CN101205819B - 液压电动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有与往复直线移动的活塞相连接的旋转轴的液压电动机。该液压电动机包括包围旋转轴(13)的壳体(12)、活塞(24)和换向器(30)，其中所述换向器包括与活塞制成一体的第一套筒(38)，固定在适当位置的第二套筒(40)，和被安装为在第二套筒内部旋转的分配器(42)，设置在第二套筒和分配器之间的导管和孔部件，和用于控制作为第一套筒的位移的函数的分配器(42)的旋转、以将活塞的移动方向反转的装置。

Description

液压电动机

技术领域

本发明涉及一种包括壳体的液压电动机，旋转轴穿过壳体，并且旋转轴通过运动转换装置连接到往复的直线线性移动的活塞，该活塞可在壳体中移动并被安装为沿轴的长度滑动。本发明特别涉及换向器的结构，其中该换向器能够交替并依次地控制一个腔室的再次充满和另一腔室的排空以确保活塞的往复移动，并且从而控制轴的转动。

在通过使用被过滤穿过过滤器的隔离部分的流体的逆流循环自动清洗过滤器的过程中，使隔离系统转动以获得过滤器表面的连续清理是十分必要的。

背景技术

为了使隔离系统转动，有力的是具有可利用的液压电动机，该液压电动机使用过滤器提供的过滤流体的一小部分实现其功能，不需要提供额外的能量。

这样的电动机必须包括动力单元，所述动力单元使流体的液压能转换成机械能，更特别地，转换成一种实际上连续旋转的运动并且始终处于同一个方向上，以驱动安装有该动力单元的过滤器的隔离系统。所述电动机还必须包括控制部件，其包括允许电动机流体的供应和分配的全部功能和电路，以确保它的正常运行。

欧洲专利EP 0022021描述一种具有往复的活塞和棘轮的液压电动机，其中所述活塞的往复移动导致输出轴在相同的方向上的连续转动。整个控制功能是由外部分配器和反转器延迟来确保的。这类电动机是有利的，因为其转速可很好的适用于既定的应用，扭矩是足够的并且能在低压下运行。除此之外，流体的消耗较低并且传输很好。另一方面，这样的系统需要很多元件，尤其是控制致动流体的反向功能。它的安装与维修需要有资格的人员。生产成本较高。

发明内容

本发明提供这样一种类型的液压电动机，其在原理上有所改进并且特别在保证控制功能的元件的简化上效果显著。

更特别地，本发明涉及这样一种类型的液压电动机，其包括壳体，并且穿过所述壳体的旋转轴通过运动转换装置连接到往复的直线线性移动的活塞，该活塞可在所述壳体中移动并被安装为沿轴的长度滑动，所述活塞在所述壳体中定义了被交替地供给承压流体的第一和第二腔室，其特征在于它包括换向器，所述换向器安装在所述壳体内部并且包括三个同轴的元件，其中所述三个同轴的元件与所述旋转轴的轴平行并且被安装为以彼此相互密封的方式滑动和/或转动：

-与活塞制成一体并且延伸进入所述第一腔室的第一套筒，

-固定在适当位置上的第二套筒，其与所述壳体末端的壁制成一体并且延伸穿过所述第二腔室和所述第一套筒，直至所述第一腔室，

-在两个腔室之间延伸并被安装为在所述第二套筒内部旋转的分配器，所述换向器还包括：

-适用于控制和开关致动液的循环的导管和孔元件，其被设置在第二套筒和分配器之间，以便根据所述分配器占据、由所述同轴元件的相互作用确定的多个位置中的某个(such or such)预定位置，交替地并且依次地控制一个腔室的充满和另一个腔室的排空，以及

-用于控制所述分配器的旋转的装置，其中所述分配器的转动角度为所述活塞锁定的所述第一套筒的位移的函数。

有利地，所述装置包括设置在第一和第二套筒的自由端上的纵向的斜面和止动部。侧向凸出部(lug)可在分配器的纵向缝隙中移动并且与所述斜面和止动部通过与它们相关的弹性张力而相互作用。

