CN208804066U - 流体调节驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种流体调节驱动装置，具有缸和能在所述缸内活动的双向作用的活塞，活塞通过活塞杆与调节件相连且通过活塞的运动来控制调节件，活塞将缸分为填充有流体的两个压力腔，两个压力腔通过流体管路相互流体连通，在流体管路中设有用于将流体从一个压力腔送至另一个压力腔且因而用于使活塞在缸内运动的泵，第一压力腔和第二压力腔至少在活塞的最大可能行程范围内在径向上具有相同尺寸，且第二压力腔被活塞杆穿过，为了在活塞(移向第一压力腔时在第二压力腔中因活塞杆而出现的变少的流体体积的体积平衡，在所述第一压力腔中设有通过弹簧加载的压力件，其相应运动以实现体积平衡。

Description

流体调节驱动装置

技术领域

本实用新型涉及流体调节驱动装置。

背景技术

流体调节驱动装置例如用于开启和关闭调节阀，进而用于开启和关闭流通管路，或者用于调节节流阀和进而调节流通管路的流通量。这样的调节驱动装置的不同实施方式是已知的。

根据前言的流体调节驱动装置例如具有缸和可在缸内活动的活塞。活塞通过活塞杆连接至调节件例如节流阀的阀锥。通过活塞和活塞杆的运动，调节件被相应控制。活塞将缸分为两个填充有流体的压力腔。这些压力腔通过控制管路相互流体连通。在控制管路中装设有用于将流体从一个压力腔送至另一个压力腔的泵。泵因此用于使活塞在缸内运动，视泵送方向而在一个方向或另一个方向上使活塞运动。通过活塞被分隔的第一和第二压力腔在径向具有相同尺寸以允许活塞在缸内连续运动。第二压力腔在此被活塞杆穿过。

在活塞运动向第一压力腔时缩入流体中的活塞杆的体积必须在缸内被平衡，因为一般采用的是不可压缩的流体。通常，为了体积平衡而采用一个流体用平衡容器，例如见US3677001。通过使分隔活塞在缸内移动，平衡容器接管了在活塞杆缩入时的体积平衡任务。

此实施方式的缺点是，平衡容器使得流体调节驱动装置的结构成本增加。

由DE635171A公开一种调节驱动装置，其在通过延长部被延长的第一压力腔内具有开关板，开关板通过隔膜与缸体相连接。开关板通过开关杆与开关相连且还朝向活塞承受压缩弹簧的力。活塞杆的一端从活塞中突出，其上设置有用于将活塞紧固在活塞杆上的螺母。活塞杆的自由端从活塞的规定位置起压迫开关板并断开所述泵。因而在此情况下它是断路装置，其阻止活塞移动经过规定程度。

此外，也从汽车底盘阻尼领域知道了填充有可压缩气体的气体腔。

实用新型内容

本实用新型的任务是如此改进所述类型的流体调节驱动装置，即允许简单的结构和设计。

本实用新型基于以下认识，通过将通过弹簧加载的压力件集成到缸中而能以简单方式获得借助压力件压缩所实现的体积平衡。由此得到尽量的结构简化。

因此，根据本实用新型，流体调节驱动装置具有缸和可在缸内活动的双向作用的活塞，活塞通过活塞杆与调节件相连。通过活塞的运动，该调节件被控制，其中该活塞将缸分隔为填充有流体的两个压力腔。压力腔通过流体管路相互流体连通。在该管路中设有用于将流体从一个压力腔送至另一个压力腔的且进而使活塞在缸内运动的泵。第一压力腔和第二压力腔至少在活塞的最大可能行程范围内在径向上设计成尺寸相同。第二压力腔被活塞杆穿过。根据本实用新型，为了在活塞移向第一压力腔时在第二压力腔中因活塞杆而出现的较小流体体积的体积平衡，通过弹簧加载的压力件设置在第一压力腔中，第一压力腔相应运动以实现体积平衡。通过简单方式，可以由此紧凑地构成流体调节驱动装置并且其构造变得简单。现在不再需要单独的平衡腔。

