置上并通过对线圈通电流可以在开启方向上加上一个电磁力。 
为此一个支承在活塞上的压力弹簧可以预紧地贴靠在衔铁或者阀门闭锁构件上，其中压力弹簧可以节省结构空间地是一种弹性环。 
一种用于至线圈的电流引线和/或至线圈的接地连接的简单方案在于：通过管子状结构的活塞杆使能量输送线和/或接地线从外面通向线圈。 
但是电流引线或者接地连接可以通过活塞杆本身来进行，这活塞杆则形成一种能量输送线或者一种接地线并与线圈连接并在一定条件下必须相对于活塞和缸筒绝缘。 
其备选方案是：如果活塞杆形成一个能量输送线或者一个接地线并与线圈连接的话，那就不必再用一种分开的能量输送线或者一种分开的接地线了。 
如果可以通过一种尤其是电子的控制装置来控制能量输入至线圈，那么因此也就可以控制活塞和活塞杆的伸出速度。这例如可以通过脉宽调制来实现。 
缸筒可以铰接在汽车的一个固定构件上，而活塞杆的自由端则可以铰接在汽车的一个可活动构件上。 
显然，完全可以实现运动学方面相反的铰接。 
可活动构件可以是一个围绕摆动轴可以转动的盖板，这盖板可以通过活塞缸筒单元在电磁阀在开启方向上开启时可活动地致动。通过关闭电磁阀盖板就正好停在收入的位置上。 
附图说明
本发明的实施例表示于附图中并在以下给予详细说明。所示为： 
图1：活塞缸筒单元的第一实施例的横截面图； 
图2：活塞缸筒单元的第二实施例的横截面图； 
图3：活塞缸筒单元的第三实施例的横截面图。 
具体实施方式
附图所示的活塞缸筒单元具有一个装有压力流体，尤其是装有气体的缸筒1，它形成一个磁场导向管而且其内腔通过一个在缸筒1里轴向可移动的活塞2分成第一工作腔室3和第二工作腔室4。 
在活塞2的一侧固定了一个活塞杆5，它穿过第二工作腔室4并在缸筒1的一个端面处通过一个密封-和导向组件6密封地向外伸出。 
伸入缸筒1里的活塞杆5的端部设有一个同轴的螺纹孔7，具有比活塞杆5小的直径的螺杆状的线圈铁芯8用其设有螺纹的一端拧入在这螺纹孔里，因此线圈铁芯就形成活塞杆5的一个同轴的加长段。显然，也可以考虑用其它的连接方法，例如象焊接。 
在活塞杆5的伸入缸筒1里的端部上套上一个由电绝缘材料制成的距离盘9，它径向向里围卡活塞杆端部。轴向靠在距离盘9上地在线圈铁芯8上设有一个绝缘环10，这环10上又在轴向贴靠有一个钢制的环状盘11，该环形盘径向向外一直伸展到靠近缸筒1的内壁。 
在盘11的背离绝缘环10的一侧上在线圈铁芯8上设有一个由电绝缘材料，例如象塑料制成的包围住线圈铁芯8的线圈架12，该线圈架用一个径向凸缘13轴向贴靠在盘11上。 
在线圈架12的二个另外的间隔布置的径向凸缘14和15之间是一个可以通电的线圈16。 
在线圈铁芯8的背离活塞杆5的，从线圈架12里伸出的端部上固定设有一个由顺磁材料组成的圆盘17，该圆盘用其一端轴向贴靠在线圈架12上并使这线圈架用其凸缘13贴靠在盘11上。 
径向一直伸展到靠近缸筒1内壁的圆盘17设有均匀分布于一个同心圆上的轴向通孔18，对应于自由端轴向延伸的，由顺磁材料制成的圆柱形活塞部分20的栓柱19伸入轴向通孔18里并固定位。活塞部分20的栓柱19伸入轴向通孔18里并固定位。活塞部分20 轴向可移动地在缸筒1里导向并在其径向环绕的外表面上具有一个环形槽21。 
在二个轴向端上在环形槽21里装入二个由一种非导电材料制成的导向环22，因此它们径向一直伸展至贴靠在缸筒1的内壁上用于轴向导引活塞部分20。 
在环形槽21的轴向在二个导向环22之间所形成的环形腔里装有一个密封圈23，它用其外面的径向环绕的环形面贴靠在缸筒1的内壁上并因此使二个工作腔室3和4相互密封。 
在活塞部分20里设有一个同轴的通孔24，其面向线圈铁芯8的口部形成一个阀座25。 
轴向在活塞部分20的轴向突起有栓柱19的端面和线圈铁芯8的自由端之间设有一个盘状衔铁26，它以轴向间隙可以活动，衔铁在其指向阀座25的一侧装有一个设计成弹性体零件的阀门构件27，通过这阀门构件在轴向贴靠于活塞部分20上时就使通孔24封闭住。 
盘状衔铁26径向一直伸展到缸筒1的内壁附近，这衔铁对应于栓柱19具有轴向空隙28，栓柱19穿过这轴向空隙伸出来。 
因此衔铁26在栓柱19上轴向可移动地导向。通过一个支承在圆盘17上的，设计成弹性环29的预紧的压力弹簧使衔铁26用其阀门闭锁构件27轴向向着阀座25弹簧加载。 
在图1和3所示的实施例中通过活塞杆5使电从外面供向线圈16的第一线圈端30。 
