CN1096577C - 用于升、降和支持负荷尤其用在升降机中的液压驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于升降和保持负荷的液压驱动装置，包括一个形成一第一压力室的工作缸筒；一个在工作缸筒中密封导引的提升活塞；和一个设置在工作缸筒之内并伸进提升活塞内部的导杆，后者由提升活塞密封封闭着，其中提升活塞伸进第一压力室的端部形成一个受压力流体作用的环形端面，提升活塞的内部形成一个第二压力室，并且包括至少一个泵用作压力流体源，可把压力流体输进和输出压力室，其特征在于，在提升活塞上固定至少一个可在导杆上滑动的间隔环，在工作缸筒中设置至少一个顶着导杆和工作缸筒滑动的间隔环，后者通过可伸缩元件连接到提升活塞上；而且，所述间隔环、导杆和工作缸筒之间有一个轴向的流体通道。

Description

用于升、降和支持负荷尤其用在升降机中的液压驱动装置

技术领域

本发明涉及一种用于升、降和支持负荷的尤其用于升降机中的液压驱动装置，具有一个连接到一个液压源的工作缸，它形成一个由液压推动的压力室；具有一个在工作缸中密封引导的提升活塞，以及一个安排在缸中并伸入提升活塞内部的导杆，提升活塞密封地环绕着导杆，其中提升活塞伸入压力室的一端形成一个被压力液体推动的环形面。

背景技术

这样一种驱动装置已从澳大利亚专利说明书No.385018所公知，该专利用于跨大高度的升降负荷。在这个驱动装置中，提升活塞伸入工作缸中的那端密封地在导杆上滑动，是为了提高对弯曲的防护水平。为了防止弯曲，采用其它技术所需有的大直径笨重提升活塞由形成提升活塞工作面的环形面取代。因环形面而中空的提升活塞不是在内部由压力液体驱动。在这种公知的驱动装置中，在每次提升操作中，整个提升力只由压力液体施加，压力液体在工作缸的压力室中，并作用在环形面上，并在可变的压力下馈向工作缸。为此，全部提升力在此作用在提升活塞的全长上。为了确保对弯曲的防护，提升活塞的壁厚须有相应地大尺寸。缺点之一是随着提升活塞的变化长度，其工作面面积增加，贯穿流量增加，因而要求大泵。

美国专利US-A-2,269,786中描述了一种液压驱动装置，其中，除了环绕导杆的压力室之外，在用于驱动升降机座舱的工作缸筒之中还设置了一个穿过该导杆的第二压力室。与澳大利亚专利No.385,018相比，该导杆不是圆形截面而是环形截面。在导杆之内设置一个压力室保证了更好地抵抗导杆弯折或弯曲的安全程度，而导杆所需材料量显著减小，同时还使重量变轻。就液压动力而言，在两个压力室之间设置一个可变换旋转方向的泵，来泵压该两个压力室之间的液压流体。该驱动装置的两个压力室之一连通着一个第二液压驱动装置，后者带有一个用于平衡升降机座舱的配重。

发明内容

本发明的目的是改进现有液压驱动装置的抗弯曲或弯折安全性，从而可具有更长的结构。

为此，本发明提供一种用于升降和保持负荷的液压驱动装置，包括一个形成一第一压力室的工作缸筒；一个在工作缸筒中密封导引的提升活塞；和一个设置在工作缸筒之内并伸进提升活塞内部的导杆，后者由提升活塞密封封闭着，其中提升活塞伸进第一压力室的端部形成一个受压力流体作用的环形端面，提升活塞的内部形成一个第二压力室，并且包括至少一个泵用作压力流体源，可把压力流体输进和输出压力室，其特征在于，在提升活塞上固定至少一个可在导杆上滑动的间隔环，在工作缸筒中设置至少一个顶着导杆和工作缸筒滑动的间隔环，后者通过可伸缩元件连接到提升活塞上；而且，所述间隔环、导杆和工作缸筒之间有一个轴向的流体通道。

