CN102128185A - 用于液压缸的通风装置 - Google Patents

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CN102128185A CN2011100061764A CN201110006176A CN102128185A CN 102128185 A CN102128185 A CN 102128185A CN 2011100061764 A CN2011100061764 A CN 2011100061764A CN 201110006176 A CN201110006176 A CN 201110006176A CN 102128185 A CN102128185 A CN 102128185A
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H-P·弗雷施曼
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Abstract

本发明涉及一种用于液压缸，尤其是双离合变速器的液压缸的通风装置(1)，所述通风装置包括流动通道和封闭元件(7)，该流动通道具有入口(3)和出口(5)并贯穿所述通风装置(1)，所述封闭元件(7)至少在第一功能位置开放所述出口(5)而在第二功能位置封闭所述出口(5)。该通风装置的突出之处在于，所述封闭元件在所述第一功能位置设置成封闭所述入口(3)。

Description

用于液压缸的通风装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于液压缸，尤其是双离合变速器(Doppelkupplungsgetriebe)的液压缸的通风装置。
背景技术
这里提到类型的通风装置与液压执行器空间(腔室)、尤其是液压缸一起使用，从而能够朝向液压介质容器为液压致动回路通风。由此应该在致动执行器时提供稳定的液压路程以供使用。所述通风装置尤其用在双离合变速器中，特别是用在双离合变速器的离合器(液压)缸中。这种离合器(液压)缸用于双离合变速器的离合器的接合或分离。优选地，所述通风装置也可以与双离合变速器的换档装置(液压)缸(Gangstellerzylinder)一起使用。已知的通风装置包括具有入口和出口的、贯穿该通风装置的流动通道。设有封闭元件，其一般在重力作用下被压入第一功能位置，在该第一功能位置处出口被开放。同时，封闭元件可被从旁边流过的介质带动并可被压入第二功能位置，在该第二功能位置处该封闭元件封闭出口。当给配属于通风装置的液压缸通风时，空气或排出的气态介质通过入口流入通风装置，流经封闭元件并穿过出口从通风装置流出。在此，气态介质的粘度不足以带动封闭元件并使之密封地压靠出口。一旦通风过程结束，液压介质便流入通风装置的入口中并从那里流到出口。液压介质的粘度明显高于在通风时排出的介质的粘度，由此当液压介质环绕封闭元件流动时能够带动封闭元件。由此，封闭元件被压靠到出口，并密封地封闭出口。液压压力的进一步提高以更大的力把封闭元件压向出口，因此密封作用随着压力的提高而增强。亦即当以压力加载液压缸时，不会有液压介质经出口流出。
已知的通风装置的缺点在于，在液压缸处于无压状态时，即处于封闭元件的第一功能位置中时，入口和出口都被开放。因此，如果有较少量的液压介质到达通风装置，则这些液压介质会通过开放的流动通道漏出。此外，被环绕流过的封闭元件具有一定的惯性，所以在封闭元件被可靠地压到第二功能位置之前，液压介质会通过出口漏出。
发明内容
因此，本发明的目的在于实现一种用于液压缸、尤其是双离合变速器的液压缸的通风装置，所述通风装置不具有上述缺点。该目的通过具有权利要求1的特征的通风装置达到。该通风装置包括一流动通道，该流动通道具有入口和出口并贯穿所述通风装置。该通风装置还包括一封闭元件，所述封闭元件至少在第一功能位置开放所述出口而在第二功能位置封闭所述出口。该通风装置的突出之处在于，所述封闭元件在所述第一功能位置设置成封闭所述入口。由此，在无压状态下到达通风装置的液压介质不会进入流动通道，进而不会通过通风装置泄漏。
