專利名稱：凸輪盤和彈簧變位開關以及彈簧式蓄能驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于操作按 鍵的凸輪盤。
本發明還涉及一種具有相關凸輪盤的彈簧變位開關以及一種液 壓的彈簧式蓄能驅動裝置，其用于高壓管道開關，該高壓管道開關包 括這種具有凸輪盤的彈簧變位開關。
背景技術：
這種類型的彈簧式蓄能驅動裝置也由專利申請EP 0829892 Al 已知。在此，蓄能彈簧安置在一個耐壓殼體和一個可在蓄能氣缸中滑 動的壓力活塞，在蓄能氣缸中存在受壓的液體。 一個驅動桿借助于這 種液體而運動，該驅動桿固定在可在工作氣缸中滑動的驅動活塞上。 如果工作活塞通過工作桿運動到第一最終位置中，則該工作活塞將閉 合功率開關。如果工作活塞通過工作桿運動到第二最終位置中，則該
工作活塞將斷開功率開關。
工作氣缸的其中存在工作桿的區域與蓄能氣缸液壓地連接。在 那里也存在高壓下的液體。
如果工作氣缸的遠離工作桿的區域與蓄能氣缸液壓地連接，則 高壓下的液體被引導到工作氣缸的這個區域中并且工作活塞被運動 到第一最終位置中。
如果工作氣缸的遠離工作桿的區域與低壓油箱液壓地連接，則 高壓下的液體將從工作氣缸的這個區域引導到低壓油箱中并且工作 活塞被運動到第二最終位置中。
在每個轉換周期中，也就是說在工作活塞運動到第一最終位置 并且又回到第二最終位置中時，定量的液體由此而從蓄能氣缸流到低壓油箱中。因此在蓄能氣缸中的容量被縮減并且蓄能彈簧將壓力活塞 更深地壓入到蓄能氣缸中。在此，蓄能彈簧繼續延展。
彈簧式蓄能驅動裝置具有彈簧變位開關，該彈簧變位開關可以 使得，蓄能彈簧實現最大有效延展，這種延展在下文中被稱為接通延 展(Einschaltausdehnung)。彈簧變位開關隨后接通泵，該泵將液 體從低壓油箱泵入蓄能氣缸中，由此而使得蓄能彈簧重新被偏壓并且 因此而縮減了其延展。彈簧變位開關可以使得，蓄能彈簧實現一個預 設的延展并且切斷泵，這種延展在下文中被稱為切斷延展 (Ausschaltausdehnung)。
蓄能彈簧的切斷延展要小于接通延展。蓄能彈簧的延展也帶來 了滯后效果，該滯后效果在下文中被稱為再加載滯后效果。
再加載滯后效果通過彈簧變位開關來控制。彈簧變位開關包括 一個可直線移動的齒條，其在蓄能彈簧上耦合并且通過齒輪來驅動凸 輪盤。凸輪盤包括具有較小比例半徑的第一周長區域和具有較大比例 半徑的第二周長區域。第一周長區域和第二周長區域之間具有法蘭區 域(Flankenbereichen)，在該法蘭區域中，凸輪盤的延展在半徑方 向上以近乎直線的方式從第一周長區域的半徑上升到第二周長區域 的半徑。凸輪盤將操作一個單穩的按鍵，該按鍵具有開關滯后效果并 且其具有至少一個開關觸點。
如果蓄能彈簧實現了接通延展，則第二周長區域作用到按鍵。 在此，按鍵只要被壓下，開關觸點將閉合，由此泵被接通。在蓄能彈 簧此時被偏壓時，凸輪盤將轉動并且首先作用到法蘭區域并且隨后第 一周長區域作用到按鍵。當第一周長區域作用到按鍵并且按鍵幾乎完 全被釋放時，基于按鍵的開關滯后效果，開關觸點既而被斷開。在凸 輪盤的法蘭區域作用到按鍵的時候，開關觸點將保持閉合。 一旦凸輪 軸的第一周長區域作用到按鍵，則蓄能彈簧將實現切斷延展并且開關 觸點被斷開，由此而關閉泵。
如果蓄能彈簧在彈簧式蓄能驅動裝置運行時進行延展，則凸輪 盤在相反的方向上轉動并且按鍵首先被法蘭區域作用而且隨后被第 二周長區域作用。當第二周長區域作用到按鍵并且蓄能彈簧實現接通延展時，基于按鍵的開關滯后效果，開關觸點既而閉合。 一旦凸輪盤 的法蘭區域作用到按鍵，則開關觸點保持斷開。
