CN104565358A - 液压缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缸装置，该缸装置具有用于对该缸装置的区段或者整个缸装置进行加热的加热元件，其中所述加热元件利用载热流体来运行。

Description

液压缸

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的缸、尤其是液压缸。

背景技术

这种缸一般具有缸壳体，活塞以能够轴向移动的方式在所述缸壳体中得到导引。在所述缸壳体中，所述活塞将两个缸室彼此分开。活塞杆从所述活塞出发延伸，该活塞杆完全穿过所述缸室中的至少一个缸室并且通过杆导引机构从所述缸壳体中伸出。在所述杆导引机构中能够设置例如形式为密封圈的密封件。此外，所述活塞能够在其外侧面上同样具有例如形式为密封圈的密封件。如果在很低的环境温度下、例如在-40℃之下使用这种缸，那么事实已经表明，在所述温度下不再能够进行足够的密封。所述密封件的常用的材料以及所述缸的常用的、尤其是金属的材料在所述温度下不再能够或者只能受限地使用。即使在这种低温下也能够实现所述缸的功能的“特殊材料”因为成本极高而不利。这种极端的温度情况例如会在石油泵驱动装置的领域中使用所述缸时出现。

从现有技术中知道，例如借助电加热盖对这种由常用的材料制成的缸进行加热。所述电加热盖一般来说完全从外面沿着周向包围着所述缸壳体。不过，这种电加热罩具有以下缺点：其不能或者只能受限地在防爆区中使用。此外，其安装相对麻烦。

发明内容

相对于此，本发明的任务是，提供一种缸，它能够成本低廉地制造，并且它能够在很低的温度下可靠地起动和/或运行。

该任务通过一种按照权利要求1的特征所述的缸得到解决。

本发明的其它有利的改进方案是其它从属权利要求的主题。

按照本发明设置了一种用于低温的缸（液压缸）或者说缸装置。这种缸具有缸壳体，所述缸壳体则具有能够在其中轴向移动地得到导引的活塞。所述活塞在此将第一缸室和第二缸室流体地分开。活塞杆以所述活塞为出发点延伸，该活塞杆穿过所述缸壳体并且从所述缸壳体中伸出。有利地设置了加热元件用于对所述活塞杆的至少一个区段和/或所述活塞的至少一个区段和/或所述缸壳体的至少一个区段进行加热。所述活塞杆的区段和/或所述活塞的区段则例如与所述缸壳体的相应的区段一起能够通过所述加热元件来加热。通过所述加热元件借助于载热流体来输送所述热量。

这种解决方案具有以下优点：以小开销来提供一种至少能够部分地加热的缸，该缸也能够在防爆区中使用，因为其不是用电来加热。此外有利的是，利用该加热元件不是对整个缸进行加热，而是仅仅对特定的区段进行加热。作为有待加热的区段，尤其设置了密封性的区域。通过所述加热元件，由此能够将“标准缸”用于低温，以往在该低温下具有特殊材料的“特殊结构”是必要的。

也能够设想，将所述载热流体用于对所述缸进行冷却。

在本发明的其它设计方案中，所述加热元件优选布置在用于所述活塞杆的杆密封件和/或杆导向件的区域中并且/或者布置在用于所述活塞的活塞密封件和/或活塞导向件的区域中。由此利用所述缸实现了加热回路，该加热回路首先对用于可靠起动所述缸的导向及密封元件附近或者当中的特别关键的区域进行加热，或者说在运行过程中将其保持在合适的温度范围内。所述杆密封件的功能可靠地得到保证，这一点之所以特别重要，是因为相应的不密封现象会导致向外泄漏。

如果使用两个加热元件，那么这两个加热元件就能够相应地具有共同的或者单独的加热回路。

优选所述载热流体是液压油。由此所述加热元件能够成本低廉地利用与所述缸相同的流体来运行。能够设想，使用所述缸的或者相邻的液压机构的液压回路的液压油。

在本发明的另一种设计方案中，所述加热元件构造为加热套，该加热套包围着所述缸壳体。所述加热套则优选与所述缸壳体一起限定了流体室或者液体室。所述流体室或者液体室能够装载有所述载热流体，并且能够从所述流体室中将所述载热流体放出。优选所述加热元件为了对所述流体室进行载热流体供给而具有入口接头和出口接头。也能够设想，所述接头构造在所述缸壳体上面或者里面。所述加热套是在结构上极其简单的附加构件，其不会对所述缸的基本结构产生不利影响。例如能够设想，将所述加热套设置在传统的缸上。而后热的载热流体能够容易地通过所述入口接头流入到尤其窄小的流体室中，在所述流体室中将热量散发给邻接的构件。

