专利名称：电功率开关的液压机械驱动器所用的差动缸及这种驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种为用于电功率开关(Leistimgschalter)的液压机械的 (hydromechanisch)驱动器所用的液压的差动缸(Differentialzylinder)。
背景技术：
液压机械的弹性存储驱动器(Federspeicherantrieb)通常具有差动缸。差动缸的活塞与活塞杆相连接，可通过压力体积(Druckvolumen)的压力加载使该活塞杆运动。此夕卜，活塞杆与电功率开关相连接，使得通过活塞杆的运动可切换电功率开关。例如，为了接通电功率开关，可利用液压压力对差动缸的压力体积进行加载，使得活塞杆运动到相应的位置中。在压力体积中的压力通常由压力缸提供，该压力缸与机械的能量存储器(例如弹性组件)相连结。当应切换功率开关时，弹性力释放到压力缸上，使得在该处建立工作压力，该工作压力通过液压连接也存在于差动缸的压力体积中。通过在压力区域中的工作压力使差动缸的活塞和活塞杆运动。当机械的能量存储器在压力缸处构造为弹性组件时，该能量存储器通常利用预紧而加载以用于提供足够的力。在弹性组件激活时很快建立工作压力，使得差动缸的压力区域几乎直接利用工作压力而加载。由此，差动缸的活塞利用高的加速力在端部止动件 (Endanschlag)的方向上运动。为了保护差动缸和其它与其相连结的机械构件，因此经常设置有端部位置衰减器(Endlagendampfung)，在活塞或者其它构件碰撞止动件之前，在该端部位置衰减器中活塞的速度减小。衰减器应促使将活塞在碰撞时的端部速度带到预设的阈值之下，以为了避免构件的损坏。取决于待切换的功率开关、激活速度、提供的工作压力等的应用情况 (Einsatzfall)和类型，必须对于每次应用单独地实现衰减器特有的几何设计。由此，在生产开始时已经针对确定的应用规定了液压机械的弹性存储驱动器。在其制造之后，应用领域的变化通常不再容易实现。这使液压机械的弹性存储驱动器的制造不灵活，因为该弹性存储驱动器仅可针对性地制造以用于确定的应用情况，并且这样是不可能的，即，以一定的储备(auf Vorrat)生产弹性存储驱动器以用于一系列不确定的应用，并且在其制造之后与给定的应用情况相匹配。因此值得期望的是，实现一种这样的液压机械的弹性存储驱动器，S卩，该弹性存储驱动器具有端部位置衰减器，尽管有由机械的能量储存器提供的工作压力且尽管有与活塞杆一起运动的质量(Masse)，该端部位置衰减器可如此地制动，即，在活塞、活塞杆或者与其相连接的构件碰撞端部止动件之前，实现活塞杆的端部速度低于预设的阈值。
实用新型内容因此，本实用新型的目的是，提供一种液压机械的驱动器以用于操作电功率开关， 在该驱动器中调节端部位置衰减的大小(H0he)。[0008]该目的通过根据本发明的为用于操作电功率开关的液压机械的驱动器所用的差动缸以及通过根据本发明的液压机械的驱动器而实现。本实用新型其它有利的设计方案在从属权利要求中给出。根据第一方面，设置一种为用于操作电功率开关、尤其为高压开关的液压机械的驱动器所用的差动缸。差动缸包括-第一压力区域以用于利用工作压力加载；-第二压力区域；-可在运动区域中运动的活塞，该活塞可取决于在第一和第二压力区域之间的压力差而运动；其中，设置有衰减装置(DampfUngseinrichtung)，该衰减装置在活塞在第二
