CN105829721B - 具有排出壳体的液压系统 - Google Patents

Abstract

液压系统包括：壳体(10)，该壳体中设置有液压装置(12)；轴(14)，接合在壳体中；以及密封器件(16)，在轴与壳体之间。密封器件包括连续设置在轴上的第一密封元件和第二密封元件(20，22)，排放室(24)形成在密封元件之间且连接到排出部(26)，第一密封元件位于排放室与壳体的内部空间(11)之间。在排放室(24)与壳体的内部空间(11)之间，液压系统具有连通管(28)，校准的喷射喷嘴(30)被设置在连通管中。

Description

具有排出壳体的液压系统

技术领域

本发明涉及一种液压系统，该液压系统包括：壳体，液压装置布置在该壳体中；轴，接合在壳体中；以及密封器件，在轴与壳体之间，所述密封器件包括连续布置在轴上的第一密封元件和第二密封元件，同时在第一密封元件与第二密封元件之间形成排放室，排放室连接到排出部，第一密封元件位于排放室与壳体的内部空间之间。

背景技术

从申请人的专利申请FR2967228中已知这类系统。如在该已有申请中指出的，第一密封元件的存在能够保护第二密封元件不受到壳体的内部空间中发生的压力峰值的影响。排放室用作缓冲空间，特别是用于收集从第一密封元件泄漏的流体，其中当压力峰值出现时会发生这样的泄漏。将排放室连接到排出部能够避免所述室中压力的增加，因而进一步改善对第二密封元件的保护。

例如，液压装置可以包括缸体、凸轮和分配器，由此，当考虑壳体时，该液压装置形成液压马达。为了停用这样的液压马达，被安装成在缸体的缸中滑动的活塞可以缩回所述缸体中，以便停止与凸轮接触，从而“脱离”马达。这样的脱离可以通过对壳体的内部空间加压来辅助或产生。但遗憾的是，当需要再致动该马达时，并因此引起活塞自它们的缸中出来以便使它们再接触凸轮，从而“抓住(clutching)”马达，内部空间中的压力会因活塞自它们的缸中出来而突然增加，从而升高到压力峰值。

如所述，两个密封元件(两者之间布置有连接到排出部的排放室)的存在可以确保密封持久且可靠，尽管存在压力峰值。另外，为了移除壳体的内部空间中存在的流体，还需要冲洗排出部。通常，排放室的排出部和冲洗排出部两者必须大体上通过定子元件形成。这些待钻的多个孔产生成本。另外，当接合在壳体中的轴是定子元件时，排出部通常经过该轴，结果轴可被削弱，具体原因是由于形成液压装置的供给、排放装置所需的管道必须常被设置在同一轴中。

液压装置的另一示例是液压制动器，该液压制动器使用被连续推回致动接触但能通过液压流体压力驱离接触以防止制动的制动圆盘等。同样地，在这类装置中，压力峰值例如能出现在流体被注入以驱动圆盘脱离接触而导致当前制动停止的时候。同样地，对于其它类型的装置，除了排放室的排出部之外还必须设置冲洗排出部，以便能够使壳体的内部空间中的流体能够移除。

通常，在上述类型的装置中，冲洗壳体的内部空间能够在某种程度上改变容纳于壳体中的液压流体，例如以便避免其在装置的延长操作期间过热。必要的冲洗流速根据制成的装置的使用来确定。

发明内容

本发明的目的是简化具有排放室和排出部的已知系统，使其可以可靠地冲洗壳体的内部空间，而不必使用特定的冲洗排出部。

这个目的通过以下事实来实现，在排放室与壳体的内部空间之间的液压系统具有连通管道，连通管道中布置有校准的喷射喷嘴。

因此，与排出部(与排放室连接)相关联的连通管可以移除壳体的内部空间中容纳的流体，因而充当冲洗排出部。尽管存在第一密封元件，连续泄漏因此发生在壳体的内部空间与排放室之间。但是，为了使第一密封元件充分执行保护第二密封元件受到压力峰值影响的功能，连通管配备有校准的喷射喷嘴。这个校准的喷射喷嘴可以精确确定壳体的内部空间与排放室之间的水头损失，由此使发生在壳体的内部空间中的压力峰值不会在排放室中产生可能损坏第二密封元件的压力的增加。因此，第一密封元件继续充分执行其保护第二密封元件的功能。另外，校准的喷射喷嘴的横截面积按如下方式确定，所述喷嘴能够以适合实现有效冲洗的流速移除壳体的内部空间中容纳的流体。

通过选择校准的喷射喷嘴，还能够在进行冲洗时控制壳体中的压力。

校准的喷射喷嘴能够被放置为与轴相距一些距离，以便避免所述喷射喷嘴被阻塞的风险。这些风险例如是由于轴与多个与其配合的元件之间摩擦而生成的磨损粉末(weardust)。

在一个实施例中，排出部具有大于校准的喷射喷嘴的横截面积的贯穿横截面积，并优选地比校准的喷射喷嘴的横截面积大至少30％。

由于排出部具有比校准的喷射喷嘴的横截面积大的贯穿横截面积，所以排出部有效地执行其移除排放室中存在的流体的功能，从而避免在所述室中的任何过多压力。

在一个实施例中，第一密封元件包括环形密封垫片和紧固到壳体的垫片支撑件。

在这种情况中，可选择使校准的喷射喷嘴布置在通过垫片支撑件而钻出的孔中。

垫片支撑件是易于机加工、受到相对较小应力的零件。因此，穿过这个零件的孔的存在不会明显影响其强度。另外，由此喷射喷嘴能够在不影响组件的整体尺寸的情况下借助在易于操纵的零件上执行的简单安装操作而放置。

另外，当液压装置包括转子时，垫片支撑件自身可以被迫与所述转子旋转。因而通过旋转，位于垫片支撑件中的校准的喷射喷嘴能够执行整个排放室的有效冲洗，从而避免所述室内任何温度的增加。

根据可能特性，孔相对于轴的轴向方向倾斜。

如下所述，孔的斜度可以被选择为使得从连通管道离开的流体不影响第二密封元件。另外，这个斜度可以被选择为避免流体在排放室中停滞的风险，从而防止所述室中流体的温度上升。

例如，孔被倾斜成其位于排放室旁边的端部比其位于壳体的内部空间旁边的端部更靠近轴。

当液压装置包括转子部时，这个斜度特别有利，这是由于离心力倾向于导致流体在排放室中形成漩涡。

在一种选择中，垫片支撑件具有用于第二密封元件的轴承表面。

在这种情况中，垫片支撑件还用来使第二密封元件保持在适当位置。

在一个实施例中，系统还包括摩擦环，摩擦环以紧配合的方式安装在轴上并且具有与至少其中一个密封元件(优选地与第一密封元件)配合的外部轨道，以及摩擦环设置有形成排出部的一部分的孔。

摩擦环的外部轨道形成用于与其配合的密封元件的适当密封表面。

摩擦环还能够形成用于轴承的支撑环，该轴承用于支撑轴与壳体之间的相对旋转。

但是，在另一实施例中没有设置这样的摩擦环，两个密封元件均直接与轴配合，轴的表面形成密封表面。

在一个实施例中，轴仅具有两个与壳体的内部空间流体连接的管道，即用于将流体供应到壳体的内部空间的流体轴向供给管道和形成排出部的一部分的轴向排出管道。

管道“流体连接”是指管道具有使流体在壳体的内部空间与一些其它空间(例如，无压储蓄池(pressure-free reservoir)或压力源)之间流动的功能。

轴的机加工相对于现有技术被简化，其中排出部(特定用于冲洗)的存在也是必要的，由此在现有技术中存在三个与壳体的内部空间流体连接的管道。因此，相比于现有技术，轴较少被减弱。

在一个实施例中，液压装置包括缸体、凸轮和流体分配器。

在这种情况中，与壳体一起考虑，所述装置形成液压马达。特别地，它是一种具有径向活塞和高工作输出扭矩的马达，例如用于驱动车辆的轮。于是，所述马达的供给管道和排出管道(如任何用来使马达的缸容量改变的控制管道)并不是上述给出定义的意义内的流体连接的管道。

在一个实施例中，喷射喷嘴的指向为，使其排放室内的输出喷射不指向第二密封元件。

附图说明

通过阅读以下作为非限制性示例示出的实施例的详细说明，本发明可以更好地被理解，且其优势被更清晰地显现出来。参照附图进行描述，在附图中：

图1是本发明的液压系统的轴向剖视图；

图2是图1的区域II的放大视图，本发明更具体涉及该区域；

图3是类似于图2的视图，但是示出系统正在被组装时的一种变型；

图4是类似于图1视图的视图，但是示出一种变型实施例；以及

图5是类似于图2视图的视图，但是示出另一变型。

具体实施方式

图1示出一种液压系统，该液压系统包括：壳体10，该壳体中布置有液压装置12；轴14，接合在壳体中；以及密封器件16，在轴与壳体之间。在这个示例中，液压装置12包括缸体12A、凸轮12B、以及流体分配器12C。因此，液压装置与壳体一起构成液压马达或液压泵。特别地，其可以是具有径向活塞的液压马达。通过本身已知的方式，缸体的缸供给有流体，流体来自通过分配器分配的、经由凹槽的流体，一些凹槽由附图标记13A和13B示出和标识。分配器自身连接到流体供给主管道和流体排出主管道(未示出)。特别地，这个装置可以是具有固定缸体和旋转壳体的类型，在这种情况中，供给管道和排出管道有利地通过轴14。

