阅读说明：本技术 用于液压救援工具的液压设备和配备有该液压设备的救援工具 (Hydraulic device for a hydraulic rescue tool and rescue tool equipped with such a hydraulic device ) 是由 J·施莫伦格鲁伯 D·斯泰因帕策尔 于 2018-06-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于液压救援工具(1)、尤其是用于扩张或剪切工具的可携带式的、电池运行的液压设备(2)。该液压设备(2)包括至少一个液压泵(18)、液压箱(25)、用于液压流体的补偿装置(26)、能手动操作的液压控制阀(28)、用于按需耦联和解耦至少一个电池组(16)的机电接口(15)、用于连接液压工具(3)的机械液压接口(4)和用于驱动液压泵(18)的能通过电池组(16)的电能运行的电动机(17)。所述电动机(17)在此由盘式转子电动机(19)构成,该盘式转子电动机的平行于其输出轴(21)的纵向轴线延伸的轴向长度(22)短于其外径(23)。(The invention relates to a portable, battery-operated hydraulic device (2) for a hydraulic rescue tool (1), in particular for a spreading or cutting tool. The hydraulic system (2) comprises at least one hydraulic pump (18), a hydraulic tank (25), a compensating device (26) for hydraulic fluid, a manually operable hydraulic control valve (28), an electromechanical interface (15) for coupling and decoupling at least one battery pack (16) as required, a mechanical hydraulic interface (4) for connecting a hydraulic tool (3), and an electric motor (17) for driving the hydraulic pump (18) which can be operated by means of electrical energy from the battery pack (16). The electric motor (17) is formed by a disk rotor electric motor (19) whose axial length (22) extending parallel to the longitudinal axis of its output shaft (21) is shorter than its outer diameter (23).)

用于液压救援工具的液压设备和配备有该液压设备的救援 工具

技术领域

本发明涉及一种用于液压救援工具、尤其是用于扩张或剪切工具的可携带式的、电池运行的液压设备，以及一种配备有这样的液压设备的救援工具，如这在权利要求中所述的那样。

背景技术

液压救援工具尤其是称为扩张工具或剪切工具并且通常由救援组织、如消防部门或技术支持部门使用，但也由特种部队使用。为了使这种救援工具或应急工具快速准备就绪，力求将这些技术辅助工具构造成便携式或可携带的并且因此构造得尽可能轻。为了实现独立于发电机或供电网络的运行，用于激活液压救援工具的液压设备越来越多地通过电化学能量存储器、尤其是通过蓄电池运行。本申请人能以多种实施方式提供同类型的、用于液压救援工具的电池运行液压设备，这些液压设备应仅由一个人携带或操作。在此在可携带式的、电池运行的液压设备上永久地固定或装配有相应可液压操作的工具。相应的救援工具能由仅一个人通过尽可能符合人体工程学安装的手柄或手柄区段来操作且适宜地使用。

例如在WO 2016/119819 A1中也公开了一种同类型、已知的救援工具的基本技术结构。

发明内容

本发明所基于的任务是提供一种改进的液压救援工具、尤其是进一步优化其操作并且仍实现尽可能高的性能。

本发明的任务通过具有权利要求1特征部分特征的同类型液压设备和根据权利要求12的救援工具来解决。

通过使可携带式的、电池运行的液压设备的电动机由盘式转子电动机构成，该盘式转子电动机的平行于其输出轴的纵向轴线延伸的轴向长度短于其外径，可提供相对紧凑的、尤其是关于其纵向延伸相对短地构造的液压设备和因此最终相对短地构造的救援工具。由于至少法兰连接或固定耦联的液压设备可具有相对短的结构长度并且因此救援工具总体上可具有相对短的总长度，因此救援工具也可用于狭窄的位置中。这种狭窄的位置例如可存在于轿车的车身柱之间。这种尽可能短地构造的救援工具也可更好地用在其它空间狭窄的使用地点。根据本发明的措施的特殊优点还在于，用于驱动液压泵的盘式转子电动机具有有利的单位功率重量，即在一定的驱动功率下具有相对低的质量。这在与救援工具的尽可能简单的便携性或人体工程学结合时是特别有利的。例如由此可尽可能快速且不费劲地执行救援任务或其它应用情况。

