CN101660550A - 活塞-缸体单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种活塞－缸体单元，该活塞－缸体单元具有以可移动的方式安装在缸体中的带有邻接活塞杆的活塞，其中，活塞和活塞杆具有孔穴，至少一个杆伸入该孔穴中，通过这种方式，能够直接或间接地实现导电连接。

Description

活塞-缸体单元

技术领域

本发明涉及一种通常用于诸如汽车式起重机或履带式起重机等起重机中的活塞-缸体单元。

背景技术

特别是在起重机构造中，在信号连接和电连接必须引导到很远的位置的情况下，经常出现问题。有时，例如当支撑起重机时，这些连接位点还以长度可变的方式与主机相连接。在支撑起重机时希望得知例如哪些竖向力会被支架吸收。为此设置有相应的传感器。一种可能的解决方案包括在所谓支脚的端部处设置测力传感器。这能够以EP 1 366 253 B1为例，其中传感器设置在支撑梁与支撑板之间或设置在支撑梁端部处。从DE 10 32 03 82 A1中已知在滑动梁与支撑板之间设置线缆连接。

当在汽车式起重机或履带式起重机中使用时，设置在活塞-缸体单元中的传感器提供必须供给至起重机控制器的数据。此外，传感器需要能量。由于线缆通常被自由地引导因而会招致损坏，所以现有技术中已知的连接存在重大问题。只要在汽车式起重机或履带式起重机的支撑装置中使用连接线缆，就必须考虑到该支撑装置要在水平方向(通过滑动梁)和垂直方向(通过支撑筒)均能够移动。

发明内容

本发明的目的在于改进已知的活塞-缸体单元，使得能够以安全且简单的方式为设置在活塞-缸体单元中的传感器供给能量，并且能够以同样简单的方式传送由传感器产生的信号。

根据本发明，由下述特征实现了所述目的。

相应地，提出了一种活塞-缸体单元，所述活塞-缸体单元具有以可移动的方式安装在缸体中的具有邻接活塞杆的活塞，其中，所述活塞和所述活塞杆具有孔穴，至少一个杆伸入所述孔穴中，通过这种方式，能够直接或间接地实现导电连接。

本发明的优选方面从以下描述中获知。

相应地，至少沿所述活塞杆的长度的一部分，所述活塞杆的内侧可涂覆有绝缘层，然后在所述绝缘层的外侧施加有导电层。

根据另一个有利方面，在所述活塞的孔穴和所述活塞杆的孔穴中可布置有杆，所述杆上施加有导电层。

根据本发明的另一个有利的实施方式，包括设置有电连接装置的杆，所述杆可附连于所述缸体的上表面，并插入所述活塞杆的孔穴和所述活塞的孔穴中，其中，所述杆与所述活塞杆中的所述导电层导电连接。有利地，所述电连接装置可包括弹簧加载的滑动连接装置。

优选地，所述设置有电连接装置并附连于所述缸体的上表面的杆可包括绝缘层，并且，所述选择性地布置在所述活塞的孔穴和所述活塞杆的孔穴中的杆插入附连于所述缸体的上表面的中空的所述杆中。

有利地，在所述杆与所述缸体的壁之间可设置有电绝缘体。因此，能够将电压施加到所述杆，而所述电压不会被传递至缸体。

在所述活塞杆的导电部分上，可布置有至少一个传感器，能够经由所述电导体给所述传感器供电。

有利地，能够通过对供给能量进行电压调制的方式将所述至少一个传感器所测量到的值发送至现有的控制器并由所述控制器进行评估。

根据本发明的另一个有利方面，位于所述绝缘层上的所述导电层可覆盖所述活塞杆的部分长度(a)，使得当离开导电区域时所述插入的杆的电接触就中断，其中，能够通过控制器检测到离开所述导电区域。