压力区域的方向上在运动区域的区段中运动时提供附加的衰减，也称作端部位置衰减，以抵抗活塞的运动，其中，附加的衰减可自动调整。衰减装置具有衰减室，在该衰减室的底部处布置有油通道。在油通道之下布置有被牢固地夹紧的具有弹性性能的闭合元件，该闭合元件以存在的(anstehend)作用到由其闭合的油通道上的衰减压力被加载，并且调节衰减压力。用于液压机械的驱动器的上文的差动缸的思想在于，设置活塞的运动在活塞的运动区域的区段(部分区域)中衰减，以为了减小活塞在到达端部止动件之前的速度。通过设置可自动调整的衰减这是可能的，S卩，不取决于对后来的系统(差动缸应用在该系统中)的认识而构造差动缸。以该方式，这类液压机械的驱动器的最大程度上应用中性的 (anwendungsneutral)生产为可能的，该生产可在对最终应用没有认识的情况下实现。此外，衰减装置可在第二压力区域的与活塞相对的端部处具有衰减室，并且具有在活塞处在第二压力区域的方向上突出的衰减销，其中，衰减销和衰减室这样构造，即，衰减销在运动区域的区段中伸入到衰减室中，并且由此将第二压力区域与衰减室分开。由此可实现在活塞的运动区域的第一区段中不引起值得一提的衰减。在运动区域的第二区段中，只有当衰减销通过活塞的运动到达到衰减室中时，位于衰减室中的流体才被包围，使得该流体仅可通过减小的通过截面从衰减室中流出。结果，衰减相对于活塞在第一活塞区域中的运动明显升高。根据本实用新型，截面可自动调整，液压液体可通过该截面从衰减室中流出，使得液压机械的驱动器针对应用情况(即，针对活塞的输出速度、作用到活塞上的力、活塞的最大速度和与活塞杆相连接的元件的质量)在没有外界干预的情况下被调整，以为了实现利用液压液压机械的驱动器操纵的功率开关的所期望的切换性能。为此，衰减销和衰减室这样构造，S卩，在衰减销穿入到衰减室中之后保留余隙，该余隙具有预设的通过截面。尤其可这样选取预设的通过截面，S卩，该通过截面促使预设的最大衰减以抵抗活
塞运动。根据本实用新型，在衰减室的底部处布置有相对于活塞的运动方向可在轴向方向上运动的闭合元件，优选为圆盘形的元件，该元件在活塞在第二压力区域的方向上运动到运动区域的区段中时，改变用于液压液体的位于或者布置在其下的通道(下文也称作油通道)的截面。在本实用新型优选的实施形式中，油通道中的至少一个的截面这样构造，即，闭合元件在活塞在第二压力区域的方向上运动时闭合该油通道。其它油通道中的至少一个的截面这样构造，即，圆盘形状的元件不完全闭合该油通道，并且因此形成间隙，液压液体流过该间隙。可运动的圆盘形的元件和由可运动的闭合元件闭合的油通道在此用作止回阀，并且可运动的圆盘形的元件因此通过以下方式促使附加的衰减以抵抗活塞的运动，即，轴向可运动的圆盘形的元件压靠到衰减室的底部处。优选实施为弹性垫圈的，被牢固地夹紧的优选为圆盘形的闭合元件布置在用于液压液体的通道之下。被牢固地夹紧的元件具有弹性性能，并且可以存在的作用到由其闭合的油通道上的衰减压力被加载。被牢固地夹紧的闭合元件因此以有利的方式调节衰减压力。由此，在活塞在第二压力区域的方向上运动时，存在(anstehen)作用到由被牢固地夹紧的圆盘形的元件闭合的油通道上的衰减压力。当在被牢固地夹紧的圆盘形的元件的面上的力升高时，被牢固地夹紧的圆盘形的元件向下弯曲，并且释放截面，通过该截面，液压液体可流出到与用于液压液体的油通道相连接的通到液压液体容器的油箱接头(Tankanschluss)中。衰减压力越高，释放的截面越大。当衰减压力通过升高的液压液体流出量而降低时，被牢固地夹紧的圆盘形的元件的弯曲也减小，并且自由的截面再次减小。因此在没有超出确定的最大压力的情况下实现活塞的制动。