CN105587483A - 轴向活塞装置 - Google Patents
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Abstract
本发明示出了轴向活塞装置(1)。轴向活塞装置包括:具有旋转轴线(3)的轴(2)、连接至所述轴(2)并且至少具有平行于所述旋转轴线(3)的缸(5)的缸鼓轮(4)、能够在所述缸(5)中移动的活塞(6)、旋转斜盘(13)、可枢转地安装至所述活塞(6)上的滑瓦(11)和保持所述滑瓦(11)抵靠所述旋转斜盘(13)的保持装置,所述保持装置具有压板(14)和设置在所述缸鼓轮(4)与所述压板(14)之间的多个螺旋弹簧(15)。目的是使用简单构件实现所述机器的可靠运行。为此目的,每一个螺旋弹簧(15)至少位于由延伸进所述螺旋弹簧(5)中的凸起(20)固定的一端上。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴向活塞装置,其包括:具有旋转轴线的轴、连接至所述轴并且至少具有平行于所述旋转轴线的缸的缸鼓轮、能够在所述缸中移动的活塞、旋转斜盘、可枢转地安装至所述活塞上的滑瓦和保持所述滑瓦抵靠所述旋转斜盘的保持装置,所述保持装置具有压板和设置在所述缸鼓轮与所述压板之间的多个螺旋弹簧。
本发明尤其涉及一种水压轴向活塞装置,并且优选涉及一种作为水泵运行的活塞装置。
背景技术
当在这样的水泵中时,轴被例如外部马达可旋转地驱动,缸鼓轮也与缸和容纳在所述缸中的活塞一起旋转。由于每一个活塞都具有保持与旋转斜盘接触的滑瓦并且旋转斜盘与相对于垂直于所述旋转轴线的面成预定或可变的角度,所以缸鼓轮的旋转运动驱动活塞沿平行于旋转轴线的方向前后运动。为了实现这样的运动,必须保持滑瓦接触旋转斜盘。为此目的,使用压板。压板通过弹簧装置加载。弹簧装置具有多个螺旋弹簧,该多个螺旋弹簧位于具有多个贯通孔的导向元件中,每一个贯通孔用于一个螺旋弹簧。
压板通常靠在成球体形式的具有承载面的球元件上。理论上,缸鼓轮的旋转运动应仅产生压板的旋转(swivel)或枢转运动,并且因此螺旋弹簧仅被轴向力加载。然而,实际上,可以观察到横向地或沿围绕旋转轴线的轴向方向上作用在螺旋弹簧上的力产生。这导致如下副作用:螺旋弹簧接触导向元件,并且然后在一段运行时间之后进入导向元件中,使得一部分螺旋弹簧长度损失。此外,存在螺旋弹簧被损坏或破坏的风险。
发明内容
本发明的目的是使用简单构造实现轴向活塞装置的可靠运行。
该目的通过使用在开端描述的轴向活塞装置得以实现,其中,每一个螺旋弹簧至少一端通过延伸进所述螺旋弹簧中的凸起固定。
在此,螺旋弹簧通过所述凸起在内部引导。凸起被螺旋弹簧损坏的风险比具有用以容纳螺旋弹簧的一端的贯通孔的导向元件被螺旋弹簧损坏的风险小得多。螺旋弹簧的内部引导防止或阻止螺旋弹簧在横向力或沿围绕旋转轴线的圆周方向的力的作用下倾斜。
优选地,所述凸起位于环上。这简化了构造。螺旋弹簧可以组装有环,并且环和螺旋弹簧的组合可以安装在机器中。
优选地,所述环被引导以防止相对于所述旋转轴线的径向运动。这样的引导或控制可以通过连接环至轴上或至连接至轴的构件实现。不可能有横向或径向运动。然而,允许小间隙以能够将环安装进机器中。
在优选实施例中,所述压板通过球元件支撑,所述环抵靠在所述球元件的与所述压板相对的一侧上。环具有防止球元件与螺旋弹簧之间的直接接触的附加的用途。因此,螺旋弹簧不能损坏球元件。
在优选实施例中,所述环由塑料材料制成。塑料材料通常比螺旋弹簧的材料或球元件的材料更软。环防止螺旋弹簧和球元件的磨损。
优选地,每一个螺旋弹簧的两端都通过凸起固定。优选地,承载所述凸起的环设置在螺旋弹簧的端部中的每一个端部。这简化了安装。弹簧与两个环一起可以被预组装并且然后被安装到机器中。