尤其就简单安装而言有利的是，该压力件通过一个平衡活塞构成，其朝向活塞通过弹簧加载。

压力件最好将第一压力腔与第三压力腔密封分隔开。由此尤其就作用于压力件的弹簧而言得到很多设计可能性。

为了尤其实现缸的简单加工，第三压力腔具有与第一和第二压力腔相同的径向延伸尺寸。缸因此包括具有至少相同的径向延伸尺寸的第一、第二和第三压力腔。

根据另一个有利实施方式，第三压力腔被气密封闭。由此例如可以通过可压缩流体例如气体且最好是空气或氮气形成所述弹簧。在此，通过气体压力，可以简单调节弹簧特性曲线。

或者，该弹簧也可以通过至少一个压缩弹簧构成。根据压力件的大小而适合有多个压缩弹簧。一方面，压缩弹簧以及可压缩流体可以作用于该压力件，或者仅压缩弹簧作用于压力件。在后者情况下，第三压力腔具有气体平衡孔。由此可以实现依据运行条件的弹簧力准确调节。

根据本实用新型的另一个实施方式，压力件通过带有柔性壁的气囊来构成，其中在气囊内装有可压缩气体。由此一来，渐增的压力致使压力件缩小，进而引起体积平衡。气囊的壁此时可以由橡胶、金属囊或弹性体构成。

根据一个优选设计，活塞通过隔膜与缸相连且由此将第一和第二压力腔密封分隔开。由此，活塞运行平稳。活塞运动时的摩擦损耗被阻止。此外，这种密封极其容易安装。

最好设有用于至少开启和关闭流体管路且进而将活塞保持在一个位置上的阀。由此避免必须通过泵送力保持一个位置。相反，可以通过关闭的阀来停止流体从一个压力腔运动向另一个压力腔且进而保持所述活塞。于是不再需要该泵是工作的，由此实现节能。

尤其是，流体是不可压缩的液体如液压油，因为它容易获得且廉价。

该调节件可以通过用于控制在节流阀中的流通量的节流阀或者用于关闭锁闭阀的锁闭机构或者例如用于接通一个多通阀的开关机构构成。

附图说明

本实用新型的其它优点、特征和可能应用来自以下结合附图所示实施例的说明。

在说明书、权利要求书和附图中采用了如下述附图标记列表所用的术语和对应的附图标记，附图示出：

图1是根据第一实施方式的流体调节驱动装置的剖视示意图，

图2是根据第二实施方式的流体调节驱动装置的剖视示意图，

图3是根据第三实施方式的流体调节驱动装置的剖视示意图，和

图4是根据第四实施方式的流体调节驱动装置的剖视示意图。

附图标记列表

10 调节驱动装置；

12 壳体；

14 缸；

16 上盖；

18 下盖；

18a 密封圈；

20 活塞；

20a 密封圈；

22 第一压力腔，上；

24 第二压力腔，下；

26 活塞杆；

28 纵轴线；

30 开口，下；

32 液压管路，下；

34 液压泵；

36 另一液压管路；

38 开口，上；

40 开关阀；

42 平衡活塞；

42a 密封圈；

42b 垫块；

44 第三压力腔；

46 压缩弹簧，左；

48 压缩弹簧，右；

50 气囊；

52 内腔；

54 气囊50的柔性壁；

56 上壳体；

56a 上壳体的凸缘；

58 下壳体；

58a 下壳体的凸缘；

60 活塞；

62 隔膜；

66 阀锥；

68 阀座；

70 节流阀

具体实施方式

图1示出了流体调节驱动装置10的第一实施方式。调节驱动装置10具有壳体12，其包括具有恒定内径的缸14以及上盖16和下盖18。上盖16和下盖18分别与缸14拧接。在缸14内设有活塞20，活塞将缸14的内腔分为第一压力腔22和第二压力腔24。第一压力腔22相对于第二压力腔24通过设于活塞20内的密封圈20a被密封。与缸14同心地设有活塞杆26，活塞杆与活塞20固定联接。活塞杆26与在此未示出的调节件相连接。为此，活塞杆26穿过第二压力腔24以及下盖18。为了密封第二压力腔24，装入盖18内的密封圈18a围绕活塞杆26。