具有以下特征的通风装置也是优选的：封闭元件在一第三功能位置布置为既开放入口也开放出口，从而开放流动通道。在该(第三)功能位置处可使液压缸或执行器空间通风，这是因为经通风的途径排出的介质通过入口进入通风装置并可以通过出口再次离开。
具有以下特征的通风装置也是优选的：设有一预紧元件，所述预紧元件将所述封闭元件压向所述第一功能位置，优选地所述预紧元件在所述第一功能位置中对所述封闭元件施加一预紧力。在第一功能位置中，通过预紧元件把封闭元件可靠地压靠在入口上，因此密封地封闭了入口。如果预紧元件在第一功能位置处也对封闭元件施加一预紧力以使得封闭元件被持久地以一定的力压靠在入口上，则得到了封闭元件在入口上的特别紧密的贴靠。
具有以下特征的通风装置也是优选的：当在入口处存在第一压力时，所述封闭元件能抵抗由所述预紧元件对其施加的力从所述第一功能位置移至第三功能位置。所述第一压力对封闭元件施加一力，该力抵抗由预紧元件对该封闭元件施加的力。最后形成力的平衡，在该力平衡中由第一压力对封闭元件施加的力与由预紧元件对封闭元件施加的力大小相同，其中预紧元件被压缩一定的量，使得封闭元件位于其第三功能位置，在该第三功能位置处入口和出口都被开放。
具有以下特征的通风装置也是优选的：当在入口处存在第二压力时，所述封闭元件能抵抗由预紧元件对其施加的力从第三功能位置移至第二功能位置。优选地，第二压力大于第一压力，从而从入口起观察较大的力作用于封闭元件。这引起对预紧元件的进一步压缩，其中封闭元件被压靠在出口上、进而被压入其第二功能位置。在这种情况下，封闭元件密封地封闭出口。因此，在封闭元件的该第二功能位置中，例如液压介质可以通过入口进入通风装置中，但不能通过出口流出，这是因为该出口被封闭元件密封地封闭。
具有以下特征的通风装置也是优选的：入口具有一阀座，位于所述第一功能位置的所述封闭元件密封地贴靠在所述阀座上。通过这种方式，当封闭元件被压靠到阀座时，可以在阀座的区域内使封闭元件特别紧密地贴靠在入口上。
具有以下特征的通风装置也是优选的：出口具有阀座，位于第二功能位置的所述封闭元件密封地贴靠在所述阀座上。在这种情况下，当封闭元件被压靠到阀座时，可以实现封闭元件特别紧密地贴靠在出口上。
具有以下特征的通风装置也是优选的：封闭元件设计为球、鼓突形(ballig)、锥形或柱形。在此，对于封闭元件来说球形是尤其简单的几何形状。然而，封闭元件也可以具有其它形状，其中封闭元件优选至少具有鼓突形、锥形或柱形的区域，所述区域能被压靠到入口和/或出口，从而在那里，尤其是在阀座处实现密封的贴靠。
具有以下特征的通风装置也是优选的：封闭元件设计为柱塞(Stempel)。在这种情况下，鼓突形、锥形或柱形的区域可以与一第二区域相连接，该第二区域优选设计为柱形且具有比所述鼓突形、锥形或柱形的第一区域小的直径，因此封闭元件整体为柱塞状。这样，预紧元件优选可以接合在直径较小的第二区域上，或接合在形成在直径较小区域和直径较大区域之间的过渡区域中的台肩上，并优选在这种情况下环绕直径较小的区域。
最后，具有以下特征的通风装置也是优选的：预紧元件设计为弹性元件，优选设计为螺旋弹簧。这样可以尤其简单地实现预紧元件。螺旋弹簧可以以特别简单地方式支承在封闭元件上，尤其是当封闭元件具有柱塞形状时。在这种情况下，螺旋弹簧可以支承在形成在直径较大区域和直径较小区域之间的过渡区域中的台肩上，同时螺旋弹簧环绕直径较小的区域。
附图说明
下面根据附图进一步详细阐述本发明。
附图示出：
图1示出通风装置的一实施例，其中封闭元件位于其第一功能位置；
图2示出根据图1的实施例，其中封闭元件位于其第三功能位置；
图3示出根据图1的实施例，其中封闭元件位于其第二功能位置；以及
图4示出一图表，其中相对于存在于执行器空间中的压力绘出通过离合器传递的转矩。
附图标记列表
1通风装置
3入口
5出口
7封闭元件
9预紧元件
11第一端侧
13第二端侧
15接合面
17壁部
