扁平液压缸，液压升降垫以及其应用和用于使发电机定向的方法与流程

本发明在第一方面涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的扁平液压缸。扁平液压缸在许多工业领域中是代表性的并且用于支撑或者提升高负荷。对此，已知的扁平缸具有基体，在所述基体中可移动地设置有活塞。在基体和活塞之间构成有用于压力介质的工作腔。对于高的负荷而言使用液压液体。扁平缸具有第一力传递面，并且活塞具有第二力传递面。在以压力加载在活塞和基体之间的体积期间，活塞相对于基体运动，由此产生升降运动。在升降运动时，这两个力传递面之间的间距改变。

背景技术：

在作为优先权的德国申请中，德国专利商标局检索了下述文献：DE 602 08 080 T2、DE 10 2007 036 487 A1、DE 102 03 008 A1和GB 1 604 141 A。

上述类型的扁平液压缸通常在其使用领域的范围中令人满意地作用，然而具有一些技术限制。一方面，结构高度、尤其沿着升降方向的结构高度是相对高的，因为为了在基体中引导活塞必须确保一定的最小高度，由此一方面产生充分的升程而另一方面不出现活塞在基体中的歪斜。在已知的扁平液压缸中，另一主要缺点是：必须设有受原理所决定地在活塞的和基体的相对可运动的部件之间的密封机构，该密封机构阻止液压液体从工作腔中流出。但是，在超出特定的压力时或者液体组分发生改变时受原理所决定产生泄漏。这些限制使得扁平液压缸不适合于所有的使用目的。

技术实现要素：

由此，本发明基于下述目的：如下改进扁平液压缸，即，尽可能消除之前所提高的缺点。特别地，本发明基于下述目的：关于前述类型的扁平液压缸的结构高度和易泄漏性改进所述扁平液压缸。

本发明在具有根据权利要求1所述的特征的前述类型的扁平液压缸中实现其所基于的目的。特别地，根据本发明的扁平液压缸具有壳体和用于使液压液体进入壳体中或从壳体离开的液压接口，所述壳体具有第一力传递面、第二力传递面和壳体壁，其中第二力传递面相对于第一力传递面以间距可变的方式设置，其中壳体壁、第一力传递面和第二力传递面构成一件式的压力垫。

本发明在此利用如下常识：通过将壳体壁和力传递面构成为一件式的压力垫同时实现了多个关键的改进。通过将力传递面和壳体一件式地彼此连接，取消了在不同的部件之间的密封机构的必要性。由于一件式特性而防止液体流出。此外，通过构成为压力垫实现了在无压力的状态下使这两个力传递面直接彼此相邻地设置。首先通过将液压液体填入壳体中来填充压力垫，并且力传递面被进一步彼此间隔开。通过这种结构原理实现了最小的结构高度，所述结构高度实现了例如在两个彼此待升起或相对于彼此待定向的构件之间的间隙中使用，在所述构件中不能够使用传统的扁平液压缸。

在本发明的一个优选的改进方案中，第一力传递面和第二力传递面借助于壳体壁彼此连接，其中壳体壁借助于给壳体加载压力可弹性变形。优选地，壳体壁可弹性变形为，使得力传递面的间距在升降方向上由于弹性变形而改变。

如从上文中所得出的那样，根据本发明的扁平液压缸无活塞地构成，这引起减少维护保养。

根据本发明的一个优选的设计方案，扁平液压缸的壳体壁波纹管状地构成。

在另一优选的设计方案中，壳体具有基体，在所述基体中构成有液压接口。

此外优选的是，壳体壁由多个堆叠的板形成。在该设计方案的一个优选的改进方案中，基体具有第一力传递面，并且壳体此外具有头部体，所述头部体具有第二力传递面。

优选地，第一板优选沿着其环周固定在基体上，最后板固定在头部体上，并且在第一板和最后板之间堆叠有其它板，所述其它板在第一侧上沿着第一面区域固定在相邻的板上，并且在与第一侧相对置的第二侧上沿着第二面区域与另一相邻的板连接，其中在第一面区域和第二面区域之间相应构成有横向于环周方向的错开部，沿着所述错开部，相邻的板保持不连接。

