阅读说明：本技术 具有阀体的液压阻尼器 (Hydraulic damper with valve body ) 是由 J·P·梅贾尼诺 F·格拉福 于 2019-02-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种液压执行器,所述液压执行器包括：壳体(10),设置或构成在所述壳体(10)中的腔(20),活塞(30)可运动地支承在所述腔中并且所述腔(20)分为收缩腔(21)和伸展腔(22),用于液压流体的通道(41、42)分别从所述收缩腔(21)和伸展腔(22)导入到壳体(10)中,以便构成在所述收缩腔(21)与伸展腔(22)之间的在流动技术上的连接,其中,在所述在流动上的技术连接中设置有至少一个阀(51、52、53、54),所述通道(41、42)从壳体(10)出来导入至阀体(60),所述至少一个阀(51、52、53、54)设置在所述阀体中并且与通道(41、42)在流动技术上耦联,并且所述阀体(60)与壳体(10)相连接。(The present invention relates to a hydraulic actuator comprising: a housing (10), a chamber (20) arranged or formed in the housing (10), in which chamber a piston (30) is movably mounted and which chamber (20) is divided into a contraction chamber (21) and an expansion chamber (22), channels (41, 42) for hydraulic fluid are introduced into the housing (10) from the contraction chamber (21) and the expansion chamber (22), respectively, in order to form a flow-technical connection between the contraction chamber (21) and the expansion chamber (22), wherein at least one valve (51, 52, 53, 54) is provided in the technical flow connection, the channels (41, 42) are guided out of the housing (10) into the valve body (60), the at least one valve (51, 52, 53, 54) is arranged in the valve body and is coupled to the channel (41, 42) in terms of flow technology, and the valve body (60) is connected to the housing (10).)

具有阀体的液压阻尼器

技术领域

本发明涉及一种液压执行器，所述液压执行器包括：壳体、设置或构成在所述壳体中的腔，活塞可运动地支承在所述腔中并且所述腔分为收缩腔和伸展腔，用于液压流体的通道分别从所述收缩腔和伸展腔导入到壳体中，以便构成在收缩腔与伸展腔之间的在流动技术上的连接，其中，在所述流动技术上的连接中设置有至少一个阀。

背景技术

液压执行器特别是用于矫形外科技术设备、如矫形器、假肢或轮椅中。液压执行器可以要么设计为无源的执行器、要么用作纯阻尼器或阻断器；备选地已知与蓄能器或驱动器相耦联的有源执行器，以便能实现壳体相对于活塞杆或相对于从动件的移动。液压执行器可以构成为线性执行器或转动执行器。液压执行器具有液压腔，所述液压腔填充有液压流体、特别是油。在壳体之内的腔被活塞分为伸展腔和收缩腔，所述伸展腔和收缩腔在其容积方面是可变的。如果将活塞沿其中一个方向或另一方向运动(在线性液压装置的情况下是推动，在转动液压装置的情况下是枢转)，那么在所述腔中的一个腔内压力级增大，在相对置的腔中压力级降低。为了能完全实现运动，在所述收缩腔与伸展腔之间存在流动技术上的连接。在所述流动技术的连接(所述流动技术的连接可以构成为壳体中的液压通道或通过外部管路构成)中发生在各腔之间的液压流体的容积交换。在所述流动技术上的连接中可以设置有节流阀或调节阀，通过所述节流阀或调节阀能改变从伸展腔到收缩腔中的以及反向的流动阻力。通过调节所述流动阻力来提供运动阻力，从而例如在液压执行器作为在假肢关节或矫形器关节中的阻尼器的实施方案中收缩阻力和/或伸展阻力是可变的。

问题在于具有多个通道的液压阻尼器的复杂的构造，所述多个通道设置在壳体中并且必须***到所述壳体的阀中。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于简化制造的、稳定的液压执行器的解决方案。