附图说明

通过下面根据其原理仅以举例的方式并且参照附图提供的液压电动机的说明，本发明将获得更好的理解，并且其他优点也将变得更加显而易见，其中：

图1是根据本发明的液压电动机的局部剖开的透视图。

图2是示出旋转轴的详细视图。

图3是示出换向器的第一套筒的详细视图；

图4是示出换向器的第二套筒的详细视图；

图5和6是示出构成换向器的一部分的分配器的详细视图；

图7示出组装好的换向器的透视图。

图8至11是处于不同状态的换向器的局部剖开的透视图，以描绘其功能。

具体实施方式

所呈现的液压电动机11尤其适用于连续地过滤液压流体例如油的设备。在已知的方式中，过滤器装置包括自动回流装置，要求隔离系统的连续转动，以取出电路并且隔离过滤器的一个部分。所述部分由逆流循环清洁。所以，具有可利用的、利用承压过滤流体的小部分实现其旋转位移的液压电动机是有利的。这些使得本发明能够实现。

这种类型的液压电动机包括壳体12，轴Y上的旋转轴13穿过所述壳体12并且保持在设置于两个平行端壁18、20中的轴承14、16之间。壳体12还包括在所述两个端壁之间延伸的圆柱形壁22。由于存在沿壳体12的圆柱形壁22的内表面的长度和沿轴13的表面的长度的外接合部25和内接合部26，因此活塞24以密封的方式滑动。

因此活塞24将壳体12的内部空间分隔为通过换向器30交替地供给承压流体的第一腔室28(附图1中的上部腔室)和第二腔室29(下部腔室)，这将要在下面描述。

两个腔室28、29的交替供给导致活塞直线性的并且交替的运动，当活塞到达两个末端位置之一时，移动方向自动反转。

另外，活塞24包括两个相对设置的凸出部32，该凸出部径向向内突出并且与圆周波状喉部34相接合，所述喉部在所述轴13的直径最大的部分的外表面上凹陷。

因此，活塞24的直线往复移动是由实质上旋转轴13在相同的方向上连续的旋转运动转化的。这种类型的运动转换的执行与换向器的结构无关，这在下面将会描述。这类电动机适合于通过压力调节任意的反向系统，例如利用传感器致动电动阀控制，或者具有同样功能的任何其他系统。

换向器30由于它的简单、利用最少的部件，并且容易组合和安装而著名。它易于维护，这是因为可以从底部拆除整个装置，壁18是可以移除的。

根据本发明的重要特征，换向器30安装在壳体12的内部，并且包括沿X-X轴的三个共轴的元件，X-X轴与所述旋转轴13平行，并且所述三个共轴的元件被安装为以密封的方式彼此相互接触地滑动和/或旋转，以便设置所述腔室28，29中的一个或另一个以连续和交替的方式联通承压的致动流体。这些元件被定义如下：

-第一套筒38与活塞24制成一体并且延伸进入所述第一腔室28，

-固定在适当位置的第二套筒40与壳体末端的壁(壁18)制成一体并且延伸跨过所述第二腔室29和所述第一套筒，直到所述第一腔室28。它因此在所述第一套筒内部向所述第一腔室打开。

-分配器42，也被制成套筒形式，根据所述例子，在两个腔室之间延伸。它被安装为在第二套筒40内部旋转。当分配器42以密封的方式安装在第二套筒中并且可以绕所述三个元件共用的XX轴旋转时，第一套筒以密封的方式，也就是以轻轻地摩擦第二套筒的外部的方式滑动。

换向器30包括适用控制和开关致动流体循环的导管和孔元件。它们设置在第二套筒40和分配器42之间，以交替地并依次地控制承压流体对所述腔室之一的填充和另一个腔室的同时排空腔室。被置于压力下的腔室是根据被所述分配器42是否占据由套筒38、40之间的互相作用而确定的几个位置中的某个(角度地)预定位置来选择的。在该例子中，两个连续的预定位置之间的分配器42的转动是90°。

另外，换向器30包括用于控制作为与活塞制成一体的所述第一套筒38位移的函数的所述分配器42的旋转的装置50。

在所述的例子中，所述控制装置50包括设置在所述第一和第二套筒的(位于所述第一腔室中的)自由端处的纵向斜面和止动部。另外，侧向凸出部55以可移动的方式安装在所述分配器42的纵向缝隙中。它与这些纵向斜面和止动部相互作用，并且相对于它们设置在弹性张力的作用下。

应该注意到第一套筒38包括定义了止动部68的两个宽凹槽，同时第二套筒40也包括定义了止动部72的两个宽凹槽。第一套筒的壁厚沿止动部68的长度方向大于第二套筒的壁厚，用这样的方法，在沿着这些止动部的长度方向上两个套筒与分配器42的表面相接触。所述两个套筒是彼此互联的，不能一个相对另一个旋转。