所述流体室有利地通过处于所述加热套的内壁中和/或所述缸壳体的外壁中的凹部来构成。由此所述流体室被置入到处于所述加热套与所述缸壳体之间的一个或者两个抵靠面中。所述加热套优选构造为空心圆柱状或者圆环状。作为凹部能够设置槽、例如环形槽。

为了热量中的大部分导入到所述缸中，所述加热套基本上或者完全由具有低导热能力或者说低导热率的材料构成。由此从所述流体室出发几乎没有将载热流体的热量导入到所述加热套中，而是导入到所述缸壳体的与所述加热套邻接的区段中。作为替代方案或者补充方案，所述加热套能够具有涂层，该涂层同样具有低导热能力或者说低导热率。所述加热套由此优选构造为绝热的结构并且/或者由基本上绝热的材料构成。

为了使得热量中的最大可能的份额能够转移到所述缸壳体的所期望的区域中，至少所述区域基本上由具有较好的导热能力或者说良好的导热率的材料构成。作为该区域，优选设置了所述杆密封件的区域和/或所述活塞密封件的区域。作为补充方案或者替代方案，所述缸壳体至少能够在所述杆密封件的区域中并且/或者在所述活塞密封件的区域中具有涂层，该涂层能够实现良好的导热能力或者说良好的导热率。所述缸壳体由此在所述杆密封件的区域中并且/或者在所述活塞密封件的区域中优选设有能导热的材料。

在本发明的另一种设计方案中，所述缸壳体为所述例如具有多个密封圈的杆密封件并且为所述杆导向件而具有套筒状的壳体区段。所述壳体区段则能够优选至少部分部段由能导热的材料构成并且/或者至少部分部段具有能导热的涂层。

所述壳体区段则优选与所述加热套形成尤其预装配的单元。所述单元能够通过以下方式得到实现：所述壳体区段与所述加热套形状锁合地通过螺纹连接部材料锁合地或者力锁合地连接。通过所述由壳体区段和加热套构成的单元能够进行快速的密封件更换和/或密封***更换。作为替代方案能够设想，所述壳体区段和所述加热套构造为一体的结构。

能够如此设计所述流体室的几何形状，从而最佳可能地将热量传导给所述杆密封件。

所述壳体区段例如是所述缸的缸盖（Zylinderkopf）的一部分或者形成所述缸盖。

所述活塞密封件的区域优选能够是所述缸壳体的缸套（Zylinderrohr），其中所述缸套则被加热套所包围。

所述加热套而后沿着轴向方向看完全或者部分地包围着所述缸套。在本发明的另一种设计方案中，所述加热套优选在所述活塞的最终位置（Endposition）的区域中定位在所述缸套上。

作为密封件，所述活塞能够在其外侧面中并且/或者所述用于杆密封件的壳体区段能够在其内侧面中具有至少一个环形密封件。

有利地设置了一种用于进行温度检测的装置。在此能够设想，在低于预先确定的温度时使用所述加热元件。

所述用于进行温度检测的装置例如是温度传感器，该温度传感器则与用于对所述加热元件进行控制的控制器连接。作为补充方案或者替代方案，能够设置热力阀、温度控制开关和/或调温器。

利用所述用于进行温度检测的装置能够使得所述加热元件自动地、也就是说在没有人工干预的情况下在需要时可激活。

优选在从所述流体室出来的出口侧检测所述温度。

附图说明

下面借助附图对本发明的优选的实施方式进行详细阐述。唯一的附图1以纵剖面示出了按照一种实施例的、按本发明的缸。

附图标记列表：

1           缸

2           缸壳体

4           缸套

6           缸底

8           缸盖

10         活塞

12         活塞杆

14         缸室

16         缸室

18         穿通部

20         抵靠面

22         壳体区段

24         穿通部

26         密封件

27         滑环

28         密封件

30         轴向套环

32         环形端面

34         内套筒

36         环形端面

38         内侧面

40         内侧面

42         压力接头

44         凹部

46         压力接头

48         第一加热元件

50         第二加热元件

52         内侧面

54         轴向套环

56         径向套环

58         环形面

60         螺丝

62         环形槽

64         入口接头

66         出口接头

68         法兰

70         器件

72         内侧面

74         环形槽

76         环形面

78         环形面

80         外侧面

82         入口接头

84         出口接头

86           温度传感器。

具体实施方式

按照附图，示出了缸1或者说缸装置。所述缸1是能够用于低温的液压缸。该液压缸具有带有缸套4的缸壳体2。所述缸套4以缸底6和缸盖8来封闭。在所述缸套4中，活塞10以能够轴向滑动的方式得到导引。活塞杆12与所述活塞10连接，所述活塞杆从所述活塞10出发轴向延伸。所述活塞10在所述缸套4中将第一缸室14与第二缸室16分开。所述活塞杆12在此穿过所述第一缸室14，由此在所述第一缸室中形成环状的流体室。此外，所述活塞杆12通过大致柱状的穿通部18穿过所述缸盖8。

