CN104728068B - 流体静力的轴向活塞机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜轴结构的流体静力的轴向活塞机，所述轴向活塞机具有可旋转的缸筒，在所述缸筒中安置有大约轴向地布置的缸孔。一方面，活塞插入到每个缸孔中；并且另一方面，每个缸孔通过相应的贯通开口与缸筒的、贴靠在静止的分度盘上的端面自由连接。在此，布置在端面上的相应的孔口或者整个贯通开口具有这样一种横截面，即所述横截面为了扩大了横截面积而相对于圆形具有两个或者四个带有导圆角的扩宽部分。

Description

流体静力的轴向活塞机

技术领域

本发明涉及一种流体静力的轴向活塞机。

背景技术

在斜轴结构的流体静力的轴向活塞机中缸筒被调整成倾斜于驱动轴，在所述缸筒中设置有多个缸孔，其中在所述缸筒中设置有在圆周上均匀地分布的缸孔，在这些缸孔中相应地引导活塞，所述活塞通过球节可摆动地耦接到驱动轴上。在驱动轴与缸筒同步地旋转时，活塞围绕着纵轴线旋转并且实现往复直线运动，该往复直线运动取决于缸筒和驱动轴之间的倾斜位置。

缸筒在其背离驱动轴的端面上被压靠在静止的控制盘或者分度盘上，所述控制盘或者分度盘用作密封的旋转轴承，并且所述控制盘或者分度盘具有高压开口和低压开口。每个缸孔在缸筒内具有贯通开口，该贯通开口在缸筒转过一转的过程中被引导经过高压开口一次，并且经过低压开口一次。为此，分度盘的两个孔是肾状的，并且在圆弧上沿着贯通开口的圆形轨道延伸。

从现有技术中已知，贯通开口被调整成倾斜于缸孔，从而与缸孔相比，贯通开口的孔口在缸筒的端面中位于较小的分度圆上。在大多数情况下，贯通开口构造为圆柱形，并且在此与缸孔相比具有更小的直径。在轴向活塞机的工作中，通过贯通开口必须尽可能低阻力地快速填充和排空配属的缸孔。

在专利文献EP 1 068 450 B1中公开了一种斜轴结构的流体静力的轴向活塞机，该轴向活塞机的孔口具有两个笔直的边缘部段。在此，分度盘的相连的高压开口和低压开口具有与孔口相适配的、带有相同指向的边缘部段。

发明内容

与之相对地，本发明的任务在于，提供一种流体静力的轴向活塞机，所述轴向活塞机的穿流开口最大化，并且在此，所述轴向活塞机在填充和排空缸孔时其可以实现最优的穿流。

该目的通过一种流体静力的轴向活塞机来实现。所述轴向活塞机具有可旋转的缸筒，在所述缸筒中安置有多个缸孔，其中一方面，活塞插入到每个缸孔中；并且其中另一方面，每个缸孔通过相应的贯通开口与所述缸筒的端面相连接，其特征在于，布置在所述端面上的相应的孔口具有这样一种横截面，即所述横截面具有两个或者四个带有倒圆的角部的横截面扩宽部分，其中，所述横截面具有外弯曲部和内弯曲部，其中，所述外弯曲部比所述内弯曲部更小地弯曲，其中，所述两个弯曲部具有相反的弯曲方向，其中，所述外弯曲部与径向的内弯曲部的非实体的圆弧形的延长部具有切线接触点。

所要求保护的流体静力的轴向活塞机具有可旋转的缸筒，在所述缸筒中安置有多个大致轴向地布置的缸孔。一方面，活塞插入到每个缸孔中；并且另一方面，每个缸孔通过相应的贯通开口与缸筒的端面自由连接，所述端面贴靠在静止的分度盘上。优选地，根据斜轴原理，缸筒相对于驱动轴倾斜或者可以倾斜。根据本发明，贯通开口的布置在端面上的各个孔口具有一种这样的横截面，即该横截面具有两个或者四个带有导圆角的横截面扩宽部分。这意味着，在横截面的两个或者四个位置上设置有相对于圆形的横截面被扩宽了的区域，并且其边界部段具有最小的弯曲半径，其中具有较大弯曲半径（同一方向地或者反向地弯曲）的边界部段或者笔直的边界部段可以在其之间延伸。因此使得贯通开口最大化，并且在填充和排空缸孔时可以实现最优的穿流。