优选地，板具有圆柱形的外环周并且尤其环状地构成。

在一个优选的设计方案中，第一面区域构成为从外环周起向内延伸的带，而第二面区域构成为从内环周起向外延伸的带。

优选地，板分别借助于激光焊接彼此连接。在该方法中，优选两个板彼此贴靠并且从一侧以恒定的边缘间距被焊接。在此，这两个板熔化并且产生连接，所述连接在强度方面基本上对应于基本材料的强度。

在本发明的一个优选的实施方式中，液压接口具有接合器，所述接合器用于可选地接上填充管路或者接上用于确定壳体内压的压力测量记录器。优选地，接合器构成为旋拧接合器并且具有止回密封件、例如球密封件。上述类型的旋拧接合器通常称为测量和检查接合器或者测试点并且主要以“Minimess”的名称在Hydrotechnik股份有限公司中获得。

因为力传递面的大小可简单地确定从而是已知的，所以在任何时间都经由对壳体内压的确定来直接确定：扁平液压缸施加或者吸收何种压力。如果例如多个扁平液压缸在系统中运行，其中所述扁平液压缸在不同的点上支撑或者升高相同的构件，那么能以与扁平液压缸彼此间的几何设置以及与由所述扁平液压缸分别施加的力或吸收的力相关联的方式确定所容纳的构件的重心。

根据第二方面，本发明涉及一种液压升降垫。根据本发明的液压升降垫同样实现扁平液压缸所基于的目的，即，消除已知的扁平液压缸的受原理所决定的缺点，尤其提出一种升降工具，所述升降工具是无泄漏地并且具有最小的构件尺寸。

根据本发明，液压升降垫构成具有权利要求13的特征。特别地，液压升降垫构成为扁平体并且尺寸设计成用于引入到气隙中、例如引入到转子和定子之间的气隙中，并且具有第一力传递面、第二力传递面和壳体壁，其中第二力传递面相对于第一力传递面以间距可变的方式设置，以及具有用于将液压液体填入壳体或者从壳体中排出的液压接口，其中壳体壁、第一力传递面和第二力传递面构成一件式的压力垫。

液压升降垫由此共有根据本发明的第一方面的扁平液压缸的本发明的主要特征，以下例外：所述液压升降垫不成形为升降缸而是成形为扁平体，所述扁平体与扁平液压缸相比更好地适合于自身引入到最窄的间隙中。气隙如之前所提到的那样例如构成在风能设备的或者水电厂的发电机的转子和定子之间。在转子和定子之间的气隙通常位于几毫米的范围中，在当地申请人的风能设备的发电机中例如在小于3mm的范围中。为了尤其能够构成为缓慢地旋转的同步发电机的这种发电机的可靠的功能，有实质上意义的是，气隙沿着其环周是尽可能恒定的。这需要在转子和定子之间的非常精确的定向。

因为为了这些构件彼此间的定向，传统的扁平液压缸由于其构件尺寸并且尤其沿着升降方向的高度而不合适，所以迄今为止例如借助于径向定向的调节旋拧或者有针对性的控制、即在发电机的特定的环周区域中的磁场生成来进行转子相对于定子的定向。因此，期望的是：相对于已知的措施实行更简单并且同时更精确的定向可行性。根据本发明的液压升降垫提供了这种定向可行性。

在一个优选的设计方案中，一件式的压力垫具有第一体积部段、第二体积部段和将这两个体积部段以引导流体的方式连接的分配通道，其中液压接口设置在分配通道上。如此构成的液压垫在其俯视图中类似于具有两个肺叶的肺。优选地，第一体积部段设计用于并且尺寸设计成用于引入到转子的第一极和定子之间，而第二体积部段设计用于并且尺寸设计成用于引入到第二极和定子之间。因此位于这两个体积部段之间的液压接口能够设置在所述极之间，在该处在结构上给液压接口提供更多的结构空间。

在另一优选的实施方案中，液压升降垫的第一力传递面和第二力传递面也借助于壳体壁连接，其中壳体壁借助于给壳体加载压力是可弹性变形的，使得力传递面之间的间距改变。

在液压升降垫中，液压接口优选也具有接合器用于可选地接上填充管路或者用于确定壳体内压的压力测量记录器，所述接合器尤其根据在上文中所描述的实施方式在根据本发明的扁平液压缸中构成。

本发明根据另一方面涉及一种液压升降系统，所述液压升降系统具有：用于提供加载压力的液压液体的流体输送单元；一个或多个扁平液压缸或者一个或多个液压升降垫；和流体管路网，所述流体管路网分别建立了在扁平液压缸或者液压升降垫和流体输送单元之间的引导流体的连接。