根据本发明的措施的另一优点在于改善了与液压设备的液压部件、尤其是其液压箱或液压泵的结构关联性。尤其是可由此实现移动或便携式液压设备的所述液压部件与由盘式转子电动机构成的电动驱动装置之间优化的结构配合或分组。

根据一种有利的实施方式，盘式转子电动机构造为具有处于内部的固定的定子和处于外部的可旋转运动的转子的外转子电动机。该外转子电动机的构造在转子上的输出轴在此在输出轴的轴向方向上贯穿定子。因此，盘式转子电动机的外周面或局部区段可旋转运动或者说构造为转子。由于该驱动电动机设置在液压设备的壳体内，因而不会产生接触危险并且也可几乎消除制动或磨削物体的危险。此外，由于旋转区段仅占据外表面的局部区段、尤其是至少占据盘式转子电动机的周面和端面之一，因此可改进该驱动电动机的机械固定。因此，盘式转子电动机可在其机械安装接口方面以相对简单的型式和方式专门匹配其安装配对件、尤其是匹配液压箱和液压泵的条件。

盘式转子电动机在此可构造为具有钟形转子的所谓的钟形转子电动机。通过钟形或横截面基本上为U形的转子——其至少局部区段地包围基本上为盘形或同样近似钟形的定子，可实现优化盘式转子电动机的单位功率重量。尤其是可由此实现功率与总质量之间的优化比例，这在与便携式救援工具或为此所需的可携带式液压设备结合时是特别有利的。

根据一种实用的实施方式规定，关于转子的周长、尤其是关于转子的圆周构成有多个分布地设置的永磁体，这些永磁体与定子上的线圈绕组相互作用。定子上的这些线圈绕组在此用于产生电磁旋转场。所产生的电磁旋转场优选可由电子换向电路确定或控制地产生。由此液压设备或救援工具的驱动电动机可构造成无刷的，即没有电滑动触点。从而可实现救援工具或其液压设备的相对较低的维护费用或完全免除维护。由此也以有利的方式实现了救援工具的相对高的功能可靠性或可用性，这对于时间紧迫的救援行动尤其重要，在这种救援行动中工具的高功能可靠性或可用性至关重要。

根据一种有利的实施方式规定，盘式转子电动机直接固定在液压箱的壳体上、尤其是液压箱的边界壁或盖上。由此也可实现液压设备或救援工具的重量优化设计。尤其是由此无需专门的固定法兰或中间适配器来保持电驱动装置。盘式转子电动机直接安装在液压箱上也有利于液压设备的紧凑性和机械鲁棒性。盘式转子电动机与液压箱的配合在此具有特殊的应用优势，因为盘式转子电动机的相对大的端面可替代液压箱的相对大的区段，从而可实现相当大或显著的重量减轻。

尤其有利的是，盘式转子电动机的最靠近输出轴或盘式转子电动机的输出末端设置的第一端壁通过多个紧固螺纹件与液压箱的壳体固定地螺纹连接。液压箱的壳体通常提供高的机械稳定性，以便将盘式转子电动机足够稳定地或无扭转地容纳在整个液压设备的外壳中，该外壳通常由注塑塑料制成。

根据一种有利的进一步改进方案在此可规定，盘式转子电动机与液压箱的壳体之间的螺纹连接从盘式转子电动机的与第一端壁相对置的第二端壁出发安装或构造。因此，紧固螺纹件的螺纹件头随后为了固定盘式转子电动机与液压箱而设置在盘式转子电动机的第一端壁的朝向盘式转子电动机内部的内侧上。由此实现盘式转子电动机与液压箱之间的高强度但实用的连接。尤其是由此液压箱本身已可构造为封闭的并且随后可通过多个紧固螺纹件从外部将盘式转子电动机拧紧到液压箱上，其中，紧固螺栓穿过盘式转子电动机并且最终以其螺纹件头贴靠在第一端壁的内侧上、尤其是定子边界壁上。因此，液压箱壳体的开口对于安装或拆卸所述盘式转子电动机而言不是必需的。此外，通过所述措施实现在重量方面特别优化并且在所需部件数量方面最小化的液压设备设计。