优选地,所述凸起长度与处于未变紧状态中的所述螺旋弹簧的长度的至少20%对应。这意味着螺旋弹簧在其总长度的至少40%上通过凸起引导。剩余的长度足以允许螺旋弹簧沿轴向方向压缩或伸长。然而,可靠地防止了螺旋弹簧与正常缸的偏离。
优选地,所述凸起具有圆锥形形式。这简化了螺旋弹簧安装在凸起上。
优选地,所述凸起基部处的外径与处于未变紧状态中的所述螺旋弹簧的至少内径对应。这意味着螺旋弹簧无间隙地抵靠在所述凸起上。
在优选实施例中,所述外径大于所述内径。螺旋弹簧以某一预加载安装在凸起上。安装可以通过将螺旋弹簧轴向地挤压在凸起上实现。在该螺旋弹簧加载期间,螺旋弹簧的内径通常会增大,以使得螺旋弹簧可以容易地被安装在凸起上。
优选地,所述凸起延伸通过所述螺旋弹簧的整个长度,并且所述螺旋弹簧的一端能够相对于所述凸起平行于所述凸起的纵向延伸移动。以此方式,可以引导或控制螺旋弹簧的整个长度,以避免螺旋弹簧的偏离。
在优选实施例中,所述凸起由金属制成,特别地,由钢制成。降低了螺旋弹簧与凸起之间的接触损坏凸起的风险。
优选地,所述凸起至少具有延伸自所述凸起的圆周面的鼻状件。所述鼻状件具有以下用途:即使当环被倒转,仍能够保持已经被安装在凸起上合适的位置中的螺旋弹簧。当使用两个环时这尤其有用。在此情况下,两个螺旋弹簧将两个环保持在一起,以使得螺旋弹簧和两个环的单元可以作为一个部件进行处理。
优选地,至少一个环包括多个凸起,所述多个凸起的数量大于螺旋弹簧的数量。可以根据机器的种类和尺寸选择螺旋弹簧的数量。然而,在多个不同的机器中,可以使用相同的环或多个环。
优选地,稳定环至少位于所述螺旋弹簧的轴向中间部分。这样的稳定环可以具有多个孔,以使得每一个螺旋弹簧可以延伸通过稳定环。该稳定环覆盖螺旋弹簧的至少中间部分,由此降低螺旋弹簧偏离的风险。
附图说明
现在,将参照附图更详细地描述本发明的优选实施例,其中:
图1是轴向活塞装置的剖视示意图;
图2是弹簧单元的立体分解图;
图3是所述弹簧单元的侧视图;
图4是所述弹簧单元的仰视图;和
图5是图4的V-V剖视图;
图6是以放大图示出的轴向活塞装置的第二实施例的细节图;
图7示出了变形的弹簧单元的立体分解图;
图8以根据图6的视图示出了第三实施例;
图9以根据图6的视图示出了第四实施例;
图10以立体图示出了弹簧单元的又一实施例;
图11示出了沿具有变形的凸起的螺旋弹簧的部分。
具体实施方式
图1示意性地示出了成水压泵形式的轴向活塞装置1。机器1包括具有旋转轴线3的轴2。轴2可以连接至马达,例如电马达,其中马达使轴旋转。
缸鼓轮4沿旋转方向连接至所述轴2,以使得在轴2旋转时缸鼓轮4与轴2一起旋转。
多个缸5(仅示出一个)设置在所述缸鼓轮4中。缸5每一个都具有平行于所述旋转轴线3的轴线。
活塞6可滑动地设置在所述缸5中。
每一个缸5连接至位于端口板8中的开口7。端口板8以现有技术已知的那样抵靠阀板9。阀板9在旋转缸的5与包括进口端口和出口端口(未示出)的端口壳体10之间建立连接。
每一个活塞6都在其远离所述端口板10的一端处具有滑瓦11。滑瓦11抵靠旋转斜盘13的驱动面12。
为了保持滑瓦11接触驱动面12,设置具有压板14和多个螺旋弹簧15的保持装置,所述多个螺旋弹簧15设置在所述压板14与所述缸鼓轮4之间。
压板承载在球元件17的球面16上。螺旋弹簧作用在所述球元件17上,由此沿朝向旋转斜盘13的方向挤压压板14,并且保持滑瓦11与驱动面12接触。当轴2旋转时,滑瓦11不得不跟随驱动面12,以使得活塞6在缸5中来回移动。
图2至5示出了螺旋弹簧15的安装的更多细节。
螺旋弹簧15位于两个环18、19之间。环18、19由塑料材料制成。