在所述缸盖8处，壳体区段22连接到背向所述活塞10的抵靠面20上。所述壳体区段同样被所述活塞杆12通过穿通部24穿过，其中所述活塞杆12而后从所述壳体区段22中向外伸出。在所述穿通部18和24中，相应地设置了密封件和滑动件。保证相对于外部环境无泄漏的所述密封件在此构造为环形密封件，其中在所述穿通部24中设置了两个环形密封件26。所述滑动件构造为滑环27并且用于滑动地导引所述活塞杆12。

所述活塞10在其外侧面上同样具有形式为环形密封件28的密封件以及两个滑环27，其中沿着轴向方向看所述环形密封件28布置在所述滑环27之间。

所述缸盖8以轴向套环（Axialbund）30嵌入到所述缸套4中，其中所述轴向套环30的、指向活塞10的环形端面32则用作用于所述活塞10的抵靠面或者说止挡面。所述缸底6的、设置在第二缸室16中的轴向套环34构成另一止挡面或者说抵靠面，其中所述轴向套环34同样嵌入到所述缸套4中。作为抵靠面则设置了所述缸底6的、指向活塞10的环形端面36。所述缸底6的内侧面40限定了盲孔状的凹部，压力接头42沿着径向的方向通入到所述凹部中。在所述缸盖8的区域中设置了另一压力接头。所述缸盖8同样具有大致盲孔状的凹部44，压力接头46沿径向通入到所述凹部中。通过所述压力接头42能够向所述第二缸室16装载压力介质或者说液压油，或者能够将压力介质从所述第二缸室16中放出。通过所述压力接头46则能够向所述第一缸室14装载压力介质，或者能够将压力介质从所述第一缸室14中放出。

为了在所述缸1的密封件26、28的区域中对所述缸1进行加热，设置了第一和第二加热元件48、50。所述第一加热元件48构造为加热套并且具有基本上圆柱状的内侧面52。所述缸盖8以背向所述轴向套环30的轴向套环54密封地嵌入到所述内侧面52中。此外，所述第一加热元件48包围着所述壳体区段22，该壳体区段的最大的外直径大致相当于所述轴向套环54的最大的外直径。所述壳体区段22具有径向套环56，该径向套环以其指向所述活塞10的方向的环形面58抵靠在所述第一加热元件48上。所述径向套环56则用作法兰，该法兰通过螺丝60与所述第一加热元件48连接。

在由第一加热元件48所包围的区域的区段中，将环形槽62置入到所述壳体区段22中，该环形槽62用作用于容纳载热流体的流体室。沿着轴向的方向看，所述环形槽62与所述壳体区段22的径向套环56隔开并且与所述缸盖8的轴向套环54隔开。为了流体连接通过所述环形槽62形成的流体室，在所述第一加热元件48中大致沿着径向的方向设置了入口接头64和出口接头66。所述第一加热元件48同样具有法兰68，能够用该法兰来固定所述缸1。所述第一加热元件48和所述缸盖8通过常用的器件70被固定在所述缸1上。所述第一加热元件48和所述壳体区段22优选形成一个单元。所述壳体区段22例如能够由能够良好地导热的并且具有高导热率的材料构成，而所述第一加热元件48则优选由具有低导热能力以及低导热率的材料构成。通过所述能够良好地导热的壳体区段22则能够将载热流体从所述通过环形槽62形成的流体室导引到所述密封件26或者说所述穿通部24。热的载热流体而后通过所述入口接头64输送给所述环形槽62并且通过所述出口接头66排出。

所述第二加热元件50同样构造为加热套并且包围着所述大致空心柱状的缸套4。所述加热元件50沿着轴向方向看的宽度大致处于所述活塞10的宽度的数量级中。所述第二加热元件50借助常用的器件固定在所述缸套4上。环形槽74被置入到所述第二加热元件50的、大致构造为圆柱状的内侧面72中。该环形槽74沿着轴向的方向看与所述套筒状的第二加热元件50的、背向彼此的环形面76和78隔开。该环形槽74与所述缸套4的外侧面80一起限定了流体室。为了将载热流体输入到所述流体室中，沿径向将入口接头82置入到所述第二加热元件50中，并且为了排出载热流体，同样沿径向将出口接头84置入到所述加热元件50中。通过置入到所述第二加热元件50中的密封件，沿轴向对所述通过环形槽74构成的流体室进行密封。