附图简介

现参照附图详细说明本发明的一些实施例和进一步特征：

图1所示为经过有两个压力室的液压驱动装置的纵截面图，而

图2至图4各为经过相应液压驱动装置的纵截面图，其中在各例中，提供基本恒压的压力液体的压力液体源由一个作用在一个特殊的活塞——缸筒装置上的配重取代。

优选实施方案

参见图1，如在US-A-2269786中，液压驱动装置有一个在其上端由一个端壁2关闭的空心提升活塞1。竖直安放的提升活塞1的下端3在其内侧稍加厚，并且滑动地由以其下端16固定在工作缸筒10的基板20中的导棒或导杆15引导。导入提升活塞1的下端3的是一个滑动环封4，从而使升降活塞的作为压力室的内室7密封地与工作缸筒10的内部分开。工作缸筒10的上端11也在其内侧加厚，并设有一个支撑在提升活塞1的外侧的滑动环封12。以此方式提升活塞1密封地引导在工作缸筒10中。在工作缸筒10的基板20中设有孔21，在外侧，以基本上恒定压力P2提供压力液体的压力液体源30引出的压力液体管路23连接到孔21。孔21通入确定一个压力室13的工作缸筒10的内部。在基板20上设有另一个孔22，孔22在外侧连接一个从提供可变压力P1的压力液体的发送泵形式的第二压力液体源40引来的压力液体管线24。孔22的上端通入一个设在导杆15中的轴向通道17中，轴向通道17在其上端18通入提升活塞1的压力室7中。

压力源30具有一个由电动机31驱动的发送泵32，该泵从一个罐39中抽入压力液体并利用压力液体管线23把它输送到工作缸筒10的压力室13中。在压力液体管线23中安放有阀门33，它可以是开关阀门或者是比例方向控制阀，该阀在图示的位置关闭压力液体流，而在其它的位置允许压力液体流到达压力室13。在发送泵32和阀门33之间从管路34分出一个带有过压阀36的溢流管路35，并返回罐39。发送泵42也由电动机41驱动并从罐39抽取压力液体。阀43安置在其管路22中，该阀可以是开关阀门或者是比例方向控制阀门，它类似于阀33，可以采取两个极限位置。相对于发送泵42，与发送泵32类似也设有带过压阀46的溢流管线45。发送泵42以可变压力P1向提升活塞1的内室7中提供压力液体。

根据相应的具体要求，在本发明的工作缸筒10的内部13安放至少一个垫圈25′，它借助于挠性张力件26，如缆绳等，悬挂在提升活塞的下端。根据具体要求，在垫圈25′底下以同样方式设置另一个垫圈25，它在图示的活塞位置静放在基板20上。垫圈25和25′起防止导杆15弯曲的作用。它们滑动地和提升活塞1一起上下活动，这里在提升活塞处在最低位置时，垫片25可贴在垫圈25′上。压力液体可以无阻尼地靠垫圈25和25′上优选的轴向开口分布到整个内空间13中。根据需要，提升活塞1在其全长上还设置有一个或多个垫圈27，提升活塞在导杆15上移动时，垫圈27作滑动，起防止提升垫圈弯曲的防护作用。

在工作缸筒10的压力室13中受压力P2作用的压力液体作用在提升活塞1下端的环形面5上。如图1右方所示，面5形成一个环形工作面A2。提升活塞1的内空间7形成另一个压力室，其中压力液体源40的压力液体以可变压力P1起作用。因此在端壁2上形成另一个工作面6，其大小由工作面A2的内径决定。工作面6在图1的右边单独表示为一个圆形区A1。在端壁2上固定有调节杆60，此杆与通道17同轴心地安置在导杆15中。调节杆60的下半部为向下稍呈锥体形的逐渐变细的结构。提升活塞1在其最后一段约1米长度的向下运动中，调节杆60接合进通道17，与之一起形成一个调节装置。它阻尼提升活塞的向下运动。在孔21和23的末端设有相应的管道破裂安全阀68和69，在有可能发生压力液体管线23和24破裂时起节流作用。

在基本上恒定大小的压力P2下，压力液体在工作面A2上连续产生恒定的提升力，其力度很大(取决于具体要求)，例如相应于支持在提升活塞1上端的升降机机箱质量的约90％。该部分质量在图1中用箭头F1表示。

当升降机已经达到持平位置时，压力液体管线23和24中的阀33和43被推进关闭位置，从而使升降机保持停止。在升降机向下运动时，这些阀门打开，并且在因重量产生的力F1和部分因重量产生的力F2的作用下，压力液体通过管线23和24从室7和13返回液罐39，这种情况下引起发送泵32和42旋转。在重量产生的给定力F1之下，发送泵32和42打开，以通过管线23和24使压力液体从压力室7和13输送回液罐39。在活塞1向上运动时，这些阀门也打开。

在图2所示的实施例中，驱动装置由提升活塞1、工作缸筒10和导杆15组成，与图1所示结构相同。在图2中有一个垂直的附加缸筒50取代了发送泵32，附加缸筒50密封地引导一个附加的活塞55。在附加的活塞55上安装有一个相应于支持在提升活塞1上的机箱62质量的约90％的配重57。该质量标为M。垂直安排的附加的活塞55的下侧形成一个第三工作面56，其大小分开地示于图2中附加的活塞55的左边，并用A3标出。在附加的缸筒50的基部53设置有孔57，它通过压力液体管线23与孔21联通于工作缸筒10处，并迫使压力液体流出压力室54，在工作面56之下进入工作缸筒的压力室13，更具体地，是在恒定的压力P2之下进行的。

