液壓缸單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種液壓缸單元、一種相應(yīng)的液壓系統(tǒng)、一種對相應(yīng)液壓缸單元的或 相應(yīng)液壓系統(tǒng)的廢熱的應(yīng)用以及一種用于驅(qū)動液壓缸單元的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有技術(shù)中，熱量沿著組件的表面通過(例如在控制機(jī)組、栗、電機(jī)，…中的）熱 量通路排放，且熱量沿著表面(對流地和輻射地)排放。
[0003] 由于這些組件越來越集成在系統(tǒng)中，所以減小了所述表面，且熱點(diǎn)并不位于表面 附近。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在這種背景下，采用這里提出的方案，提出了根據(jù)主權(quán)利要求的一種液壓缸單元， 還有一種采用該液壓缸單元的液壓系統(tǒng)、一種對相應(yīng)液壓缸單元的或相應(yīng)液壓系統(tǒng)的廢熱 的應(yīng)用以及一種用于驅(qū)動液壓缸單元的方法。有益的設(shè)計(jì)可由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求和后續(xù) 說明得到。
[0005] 針對緊湊的液壓缸單元，可以通過對冷卻機(jī)構(gòu)的集成來避免過熱和局部熱點(diǎn)。有 利地，可以改善液壓缸單元的功率密度。同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的均勻的溫度比。
[0006] 這里提出的方案提供了一種液壓缸單元，其帶有用于驅(qū)動液壓缸單元的促動器機(jī) 構(gòu)，其中，該促動器機(jī)構(gòu)包括栗和/或電機(jī)，其特征在于與促動器機(jī)構(gòu)熱耦接的用來冷卻促 動器機(jī)構(gòu)的冷卻機(jī)構(gòu)。
[0007] 液壓缸單元可以是液壓的線性單元、液壓的緊湊軸、特別是帶有位于內(nèi)部的促動 器機(jī)構(gòu)的液壓缸、電機(jī)-栗-液壓缸或特別是采用差動方式的同步缸。電機(jī)可以是電動機(jī)。電 機(jī)可以被設(shè)計(jì)用于驅(qū)動栗。該栗被設(shè)計(jì)用于把液壓介質(zhì)栗送到液壓缸單元的腔中，以便使 得液壓缸單元的活塞移動。冷卻機(jī)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)用來冷卻促動器機(jī)構(gòu)，補(bǔ)充地或替代地冷 卻液壓缸單元或液壓缸單元的部分區(qū)域。
[0008] 冷卻機(jī)構(gòu)可以包括帶有用于冷卻介質(zhì)的冷卻管路的冷卻回路和用于輸送冷卻管 路中的冷卻介質(zhì)的輸送機(jī)構(gòu)。冷卻管路在此可以是一種冷卻管道。在一種實(shí)施方式中，冷卻 機(jī)構(gòu)可以包括多個冷卻管路或冷卻通道。冷卻介質(zhì)在此可以是一種熱載體或冷載體。冷卻 介質(zhì)可以用于輸出熱量。因而可以在促動器機(jī)構(gòu)上，特別是在促動器機(jī)構(gòu)的外表面上，設(shè)置 冷卻管路的或冷卻回路的第一區(qū)段。冷卻介質(zhì)因而可以將熱能從液壓缸單元內(nèi)部的熱點(diǎn)向 外輸送。在此，熱點(diǎn)可以是空間上的局部受熱處。用于輸送冷卻介質(zhì)的輸送機(jī)構(gòu)可以是冷卻 劑輸送單元或冷卻介質(zhì)輸送單元。
[0009] 此外，冷卻機(jī)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)用于把冷卻介質(zhì)引導(dǎo)至液壓缸單元的外表面，以便通 過對流并且補(bǔ)充地或替代通過熱輻射來排出所吸收的熱能。在冷卻機(jī)構(gòu)與外表面之間，可 以設(shè)置一個絕緣件或絕緣表面。因而可以將熱點(diǎn)的廢熱通過有針對性的熱量傳輸而輸送到 冷卻機(jī)構(gòu)比如大的表面、冷卻體、冷卻機(jī)組或熱交換器。