按照本发明，所述目的通过具有主权利要求特征的液压执行器以及具有并列的权利要求的特征的阀体和螺栓实现。在从属权利要求、说明书以及附图中提及本发明有利的实施方案和进一步扩展方案。

按照本发明的液压执行器包括壳体、设置或构成在壳体中的腔，活塞可运动地支承在所述腔中并且所述腔分为收缩腔和伸展腔，其中，用于液压流体的通道分别从所述收缩腔和伸展腔导入到壳体中，以便构成在收缩腔与伸展腔之间的在流动技术上的连接，并且在所述流动技术上的连接中设置有至少一个阀，所述液压执行器规定：所述通道从壳体出来导入至阀体，所述至少一个阀设置在所述阀体中并且与通道在流动技术上耦联，其中，所述阀体与壳体相连接。

构成或设置在所述壳体中的通道(所述通道通入伸展腔或收缩腔中)构成在流动技术的连接的一部分，以便在活塞在腔之内运动时可以将液压流体从收缩腔引导到伸展腔中以及反之亦然。各通道从壳体出来导入到阀体中，在所述阀体中同样设置或构成通道，其中，在这些设置和构成在阀体中的流动通道中设置有所述至少一个阀。通过在与壳体相连接的阀体中设置所述至少一个阀，简化液压执行器的制造，因为在壳体壁中必须包含更少的通道并且特别是可以添加更小的通道，因为在各通道之内无须安置比所述通道占用更大的空间的阀。由此均衡在壳体之内、特别是壳体壁之内的负载分布，在壳体中的应力减小，并且可制造更薄的壳体壁以及整体上更窄的壳体，所述壳体可更容易地安置在相应的设备、例如以矫形器、假肢或轮椅的形式的矫形外科技术设备中。相比于传统结构，液压执行器通过所述结构变得在机械上更鲁棒、具有提高的稳定性。

通过将所述阀体制造为单独的构件并且设置在壳体上可以实现模块化的制造。此外能够更容易地实现在阀体上或中的改变。能够更容易地实现改变，并且可建立积木式系统，在所述积木式系统中多个壳体基体可以与多个阀体相组合，以便能够组合不同的结构系列。

有利地，所述阀体可拆卸地紧固在壳体上，以便便利于变型和装配。此外通过阀体在壳体上的可拆卸的紧固便利于维护并且改善维修可能性。

在本发明的进一步扩展方案中规定，在所述阀体中设置有至少两个调节阀和至少两个止回阀，以便在阀体之内的各通道的星形架构的范围内任意影响流动方向，并且此外不仅在伸展的情况下、而且在收缩的情况下能够提供可调节的流动阻力。

本发明的进一步扩展方案规定，在所述阀体中和/或在所述壳体中设置有补偿容器，这特别是在将液压执行器设计为具有活塞和活塞杆的线性液压装置的情况下是有利的。通过所述活塞杆根据活塞在腔之内的位置来改变可填充有液压流体的容积。为了在将活塞和活塞杆移入到腔中时能够将多余的液压流体保持在液压系统之内，优选地在所述阀体中设置有补偿容器，以便使壳体容积最小化，并且在所述阀体之内如果可能的话能够提供全部的机构、调节装置以及必要时压力装置用以对在补偿容器之内液压流体提供压力，以便在活塞杆从腔中移出时又压入液压流体。在本发明的一个实施形式中规定，所述补偿容器或其它补偿容器设置在壳体中，例如作为腔的一部分。

在本发明的一个实施形式中，在所述阀体中设置有流动通道，所有所述流动通道可以在流动技术上相互耦联。通过所有流动通道的在流动技术上的耦联产生中点或流动中点，在所述中点或流动中点上所有引导流体的通道相遇。通过各流动通道的相遇点可以减少流动通道的数量，因为所有阀可相互耦联。此外，通过调节阀和止回阀的适当的布置结构，能够简单地实施所有必要的阻力改变。