根据所述例子，弹簧58安装在所述分配器42内部、在分配器42的止动部60和所述侧向凸出部55之间，以将凸出部回推向所述纵向斜面和止动部。

更优选地，凸出部55为两个并且在出口处直径方向地延伸，从后者的一侧和另一侧穿过分配器的双缝隙56。除此之外，所述第一和第二套筒各包括两个之前提到过的纵向斜面和止动部。

更特别地，所述第一套筒38在其自由端上包括两个相对并对称设置的斜面66(相对旋转轴XX的)，和之前提到过两个纵向止动部68。

以一种类似的方式，所述第二套筒40在其自由端包括两个相对并对称设置的斜面70(与所述轴相关的)，和之前提到过的两个纵向止动部72。斜面具有相同的倾斜角，并且两个套筒之间的滑动路径是这样的，所述第一套筒的一个斜面进入所述第二套筒斜面的延伸部，其细节将在以下可见。

明显地，分配器的任务是引导致动流体的流动，这就是它特别地包括用于与所述第一腔室28建立连接的轴向导管74的原因。然而这不包括开口套筒，因为它在所述第一腔室相对侧上的末端是封闭的。双向凸出部55在其中心包括构成沿分配器42的轴向导管74的长度引导滑动的部件，但不阻碍它。另一方面，与第一腔室互通的导管并不是必须为轴向的。

根据所述例子，适用于控制和转换流体循环的所述导管和孔元件在第二套筒40和分配器42之间被分开。

更特别地，依据这个例子，所述第二套筒40在其底部包括径向孔78，在外面与承压致动流体的入口连通。它也包括四个以90度间隔分布且朝所述第二腔室29开口的径向孔79。第二套筒40更进一步的包括设置在端壁18厚度部分的外喉部80。该喉部与所述端壁一起构成用与排干致动流体的与出口外部联通的环形导管。

喉部被两个径向相对的径向孔82穿过。

除了这个，分配器还包括两个纵向槽84，它们在分配器的外表面上凹陷，径向相对布置并且从孔78的顶部延伸至孔79的顶部。它也包括两个径向相对设置的径向孔86，其位于可使它们与孔80连通的平面，以确定分配器预先设定的角度位置。后者也包括两个径向相对设置的径向孔88，其位于可使它们与孔78连通的平面。孔86和88在同一平面上，但相对槽84偏移90°。

因此，对第二腔室29供应承压流体是如图10所示实现的，通过设置孔78，接受承压流体，沿着腔室分配器的纵向肋84延伸到与向第二腔室打开的孔79相对。

相反地，第二腔室的排空发生在另一个预先确定位置，通过在具有纵向槽84的第二套筒中引入相应的孔79，它本身和位于与致动流体出口相连接的喉部80的底部上的孔82相一致(参见图9)。

关于所述第一腔室，其通过引入与设置在分配器中的并在其中朝轴向管74开口的孔88相一致的孔78，而被设置于压力下。这个导管通向第一腔室28(参见图9)。

在分配器的另一位置，偏移90度，第一腔室的流体通过轴向导管74流回到与在第二套筒喉部80的底部上开口的另一孔82相应的孔86(见附图10)。

换向器的功能将参考附图8至11进行解释。

图8中，假定活塞处于在图1中的上部位置，也就是说第一腔室28处于它的最小容积处。在这些情况下，第一套筒38的两个斜面上升至第二套筒40的斜面之上，两个接两个。另外，可以看出，第二套筒40的一个斜面70朝第一套筒38的相应斜面66的底部延伸。凸出部55，在弹簧58的压力下，在第二套筒斜面70的下端和第一套筒的邻接纵向面68之间被阻隔。因此，分配器42在相对于第二套筒确定好的角度位置上，并且，在这个位置，已经被确定的孔和导管元件使第一腔室28与承压流体连通且允许第二腔室29排干。然后活塞开始下降，致动第一套筒38。在活塞的整个运动过程中，分配器42的角度位置不变。