根据流体技术，所述横截面的整个边界的连续走向是最优的。

出于制造技术的原因优选的是，所述横截面相对于径向于缸筒布置的对称线镜像对称。

当贯通开口与孔口相邻，或者尤其优选地在其整个长度上具有与孔口相同的横截面，那么可以最优地实现贯通开口穿流。因此根据本发明的轴向活塞机可以用作挖土机（Bagger）的泵，在环境压力较小时所述泵以较大的高度进行工作。这可以提高泵的额定转速。减少或者完全避免了气蚀损害（Kavitationsschäden）。

当横截面具有两个笔直的、侧面的边界部段时，可以最大化所述横截面的尺寸。

当侧面的边界部段沿着缸筒的径向延伸时，那么在缸筒端面上的孔口之间所产生的封闭表面或者接片可以最小化并且这样可以使横截面积最大化。

出于制造技术原因优选的是，两个侧面的边界部段相对于径向对称线是镜像对称的。

横截面的边界可以具有沿径向观察的外弯曲部和内弯曲部。两个弯曲部可以是圆弧。

出于制造技术原因优选的是，两个弯曲部相对于对称线是镜像对称的。

优选地，外弯曲部与内弯曲部相比更小地弯曲。当弯曲部是圆弧时，那么相应地，外圆弧与内圆弧相比具有更大的半径。

当两个弯曲部具有相反的弯曲方向时，那么进一步最优化流动。

在第一实施例中，径向向外地设有边界的两个导圆角。优选地，这些导圆角相对于对称线是镜像对称的。

优选地，两个角中的每一个优选连续地过渡为两个笔直的边界部段其中之一。

在根据本发明轴向活塞机的优选的实施例中，孔口的横截面的相应内弯曲部是圆弧形的。此外尤其优选的是，孔口的相应外弯曲部比内弯曲部的“假想的”圆弧形延长部在径向上更向外布置。因此，导圆角的半径相对于其中外弯曲部切线地接触内弯曲部的圆弧形延长部的实施例来说可以增大。因此，机械负载通过缸筒的贯通开口的孔口的导圆角（优选为两个）上的切口应力集中效应（Kerbwirkung）减小。

因此，产生了外弯曲部到内弯曲部的圆弧形的延长部的最小距离。该距离在孔口的横截面的对称线上延伸。然后，导圆角的半径相对于外弯曲部切向地接触内弯曲部的圆弧形的延长部的实施例被扩大了两倍的距离。

根据本发明的轴向活塞机的分度盘也被称为控制盘并且可以是透镜状的，缸筒的端面贴靠在所述分度盘上。在分度盘中构造吸入肾形部和压力肾形部，贯通开口的孔口交替地与吸入肾形部和压力肾形部连接。压力肾形部的径向位置和径向宽度对于分度盘和缸筒之间的卸载来说是有影响的。为了使轴向活塞机不会发生有缺点的变化，所述压力肾形部不能改变，所述轴向活塞机应当设有具有之前所描述的距离的横截面，并且所述轴向活塞机关于压力肾形部的径向位置和径向宽度已经是最优化的。

从流体技术来看重要的是，分度盘的吸入肾形部的径向延伸部与孔口的横截面的径向宽度相匹配。为此，吸入肾形部相对于压力肾形部在径向上能够扩宽上述距离。

此外，从流体技术来看重要的是，吸入肾形部在其径向位置上匹配孔口的径向位置。为此，与压力肾形部相比，吸入肾形部以一半上述距离在径向上更向外地布置在分度盘中。吸入肾形部的分度圆直径相对于压力肾形部的分度圆直径也即扩大了一半距离。