为了能够经由盘式转子电动机的内侧或内部空间来螺纹连接盘式转子电动机，有利的是，盘式转子电动机的与第一端壁相对置的第二端壁是转子的组成部分，所述第二端壁具有至少两个通过口或空隙，所述至少两个通过口或空隙允许从第二端壁出发在平行于盘式转子电动机输出轴的方向上***或拧入紧固螺纹件，其中，经由盘式转子电动机的内部朝向第一端壁内侧送入各个紧固螺纹件。由此紧固螺纹件的螺纹件头相当于安装在电动机的内部并且以有利的方式这样地螺纹连接盘式转子电动机，使得固定经由该电动机的内部空间进行。由此也可实现尽可能简单的结构、尽可能低的重量和/或相对紧凑的结构布置。由此也不需要从液压箱的内部空间出发相对于液压箱螺纹连接电动机，该液压箱必须可靠地满足一定的密封性要求。尤其是由此紧固螺纹件的远离螺纹件头的螺纹区段最靠近液压箱地设置并且其螺纹件头贴靠在盘式转子电动机的第一端壁的内侧上。从而能够以实用的型式和方式避免从液压箱出发的螺纹连接，该液压箱必须满足更高的密封性要求或者应尽可能不打开。

根据一种有利的措施规定，液压箱设置在盘式转子电动机与液压泵之间并且设置有连接轴，该连接轴贯穿液压箱中的空隙、尤其是无液压流体的空腔或桥接通道并且该连接轴将盘式转子电动机与液压泵可旋转运动地连接。由此相当于提供了盘式转子电动机、液压箱和液压泵的块状或排列布置，其中，盘式转子电动机与液压泵之间的连接轴贯穿液压箱。尤其是由此相对于液压箱的两个相对置侧面一方面设置盘式转子电动机并且另一方面设置液压泵。因此，液压箱以有利的型式和方式位于所述部件之间。这实现了技术上适宜并且结构上尽可能紧凑同时机械或静态足够稳定的基本结构。

有利的是，用于液压箱中存在的液压流体量的体积变化的补偿装置包括弹性挠曲或弹性可调节的补偿膜，该补偿膜设置在液压箱内并且可相对于液压箱的内部空间运动。由于补偿装置优选由弹性体材料、如由橡胶膜制成，要在尖锐的边缘或过渡处对其进行保护。由于在液压箱内未设置用于固定盘式转子电动机的螺纹件头，因此原则上为这种补偿膜提供了良好的保护。尤其是可通过盘式转子电动机相对于液压箱的上述螺纹固定确保补偿膜可靠地被保护，以防止尖锐的过渡处和逐渐损坏。

根据一种有利的实施方式可规定，盘式转子电动机的第一端壁的至少一个局部区段同时构成液压箱或补偿装置的结构边界区段、必要时甚至构成液密的边界或壳体区段。尤其是，液压箱壳体的至少一个区段可由盘式转子电动机的边界壁、尤其是由最靠近输出轴设置的端壁构成。由此也可实现减轻重量或减少液压设备的所需部件。尤其是可通过使液压箱的至少局部区段由盘式转子电动机的壳体或壁区段构成来减轻重量。尤其是可通过省却液压箱的最靠近输出轴设置的壳体壁的至少局部区段来减轻重量。

