CN101326362B - 静液压活塞机构和用于其制动装置的止推环 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种静液压活塞机构,包括:壳体(2),被可旋转地安装在所述壳体中的筒鼓(3),和多盘制动器(16),以及用于所述多盘制动器的止推环(21)。筒鼓(3)可通过多盘制动器(16)在壳体(2)中制动,多盘制动器(16)包括与筒鼓(3)不可旋转地相连的至少一个第一制动盘(19)和与壳体(2)不可旋转地相连的至少一个第二制动盘(20)。制动盘(19、20)通过止推环(21)相互压靠,止推环(21)为塑性环,并包括至少一个区域(35、36),所述区域在径向上具有弹性并在其上提供有密封元件。

Description

静液压活塞机构和用于其制动装置的止推环
技术领域
本发明涉及一种用于静液压活塞机构的制动装置的止推环,并涉及一种静液压活塞机构。
背景技术
在具有被可旋转地设置在壳体中的筒鼓(cylinder drum)的静液压(hydrostatic)机构中,已知能够相对于壳体制动筒鼓。为此目的,以多盘制动器形式的制动装置安置在筒鼓与壳体之间。多盘制动器在多数情况下被配置为使得制动盘通过压缩弹簧相互压紧。因此,为了安全的原因,只有当制动盘上的压缩力由于产生压力而减少时,筒鼓才可旋转。为了传递压缩力,提供止推环,其通过弹簧加载并可通过沿相反方向的液压力紧密接触。
这种止推环和这种静液压活塞机构可从DE4214397A1中获悉。止推环通常由单一钢制成。为了相对于壳体密封止推环,在止推环的外周上提供其中设置有O形环的槽。这些O形环设置在形成于止推环周界上的台阶的轴向两侧上。台阶在止推销环上形成轴向定向并可暴露于压力的面。用于松开制动装置的液压力紧靠该面产生。
已知止推环的缺点和已知静液压活塞机构的缺点在于,使用钢作为止推环的材料。这需要高成本的加工处理以产生具有必要精度的所需形状。为了在所述可暴露于压力的面的两侧上实现可靠密封,制造公差是必需的,特别是对于形成台阶的两个直径的尺寸的情况。需要这种流体紧密性以防止压力面上的压力下降,这会导致不希望出现到的制动效果。
发明内容
因此,本发明的目的在于,形成一种止推环以及具有制动装置的静液压活塞机构,其可以按照简单的方式实现良好可靠的密封效果,并可以低成本制造。
上述目的可通过根据权利要求1的创造性的止推环以及通过具有权利要求12中特征的创造性的静液压活塞机构而实现。
用于静液压活塞机构制动装置的创造性止推环包括可暴露于压力的面(以下称为“可受压面”)。止推环本身由塑性材料制成,并包括至少一个在径向具有弹性的区域,在弹性区域上提供有密封元件。与钢环所需的昂贵和复杂的加工处理相比,根据本发明配置的止推环作为塑性环可能以简单的方式产生所需形状。特别地,至少一个弹性区域能够以这种方式形成,其在弹性区域中将密封元件压紧靠在创造性静液压活塞机构的壳体上。通过提供这种弹性区域以保持密封元件可靠地紧靠壳体,止推环在可受压面的两侧上的实际外径能够以较大的公差产生。这简化了用于制造止推环的加工工具的制造,并因而在不损害耐久性的情况下显著降低了制造成本。
根据本发明的止推环的有利展开,在从属权利要求中描述。
具体而言,有利的是,在止推环的与可受压面相反定向的端面上,提供至少一个凹部,弹性压力元件设置在其中。弹性压力元件用于使制动装置承受轴向力,使得在液压系统失效以及松开压力减弱的情况下,制动装置接合而制动静液压活塞机构。在这种情况下,为了承接弹性压力元件,止推环在轴向上延长超过其在所述凹部区域的端面。这确保弹性压力元件的引导得以改进,从而防止例如采用螺旋弹簧形式的压力元件的弯曲(buckling)。
其中设置有密封元件的至少一个弹性区域优选地在止推环的第一端面和/或第二端面沿轴向形成。例如,如果采用两件式注射成型制造止推环,则在注射成型过程中所述凹部总是以周界槽的形式被简单地制造。
根据第一优选实施例,密封环设置在每个这些周界槽的区域中的止推环的外周上。为此目的,用于承接的承接槽,例如O形环,对应于周界槽沿轴向方向形成以产生弹性。
特别优选的是,止推环设置有第一环形元件和第二环形元件。一方面,这种两件式结构与一件式结构相比简化了制造,这是因为单个注射成型实现进一步的简化。在这种情况下,一个环形元件包括用于承接弹性压力元件的凹部和可受压面。可受压面通过第一环形元件的与第一端面相反定向的端面的径向外区域形成。第二环形元件的端面在其径向内区域中邻接此端面。