通过压力液体管线24，以可变的压力提供压力液体的发送泵42也联接到孔22。在发送泵42和阀43之间分支出一个溢流管线45并且连到罐39，并且还设有一个过压阀47和一个补偿吸入阀46。在入口侧，发送泵42通过管线64连接到压力液体管线23。管线64包括一个在其结构上与阀43相对应的阀63。在发送泵42和阀63之间从管线64分支出一根溢流管线65。管线65包括阀66和67，它们与阀46和47相对应并通向罐39。

在提升负荷时，通过配重57和附加活塞55向工作面56之下的压力液体施加一个基本恒定的压力P2。压力P2通过压力液体管线23和压力室13传递到提升活塞1的环形工作面5，并把此活塞向上移动。另外，通过发送泵42在可变压力P1下把压力液体送到提升缸筒1中的另一个工作面A1，它也把提升活塞1向上移动。当升降机向下移动时，压力液体分别通过压力液体管线23和24从驱动装置的两个压力室7和13返回附加缸筒50的压力室54，在此情况下，其上带有配重57的附加活塞55向上移动。

在此实施例中，压力液体罐39可以有明显较小的尺寸，因为大量的压力液体已被附加的缸筒50所容纳。其中，根据第三工作面A3与环形工作面A2大小的比例，驱动功率可以减少达50％。在图2的实施例中，发送泵42的入口端通过管线64连接到压力液体管线23，从而发送泵42被馈以恒压P2的压力液体，仅需要产生从P2到P1的压力增量，由于这样一个事实，可以进一步达到降低驱动功率。

在图3所示的优选实施例中，提供恒定压力的压力源与工作缸筒成为一体，从而得出一个紧凑的节省空间的结构。为此目的，工作缸筒10的外径在其上部10有所减少，并且阶梯地过渡到其下部10″的较大直径。上部的小直径部分10′密封地由一个附加的缸筒70围绕，在此缸筒的外面安置配重57′。附加缸筒70的上端71朝向工作缸筒10的上部小直径部分10′加厚，并通过一个滑动的密封环支撑在工作缸筒10的下部加厚的部分10″。设在附加缸筒70的下端73上的还有一个滑动密封环74，它支撑在工作缸筒10的下部加厚的部分10″上。在工作缸筒10从上部到下部的阶梯形过渡区域设置多个通孔76，它们把工作缸筒10的压力室13连接到压力室75，该室的上端面77为环形并且由附加缸筒70的内径和缸筒部分10减少的外径确定。如图3右所示，相同的两个直径也界定由附加缸筒70加厚的上端形成的环形工作面A3。

在此例中发送泵42安装在工作缸筒10的基板20′中。它以其入口端连接到孔23并以其压力端连接到孔21。在发送泵的入口端和压力端分别设有开关或者比例方向控制阀形式的阀43和63，对它们进行安排以开启和关闭相应管线。

如图3所示，当通过驱动装置提升负荷时阀43和63开启，而附加的缸筒70在工作缸筒10上受配重57的作用下向下滑动。在此情况下，压力室75中，在压力P2下的压力液体通过孔76移入工作缸筒10的压力室13。一方面，压力液体作用在提升活塞1下端的工作面A2上并抬起它，另一方面压力液体通过孔21到发送泵42的入口端，由该泵以压力P1输送到提升活塞1的压力室7。此部分压力液体作用在工作面A1上并支持提升活塞1的向上运动。

在负荷的下降运动中，阀43和阀63依然是开启的，提升活塞1通过导杆15的通道17和发送泵42把压力液体迫出压力室7进入工作缸筒10的内空间13。然后通过孔76迫出压力液体进入压力室75，同时附加活塞70再次向上移动到图3所示的上部位置。当驱动装置静止时，阀43和63在关闭位置。

