液压减振缸、尤其是用于假肢膝关节的液压减振缸制造技术

本发明专利技术涉及一种液压减振缸，尤其是用于假肢膝关节的液压减振缸，包括：壳体；设置在壳体内且用液压流体来填充的缸室；以及布置在缸室内的活塞，活塞通过插入到缸室内的活塞杆而在缸室内能移动，其中，在壳体(2)内设置至少两个单独的、不同大小的、通过流体通道与缸室(3)连接的容纳室(17、21)，容纳室用于容纳在活塞运动时从缸室(3)中被挤出的液压流体，容纳室分别通过隔膜(19、24)与利用能压缩的、形成蓄能器的流体来填充的压缩室(20、23)分开，其中在较大的容纳室(17)上游连接了对流动到容纳室(17)中的液压流体形成流动阻力的节流装置(27)，从而能够根据活塞运动的速度将液压流体分配到两个容纳室(17、21)中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液压减振缸、尤其是用于假肢膝关节的液压减振缸，所述液压减振缸包括：壳体；设置在壳体内的并且用液压流体来填充的缸室；以及布置在该缸室内的活塞，所述活塞通过插入到缸室内的活塞杆而能在缸室内移动。这种液压减振缸例如用在假肢膝关节中，以便缓冲收缩运动，在所述收缩运动中假肢膝关节如机械的关节那样地弯曲。所述缓冲纯流体机械地进行，方法是，相应地对从缸室输送容纳室中的液压流体的流动进行节流。
技术介绍
还已知，提供了这种具有伸展辅助件的减振缸。这种伸展辅助件是蓄能器，所述蓄能器在收缩的范围内被加载，并且所述蓄能器在伸展的范围内、即当假肢膝关节再次延伸时的范围内被卸载，并且在此辅助所述伸展运动。为此已知的是，对减振缸配备以弹簧元件，所述弹簧元件是蓄能器，并且所述弹簧元件在收缩的范围内被压紧并且在伸展的范围内被再次放松。然而在这种减振缸中，能量存储仅仅与距离有关，即存储在弹簧中的能量的大小仅仅与膝关节的弯曲程度有关。也就是说，当假肢膝关节在快速或者缓慢的运动范围内总是均匀地弯曲时，所存储的回位能量总是相同的，而与假肢支架运行的速度无关。但是，这对于假肢支架而言有时是不受欢迎的。因为在缓慢的运行中，由于较小的间距频率较小的伸展辅助就已足够，而在快速的运行中，由于较高的间距频率需要较大的伸展辅助。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种相比之下改进的液压减振缸，所述减振缸能够实现与速度有关的能量存储。为了解决该技术问题，根据本专利技术在开篇所提到类型的液压减振缸中规定：在壳体内设置至少两个单独的、不同大小的、通过流体通道与缸室连接的容纳室，所述容纳室用于容纳在活塞运动时从缸室中被挤出的液压流体，所述容纳室分别通过隔膜与利用能压缩的、形成蓄能器的流体来填充的压缩室分开，其中，在较大的容纳室上游连接了对流动到容纳室中的液压流体形成流动阻力的节流装置，使得能够根据活塞运动的速度将液压流体分配到两个容纳室中。根据本专利技术的减振缸的特征在于用于液压流体的两个不同大小的容纳室，所述液压流体在活塞运动时被从缸室挤出。每个容纳室都配设有一个单独的压缩室，所述压缩室填充有能压缩的流体，所述流体通常为气体如空气或氮气。相应的容纳室与相应的压缩室通过柔韧的隔膜彼此分开。因此如果在容纳室中通过流入的、几乎不可压缩的液压流体，通常为油建立了压力，那么所述压力会引起隔膜的变形并且因此强制性地引起压缩室的体积的减小，这又引起对包含在压缩室中的流体，即例如空气的压缩。被压缩过的流体形成蓄能器，所存储的能量在随后的伸展运动范围内又以辅助所述伸展运动的方式被提取。两个容纳室大小不同，因此能够不同地容纳许多液压流体。根据相应的液压流体现在被输送给哪个容纳室，不同大小的能量被存储在相应的压缩流体中。为了现在能够变化地将液压流体分配到两个容纳室中，在较大的容纳室上游连接有节流装置，与流入到较小的容纳室中的液压流体相比，更多的液压流体必须强制性地流入到所述较大的容纳室中，以便能够存储比较多的能量。