本发明在之前所提到的系统中实现其所基于的目的，其方式在于，扁平液压缸中的至少一个，优选扁平液压缸中的多个或者所有，或者液压升降垫中的至少一个，优选液压升降垫中的多个或所有，根据在上文中所描述的优选的实施方式中的一个构成。通过之前所描述的类型的升降系统，尤其可行的是，通过多个扁平液压缸或者液压升降垫的并联，容纳或者升高非常大的负荷。此外可行的是，通过多个扁平液压缸或者液压升降垫的串联，尤其借助于这些扁平液压缸或者液压升降垫的彼此堆叠，实现相对大的升程，而在此不会出现在扁平液压缸或液压升降垫处的泄漏。由此补偿了各个扁平液压缸或液压升降垫的由原理所决定的小的升程。

优选地，在根据本发明的升降系统中，每个扁平液压缸或者每个液压升降垫各自可加载压力。因此，例如在使用多个液压升降垫来使发电机的转子相对于定子定向时，可行的是，通过各自给沿着气隙的环周设置在不同的部位处的液压升降垫加载压力实行沿着多个方向的有针对性的定向，其方式是：相应地调节各个壳体内压。

本发明根据另一方面涉及一种用于相对于发电机的、尤其(缓慢地旋转的)同步发电机的定子定向转子的相对位置的方法，其中在转子和定子之间构成气隙。根据本发明的方法如在上文中所阐述的那样致力于如下目的：提出一种改进的可行性，使定子和转子相对于彼此简单且精确地定向。

根据本发明的方法通过如下步骤实现该目的：将一个或多个液压升降垫引入气隙中，并且给一个或多个液压升降垫加载液压液体，使得气隙沿着其环周是恒定的，其中所述液压液体加载有压力。气隙优选沿着其环周的多个部位借助于光学的或者机械的测量机构来监控。作为替选方案，手动的监控例如也是可行的。优选地，借助于电子的控制单元或者手动地为每个液压升降垫渐增地并且各自通过提高或者减小来调整多个液压升降垫的压力，直至气隙沿着其整个环周是恒定的。根据本发明，将缓慢旋转的同步发电机理解为如下发电机，其中转子和定子以每分钟40转或者更小的旋转速度旋转。在当地申请人的风能设备中缓慢旋转的同步发电机的优选的转速通常小于每分钟36转，例如在每分钟4转和每分钟34.5转之间的范围中，其中通常转速随着设备大小的增加(从而随着发电机直径的增加)下降。

缓慢旋转的同步发电机通常在无传动装置的风能设备中见到。在此，也存在根据本发明的液压升降垫和根据本发明的方法的根据本发明的使用目的。但是缓慢旋转的同步发电机的其它示例的使用领域也是水电站。

本发明最后也涉及根据在上文中所描述的优选的实施方式中的一个所述的液压升降垫的用于使风能设备的发电机定向的应用。关于这种应用的根据本发明的优点，全面地参见之前的实施方案。

附图说明

本发明在下文中根据优选的实施例并且参考所附的附图来详细描述。在此示出：

图1在剖视图中示出根据本发明的一个方面的扁平液压缸的示意图，

图2、3示出根据本发明的一个方面的液压升降垫的空间视图，

图4、5示出图2和3中的液压升降垫的不同细节视图，以及

图6、7示出在相对于定子定向转子时根据图2至5的液压升降垫的不同的部分视图。

具体实施方式

图1在剖视图中示出扁平液压缸1的示意性的空间视图。扁平液压缸1具有壳体3。壳体3在其下侧上具有第一力传递面5，并且在相对置的上侧上具有第二力传递面7。力传递面5和力传递面7借助于壳体壁9连接并且彼此以间距可变的方式设置。

为了液压液体流入到壳体3的内部中或者从所述壳体的内部中流出，设有液压接口11。基体13具有盲孔16和贯通孔18，所述盲孔和贯通孔提供用于液压液体的通向壳体3的内部的入口。