最后，本发明的任务还通过根据权利要求12的措施的液压救援工具来解决。由此可实现的优点和技术效果可由上述和下述说明书部分获知。

附图说明

为了更好地理解本发明，参考下述附图更详细地阐述本发明。在此：

图1以俯视图示出液压救援工具的一种实施方式；

图2以透视图示出根据图1的救援工具的液压设备；

图3以局部剖视图示出根据图2的液压设备；

图4a-d示出如安装在图2的液压设备中那样的盘式转子电动机的一种实施方式；

图5示出盘式转子电动机和液压设备的液压箱之间的固定的第一种实施方式的简化半剖视图；

图6示出盘式转子电动机和液压设备的液压箱之间的固定的另一种实施方式的简化半剖视图。

具体实施方式

首先要指出，在不同的实施方式中相同部件使用同一附图标记或相同构件名称，其中，在全部说明书中包含的公开内容可以按意义转到具有相同附图标记或相同构件名称的部件上。同样，在说明中选择的位置说明如上面、下面、侧面等涉及直接描述以及所示附图并且在位置改变时按意义转到新的位置。

图1以俯视图示出液压扩张工具的一种实施方式，如该液压扩张工具常常用于从事故车辆中营救人员那样。但这种工具也可用于其它撑开或扩张任务。除了所显示的扩张工具外，作为同类型的工具还已知剪切工具。这种工具可统称为液压救援工具1。

在图1中整体被称为救援工具1的机构主要包括液压设备2和连接其上的、以所述扩张装置、切割装置、提升装置等形式的、液压操作的或可液压操作的工具3。根据该示例，机械液压工具3通过机械液压接口4(如在图2中也可见)与液压设备2耦联。所述耦联在此优选是只能借助工具或通过拆解工作分离的固定或永久耦联。作为替代方案，也可提供可无工具激活和停用的接口，但应设置避免液压流体损失或避免空气进入液压工具3与液压设备2之间的液压回路中的措施。

救援工具1的总长度5在此由液压设备2的长度6和液压工具3的长度7组成。液压工具3的长度7通常大于液压设备2的长度6。液压工具3的长度7主要受其性能或鲁棒性——例如基于杠杆比或基本杠杆定律——的影响，而液压设备2的长度6不一定与其性能相互影响。因此尤其是可通过液压设备2的尽可能短的结构长度来改善救援工具1的操作或人体工程学，而不会引起性能损失、尤其是在工具3的机械压力或切割力方面的性能损失。因此，本解决方案着手于设计长度6尽可能短的液压设备2，而不由此影响救援工具1的性能或由此影响液压设备2的性能。

示例性示出的扩张工具3包括两个扩张臂8、9，这两个扩张臂铰接地支承在基体10上并且可通过未示出的液压缸执行打开和闭合运动。有利的是，在工具3的基体10上构造至少一个手柄11、12，该手柄11、12用于由救援人员尽可能符合人体工程学地且安全地引导或保持救援工具1。

液压设备2的优选由塑料制成的壳体13也可具有或构成至少一个手柄14以用于尽可能符合人体工程学地支撑或操作救援工具1。可携带式且独立于网络的救援工具1、尤其是其液压设备2具有至少一个机电接口15，该机电接口用于按需与至少一个电池组16耦联和解耦，如该电池组示例性地在图2、3中示出那样。如图2、3所示，所述至少一个电池组16在正确安装或插上的状态中用于为液压救援工具1供电。

尤其是结合图2、3可见，可携带式电池运行的液压设备2包括能通过电池组16的电能运行的电动机17，以用于驱动液压设备2的液压泵18。根据本发明，该电动机17由盘式转子电动机19构成。这种盘式转子电动机19具有平行于其输出轴21的纵向轴线20延伸的轴向长度22，该轴向长度小于或短于盘式转子电动机19的外径23，如图3或图4d所示。与传统的电动机相比，这种盘式转子电动机19尤其是在外径23与轴向长度22之间具有相对大的比例。通常，所使用的盘式转子电动机19的外径23和其轴向长度22之间的比例大于1、尤其是大于1.5。根据一种实用的实施方式该比例约为2。