本发明的进一步扩展方案规定，在所述阀体中的所有流动通道与孔在流动技术上耦联。通过所述孔以简单且可靠的方式和方法确保所有流动通道的在流动技术的连接。

在本发明的一个实施形式中，在所述孔中***具有连接通道的螺栓，所述连接通道使流动通道相互连接。在螺栓之内的连接通道优选连接如下流动通道，所述流动通道导入至收缩腔和伸展腔的通道以及导入至补偿容器。通过所述螺栓可以将阀体紧固在壳体上，从而螺栓不仅构成阀体与壳体的机械连接、而且也建立在伸展腔与收缩腔以及阀与补偿容器之间的液压连接。所述螺栓可以是所有流动通道的星形点或聚集点或者构成这样的聚集点，在所述聚集点上所有设置或构成在阀体之内的通道在流动技术上相互耦联。各通道可以在从进入到阀体中至从阀体中出来的出口的路径上分开或合并，同样可以在一个或多个通道中设置有阻断阀，所述阻断阀沿一个流动方向阻断通过，然而沿其它流动方向允许通过。备选地，所述螺栓可以通过流动通道、例如低压通道与该聚集点或星形点相连接。通过将螺栓设计为在壳体与阀体之间的机械和液压连接部，因为壳体以及阀体的复杂性降低，所以不仅可以减小阀体的结构尺寸、而且可以减小液压执行器的壳体的结构尺寸。

在所述阀体中可以构成用于从收缩腔和伸展腔出来的通道的各一个连接端，其中，所述连接端可以构成为通道或孔，如果将阀体装配在壳体上，那么该通道或孔对应于收缩腔或伸展腔中的相应的通道。所述连接端可分为两个流动通道，所述流动通道中的一个流动通道配设有可调节的节流阀而另一个流动通道配设有止回阀。因此，在所述阀体之内设置有至少四个流动通道，所述流动通道中的两个流动通道相应地汇合至一个连接端并且导入至通向伸展腔或收缩腔的通道。因此，从相应的连接端成对地分支出各流动通道，在所述流动通道中设置有伺服阀和止回阀，并且所述流动通道导入至所述共同的流动点或星形点，在所述流动点或星形点中可以设置有螺栓，所述螺栓具有其相应的连接通道。

节流阀沿流入方向位于所述流动通道的耦联位置或星形点(各流动通道在所述耦联点或星形点上相遇)的上游，从而所述耦联位置或星形点仅施加已经穿过节流阀的液压流体。由此确保：在节流阀未完全打开的情况下仅仅降低的压力施加在所述耦联位置上并且可以从高压侧流至低压侧。

为了在壳体中构成最小的机械干扰，在本发明的一个变型方案中规定，从所述壳体恰好导出两个通道，所述通道中的一个通道来自伸展腔，而所述通道中的一个通道来自收缩腔。原则上，各通道可以在壳体的任意位置上导出，在所述位置上可以容易地紧固阀体，优选地所述阀体设置在壳体的端侧上，因为如果活塞和气缸构成为圆的，那么在此由于阀体在端侧上的光滑表面的贴靠能够实现特别简单的装配。