每一个环具有多个凸起20。凸起20具有轻微的圆锥的形式。在安装状态中,凸起20延伸进螺旋弹簧15中。
每一个凸起20设置有鼻状件21,该鼻状件21从凸起20的圆周面径向延伸。当螺旋弹簧15安装在凸起20上并且轴向力施加在螺旋弹簧15上时,螺旋弹簧15的内径增大,使得位于螺旋弹簧15的端部区域中的绕线可以移动越过鼻状件21。在作用在螺旋弹簧15上的轴向力被释放之后,螺旋弹簧15的绕线通过适形配合(formfit)在鼻状件21之后而被保持。以此方式,螺旋弹簧15可以被不受损地固定在环18、19上。
每一个凸起20的外径稍微大于处于未变紧状态中的螺旋弹簧螺旋弹簧15的内径。这意味着螺旋弹簧15在凸起20上施加某一预加载的情况下被保持。
特别地,根据图5可以看出,每一个凸起20延伸进螺旋弹簧15中的长度与处于未变紧状态中的所述螺旋弹簧15的长度的至少20%对应。螺旋弹簧15在相对长的长度上被凸起20引导。
不必位于环18、19上的所有凸起20都配备螺旋弹簧15。可以使凸起20中的一个或多个没有螺旋弹簧15。这取决于将要配备一组环18、19和螺旋弹簧15的机器。相同的环18、19可以用于多个不同的机器。
螺旋弹簧15在其轴向端部处被加工以具有垂直于螺旋弹簧15的纵向轴线的端面。换言之,螺旋弹簧15具有完全设置于平面内的多个端部22。它们可以抵靠环18、19的面向螺旋弹簧15的平坦表面。
在机器1运行期间,压板14围绕球元件17的球体表面16所限定的枢转点或转座旋转。理论上,应该不存在压板14以及球元件17的旋转运动。然而,实际上,可以观察到这样的旋转运动。
使用在内部引导/控制螺旋弹簧15的环18、19具有以下优点:环18、19具有相对于球元件17的低摩擦,使得作用在螺旋弹簧15上的横向力可以保持得较小。此外,由于螺旋弹簧15被凸起20引导或控制,所以承受损坏螺旋弹簧15的风险的螺旋弹簧的横向变形的风险也保持得较小。环18、19被轴2或被连接至所述轴2的另一元件被引导/控制,以使得环18、19被固定没有相对于所述旋转轴线3的径向运动。
环18、19具有承载垫24,承载垫24由具有与球元件17的低摩擦系数的塑料材料制成。承载垫24可以由例如PEEK制成。
当然,可以将两个或多个泵固定至轴2上。例如,当两个泵同时被操作时,它们可以设置在端口壳体10的相对侧上。
图6以放大图示出了轴向活塞装置1的第二实施例的细节。与图1至5中相同的元件使用相同的附图标记标示。
与图1示出的实施例不同,凸起20具有更长的长度,即,它们延伸进螺旋弹簧15中更长的长度。
此外,稳定环25至少位于螺旋弹簧15的轴向中间区域。在本实施例中,稳定环25在螺旋弹簧15的整个长度上延伸。由图7可见,稳定环25具有多个贯通孔26,以使得每一个螺旋弹簧15可以插入稳定环25中。稳定环25是避免螺旋弹簧15偏斜的另一装置。
图9示出了又一实施例,其与图6的实施例不同之处在于:环形减摩盘27位于环18与球元件17之间。减摩盘27代替承载垫24并且可以由与承载垫24相同的材料制成,例如由PEEK或具有相对于钢的减摩特性的任何其它塑料材料制成。
图10示出了第四实施例,该第四实施例的与图8中示出的实施例的不同之处在于:又一环形减摩盘28位于环19与缸鼓轮4之间。减摩盘28具有与减摩盘27相同的特性。其也可以例如由PEEK制成。
图10和11示出了螺旋弹簧单元的另一实施例,其与图2中示出的螺旋弹簧单元的不同之处在于:螺旋弹簧15围绕可以由例如钢制成的贯通凸起29。钢凸起29在一端具有扭矩施加几何结构30并且在另一端具有螺纹。具有扭矩施加几何结构的第一端未连接至环18,但可以沿环18的长度方向上移动,以使得弹簧15可以收缩并且伸长至足够的程度。
如图10所示,环18、19可以配备有减摩盘27、28。
Claims (15)