因而，在这种情况下，导电层可选择成具有适当的长度。此时，如果活塞从缸体拉出过长，则所述杆与所述导电层之间的接触就被中断。此时，如果活塞已经离开该限定的区域，那么控制器不能再接收到来自所述缸体内的所述至少一个传感器的信号。此时，可通过现有的控制器启动特定程序，例如，输出报警信号或者甚至以停止运动的方式干预控制器。因此，能够以简单的方式防止活塞-缸体单元“被出底(bottomedout)”。当在汽车式起重机或履带式起重机的支撑装置中使用活塞-缸体单元时，活塞-缸体单元会因起重机操作者将缸体伸出太远而很容易“被出底”，使得活塞-缸体单元“出底(bottom out)”。

然而另一方面，起重机操作者也可以将活塞伸出到这样的程度使得活塞在“出底”之前仅能够行过很小的距离。但是如果支撑装置一直在低温下实施，继而例如由于暴露在阳光下而发生急剧变热，则缸体中的油会膨胀很多以至于活塞杆被进一步向外推并继而“被出底”。上述对长度的监控安全地防止了这种所谓的“出底”。

根据本发明的另一个有利方面，可设置具有相关联的CPU(中央处理器)的光学位移传感器，通过这种方式，实现给下游传感器的电压供应。所述位移传感器拾取通过所述传感器调制的电压值，并且，除了所述位移传感器本身的测量结果之外，还将所拾取的电压值通过总线连接器提供给主控制器。所述传感器能够例如测量汽车式起重机的支撑装置的支撑板的支撑力。

附图说明

将参照附图中示出的实施方式详细说明本发明的其它细节和优点，在附图中：

图1示出了与汽车式起重机的支撑装置连接的本发明的活塞-缸体的使用；

图2示出了以示例的方式在图1中示出的活塞-缸体的截面；

图3示出了图2的细节；

图4示出了图2的另一个示意性的细节；

图5示出了处于伸出位置的根据本发明的活塞-缸体单元的替代性实施方式；以及

图6示出了处于缩进位置的图5的实施方式。

具体实施方式

图1示意性地示出了具有伸出的滑动梁12的汽车式起重机10。可伸出的滑动梁12包括活塞-缸体单元14，在活塞-缸体14的自由端布置有用于支撑在地面上的支撑板16。为了检测支撑力，在活塞-缸体单元14中布置有测力传感器18。从图2至图4中可获知活塞-缸体单元14的创新结构。活塞-缸体单元14大致包括缸体100、活塞110和邻接活塞杆120。图2中还布置有支撑板16以及用于测量支撑力的测力传感器18。

在缸体100的上表面上安装有导电杆130，并且该导电杆被引导至缸体100的外部。在缸体的外部，杆130与电连接装置132(参见图4)连接。在缸体100的缸体壁与杆130之间设置有电绝缘体131。

如图2和图4所示，活塞110和活塞杆120都具有通孔或孔穴，杆130插入该通孔或孔穴中。为了使活塞-缸体单元能够操作，无疑必须确保活塞杆在预定压力范围内对液压油的密封性。如上所述，缸体也必须具有对杆130的连接的密封性。另一方面，因为液压油本身不导电，所以没有必要针对液压油绝缘。

杆130伸入缸体空间102，穿过活塞110并进入活塞杆120内部。该内部或者因活塞杆由管件制成而必然存在或者专门设置。杆130的长度与活塞杆120中的凹穴相适应。在活塞杆120完全伸出活塞-缸体单元14和完全缩进活塞-缸体单元14的状态下，杆130都伸入活塞杆120中。

如从图4中可知的，活塞杆120的内侧设置有绝缘层121。在绝缘层121上，沿特定长度a施加有另一个导电层122。导电层122和绝缘层121都能够以多种不同的方式施加在活塞杆120的内侧上。一方面，例如，此处可以施加圆筒体或者平坦的材料。还可以通过气相沉积法或电渡法等设置这些层。根据本发明，这些层的制造方法并不重要。然而对于本发明而言，必需在活塞杆120中和活塞杆120上获得两个分开的电极。

在杆130与导电层122之间设置有连接装置，例如设置有滑动连接装置。图4中通过双箭头90以简化的形式示出该连接装置。有利地，该连接装置可由弹簧加载的滑动连接装置实现。该滑动连接装置附连于导电层122抑或附连于杆130无关紧要。有利地，该连接装置还可用作杆130的附加支承装置。该连接装置还可以设置在活塞110的层面上，使得可将杆130制得特别短。

