CN105683568B - 包括由凸起的圆形部分支承的滚子轴承的液压机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压机，所述液压机包括由输入轴(6)驱动旋转的筒状件(12)，所述筒状件布置有轴向的缸体(14)，所述缸体中的每个都接收随着输入轴的旋转而滑动的活塞(16)，所述输入轴在壳体中被至少一个圆柱形滚子轴承(32)引导，其特征在于，滚子轴承(32)的内环(44)通过圆形部分与输入轴(6)联接，所述圆形部分的轴向剖面具有轻微凸起的外形(46)，所述轻微凸起的外形支撑在对应的圆柱形表面上，并且以允许输入轴相对于所述内环的较小轴向或倾斜运动的轻微滑动方式调节。

Description

包括由凸起的圆形部分支承的滚子轴承的液压机
技术领域
本发明涉及一种包括可在缸体中滑动的轴向活塞的液压机，以及装配有这种液压机的混合动力车辆。
背景技术
尤其通过文件US-A-5358388已知一种具有筒状件的液压机，该液压机包括驱动筒状件旋转的机动化输入轴，所述筒状件布置有与轴线平行并且围绕该输入轴分布的一系列缸体。借助于形成轴向挡块的轴承，每个缸体都接收活塞，所述活塞的习惯上称为前侧的一侧轴向抵靠在固定旋转的可倾斜盘上。
筒状件旋转一圈致使每个活塞都按照一个完整周期运动，所述一个完整周期包括的行程取决于盘的倾斜角度，所述倾斜角度通过倾斜控制装置来调节。而且，可从在可倾斜盘与输入轴垂直的情况下的零缸体工作容积转换到在该盘的倾斜度最大的情况下的最大缸体工作容积。
筒状件的与可倾斜盘相对的后表面抵靠在固定的圆形板上，所述圆形板封闭了缸体的端部以确保密封性，并且所述圆形板包括低压收集器和高压收集器。
泵轴在每个端部处都由滚子轴承支承，由于施加在构件上的由可较大的压力造成的内力，所述滚子轴承接收较大径向力。
存在的问题为施加在泵的本体上和轴上的力引起该轴的轻微弯曲或该轴的轻微轴向移动，所述弯曲致使在该轴端部处的倾斜度较小。然而滚子轴承不能良好承受轻微倾斜以及轴向力，由于滚子的圆柱形形状，所述轴向力可产生较大应力，并且减小了使用寿命。
在径向负载不太大的一些情况下，可使用滚珠轴承，所述滚珠轴承可更容易承受轴的轻微倾斜，但承受明显较小的径向负载。
对于较大的径向负载，还可布置包括单排或双排滚子的轴承，所述滚子具有轻微凸起的桶状外形，所述外形允许球形联轴节的轻微运动。在单排滚子的情况下，滚子承受减小的轴向和径向负载。在双排滚子的情况下，该轴承的体积明显更大。
尤其通过文件FR-B1-2708685已知另一种轴承装配，所述轴承装配包括布置在轴与滚珠轴承的内环之间的环状件，所述环状件具有在该内环位置处的轻微凸起的形状，以便为内环的径向夹紧提供较小的柔性。该柔性能够吸收轻微不同的膨胀，以便对于较大温差保持一定等级的夹紧。而且凸起的环状件还能够调节该夹紧。
然而该文件不具有任何能够实现输入轴的较小倾斜度的轴承装配特定特征。
发明内容
本发明的目的尤其在于避免现有技术的这些缺点。
为此，本发明旨在提供一种液压机，所述液压机包括由输入轴驱动旋转的筒状件，所述筒状件布置有轴向的缸体，所述缸体中的每个都接收随着输入轴的旋转而滑动的活塞，该输入轴在壳体中被至少一个圆柱形滚子轴承引导，其特征在于，滚子轴承的内环通过圆形部分与输入轴联接，所述圆形部分的轴向剖面具有轻微凸起的外形，所述轻微凸起的外形支撑在对应的圆柱形表面上，并且以允许输入轴相对于该内环的较小轴向或倾斜运动的轻微滑动方式调节。
该液压机的优点在于，简单且有效地，由于内环的轴上的由凸起外形允许的较小运动，驱动端部倾斜的轻微弯曲或该轴的较小轴向移动未传递到该内环上，所述内环相对于滚子和外环保持对齐。因此避免了传递与这些运动相关联的力，并且避免了将较大应力置于这些滚子的端部上，同时保持了承受较大径向负载的紧凑轴承。
