专利名称：用于弹簧式蓄能驱动装置的凸轮盘和弹簧变位开关以及弹簧式蓄能驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于操作按键的凸轮盘，所述凸轮盘包括具有至少一个第一
径向延展的第一周长区域和具有至少一个第二径向延展的第二周长区域，其中至少一个第 二径向延展要大于至少一个第一径向延展。 本实用新型还涉及一种具有相关凸轮盘的弹簧变位开关以及一种液压的弹簧式 蓄能驱动装置，其用于高压管道开关，该高压管道开关包括这种具有凸轮盘的弹簧变位开 关。
背景技术：
这种类型的弹簧式蓄能驱动装置也由专利申请EP 0829892 Al已知。在此，蓄能
弹簧安置在一个耐压壳体和一个可在蓄能气缸中滑动的压力活塞，在蓄能气缸中存在受压
的液体。 一个驱动杆借助于这种液体而运动，该驱动杆固定在可在工作气缸中滑动的驱动
活塞上。如果工作活塞通过工作杆运动到第一最终位置中，则该工作活塞将闭合功率开关。
如果工作活塞通过工作杆运动到第二最终位置中，则该工作活塞将断开功率开关。 工作气缸的其中存在工作杆的区域与蓄能气缸液压地连接。在那里也存在高压下
的液体。 如果工作气缸的远离工作杆的区域与蓄能气缸液压地连接，则高压下的液体被引 导到工作气缸的这个区域中并且工作活塞被运动到第一最终位置中。 如果工作气缸的远离工作杆的区域与低压油箱液压地连接，则高压下的液体将从 工作气缸的这个区域引导到低压油箱中并且工作活塞被运动到第二最终位置中。 在每个转换周期中，也就是说在工作活塞运动到第一最终位置并且又回到第二最 终位置中时，定量的液体由此而从蓄能气缸流到低压油箱中。因此在蓄能气缸中的容量被 縮减并且蓄能弹簧将压力活塞更深地压入到蓄能气缸中。在此，蓄能弹簧继续延展。 弹簧式蓄能驱动装置具有弹簧变位开关，该弹簧变位开关可以使得，蓄能弹簧实 现最大有效延展，这种延展在下文中被称为接通延展(Einschaltausdeh皿ng)。弹簧变位开 关随后接通泵，该泵将液体从低压油箱泵入蓄能气缸中，由此而使得蓄能弹簧重新被偏压 并且因此而縮减了其延展。弹簧变位开关可以使得，蓄能弹簧实现一个预设的延展并且切 断泵，这种延展在下文中被称为切断延展(Ausschaltausdehnung)。 蓄能弹簧的切断延展要小于接通延展。蓄能弹簧的延展也带来了滞后效果，该滞 后效果在下文中被称为再加载滞后效果。 再加载滞后效果通过弹簧变位开关来控制。弹簧变位开关包括一个可直线移动的 齿条，其在蓄能弹簧上耦合并且通过齿轮来驱动凸轮盘。凸轮盘包括具有较小比例半径的 第一周长区域和具有较大比例半径的第二周长区域。第一周长区域和第二周长区域之间具 有法兰区域(Flankenbereichen)，在该法兰区域中，凸轮盘的延展在半径方向上以近乎直 线的方式从第一周长区域的半径上升到第二周长区域的半径。凸轮盘将操作一个单稳的按键，该按键具有开关滞后效果并且其具有至少一个开关触点。 如果蓄能弹簧实现了接通延展，则第二周长区域作用到按键。在此，按键只要被压 下，开关触点将闭合，由此泵被接通。在蓄能弹簧此时被偏压时，凸轮盘将转动并且首先作 用到法兰区域并且随后第一周长区域作用到按键。当第一周长区域作用到按键并且按键几 乎完全被释放时，基于按键的开关滞后效果，开关触点既而被断开。在凸轮盘的法兰区域作 用到按键的时候，开关触点将保持闭合。 一旦凸轮轴的第一周长区域作用到按键，则蓄能弹 簧将实现切断延展并且开关触点被断开，由此而关闭泵。 如果蓄能弹簧在弹簧式蓄能驱动装置运行时进行延展，则凸轮盘在相反的方向上 转动并且按键首先被法兰区域作用而且随后被第二周长区域作用。当第二周长区域作用到 按键并且蓄能弹簧实现接通延展时，基于按键的开关滞后效果，开关触点既而闭合。 一旦凸 轮盘的法兰区域作用到按键，则开关触点保持断开。 在泵被接通之前，再加载滞后效果越大，则越多的液体可以从蓄能气缸流到低压 油箱中。
