液压缸单元的制作方法_2

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走势的简化的曲线图;
[0035] 图12-图18分别为根据本发明的一个实施例的液压缸单元的示意图;
[0036] 图19-图22分别为根据本发明的一个实施例的促动器机构的示意图;
[0037] 图23为根据本发明的一个实施例的液压缸单元的示意图;
[0038] 图24-图26分别为根据本发明的一个实施例的液压系统的示意图;
[0039] 图27为根据本发明的一个实施例的吸附冷却机和液压系统的简化图;和
[0040] 图28为根据本发明的一个实施例的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0041] 相同的或相似的部件可以在下面的附图中标有相同的或相似的附图标记。此外, 这些附图及其说明以及权利要求书含有总多特征组合。在此,本领域技术人员知道,这些特 征也可以单独地予以考察,或者与这里未明确阐述的其它组合相组合。
[0042] 图1为根据本发明的一个实施例的液压缸单元100的示意图。在所示实施方式中, 该液压缸单元1〇〇是采用差动(〇1€€6代1^131)构造方式的同步缸(6161(:1^31^271;[11(161·)。 该液压缸单元100具有用于驱动液压缸单元100的促动器机构102。该促动器机构102包括栗 104和用于驱动栗104的电机106。促动器机构102设置在液压缸单元100内腔中。用于冷却促 动器机构102的冷却机构108与促动器机构102热耦接。
[0043] 在图1所示的实施例中,液压缸单元100具有主体110和在该主体110中直线引导的 活塞杆112。主体110在一侧具有凸缘(An flanschung) 114。该液压缸单元100经过适当设 计,使得活塞杆112可相对于主体110的凸缘114侧横向地移动。主体110经过适当成型,从而 它为活塞杆112提供引导。主体110和活塞杆112经过适当成型,从而提供了四个腔室K1、K2、 Κ3、Κ4,其中,把液压介质栗送到相应的腔室1(1、1(2、1(3、1(4中,或者从相应的腔室1(1、1(2、1(3、 Κ4中栗出,由此使得活塞杆112移动。腔室Κ1、Κ2、Κ3径向地围绕促动器机构102布置。腔室Κ4 由活塞杆112和主体110的与凸缘114相对的端侧面形成。
[0044] 栗104和电机106位于液压缸单元100的内室中,并把工作介质(液压油)输送到相 应的腔室ΚΙ、Κ2、Κ3或Κ4中。由此对活塞杆112施加力,并使得该活塞杆沿所示方向116移动。
[0045] 冷却机构108包括带有用于冷却介质的冷却管路120的冷却回路118,且包括用于 输送冷却管路120中的冷却介质的输送机构122。冷却管路120为冷却介质提供引导。在图1 所示的实施例中,作为输送机构122,使用了设置在冷却回路118中的输送栗122。
[0046] 视实施例而定,冷却机构108被设计用来引导作为冷却介质的冷却剂、制冷剂或液 压介质。在一个简单的实施例中,比如图1中所示,使用冷却剂作为冷却介质。
[0047] 绝大部分热量损失在电机106和栗104中产生。这些热量损失在没有所述冷却回路 118的情况下必定首先透过主体110的两个壁以及经由液压缸单元100的工作介质到达表 面。冷却机构108提供了附加的热量排放,利用该冷却机构可以避免系统的较大的热阻力, 进而避免过热。因而可以避免以减小的功效运行。
[0048] 借助于由输送栗122输送的冷却介质,电机106的、栗104的和液压缸单元100内部 的其它组件的热量可以被向外输送。
[0049] 对于例如也称为液压线性单元、液压缸或电机-栗-液压缸的液压缸单元100而言, 促动器机构102的栗104和/或电机106位于液压缸单元100内部。冷却介质把栗104的和/或 电机106的和/或系统内部其它热点(例如阀)的废热输送离开到达冷却机构。在此,冷却机 构108具有用于输送冷却介质的机构122。
[0050] 箭头Q表示能量从栗104和电机106引入到冷却机构108中,且表示能量从冷却机构 108排出至外界。能量引入以热能的形式进行。
[0051] 图2所示为根据本发明的一个实施例的液压缸单元100的示意图。该液压缸单元 100可以是在前述附图中描述过的液压缸单元100的一个实施例。图2相应于图1,区别是,冷 却机构108被设计用来把冷却介质导引到液压缸单元100的外表面224上,以便通过对流和/ 或热辐射排出所吸收的热能。