根据本发明的液压机还可包括可彼此组合的一个或多个下述特征。
根据一个实施例，凸起的圆形部分实施在输入轴上。
凸起的圆形部分可支撑在中间套筒的内表面上，所述中间套筒支承轴承的内环。
根据另一个实施例，转向内部的凸起的圆形部分抵靠在布置有圆柱形部分的输入轴上。
在该情况下，凸起的圆形部分可实施在套筒的内部，所述套筒支承轴承的内环。
有利地，最小轴向间隙设置用于允许包括对应圆柱形表面的零件相对于具有凸起外形的圆形部分的较小轴向运动。
更具体地，圆柱形滚子轴承可布置在该液压机的后部。
有利地，支承输入轴并且与圆柱形滚子轴承相对的轴承形成允许该输入轴的较小倾斜运动的球形联轴节。
更具体地，形成球形联轴节的轴承可包括安装在球形外框架中的双排滚子，所述滚子中的每个都布置有轻微凸起部分。
本发明还旨在提供一种混合动力机动车辆，所述混合动力机动车辆布置有用于牵引的液压机，所述液压机包括任意其中一项上述特征。
附图说明
通过阅读下文作为非限制性示例给出的详细说明和附图，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在附图中：
·图1为根据现有技术的具有轴向活塞的液压机的轴向剖视图；
·图2为该液压机的后部轴承的轴向剖视详图；
·图3为用于根据本发明的液压机的后部轴承的轴向剖视图；
·图4为该后部轴承的第一变型的轴向剖视图；以及
·图5为该后部轴承的第二变型的轴向剖视图。
具体实施方式
图1示出了能够以两个旋转方向转动的液压机1，所述液压机包括大体圆柱形的本体2，所述本体从由箭头“AR”表示的后侧被盖体4轴向封闭。本体2和盖体4每个都支承滚子轴承30、32，所述滚子轴承引导沿该本体的轴线布置的输入轴6。
与输入轴6旋转连接的筒状件12包括布置成与轴线平行的九个缸体14，所述九个缸体围绕该轴线有规律地分布。
每个缸体14都包括活塞16，所述活塞的前端部通过轴向挡块18抵靠在可倾斜盘20上，所述可倾斜盘可在控制液压缸22和回复弹簧26的作用下围绕与输入轴6垂直的轴线枢转。
筒状件12的后表面抵靠在由盖体4保持的横向圆形板24上，以封闭缸体14的后部开口。板24包括低压收集器和高压收集器，所述低压收集器和高压收集器中的每个都形成圆弧，所述圆弧覆盖了稍小于缸体14位置的一半。
前部轴承30包括安装在球形外框架中的双排滚子，所述滚子中的每个都布置有轻微凸起部分，以形成允许输入轴6由于该输入轴弯曲而较小倾斜运动的球形联轴节，所述球形联轴节的中央部分承受较大径向力。
在该示例中，液压机1包括对于在输入轴6的前部安装具有双排滚子的该类型轴承30来说足够大的空间，该轴承可支承较大的径向或轴向负载。具有双排滚子的前部轴承30经受施加在输入轴6上的全部轴向力。
相反，对于输入轴6的后部轴承需支承的较大径向力，在该示例中，由图2详细所示，由于体积问题，可仅安装具有单排圆柱形滚子的后部轴承32。圆柱滚子40通过止动卡环42从每侧轴向固定在内环44上。
内环44在输入轴6的后端部的对应圆柱形部分上以刚性方式被调节，而没有角度运动的可能，较小的轴向间隙J布置在该内环与输入轴的后凸肩48之间。
由此在输入轴的弯曲引起该输入轴后部较小倾斜的情况下，得到圆柱形滚子40的端部处的较大应力，并且存在后部轴承32过早磨损的风险。
图3示出了输入轴6的包括圆形部分的后端部，所述圆形部分的轴向剖面具有转向外部的轻微凸起的外形46，所述轻微凸起的外形在保持相同的轴承32的内环44中以轻微滑动方式被调节。后部轴承32的外环由此被夹紧在液压机1的盖体4中，以得到该轴承的轴向定位。
接触表面形成宽度减小的冠状部(couronne)，所述冠状部具有较弱的附着力，这允许内环44的较小的轴向滑移，所述轴向滑移避免了传递轴向应力。而且宽度减小的该冠状部允许输入轴6轻微倾斜，由于这两个元件之间的球形联轴节类型的轻微运动，不会在内环44上引起较大角度应力。