在图1中线圈16的第二线圈端31通向一个环形的滑动接点32，该接点轴向夹住在距离盘9和绝缘环10之间并用大致径向向外伸出的滑动臂33弹动预紧地接触在接地设计的缸筒1的内壁上。 
在图2和3中活塞杆5和一直够到线圈16的线圈铁芯8的端部设计成管子状具有通孔34，通过这通孔从外面引入能量输送线35，它通过线圈铁芯里的第一径向孔36通向线圈架12并与线圈16的第一线圈端30连接。 
在图2中接地线37还从外面通过通孔34和线圈铁芯8里的第二径向孔38通向线圈架12并与线圈16的第二线圈端31连接。 
无论是在图2还是图3中通孔34都在径向孔36和38的范围里用一种绝缘材料39喷注并因此被封闭住。 
在线圈16不通电时阀门闭锁构件27用衔铁26通过弹性环29与阀座25保持接触并因此使这将二个工作腔室3和4相互连接的通孔24封闭住。 
若给线圈16通电，那么由这线圈就产生一个磁场，通过这磁场使衔铁26克服弹性环29的力拉向线圈铁芯8并因此使阀门闭锁构件27从阀座25上抬起，从而使气体可以从一个工作腔室3或4流至另一个工作腔室4或3。 
由于通过线圈铁芯8、盘11、缸筒1对磁力线导向并经过衔铁26又使磁力线导引至线圈铁芯8，从而实现了一种集中的磁通。 
附图标记列表
1缸筒 
2活塞 
3第一工作腔室 
4第二工作腔室 
5活塞杆 
6密封-和导向组件 
7螺纹孔 
8线圈铁芯 
9距离盘 
10绝缘环 
11盘 
12线圈架 
13，14，15凸缘 
16线圈 
17圆盘 
18轴向孔 
19栓柱 
20活塞部分 
21环形槽 
22导向环 
23，24密封圈 
25阀座 
26衔铁 
27阀门闭锁构件 
28轴向空隙 
29弹性环 
30第一线圈端 
31第二线圈端 
32滑动接点 
33滑动臂 
34通孔 
35能量输送线 
36第一径向孔 
37接地线 
38第二径向孔 
39绝缘物质 

Claims (33)

1.活塞缸筒单元，具有封闭的，装有压力流体的缸筒，缸筒的内腔通过在缸筒里轴向可移动的活塞分成第一和第二工作腔室，活塞缸筒单元还具有布置在活塞一侧的活塞杆，该活塞杆穿过第二工作腔室并在缸筒的一个端侧处密封地向外伸出，其中从第一通向第二工作腔室的通孔能通过能够电致动的电磁阀开启和/或关闭，其特征在于，所述通孔(24)和电磁阀设于活塞(2)上并且所述通孔(24)可以通过在关闭位置和开启位置之间能够活动地被驱动的阀门闭锁构件(27)而关闭，该阀门闭锁构件构成衔铁或者与衔铁(26)连接，活塞缸筒单元具有能够通电的线圈(16)，在所述线圈上轴向向着衔铁(26)的运动方向设有线圈铁芯(8)和/或所述线圈被磁场导向管包围住，在所述线圈铁芯(8)的从所述线圈(16)里伸出的、背离所述衔铁(26)的端部设有钢制盘(11)，该盘径向一直伸展到靠近磁场导向管。
2.按权利要求1所述的活塞缸筒单元，其特征在于，阀门闭锁构件(27)可以轴向在缸筒(1)里在关闭位置和开启位置之间可以活动地被驱动而且所述线圈(16)轴向布置在所述缸筒(1)里。
3.按上述权利要求之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述缸筒(1)构成磁场导向管。
4.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述衔铁(26)径向一直伸展到靠近磁场导向管。
5.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述线圈铁芯与所述活塞杆设计成一体的。
6.按权利要求1至2中之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述线圈铁芯(8)和所述活塞杆(5)设计成分体的并可以同轴地相互连接起来。
7.按权利要求6所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述线圈铁芯(8)和所述活塞杆(5)可以通过螺纹连接相互连接起来。
8.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，在线圈铁芯(8)上包围住所述线圈铁芯(8)地固定了线圈架(12)，它由绝缘材料制成，所述线圈(16)布置在所述线圈架里。
9.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，阀门闭锁构件(27)是弹性体件，它与所述衔铁(26)固定连接。