在活塞相反的方向上(从衰减室中出发)，可轴向自由运动的圆盘形的元件升起， 并且释放最大的截面。液压液体可由此畅通无阻地流入到衰减室中，并且不妨碍活塞的加速。在此，被牢固地夹紧的圆盘形的元件与油通道(该油通道由被牢固地夹紧的圆盘形的元件在其指向油箱接头的端部处闭合)相结合而用作节流止回阀。在根据本实用新型的差动缸的特别有利的实施形式中，设置有两个用于液压液体的通道，然而油通道的数量也可更多。优选地，油通道分别由第一和第二部分区域建立，其中，油通道的第一部分区域相比该油通道的第二部分区域具有更大的截面，该第一部分区域由可运动的圆盘形的元件不完全地闭合，该第二部分区域由被牢固地夹紧的弹性的元件遮盖。油通道的第一部分区域相比该油通道的第二部分区域具有更小的截面，该第一部分区域由可运动的圆盘形的元件完全地闭合，该第二部分区域由被牢固地夹紧的弹性的元件部分遮盖。根据另一方面，设置带有上文的差动缸的液压机械的驱动器，该驱动器优选应用在高压功率开关中。
本实用新型优选的实施形式在下文借助附图进一步解释，其中图1显示了通过根据优选的实施形式的带有端部位置衰减器的液压差动缸的示意性的截面图。[0037]参考标号列表1差动缸2 活塞3第一压力区域4第二压力区域6活塞杆7液压管路8 余隙9用于衰减销畅通无阻地向上运动的油通道10衰减销11衰减室12被牢固地夹紧的闭合元件、被牢固地夹紧的圆盘形的元件、被牢固地夹紧的弹性垫圈13带有用于衰减的可变的截面的油通道14至液压液体容器的油箱接头15可运动的闭合元件、可在轴向方向上运动的圆盘、可运动的弹性垫圈16 间隙
具体实施方式
图1显示了带有活塞2的液压差动缸1的示意性的截面图，该活塞2将第一压力区域3与第二压力区域4分开。活塞2以可运动的形式布置在缸内部空间5中，其中，活塞 2以密封的形式将第一压力区域3与第二压力区域4彼此分开。第一压力区域3可通过工作压力加载。工作压力可例如由单独的压力缸(未显示)提供，可通过机械的能量存储器(例如预紧的碟形弹簧或者螺旋弹簧)的释放引起该工作压力作用到压力缸的活塞2上。液压的差动缸1用作提供激活运动。为此，差动缸1的活塞2与活塞杆6相连接， 该活塞杆6作为促动器直接或者间接地促使电功率开关的接通或断开。在工作压力在第一压力区域3中起作用时，活塞2相应于在第一和第二压力区域 3，4之间的压力差而如此地运动，S卩，第二压力区域4的体积减小，其中，位于第二压力区域 4中的液压液体通过液压管路7直接流出到液压液体容器(未显示)中，并且因此不将明显的反压力施加到活塞2上。在激活液压机械的驱动器时，差动缸1的活塞2加速，其中，第二压力区域4不对活塞2的速度减小作贡献。以该方式，借助于液压机械的驱动器进行的切换过程可以期望的速度执行，使得快速的激活过程为可能的。应避免的是，差动缸1的通过激活过程加速的活塞2或者与其相连接的构件以未制动的方式碰撞端部止动件，因为该活塞2或者与其相连接的构件可由此而损坏，并且此外可产生干扰噪音。基于该原因，设置端部位置衰减器。端部位置衰减器借助于柱形的，尤其是圆柱形的衰减销10而构造，该衰减销10在活塞2在内部空间5的运动区域B中运动期间为不起作用的(passiv)，并且一旦活塞2在第二压力区域4的体积进一步减小时在衰减区域D中运动，就引起活塞2的运动的衰减。示出运动区域B和衰减区域D之间的过渡的位置在第二压力区域4的体积减小时通过衰减销10进入到同样柱形的衰减室11中而限定。衰减室11和衰减销10具有这样的截面，即，该截面在衰减销10穿入到衰减室11 中时允许有余隙8，通过该余隙8液压液体可从衰减室11中离开进入到第二压力区域4中。 