在一种具有最大半径并且具有导圆角的最小切口应力集中效应的特别优选实施例中，在缸筒上设置有七个贯通开口。

在一种优选的实施例中，上述距离为1mm。

在另一个实施例中，设有四个导圆角。优选地，这些角成对地相对于对称线镜像对称。在此优选地，两个笔直的边界部段其中之一分别在两个角之间延伸。

两个弯曲部或者圆弧也可以具有相同的弯曲方向。

附图说明

在下面，参照附图来详细描述本发明流体静力的轴向活塞机的不同实施例。在附图中示出：

图1是第一实施例的纵剖面图；

图2是图1所示的流体静力的轴向活塞机的缸筒的第一视图；

图3是图2所示的缸筒的贯通开口以横截面图；

图4是图2所示的缸筒的第二视图；

图5是根据本发明的流体静力的轴向活塞机的第二实施例的缸筒的视图；

图6是图5所示的缸筒的贯通开口的横截面图；

图7是根据本发明的流体静力的轴向活塞机的第三实施例的缸筒的第一视图；

图8是图7所示的缸筒的纵剖面图；

图9是根据本发明的流体静力的轴向活塞机的第四实施例的缸筒的视图；

图10是图9所示的缸筒的贯通开口的横截面图；以及

图11是视图示出了图9和图10所示的第四实施例的分度盘。

具体实施方式

图1以纵剖面图示出了根据本发明的流体静力的轴向活塞机的第一实施例的斜轴结构。所述流体静力的轴向活塞机具有第一壳体部件1，驱动轴2支承在所述第一壳体部件中，并且具有活塞6的缸筒4布置在所述第一壳体部件中。由于活塞6的工作容积设计成可调整的，所以设置有第二壳体部件8，调整装置10布置在所述第二壳体部件中。所述调整装置具有调整活塞12，所述调整活塞12可以通过径向销栓14如此移动使透镜状的控制盘或者分度盘16，从而在此缸筒4相对于驱动轴2的倾斜位置可以改变。驱动轴2具有径向扩宽部或者法兰18，各个活塞6通过球节20铰接在所述法兰上。更准确地说，所述球节20均匀地分布在所述法兰18的圆周上，并且在缸筒4中分布的柱状孔22均匀地设置在圆周上。

每个柱状孔22在背离活塞进而背离法兰18的侧面上通过贯通开口24与相应的孔口相连接，所述孔口布置在缸筒4的凹形弯曲的、用作支承面的端面26上。通过弹簧28并且通过引导高压的缸孔22的力使缸筒4以其端面26压紧在分度盘16的相应凸形弯曲的支承面上。

在根据本发明的轴向活塞机的运行中，驱动轴2和缸筒22进行旋转，并且在此使活塞6进入到运行轨道上。通过倾斜位置，活塞6实现在缸孔22内的往复直线运动。在缸筒4转过一转的过程中，每个贯通开口24扫过（überstreichen）分度盘16的一个低压开口和一个高压开口。在图1所示的、穿过分度盘16的纵剖面图中没有示出这两个开口，并且这两个开口分别具有圆弧的形状。

图2以端面26的视图示出了图1所示的第一实施例的缸筒4。在此，缸筒4的筒轴线30垂直于绘图平面延伸。而平行于绘图平面（在背景中）可以看出缸孔22。贯通开口24被调整成倾斜于所述缸孔，该贯通开口24相应具有两个沿径向观察外部的扩宽部，从而总体来说，贯通开口24的横截面相对于现有技术的圆柱形的贯通开口被扩宽了。

图3示出了第一实施例所示的贯通开口24的横截面其中之一。在此，横截面的边界具有径向的外弯曲部32和径向的内弯曲部34。内弯曲部34圆弧形地围绕着中间中轴线36成型，并且在侧面切向地过渡为相应的笔直的边界部段38。外弯曲部32与径向内弯曲部34的非实体的圆弧形的延长部35具有切线接触点33。径向外弯曲部32在侧面上过渡为两个导圆角40，所述导圆角40围绕着相应的外中轴线44呈圆弧形地延伸。这两个导圆角40相应切向地过渡为配属的笔直的边界部段38。因此，两个外中间点42与中间中轴线36共同形成了等腰三角形。每个笔直的边界部段38平行于相邻的贯通开口24的笔直的边界部段（参见图2）。

图4以端面的视图示出了图2所示的缸筒4，该端面与在图2所示的端面26对置。在此，在前面部分可以看出缸孔22，而在后面部分可以看出相应的贯通开口24的外弯曲部32。

