CN104373396A - 液压机,特别是液压压力交换器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压机，特别是液压压力交换器，包括能够围绕轴线转动的滚筒和前板配置，所述前板配置具有前板和压力靴，所述滚筒包括多个工作缸，每个工作缸具有前开口，在所述滚筒的转动期间，所述前开口沿着一路径在所述压力靴上滑动，所述压力靴具有至少两个肾形开口，所述肾形开口布置在所述路径中。液压机应该以低噪声操作。为此，所述压力靴布置在所述滚筒与所述前板之间，并且包括布置在两个相邻肾形开口之间的至少一个压力缸，活塞布置在所述压力缸中，所述活塞抵靠所述前板，所述压力缸与压力靴的与所述前板相对的一侧上的供给开口连接，所述开口至少部分地与所述路径重叠。

Description

液压机,特别是液压压力交换器

技术领域

本发明涉及一种液压机，特别是液压压力交换器，包括能够围绕轴线转动的滚筒和前板配置，所述前板配置具有前板和压力靴，所述滚筒包括多个工作缸，每个工作缸具有前开口，在所述滚筒的转动期间，所述前开口沿着一路径在所述压力靴上滑动，所述压力靴具有至少两个肾形开口，所述肾形开口布置在所述路径中。

背景技术

从EP 1508361 A1中已知这样的液压机。该液压机是压力交换器。

在下文中结合液压压力交换器(作为液压机的示例)描述本发明。然而，本发明可以用在具有工作缸和压力靴中的肾形开口的其他类型的液压机中。

压力交换器的操作可以简要概括如下：通过与高压供给端口相连的压力靴中的第一肾形开口的工作缸在高压下填充液体。通常，工作活塞布置在工作缸中。该工作活塞沿离开压力靴的方向被进入的液体移动。在工作活塞的另一侧上的工作缸在先已经被填充新鲜的液体。该新鲜的液体在工作活塞的作用下被输出。当滚筒持续转动时，工作缸通过连接至低压供给端口的另一侧上的另一肾形开口，使得工作缸填充有新鲜的液体，从而沿相反的方向推动工作活塞并且输出将被废弃的液体。

当高压下工作缸的前开口离开肾形开口并且通过压力靴上的封闭区域时，会产生问题。在这种情况下，工作缸中的压力生成对抗压力靴的力。这些力趋于将压力靴与工作缸的前开口分离开。这种分离应该被避免，因为这种分离导致不期望的内部泄漏。

一种避免这种内部泄漏的方法是用高的力将压力靴和滚筒按压在一起。然而，这些高的力会增大滚筒与压力靴之间的摩擦，导致也应该被避免的噪声和磨损。

发明内容

本发明所涉及的任务是减少磨损。

在如上所述类型的液压机中完成所述任务，其中所述压力靴布置在所述滚筒与所述前板之间，并且包括布置在两个相邻肾形开口之间的至少一个压力缸，活塞布置在该压力缸中，所述活塞抵靠所述前板，所述压力缸与压力靴的与前板相对的一侧中的供给开口连接，所述开口至少部分地与所述路径重叠。

在这种情况中，工作缸中的压力进入压力缸。压力缸中的压力使活塞压靠前板。该压力所产生的力产生沿朝向滚筒的方向按压压力靴的反力。然而，这个压力仅仅是在工作缸的前开口通过两个相邻肾形开口之间的封闭区域上时存在。因此，这些力能够被定大小使得避免内部泄漏，而磨损和噪声保持小。术语“缸”是用于简化描述。缸的横截面不需要是圆形的。此外，活塞能够布置在工作缸中，尽管在很多情况下这不是必须的。工作缸不需要具有直线形式，它们也可以是弯曲的。