除此之外，活塞的移动利用活塞的凸出部32与轴的喉部34之间的相互作用设定轴的旋转。

当活塞到达它的下部位置时(见图9)，第一套筒斜面66到达第二套筒斜面70的下部延伸处。从而，在弹簧58的压力下，分配器转过90°直到被支撑在第一套筒斜面上的凸出部55与第二套筒纵向止动部72接触。在转动结束时(见附图10)，分配器处于另一预定位置，通过它，承压流体流至第二腔室29，此时第一腔室28被排空。从这时起，活塞再次上行，以相同的方向启动轴13旋转。在活塞再次上行的路径的末端，所述第一套筒再次上升至第二套筒上方，如图8所示的结构，并且分配器再次旋转四分之一圈(见图11)以转换承压流体的分配。

Claims (10)

1.一种包括壳体(12)的液压电动机，穿过所述壳体的旋转轴(13)通过运动转换装置连接到往复直线性移动的活塞(24)，所述活塞可在所述壳体中移动并且安装为沿所述轴的长度方向滑动，所述活塞在所述壳体中定义了交替地供给承压流体的第一腔室(28)和第二腔室(29)，其特征在于它包括换向器(30)，其中所述换向器(30)安装在所述壳体内部并且包括与所述旋转轴的轴平行的三个同轴的元件，并且所述三个同轴的元件被安装为以彼此密封的方式滑动和/或转动：

-与活塞制成一体并且延伸进入所述第一腔室(28)的第一套筒(38)，

-固定在适当位置上的第二套筒(40)，其与壳体末端(18)的壁制成一体并延伸穿过所述第二腔室(29)和所述第一套筒(38)，直到所述第一腔室，

-在两个腔室之间延伸并安装为在所述第二套筒内部旋转的分配器(42)，以及所述换向器还包括：

-适合控制和开关致动流体循环、设置在第二套筒(40)和分配器(42)之间的管和孔元件(78，79，80，82，84，86，88)，以根据被所述分配器占据的、由所述同轴元件的相互作用确定的数个位置之中的某个预定位罩，来交替地并依次地控制一个腔室的充满和另一个腔室的排空，和

-用于控制所述分配器(42)的旋转的装置，所述分配器(42)的转动角度为所述活塞锁定的所述第一套筒的位移的函数。

2.根据权利要求1所述的液压电动机，其特征在于所述控制装置包括设置在所述第一和第二套筒的自由端上的纵向的斜面(66，70)和止动部(68，72)，并且固定为可在所述分配器的纵向缝隙中移动的侧向凸出部(55)，其中该凸出部(55)与所述斜面和止动部相互作用，并且相对于它们设置在弹性张力作用下。

3.根据权利要求2所述的液压电动机，其特征在于一弹簧(58)被安装在所述分配器内的其止动部之一和所述侧向凸出部(55)之间，以将所述凸出部推向所述纵向斜面和止动部。

4.如权利要求2或3所述的液压电动机，其特征在于所述凸出部(55)在所述分配器的一个侧面和另一个侧面上直径地向外延伸，并且所述第一和第二套筒各包括两个前述的纵向斜面(66，70)和止动部(68，72)。

5.根据权利要求4所述的液压电动机，其特征在于所述第一套筒(38)在其自由端上包括两个相对并对称布置的斜面(66)，前述纵向止动部(68)定义在所述两个斜面(66)之间。

6.根据权利要求4或5所述的液压电动机，其特征在于所述第二套筒(40)在它自由端上包括两个相对并且对称布置的斜面(70)，前述纵向止动部(72)定义在所述两个斜面(70)之间。

7.如权利要求1或2或3所述的液压电动机，其特征在于所述活塞包括至少一个凸出部(32)，该凸出部径向向内伸出并且与波状的圆形的喉部(34)相接合，其中所述喉部在所述轴的外表面上凹陷。

8.如权利要求4所述的液压电动机，其特征在于所述活塞包括至少一个凸出部(32)，该凸出部径向向内伸出并且与波状的圆形的喉部(34)相接合，其中所述喉部在所述轴的外表面上凹陷。

9.如权利要求5所述的液压电动机，其特征在于所述活塞包括至少一个凸出部(32)，该凸出部径向向内伸出并且与波状的圆形的喉部(34)相接合，其中所述喉部在所述轴的外表面上凹陷。

10.如权利要求6所述的液压电动机，其特征在于所述活塞包括至少一个凸出部(32)，该凸出部径向向内伸出并且与波状的圆形的喉部(34)相接合，其中所述喉部在所述轴的外表面上凹陷。

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