内环44与输入轴的后凸肩48之间的轴向间隙J允许这些轴向移动和该倾斜。因此不具有传递到轴承32的被保护的圆柱形滚子40上的较大应力。
与轴承内环44接触的输入轴6端部的凸起外形的尺寸可通过根据Hertz抗压标准的计算来得到，所述计算能够按照材料上所容许的最大压力来确立所需的凸起部半径R：
Pmax＝0.59*√[q/R*(E1E2/(E1+E2))]；其中：
Pmax：轴承环和轴的材料所容许的最大压力；
q：每长度单元的最大负载；
R：输入轴的端部的凸起部半径；以及
E1/E2：轴承环和轴的各自材料的杨氏模量。
图4示出了包括圆柱形外表面和圆柱形内表面的中间套筒50，所述圆柱形外表面在轴承的内环44中被调节，所述圆柱形内表面在输入轴6的包括圆形部分的端部上以轻微滑动方式被调节，所述圆形部分具有与前述外形相同的轻微凸起的外形46。
中间套筒50的转向后部的端部被封闭。同样在输入轴6的后端部与套筒50的横向封闭部之间具有较小轴向间隙J′，所述较小轴向间隙允许输入轴在该套筒中的较小倾斜。
在内环的内表面40不可支承在减小的表面上所施加的压力情况下，由具有较大硬度的材料制成的中间套筒50能够通过凸起的外形46而带来对于在所述减小的表面上所施加的压力的较大抵御。
图5示出了具有内表面的类似的中间套筒50，该内表面具有转向输入轴6的凸起外形46。输入轴6的圆柱形端部以轻微滑动调节的方式按照接触表面来接收凸起外形46的抵靠部，所述接触表面形成宽度减小的冠状部。
对于由最后两个附图示出的变型，凸起部半径的计算方法保持类似。
还简单且有效地，不改变液压机的壳体并且在体积减小的情况下，得到的轴承32的装配可同时接收较大径向负载并且承受输入轴相对于壳体的轻微倾斜。
还可摆脱与液压机在环境中的安装(例如该液压机通过壳体的刚性固定)相关联的一般应力，所述壳体可引起输入轴上的产生该输入轴弯曲的额外径向负载。
该类型的固定尤其能够改变这些液压机的固有振动方式，以用于再次提高固有频率，从而改善运行时的噪音和振动标准。
可有利地将该类型的液压机用于混合动力车辆，所述混合动力车辆包括布置有液压泵或可逆液压机的动力系统，所述可逆液压机可作为泵或发动机运行，从而现实紧凑的整体。

Claims (6)

1.一种液压机，其包括由输入轴(6)驱动旋转的筒状件(12)，所述筒状件布置有轴向的缸体(14)，所述缸体中的每个都接收随着输入轴的旋转而滑动的活塞(16)，所述输入轴在壳体中被至少一个圆柱形滚子轴承(32)引导，其特征在于，滚子轴承(32)的内环(44)通过圆形部分与输入轴(6)联接，所述圆形部分的轴向剖面具有轻微凸起的外形，所述轻微凸起的外形支撑在对应的圆柱形表面上，并且以允许输入轴相对于所述内环的较小轴向或倾斜运动的轻微滑动方式调节，凸起的圆形部分(46)实施在输入轴(6)上，并且凸起的圆形部分(46)支撑在中间套筒(50)的内表面上，所述中间套筒支承轴承的内环(44)。
2.根据权利要求1所述的液压机，其特征在于，轴向间隙(J，J′)设置用于允许包括对应圆柱形表面的零件相对于凸起的圆形部分的较小轴向运动。
3.根据权利要求1或2所述的液压机，其特征在于，圆柱形滚子轴承(32)布置在所述液压机的后部。
4.根据权利要求1或2所述的液压机，其特征在于，支承输入轴(6)并且与圆柱形滚子轴承(32)相对的轴承(30)形成允许所述输入轴的较小倾斜运动的球形联轴节。
5.根据权利要求4所述的液压机，其特征在于，形成球形联轴节的轴承(30)包括安装在球形外框架中的双排滚子，所述滚子中的每个都具有轻微凸起外形。
6.一种混合动力机动车辆，其布置有用于牵引的液压机，其特征在于，所述液压机根据上述权利要求中任一项来实施。
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