CN102817881A - 水平位置可调节的自抽式液压气动活塞-缸体-总成 - Google Patents

水平位置可调节的自抽式液压气动活塞-缸体-总成 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自抽式液压气动活塞-缸体-总成，该活塞-缸体-总成包括工作缸，在所述工作缸中活塞杆连同活塞沿轴向可运动地被导向，其中所述工作缸支撑有沿所述活塞-缸体-总成的纵向轴线定向的空心泵杆，其中在所述泵杆中的径向的校准孔与活塞杆侧的泵套筒相互作用，其中所述泵杆和所述泵套筒与流体储备腔连接并且构成泵装置，通过所述泵装置自动调整确定的水平位置，其中能通过致动器控制所述泵套筒，以调整所述确定的水平位置，其特征在于，通过所述致动器能对所述泵套筒相对于所述校准孔的轴向位置进行调节。

Description

水平位置可调节的自抽式液压气动活塞-缸体-总成
技术领域
本发明涉及一种水平位置可调节的自抽式液压气动活塞-缸体-总成。
背景技术
DE 102004009224B3描述了一种常规结构形式的自抽式液压气动活塞-缸体-总成，其中通过结构上的设计预先给出一个确定的水平位置。如果离开了这个确定的水平位置，那么该活塞-缸体-总成通过高压腔室与低压腔室在移出运动时经由流动连接结构相互连通来执行泵功能，以例如使车辆车身升高或降低，直到又达到所述确定的水平位置。
例如在恶劣的路段上或者在高速情况下不能改变确定的水平位置。
EP 2243645A1公开了一种自抽式液压气动活塞-缸体-总成，其以根据DE 102004009224B3的活塞-缸体-总成为基础。然而区别是实现了对水平位置调节的功能。为此，该活塞-缸体-总成具有致动器，该致动器使一个在活塞杆内部的套筒转动。该套筒在泵杆的方向上具有异型的端面，从而在套筒的周边上可设定不同的套筒有效长度。套筒的有效长度确定力争实现的水平位置。
这种结构原理具有至少两个缺点。也就是说，在安装时必须将所有用于调节功能的部件旋转定位地进行校准。如果例如由致动器驱动的套筒在安装时沿周向略微扭转，那么会出现一个另外的有误差的水平位置。
在EP 2243645A1中指出，在前桥上也可以安装这种总成。在用于可操纵的前桥时，与活塞杆有效连接的套筒以及与缸体连接的泵杆做转动的相对运动，该相对运动必然引起对活塞-缸体-总成的力争实现的水平位置的调节。
发明内容
本发明的目的在于，对水平位置可调节的自抽式液压气动活塞-缸体-总成进行改进，以消除所述的缺点。
依据本发明，所述目的通过如下方式实现：通过致动器可调节泵套筒相对于校准孔的轴向位置。
本发明的很大的优点在于，泵套筒可以在校准孔的方向上具有呈直角延伸的端面。在安装时，无需注意泵套筒相对于泵杆的特别的对齐。在泵杆和泵套筒之间的旋转相对运动不会对活塞-缸体-总成的水平位置造成影响。
在第一种实施方式中，所述致动器被实施为旋转致动器，并且通过传动机构将所述致动器的旋转运动转换为所述泵套筒的轴向运动。
有利的是，致动器被实施为空心轴马达，所述空心轴马达设置在泵套筒上。所述空心轴马达能够设置在壳体中，从而可以例如将活塞杆侧的连接孔固定在壳体上。
替代地，致动器可以由蜗轮蜗杆传动机构构成。在蜗轮蜗杆传动机构中，可以利用自锁效应来固定泵套筒的位置。
在另一种变型方案中，致动器由至少一个轴向起作用的调节磁体构成。可以省去用于泵套筒的传动装置。
用于使致动器的调节能量最小化的措施是，泵套筒具有压力平衡通道，其中在所述泵套筒上的轴向起作用的被施以压力的面的尺寸被设计为使得所述泵套筒沿轴向压力平衡。
此外，还有一种方案，即，泵套筒与调节活塞有效连接，所述调节活塞具有被施加压力的调节面，其中控制阀确定朝向调节活塞的压力介质输送。压力输送可以由活塞-缸体-总成实现，也就是说对于泵套筒的调节运动不需要外能。