在泵被接通之前，再加載滯后效果越大，則越多的液體可以從 蓄能氣缸流到低壓油箱中。
發明內容
本發明的目的在于，改進這種液壓彈簧式蓄能驅動裝置的切換 動作并且特別是增大再加載滯后效果以及縮減所需要的泵周期次數。
該目的根據本發明通過使用具有權利要求1中所述特征的凸輪 盤來實現。
根據本發明的用于操作具有開關滯后效果的按鍵的凸輪盤包括 具有至少一個第一徑向延展的第一周長區域和具有至少一個第二徑 向延展的第二周長區域，其中至少一個第二徑向延展要大于至少一個 第一徑向延展。在第一周長區域和第二周長區域之間的周長方向上設 置有具有至少一個第三徑向延展的第三周長區域，其中至少一個第三 徑向延展要大于至少一個第一徑向延展且小于至少一個第二徑向延 展。
一旦按鍵被凸輪盤的第三周長區域作用，則按鍵的開關觸點基 于開關滯后效果將保持在其之前所處的開關位置中。在轉到第二周長 區域上或轉到第一周長區域上時，開關觸點既而完美地接通或斷開。
具有帶有這種凸輪盤的彈簧變位開關的液壓彈簧式蓄能驅動裝 置的再加載滯后效果可以通過第三周長區域的大小來進行調節。尤其 是，再加載滯后效果可以通過選擇相對于傳統凸輪盤來說較大比例的 第三周長區域來加大。
在根據本發明的凸輪盤的優選實施例中，第三周長區域具有第 三徑向延展，其在第三周長區域上是近乎恒定的，也就是說第三周長 區域幾乎被設計為具有第三半徑的圓形區段。由此而可以有利地簡化 凸輪盤的制造。
也可以選擇性地設計出， 一個周長區域，尤其是第三周長區域 具有多個不同的徑向延展，其中例如每一個徑向延展可以在周長方向上從初始值一直上升到最終值，尤其是可以穩定地上升，和/或第三 周長區域具有多個級，也就是具有不同的級高度和/或具有不同的徑 向延展。在此，也可以有利地設計出，每個周長區域是曲折的，尤其 是圓形曲折、拋物線曲折或橢圓形曲折。
根據有利的改進方案，凸輪盤的第一法蘭區域比例較小地設計 并且在周長方向上通過最高10° ，優選8°的角度延伸，該法蘭區域 在周長方向上設置在第一周長區域和第三周長區域之間。
根據另一有利的設計方案，凸輪盤的第二法蘭區域比例較小地
設計并且在周長方向上通過最高10° ，優選8°的角度延伸，該法蘭
區域在周長方向上設置在第二周長區域和第三周長區域之間。
這樣設計的凸輪盤的優點在于，再加載滯后效果可以通過選擇 第三周長區域的角度大小在比例上進行準確地調整。按鍵的開關滯后 效果是有明顯公差的。在真實條件下，按鍵的開關觸點在從第三周長 區域轉到第一周長區域上以及從第三周長區域轉到第二周長區域上 之前已短暫接通。按鍵的準確切換點位于第一法蘭區域及第二法蘭區 域內。然而基于按鍵的公差，切換點不能任意地進行準確設定。因此， 再加載滯后效果也是有明顯公差的。通過縮小第一法蘭區域以及第二 法蘭區域的延展，在周長方向上由此而也縮小了再加載滯后效果的公 差。
另外，所提出的目的通過具有權利要求7中所述特征的彈簧變
位開關來實現。
一種根據本發明的彈簧變位開關包括相關的根據本發明的凸輪 盤和具有開關滯后效果的按鍵，該按鍵具有至少一個開關觸點。在此，
按鍵通過凸輪盤起到這樣的效果，即在按鍵通過凸輪盤的第一周長區 域進行作用時，開關觸點處于第一開關位置中，并且在按鍵通過凸輪 盤的第二周長區域進行作用時，開關觸點處于第二開關位置中，并且
在按鍵通過凸輪盤的第三周長區域進行作用時，開關觸點保持在之前 所處的開關位置中。例如開關觸點在第二開關位置中閉合并且在第一 開關位置中斷開。