至少两个缸布置在两个相邻的肾形开口中，沿着所述工作缸的移动方向一个缸在另一个缸之后。这具有的优点是：使压力靴压靠缸滚筒的力能够以高的精度被调整。两个相邻肾形开口之间的距离必须大于工作缸的前开口的直径，以便避免两个肾形开口之间的短路。在该封闭区域中使用至少两个压力缸允许在该封闭区域上在工作缸的前开口的移动的一大部分上产生封紧力。

优选地，所述供给开口相对于压力缸的中心偏心地布置。这样，能够将压力缸和活塞布置在适当的位置中，使得它们能够在压力靴上最佳位置处生成力。然而，用于产生力的时机能够独立于定位而被选择。

优选地，所述压力缸的中心布置为比所述供给开口更靠近轴线。换言之，压力缸定位在径向的内部位置处。然而，供给开口定位成更向外，从而允许液体较早地从工作缸供给至压力缸。

优选地，所述压力缸至少部分地与所述路径重叠。反力在分离力的区域中产生。

在优选实施例中，所述压力靴包括第一端口和至少一个按压缸，所述按压缸朝向所述前板开口，按压活塞布置在所述按压缸中，所述按压缸与所述第一端口流体接触。压力靴保持为相对于前板不能转动。压力靴压靠滚筒的前表面。使压力靴压靠滚筒的前表面的力至少部分地由按压缸中的按压活塞产生。该按压活塞被第一端口中的压力加载，其中第一端口中的压力优选是液压机中的最高压力。该压力沿朝向前板的方向按压所述按压缸中的按压活塞。这个力再次生成使压力靴压靠滚筒的反力。使压力靴压靠滚筒的压力应该足够高，以实现所需的紧密度。然而，它也不应该太高，以便避免过度磨损。合力能够通过对按压缸中的按压活塞定尺寸而被非常精确地确定。

优选地，至少两个按压缸布置在所述压力靴中。在这种情况下，使压力靴压靠滚筒的前表面的力能够被加倍，使得每个按压缸能够保持为小的。此外，这种构造具有力在压力靴上的不同位置处作用的优点。

在优选实施例中，所述按压缸具有相同的横截面面积。这样，在每个按压缸中由按压活塞产生的力相等，因为按压缸以相同的压力被加载。这使得更容易以期望的方式分布力。

在优选实施例中，所述压力靴包括在面对所述前板的一侧上的两个端口，所述端口具有沿着直线的最小距离，所述按压缸被相对于所述直线偏置一预定位移。在许多情况中，压力靴包括连接至第一端口的第一靴端口和连接至第二端口的第二靴端口。当这两个端口沿垂直线布置时，按压缸被沿水平方向相对于该垂直线偏置。当两个端口沿另一空间方向布置时，具有相同的关系。当按压缸相对于两个端口之间的该直线被偏置时，具有足够的空间可用，使得按压缸能够具有足够大的直径。

在优选实施例中，所述按压缸布置在所述端口之间。平行于上述的直线观察，所述按压缸和所述端口彼此重叠。这使得能够在压力靴的中心附近的区域中定位压力缸。

附图说明

现在将参考附图详细地描述本发明的优选示例，其中：

图1是液压压力交换器的示意性纵向剖面；

图2是从滚筒看的压力靴的视图；

图3是从前板看的压力靴的视图；

图4是图3的IV-IV剖面；

图5是缸的前开口和压力靴的示意性表示；

图6是用于解释低压与高压之间的转变的图示；以及

图7是用于解释从高压向低压转变的相应的图示。

具体实施方式

图1示意性示出液压压力交换器1的纵向剖面。压力交换器1是液压机的一个例子。

压力交换器1包括能够围绕轴线3转动的滚筒2。使用术语“滚筒”是为了便于解释。滚筒2不必要是圆柱形式的。滚筒2的主要目的是形成工作缸4的基础。滚筒2包括多个工作缸4，图1中示出两个工作缸4。滚筒2还能够被称为“缸载体”。