为了调节活塞的工作，所述泵腔具有通向所述调节活塞的流动连接部。由此，对于流动连接部来说只需要很小的结构上的花费。
在另外的有利的设计方案中，在调节活塞上的被施加压力的面大于在泵腔中和在工作腔中的泵套筒的被施加压力的面。
为了能够使用尽可能多的与传统的自抽式活塞-缸体-总成相同的部件，致动器设置在壳体中，所述壳体固定在活塞杆上。
附图说明
借助于下面的附图说明对本发明进行详细阐述。
其中：
图1示出了具有空心轴电机的活塞-缸体-总成的总视图，
图2示出了用于泵套筒的蜗轮蜗杆传动机构，
图3示出了用于泵套筒的主轴驱动机构，
图4示出了用于泵套筒的电磁致动器，
图5示出了用于泵套筒的液压致动器。
具体实施方式
在图1中示出的用于机动车辆的自抽式液压气动活塞-缸体-总成1主要由工作缸3组成，在空心活塞杆7的端部上的减振活塞5在该工作缸中滑动。该工作缸3在一侧由端壁9封闭，在另一侧由杆导向部11封闭，空心的活塞杆7密封地向外穿过该杆导向部。活塞-缸体-总成1经由端壁9借助于固定孔13固定在车辆的车桥上，以及活塞杆7借助于另外的未示出的固定孔固定在车辆车身上。工作缸3由环形的、部分用油填充且部分用气体填充的平衡室15包住，该平衡室被中间壁17分为高压室19和低压室21。高压室19中的高压气垫23通过分隔壁27与油腔25相隔开。在低压室中，油29与低压气垫31并非相互隔开。在完全控制状态下，即在没有泵送的状态下，在低压室21中的压力与在高压室19中的相同。
低压室21以及高压室19通过通道33；35与工作缸连接。工作缸3被减振活塞5分为两个工作腔37；39。在此，减振活塞5具有阻尼阀41；43用于拉阶段和压阶段。
自抽式液压气动活塞-缸体-总成1的水平校准是通过固定在缸体侧的泵杆45实现的，该泵杆与在活塞杆7内部的泵套筒47共同构成一个泵。在车辆的行驶运转期间，经由进入阀49和排出阀51通过泵杆45相对于活塞杆7和泵套筒47的相对运动将阻尼介质从低压室21通过进入阀49和排出阀51，进一步通过环形通道52输送到工作腔39和油腔25中。与此同时，泵套筒47向外运动，直到旁路53建立起泵的泵腔55与下部的工作腔39之间的连通。
在旁路连通时，泵的泵作用中断。对车辆力求达到的水平高度进行调节。当车辆的载荷减小时，泵套筒47与活塞杆7一起通过在高压室19中的气体预压力被进一步向外推，直到经由在泵杆45中的随后敞开的校准孔(Abregelbohrung)57在活塞-缸体-总成的内部达到压力平衡，在这种情况下，接下来活塞杆7与减振活塞5向内运动。
泵套筒47具有与致动器61有效连接的驱动部分56。在驱动部分59与泵套筒47之间的是横截面收缩部63，该横截面收缩部在泵套筒47和驱动部分59之间引起一定的径向弹性，以在需要时补偿泵套筒47和驱动部分59之间的径向偏差。该驱动部分59具有丝杠螺纹65，该丝杠螺纹啮合在固定于活塞杆7上的壳体69的相应的配对螺纹67中。在壳体69中还设有致动器61，该致动器在这种情况下被实施为空心轴马达结构形式的旋转致动器。在图1中仅原理性示出的空心轴马达作用在具有丝杠螺纹的空心轴71上。空心轴71在壳体69中沿轴向固定在轴承座圈73；75之间。在此，空心轴71的丝杠螺纹和泵套筒47的驱动部分59的丝杠螺纹在此构成传动结构，该传动结构将空心轴71的各种旋转运动转换为泵套筒47的轴向运动，从而可以通过致动器61调整泵套筒47相对于校准孔57的轴向位置。如果泵套筒47例如朝致动器61的方向轴向移动，则泵套筒47和校准孔57之间的轴向覆盖部77减小，并且力求实现的水平位置降低。在泵套筒47朝工作缸3的端壁9的方向做相反的调节运动时，覆盖部77增大，且水平位置升高。