第一环形元件和第二环形元件优选地可相互连接以形成密封环。在这种情况下,所述连接可通过正向配合(positive fit)或通过材料连接部形成。如果所述连接采用正向配合的形式,则第一环形元件通过例如销锁连接部而连接到第二环形元件。形成材料连接部的合适方式为:首先将两个环形元件相互邻接,然后通过例如超声波焊接将其相互连接。以这种方式形成的止推环在静液压活塞机构装配中可简单地安装。
在止推环采用两件式构造的情况下,尤其有利的是,塑性唇部作为径向作用的密封部被设置在形成于第一环形元件和第二环形元件上的至少一个弹性区域中。为形成弹性区域而使得止推环外周以及其径向延伸部可以产生轻微改变,尤其有利的是,在第一环形元件和第二环形元件中,沿轴向形成始于环形元件端面的周界槽。在这种情况下,周界槽沿轴向形成,且开始于环形元件的朝向彼此定向的端面。这样的有利之处在于,由于可受压面位于所述环形元件之间用于松开制动装置,因此,在形成的周界槽中的压力增加,使得用于使密封唇部压靠壳体的力也增加。然而,如果此区域未受压,例如在静液压活塞机构不工作的情况下,则密封唇部在径向上不承载力。
为了有可能以简单的方式使第一环形元件和第二环形元件在其装配中对中以形成止推环,第一环形元件和第二环形元件优选地各自配置具有台阶形状。在这种情况下,相互面对的台阶形状相互对应,使得例如,第一环形元件对中于在第二环形元件上形成的台阶上。
附图说明
根据本发明的止推环的优选实施例和根据本发明的静液压活塞机构的优选实施例显示在附图中,并将在以下的描述中以更详细的方式进行说明。在所述附图中:
图1为静液压活塞机构的截面示意图;
图2显示了根据本发明的具有第一止推环的制动装置的示例性实施例;
图3显示了根据本发明的具有第二止推环的制动装置的示例性实施例;
图4为图2的第一创造性止推环的另外的视图;和
图5为图3的第二创造性止推环的另外的视图。
具体实施方式
在详细论述根据本发明的止推环的设计构造之前,根据本发明的静液压活塞机构关于其重要部件将首先进行说明。图1显示了根据本发明的静液压活塞机构1。静液压活塞机构1包括被可旋转地安装的筒鼓3。壳体2通过连接板4密封,其中,用于连接静液压活塞机构1与液压回路的连接部以通常的方式形成。
在其中安装有驱动轴7的第一轴承5与第二轴承6设置在壳体2和连接板4中。筒鼓3被不可旋转地连接到驱动轴7。当静液压活塞机构1被用作泵时,为了产生排量,多个柱形孔9形成于筒鼓3中。柱形孔9沿轴向延伸。活塞10在每个柱形孔9中以纵向可移动的方式设置。活塞10通过滑块11支撑靠在斜板(swash-plate)12上。
在所例示的示例性实施例中,斜板12可调节,为此目的,调节装置13作用于斜板12。为了致动调节装置13,致动活塞14设置在壳体7的腔中。致动活塞14在腔的一侧上可受到液压力,为此目的,通过致动压力线路15提供压力介质。根据致动活塞14的位置,斜板12相对于筒鼓3的旋转轴线的倾斜发生改变,使得在筒鼓3旋转中进行的活塞10的冲程可调节。
为了能够制动筒鼓3的旋转,在筒鼓3与壳体2之间提供制动装置16。为此目的,多个沿轴向延伸的槽17形成在筒鼓3的外周上。
相应地,在壳体2中多个槽18形成在沿轴向对应于槽17的位置。制动装置16进一步包括第一制动盘19和第二制动盘20。制动盘19、20的数目根据所期望的制动力进行选择。制动盘19、20具有大致环形的结构。第一制动盘19的外径大于第二制动盘20的内径。齿形成于第一制动盘19的内周上,通过所述齿,在第一制动盘19与筒鼓3之间产生不可旋转的连接。为此目的,第一制动盘19的齿接合筒鼓3的槽17。
以相应的方式,在壳体2中与槽18协作的齿,形成于第二制动盘20的外周上。通过这种方式,第一制动盘19被不可旋转地连接到筒鼓3,同时第二制动盘20被不可旋转地连接到壳体2。制动盘沿槽17、18轴向可移动。制动盘19与制动盘20交替地排列,第二制动盘20比第一制动盘19的数目多一个。这样,交替地包括第一制动盘19和第二制动盘20的板的堆叠,在每侧上通过第二制动盘20封闭,第二制动盘20相对于壳体2被不可旋转地设置。
只要在轴向上没有力施加于盘堆叠上,则第一制动盘19在几乎没有力的情况下可在第二制动盘20之间旋转,使得筒鼓3可以在壳体2中旋转。为了增加第一制动盘19与第二制动盘20之间的表面压力以及由此产生制动效果,提供止推环(thrust ring)21。止推环21能将轴向力施加到盘堆叠上。为了使第一制动盘19与第二制动盘20相互压靠,在盘堆叠的与止推环21相对的一侧上设置压力板22,例如用于吸收止推环21的力。作为压力板22的替代,可在壳体2中简单地提供径向台阶。