第一前板配置5布置在滚筒2的第一轴向端部或前表面处。第二前板配置6布置在滚筒2的第二轴向端部或前表面处，滚筒2的第二轴向端部或前表面与滚筒2的第一轴向端部相对。

第一前板配置5包括第一前板7和压力靴8。压力靴8抵靠滚筒2。压力靴8沿朝向滚筒2的方向通过如下所解释的方式被加载。压力靴8也被称为“端口板”。

压力靴8包括两个肾形开口9、10。开口9与第一端口11流体连接。这种连接包括套管12和第一通道13。另一开口10通过第二通道14a连接至第二端口14。依赖于压力状况，第一端口11可以被称为“高压供给端口”，第二端口可以被称为“低压返回端口”。然而，在其他压力状况下，这些术语可能会令人误解。因此，仅仅术语“端口”被使用。

第一前板7连接至壳体15。壳体15连接至第二前板16，所述第二前板16布置在壳体15的相对于第一前板7的相对侧上。第二前板16是第二前板配置6的一部分，并且包括两个肾形开口17、18，两个肾形开口17、18可以沿圆周方向布置在与压力靴8中的肾形开口9、10相同的位置处。

没有示出用于可转动地支撑和驱动滚筒2的装置，以便保持所述图示简单。然而，滚筒2能够可转动地被支撑在壳体15中。驱动轴能够通过第二前板16。

压力靴8不可转动地支撑在壳体15中，使得在转动方向上压力靴8相对于第一前板7保持固定。然而，沿朝向滚筒2的方向的小移动是可能的。

图2至4详细示出压力靴8。

如在本领域中已知的，肾形开口9、10布置在滚筒2转动时工作缸4的前开口移动所沿的路径中。然而，该路径包括两个与两个开口9、10分离开的封闭区域19、20。区域19、20在圆周方向上的长度必须比工作缸4的直径长，以便避免开口9、10之间的短路。

在一些情况中，这导致问题：当工作缸4在高压下填充有液体，并且该工作缸通过封闭区域19、20时，产生力，趋于将压力靴8和滚筒2分离，这可能导致不期望的内部泄漏。

为了解决这个问题，压力靴8在每个封闭区域19、20中设置有两个压力缸21。活塞22布置在每个压力缸21中。如在图4中看到的，所述活塞22抵靠第一前板7。缸21通过通道23连接至压力靴8的面对滚筒2的一侧上的开口24。开口24与所述路径重叠，使得工作缸4中的压力也出现在压力缸21中，使得活塞22压靠第一前板7。该按压力产生使压力靴8压靠滚筒2的前表面的反力。

如在图4中看到的，压力缸21被布置为至少部分地与工作缸4的移动路径重叠。因此，分离力和相应的反力处于相同的半径处。

开口24布置成偏心于缸21，用于计时的目的。在本实施例中，每个封闭区域19、20包括两个压力缸21，使得能够产生足够的反力。此外，两个压力缸21允许同时反作用于在两个相邻的工作缸4中的压力。

压力靴8还包括两个按压缸25，每个按压缸25设置有按压活塞26。按压缸25连接至第一端口11，使得第一端口11中的压力作用在按压缸25中的按压活塞26上。其具有的效果是：压力靴8被使得压靠滚筒2。按压缸25布置在第一前板7中的两个端口11、14之间。然而，它们沿径向方向相对于轴线3偏置。

按压缸25和相应的按压活塞26具有相同的横截面面积，使得由按压活塞26产生的力相等。

压力缸21和压力活塞22的操作结合图5至7来解释。与图1至4中相同的元件使用相同的附图标记来表示。

滚筒2包括9个工作缸。然而，可以使用任何其他数量的工作缸，奇数个、偶数个都可以。为了解释的目的，四个工作缸用附图标记4A、4B、4C、4D表示。工作缸4A、4B处于从高压向低压的转变中。工作缸4C、4D处于低压和高压之间的转变中。

此外，压力活塞用附图标记22A、22B、22C和22D表示。压力活塞22A、22B位于低压开口10与高压开口9之间的封闭区域19中，压力活塞22C、22D位于低压开口10与高压开口9之间的封闭区域20中。