具有這種彈簧變位開關的液壓的彈簧式蓄能驅動裝置的再加載滯后效果通過使用具有較大比例第三周長區域的根據本發明的凸輪 盤而增大。
用于高壓管道開關的根據本發明的液壓彈簧式蓄能驅動裝置包 括相關的一個泵，用于將液體從低壓油箱中輸送到高壓蓄能器中； 以及一個根據本發明的彈簧變位開關。彈簧變位開關通過蓄能彈簧起 到這樣的作用，即當蓄能彈簧實現一個預設的切斷延展時，彈簧變位 開關的按鍵通過凸輪盤的第一周長區域來作用，并且當蓄能彈簧實現 一個預設的接通延展時，彈簧變位開關的按鍵通過凸輪盤的第二周長 區域來作用。
本發明的其他有利設計方案由從屬權利要求給出。
根據示出本發明實施例的附圖來詳細說明和描述本發明及其有 利的設計方案和改進方案以及其他優點。其中 圖1示出了根據本發明的凸輪盤，以及 圖2示出了根據本發明的與按鍵一同工作的凸輪盤。
具體實施例方式
在圖1中示出了根據本發明的凸輪盤10，用于使用到彈簧變位
開關中。凸輪盤io在該圖示中具有近似的全圓形形狀。其他的設計
方案也可以考慮半圓形或四分之一圓的形狀。在此提供了在彈簧變位 開關中空間需求的降低，凸輪盤被安裝在該彈簧變位開關中。
圖輪盤10還具有帶有第一徑向延展(第一半徑)20的第一周長 區域14、帶有第二徑向延展(第二半徑)22的第二周長區域16以及 帶有第三徑向延展(第三半徑)24的第三周長區域18。在此，第二 徑向延展22要大于第三徑向延展24，該第三徑向延展又大于第一徑 向延展20。換句話說，第二周長區域16在徑向方向上比第三周長區 域18更大程度地延展，并且第三周長區域18在徑向方向上比第一周 長區域14更大程度地延展。
第三周長區域18位于第一周長區域14和第二周長區域16之間的周長方向上并且在該實施例中以周長方向在大約10°的角度上延 伸。當然也可以考慮，第三周長區域18在周長方向上其他的延展/
延伸。特別是，第三周長區域18在大約5°到20°的角度上的延展/
延伸尤其被證實可以使用到用于液壓彈簧式蓄能驅動裝置的彈簧變 位開關中。
第三周長區域18的第三徑向延展(第三半徑)24幾乎是恒定的 并且在該實施例中為大約22mm。第一徑向延展(第一半徑)20也是 恒定的并且在此約為20腿。第二徑向延展(第二半徑)22同樣是恒 定的并且在此約為24mm。自然而然，也可以考慮其他的數值來用于 所述的徑向延展。
第一法蘭區域26位于在第一周長區域14和第三周長區域18之 間的周長方向上。在此，第一法蘭區域26的延展在徑向方向上從第 一徑向延展20的大小增長到第三徑向延展24的大小。在此，第一法 蘭區域26的延展盡可能小地選擇并且在該實施例中在大約8°的角 度上延伸。如果第一法蘭區域26的延展在周長方向上選擇太小，則 第一法蘭區域26將在從第一周長區域14轉到第三周長區域18上時 在周長方向上攜帶與凸輪盤10 —同工作的按鍵。第一法蘭區域26 在周長方向上大約8°的角度上的延展尤其被證實可以使用到用于 液壓彈簧式蓄能驅動裝置的彈簧變位開關中。
相應地，第二法蘭區域28位于在第二周長區域16和第三周長 區域18之間的周長方向上。在此，第二法蘭區域28的延展在徑向方 向上從第二徑向延展22的大小下降到第三徑向延展24的大小。在此， 第二法蘭區域28的延展同樣盡可能小地選擇并且在該實施例中在大 約8°的角度上延伸。如果第二法蘭區域28的延展在周長方向上選 擇太小，則第二法蘭區域26將在從第三周長區域18轉到第二周長區 域16上時在周長方向上攜帶與凸輪盤IO—同工作的按鍵，從而取代 按鍵在徑向方向上按壓。第二法蘭區域28在周長方向上大約8°的 角度上的延展尤其被證實可以使用到用于液壓彈簧式蓄能驅動裝置 的彈簧變位開關中。