所述液压执行器优选构成为线性液压执行器，所述线性液压执行器包括柱形腔和以可纵向移动到所述柱形腔中地支承的活塞以及从壳体中导出的活塞杆。

本发明同样涉及一种用于紧固在液压执行器上的阀体，其中，在所述阀体中设置有至少一个阀并且可与壳体中的各通道在流动技术上耦联，并且所述阀体可与壳体相连接。

在本发明的进一步扩展方案中，所述阀体如上所述的那样构成。

此外，本发明涉及一种具有连接通道的螺栓，所述连接通道将在阀体之内的流动通道相互连接。

附图说明

以下借助各附图更详细地阐明本发明的实施例。图中：

图1示出以具有装配的阀体的阻尼器形式的液压执行器的示意图；

图2示出在收缩运动的情况下本发明的变型方案的示意图；

图3示出在伸展运动的情况下本发明的实施方案；

图4示出连接螺栓的透视图；

图5示出按照图4的连接螺栓的剖视图；

图6示出在矫形器中的应用示例；以及

图7示出在假肢中的应用示例。

具体实施方式

在图1中以示意图示出具有壳体10的液压执行器100，在所述壳体中构成柱形的腔20，活塞30可纵向运动地支承在所述腔中。活塞30沿活塞杆35的纵向延伸部可移动地支承在所述腔20之内，并且将腔20分为收缩腔21和伸展腔22。如果活塞30连同活塞杆35移入到腔20中，那么活塞30减小收缩腔21的容积。如果活塞杆35连同活塞30从腔20移出，那么伸展腔22的容积减小。如果液压执行器100紧固在相互铰接连接的组件上，那么出现伸展或收缩。如果例如活塞杆35设置在矫形外科或假肢的关节的上部(例如大腿部件)上，而壳体10设置在下部(例如小腿部件)上，所述活塞杆和壳体于是通过假肢膝关节或矫形器膝关节相互连接，那么在活塞杆35的移入运动中发生收缩而在移出运动中发生伸展。活塞30相对于腔20的内壁密封，从而在活塞30在腔20之内运动时在收缩运动的情况下，存在于腔20中的液压流体必须从收缩腔21流到伸展腔22中，而在伸展运动的情况下必须从伸展腔22流到收缩腔21中。不仅在所述收缩腔21上、而且在所述伸展腔22上设有用于液压流体的通道41、42，液压流体可以通过所述通道从相应的腔21、22流入和流出。流动方向与活塞30的运动有关。在示出的实施例中，恰好一个通道41、42分别从收缩腔21和伸展腔22导入到壳体10中。在壳体10上紧固有构成为单独的组件的阀体60。所述阀体60通过虚线的边缘示意地示出。在所述阀体60之内构成流动通道63、64、65、66、67，所述流动通道与通道41、42一同构成在收缩腔21与伸展腔22之间的在流动技术上的连接。在按照图1的实施例中，在阀体60与壳体10之间的接口上构成两个流动通道对63、64、65、66，所述流动通道对以与分为两个部段的通道41、42相对应的方式定位。在按照图1的实施例中，收缩腔21和伸展腔22的通道41、42在壳体10之内分别分为两个通道部段，从而如果阀体紧固在壳体10上，那么这些通道部段以分别对应于在阀体60之内的流动通道63、64或65、66的方式定位。在壳体10的示出的实施形式中，仅仅恰好一个通道41、42从壳体10的收缩腔21或伸展腔22中导出，从而壳体10自身仅仅承担用于构成相应的通道41、42的最小的材料损耗。由此在壳体10之内的应力减小，因为仅须构成较少数量的通道41、42(亦即两个)，所述通道此外可非常短地构成。

在所述阀体60之内，流动通道63、64、65、66导入至孔68或星形点，在所述孔或星形点上在阀体60之内的所有流动通道63、64、65、66汇合并且相互建立在流动技术的连接。在所述阀体60之内也还构成补偿容器70，所述补偿容器对于补偿容积变动是必要的。所述补偿容器70经由流动通道67与流动通道63、64、65、66、67的孔68或星形点在流动技术上耦联。