10.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述通孔(24)同轴地设在圆柱形活塞部分(20)里并用其衔铁侧开口形成阀座(25)。
11.按权利要求10所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述圆柱形活塞部分(20)轴向可移动地在缸筒(1)里导向。
12.按权利要求11所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述圆柱形活塞部分(20)在其径向环绕的外表面上具有径向环绕的一个或者多个导向环(22)，所述活塞部分(20)用导向环在缸筒(1)里轴向可移动地导向。
13.按权利要求12所述的活塞缸筒单元，其特征在于，导向环(22)由电绝缘材料组成。
14.按权利要求10所述的活塞缸筒单元，其特征在于，在设于所述圆柱形活塞部分(20)的径向环绕的外表面上的环形槽(21)里设有密封圈(23)，该密封圈用其外面的径向环绕的环形面在缸筒(1)的内壁上接触。
15.按权利要求10所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述圆柱形的活塞部分(20)由顺磁材料组成。
16.按上述权利要求10所述的活塞缸筒单元，其特征在于，衔铁(26)在其运动方向上在活塞(2)的一个或多个导向元件上可活动地被导向。
17.按权利要求16所述的活塞缸筒单元，其特征在于，导向元件布置在所述圆柱形的活塞部分(20)上。
18.按权利要求17所述的活塞缸筒单元，其特征在于，导向元件是在轴向方向上延伸的，均匀分布地布置在同心圆上的栓柱(19)，在这栓柱上可滑动地导向有衔铁(26)，该衔铁具有相应结构的轴向空隙(28)。
19.按上述权利要求10所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述圆柱形活塞部分(20)与所述线圈铁芯(8)或者活塞杆(5)连接。
20.按权利要求18所述的活塞缸筒单元，其特征在于，在所述线圈铁芯(8)的或者活塞杆的指向衔铁(26)的端部上固定设有紧固元件，该元件与导向元件的自由端连接。
21.按权利要求20所述的活塞缸筒单元，其特征在于，紧固元件由顺磁材料组成。
22.按权利要求20所述的活塞缸筒单元，其特征在于，紧固元件是圆盘(17)。
23.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述衔铁(26)或阀门闭锁构件由弹簧力加载到其闭锁位置上并通过给线圈(16)通电可以在开启方向上加上磁性力。
24.按权利要求23所述的活塞缸筒单元，其特征在于，支承于活塞(2)上的压力弹簧预紧地接触于所述衔铁(26)或阀门闭锁构件上。
25.按权利要求24所述的活塞缸筒单元，其特征在于，压力弹簧是弹性环(29)。
26.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，能量输送线(35)穿过管子状的活塞杆(5)从外面通向所述线圈(16)。
27.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，活塞杆构成能量输送线或者接地线(37)并与所述线圈(16)连接。
28.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述缸筒(1)设计成接地或者设计成能量输送线并通过滑动接点(32)与所述线圈(16)连接。
29.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，给线圈供应能量通过控制装置来控制。
30.按上述权利要求1-2之一所述的活塞缸筒单元，其特征在于，缸筒铰接在汽车的固定构件上，而活塞杆的自由端铰接在汽车的可活动构件上。
31.按权利要求1所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述线圈(16)固定设置于活塞(2)里。
32.按权利要求8所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述绝缘材料是塑料。
33.按权利要求30所述的活塞缸筒单元，其特征在于，所述控制装置是电子的控制装置。
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