19缺口部
21阀座
23锥形面
25阀座
27锥形面
29径向突出部
31槽
33内部空间
35双箭头
37双箭头
39双箭头
41线
43线
45双箭头
47双箭头
49双箭头
具体实施方式
图1示出通风装置1。该通风装置用于为液压致动回路的执行器空间通风，尤其是为液压缸通风，所述液压缸优选和双离合变速器一起使用，尤其优选和双离合变速器的离合器一起使用。优选地，该通风装置也可以和双离合变速器的换档装置缸一起使用。该通风装置1实现了液压执行器空间，即液压缸的通风，从而提供了稳定的液压路程以供使用。该通风装置被一流动通道贯穿，该流动通道具有入口3和出口5。入口3优选与液压致动回路的用于建立供致动液压缸用的压力的区域流体连接。出口5优选与液压介质的存储箱流体连接，该存储箱优选是无压的。
设有封闭元件7，该封闭元件在此处所示的第一功能位置开放出口5。同时，该封闭元件7在该功能位置封闭入口3。在此处所示的实施例中，通过一预紧元件9把封闭元件压入封闭元件的第一功能位置。在此，预紧元件9优选为弹性元件，优选设计为螺旋弹簧。预紧元件优选以第一端侧(端部)11支承在封闭元件7上，其中预紧元件优选以第二端侧13支承在接合面15上，该接合面优选布置在形成于围绕出口5的壁部17中的缺口部19的区域中。该缺口部19优选设计为环槽。
在所示实施例中，封闭元件7设计成球。在另外的实施例中，封闭元件也可以设计为鼓突形、锥形或柱形。重要的是，封闭元件7在其第一功能位置可靠地封闭入口3，而在其第二功能位置可靠地封闭出口5。在另一个实施例中，封闭元件7也可以设计为柱塞形。在这种情况下，封闭元件7可以具有优选朝向出口5的方向延伸的区域，该区域的直径优选比当封闭元件7位于其第一功能位置时密封地贴靠在入口3处的区域的直径更小。在这种情况下，预紧元件9可以支承在一台肩上，该台肩形成在直径较大的区域向直径较小的区域过渡的过渡区域中。特别优选的是，预紧元件9环绕直径较小的区域。封闭元件7还可以包括一面向出口5的鼓突形、锥形或柱形区域，该区域在封闭元件7的第二功能位置中密封地贴靠出口5。优选地，即使当封闭元件7位于其第一功能位置时，预紧元件9也具有预应力，例如至少轻微地压缩。封闭元件7在该位置中也被加载预紧力并可靠且密封地压靠入口3。
入口3优选具有阀座21，在此处所示的实施例中该阀座21具有锥形面23。封闭元件7在其第一功能位置中压靠在阀座21上，在此亦即压靠在锥形面23上，其中得到一种特别紧密的贴靠。优选地，出口5也具有阀座25。在此处所示的实施例中，阀座25同样设计为锥形面27。通过这种方式，当封闭元件7在其第二功能位置中被密封地压靠到出口5时，同样得到一种特别紧密的贴靠。
图2示出根据图1的通风装置1的实施例，其中封闭元件7在此图中位于其第三功能位置。相同的和功能相同的元件具有相同的标记，从而在这方面参见前面的描述。当入口3处存在压力时，由于该压力而对封闭元件7施加一力，该力大于由预紧元件9对该封闭元件7施加的力，图2中的封闭元件7向右移动。由此开放了入口3。封闭元件7优选布置在一穿孔27中，该穿孔具有径向的突出部29以及沿轴向延伸的槽31。如果封闭元件7在穿孔27中移动，那么由突出部29引导该封闭元件7，使得优选仅沿穿孔27的轴向方向进行移动，而不会沿径向方向偏移。
在封闭元件7的第三功能位置中，在存在于入口3处的作用于封闭元件7的压力与预紧元件9对封闭元件7施加的力之间形成力平衡。由此，封闭元件7近似占据一中间位置，在该位置处既开放入口3也开放出口5。因此，通过入口3流入的介质到达通风装置1的内部空间33。在那里介质可以穿过槽31在封闭元件7旁边流过，并经由出口5从内部空间33流出。明显看出，存在一确定的压力范围，在该压力范围内封闭元件7位于其第三功能位置。在该范围中的较小压力下，入口3已经朝向内部空间33开放，而封闭元件7仍处于在图2中较远地偏左的位置，因此仅很少地压缩预紧元件9。如果压力增大，则在该压力与由预紧元件9对封闭元件7施加的力之间出现新的平衡，由此封闭元件7的位置向右移动。在所述压力范围的上顶点(最大值)处，封闭元件7在图2中位于较远地偏右的位置，从而相对强烈地压缩预紧元件9。出口5仍然开放。在此处所述的压力范围中，优选给配属于通风装置1的液压缸通风，使得在那里存在的气体或空气可以经过通风装置1排出，其中所述气体或空气经过在那里由入口3、内部空间33、槽31和出口5组成的流动通道而排出。