[0052]在该实施例中,把冷却剂输送到液压缸单元100的大的表面224上。在这里,可以把 内部吸收的热能通过自然对流和/或热辐射排放至外界。例如,冷却剂可以如所示那样螺旋 状地沿着柱形表面224引导。这种效果可以通过附加的冷却肋得到更进一步的增强。
[0053]图3所示为根据本发明的一个实施例的液压缸单元100的示意图。该液压缸单元 100可以是在前述附图中描述过的液压缸单元100的一个实施例。图3相应于图2,区别是,在 外表面224上设置有通风机326,用于在冷却机构108的表面上产生气流。
[0054]在该实施例中,热能像图2中的实施例那样被排放至液压缸单元100的表面。在这 里,利用强制的气流例如利用通风机326-例如径向或轴向作用地-加强了对流。
[0055] 在表面相同的情况下,该实施例具有改善的热量排放能力。由于热点处的温度较 低,这导致组件比如电机106的提高的效率。
[0056] 图4所示为根据本发明的一个实施例的液压缸单元100的示意图。图4相应于图1, 区别是,冷却机构108与热交换器428耦接。
[0057]在该实施例中,热能通过热交换器428排放至另一冷却回路430。该实施例相比于 图1至图3中所示的实施例具有最大的热量排放能力,且可以实现很高的功率密度。在此可 以进一步利用系统的废热。
[0058]图5至图8分别为根据本发明的一个实施例的温度曲线532、634、736、838的简化 图。在笛卡尔坐标系中,在纵轴上标出温度,在横轴上标出管长度或冷却管路120的位置。虚 线表示(恒定的)内部温度IV鄕或TdP(恒定的)外部温度T娜或Τα。在这里,针对图5和图7中所 示的曲线532、634的实施例,采用的是冷却剂,针对图6和图8中所示的曲线736、838的实施 例,采用的是制冷剂。图5和图6示出在液压缸单元内侧的冷却介质的温度曲线532、634,图7 和图8示出在液压缸单元外侧的冷却介质的温度曲线736、838。这个液压缸单元可以是液压 缸单元100的在图1至图4中所示的实施例的一个变型。图5中所示的曲线532作为直线从较 低的外部温度Τα经过所示的管区段伸展至内部温度Τ:。标出了平均的温度差ΔΤ。图6中的曲 线634示出了恒定的沸腾温度Τ麵或Ts,并且,内部温度Τ:与沸腾温度Ts之间的温度差Δ Τ是 恒定的。图7中所示的曲线736作为直线从内部温度心经过所示的管区段伸展至较低的外部 温度Τα。标出了平均的温度差ΔΤ。图8中的曲线838示出了恒定的沸腾温度T麵或Ts,并且,外 部温度Τα与沸腾温度Ts之间的温度差△ T是恒定的。
[0059] 通过有针对性地提高冷却机构处的制冷剂的温度,将实现较高的热量排放能力。 通过有针对性地减小热点处的制冷剂的温度,将实现改善例如电机的效率(铜损失主要决 定电机的效率,并随着温度的升高而直线下降)。
[0060] 下面以具体范例来介绍所提出的发明构思的优点。在此,图5/图7表示使用冷却 剂,图6/图8表示使用制冷剂:
[0061 ]电机-栗-组的表面积(d = 100mm、I = 212mm) :A觸=0.067m2;
[0062] 流经的管的热量排放能力:α_= 1500W/(m2 X K);
[0063] 例如电机-栗-组的温度:T_=80°C ;
[0064] 外界温度:T外界=0°C;
[0065] 冷却剂的沸腾温度:70°C;
[0066] 在管/管区段的长度范围内的平均温度差Δ T:
[0067] 图5: AT=(8(TC-2(TC)/2 = 3(rC;
[0068] 图6: ΔΤ = 80Γ-70Γ = 10Γ。
[0069]由此得到图5中例如从电机-栗-组流至冷却介质的热流为Pzu = AXa X Δ Τ = 30151
[0070] 由此得到图6中例如从电机-栗-组流至冷却介质的热流为PZu = AXaX Δ Τ = lOOOffo
[0071] 例如散热器的表面积:lm2;
[0072] 散热器的热量排放能力:a推卩=20W/(m2 XK);
[0073] 在散热器的长度范围内的平均温度差Δ Τ:
[0074] 图5: AT=(8(TC-2(TC)/2 = 3(rC;
[0075] 图6: ΔΤ =
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