图5以其贴靠在分度盘16上的端面26的视图示出了根据本发明的缸筒104的第二实施例。在此，贯通开口124的造型相对于第一实施例的造型发生了如下改变，即进一步扩大了穿流横截面。

图6示出了根据第二实施例的贯通开口124的横截面。具有两个导圆角40的外弯曲部32以及其外中轴线44与图3所示的第一实施例的这些相对应。与第一实施例不同的是，两个笔直的边界部段38相应切向地过渡为另外的导圆角140，这些导圆角140通过外弯曲部32相互连接。在此，两个外导圆角40的外中轴线44和两个内导圆角40的两个内中间点144形成了一个梯形。

图7示出了根据本发明轴向活塞机缸筒204的第三实施例。在此，在图7中又示出了其端面26的视图。其示出了贯通开口224的第三变型方案，该贯通开口224的第三变型方案尽可能地与图5和图6所示的第二实施例的贯通开口相对应。最重要的不同之处在于，在两个内导圆角140之间分别设有一个内弯曲部234，该内弯曲部的弯曲方向与外弯曲部32的弯曲方向相一致。在此，内弯曲部234比外弯曲部32更加强烈地弯曲。优选地，所有贯通开口224的内弯曲部234布置在内圆上，而所有贯通开口224的外弯曲部32布置在外圆上。在此，根据第三实施例的贯通开口224具有四个参照图6来进行原理解释的导圆角40、140。

图8示出了图7所示的第三实施例的缸筒204的纵剖面图。在此可以发现，贯通开口的中间中轴线36正如已经解释的那样相对于配属的缸孔22的纵轴线具有调整角度。

图9以端面26的视图示出了根据本发明的轴向活塞机的第四实施例的缸筒304。为了使贯通开口324的横截面大小最大化，缸筒304具有七个贯通开口324，这些贯通开口具有相应的孔口和相应的缸孔22。

图10示出了图9所示的缸筒304的贯通开口324横截面。在此，所述横截面的边界具有径向外弯曲部332和径向内弯曲部34。内弯曲部34圆弧形地围绕着中间中轴线36成型，并且在侧面上切向地过渡为相应的笔直的边界部段38。外弯曲部332相对于径向内弯曲部34的非实体的圆弧形的延长部35具有一定距离。外弯曲部332并非圆弧形并且与内弯曲部34相比更加远离中轴线36。

外弯曲部332在侧面上过渡为两个导圆角340，所述导圆角340围绕着相应的外中轴线44呈圆弧形地延伸。两个导圆角340分别切向地过渡为配属的笔直的边界部段38。因此，两个外部中点42与中间中轴线36共同形成了等腰三角形。每个笔直的边界部段38平行于相邻的贯通开口324的笔直的边界部段延伸（参见图9）。

因此，第四实施例的横截面相对于图3所示的第一实施例的横截面进行了如下的扩大，即外弯曲部332向外偏移了一个距离x，由此两个导圆角340的相应半径可以被扩大了2*x。

图11示出了根据图9和图10所示的第四实施例的分度盘316的视图。所述分度盘具有吸入肾形部348和带有接片352的压力肾形部350。所述压力肾形部350沿着在图11中所示的内分度圆延伸。所述吸入肾形部348沿着在图11中所示的外分度圆延伸。两个分度圆的半径具有大小差异，而这种大小差异相当于距离的一半x/2。因此，与压力肾形部350相比，吸入肾形部348在径向上更向外布置x/2。此外，吸入肾形部348具有一种径向宽度，所述径向宽度相对于压力肾形部350的径向宽度扩大了距离x。因此，吸入肾形部348最优地匹配贯通开口342的孔口（参见图9和图10），而压力肾形部350不匹配向外偏移距离x的外弯曲部342，并且也如此匹配第一实施例的横截面（参见图2和图3）。