实用新型内容本实用新型的目的在于，改进这种液压弹簧式蓄能驱动装置的切换动作并且特别 是增大再加载滞后效果以及縮减所需要的泵周期次数。 该目的根据本实用新型通过一种凸轮盘来实现，根据本实用新型的用于操作具有 开关滞后效果的按键的凸轮盘包括具有至少一个第一径向延展的第一周长区域和具有至 少一个第二径向延展的第二周长区域，其中至少一个第二径向延展要大于至少一个第一径 向延展。在第一周长区域和第二周长区域之间的周长方向上设置有具有至少一个第三径向 延展的第三周长区域，其中至少一个第三径向延展要大于至少一个第一径向延展且小于至 少一个第二径向延展。 —旦按键被凸轮盘的第三周长区域作用，则按键的开关触点基于开关滞后效果将 保持在其之前所处的开关位置中。在转到第二周长区域上或转到第一周长区域上时，开关 触点既而完美地接通或断开。 具有带有这种凸轮盘的弹簧变位开关的液压弹簧式蓄能驱动装置的再加载滞后 效果可以通过第三周长区域的大小来进行调节。尤其是，再加载滞后效果可以通过选择相 对于传统凸轮盘来说较大比例的第三周长区域来加大。 在根据本实用新型的凸轮盘的优选实施例中，第三周长区域具有第三径向延展， 其在第三周长区域上是近乎恒定的，也就是说第三周长区域几乎被设计为具有第三半径的 圆形区段。由此而可以有利地简化凸轮盘的制造。 也可以选择性地设计出，一个周长区域，尤其是第三周长区域具有多个不同的径 向延展，其中例如每一个径向延展可以在周长方向上从初始值一直上升到最终值，尤其是 可以稳定地上升，和/或第三周长区域具有多个级，也就是具有不同的级高度和/或具有不 同的径向延展。在此，也可以有利地设计出，每个周长区域是曲折的，尤其是圆形曲折、抛物 线曲折或椭圆形曲折。 根据有利的改进方案，凸轮盘的第一法兰区域比例较小地设计并且在周长方向上 通过最高IO。，优选8。的角度延伸，该法兰区域在周长方向上设置在第一周长区域和第三周长区域之间。 根据另一有利的设计方案，凸轮盘的第二法兰区域比例较小地设计并且在周长方 向上通过最高IO。，优选8。的角度延伸，该法兰区域在周长方向上设置在第二周长区域 和第三周长区域之间。 这样设计的凸轮盘的优点在于，再加载滞后效果可以通过选择第三周长区域的角 度大小在比例上进行准确地调整。按键的开关滞后效果是有明显公差的。在真实条件下， 按键的开关触点在从第三周长区域转到第一周长区域上以及从第三周长区域转到第二周 长区域上之前已短暂接通。按键的准确切换点位于第一法兰区域及第二法兰区域内。然而 基于按键的公差，切换点不能任意地进行准确设定。因此，再加载滞后效果也是有明显公差 的。通过縮小第一法兰区域以及第二法兰区域的延展，在周长方向上由此而也縮小了再加 载滞后效果的公差。 另外，所提出的目的通过一种弹簧变位开关来实现。所述根据本实用新型的弹簧 变位开关包括相关的根据本实用新型的凸轮盘和具有开关滞后效果的按键，该按键具有至 少一个开关触点。在此，按键通过凸轮盘起到这样的效果，即在按键通过凸轮盘的第一周长 区域进行作用时，开关触点处于第一开关位置中，并且在按键通过凸轮盘的第二周长区域 进行作用时，开关触点处于第二开关位置中，并且在按键通过凸轮盘的第三周长区域进行 作用时，开关触点保持在之前所处的开关位置中。