由于滚筒2包括9个工作缸4，因此工作缸4的中心具有沿圆周方向的40。的距离。在图6和图7中，度数表示在水平轴线上，而力表示在垂直轴线上。滚筒2沿箭头27的方向转动。曲线28示出工作缸4C中的压力产生的力。曲线29示出工作缸4D中的压力产生的力。

同时，工作缸4C中的压力产生的力升至最大，压力活塞22B产生反力，这个反力用曲线30来示出。

工作缸4C的压力产生的力减小。当它已经达到它的初始值的大约一半时，压力活塞22C不再被在工作缸4C中的压力加载，如从曲线31可以看到的。曲线32示出所有力的合。可以看出，合力围绕零轴线振荡。这种振荡的频率高于工作缸4C、4D中压力所产生的力(如曲线28、29所示)的振荡。然而，振幅非常小。这会最小化噪声，因为用于滚筒2的驱动扭矩能够保持为更均等。此外，磨损被减小。

对于高压和低压之间的转变显示出类似的行为，并且示出在图7中。

在图7中，曲线33示出工作缸4A中的压力所产生的力，曲线34示出工作缸4B中的压力所产生的力。曲线35示出压力活塞22A所产生的力，曲线36示出压力活塞22B所产生的力。曲线37示出压力靴8上的合力。如结合图6所解释的，合力围绕零轴线振荡，并且具有较高的频率和较小的最大振幅。

Claims (10)

1.一种液压机(1)，特别是液压压力交换器，包括能够围绕轴线(3)转动的滚筒(2)和前板配置(5)，所述前板配置具有前板(7)和压力靴(8)，所述滚筒(2)包括多个工作缸(4)，每个工作缸(4)具有前开口，在所述滚筒(2)的转动期间，所述前开口沿着一路径在所述压力靴(8)上滑行，所述压力靴(8)具有至少两个肾形开口(9、10)，所述肾形开口(9、10)布置在所述路径中，

其特征在于，所述压力靴(8)布置在所述滚筒(2)与所述前板(7)之间，并且包括布置在两个相邻肾形开口(9、10)之间的至少一个压力缸(21)，活塞(22)布置在所述压力缸(21)中，所述活塞(22)靠着所述前板(7)，所述压力缸(21)与压力靴(8)的与所述前板相对的一侧上的供给开口(24)连接，所述开口(24)至少部分地与所述路径重叠。

2.根据权利要求1所述的液压机，其特征在于，至少两个压力缸(21)布置在两个相邻的肾形开口之间，沿着所述工作缸(4)的移动方向一个缸在另一个缸之后。

3.根据权利要求2所述的液压机，其特征在于，所述供给开口(24)相对于所述压力缸(21)的中心偏心地布置。

4.根据权利要求3所述的液压机，其特征在于，所述压力缸(21)的中心布置为比所述供给开口(24)更靠近轴线(3)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的液压机，其特征在于，所述压力缸(21)至少部分地与所述路径重叠。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的液压机，其特征在于，所述压力靴(8)包括第一端口(11)和至少一个按压缸(25)，所述按压缸(25)朝向所述前板(7)开口，按压活塞(26)布置在所述按压缸(25)中，所述按压缸(25)与所述第一端口(11)流体接触。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的液压机，其特征在于，至少两个按压缸(25)布置在所述压力靴(8)中。

8.根据权利要求7所述的液压机，其特征在于，所述按压缸(25)具有相同的横截面面积。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的液压机，其特征在于，所述压力靴(8)包括在面对所述第一前板(7)的一侧上的两个端口(11、14)，所述端口(11、14)具有沿着直线的最小距离，所述按压缸(25)相对于所述直线被偏置一预定位移。

10.根据权利要求9所述的液压机，其特征在于，所述按压缸(25)布置在所述端口(11、14)之间。