由于前述的结构，此时在活塞杆120的端部处获得两个分开的导体：一方面是活塞杆120本身，另一方面是导电层122。可以将诸如测力传感器18的一个或多个传感器连接至这两个导体。通过这种方式，能够为至少一个传感器供应能量。

根据此处未更加详细地示出的本发明的替代性实施方式，还可以使用两个杆而不是一个杆130。

除了给所述至少一个的传感器供应能量外，当然还必须将由传感器产生的数据发送至现有控制器。一方面，这可以通过远程数据传输以已知的方式非接触地实现。然而对于这种情况，还必须设置其它部件。可替代地，可以响应于相应的信号以特别有利的方式调制供电电压。然后由控制器拾取和评估所述调制电压。这比前述远程数据传输明显需要更少且更便宜的部件。大体上，这种调制已为本领域技术人员所知。

图3示出了活塞110的细节，该细节部分通过密封装置111和112紧靠缸体100的壁安置。密封装置111和112可以包括绝缘件，因此在这种情况下，可以设置弹簧加载的滑动连接装置以产生安全的导电连接。

在图4中，导电层122的长度选择为使得通过这种方式形成用于防止活塞110从缸体过度伸出的监控回路，并同时防止由此产生的所谓“出底”。如果活塞110伸出太长，则杆130与导电层122之间会失去导电连接。一旦活塞杆120离开限定的区域，则未示出的控制器不会再接收到来自位于支撑装置底部的传感器的信号。因而，能够启动特定程序。由于导电层122的配置以及能够通过导电层调节的安全距离，所以能够以简单且有效的方式消除要防止的“出底”。由于控制器知道活塞沿什么方向移动，因此甚至限定出缸体已经在哪一侧离开可容许范围。在图4中，实现了利用绝缘层121a的第一可能性路线限制和利用绝缘层121b的第二可能性路线限制。能够行进的路线取决于滑动连接装置90所能够自由到达的路线。

如图1所示，上述创新的活塞-缸体单元可以特别有利地布置在汽车式起重机10的可伸展滑动梁12中的支撑装置中。特别有利地，可以将本身已知的光学传感器141布置在滑动梁箱140处，即布置在支撑装置的固定部件上。然后，在滑动梁12上布置相应的反射器142。光学传感器141和反射器142(二者之间没有电线)检测滑动梁12伸展长度。因此，这种与汽车式起重机10的安全支撑相关的另外的参数也能够被测出并发送至控制器。所以，在滑动梁12中仅单条线143′是用于电连接所必需的。这条线起始于光学传感器141。光学传感器141另外包括CPU，该CPU能够拾取来自活塞-缸体单元的传感器18或可能存在的其它传感器的信号，处理这些信号进而将处理过的信号通过其自身拥有的总线连接器144供给至起重机控制器(此处未示出)。

在图5和图6中，示出了本发明的替代性实施方式。在此，示出了以可替代的方式构造的活塞-缸体单元14，其中没有附连用于支撑在地面上的支撑板16。此外，该活塞-缸体单元14大致包括缸体100和邻接活塞杆120。另外，杆130附连于缸体的上表面。

活塞杆120和邻接活塞110两者均包括通孔或孔穴，在该通孔或孔穴中布置有另一个杆135。如比较图5与图6可知的，该杆135伸入安装在缸体100中的杆130的孔穴内。在活塞侧杆135上，布置有滑动连接装置137。

经由缸体100中的孔139，能够以此处未更加详细地示出的方式实现给杆130供电。

在缸体100与活塞杆120之间形成有第二电接触装置141，此处，有利地，未示出的触销不是邻近缸体空间即邻近高压设置，而是邻近环形表面143即邻近低压设置。

根据本发明，能够对上述结构进行多种变型。

例如，能够使活塞110中的根据图2设置的孔小于活塞杆的内直径。于是，不但能够提供电绝缘的导轨，而且能够在活塞110与杆130之间提供电绝缘的密封。因此，活塞杆中的空间能够被构造成没有油进而没有压力，这从根本上简化了技术实现。

