本发明涉及一种压力放大器，其包括：壳体；壳体中的放大活塞，该放大活塞具有在高压室中的高压区域和在低压室中的低压区域；以及具有压力受控的阀元件的开关阀，该阀元件具有大压力区域和小压力区域。
背景技术：
这种压力放大器例如由us6866485b2已知。
放大活塞是阶梯式活塞的形式。低压区域比高压区域大。当流体(特别是液压流体)作用在低压区域上时，高压区域上的压力通过低压区域和高压区域之间的比率增加。
当放大活塞执行放大行程并到达其终点位置时，其必须返回到行程的起点。为此，高压室被供给有供给压力下的流体，并且低压室被设定为更低的压力，例如油箱压力。低压室内的压力变化由开关阀控制。
开关阀是压力受控的，即阀元件的位置由作用在一个或另一个方向上的压差控制。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种具有高工作频率的压力放大器。
该目的通过如开头所述的压力放大器解决，其中阀元件和放大活塞位于壳体中的相同孔中。
控制所述阀元件的位置的压力被放大活塞控制。当放大活塞和阀元件位于壳体中的相同孔中时，至少有一个压力同时作用在阀元件和放大活塞上。因此，流体可以非常快速地与阀元件起作用，并且可以控制阀元件的反应时间。反应或响应时间越短，压力放大器的工作频率越高。
在本发明的一个实施例中，放大活塞和阀元件具有共同的纵向轴线。这有利于孔的生产。
在本发明的一个实施例中，阀元件具有用于限制第一方向上的移动的第一机械止动装置和用于限制与第一方向相反的第二方向上的移动的第二机械止动装置。阀元件的终点位置由止动装置决定。因此可以以较大的力作用在开关阀的阀元件上并且同时保持阀元件的确定的开关位置。
在本发明的一个实施例中，第一机械止动装置在运动方向上布置在阀元件内。第一机械止动装置可以例如由阀元件上的径向外凸缘和阀元件所位于的孔中的径向内台阶实现。
在本发明的一个实施例中，第二机械止动装置由阀元件的前表面和封闭所述孔的塞子形成。这是一个简单的构造。
在本发明的一个实施例中，塞子包括围绕阀元件的末端部的周向壁。在由塞子的壁围绕的区域中，阀元件可以具有减小的外径。
在本发明的一个实施例中，阀元件包括通过放大活塞连接到高压或低压的变化压力区域。如上所述，开关阀的阀元件是压力受控的，其中受控压力由放大活塞控制。变化压力区域例如可以形成在阀元件的由塞子的周向壁围绕的末端部附近。阀元件的这个末端部可以具有减小的外径以便产生更大的变化压力区域。阀元件还可以包括比变化压力区域小的恒定压力区域。通过改变作用在变化压力区域上的压力，可以调整阀元件的位置。
在本发明的一个实施例中，放大活塞具有一定尺寸的行程，使得其至少在返回运动的端部撞击阀元件。在这种情况下，阀元件通过放大活塞机械地移动，特别是在返回行程期间。在返回行程中，放大活塞朝向高压室增加且低压室减小的方向移动。这样可以进一步减少阀元件的响应时间。
在本发明的一个实施例中，阀元件在与所述放大活塞的返回运动相反的方向上被加载辅助力。以这种方式也可以加速阀元件沿相反方向的运动。
在一个实施例中，辅助力至少部分地由弹簧装置产生。弹簧装置包括至少一个在放大活塞的返回运动期间张紧(例如压缩)的弹簧，当使得阀元件在相反方向上运动时，弹簧进行膨胀以加速阀元件。
在本发明的一个实施例中，辅助力至少部分由蓄压器中的压力产生。蓄能器可以包括例如气体。弹簧装置和蓄能器可以择一使用或一起使用。
在本发明的一个实施例中，壳体是活塞缸单元的一部分。这样将压力放大器集成到活塞缸单元中以使其尽可能紧凑。
在本发明的一个实施例中，壳体是活塞缸单元的缸的一部分。这样的结构非常紧凑。
附图说明
现在将参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1是压力放大器的示意性前视图；
图2是图1的截面a-a；
图3是图2的截面b-b；
图4示出了图2的截面c-c；
图5示出了图2的截面d-d；
图6示出了图2的截面e-e；以及
图7示出了图2的截面f-f。
具体实施方式
压力放大器1包括具有台阶孔的壳体2。孔包括两部分，即形成低压室3的直径较大的部分和形成高压室4的直径较小的部分。
放大活塞5呈阶梯式活塞的形式，该阶梯式活塞具有直径较大的第一部分6和直径较小的第二部分7。第一部分6包括形成低压区域8的前表面，第一部分6的外径对应于低压室3的内径。
第二部分7包括形成高压区域9的前表面，第二部分7的外径对应于高压室4的内径。
开关阀11的阀元件10位于孔的形成低压室3的一部分中。在与放大活塞5相对的一端，低压室3由塞子12封闭。塞子12包括围绕阀元件10的末端部14的周向壁13，末端部14是阀元件10的具有最小外径的部分。
在朝向放大活塞5的方向上，末端部14之后是在圆周方向上延伸并且形成阀元件10的最大直径的突出部15。突出部15的面向塞子12的表面形成变化压力区域16。突出部15的相对侧形成恒定压力区域17。变化压力区域16大于恒定压力区域17。
在朝向放大活塞5的方向上，突出部15之后是具有在末端部14与突出部15的直径之间的直径的前部18。
孔的形成低压室3的部分包括台阶19，孔的形成低压室3的在台阶19和塞子12之间的部分具有扩大的内径，该内径对应于突出部15的外径。除此之外，低压室3具有与阀元件10的前部18的外径相对应的内径。
突出部15与台阶19一起形成第一机械止动装置。由于突出部15布置在阀元件10的中间部分中，所以第一止动装置在运动方向上布置在阀元件10内。
塞子12与末端部14的前表面一起形成第二机械止动装置。
第一机械止动装置限制阀元件10在朝向放大活塞5的方向上的运动。第二机械止动装置是机械地限制阀元件10在远离放大活塞5的方向上的运动。
除了形成低压室3和高压室4的孔之外，壳体2包括压力通道20，油箱通道21和连接通道22。以未示出的方式，压力通道20连接到压力源，例如泵。油箱通道21连接到接收从压力放大器1返回的流体的油箱或其他容器。连接通道22通向高压室4并通向低压室3。
放大活塞5的第二部分7包括直径减小部分23或者简单地包括凹槽，该凹槽起始于离高压区域9预定距离处并沿着朝向放大活塞5的第一部分6的方向延伸。
以未示出的方式，高压室4也连接到压力通道20，或者以另一种方式连接到压力源。
阀元件10呈中空圆柱体的形式，其圆柱体壁上具有多个孔24。
当阀元件10处于图2所示的位置时，即它接触塞子12，低压室3连接到油箱通道21，从而在低压室3中存在油箱压力(或另一个低压力)。
放大活塞5的高压区域9通过高压室4中的与压力通道20中的供给压力相对应的压力而被加载。因此，放大活塞5朝着开关阀11方向运动。在此运动过程中，流体可从油箱通道21中吸出，如图7所示。
当放大活塞5在此运动方向上到达其终点位置或几乎终点位置时，建立连接通道22和高压室4之间的连接。高压室4中的压力经由连接通道22的分支25传递到变化压力区域16。
恒定压力区域17恒定地处于压力通道20的压力下(图4)，即，即供给压力。由于变化压力区域16大于恒定压力区域17并且作用于两侧的压力相同，因此阀元件10沿朝向放大活塞5的方向移动，直到突出部15抵靠在台阶19上。在此位置，孔24与连接到压力通道20的凹槽26形成重叠关系(图5)。压力通道20的供给压力现在存在于低压室3中，并且作用在放大活塞5的低压区域8上。由于低压区域8大于放大活塞5的高压区域9，放大活塞5在远离开关阀11的方向上移动，由此在高压室4内产生更高的压力。
放大活塞5继续运动，直到直径减小部分23与连接通道22相重叠。一旦直径减小部分23与连接通道22重叠，则建立变化压力区域16与油箱通道21之间的连接。此时，作用在恒定压力区域上的压力大于作用在变化压力区域16上的压力，阀元件返回到图2所示的位置。
通过所示的流体连接到不同的区域，即阀元件10的变化压力区域16和恒定压力区域17，对开关阀11实现了快速的响应速度，因为流体可以很快地起作用，因为它可以围绕阀元件流动。
在图中未示出的方式中，放大活塞5可以具有这样的行程，该行程的大小使得放大活塞5至少在其返回运动的端部撞击阀元件10，使得阀元件10在返回行程中机械地移动。
在放大活塞5的返回行程中，阀元件10还可以挤压弹簧装置或使得蓄压器填充可压缩流体(如空气或其他气体)，使得弹簧或蓄压器中的压力用于在增压方向上推动阀元件10与放大活塞5一起运动。弹簧的力或蓄压器中的压力形成一种辅助力。辅助力也可以以其他方式产生。
壳体2可以是活塞缸单元的一部分，特别是活塞缸单元的缸的一部分。