以该方式通过余隙8实现节流作用，因为包围在衰减室11中的液压液体可通过第二压力区域4到达液压液体容器中。因此，7除了余隙8之外，用于将液压液体引导离开第二压力区域4的液压管路不再与包围在衰减室11中的液压液体处于直接的流体的连接下。为了保证这点，衰减销10的截面构造成小于衰减室11的截面，以为了保证余隙8 以用于液压液体的通过。余隙有效的通过截面可这样选取，即，利用最大可调整的衰减使活塞2运动的衰减成为可能。最大可调整的衰减可例如在设计液压驱动器时预设。因此例如，通过截面可能为衰减销10的截面积的0. 5%至5%。在衰减室11的底部处布置有可在轴向方向上相对于活塞2的运动方向运动的闭合元件15，该闭合元件15优选实施为圆盘形的元件或者球形的元件。可运动的闭合元件 15也可为可运动的弹性垫圈。在活塞2在第二压力区域4的方向上运动到运动区域的区段 D中时，可运动的闭合元件15改变位于或者布置在其下的油通道(01durchbss)9，13的截油通道9的截面这样构造，即，可运动的圆盘形的元件15在活塞2在第二压力区域的方向上运动时闭合该油通道9。另一油通道13的截面这样构造，S卩，可运动的圆盘形元件不完全闭合该另一油通道13，并且因此形成间隙16，液压液体可流过该间隙16。可运动的圆盘形的元件15和油通道9 (该油通道9由可运动的圆盘形的元件15 完全闭合)在此用作止回阀(RUckschlagventil)，并且可运动的圆盘形的元件通过以下方式促使附加的衰减以抵抗活塞2的运动，即，可轴向运动的圆盘形的元件15压靠到衰减室 11的底部处。由此，与可运动的圆盘形的元件15相连接的用作止回阀的油通道9闭合。被牢固地夹紧的闭合元件12优选实施为弹性垫圈或者弹性的圆盘形的元件，该闭合元件12布置在用于液压液体的油通道9，13之下。弹性垫圈12以存在的作用到由其闭合的油通道13上的衰减压力被加载，使得存在作用于由弹性垫圈12闭合的通道13上的衰减压力。油通道9，13分别由第一和第二部分区域建立，其中，油通道13的第一部分区域由可运动的圆盘形的元件15不完全地闭合，并且相对于该油通道13的第二部分区域具有更大的截面，该第二部分区域由被牢固地夹紧的弹性的元件12遮盖。油通道9的第一部分区域(该第一部分区域由可运动的圆盘形的元件15完全闭合)相对于该油通道9的第二部分区域具有更小的截面，该第二部分区域由被牢固地夹紧的弹性的元件12部分地遮盖。当作用在弹性垫圈12的面上的力增大时，其向下弯曲并且释放截面，通过该截面，液压液体可流出到与油通道13相连接的至液压液体容器的油箱接头14中。衰减压力越高，释放的截面越大。当衰减压力通过升高的油流出量下降时，弹性垫圈12的弯曲也减小，并且自由截面再次减小。因此在不超出确定的最高压力的情况下实现活塞2的制动。[0070]当活塞2在相反的方向上从衰减室中引出时，可轴向自由运动的弹性垫圈15升起，在活塞2的方向上运动，并且在此释放用于液压油的贯通部9，13的最大截面。通过在衰减室11的底部处设置可在轴向方向上相对于活塞2的运动而运动的圆盘形的元件15以用于在上方遮盖用于液压液体的通道9，并且在油通道9，13之下设置被牢固地夹紧的圆盘形的元件12，活塞2的衰减可自动调整，使得差动缸可以不取决于应用的方式生产。