为了更清楚,止推环21以一种简化的方式显示在图1中。止推环21的准确设计结构在下文中参照图2-5进行说明。
可受压面23通过止推环21外周上的径向台阶而形成在止推环21上。在壳体2中提供与可受压面23相对应的径向台阶,使得致动压力腔24形成于止推环21与壳体2之间。如果致动压力腔24通过压力介质受压,则轴向力作用于止推环21的可受压面23上,该轴向力朝向图1中的左方对止推环21加载。因此,当致动压力腔24受压时,作用于压力腔21上的力减轻了盘堆叠上的载荷。在这种情况下,在壳体2中的筒鼓3可以自由旋转。
为了能够通过制动装置16产生制动效果,优选地提供有多个弹性压力元件。在例示的示例性实施例中,弹性压力元件采用螺旋弹簧25的形式。
第一端面27形成于止推环21上并且与可受压面23相反设置。从第一端面27延伸的多个凹部26形成在止推环2 1中,并沿着其外周分布。螺旋弹簧25插入到这些凹部26中,并例如沿相反方向支撑紧靠连接板4。这样,轴向弹簧力通过螺旋弹簧25施加在止推环21上,止推环21支撑紧靠包括第一制动盘19和第二制动盘20的盘堆叠。如果致动压力腔24不承受致动压力,则通过螺旋弹簧25、相互压靠的第一制动盘19和第二制动盘20来产生制动力。为了产生制动力,在第二致动压力腔中还可提供第二可受压面。
为了防止来自致动压力腔24的压力出现不必要的损失,在止推环21上提供第一密封元件28与第二密封元件29。套筒30设置在止推环21的另外的凹部中,套筒30连同合销31一起防止在壳体2中的止推环21的不希望出现的额外(entrained)旋转。为此目的,合销31固定在连接板4的孔32中。
图2为根据第一优选实施例的止推环21的放大示意图。止推环21外周具有台阶结构,可受压面23形成于两个不同直径之间的过渡部。第一端面21背离可受压面23定向。第二端面34形成于止推环21的轴向相反端上。在例示的示例性实施例中,凸出34’形成于第二端面34上,并且为产生制动效果向第二制动盘20的前盘施加轴向力。
如已经描述过的,始于第一端面27的多个凹部26优选地形成在止推环21中。为了改善设置在其中的螺旋弹簧25的引导,在止推环21上形成有超过第一端面27的延伸部分33。此延伸部分33可对于每个凹部26单独地形成,或者共同形成为止推环21上的连续领部。
密封区域形成在止推环21上并且位于可受压面23的轴向两侧上。为了改善密封效果,第一弹性区域35从可受压面朝向第一端面27的方向设置。第二弹性区域36从可受压面23朝向第二端面34形成。第一密封元件28设置在第一弹性区域35中。相应地,第二密封元件29设置在第二弹性区域36中。
为了在由塑性材料制成的止推环21中形成第一弹性区域35,始于第一端面27的连续槽27轴向地形成在止推环21中。第一弹性区域35中的弹性可根据连续槽37的深度并结合合适的材料选择进行调节。径向承接槽形成于第一弹性区域35中的止推环21中,该径向承接槽始于止推环21的外周,用于承接密封元件28。另外的径向承接槽形成于第二弹性区域36中的止推环21中,第二密封元件29设置在所述第二承接槽中。第一密封元件28和第二密封元件29为例如O形环的形式;支撑元件,例如,以稳定环的形式的支撑元件,可设置在相应的承接槽中。
对应于第一弹性区域36,第二弹性区域36通过在止推环21中形成的第二周界槽38而提供。在这种情况下,第二周界槽38形成于止推环21中并始于第二端面34。第二弹性区域36的弹性通过止推环21的材料的选择并通过第二延伸周界槽38的深度和径向排布也可以调节。除止推环21之外,在第一端面27的侧部上提供装配环40。
图3显示了根据本发明的止推环21的第二示例性实施例。在这种情况下,止推环21’包括第一环形元件41和第二环形元件42。与图2中的止推环21相同的那些部件由相同的附图标记表示。为了避免重复,将省略完全的复述。
用于承接螺旋弹簧25的凹部26设置在第一环形元件41中。背离第一端面27定向的端面46形成于第一环形元件41上。在这种情况下,第一端面46的径向外区域形成可受压面23。第二环形元件42在其外径向尺寸上小于第一环形元件41。第二环形元件42的端面47,远离止推环21’的第二端面34定向,邻接第一环形元件41的端面46的径向内区域。环形元件41、42的内径彼此对应。第一环形元件41的端面46与第二环形元件42的端面47各自具有台阶。在第一环形元件41中的台阶位置与在第二环形元件42中的台阶位置相互对应,从而通过所述台阶实现环形元件41、42的对中部(centring)45。