1.轴向活塞装置(1),包括:具有旋转轴线(3)的轴(2)、连接至所述轴(2)并且至少具有平行于所述旋转轴线(3)的缸(5)的缸鼓轮(4)、能够在所述缸(5)中移动的活塞(6)、旋转斜盘(13)、可枢转地安装至所述活塞(6)上的滑瓦(11)和保持所述滑瓦(11)抵靠所述旋转斜盘(13)的保持装置,所述保持装置具有压板(14)和设置在所述缸鼓轮(4)与所述压板(14)之间的多个螺旋弹簧(15),其特征在于,每一个螺旋弹簧(15)至少在一端通过延伸进所述螺旋弹簧(5)中的凸起(20)固定。
2.根据权利要求1所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述凸起(20)位于环(18、19)上。
3.根据权利要求2所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述环(18、19)被引导以防止相对于所述旋转轴线(3)的径向运动。
4.根据权利要求2或3所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述压板(14)被球元件(17)支撑,所述环(18)抵靠置于所述球元件(17)的与所述压板(14)相对的一侧。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述环(18、19)由塑料材料制成。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的轴向活塞装置,其特征在于,每一个螺旋弹簧(15)的两端(22)都通过凸起(20)固定。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述凸起(20)的长度与处于未变紧状态中的所述螺旋弹簧(15)的长度的至少20%对应。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述凸起(20)具有圆锥形形式。
9.根据权利要求8所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述凸起(20)基部处的外径与处于未变紧状态中的所述螺旋弹簧(15)的至少内径对应。
10.根据权利要求9所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述外径大于所述内径。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述凸起(29)延伸通过所述螺旋弹簧(15)的整个长度,并且所述螺旋弹簧(15)的一端能够相对于所述凸起(29)移动。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述凸起(29)由金属制成,特别是,由钢制成。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的轴向活塞装置,其特征在于,所述凸起(20)具有至少一个鼻状件(21),该至少一个鼻状件(21)延伸自所述凸起(20)的圆周面。
14.根据权利要求2-13中任一项所述的轴向活塞装置,其特征在于,至少一个环(18、19)包括多个凸起(20),所述多个凸起(20)的数量大于螺旋弹簧(15)的数量。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的轴向活塞装置,其特征在于,稳定环(25)至少位于所述螺旋弹簧(15)的轴向中间部分。
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