优选地，盘式转子电动机19直接、即在中间没有传动机构的情况下与液压泵18可旋转运动地连接。为此液压泵18的驱动轴24与盘式转子电动机19的输出轴21抗扭转地连接，所述驱动轴24根据本示例构造为空心轴。液压泵18在此用作用于液压流体、尤其是液压油的高压泵并且例如可由偏心泵或类似泵构成。在此相对于液压救援工具1的纵向轴线在盘式转子电动机19与液压泵18之间定位有液压箱25，该液压箱用于存储或容纳足够量的液压流体并且尤其是用于向液压工具3供应工作介质。换句话说，相对于救援工具1的纵向方向在液压箱25的相对置端部上在一侧直接邻接地设置液压泵18，而在另一侧盘式转子电动机19直接邻接液压箱25地设置。在此，优选液压箱25在一侧限定用于盘式转子电动机19的中央支撑或固定元件，而在另一侧、即相对置地限定用于液压泵18的中央支撑或固定元件。

为了实现液压设备2和救援工具1的与位置无关的运行，为液压箱25设置用于液压流体的补偿装置26，该补偿装置尤其是设置在液压箱25内。众所周知，这种补偿装置26通常包括可弹性挠曲或可弹性调节的补偿膜27，该补偿膜设置在液压箱25内并且可根据液压箱25内的液压流体的体积相对于液压箱25的内部空间运动。由此在液压箱25内产生弹性可变的体积，所述体积在相对于液压箱25填充和提取液压流体的过程中防止液压流体从排气口不希望地流出。

为了手动控制地影响工具3的打开和闭合运动或者说顶出和缩回运动，在液压设备2上设置至少一个能手动操作的液压控制阀28(图3)。该液压控制阀28可通过至少一个操作元件29、如摇杆转换到相应的阀位置中、尤其是交替地转换到通流和阻断位置中。通常，在此通过所述至少一个操作元件29改变控制阀28中的活塞或滑阀位置。由此通过液压泵18产生的液压可经由控制阀28并且经由液压设备2的流体通道30受控地被供应至工具3的液压缸(未示出)或从那里返回。

图4a至图4d示出用于驱动液压设备2的液压泵18的盘式转子电动机19的一种有利实施方式。

该盘式转子电动机19在此构造为所谓的外转子电动机。也就是说，它具有至少部分位于内部的固定定子31，该定子至少部分地被位于外部的、可旋转运动的转子32包围，如这最佳由图4d可见。盘式转子电动机19的构造或固定在可旋转运动的转子32上的输出轴21相对于其输出轴21的轴向方向或纵向轴线20贯穿其定子31。就这点而言有利的是，盘式转子电动机19构造为所谓的钟形转子电动机，所述钟形转子电动机具有基本上钟形或横截面基本上为U形的转子32。转子32的基本上中空圆柱形的周面区段在此包围定子31的圆柱形周面或外轮廓，如这最佳由图4a-d可见。

根据一种有利的实施方式，盘式转子电动机19关于转子32的周长或者说相对于周向方向具有多个分布设置的永磁体33。转子32上的所述多个永磁体33与定子31上的(未示出的)励磁或者说线圈绕组相互作用。所述未示出的线圈绕组——其设置给定子31的在图4a、4b和4c中可见的极靴——用于产生电磁旋转场，以便由此确定盘式转子电动机19的相应旋转速度和旋转方向。这些旋转场或相应三相电流如已知的那样由图3中示意性示出的电子换向电路34产生。盘式转子电动机19因此优选构造为无刷或无滑动触点的并且因此需要很少的维护。

如图3最佳所示，根据一种有利的实施方式规定，盘式转子电动机19固定在液压箱25的优选为金属的壳体35上。根据一种常见的实施方式，在此可设置单独的保持板36，该保持板在一侧与盘式转子电动机19螺纹连接并且在另一侧与液压箱25的壳体35连接、尤其是形锁合地连接和/或螺纹连接，如这最佳由图3所示。该保持板36在此用作盘式转子电动机19与液压箱25的壳体35之间的单独的适配器或联接元件。但根据一种优选进一步改进方案或改善方案规定，盘式转子电动机19直接固定在液压箱25的壳体上，即没有在中间安装适配器或保持板36，如这由图5、6所示。由此进一步减轻了重量并且在最小化所需构件数量方面具有优势。