此外，壳体69具有固定部分，该固定部分用于未示出的与需支撑的部件(例如车身)连接的连接机构，例如铰接孔。
图2示出了一种变型，在这种变型中，作为空心轴马达的替代，蜗轮蜗杆传动机构用作致动器。在泵套筒47的驱动部分59上固定有蜗轮81，该蜗轮被一个未示出的蜗杆驱动。通过蜗轮-蜗杆连接结构，确保了泵套筒47的轴向位置固定，而无需额外花费，因为该蜗轮蜗杆传动机构是自锁的。
图3示出了，还可以使用相当常见的主轴驱动机构作为致动器61，其中所述壳体69具有用于与驱动部分59连接的通孔83。这种解决方案特别适合于其结构形式为普遍已知的销接头的连接机构。
在图4中，使用轴向起作用的调节磁体85作为致动器61。在这个实施方式中，该调节磁体85包括两个励磁线圈87；89，每一个励磁线圈用于泵套筒47的一个运动方向。在泵套筒47上设置有衔铁91，该衔铁通过励磁线圈87；89将调节力传递到泵套筒47上。为了使用于泵套筒47的轴向运动的调节力最小化，泵套筒47具有压力平衡通道93。泵套筒47上的在轴向起作用的被施加压力的面95；97的尺寸被设计为使得泵套筒47沿轴向压力平衡。压力平衡通道93与泵腔55连接。
图4示出了在上部最终位置处的泵套筒47，其中该泵套筒47沿轴向完全穿过励磁线圈87；89，并且具有用于泵套筒47的行程长度的轴向的附加长度。
在图5中，致动器61不对泵套筒47直接施加力，而是控制阀95结构形式的伺服元件。为此，泵套筒47与调节活塞99有效连接，所述调节活塞在端侧具有被施加压力的面101。调节活塞99在壳体69中被导向，其中壳体69构成调节缸体。在调节缸体103中的调节活塞99上的被施加压力的面101比在泵腔47和在工作腔39中的泵套筒97(图4)的被施加压力的面更大。在调节缸体103中构造有两个轴向通道105；107，其中轴向通道105具有止回阀109，该止回阀在流入到调节缸体103的方向上关闭。在泵套筒47中的流动连接部111与轴向通道105；107之间设有三位二通结构形式的控制阀95。在第一接通位置，带有止回阀109的轴向通道105与流动连接部111连接，并且另一轴向通道107被封闭。在第二接通位置，带有止回阀109的轴向通道105被阻断，并且另一轴向通道107与流动连接部111连接。
若泵套筒47应沿轴向朝端壁9(图1)的方向移动，以力争达到更高的水平位置，则对控制阀95进行调节，使得轴向通道107被液压联接，并且带有止回阀109的轴向通道105朝向流动连接部111被封闭。位于泵腔47中的压力介质经由流动连接部111到达到调节缸103中，并且由于在调节活塞99上的被施加压力的面101较大而向下朝端壁9的方向移动泵套筒47，使得泵套筒47具有从端面113直到校准孔57更长的轴向覆盖部77。更长的覆盖部77(图1)使得所希望的水平位置升高，因为泵送阶段延长。
若泵套筒47应朝调节缸103的方向升高，也就是说使覆盖部77缩短，则流动连接部111与具有止回阀109的轴向通道105通过控制阀95连通。在活塞杆7做压入运动时，压力介质不会从调节缸103溢出，但也不会输送入压力介质。在活塞杆7做移出运动时，在工作腔39中，相对于调节缸形成负压，从而使压力介质经由打开的止回阀109从调节缸103经环形通道52被吸入到工作腔39中。由此，调节活塞99连同泵套筒47向上运动，即，所述的在泵套筒47和校准孔57之间的覆盖部77减小。由此活塞-缸体-总成1的预设的水平位置下降。
附图标记列表
1       活塞-缸体-总成
3       工作缸
5       减振活塞
7       活塞杆
9       端壁
11      杆导向部
13      固定孔
15      平衡室
17      中间壁
19      高压室
21      低压室
23      高压气垫
25      油腔