该节流装置为流动到较大的容纳室中的液压流体形成规定的流动阻力。如果现在发生了收缩运动，那么液压流体从缸室被挤出。在缓慢的运动情况下，即当液压流体相对慢地沿着容纳室的方向流动时，对流体流而言一方面对抗节流装置的流动阻力，但是另一方面也对抗通过较小的容纳室的隔膜而形成的阻力。在此，优选如此调节所述节流装置，使得通过所述节流装置形成的流动阻力小于较小的容纳室的隔膜的隔膜阻力。液压流体因此优先流入到较大的容纳室中，当然必要时一定的份额还流入到较小的容纳室中。配属于较大的容纳室的隔膜被加载，在相应的压缩室中由于流入的流体的量在缓慢的收缩运动过程中存储能量，其中所存储的能量的大小因容纳室的大小而相对小。如果略高地设定通过节流装置产生的流动阻力，那么在缓慢的收缩运动时流动到较小的容纳室中的流体的份额增大，即，在总量上来看存储了更多的能量。然而原则上，在运动十分缓慢时在两个容纳室中的压力应当同步地增大。而在收缩运动较快时，节流装置的流动阻力高于配属于较小的容纳室的隔膜的隔膜阻力。液压流体优先选择较小阻力的路径流入到较小的容纳室中并且不经由节流装置。这引起，在较小的容纳室的体积不太大之后，开始显著的隔膜变形，因而在压缩室中的压缩流体被显著压缩，从而产生较高的能量输入量或者更确切地说产生高的存储的能量，所述能量在随后的伸展的范围内附加地运动辅助地起作用。收缩运动越迅速，则液压流体流动到较小的容纳室中的份额就越大，因为相比于隔膜阻力，节流装置与速度有关的流动阻力如前所述那样地越来越大。因此，收缩运动越迅速地进行，则特别是在配属于较小的容纳室的蓄能器中存储的能量越大，所述能量在随后的伸展运动的范围内能够被辅助地被调用。也就是说，收缩运动和伸展运动的自动的和动态的过程速度调整(自动适应性)在纯流体机械的基础上实现。减振缸于是自适应地与相应的过程速度相适配并且与速度有关地存储不同大小的能量。由此能够确保从缓慢的运行速度(例如2km/h)直至相对快的运行速度(例如7km/h)地对缓冲进行最优地调节，而不必省去与速度有关的能量输出。为了能够在壳体内以简单的方式构造不同的室，在本专利技术的一种改进方案中规定：缸室构造在布置于壳体内的插入件上。所述插入件当然也能够是多件式的，一方面所述插入件形成缸室。另一方面，相应的容纳室和压缩室结合相应的隔膜能够设置在所述插入件与壳体本身之间。特别有利地，能调节节流件的流动横截面，即，节流装置对抗液压流体的流动阻力能够改变。于是对此最后能够进行调节，如应当与速度有关地将液压流体分配到两个容纳室中。例如如果相对大地调节节流装置的流动横截面，那么需要十分高的收缩速度，因此液压流体的绝大部分仅仅流动到较小的容纳室中。然而如果流动横截面相对较小，因而节流装置的流动阻力较大，那么在收缩速度较小的情况下液压流体的主要部分已经流动到较小的容纳室内。于是，对此能够以所存储的能量为参照进行过程速度调整。为了能够实现流动横截面的可调节性，节流装置包括能调节的节流元件，通过所述节流元件能够改变通向容纳室的流动孔的横截面，最后因此能够改变管道横截面。因此通过简单的拧入和拧出能够进行所述调节。节流元件能够通过螺纹能运动地被引导，并且被拧紧用于改变横截面。也能够通过设有螺纹的调节块在其运动范围内限制节流元件。有利地，节流装置位于缸室的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压减振缸，尤其是用于假肢膝关节的液压减振缸，所述液压减振缸包括：壳体；设置在壳体内的并且用液压流体来填充的缸室；以及布置在该缸室内的活塞，所述活塞通过插入到缸室内的活塞杆而能在缸室内移动，其特征在于，在壳体(2)内设置有至少两个单独的、不同大小的、通过流体通道与所述缸室(3)连接的容纳室(17、21)，所述容纳室设计用于容纳在活塞运动时从缸室(3)中被挤出的液压流体，所述容纳室分别通过隔膜(19、24)与利用能压缩的、形成蓄能器的流体来填充的压缩室(20、23)分开，其中，在较大的容纳室(17)上游连接有对流动到容纳室(17)中的液压流体形成流动阻力的节流装置(27)，从而能够根据活塞运动的速度将液压流体分配到两个容纳室(17、21)中。