例如开关触点在第二开关位置中闭合并 且在第一开关位置中断开。 具有这种弹簧变位开关的液压的弹簧式蓄能驱动装置的再加载滞后效果通过使 用具有较大比例第三周长区域的根据本实用新型的凸轮盘而增大。 用于高压管道开关的根据本实用新型的液压弹簧式蓄能驱动装置包括相关的一 个泵，用于将液体从低压油箱中输送到高压蓄能器中；以及一个根据本实用新型的弹簧变 位开关。弹簧变位开关通过蓄能弹簧起到这样的作用，即当蓄能弹簧实现一个预设的切断 延展时，弹簧变位开关的按键通过凸轮盘的第一周长区域来作用，并且当蓄能弹簧实现一 个预设的接通延展时，弹簧变位开关的按键通过凸轮盘的第二周长区域来作用。
根据示出本实用新型实施例的附图 详细说明和描述本实用新型及其有利的设
计方案和改进方案以及其他优点。其中 图1示出了根据本实用新型的凸轮盘，以及 图2示出了根据本实用新型的与按键一同工作的凸轮盘。
具体实施方式在图1中示出了根据本实用新型的凸轮盘IO，用于使用到弹簧变位开关中。凸轮 盘10在该图示中具有近似的全圆形形状。其他的设计方案也可以考虑半圆形或四分之一 圆的形状。在此提供了在弹簧变位开关中空间需求的降低，凸轮盘被安装在该弹簧变位开 关中。 图轮盘10还具有带有第一径向延展(第一半径)20的第一周长区域14、带有第二 径向延展(第二半径)22的第二周长区域16以及带有第三径向延展(第三半径)24的第三周长区域18。在此，第二径向延展22要大于第三径向延展24，该第三径向延展又大于第一径向延展20。换句话说，第二周长区域16在径向方向上比第三周长区域18更大程度地延展，并且第三周长区域18在径向方向上比第一周长区域14更大程度地延展。[0031] 第三周长区域18位于第一周长区域14和第二周长区域16之间的周长方向上并且在该实施例中以周长方向在大约IO。的角度上延伸。当然也可以考虑，第三周长区域18在周长方向上其他的延展/延伸。特别是，第三周长区域18在大约5。到20°的角度上的延展/延伸尤其被证实可以使用到用于液压弹簧式蓄能驱动装置的弹簧变位开关中。[0032] 第三周长区域18的第三径向延展(第三半径)24几乎是恒定的并且在该实施例中为大约22mm。第一径向延展(第一半径)20也是恒定的并且在此约为20mm。第二径向延展(第二半径)22同样是恒定的并且在此约为24mm。自然而然，也可以考虑其他的数值来用于所述的径向延展。 第一法兰区域26位于在第一周长区域14和第三周长区域18之间的周长方向上。在此，第一法兰区域26的延展在径向方向上从第一径向延展20的大小增长到第三径向延展24的大小。在此，第一法兰区域26的延展尽可能小地选择并且在该实施例中在大约8。的角度上延伸。如果第一法兰区域26的延展在周长方向上选择太小，则第一法兰区域26将在从第一周长区域14转到第三周长区域18上时在周长方向上携带与凸轮盘10 —同工作的按键。第一法兰区域26在周长方向上大约8。的角度上的延展尤其被证实可以使用到用于液压弹簧式蓄能驱动装置的弹簧变位开关中。 相应地，第二法兰区域28位于在第二周长区域16和第三周长区域18之间的周长方向上。在此，第二法兰区域28的延展在径向方向上从第二径向延展22的大小下降到第三径向延展24的大小。在此，第二法兰区域28的延展同样尽可能小地选择并且在该实施例中在大约8。的角度上延伸。如果第二法兰区域28的延展在周长方向上选择太小，则第二法兰区域26将在从第三周长区域18转到第二周长区域16上时在周长方向上携带与凸轮盘10 —同工作的按键，从而取代按键在径向方向上按压。第二法兰区域28在周长方向上大约8°的角度上的延展尤其被证实可以使用到用于液压弹簧式蓄能驱动装置的弹簧变位开关中。 在图2中示出了根据本实用新型的凸轮盘10，其与一个按键12 —同工作且用于安装到弹簧变位开关中。按键12包括一个简要示出的开关触点30，其可以具有两个开关位置。在第一开关位置中，开关触点30被断开，在第二开关位置中，开关触点30被闭合。[0036] 在所示出的图示中，凸轮盘10的第一周长区域作用到按键12。开关触点30处于第一开关位置且被断开。液压弹簧式蓄能驱动装置的蓄能弹簧(未示出)实现了预设的切断延展并且泵(在此也未示出)被切断。 在弹簧式驱动装置运行中，蓄能弹簧进行延展并且通过齿条(未示出)和齿轮
(未示出)来驱动凸轮盘10，由此该凸轮盘在第二旋转方向2上进行转动。 在凸轮盘转动一个大约8。的角度之后(以符合第一法兰区域26在周长方向上的
延展)，第三周长区域18作用到按键12。按键12被按压大约2mm(以符合源于第三径向延
展24和第一径向延展20的偏差)。基于按键12的开关滞后效果，开关触点30保持被断开。 在凸轮盘转动一个大约26°的角度之后(以符合第一法兰区域26及第三周长区域18及第二法兰区域28在周长方向上的共同延展)，第二周长区域16作用到按键12。按键12被按压大约4mm(以符合源于第二径向延展22和第一径向延展20的偏差)。在该位置中，蓄能弹簧实现了一个预设的接通延展并且按键12的开关触点30闭合而且由此而接通泵。 蓄能弹簧当前被偏压并且通过齿条和齿轮来驱动凸轮盘10，由此该凸轮盘在第一旋转方向1上转动。按键12当前依次通过第二法兰区域28、第三周长区域18和第一法兰区域26作用。基于按键12的开关滞后效果，开关触点30在该时间段中保持闭合。[0041] 当按键12通过第一周长区域14进行作用时，蓄能弹簧实现了预设的切断延展并且按键12的开关触点30断开且由此而切断泵。 按键通过凸轮盘一部分的作用例如是按键通过凸轮盘的该部分的直接接触。但是也可以考虑，在按键和凸轮盘之间设置保护罩、附加的测头或类似的装置，以至于凸轮盘不会直接接触按键。在这种情况下也能够实现按键通过凸轮盘作用。附图标记[0044]1第一旋转方向2第二旋转方向10凸轮盘12按键14第一周长区域16第二周长区域18第三周长区域20第一径向延展22第二径向延展24第三径向延展26第一法兰区域28第二法兰区域30开关触点。
权利要求一种凸轮盘，用于操作具有开关滞后效果的按键(12)，所述凸轮盘包括具有至少一个第一径向延展(20)的第一周长区域(14)和具有至少一个第二径向延展(22)的第二周长区域(16)，其中至少一个第二径向延展(22)要大于至少一个第一径向延展(20)，其特征在于，在所述第一周长区域(14)和所述第二周长区域(16)之间的周长方向上设置有具有至少一个第三径向延展(24)的第三周长区域(18)，其中所述至少一个第三径向延展(24)要大于所述至少一个第一径向延展(20)且小于所述至少一个第二径向延展(22)。
2. 根据权利要求l所述的凸轮盘，其特征在于，所述第三径向延展(24)在所述第三周 长区域(18)上是近乎恒定的。
3. 根据权利要求l所述的凸轮盘，其特征在于，所述第三周长区域(18)以周长方向在 至少5°的角度上延伸。
4. 根据权利要求l所述的凸轮盘，其特征在于，所述第三周长区域(18)以周长方向在 5°到20的角度上延伸。