在圖2中示出了根據本發明的凸輪盤IO，其與一個按鍵12—同工作且用于安裝到彈簧變位開關中。按鍵12包括一個簡要示出的開 關觸點30，其可以具有兩個開關位置。在第一開關位置中，開關觸
點30被斷開，在第二開關位置中，開關觸點30被閉合。
在所示出的圖示中，凸輪盤10的第一周長區域作用到按鍵12。 開關觸點30處于第一開關位置且被斷開。液壓彈簧式蓄能驅動裝置 的蓄能彈簧(未示出)實現了預設的切斷延展并且泵(在此也未示出) 被切斷。
在彈簧式驅動裝置運行中，蓄能彈簧進行延展并且通過齒條(未 示出)和齒輪(未示出)來驅動凸輪盤10，由此該凸輪盤在第二旋 轉方向2上進行轉動。
在凸輪盤轉動一個大約8°的角度之后(以符合第一法蘭區域 26在周長方向上的延展)，第三周長區域18作用到按鍵12。按鍵 12被按壓大約2 mm (以符合源于第三徑向延展24和第一徑向延展 20的偏差)。基于按鍵12的開關滯后效果，開關觸點30保持被斷 開。
在凸輪盤轉動一個大約26°的角度之后(以符合第一法蘭區域 26及第三周長區域18及第二法蘭區域28在周長方向上的共同延 展)，第二周長區域16作用到按鍵12。按鍵12被按壓大約4mm(以 符合源于第二徑向延展22和第一徑向延展20的偏差)。在該位置中， 蓄能彈簧實現了一個預設的接通延展并且按鍵12的開關觸點30閉合 而且由此而接通泵。
蓄能彈簧當前被偏壓并且通過齒條和齒輪來驅動凸輪盤10，由 此該凸輪盤在第一旋轉方向1上轉動。按鍵12當前依次通過第二法 蘭區域28、第三周長區域18和第一法蘭區域26作用。基于按鍵12 的開關滯后效果，開關觸點30在該時間段中保持閉合。
當按鍵12通過第一周長區域14進行作用時，蓄能彈簧實現了 預設的切斷延展并且按鍵12的開關觸點30斷開且由此而切斷泵。
按鍵通過凸輪盤一部分的作用例如是按鍵通過凸輪盤的該部分 的直接接觸。但是也可以考慮，在按鍵和凸輪盤之間設置保護罩、附 加的測頭或類似的裝置，以至于凸輪盤不會直接接觸按鍵。在這種情
10況下也能夠實現按鍵通過凸輪盤作用附圖標記
1
2
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
第一旋轉方向 第二旋轉方向 凸輪盤 按鍵
第一周長區域 第二周長區域 第三周長區域 第一徑向延展 第二徑向延展 第三徑向延展 第一法蘭區域 第二法蘭區域 開關觸點
權利要求
1.一種凸輪盤(10)，用于操作具有開關滯后效果的按鍵(12)，所述凸輪盤包括具有至少一個第一徑向延展(20)的第一周長區域(14)和具有至少一個第二徑向延展(22)的第二周長區域(16)，其中至少一個第二徑向延展(22)要大于至少一個第一徑向延展(20)，其特征在于，在所述第一周長區域(14)和所述第二周長區域(16)之間的周長方向上設置有具有至少一個第三徑向延展(24)的第三周長區域(18)，其中所述至少一個第三徑向延展(24)要大于所述至少一個第一徑向延展(20)且小于所述至少一個第二徑向延展(22)。
2. 根據權利要求l所述的凸輪盤(10)，其特征在于，所述第 三徑向延展(24)在所述第三周長區域(18)上是近乎恒定的。