【技术特征摘要】
2014.12.16 DE 102014018712.8;2015.01.21 DE 10201511.一种液压减振缸，尤其是用于假肢膝关节的液压减振缸，所述液压
减振缸包括：壳体；设置在壳体内的并且用液压流体来填充的缸室；以及
布置在该缸室内的活塞，所述活塞通过插入到缸室内的活塞杆而能在缸室
内移动，其特征在于，在壳体(2)内设置有至少两个单独的、不同大小的、
通过流体通道与所述缸室(3)连接的容纳室(17、21)，所述容纳室设计
用于容纳在活塞运动时从缸室(3)中被挤出的液压流体，所述容纳室分别
通过隔膜(19、24)与利用能压缩的、形成蓄能器的流体来填充的压缩室
(20、23)分开，其中，在较大的容纳室(17)上游连接有对流动到容纳
室(17)中的液压流体形成流动阻力的节流装置(27)，从而能够根据活
塞运动的速度将液压流体分配到两个容纳室(17、21)中。
2.根据权利要求1所述的减振缸，其特征在于，所述缸室(3)由布
置在壳体内的插入件(4)形成。
3.根据权利要求1或2所述的减振缸，其特征在于，所述节流装置(27)
的流动横截面是能调节的。
4.根据权利要求3所述的减振缸，其特征在于，所述节流装置(27)
包括能调节的节流元件(28)，通过所述节流元件能改变通向容纳室(17)
的流动孔(29)的横截面。
5.根据前述权利要求中任一项所述的减振缸，其特征在于，所述节流
装置(27)设置在缸室(3)的底部(5)区域中，其中，还在缸底(5)的
区域中以至少局部地包围该缸底的方式设置较大的容纳室(17)，而在其
上部、尤其在缸顶部件(7)的区域内设置较小的容纳室(21)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的减振缸，其特征在于，设置有能
够可逆地关闭的流体供给口(25)，通过所述流体供给口能向压缩室(20、
23)注入或从中排出可压缩的流体。
7.根据权利要求6所述的减振缸，其特征在于，两个压缩室(20、23)
通过止回阀(26)彼此连接，所述止回阀在在配属于较大的容纳室(17)

\t的压缩室(20)中过压时打开。
8.根据前述权利要求中任一项所述的减振缸，其特征在于，相应的隔
膜(19、24)是橡胶隔膜或塑料隔膜。
9.根据前述权利要求中任一项所述的减振缸，其特征在于，在容纳室
(17、21)上游连接换向阀(31)，通过所述换向阀能根据活塞(8)或活
塞杆(9)的位置使液压流体流绕过节流装置(27)或者通过节流装置(27)
地输送给较大的容纳室(17)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的减振缸，其特征在于，换向阀
(31)包括在缸底(5)上的立管(10)，所述立管被活塞(8)或活塞杆
(9)搭接，以及所述立管通过孔(32)与缸室(3)连通，使得液压流体
通过立管(10)能够一直输送到较大的容纳室(17)中，直至孔(32)通
过朝缸底(5)的方向上运动的活塞(8)或活塞杆(9)封闭，在此之后液
压流体流过节流装置(27)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·德雷斯勒，T·卡姆，S·祖比雷，G·楚普，
申请(专利权)人：麦迪假体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE