CN1057584C - 液压轴向排泄泵 - Google Patents

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Abstract

液压轴向排泄泵包括第一分组件，它包括多个气缸-活塞装置，它们与中轴线间隔开来且与其平行或成锐角，绕中轴线彼此间在圆周上偏置预定角度；第二分组件，它可相对第一分组件转动，在接合面范围内与气缸-活塞组件传力连接，接合面相对中轴线成预定角度以接受气缸-活塞装置的摆动驱动力；第一和第二分组件之一是布置在机壳中的传动分组件，与转动传动装置相联；传动分组件具有包括两个第一轴承的轴承组件，两个第一轴承在径向上作用且相隔预定轴向距离，铰接式第二轴承的旋转圆心处在第一轴承轴向宽度的两个中点之间的轴线的范围以内。

Description

液压轴向排泄泵
本发明涉及液压轴向排泄泵，特别是高压排水泵，它具有一个第一分组件，它包括环绕一条中轴线在圆周上间隔排列的多个气缸-活塞装置；一个第二分组件，它能在与中轴线成预定角度的结合面内，以一种与气缸-活塞装置传力的方式连接于第一分组件，其中，这两个分组件之一可转动地布置在机壳内并与旋转驱动装置相联。
这种机器的不同类型，即“旋转斜盘机”、“斜盘机”和“斜筒机”，其工艺在亚琛的莱因-威斯特法伦工业大学液压与气体传动控制研究所(Institut furhydraulische und pneumastischeAntriebe und steuerungen der Rheinisch-WestfalischenTechnischen Hochschule Aachen)W.巴克教授(Prof.W.Bache)的打印讲义(油压基础)(Grundlagen der Oelhydraulik)1974年第2版第116页中讲到(又见该讲义的图示4-22至4-25)。
轴向活塞机细分为以下几类：
1.旋转斜盘机；
2.斜盘机；及
3.斜筒机。
在上述要求提到的第一类机器中的第一分组件，为安装在机壳中的一套气缸-活塞装置，第二分组件为一个旋转斜盘。所以，此第二分组件是传动分组件。
在第二类机器中，第一分组件为包含一套气缸-活塞装置的滚筒。因此，此第一分组件是传动分组件，而第二分组件为一个固定斜盘。
在第三类机器中，第一分组件也为包含一套气缸-活塞装置的滚筒，而第二分组件为一个与其旋转轴线安装成直角的旋转传动盘。两个分组件的旋转轴彼此间有一夹角。此处的第二分组件是传动分组件，而正如能显示的那样，实质上没有传动扭矩传到第一分组件上。
更具体来说，本发明的相关背景技术是美国专利第4,041,703号。该专利的机器是液压轴向活塞泵和液压轴向活塞马达的组合，两者连接在带有输送和返回管路的闭合液压回路中。在正常条件下，除最小泄漏以外无流体排泄。因此，整个机器是一个液压技术中典型的驱动系统。另外，为了在泵的返回输送中补偿泄漏并维持必要的低压，设有辅助加料泵。所示的加料泵只具有最小的流动速率、加压功率和容量。
本发明的第一个目的是提供一种液压轴向排泄泵，它可以改善装有加料泵的液压轴向排泄泵的输入和加料状况。应注意的是，在这种排泄泵的输入端的流动速率和加压功能与闭环流动系统中驱动泵输入端的泄漏补偿有着基本的不同。
本发明的另一个目的是提供一种液压轴向高压排泄泵，它可以改善对气缸-活塞装置的润滑剂供应。
按照本发明的液压轴向排泄泵包括：
a)一个第一分组件，它包括多个气缸-活塞装置，所述气缸-活塞装置与中轴线相隔一段距离且与其平行或与其成锐角布置，以及绕所述中轴线彼此间在圆周上偏置一个预定的角度；
b)一个第二分组件，它相对于所述第一分组件可转动地布置，所述第二分组件在接合面的范围内与所述气缸-活塞组件传力连接，所述接合面相对所述中轴线成预定角度布置，以便接受所述缸-活塞装置的摆动驱动力；
c)所述第一和第二分组件之一是一个布置在机壳中的传动分组件，与转动传动装置相联；其特征在于：
d)所述传动分组件具有一个包括两个第一轴承的轴承组件，所述两个第一轴承至少基本在径向上作用且彼此相隔预定轴向距离布置，以及一个在轴向和径向上作用的铰接式第二轴承，以及
e)所述第二轴承(35)的旋转圆心(36)处在第一轴承(33，34)的轴承轴向宽度的两个中点(38)之间的轴线(37)的范围以内。
现以附图所示一台旋转斜盘轴向活塞泵(属上述第一类)为例，进一步解释本发明。
图1和图2表示该机同轴的这两部分是结合着的，两部分共有的平面已用0-0标出。
还须指出，根据本发明而来的一切特征，可由所示实例复制，尤其对上述第二类和第三类机器也适用。或与其形成锐角，并且环绕所述中轴线以预定角度在圆周上彼此间隔排列；
c)一个第二分组件，它在一驱动轴上共轴地设置且布置得围绕所述中轴线旋转，所述第二分组件还与所述气缸-活塞装置传力连接以便接受这些气缸-活塞组件的摆动驱动力；
d)所述驱动轴与所述中轴线共轴地从其驱动输入端分别穿过所述第一分组件和所述机壳的至少一个中心孔；
e)所述第一分组件包括一个润滑系统，它设置在所述中轴线附近，并且至少部分地在所述气缸-活塞装置之间的径向空间中，并且伸过一个轴向长度，该轴向长度至少部分地被所述气缸-活塞装置的轴向长度覆盖；
f)所述润滑系统包括一个润滑泵，该润滑泵与所述驱动轴传动连接，并且具有一个润滑剂输出端，该润滑剂输出端通过包括至少一条基本径向延伸的润滑剂通道的输出而连接于至少一个所述气缸-活塞装置，从而向所述气缸-活塞装置的至少一个活塞提供稳定和基本无振动的润滑剂供应。
现以附图所示一台旋转斜盘轴向活塞泵(属上述第一类)为例，进一步解释本发明。
图1和图2表示该机同轴的这两部分是结合着的，两部分共有的平面已用0-0标出。
还须指出，根据本发明而来的一切特征，可由所示实例复制，尤其对上述第二类和第三类机也适用。
根据图纸具体描述下列特征：
第一分组件1包括若干(此处为5个)气缸-活塞装置2，这些装置在径向上与中轴线3有一段距离且与其平行排列，而且每个环绕该中轴线3的装置，均以适当角度(此处为72度)彼此隔开排列。每个装置2均包括置于气缸5中可滑动的一个活塞4。活塞与气缸在轴向剖面图中只显示了其轴向长度的一部分。气缸与活塞的设计细节不必在此赘述，因为该气缸-活塞本身在现有技术中可以是众所周知的一种。
一根预拉伸的回位螺旋弹簧6环绕着气缸5，并通过一根套在活塞4的径向凸出底座法兰8上的套筒7而起作用，从而有助于把活塞推向其回复的即气缸充气的方向(在图中为从左向右推)。弹簧6的内端(图中左边)连着支承套筒9的右端面，该套筒紧卡在机壳10的轴向孔内。套筒9紧套气缸5的左端部分。
必须明白，若不各个气缸安装成与轴线3平行，而把各气缸轴线排列为与轴线3成5至10度的锐角，这么设计可以接受。从各缸之间附件的空间利用观点来看，这么做可以显出优越性。
机壳10的左端面，借助几根高度预应力轴向螺杆11与顶端分组件12紧联，该分组件除了有其它部件之外，还包括一个阀门组13，一只连接着传动轴16一部分装置15的加料泵14。轴装置15由一个齿状离合器17联接着传动轴的中心部分18。加料泵14使各气缸-活塞装置的输入压力增大，从而作用于一个足以避免空穴现象的阀门。传动轴中心部分18这部分装置也驱动一只润滑泵19，该泵通过润滑剂过滤器21向润滑通道系统20送料。
每个气缸-活装置2与一个出入口两用阀22同轴相连，该阀入口端23通过一个输入通道系统24与上述加料泵14的出口25相连。此泵14即众所周知的“侧通道(side channel)”型，由于它无关本发明宏旨，在此无须细述。该加料泵14通过其入口26，与一个在此未显示的外部低压液压送料系统相联。阀22的出口端27，通过一个输出通道系统28，与一个也未显示的外部高压液压系统相联。阀22有一个实质上是同轴的内流通道系统，有一套用于两个流向即从相应的气缸-活塞装置流来主往其流去的带弹簧的止回阀部件。该阀的内部结构对本发明无特殊意义，所以也不在此细述。大体说来，若不用本文例举的出入口两用阀，可用其它常规的、众所周知的阀门类型。
机内还装有可随上述第一分组件1旋转的第二分组件29。分组件29在传力时在接合面30的范围内与上述气缸-活装置2相联，结合面与中轴线3形成至少近似直角，以便分组件29接收各气缸-活塞装置的摆动驱动力。分组件29可在机壳10内旋转，并与传动轴16的主要装置31相联，构成一套传动分组件。传动轴的装置18与装置31靠一个常规离合器32相联。
必须指出，分组件29的各种设计方案皆可用。所以，气缸-活塞装置可设计为一个滚筒，即前面提到的第二类和第三类机子，在这种情况下，这种组件也许是实质上无扭矩的旋转组件。
传动分组件29有一套轴承设备。它包括第一类轴承33、34，它们至少实质上是按径向作用且彼此间沿轴向遥一段距离，它还包括按轴向和径向作用的第二类轴承-转节轴承35。本文所举例子中，轴承33、34是可轴向移动的气缸滚柱轴承，而轴承35是主要按轴向作用的球面滚柱轴承。
第二类轴承35的旋转圆心36，处在第一类轴承33、34的轴承轴向宽度39的两个中点38之间的轴线中部37的范围以内。
分组件1、分组件29可在上述中轴线3周围做彼此有关的旋转。这两个分组件中只有一个，在此是分组件29，能在机壳10中旋转，并起到与传动轴16相联充当传动分组件的作用。然而，如已的到那样，依据第三类机子而设计也可以考虑。
机中还装有一个圆盘形连接部件40，它与第二分组件29相联，因而能环绕一条旋转斜轴线41做与该分组件相关的旋转，该斜轴线与中轴线3形成一个夹角。连接部件40还以被阻碍连续环绕中轴线3而旋转的方式与第一分组件1相联，且它在传力时在上述结合面30的范围内与各气缸-活塞装置相联。该结合面与旋转斜轴线41形成至少近似的直角。这样，该连接部件就接收各气缸-活塞装置实质上是轴向的摆动驱力，并把这种力传给第一分组件。充分理解该连接部件，也可被认为是理解上述第二分组件。
上述连接部件40与第一分组件1之间的旋转间歇式联接，靠一件正作用夹持装置42而实现。本文之例中，该夹持装置是一件包括一个万向节垫圈的万向节装置，该装置沿连接部件40的外周边而延伸，并分别靠一对径向枢轴44联着连接部件40和第一分组件1。鉴于第分组件1固定地安装于机壳内，万向节垫圈43就靠一对未显示出的径向枢轴而装在机壳上。在本文之例中所示的双接头杆45即双球窝接头杆，用于在各气缸-活塞装置2与连接部件40之间传力。这些双接头杆中的每一根，靠第一接头46与相应的一个活塞相联，靠第二接头47与连接部件相应的接合器48相联。
如已提到那样，在本文之例中，传动轴16由旋转相联的三部分装置即31、18和15组成。该传动轴沿着中轴线3同轴地延伸，从其传动入口端49起，经过第一分组件1与外壳10的一个相应的中央穴，到达带有送料泵14和阀门组13的顶端分组件12。
显然，根据本发明而做且专门举例显示的设计方式，也能用于轴向活塞马达。当然，要这样做，阀门组件就要是与传动轴的旋转正连接且同步运行的那一种，且该传动轴是动力输出轴。进料泵则可取消，或以其它可用的附件代替。

Claims (12)

1.一种液压轴向排泄泵，包括：
a)一个第一分组件(1)，它包括多个气缸-活塞装置(2)，所述气缸-活塞装置与中轴线(3)相隔一段距离且与其平行或与其成锐角布置，以及绕所述中轴线彼此间在圆周上偏置一个预定的角度；
b)一个第二分组件(29)，它相对于所述第一分组件可转动地布置，所述第二分组件在接合面(30)的范围内与所述气缸-活塞组件传力连接，所述接合面相对所述中轴线成预定角度布置，以便接受所述气缸-活塞装置的摆动驱动力；
c)所述第一和第二分组件之一是一个布置在机壳(10)中的传动分组件，与转动传动装置相联；其特征在于：
d)所述传动分组件具有一个包括两个第一轴承的轴承组件，所述两个第一轴承至少基本在径向上作用且彼此相隔预定轴向距离布置，以及一个在轴向和径向上作用的铰接式第二轴承(35)，以及
e)所述第二轴承(35)的旋转圆心(36)处在第一轴承(33，34)的轴承轴向宽度的两个中点(38)之间的轴线(37)的范围以内。
2.按照权利要求1所述的轴向活塞机，其特征在于：
a)所述分组件之一可转动地布置在机壳中，作为传动分组件工作并与转动传动装置相联；
b)圆盘形的连接部件连接于所述第二分组件，它能够相关于所述第二分组件绕一条相对所述中轴线成预定角度的旋转斜轴线转动，所述连接部件也在接合面范围内与所述气缸-活塞装置传力连接，所述接合面至少垂直于所述斜轴线，以便接受所述气缸-活塞装置的摆动驱动力；以及
c)所述连接部件具有一个借助正作用夹持装置与所述第一分组件的旋转间歇式连接。
3.按照权利要求2所述的轴向活塞机，其特征在于：所述正作用夹持装置是万向节夹持装置形式的。
4.按照权利要求3所述的轴向活塞机，其特征在于：所述夹持装置包括一个万向节垫圈，所述万向节垫圈沿所述连接部件的外周延伸，并借助一对径向枢轴连接于每个所述连接部件和所述第一分组件。
5.按照权利要求4所述的轴向活塞机，其特征在于：所述第一分组件固定地安装在机壳内，且所述万向节垫圈借助一对径向枢轴装在所述机壳上。
6.按照权利要求2所述的轴向活塞机，其特征在于：设有双接头杆，以便在所述气缸-活塞装置和所述连接部件之间传力，每根所述双接头杆借助第一接头连接于一个相应的活塞，并借助第二接头连接于所述连接部件的相应的接合器。
7.按照权利要求3所述的轴向活塞机，其特征在于：设有双接头杆，以便在所述气缸-活塞装置和所述连接部件之间传力，每根所述双接头杆借助第一接头连接于一个相应的活塞，并借助第二接头连接于所述连接部件的相应的接合器。
8.按照权利要求4所述的轴向活塞机，其特征在于：设有双接头杆，以便在所述气缸-活塞装置和所述连接部件之间传力，每根所述双接头杆借助第一接头连接于一个相应的活塞，并借助第二接头连接于所述连接部件的相应的接合器。
9.按照权利要求5所述的轴向活塞机，其特征在于：设有双接头杆，以便在所述气缸-活塞装置和所述连接部件之间传力，每根所述双接头杆借助第一接头连接于一个相应的活塞，并借助第二接头连接于所述连接部件的相应的接合器。
10.按照权利要求1所述的轴向活塞机，其特征在于：
一根传动轴包括至少两个旋转连接的纵向部分，与所述中轴线共轴地从一个驱动输入端通过所述第一分组件的和所述机壳的相应中心孔中的至少一个延伸至顶端分组件，所述顶端分组件包括至少一个与所述传动轴相连的附件。
11.按照权利要求10所述的轴向活塞机，其特征在于：所述顶端分组件包括一个与所述传动轴相连的加料泵。
12.按照权利要求11所述的轴向活塞机，其特征在于：一个泵式阀门组件和一个马达式阀门组件中的一个装在所述顶端分组件中。
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