权利要求1.一种为用于操作电功率开关、尤其为高压开关的液压机械的驱动器所用的差动缸 (1)，包括:-第一压力区域(3)以用于利用工作压力加载；-第二压力区域；-可在运动区域中运动的活塞O)，所述活塞( 可取决于在所述第一和所述第二压力区域(3，4)之间的压力差而运动；-衰减装置，所述衰减装置在所述活塞( 在所述第二压力区域(4)的方向上在所述运动区域的区段(D)中运动时，提供附加的衰减以抵抗所述活塞O)的运动，其中，所述附加的衰减可自动调整，其特征在于，所述衰减装置具有衰减室(11)，在所述衰减室(11)的底部处布置有油通道(9，13)， 被牢固地夹紧的具有弹性性能的闭合元件(1 布置在所述油通道(9，1；3)之下，并且所述被牢固地夹紧的闭合元件(12)以存在的作用到由其闭合的油通道(13)上的衰减压力被加载，并且调节所述衰减压力。
2.根据权利要求1所述的差动缸，其特征在于，所述被牢固地夹紧的闭合元件(12)实施为弹性垫圈。
3.根据权利要求1所述的差动缸，其特征在于，所述衰减装置在所述第二压力区域的与所述活塞( 相对的端部处具有衰减室(11)，并且具有在所述活塞( 处的在所述第二压力区域的方向上突出的衰减销(10)，其中，所述衰减销(10)和所述衰减室(11)这样构造，即，使得所述衰减销(10)在所述运动区域的区段⑶中伸入到所述衰减室(11)中，并且由此将所述第二压力区域(4)与所述衰减室(11)分开。
4.根据权利要求3所述的差动缸，其特征在于，所述衰减销(10)和所述衰减室(11)这样构造，即，使得在所述衰减销(10)穿入到所述衰减室(11)中之后保留余隙(8)，所述余隙 (8)具有预设的通过截面。
5.根据权利要求4所述的差动缸，其特征在于，所述预设的通过截面这样选取，即，使得所述通过截面促使预设的最大的衰减以抵抗所述活塞O)的运动。
6.根据权利要求5所述的差动缸，其特征在于，在所述衰减室(11)的底部处，所述可相对于所述活塞O)的运动方向运动的闭合元件(1 在所述活塞( 在所述第二压力区域 (4)的方向上运动到所述运动区域的所述区段(D)中时，闭合或者部分地闭合所述通道(9) 的截面。
7.根据权利要求5所述的差动缸，其特征在于，所述油通道(9)中的至少一个的截面这样构造，即，使得所述可运动的闭合元件(1 在所述活塞在所述第二压力区域的方向上运动时闭合所述油通道(9)，并且所述其它油通道(13)中的至少一个的截面这样构造，即，所述可运动的闭合元件(1 不完全地闭合所述油通道(13)，并且因此形成间隙(16)，液压液体流过所述间隙(16)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的差动缸，其特征在于，所述可运动的闭合元件 (15)和所述油通道(9)用作止回阀，所述油通道(9)由所述圆盘形的元件(1 完全或者部分地闭合。
9.一种用于高压功率开关的液压机械的驱动器，带有根据上述权利要求中任一项所述的差动缸(1)。
专利摘要本实用新型涉及一种电功率开关的液压机械驱动器所用的差动缸及这种驱动器，具体而言，涉及一种为用于操作电开关、尤其为高压开关的液压机械的驱动器所用的差动缸(1)，该差动缸(1)包括-第一压力区域(3)以用于利用工作压力加载；-第二压力区域(4)；-可在运动区域中运动的活塞(2)，该活塞(2)可取决于在第一和第二压力区域(3，4)之间的压力差而运动；其特征在于，设置有衰减装置，该衰减装置在活塞(2)在第二压力区域(4)的方向上在运动区域的区段(D)中运动时，提供附加的衰减以抵抗活塞(2)的运动，其中，附加的衰减为可调整的。
文档编号H01H33/34GK202307567SQ201120339779
公开日2012年7月4日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月3日
发明者M·施密特 申请人:Abb技术有限公司