[0010] 同樣有益的是，冷卻介質(zhì)是冷卻劑，補(bǔ)充地或替代地是制冷劑。冷卻劑是氣態(tài)的、 液態(tài)的或固態(tài)的物質(zhì)，或者是相應(yīng)的物質(zhì)混合物。制冷劑可以在制冷循環(huán)中與熱梯度相反 地傳輸熱量，從而外界溫度可以高于要冷卻的液壓缸單元的溫度。冷卻劑可以在冷卻循環(huán) 中沿著溫度梯度朝向較低溫度的位置傳輸熱焓。
[0011] 液壓缸單元可以具有用于在冷卻機(jī)構(gòu)的表面和/或熱交換器和/或散熱器上產(chǎn)生 氣流的通風(fēng)機(jī)。因而可以有利地特別是通過對流來對冷卻機(jī)構(gòu)的一個區(qū)段或部分區(qū)域予以 冷卻。
[0012] 冷卻機(jī)構(gòu)可以具有用于改變冷卻機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)壓力的機(jī)構(gòu)。冷卻機(jī)構(gòu)特別是可以具 有用于改變在冷卻管路中的（形式尤其為制冷劑的)冷卻介質(zhì)的系統(tǒng)壓力的機(jī)構(gòu)。因而可以 優(yōu)化地調(diào)整冷卻介質(zhì)的壓力，用于通過冷卻介質(zhì)來傳輸熱焓。
[0013] 冷卻機(jī)構(gòu)可以與熱交換器耦接。冷卻機(jī)構(gòu)還可以具有散熱器。同樣有益的是，冷卻 機(jī)構(gòu)具有節(jié)流閥，補(bǔ)充地或替代地具有壓縮機(jī)。在此，冷卻機(jī)構(gòu)特別是可以具有節(jié)流閥，補(bǔ) 充地或替代地具有節(jié)流閥，以便改變冷卻回路中的冷卻介質(zhì)的壓力。在此，冷卻介質(zhì)的壓力 可以逐段地改變。因此，在冷卻回路的第一區(qū)段中的冷卻介質(zhì)壓力可以不同于在冷卻回路 的第二區(qū)段中的冷卻介質(zhì)的第二壓力。
[0014] 液壓缸單元可以至少部分地包繞促動器機(jī)構(gòu)。促動器機(jī)構(gòu)特別是可以設(shè)置在液壓 缸單元的內(nèi)部。因此，液壓缸單元的可移動的氣缸可以在縮進(jìn)的狀態(tài)下至少部分地包繞促 動器機(jī)構(gòu)。液壓缸單元的內(nèi)表面可以貼靠在促動器機(jī)構(gòu)的外表面上。冷卻機(jī)構(gòu)可以至少部 分地設(shè)置在液壓缸單元的內(nèi)表面與促動器機(jī)構(gòu)的外表面之間。
[0015] 冷卻機(jī)構(gòu)可以具有位于冷卻回路上的至少一個止回閥。在此，該冷卻回路可以經(jīng) 過液壓缸單元的氣缸腔。在此，輸送機(jī)構(gòu)特別是可以包括至少一個止回閥和氣缸腔，以便輸 送冷卻介質(zhì)。冷卻介質(zhì)因而可以經(jīng)由入口流入到氣缸腔中，并經(jīng)由出口從氣缸腔中流出。該 實(shí)施方式不僅在液壓缸的集成式構(gòu)造方式情況下可行，而且在(液壓)氣缸單元帶有位于外 部的電機(jī)-栗-組時(shí)也可行。
[0016] 冷卻機(jī)構(gòu)可以具有與冷卻回路耦接的體積補(bǔ)償蓄存器，用于補(bǔ)償在冷卻回路中的 冷卻劑的體積。因此，例如在冷卻回路的體積改變情況下，這比如因冷卻回路中的具有變化 的體積的氣缸腔而引起，可以利用該體積補(bǔ)償蓄存器提供附加的冷卻介質(zhì)，或者把多余的 冷卻介質(zhì)暫存起來。冷卻回路中的氣缸腔在此可以是輸送機(jī)構(gòu)的一部分。因而也可以將氣 缸腔稱為輸送腔。該實(shí)施方式不僅在液壓缸的集成式構(gòu)造方式情況下可行，而且在(液壓） 氣缸單元帶有位于外部的電機(jī)-栗-組時(shí)也可行。
[0017] 此外，在一種實(shí)施方式中，冷卻介質(zhì)可以是液壓介質(zhì)。栗的泄漏機(jī)油接頭特別地可 以與冷卻回路耦接，以便提供液壓介質(zhì)。泄漏機(jī)油因而例如可以是液壓介質(zhì)。液壓介質(zhì)可以 是液壓液體或用來傳遞液壓系統(tǒng)中的能量和/或力的流體。因而液壓介質(zhì)可以是熱穩(wěn)定的， 也就是說，對粘稠度(無論動態(tài)粘稠度還是運(yùn)動粘稠度)具有較小的溫度影響、具有較低的 可壓縮性和剪切穩(wěn)定性以及較小的泡沫形成性。該實(shí)施方式不僅在集成式構(gòu)造方式情況下 可行，而且普遍地對于液壓機(jī)組、電機(jī)-栗-組和帶有位于外部的電機(jī)-栗-組的氣缸單元也 可行。