凸轮12B形成壳体10的一部分，该壳体还包括位于分配器12C周围的部分10A、以及形成例如用于连接到由马达驱动的构件(例如，轮毂)的凸缘的部分10B。在液压装置12的相对侧，壳体延伸出部分10C，例如部分10C可接合轮毂。壳体和轴14被安装成相对于彼此旋转。为此，它们经由轴承18A和18B彼此配合，在这个示例中，轴承18A和18B被接纳在壳体的部分10C中。按已知方式，这些轴承可以是锥形滚子轴承。如上所述，该系统可以用来驱动如轮等构件，在这种情况中，轴可以是轮的主轴(spindle)。从图1中可以看出，轴经由开槽以本身已知的方式被迫与缸体12A一起旋转。因此，在这个示例中，轴和缸体均是定子元件，而壳体是转子元件。

从图2中可以更清楚地看出，密封器件16包括在轴14上连续布置的第一密封元件20和第二密封元件22。排放室24设置在两个密封元件之间。第一密封元件20比第二密封元件22更靠近液压装置12。排放室24连接到排出部26。具体地，排出部可以设置在轴14中或轴14上，特别是在所述轴是定子元件时。在所示示例中，所述排出部包括径向管道段26A和轴向管道段26B，径向管道段26A使排放室24与轴向管道段26B之间建立连接。排出部的其它实施例是可能的，例如文献FR2967228中所述的那些类型。可以理解，密封器件16用来以密封的方式使壳体的内部空间11与液压系统的剩余部分、具体地接纳轴承18A和18B的空间13隔离。

具体在图2中可以看出，系统具有连通管道28，连通管道28使壳体的内部空间11与排放室24之间建立流体连接。校准的喷射喷嘴30被布置在管道28中。

可以看出，校准的喷射喷嘴的横截面积S小于排出部26的横截面积S’。具体地，横截面积S’比横截面积S大至少30％。

在一个实施例中，期望将排放室内的压力规定为小于3巴，优选地小于1巴(例如，约0.5巴)，即使壳体中的压力峰值可以高达约10巴或者更高，以及即使压力峰值外的壳体中的正常压力可以是大约1.5巴。大约30％的横截面积差能够得到壳体的内部空间与排放室之间的所需的压力差。

第一密封元件20包括环形密封垫片32和紧固到壳体10的垫片支撑件34。在所示的具体实施例中，第一密封元件还包括环形衬垫36。更准确地说，环形密封垫片32和环形衬垫36均布置在支撑件34的环形凹槽中，通过这种方式，衬垫从所述凹槽稍微突出。衬垫36与轴14建立接触区域，或者如所示示例中，与以紧配合方式安装在所述轴上的摩擦环38建立接触区域。衬垫与所述环的外部轨道38A配合，外部轨道38A形成在所述环的外侧轴向圆周上。

摩擦环38是一片很硬的材料，该材料具有低粗糙度、质量加工到非常高的水平并通过已知方式安装在轴上，以便形成摩擦轨道，该摩擦轨道具有适合于第一密封元件和第二密封元件的接触元件的表面状态。单独安装的摩擦环还提供在磨损时能够更换的优势，以维护系统。

自然地，通过使适当摩擦表面直接形成在轴14上，能够使用没有这种单独摩擦环38的构造。为了将垫片支撑件紧固到壳体10，或者更准确地说紧固到壳体的部分10B，所述垫片支撑件在这个示例中具有径向套环34A，在这个示例中紧固装置是螺钉35，螺钉35穿过所述套环中的孔并且拧到壳体的部分10B中的钻孔。在所示示例中，附加密封垫片40在套环34A的接触表面与壳体的部分10B之间建立密封。

第二密封元件22具有唇形密封垫片(lip-seal gasket)42，该唇形密封垫片42带有使其保持压靠摩擦环38的外部轨道的加强杆44。

应注意，垫片支撑件34具有用于第二密封元件的支承表面34B。在这个示例中，这个轴向支承表面由支撑件34的轴向延伸部的内侧面34B形成，垫片42的外侧轴向圆周与该内侧面34B配合。