壳体壁9在图1中的扁平液压缸1中波纹管状地构成。所述壳体壁具有多个彼此堆叠的环状的板15。这些板中的第一板15’固定在基体13上，最后板15”固定在头部体17上，并且在第一板和最后板15’、15”之间设置有多个彼此相同类型的板15。板15、15’、15”交替地在第一面区域19和第二面区域21中彼此焊接或与基体13或者头部体17焊接。这两个面区域19、21彼此错开。在被焊接的面区域19、21之间的错开部23的区域中，板15、15’、15”是可弹性变形的，更确切地说，使得弹性变形引起第一力传递面5相对于第二力传递面7的间距改变。错开区域23在径向方向上越大地构成，与相互堆叠的板15的数量相关联地最大待达到的升程就越大。

与在根据图1的扁平液压缸1中相比相同的无密封件的功能原理也在根据图2和3的液压升降垫101中实施。液压升降垫101具有壳体103。壳体103由两个板形成，所述板分别是壳体壁103a、103b。这两个板部没有沿着其整个面彼此牢固连接，而是仅部段地彼此连接，使得在壳体壁103a、103b之间构成有体积可变的内腔。该内腔用于构成一件式的压力垫并且具有第一体积部段108a、第二体积部段108b和将这两个体积部段108a、b连接的分配通道108c。在分配通道108c上设置有液压接口111，所述液压接口构成用于使液压液体流入到一件式的压力垫的体积部段108a、b、c中或者从所述体积部段中流出。

这两个板103a、b沿着线112彼此焊接，使得板103a、b在如下区域中保持不连接，在所述区域中存在体积部段108a、b、c。

也如图1中的扁平液压缸1那样，构成为扁平体的液压升降垫101具有在图2和3中位于下方的第一力传递面105和相对置的第二力传递面107。借助于使液压液体穿过液压接口111填入到体积部段108a、b、c中来改变力传递面105、107彼此间的间距。

液压接口111在图4中详细示出。基体135具有进入分配通道108c中的贯通口118。液压接口111可借助于压力密封的罩131封闭，所述罩借助于防丢失装置133固定在基体135上。在图4中着重示出的面区域137和139是如下区域，在所述区域中，所示出的板103b与相对置的板103a(图2、3)连接。

如此外从图5中所看到的那样，基体135具有两个定位楔141a、b，所述定位楔从基体起在侧面上继续延伸并且用于将液压升降垫101定位在发电机的转子和定子之间的气隙中。这参考下述附图来详细阐述。

图6和7示出发电机200的部段。发电机200例如能够是风能设备或者水电站的缓慢旋转的同步发电机。发电机200具有定子201，所述定子基本上包括定子承载件202和多个呈定子叠片组形式的绕组。发电机此外具有转子203，所述转子包括多个极靴204和设置在极靴上的极头206。

在定子201和转子203之间构成有气隙205。在图6和7中，液压升降垫101被引入到气隙205中，所述液压升降垫根据之前的附图构成。

如尤其从图7中所看到的那样，升降垫101引入到气隙205中，使得定位楔141a、b贴靠在分别相邻的极头206a、b的相应构成的斜面209a、b上。由此，液压升降垫关于相邻的极头206a、b中心地定位。液压升降垫101的基体135占据相邻的极头206a、b之间的空间。

根据本发明的方法优选如下进行：提供定子201，在所述定子的内部中设置转子203，其中在定子201和转子203之间构成气隙。为了使转子203和定子201相对于彼此定向为，使得气隙的尺寸沿着其环周尽可能设计为是同样大的，在定子201和转子203之间的气隙中设置有一个或多个液压升降垫101，优选在图6和7中所示出的布置中，使得液压升降垫的第一体积部段在第一极头206a上延伸，并且第二体积部段在相邻的第二极头206b上延伸。优选地，一个或多个液压升降垫在气隙的最狭窄的部位处引入该气隙中。在成功引入之后，液压升降垫被加载空气，使得间隙被扩宽。在达到所期望的间隙量之后，转子的转动轴线的位置相对于定子被固定，并且一个或多个液压升降垫优选在降低压力之后再次被移除。

在相对于定子固定转子之后紧接着能够降低液压升降垫的压力并且将其取出，其中相对于定子固定转子以通常已知的方式在安装风能设备或者其它发电机时进行。

从上文中也得出液压升降垫的用于定向在发电机的转子和定子之间的相对位置的根据本发明的应用。

如此外从上文中所得出的那样，借助于本发明提供一种尤其简单且可靠的可行性，即，使发电机的转子和定子彼此定向为，使得实现构件之间的恒定的气隙。液压升降垫以经济的方式制造并且可再次使用，这特别在大批量生产时带来显著的优点。