如在图2中的第一示例性实施例的情况下,第一弹性区域35’和第二弹性区域36’形成于止推环21’上。在第二示例性实施例中,第一弹性区域35’设置在第一环形元件41中,而第二弹性区域36’设置在第二环形元件42中。为了形成弹性区域35’和36’,也提供相应的第一周界槽37’和第二周界槽38’。第一周界槽37’形成于第一环形元件41中并始于其端面46。第一塑性唇部43作为密封元件通过形成在第一环形元件41中并始于端面46的第一周界槽37’形成在第一环形元件41的外周边缘上。第一塑性唇部43以弹性方式连接到第一环形元件41。根据第二示例性实施例,在采用止推环21’的情况下,通过第一塑性唇部43产生密封效果,所述第一塑性唇部43当安装止推环21’时邻接壳体2。以相应的方式,第二周界槽38’形成在第二环形元件42中并始于端面47。这样,第二弹性区域36’和作为密封元件的第二塑性唇部44形成在第二环形元件42的外周边缘上。与第一塑性唇部43对应,第二环形元件42与壳体2之间的密封效果同样通过第二塑性唇部44实现。为此目的,在止推环21’的装配状态下,第二塑性唇部44邻接静液压活塞机构1的壳体2。
由于第一槽37’的张开侧与第二槽38’的张开侧朝向可受压面23,因而第一周界槽37’和第二周界槽38’当致动压力腔24受压时通过压力介质受压。这致使第一塑性唇部43和第二塑性唇部44的外径的膨胀,从而使两个塑性唇部43、44的密封效果以及致动压力腔24的密封得以改善。
图4和图5再次显示了根据本发明的止推环21与21’的示例性实施例。具体而言,在图5中显示第一环形元件4 1通过销锁连接可连接到第二环形元件42。这种形状配合连接的有利之处在于,两环形元件4 1、42可在没有另外的加工台阶情况下通过将其插到一起而以简单的方式相互连接。在例示的示例性实施例中,销锁连接通过在对中部45的区域中的外周上倾斜设置的侧部、并通过其他环形元件中的对应凹部形成。另外,在图5中可以看出,第二塑性唇部44在其与可受压面23的邻接区域中具有旁路通道48,使得第二周界槽38’的内容积与致动压力腔24流体式接触。这在致动压力腔24通过致动压力受压时导致密封效果增强,如前所述。
在图3和5显示的示例性实施例中,第二端面34为平坦状。
除了形状配合连接之外,或者说作为其替代形式,第一环形元件41可通过材料连接部与第二环形元件42相连。例如,第一环形元件41的端面46与第二环形元件42的端面47的相互邻接区域可通过在其内周区域中的材料连接部通过超声波焊接而相互连接。
在所描述的示例性实施例中,制动力通过螺旋弹簧25产生。制动装置16通过在致动压力腔24中产生致动压力而实现松开。相反地,制动装置可通过螺旋弹簧保持在松开位置,制动力可通过向致动压力腔24加压产生。在这种情况下,活塞机构中的可受压面和弹性元件的排布将会适当地相反设置。
本发明并不局限于所描述的示例性实施例。特别地,在示例性实施例中的各特征可按照任何所希望的方式相互组合。

Claims (16)

1.一种用于静液压活塞机构的制动装置的止推环,所述止推环(21)包括至少一个可受压面(23),其特征在于,
所述止推环(21)由塑性材料制成并包括至少一个区域(35,36),所述区域沿径向具有弹性并在其上提供有密封元件(28,29),
其中从第一端面(27)的侧部和/或从沿相反方向取向的第二端面(34)的侧部,在所述止推环(21)中轴向地形成有连续的周界槽(37,38),以形成所述至少一个弹性区域(35,36),并且
其中在所述周界槽(37,38)的区域中,设置有密封元件(28,29),所述密封元件装配在所述止推环(21)的外周上并沿径向起作用。
2.根据权利要求1所述的止推环,其特征在于,
在与所述可受压面(23)相反取向的第一端面(27)中形成有用于承接一弹性压力元件(25)的至少一个凹部(26),所述止推环(21,21’)沿轴向延伸超过在至少一个凹部的区域中的所述第一端面(27)。
3.一种用于静液压活塞机构的制动装置的止推环,所述止推环(21’)包括至少一个可受压面(23),其特征在于,
所述止推环(21’)由塑性材料制成并包括至少一个区域(35’,36’),所述区域沿径向具有弹性并在其上提供有密封元件(43,44),
其中所述止推环(21’)包括第一环形元件(41)和第二环形元件(42),
其中通过所述第一环形元件(41)和/或所述第二环形元件(42)上的塑性唇部(43,44),形成径向作用的密封部,并且