3. 根據前述權利要求中任一項所述的凸輪盤(10)，其特征在 于，所述第三周長區域(18)以周長方向在至少5。的角度上延伸。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的凸輪盤(10)，其特征在 于，所述第三周長區域(18)以周長方向在5°到20° ，優選10° 的角度上延伸。
5. 根據前述權利要求中任一項所述的凸輪盤(10)，其特征在 于，第一法蘭區域(26)在周長方向上通過最大10° ，優選8°的角 度延伸，所述第一法蘭區域在周長方向上設置在所述第一周長區域(14)和所述第三周長區域(18)之間。
6. 根據前述權利要求中任一項所述的凸輪盤(10)，其特征在 于，第二法蘭區域(28)在周長方向上通過最大10° ，優選8°的角 度延伸，所述第二法蘭區域在周長方向上設置在所述第二周長區域(16)和所述第三周長區域(18)之間。
7. —種彈簧變位開關，包括根據前述權利要求中任一項所述的 凸輪盤和具有開關滯后效果的按鍵(12)，所述按鍵具有至少一個開 關觸點(30)，其中，所述按鍵(12)通過所述凸輪盤(10) —同起 到這樣的效果，即在所述按鍵(12)通過所述第一周長區域(14)進 行作用時，所述開關觸點(30)處于第一開關位置中，并且在所述按 鍵(12)通過所述第二周長區域(16)進行作用時，所述開關觸點(30) 處于第二開關位置中，并且在所述按鍵(12)通過所述第三周長區域(18)進行作用時，所述開關觸點(30)保持在之前所處的開關位置中o
8. —種用于高壓管道開關的液壓彈簧式蓄能驅動裝置，其包括 一個蓄能開關，用于在高壓蓄能器中產生壓力；以及一個根據權利要 求7所述的彈簧變位開關，所述彈簧變位開關通過所述蓄能彈簧起到 這樣的作用，即當所述蓄能彈簧實現一個預設的切斷延展時，所述彈 簧變位開關的按鍵(12)通過所述凸輪盤(10)的第一周長區域(14) 來作用，并且當所述蓄能彈簧實現一個預設的接通延展時，所述彈簧 變位開關的按鍵(12)通過所述凸輪盤(10)的第二周長區域(16) 來作用。
9. 根據權利要求8所述的液壓彈簧式蓄能驅動裝置，其特征在 于，所述按鍵(12)的開關觸點(30)在第二開關位置中時接通一個 用于將液體從低壓油箱中輸送到高壓蓄能器中的泵，并且所述按鍵(12)的開關觸點(30)在第一開關位置中時將切斷泵。
全文摘要
本發明涉及一種凸輪盤以及具有用于彈簧式蓄能驅動裝置的凸輪盤的彈簧變位開關，其中凸輪盤(10)，用于操作具有開關滯后效果的按鍵(12)，所述凸輪盤包括具有至少一個第一徑向延展(20)的第一周長區域(14)和具有至少一個第二徑向延展(22)的第二周長區域(16)，其中至少一個第二徑向延展(22)要大于至少一個第一徑向延展(20)且其也要大于至少一個第三徑向延展(24)。在彈簧變位開關中，按鍵(12)通過凸輪盤(10)一同起到這樣的效果，即在按鍵(12)通過第一周長區域(14)進行作用時，開關觸點(30)處于第一開關位置中，并且在按鍵(12)通過第二周長區域(16)進行作用時，開關觸點(30)處于第二開關位置中，并且在按鍵(12)通過第三周長區域(18)進行作用時，開關觸點(30)保持在之前所處的開關位置中。本發明還涉及一種用于高壓管道開關的液壓彈簧式蓄能驅動裝置，其包括一個蓄能開關，用于在高壓蓄能器中產生壓力；以及一個前述的彈簧變位開關。
文檔編號H01H3/42GK101640134SQ20091013646
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月8日 優先權日2008年8月1日
發明者約阿希姆·博倫德 申請人:Abb技術股份有限公司