调节驱动装置10的纵轴线带有附图标记28。

在第二压力腔24的下侧区域中，在缸14内设有开口30，液压管路32连接至该开口。液压管路32通过开口30将第二压力腔24与液压泵34相连。通过另一个液压管路36，液压泵34经在第一压力腔22的上侧区域中的一个开口38相连。在液压管路36中，中间接设有开关阀40用于实现或阻断流通。

在第一压力腔22的上侧区域中，向上朝向开口38地将平衡活塞42装入缸14中，平衡活塞将第一压力腔22与第三压力腔44分隔开。设置在平衡活塞42的周面且贴靠缸14内壁的密封圈42a将第一压力腔22和第三压力腔44相互气密分隔开。在第三压力腔44内有可压缩气体如氮气。平衡活塞42在朝向活塞20的一侧具有垫块42b用于防止活塞20封闭开口38。

为了活塞杆26和与活塞杆26相连的调节件如节流阀、锁闭机构或开关件按规定运动，开关阀40被电动移入打开位置。

为了活塞杆26向上移动，液压泵34随即将液压油从第一压力腔22泵入第二压力腔24。此时，活塞20向上运动，且平衡活塞42因较高压力而向上移动至与第一压力腔22的平衡状态。涉及平衡活塞底面的移动距离此时对应于活塞杆26在第二压力腔24内所具有的体积。因此，类似于活塞杆26进入第二压力腔24地进行平衡活塞42的向上移动。

如果到达调节件的预定位置，则开关阀40关闭且液压泵34转入静止状态。

当在相反方向上运动时，即当活塞20应向下移动时，液压泵34将液压油从第二压力腔24泵入第一压力腔22。由此，活塞杆26逐渐移出第二压力腔24。平衡活塞42随后通过由在第三压力腔44内产生的力也向下移动至与第一压力腔22的平衡状态。

图2以剖视示意图示出了流体调节驱动装置10的第二实施方式，其基本上对应于第一实施方式。除了可压缩气体外，还在第三压力腔中加入左侧压缩弹簧46和右侧压缩弹簧48，其在盖16和平衡活塞42之间绷紧。压缩弹簧46和48还用于调节体积平衡运动时的行为。

通过一方面选择压缩弹簧46、48的类型和压缩弹簧46、48的数量且另一方面选择气体和第三压力腔44内的预压力，可以通过简单方式来确定当活塞20在一个方向或另一个方向上运动时的平衡行为。此外，压缩弹簧46、48还有在第三压力腔44内的可压缩气体用于平衡在调节件上的负荷峰值。

图3示出了流体调节驱动装置10的第三实施方式。代替平衡活塞42地，将一气囊50加入第一压力腔22中。气囊50具有柔性壁54，其在由该壁54界定的第三压力腔52中具有可压缩气体。随着压力升高，气囊50就缩小意义而言进行运动且由此提供在第一压力腔22内的平衡体积。随着压力降低，气囊50就增大意义而言进行运动，以便第一压力腔22内的体积也又平衡。气囊50的这种增大和缩小运动一直进行，直到与第一压力腔22内的压力达到平衡状态。在其它方面，此流体调节驱动装置对应于第一实施方式地构成。

图4示出了流体调节驱动装置10的第四实施方式，其原则上对应于带有气囊50的第三实施方式来构成。仅壳体12'具有上壳体56和下壳体58，其分别通过凸缘56a、58a相互螺栓联接。上壳体56和下壳体58共同构成缸。与壳体12'同心地设有活塞60，其通过隔膜62连接至凸缘56a、58a并被固定在那里。如此设计隔膜62，即，活塞60的最大行程未受阻碍且第一压力腔22与第二压力腔24被密封隔开。