所有示出的实施例的贯通开口24、124、224、324相对于各自的对称线46镜像对称，而所述对称线46在径向上朝着筒轴线30延伸。

本发明公开了一种斜轴结构的流体静力的轴向活塞机，所述轴向活塞机具有可旋转的缸筒，在所述缸筒中安置有大约轴向地布置的缸孔。一方面，活塞插入到每个缸孔中；并且另一方面，每个缸孔通过相应的贯通开口与缸筒的、贴靠在静止的分度盘上的端面自由连接。在此，布置在端面上的相应的孔口或者整个贯通开口具有这样一种横截面，即所述横截面为了扩大了横截面积而相对于圆形具有两个或者四个带有导圆角的扩宽部分。

附图标记列表：

1 第一壳体部件

2 驱动轴

4、104、204、304 缸筒

6 活塞

8 第二壳体部件

10 调整装置

12 调整活塞

14 销栓

16、316 分度盘

18 法兰

20 球节

22 缸孔

24、124、224、324 贯通开口

26 端面

28 弹簧

30 筒轴线

32、332 外弯曲部

33 接触点

34、134、234 内弯曲部

35 延长部

36 中间中轴线

38 笔直的边界部段

40、140、340 导圆角

44 外中轴线

46 对称线

144 内中轴线

348 吸入肾形部

350 压力肾形部

352 接片

x 最小距离。

Claims (12)

1.斜轴结构的流体静力的轴向活塞机，所述轴向活塞机具有可旋转的缸筒（4、104、204、304），在所述缸筒中安置有多个缸孔（22），其中一方面，活塞（6）插入到每个缸孔（22）中；并且其中另一方面，每个缸孔（22）通过相应的贯通开口（24、124、224、324）与所述缸筒（4、104、204、304）的端面（26）相连接，其特征在于，布置在所述端面（26）上的相应的孔口具有这样一种横截面，即所述横截面具有两个或者四个带有倒圆的角部（40、140、340）的横截面扩宽部分，其中，所述横截面具有外弯曲部（32、332）和内弯曲部（34、134、234），其中，所述外弯曲部（32、332）比所述内弯曲部（34、234）更小地弯曲，其中，所述两个弯曲部（32、332；34、134）具有相反的弯曲方向，其中，所述外弯曲部与径向的内弯曲部的非实体的圆弧形的延长部（35）具有切线接触点（33）。

2.根据权利要求1所述的流体静力的轴向活塞机，其中，所述贯通开口（24、124、224、324）在邻近所述孔口处或者在其整个长度上具有与所述孔口相同的横截面。

3.根据权利要求1或2所述的流体静力的轴向活塞机，其中，所述横截面具有两个侧面的边界部段（38），所述边界部段是笔直的。

4.根据权利要求3所述的流体静力的轴向活塞机，其中，所述侧面的边界部段（38）沿着所述缸筒（4、104、204、304）的径向延伸。

5.根据权利要求1所述的流体静力的轴向活塞机，其中，所述轴向活塞机具有两个倒圆的角部（40、340），所述倒圆的角部径向向外地布置。

6.根据权利要求5所述的流体静力的轴向活塞机，其中，每个角部（40、340）都连续地过渡到所述横截面的笔直的边界部段（38）。

7.根据权利要求1所述的流体静力的轴向活塞机，其中，与所述内弯曲部（34）的圆弧形的延长部（35）相比，所述外弯曲部（332）在径向上更向外地布置。

8.根据权利要求7所述的流体静力的轴向活塞机，其中，所述轴向活塞机具有从所述外弯曲部（332）到圆弧形的延长部（35）的最小距离（x）。

9.根据权利要求8所述的流体静力的轴向活塞机，其中，贴靠在所述端面（26）上的分度盘（316）的吸入肾形部（348）相对于压力肾形部（350）在径向上扩宽了距离（x）。

10.根据权利要求9所述的流体静力的轴向活塞机，其中，与所述压力肾形部（350）相比，所述吸入肾形部（348）在径向上以一半距离（x/2）更向外地布置在所述分度盘（316）上。

11.根据权利要求1所述的流体静力的轴向活塞机，其中，所述轴向活塞机具有四个倒圆的角部（40、140）。

12.根据权利要求11所述的流体静力的轴向活塞机，其特征在于，分别在两个角部（40、140）之间延伸着所述横截面的笔直的边界部段（38）。