图3示出根据图1的通风装置1的实施例，其中封闭元件7位于其第二功能位置。相同的和功能相同的元件具有相同的标记，从而在这方面参见前面的描述。如果入口3处存在的压力上升到超出参照图2描述的所述范围时，如图3所示，封闭元件7反向于预紧元件9的力完全地向右移动，使得该封闭元件7压靠到出口5。由此密封地封闭该出口。当入口3处存在的压力进一步增大时，封闭元件7更有力地压靠出口5，优选压靠布置在那里的阀座25，从而增强密封作用。优选地，当入口3处存在一第二压力时，封闭元件7首次到达其第二功能位置。该第二压力大于参照图2讨论的第一压力。在参照图3描述的压力范围中，入口处存在的压力大于或等于第二压力，在该压力范围中优选结束通风过程并对液压缸加载液压介质。液压介质可以通过开放的入口3进入通风装置1或者说进入其内部空间33，但不再能通过出口5流出，因为该出口5被封闭元件7密封地封闭。因此，在该压力范围内不会通过出口5损失液压介质。
图4示出一图表，其中绘出通过双离合变速器的离合器传递的转矩与作用在致动离合器的液压缸上的压力间的关系。指定的压力范围描述了优选的值或区间。在本发明的其它实施例中可以与这些值不同。
在以双箭头35标明的第一压力范围中，液压缸的活塞保持在静止位置，这是因为由所存在的压力对该活塞施加的力不足以克服作用于活塞的摩擦力，该摩擦力例如在贴靠在缸壁上的活塞密封件的区域中存在。在以双箭头37标明的第二(压力)范围中，活塞移动并使离合器接合。在该压力范围中，便由离合器传递一定的、随压力的增加而增大的转矩。在以双箭头39标明的第三(压力)范围中，活塞已基本上走完其行程，因此离合器基本上接合，其中增大的压力在此完全用于建立由离合器传递的转矩。在这里示出的实施例中，在约p3(在该实施例中约0.8bar)的压力下活塞开始其运动或活塞行程，在约pkiss(在此约2.0bar)的压力下活塞基本到达其终点位置。在约pkiss到约pmax(约20.0bar)的压力之间的范围内可建立转矩，其中液压系统的最大压力为约pmax。在该最大压力下，建立离合器所能传递的最大转矩。在此，最大压力通过平行于转矩轴延伸的线41表示。最大转矩通过平行于压力轴延伸的线43表示。
优选地，借助于可切换的通风装置希望在一压力范围内给液压缸通风，在该压力范围内不对液压缸进行致动。为此提供了第一范围35，该第一范围在所示的实施例中包括0.0bar至约p3的压力区间。优选地，配置预紧元件9以形成在此以双箭头45标明的、从0.0bar直至第一压力p1的压力范围，在该压力范围内封闭元件7位于其第一功能位置。在该压力范围内，介质不会经入口3进入通风装置1，因此没有泄漏、尤其是没有液压介质损失。
随着达到第一压力p1，在所示实施例中p1的值为约0.3bar，封闭元件7从其第一功能位置移至其第三功能位置，由此开放了入口3。同时开放了出口5。如上所述，第三功能位置优选包括一封闭元件7的可能布置区域，其中封闭元件7由于入口3处压力的增加而不断地朝向出口5的方向抵抗预紧元件9的预紧力移动。在给定的压力下形成力平衡，使得封闭元件7保持在对应于所存在的力平衡的位置处。对应于封闭元件7的第三功能位置的压力范围在图4中以双箭头47标明。该压力范围在此优选包括从约p1至约p2(在此为约0.5bar)的区间。在该压力区间中，通风装置1的入口3和出口5都被开放，因此可以为液压缸通风。
在达到第二压力p2时，在所示实施例中p2约为0.5bar，封闭元件7抵抗预紧元件9的力移至其第二功能位置并密封地封闭出口5。在该功能位置中、进而从达到第二压力p2起，介质不能再穿过通风装置1的出口5流出，因此不会出现泄漏。