从阀体60的接口直至孔68或在流动技术上的星形点在单独的流动通道63、64、65、66中设置有调节阀51、52和止回阀53、54。第一流动通道63从所述收缩腔21经由第一调节阀51与装备有弹簧加载的第一止回阀53的第二流动通道64一样导入至一个共同的孔68。所述第一止回阀53阻断从收缩腔21朝所述共同的孔68并且也至伸展腔22的流体通道。因此，在收缩的情况下或在将活塞30移入到腔20中用以减小在收缩腔21之内的容积的情况下，在液压流体经由所述共同的孔68或星形点引导到补偿容器70或者到镜像设置的调节阀52、54之前，全部的液压流体必须穿透通过第一调节阀51。第二调节阀52和第二止回阀54经由流动通道65、66与导入至伸展腔22的通道42相连接。一个流动通道从所述共同的孔68或在流动技术上的星形点68经由第二调节阀52导入至伸展腔22，而另外的流动通道66(在所述另外的流动通道中设置有弹簧加载的第二止回阀54)导入至伸展腔22或在壳体10之内的如下通道，所述通道导入至伸展腔22的通道42。所述两个止回阀53、54经由一个连接通道相互耦联并且与所述共同的孔68耦联。备选地，配置给止回阀53、54的流动通道64、66在阀体60之内单独地引导至所述共同的孔68或在流动技术上的星形点。所述止回阀53、54阻断至所述共同的液压星形点68的高压管路并且仅仅在经过了高压方面的调节阀51、52之后才允许从所述星形点68到低压腔中的流动。

所述共同的孔68无须是柱形孔，重要的是，形成如下点或在流动技术上的空间，在所述点或在流动技术上的空间上所有低压管路相遇。

直接将液压流体从相应的腔压入到其中的管路或流动通道视为高压管路，沿流动方向观察位于调节阀51、52或止回阀53、54之后并且要么导入至星形点68、补偿容器70、要么导入至相应的低压腔(所述液压流体流入到所述低压腔中)的这样的通道视为低压管路。

图2示出本发明的变型方案，其中所述阀体60仅仅通过两个通道接口与壳体10相耦联。在装配状态下，第一通道41与第一连接端61相对置地定位，而第二通道42与第二连接端62相对置地定位，并且这样设置，使得液压流体可以从收缩腔21流入到伸展腔22中。在示出的实施例中，通道41、42从壳体10沿径向向外延伸。备选地可能并且规定的是，通道41、42在壳体10的端侧11、12上导出并且至少部分平行于活塞30的运动方向延伸。于是，所述阀体60从端侧旋紧到壳体10上或紧固在所述壳体上。如果备选地所述阀体60从侧面紧固在壳体10上，那么这减小液压执行器的结构长度，从而如果较少的结构空间可用，那么选择这样的变型方案。在所述阀体60之内，将相应的连接端61、62分为两个流动通道63、64、65、66。通过活塞杆35将所述活塞30沿箭头方向向左运动，从而收缩腔21减小，并且位于收缩腔21中的液压流体置于压力下。液压流体从收缩腔21出来经由通道41流入到连接端61中并且从那里流入到所述两个流动通道63、64中。由于所述第一阻断阀53，没有液压流体穿透通过上部的流动通道64。因此，液压流体穿过所述第一调节阀51朝孔68或所述共同的流动星形点的方向被引导。在穿过所述第一调节阀51之后，经节流的液压流体根据阀状态从孔68要么穿过调节阀52、穿过止回阀54、要么穿过第二调节阀52以及穿过第二止回阀54。在穿过相应的阀52、54之后，通过所述通道65、66将液压流体引导至连接端62并且从那里通过通道42引导到伸展腔22中。因为在收缩运动中、亦即在活塞30向左移动的情况下，活塞杆35进入到伸展腔22中，所以可用的腔容积减小了所进入的活塞杆35的容积，从而液压流体的一部分从收缩腔21出来通过流动通道67流入到补偿容器70中。通过第一调节阀51以及通过第二止回阀54的弹簧加载和第二调节阀52可以沿收缩方向调节阻尼阻力。

在图3中示出的相反的运动中，将活塞杆35从伸展腔22拉出，活塞30向右运动。因此将力施加到在伸展腔22之内的液压流体上，并且置于压力下的液压流体通过通道42进入到连接端62中，并且从那里进入到流动通道65和66中。所述第二止回阀54阻断通过流动通道66的通道，从而液压流体从伸展腔22出来通过第二调节阀52和流动通道65流至孔68。液压流体从那里通过通道63、64通过第一止回阀53和第一调节阀51到达第一连接端61并且到达收缩腔21中。对于液压流体缺少的容积由压力加载的补偿容器70提供。