图4所示的实施例相对于图3所示的实施作了改动：工作缸筒110分为两个相互可轴向位移的部分110′和110″，其中上部110′与图3中附加缸筒70的环状相似。上缸筒部分110′在其上端11也有加厚的结构并且设有一个滑动密封环12。它以该端顶推着提升活塞1滑动。缸筒部分110′的下端111密封地受工作缸筒110的静止的下部110″的引导，为此，滑动密封环12是设在上缸筒部分110′的加厚端111上的。在上缸筒部分110′的内径和提升活塞1的外径之间封闭一个压力室75′，它在上端由端壁11′确定，端壁11′形成环形工作面A3。配重57″固定在上缸筒部分110′的外侧。发送泵42和图3的例子结构相同，并以同样的方式安装在基板20″中。因此所涉及的工作方式与对图3所作的说明相同，也就是说，当负荷上升时，上缸筒部分110在配重57″的作用下以恒定压力P2把压力液体迫入工作缸筒110的压力室13，提升活塞1借以上升。同时压力液体通过孔23由压力室13到达以可变压力P1向提升活塞1的另一个压力室7输送压力液体的发送泵42。此压力液体作用在另一个工作面A1上并且辅助提升活塞的向上运动。当负荷下降时压力液体被迫出压力室7和13进入由上缸筒部分110′确定的压力室75′，这种情况下压力液体首先靠发送泵移出压力室7进入压力室13，然后再通过压力室75′。

与上述各例不同，可以用一个囊式储罐或者活塞式储罐代替以基本恒定的压力提供压力液体的压力源。连接到压力室7和13的压力源也可以互换，也就是说，以恒定压力的压力液体馈给压力室7而以可变压力的压力液体馈给压力室13。所述驱动装置不仅可用于升降机；还可以用于机床上可以上下运动的滑块、托架、起重机升降台、起重汽车、升降平台、机动车辆的减震器等等方面。

用在行程很长的驱动装置时，如果需要可以设置一个、两个或两个以上垫片部分25和25′以及27，它们在提升活塞1中以适当的相互间隔固定，或者用缆绳26彼此悬挂开。而且在图1的例中发送泵42的入口管线可以不连接到罐箱39而连接到管线34，与其它实例中的类似方式情况一样。配重57可以直接悬挂，也可以用缆线套在固定在附加活塞或者附加缸筒的滑轮上，从而使配重的重量减半。电动机41可以连接一个变频器，而变频器可以连接到一个向变频器和各阀门发送控制信号的电子控制电路。提供开关或者比例方向控制阀门形式的阀门，它们也可以用脉冲调制信号控制。至于驱动装置，可以在压力液体管线23和24中装配一个阀门。过滤器可以装在两条压力液体管线23和24中，也可以只装在一条压力液体管线23或24中。

Claims (5)

1.一种用于升降和保持负荷的液压驱动装置，包括一个形成一第一压力室(3)的工作缸筒(10)；一个在工作缸筒(10)中密封导引的提升活塞(1)；和一个设置在工作缸筒(10)之内并伸进提升活塞(1)内部的导杆(15)，后者由提升活塞(1)密封封闭着，其中提升活塞(1)伸进第一压力室(13)的端部形成一个受压力流体作用的环形端面(5)，提升活塞(1)的内部形成一个第二压力室(7)，并且包括至少一个泵(32，42)用作压力流体源，可把压力流体输进和输出压力室(13，7)，其特征在于，在提升活塞(1)上固定至少一个可在导杆(15)上滑动的间隔环，在工作缸筒(10，110)中设置至少一个顶着导杆(15)和工作缸筒(10，110)滑动的间隔环(25)，后者通过可伸缩元件(26)连接到提升活塞(1)上；而且，所述间隔环(25)、导杆(15)和工作缸筒(10)之间有一个轴向的流体通道。

2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，它具有一个用于补偿要由提升活塞(1)顶起的负荷之一部分的配重(57)，配重(57)设在一个密封包围着工作缸筒(10，110)的附加缸筒中，而形成一个受压力流体作用的压力室(75)，所述压力室(75)与工作缸筒(10)的第一压力室(13)相联通；为形成受压力流体作用的该压力室(75)，工作缸筒(10)的外部直径按台阶式递减。

3.权利要求1所述的驱动装置，其特征为，具有一个抵消一部分要由提升活塞举起的负荷，工作缸筒(110)被划分为一个静止的缸筒部分(110″)和一个可在其上沿轴向移动并且密封地在静止的缸筒部分引导的缸筒部分(110′)，它在自身和提升活塞(1)之间形成一个由压力液体推动的压力室(75)，而且配重(57″)安置在可轴向运动的缸筒部分(110′)上。

4.如权利要求2或3所述的驱动装置，其特征在于，泵(42)在进液侧和压力侧分别带有阀(43，63)，泵(42)和阀(43，63)一起设置在工作缸筒(10，110)的底座(20′，20″)上。

5.如权利要求1-3之一所述的驱动装置，其特征在于，在提升活塞(1)的内部设有一个调节杆(60)，后者从前者接受负荷的端部伸出，该调节杆随着提升活塞(1)向下移动而穿插进导杆(15)的一个通道(17)之中。

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