活塞杆26在其自由端与阀锥66相连，阀锥与节流阀70的阀座68配合。

在其它方面，此实施方式对应于第三实施方式地构成。气囊50保证了用于活塞60运动的平衡体积。

本实用新型因此涉及一种流体调节驱动装置10，其具有双向作用的活塞20、60。活塞杆26在一侧伸出壳体12、12'以便传递力和行程。活塞杆26穿过第二压力腔24。两个压力腔的行程体积由此不一样。通过根据第一和第二实施方式设有平衡活塞42或者通过根据第三和第四实施方式在第一压力腔22内设有气囊50，以简单的方式来平衡因活塞杆26而出现在第二压力腔24内的体积差。因为第三压力腔44、52和第一压力腔22之间的压力平衡，不算由摩擦造成的小到可忽略不计的压差，故可以保持小的平衡活塞42厚度或者气囊50的壁54的厚度。因为压力平衡，故第三压力腔44、52内的气体也不力求流出第三压力腔44、52并例如在液压泵34中引起麻烦。

作为副作用而还得到了用于在调节件66上的负荷峰值的阻尼功能。平衡活塞42或气囊50的行为可以在第三压力腔44、52初次填充时被控制，做法是调节相应的气体压力。平衡活塞42或气囊50的行为由此变得更硬。相应的气体压力和与之相关的预压缩也可以包含规定的储备流体，以便能平衡由最小泄漏造成的该系统内的损失或者温度影响。

Claims (16)

1.一种流体调节驱动装置(10)，该流体调节驱动装置具有缸(14)和能在所述缸(14)内活动的双向作用的活塞(20)，该活塞通过活塞杆(26)与调节件相连且通过所述活塞(20)的运动来控制所述调节件，其中所述活塞(20)将所述缸(14)分为填充有流体的两个压力腔(22,24)，所述两个压力腔(22,24)通过流体管路(32,36)相互流体连通，在所述流体管路(32,36)中设有用于将流体从一个压力腔(22,24)送至另一个压力腔(22,24)且因而用于使所述活塞(20)在所述缸(14)内运动的泵(34)，其中，第一压力腔(22)和第二压力腔(24)至少在所述活塞(20)的最大可能行程范围内在径向上具有相同尺寸，且所述第二压力腔(24)被所述活塞杆(26)穿过，其特征是，为了在所述活塞(20)移向所述第一压力腔(22)时在所述第二压力腔(24)中因所述活塞杆(26)而出现的变少的流体的体积的体积平衡，在所述第一压力腔(22)中设有通过弹簧加载的压力件，该压力件相应运动以实现体积平衡。

2.根据权利要求1所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述压力件通过平衡活塞(42)构成，该平衡活塞朝向所述活塞(20)通过弹簧加载。

3.根据权利要求2所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述压力件将所述第一压力腔(22)与第三压力腔(44)密封分隔开。

4.根据权利要求3所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述第三压力腔(44)至少在局部具有与所述第一压力腔(22)和所述第二压力腔(24)一样的径向延伸尺寸。

5.根据前述权利要求1至4中任一项所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述第三压力腔(44)被气密封闭。

6.根据权利要求1所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述弹簧由可压缩流体构成。

7.根据权利要求1所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述弹簧通过至少一个压缩弹簧(46,48)构成。

8.根据权利要求5所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述压力件由具有柔性壁(54)的气囊(50)构成，其中在所述气囊(50)中装有可压缩气体。

9.根据权利要求8所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述气囊(50)的所述壁(54)由橡胶、金属囊或弹性体构成。

10.根据权利要求1所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述活塞(20)通过隔膜与所述缸(14)相连且由此将所述第一压力腔(22)和所述第二压力腔(24)相互密封分隔开。

11.根据权利要求1所述的流体调节驱动装置，其特征是，设有用于至少开启和关闭所述流体管路(32,36)且进而将所述活塞(20)保持在一个位置上的阀(40)。

12.根据权利要求1所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述流体是不可压缩的液体。

13.根据权利要求1所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述调节件由节流阀(68)或锁闭机构或开关机构构成。

14.根据权利要求6所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述弹簧由气体构成。

15.根据权利要求6所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述弹簧由空气或氮气构成。

16.根据权利要求12所述的流体调节驱动装置，其特征是，所述流体是液压油。