如图5、6最佳所示，尤其是可规定，盘式转子电动机19的最靠近输出轴21地设置的第一端壁37与液压箱25的壳体35固定地螺纹连接。盘式转子电动机19的该第一端壁37在此是定子31的组成部分并且因此被盘式转子电动机19的输出轴21贯穿，如图5和6示意性所示。优选设有多个沿周长或围绕输出轴21分布设置的紧固螺纹件38，这些紧固螺纹件用于连接盘式转子电动机19或其定子31与液压箱25。在此有利的是，盘式转子电动机19与液压箱25的壳体35之间的螺纹连接从盘式转子电动机19的与第一端壁37相对置的第二端壁39出发安装或从其出发进行。就这点而言，用于盘式转子电动机19的紧固螺纹件38的螺纹件头40设置在第一端壁37的朝向盘式转子电动机19的内部空间或内侧的内侧41上。由此可省却用于连接盘式转子电动机19与液压箱25的附加适配器或保持板。

为了能够穿过其内部空间螺纹连接盘式转子电动机19而无需将盘式转子电动机19拆解成单个部件，规定，盘式转子电动机19的与第一端壁37相对置的第二端壁39——该第二端壁39是转子32的组成部分——具有至少两个通过口41、42，尤其是至少两个沿直径对置的通过口42、43或者说相应空隙，如这由图4b所示。盘式转子电动机19的第二端壁39中的所述至少两个通过口41、42或者说相应空隙用于从第二端壁39出发在平行于输出轴21的方向上***紧固螺纹件38。尤其是，紧固螺纹件38可经由这些通过口41、42***盘式转子电动机19的内部并且最终传递载荷地贴靠在第一端壁37的内侧41上，如这由图4d、5和6所示。

如最佳由图5所示，用作定子31的组成部分的第一端壁37也可构造为液压箱25的边界壁或局部区段。

而根据图6设置第一端壁37的分体实施方式，该第一端壁构成形锁合的电动机法兰，以便能够将该盘式转子电动机19与液压箱25定心地耦联。

此外，如最佳由图5、6所示，也有利的是，盘式转子电动机19的第一端壁37的至少一个局部区段或单个区域构成液压箱25的边界区段。尤其是，由此盘式转子电动机19的第一端壁37可限定液压箱25的盖的至少一个局部区段或壳体35的其它边界壁。结合补偿装置26或相应的补偿膜27(图3)，在此并非必须将盘式转子电动机19或其第一端壁37与液压箱25的壳体35之间的过渡部构造成流体密封的。如图3示例性所示，通过补偿膜27以简单的方式确保了相对于存储的液压流体的密封性。

所述实施例示出可能的实施方案，在此要指出，本发明不局限于特别示出的和描述的实施方案，而也可能是各个实施方案彼此间的不同组合，并且这种变型可能性是本领域技术人员基于本发明技术方案所给出的技术措施上的教导有能力实现的。

保护范围由权利要求书决定。但说明书和附图应被认为是解释权利要求的。所显示和描述的不同实施例的单个特征或特征组合本身可构成独立的、有创造性的解决方案。独立的发明解决方案所基于的任务可从说明书中得出。

最后按规定要指出：为了更好地理解结构，元件局部未按比例和/或放大和/或缩小地示出。

附图标记列表

1 救援工具

2 液压设备

3 工具

4 机械液压接口

5 总长度

6 长度

7 长度

8 扩张臂

9 扩张臂

10 基体

11 手柄

12 手柄

13 壳体

14 手柄

15 机电接口

16 电池组

17 电动机

18 液压泵

19 盘式转子电动机

20 纵向轴线

21 输出轴

22 轴向长度

23 外径

24 驱动轴

25 液压箱

26 补偿装置

27 补偿膜

28 控制阀

29 操作元件

30 流体通道

31 定子

32 转子

33 永磁体

34 换向电路

35 壳体

36 保持板

37 第一端壁

38 紧固螺纹件

39 第二端壁

40 螺纹件头

41 内侧

42 通过口

43 通过口