[0018] 提出一種液壓系統(tǒng)，其帶有這里提出的第一液壓缸單元的一個變型和這里提出的 第二液壓缸單元的至少一個變型，它們具有共同的冷卻機(jī)構(gòu)。因而可以為至少兩個液壓缸 單元使用一個冷卻機(jī)構(gòu)。在此，第一液壓缸單元和至少第二液壓缸單元并行地或串行地設(shè) 置在冷卻機(jī)構(gòu)的冷卻回路中。在一種實(shí)施方式中，多個液壓缸單元的至少部分并行的布置 與多個液壓缸單元的至少部分串行的布置相組合。在此，并行和串行可以涉及在冷卻回路 中的液壓缸單元的布置情況。
[0019] 提出，使用這里提出的液壓缸單元的變型的廢熱，和/或使用這里提出的液壓系統(tǒng) 的變型的廢熱，用于特別是借助于制冷機(jī)的另一冷卻過程和/或熱過程。因而可以將來自至 少一個液壓缸單元的廢熱用于冷卻過程或熱過程，例如以便驅(qū)動吸附式制冷機(jī)。通過這種 方式可以不僅針對液壓缸單元，而且類似地例如針對液壓設(shè)備或Sytronix-電機(jī)-栗-單元 進(jìn)行熱能利用。
[0020] 提出一種用來驅(qū)動這里提出的液壓缸單元的方法，其中，該方法具有如下步驟：
[0021] 控制促動器機(jī)構(gòu);和
[0022] 利用與促動器機(jī)構(gòu)耦接的冷卻機(jī)構(gòu)來冷卻促動器機(jī)構(gòu)。
[0023] 也可以利用本發(fā)明的方法形式的該設(shè)計(jì)變型快速地且有效地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0024] 本發(fā)明的一個方面是液壓缸單元的冷卻設(shè)計(jì)方案。對于液壓缸單元來說，可以將 電動機(jī)和栗裝入到液壓缸單元的氣缸內(nèi)部。在一種實(shí)施方式中，在此存在有冷卻介質(zhì)或冷 卻通道，其把熱量從電動機(jī)和栗向外排放。
[0025] 在一種可選的實(shí)施方式中，冷卻劑在包繞電動機(jī)和栗的內(nèi)殼中循環(huán)。可選地，這里 可以通過散熱器或熱交換器進(jìn)行熱量排放。
[0026] 在一種實(shí)施方式中，這里可以利用在冷卻機(jī)構(gòu)中的冷卻劑或制冷劑。因而可以將 冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)用來為了冷卻而使用冷卻劑，或者替代地使用制冷劑。在此，制冷劑回路可以 有選擇地具有節(jié)流閥。冷卻回路因而可以具有多個制冷劑回路。
[0027] 在一種特殊的實(shí)施方式中，可以把液壓缸單元或液壓缸單元的氣缸或氣缸腔或者 與液壓缸單元親接的輔助氣缸用作冷卻劑輸送單元。
[0028] 在一種實(shí)施方式中，可以有選擇地將液壓介質(zhì)用作冷卻介質(zhì)。在此，液壓介質(zhì)可以 在泄漏機(jī)油接頭上或者在栗的出口接取。
[0029] 有利地可以將多個軸的或者液壓缸單元的廢熱匯總起來，并且采用過程技術(shù)利用 熱量。
【附圖說明】
[0030] 下面參照附圖示例性地詳述本發(fā)明。其中：
[0031] 圖1-圖4分別為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的液壓缸單元的示意圖；
[0032] 圖5-圖8分別為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的溫度走勢的簡化的曲線圖；
[0033] 圖9-圖10分別為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的液壓缸單元的示意圖；
[0034] 圖11為根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的溫度