如果所述活塞10抵靠在所述缸底6的、用作止挡面的环形端面36上，那么该活塞就借助其密封件布置在所述第二加热元件50的环形槽74的区域中。所述加热元件50优选相应于所述第一加热元件48由绝热的材料构成。为了对所述活塞10或者说其密封件28进行加热，将热的载热流体通过所述入口接头82输送给所述通过环形槽74构成的流体室并且通过所述出口接头84排出。

所述第一加热元件48或者说第二加热元件50的接头64和66或者说82和84沿着周向看尽可能远离彼此隔开，以便进入到相应的流体室中的载热流体经过尽可能长的距离到达相应的出口接头66或者说88处，从而尽可能多的散发热量。

所述加热元件48、50能够通过共同的流体回路与载热流体连接。作为替代方案也能够设想，其分别借助自身的回路来供热。如果将液压油用作载热流体，那么所述加热元件48和50例如也能够借助所述缸1的液压回路或者相邻的液压组件来使用。

在所述第一加热元件48的出口接头66中或者在其下游，设置了温度传感器86，该温度传感器检测所述载热流体的温度。能够用所检测到的温度来控制所述第一加热元件48或者所述两个加热元件48、50。作为替代方案能够设想，设置额外的传感器用于从所述第二加热元件50中流出的载热流体。也能够设想，将所述温度传感器86仅仅用于检测从所述第二加热元件50中流出的载热流体的温度。

公开了一种缸装置，该缸装置具有用于对该缸装置的区段或者整个缸装置进行加热的加热元件，其中所述加热元件利用载热流体来运行。

Claims (14)

1. 具有缸壳体（2）的缸，在所述缸壳体中活塞（10）可移动地得到导引，所述活塞将第一缸室（14）与第二缸室（16）分开，其中活塞杆（12）从所述活塞（10）出发延伸并且穿过所述缸壳体（2），其特征在于，设置了加热元件（48、50）用于对所述活塞杆（12）的至少一个区段（26）和/或所述缸壳体（2）的至少一个区段（4）和/或所述活塞（10）的一个区段进行加热，热量能够通过载热流体来输送给所述区段。

2. 按权利要求1所述的缸，其中所述加热元件（48、50）布置在用于所述活塞杆（12）的杆密封件（26）的区域中并且/或者布置在用于所述活塞（10）的活塞密封件（28）的区域中。

3. 按权利要求1或2所述的缸，其中所述载热流体是液压油。

4. 按权利要求1到3中任一项所述的缸，其中所述加热元件（48、50）具有包围所述缸壳体（2）的加热套（48、50），所述加热套与所述缸壳体（2）一起限定了流体室（62、74）并且所述加热套具有入口接头（64、82）和出口接头（66、84），所述入口接头和出口接头分别与所述流体室（62、74）流体连接。

5. 按权利要求4所述的缸，其中为了构造所述流体室（62、74）而将槽（62、64）置入到所述加热套的内壁（72）中和/或所述缸壳体（2）的外壁中。

6. 按前述权利要求中任一项所述的缸，其中所述加热元件（48、50）至少基本上由一种具有低导热能力的材料构成，并且/或者其中所述加热元件（48、50）至少部分部段具有一种具有低导热能力的涂层。

7. 按权利要求2到6中任一项所述的缸，其中所述缸壳体（2）在所述杆密封件（26）的区域中和/或在所述活塞密封件（28）的区域中基本上由一种具有良好导热能力的材料构成，并且/或者其中所述缸壳体（2）至少在所述杆密封件（26）的区域中和/或至少在所述活塞密封件（28）的区域中具有一种具有良好导热能力的涂层。

8. 按权利要求2到7中任一项所述的缸，其中所述缸壳体（2）为了所述杆密封件（26）而具有套筒状的壳体区段（22）。

9. 按权利要求8所述的缸，其中所述壳体区段（22）与所述加热元件（48）一起形成一个单元。

10. 按权利要求8或9所述的缸，其中所述壳体区段（22）是缸盖（8）的一部分或者是缸盖。

11. 按权利要求2到10中任一项所述的缸，其中所述活塞密封件（28）的区域是所述缸壳体（2）的缸套（4），其中所述缸套（4）被所述加热元件（50）所包围。

12. 按权利要求11所述的缸，其中沿着所述缸（1）的轴向的方向看，所述加热元件（50）在所述活塞（10）的最终位置的区域中包围着所述缸套（4）。

13. 按前述权利要求中任一项所述的缸，其中设置了用于进行温度检测的装置（86），并且其中在低于预先确定的温度时使用所述加热元件（48、50）。

14. 按权利要求13所述的缸，其中所述装置是温度传感器（86）、热力阀、温度控制开关和/或调温器。