27      分隔壁
29      油垫
31      低压气垫
33、35  通道
37、39  作腔
41、43  阻尼阀
45      泵杆
47      泵套筒
49      进入阀
51      排出阀
52      环形通道
53      旁路
55      泵腔
57      校准孔
59      驱动部分
61       致动器
63       横截面收缩部
65       丝杠螺纹
67       配对螺纹
69       壳体
71       空心轴
73、75   轴承座圈
77       覆盖部
79       固定部分
81       蜗轮
83       通孔
85       调节磁体
87、89   励磁线圈
91       衔铁
93       力平衡室
95       控制阀
97       被施加压力的面
99       调节阀
101      被施加压力的面
103      调节缸
105、107 轴向通道
109      止回阀
111      流动连接部
113      端面

Claims (10)

1.一种自抽式液压气动活塞-缸体-总成(1)，包括工作缸(3)，在该工作缸中活塞杆(7)与活塞(5)沿轴向可运动地被导向，其中工作缸(3)支撑有沿所述活塞-缸体-总成(1)的纵向轴线定向的空心泵杆(45)，其中所述泵杆(45)中的径向的校准孔(57)与活塞杆侧的泵套筒(47)相互作用，其中所述泵杆(45)和所述泵套筒(47)与流体储备腔(21)连通并且构成泵装置，通过所述泵装置自动调整确定的水平位置，其中能通过致动器(61)控制所述泵套筒(47)，以调整所述确定的水平位置，其特征在于，通过所述致动器(61)能对所述泵套筒(47)相对于校准孔(57)的轴向位置进行调节。
2.按照权利要求1所述的活塞-缸体-总成(1)，其特征在于，所述致动器(61)为旋转致动器，并且通过传动机构(85；87；81)将所述致动器(61)的旋转运动转换为所述泵套筒(47)的轴向运动。
3.按照权利要求1所述的活塞-缸体-总成(1)，其特征在于，所述致动器(61)为空心轴马达，所述空心轴马达设置在所述泵套筒(47)上。
4.按照权利要求1所述的活塞-缸体-总成(1)，其特征在于，所述致动器(61)由蜗轮蜗杆传动机构构成。
5.按照权利要求1所述的活塞-缸体-总成(1)，其特征在于，所述致动器(61)由至少一个轴向起作用的调节磁体(85)构成。
6.按照权利要求1至5中任意一项所述的活塞-缸体-总成(1)，其特征在于，所述泵套筒(47)具有压力平衡通道(93)，其中在所述泵套筒(47)上的轴向起作用的被施以压力的面(95；97)的尺寸被设计为使得所述泵套筒(47)沿轴向压力平衡。
7.按照权利要求1所述的活塞-缸体-总成(1)，其特征在于，所述泵套筒(47)与调节活塞(99)有效连接，该调节活塞具有被施加压力的调节面(101)，其中控制阀(95)确定朝向所述调节活塞(99)的压力介质输送。
8.按照权利要求7所述的活塞-缸体-总成(1)，其特征在于，所述泵腔(55)具有通向所述调节活塞(99)的流动连接部(111)。
9.按照权利要求7所述的活塞-缸体-总成(1)，其特征在于，在所述调节活塞(99)上的被施加压力的面(101)大于在泵腔(55)中和在工作腔(39)中的泵套筒(47)的被施加压力的面(97)。
10.按照权利要求1至9中任意一项所述的活塞-缸体-总成，其特征在于，所述致动器(61)设置在壳体(69)中，该壳体固定在所述活塞杆(7)上。
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