根据本发明，图2所示的解决方案也可以颠倒。在这种情况下，较大的杆将附连于缸体上端部并能够穿过活塞伸入活塞杆中。然后要在活塞与较大的杆之间设置密封装置，使得活塞杆的空间不会再充填有油。较小的杆可以从活塞杆的底部伸入较大的杆中。在这种替代性构造中，图4中具有的接触表面将布置在较大的杆中。

一方面，必须给用于测量支撑力的测力传感器18供应能量，另一方面，必须将其测量结果发送至控制器。当测力传感器是能够兼容LSB(最低有效位序)总线的换能器时，这两个要求都能够由线缆通过数字信号传输来满足。为此，在测力传感器18附近安装储能电容器。于是，该电容器通过LSB总线在施加电压期间充电，而在未施加电压期间放电，从而给测力传感器供应所需的电力。电容器的电容量必须与测力传感器18的能耗以及LSB总线上的传输协议的不可用阶段的最长持续时间相适应。如上文已经描述的那样，实现信号传输。

Claims (14)

1.一种活塞-缸体单元，所述活塞-缸体单元具有以可移动的方式安装在缸体中的具有邻接活塞杆的活塞，其中，所述活塞和所述活塞杆具有孔穴，至少一个杆伸入所述孔穴中，通过这种方式，能够直接或间接地实现导电连接。

2.如权利要求1所述的活塞-缸体单元，其特征在于，至少沿所述活塞杆的长度的一部分，所述活塞杆的内侧涂覆有绝缘层，然后在所述绝缘层的外侧施加有导电层。

3.如权利要求1所述的活塞-缸体单元，其特征在于，在所述活塞和所述活塞杆的所述孔穴中布置有杆，所述杆上施加有导电层。

4.如权利要求2或3所述的活塞-缸体单元，其特征在于包括：

设置有电连接装置的杆，所述杆附连于所述缸体的上表面，并插入所述活塞杆和所述活塞的所述孔穴中，其中，所述杆与所述活塞杆中的所述导电层导电连接。

5.如权利要求3或4所述的活塞-缸体单元，其特征在于，所述设置有电连接装置并附连于所述缸体的上表面的杆包括绝缘层，并且，所述布置在所述活塞和所述活塞杆的所述孔穴中的杆插入中空的杆中。

6.如权利要求4或5所述的活塞-缸体单元，其特征在于，所述连接装置包括弹簧加载的滑动连接装置。

7.如前述权利要求中任一项所述的活塞-缸体单元，其特征在于，在所述杆与所述缸体的壁之间设置有电绝缘体。

8.如权利要求6或7所述的活塞-缸体单元，其特征在于，在所述活塞杆的导电部分上布置有至少一个传感器，能够经由所述电导体给所述传感器供电。

9.如前述权利要求中任一项所述的活塞-缸体单元，其特征在于，在所述缸体的底部与所述活塞杆之间形成有第二电接触装置。

10.如权利要求8或9所述的活塞-缸体单元，其特征在于，能够通过对能量供给进行电压调制的方式将所述至少一个传感器所测量的值发送至现有的控制器并在所述控制器处进行评估。

11.如前述权利要求中任一项所述的活塞-缸体单元，其特征在于，位于所述绝缘层上的所述导电层覆盖所述活塞杆的部分长度(a)，使得当离开导电区域时所述插入的杆的电接触就中断，其中，能够通过控制器检测到离开所述导电区域。

12.如前述权利要求中任一项所述的活塞-缸体单元，其特征在于，设置有具有相关联的中央处理器的位移传感器，具体为光学位移传感器，通过这种方式，实现给下游传感器的电压供应。

13.如权利要求12所述的活塞-缸体单元，其特征在于，所述位移传感器拾取通过所述传感器调制的电压值，并且，除了所述位移传感器本身的测量结果之外，还将所拾取的电压值通过总线连接器提供给主控制器。

14.如前述权利要求中任一项所述的活塞-缸体单元，其特征在于，

所述测力传感器是能够兼容LSB总线的换能器；

所述测力传感器与储能电容器连接；并且

通过线缆实现能量传输和测得的值的传输。

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