如图所示，在所示实施例中存在以双箭头49标明的压力范围，在该压力范围中封闭元件7已位于其第二功能位置，即密封地封闭出口5，而液压缸的活塞仍处于静止位置。该(压力)范围在此优选包括从约p2至约p3的压力区间。由此确保了，在活塞执行活塞行程之前液压缸的通风结束或者说通风装置1被密封地关闭。由此，在活塞实际被激活之前，为其提供一稳定的液压路程。
如图所示，借助可切换的通风装置1可以在一确定的压力范围、即在此以双箭头47标明的范围内给液压缸通风，其中通风装置1在所有其它的压力范围中都密封地封闭液压回路。
由此，在一给定的压力窗中——在此优选在p1和p2之间(即0.3～0.5bar)——可对液压缸进行主动通风，其中在该压力范围中液压缸不运动，所以通风近似在执行功能(funktionalen)的背景下进行。无论是在无压的液压缸中，还是在被激活并加载以致动压力的液压缸中都不会出现泄漏、因而不会造成液压介质损失。
优选设有一控制装置，其根据需求通过主动地将存在于液压回路中的压力控制到为通风预定的压力范围中的方式给液压缸通风。可以通过试验得出通风需求并通过应用程序存储在控制装置中。可以在激活液压缸之前，有针对性地进行通风。总体上可将通风装置开放出口3和入口5之间的流动路径的时间窗限制到若干毫秒，由此使泄漏、进而尤其使液压介质损失最小化。也可以控制地和/或调节地把封闭元件7保持在第三功能位置中，或者是有针对性地在经历了确定的时间段(时间窗)后中断出口3和入口5之间的流动路径。在这种情况下，例如基于给定的、调节出的压力把封闭元件7保持在第三功能位置中，即开放流动路。

Claims (10)

1.一种用于——尤其是双离合变速器的——液压缸的通风装置，所述通风装置包括流动通道和封闭元件(7)，该流动通道具有入口(3)和出口(5)并贯穿所述通风装置(1)，所述封闭元件(7)至少在第一功能位置开放所述出口(5)而在第二功能位置封闭所述出口(5)，其特征在于，所述封闭元件在所述第一功能位置设置成封闭所述入口(3)。
2.根据权利要求1所述的通风装置，其特征在于，所述封闭元件(7)在一第三功能位置设置成既开放所述入口(3)又开放所述出口(5)，从而开放所述流动通道。
3.根据上述权利要求中任一项所述的通风装置，其特征在于，设有一预紧元件(9)，所述预紧元件(9)将所述封闭元件(7)压向所述第一功能位置，优选地所述预紧元件在所述第一功能位置中对所述封闭元件施加一预紧力。
4.根据权利要求3所述的通风装置，其特征在于，当在所述入口(3)处存在第一压力时，所述封闭元件(7)能抵抗由所述预紧元件(9)对其施加的力从所述第一功能位置移至第三功能位置。
5.根据权利要求3或4所述的通风装置，其特征在于，当在所述入口(3)处存在第二压力时，所述封闭元件(7)能抵抗由所述预紧元件(9)对其施加的力从第三功能位置移至所述第二功能位置。
6.根据上述权利要求中任一项所述的通风装置，其特征在于，所述入口(3)具有一阀座(21)，位于所述第一功能位置的所述封闭元件(7)密封地贴靠在所述阀座(21)上。
7.根据上述权利要求中任一项所述的通风装置，其特征在于，所述出口(5)具有一阀座(25)，位于所述第二功能位置的所述封闭元件(7)密封地贴靠在所述阀座(25)上。
8.根据上述权利要求中任一项所述的通风装置，其特征在于，所述封闭元件(7)设计成球、鼓突形、锥形或柱形。
9.根据上述权利要求中任一项所述的通风装置，其特征在于，所述封闭元件(7)设计成柱塞。
10.根据上述权利要求3至9中任一项所述的通风装置，其特征在于，所述预紧元件(9)设计为弹性元件，优选设计为螺旋弹簧。
CN2011100061764A 2010-01-13 2011-01-13 用于液压缸的通风装置 Withdrawn CN102128185A (zh)

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PB01 Publication
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