其中为形成所述塑性唇部(43),在所述第一环形元件(41)中轴向地形成有连续的周界槽(37’),并始于所述第一环形元件的朝向所述第二环形元件(42)的端面(46),和/或,为形成所述塑性唇部(44),连续的周界槽(38’)轴向地形成于所述第二环形元件(42)中,并始于所述第二环形元件的朝向所述第一环形元件(41)的端面(47)。
4.根据权利要求3所述的止推环,其特征在于,
在与所述可受压面(23)相反取向的第一端面(27)中形成有用于承接一弹性压力元件(25)的至少一个凹部(26),所述止推环(21,21’)沿轴向延伸超过在至少一个凹部的区域中的所述第一端面(27)。
5.根据权利要求3或4所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)包括:用于承接至少一个弹性压力元件(25)的至少一个凹部(26),和可受压面(23),所述可受压面(23)通过所述第一环形元件(41)的与所述第一端面(27)相反取向的端面(46)的径向外区域形成。
6.根据权利要求3或4所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)与所述第二环形元件(42)可通过一形状配合连接部相连以形成所述止推环(21’)。
7.根据权利要求5所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)与所述第二环形元件(42)可通过一形状配合连接部相连以形成所述止推环(21’)。
8.根据权利要求3或4所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)与所述第二环形元件(42)通过一材料连接部相连以形成所述止推环(21’)。
9.根据权利要求5所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)与所述第二环形元件(42)通过一材料连接部相连以形成所述止推环(21’)。
10.根据权利要求3或4所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)和所述第二环形元件(42)在其朝向彼此的端面(46,47)上具有对应的台阶形状,所述台阶形状使得所述两个环形元件(41,42)相对于彼此对中。
11.根据权利要求5所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)和所述第二环形元件(42)在其朝向彼此的端面(46,47)上具有对应的台阶形状,所述台阶形状使得所述两个环形元件(41,42)相对于彼此对中。
12.根据权利要求6所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)和所述第二环形元件(42)在其朝向彼此的端面(46,47)上具有对应的台阶形状,所述台阶形状使得所述两个环形元件(41,42)相对于彼此对中。
13.根据权利要求7所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)和所述第二环形元件(42)在其朝向彼此的端面(46,47)上具有对应的台阶形状,所述台阶形状使得所述两个环形元件(41,42)相对于彼此对中。
14.根据权利要求8所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)和所述第二环形元件(42)在其朝向彼此的端面(46,47)上具有对应的台阶形状,所述台阶形状使得所述两个环形元件(41,42)相对于彼此对中。
15.根据权利要求9所述的止推环,其特征在于,
所述第一环形元件(41)和所述第二环形元件(42)在其朝向彼此的端面(46,47)上具有对应的台阶形状,所述台阶形状使得所述两个环形元件(41,42)相对于彼此对中。
16.一种静液压活塞机构,包括壳体(2)和被可旋转地安装在该壳体中的筒鼓(3),所述筒鼓(3)能够通过一多盘制动器(16)在所述壳体(2)中被制动,所述多盘制动器(16)包括被不可旋转地连接到所述筒鼓(3)的至少一个第一制动盘(19)和被不可旋转地连接到所述壳体(2)的至少一个第二制动盘(20),所述第一制动盘(19)和所述第二制动盘(20)可通过一止推环(21,21’)相互压靠,其特征在于,
所述止推环(21,21’)为根据权利要求1至15中任一权利要求所述的塑性环。
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