图4示出以螺栓80的形式的孔68或在流动技术上的星形点的可能的实施方案，在所述螺栓中构成四个用于连接流动通道63、64、65、66、67的连接通道。所述连接通道83、84、85是可见的，将第二止回阀54的流动通道66与其余的流动通道63、64、65、67相连接的第四连接通道未示出。同样可能的是，如果流动通道66、64在止回阀53、54之后合并为一个共同的通道，那么仅仅设有三个连接通道83、84、85。得出各连接通道83、84、85的T形的交叉。各连接通道构成为径向于螺栓杆的纵向延伸部。在示出的实施例中，所述连接通道83、84、85在螺栓杆之内居中地相遇。附加地，沿螺栓杆的纵向延伸部构成的连接通道87导入至补偿容器70、或者导入至流动通道67，所述流动通道导入至补偿容积70。因此通过所述螺栓80一方面构成在所有流动通道63、64、65、66、67之间的在流动技术上的连接，而另一方面构成在阀体60与壳体10之间的机械连接。所述螺栓80形成至少第二低压通道的连接，并且同时可以提供线性液压装置的多个组件的机械连接。所述螺栓80不必绝对是在流动技术上的星形点或连接点，而是也可以经由低压通道与所述星形点或孔68相连接。

通过阀体60在壳体10上或中的机械紧固与所有通道在螺栓80中的在流动技术上的连接的组合来减小液压执行器的结构尺寸。此外，具有壳体10和位于所述壳体中的活塞30的气缸的复杂性强烈降低。仅仅两个通道41、42从壳体10导出并且将液压流体引导到阀体60中，在所述阀体中设置有调节阀51、52、止回阀53、54和补偿容器70。

图5以剖视图示出所述螺栓80。示出在螺栓杆的纵向延伸部中的连接通道87的实施方案和相对于螺栓80的纵向延伸部径向地定向的连接通道83的垂直定向。

图6示出将液压执行器100连接在矫形器上的应用示例。在示出的实施例中，矫形器桥接下肢的全部关节。所述液压执行器100以远端的紧固点紧固在大腿部件2上，所述大腿部件经由紧固带紧固在大腿上。所述大腿部件2在近端与腰带或腰护套相连接，而在远端经由枢转轴4与小腿部件3铰接连接，所述小腿部件3具有足支撑部。所述小腿部件3可围绕枢转轴4沿伸展方向和收缩方向相对于大腿部件2枢转。所述液压执行器100不仅支承在大腿部件2上、而且支承在小腿部件3上。在所述小腿部件3上紧固有从壳体10突出的活塞杆35。通过所述液压执行器100来辅助或减弱在大腿部件2与小腿部件3之间的枢转运动。

在图7中示出备选的应用示例，其中液压执行器100设置在以大腿窝(Oberschenkelschaft)形式的假肢上部件5与下部件7之间。在所述假肢膝关节中，所述上部件5和下部件7可围绕枢转轴6枢转地相互连接。具有支承容纳部的壳体10紧固在上部件5的支架上，而不可见的活塞杆支承在小腿部件7上。在收缩时和在伸展时给所述液压执行器100施加线性力，并且将活塞杆移入到壳体10中或从壳体中拉出。

附图标记列表

10 壳体

11 端侧

12 端侧

w20 腔

21 收缩腔

22 伸展腔

30 活塞

35 活塞杆

41 通道

42 通道

51 第一调节阀

52 第二调节阀

53 第一止回阀

54 第二止回阀

60 阀体

61 第一连接端

62 第二连接端

63 流动通道

64 流动通道

65 流动通道

66 流动通道

67 流动通道

68 孔

70 补偿容器

80 螺栓

83 连接通道

84 连接通道

85 连接通道

87 连接通道

100 液压执行器