5. 根据权利要求4所述的凸轮盘，其特征在于，所述第三周长区域(18)以周长方向在 10°的角度上延伸。
6. 根据权利要求l所述的凸轮盘，其特征在于，第一法兰区域(26)在周长方向上通过 最大10°的角度延伸，所述第一法兰区域在周长方向上设置在所述第一周长区域(14)和 所述第三周长区域(18)之间。
7. 根据权利要求6所述的凸轮盘，其特征在于，第一法兰区域(26)在周长方向上通过 8°的角度延伸，所述第一法兰区域在周长方向上设置在所述第一周长区域(14)和所述第 三周长区域(18)之间。
8. 根据权利要求l所述的凸轮盘，其特征在于，第二法兰区域(28)在周长方向上通过 最大10°的角度延伸，所述第二法兰区域在周长方向上设置在所述第二周长区域(16)和 所述第三周长区域(18)之间。
9. 根据权利要求8所述的凸轮盘，其特征在于，第二法兰区域(28)在周长方向上通过 8°的角度延伸，所述第二法兰区域在周长方向上设置在所述第二周长区域(16)和所述第 三周长区域(18)之间。
10. —种弹簧变位开关，包括根据前述权利要求中任一项所述的凸轮盘和具有开关滞 后效果的按键(12)，所述按键具有在所述按键(12)通过所述凸轮盘(10) —同作用即在所 述按键(12)通过所述第一周长区域(14)进行作用时而处于第一开关位置中并且在所述按 键(12)通过所述第二周长区域(16)进行作用时处于第二开关位置中并且在所述按键(12) 通过所述第三周长区域(18)进行作用时保持在之前所处的开关位置中的至少一个开关触 点(30)。
11. 一种用于高压管道开关的液压弹簧式蓄能驱动装置，其包括一个用于在高压蓄 能器中产生压力的蓄能开关；以及一个根据权利要求10所述的通过所述蓄能弹簧且在所 述蓄能弹簧实现一个预设的切断延展时按键(12)通过所述凸轮盘(10)的第一周长区域 (14)来作用且在所述蓄能弹簧实现一个预设的接通延展时按键(12)通过所述凸轮盘(10) 的第二周长区域(16)来作用的弹簧变位开关。
12. 根据权利要求ll所述的液压弹簧式蓄能驱动装置，其特征在于，所述按键(12)具有在第二开关位置中时接通一个用于将液体从低压油箱中输送到高压蓄能器中的泵并且 在第一开关位置中时将切断泵的开关触点(30)。
专利摘要本实用新型涉及一种凸轮盘以及具有用于弹簧式蓄能驱动装置的凸轮盘的弹簧变位开关，其中凸轮盘(10)，用于操作具有开关滞后效果的按键(12)，所述凸轮盘包括具有至少一个第一径向延展(20)的第一周长区域(14)和具有至少一个第二径向延展(22)的第二周长区域(16)，其中至少一个第二径向延展(22)要大于至少一个第一径向延展(20)且其也要大于至少一个第三径向延展(24)。在弹簧变位开关中，按键(12)通过凸轮盘(10)一同起到这样的效果，即在按键(12)通过第一周长区域(14)进行作用时，开关触点(30)处于第一开关位置中，并且在按键(12)通过第二周长区域(16)进行作用时，开关触点(30)处于第二开关位置中，并且在按键(12)通过第三周长区域(18)进行作用时，开关触点(30)保持在之前所处的开关位置中。本实用新型还涉及一种用于高压管道开关的液压弹簧式蓄能驱动装置，其包括一个蓄能开关，用于在高压蓄能器中产生压力；以及一个前述的弹簧变位开关。
文档编号H01H3/42GK201498392SQ200920150478
公开日2010年6月2日 申请日期2009年5月8日 优先权日2008年8月1日
发明者约阿希姆·博伦德 申请人:Abb技术股份有限公司