可以看出，校准的喷射喷嘴30布置在通过垫片支撑件钻出的孔中。因此，在这个示例中连通管道28由所述孔形成。还可以看出，所述孔相对于轴14的轴向方向A倾斜。更准确地说，所述孔的斜度使其位于排放室24旁边的端部比其位于壳体的内部空间11旁边的端部更靠近轴14。在所示示例中，孔是沿直线的，并且其相对于轴向方向A的斜度约为45°。孔被钻出使其有螺纹，喷射喷嘴30被拧入螺纹中。喷射喷嘴还可以采用紧配合方式压入配合，或者直接通过钻穿垫片支撑件而形成，优选地形成阶梯孔，该阶梯孔的小横截面因而形成有低公差。

上述提及摩擦环38，密封元件20和22中的至少一个与摩擦环38配合。在这个示例中，两个密封元件均与所述环的外部轴向轨道(外部轨道38A)配合，因此在其轴向内侧上界定排放室24。还可以看出，这个环38具有形成排出部26的部分的孔39。在这个示例中，这个孔39的横截面积限定排出部的横截面积S’，孔39构成上述排出部的径向管道段26A的一部分。

还可以从图1中看出，轴14具有开放到壳体的内部空间中的管道46。这个管道同设置在轴14与分配器12C的内部之间的空间47相连通。这个空间47以本身已知的方式与壳体的内部空间11连通，要么经由穿过分配器12C的内部的孔，要么经由设置在轴14与缸体12A之间的一部分开槽上的空隙。在这个示例中，管道46是用于朝向壳体的内部空间供给流体的轴向管道，以此使所述壳体加压，例如以便离合缸体12A的活塞。另外，轴具有形成排出部26的部分(轴向管道段26B)的轴向排放管道。如上所述，借助本发明，排出部26不仅用来避免室24中压力的增加，还移除用于冲洗液压装置的流体。因此，为了与壳体的内部空间流体连接，轴仅具有两个管道。

为了实现壳体的冲洗，因此可以经由管道46应用适中的流体压力，从而产生朝向排出部26的由喷射喷嘴30设定的冲洗流速。

同样地，按本身已知的方式，如果期望，在活塞出来进行离合时，通过经由喷射喷嘴30使壳体排尽，使用者能够临时限制压力增加。图3示出变型实施例，其中对中环50用于安装垫片支撑件34。在图3中，与图1和2共有的元件由相同的附图标记来标注。

在这个示例中，对中环50首先与垫片支撑件34的轴向支承表面配合。其次，环50相对于轴14的轴向表面保持在适当位置。更准确地说，在图3所示的变型中，垫片支撑件34具有延伸部，延伸部指向液压装置且以轴向裙缘34C的形式，由此在所述裙缘的内侧面与环38的摩擦轨道(外部轨道38A)之间设置一个空间。对中环被插入该空间中，因此与裙缘34C的内侧面以及与摩擦轨道(外部轨道38A)配合。另外，在这个示例中，对中环具有凸缘部52，凸缘部52有助于将其握住。一旦垫片支撑件以这种方式安装，则对中环50可以被移除。

如果没有摩擦环38，则对中环50可以直接与形成轴向对中表面的轴的外侧圆周配合。

对中环的其它实施例是可能的，例如专利申请FR2967201中所述的那些。

在图1至3所示的示例中，密封元件与摩擦环38配合，而轴承具有它们的支撑环。在图4所示的变型中，更靠近密封元件20和22的轴承18B的支撑环也充当摩擦环(如在放大区域可以更清楚地看出)。所述支撑环19具有用作摩擦环的轴向延伸部19’。具体地，应注意，至少第二密封元件22与所述延伸部19’形成摩擦轨道的表面配合。在这个示例中，两个密封元件20和22均与所述摩擦轨道配合。延伸部19’还设置有构成排出部的一部分的孔39。

在上述附图中，轴14构成液压系统的核心部，并优选充当定子，而所述壳体10是转子壳体。如上所述，轴例如是轮的主轴。

但是，在轴为转子部，而壳体为定子部的时候，本发明同样适用。即图5中示出的内容，其中仅示出了一部分的系统。这个附图示出布置在轴114周围的壳体110、以及轴承118B。另一轴承可以位于轴承118B的左边，即相对壳体110的一侧。如果液压装置是液压马达或液压泵类，则缸体可以设置在壳体110中(图的右边)。两个密封元件120和122(类似于上述密封元件)使轴承118B与壳体的内部空间111分离。垫片支撑件134(第一密封元件的一部分)配备有如上述变型中的喷射喷嘴。支撑件134首先经由具有环形垫片和衬垫的设置与轴114配合，其次经由附加垫片与壳体110配合。垫片支撑件134的凸缘部134A使其能够被紧固到壳体110。为了使设置在两个密封元件120和122之间的排放室124排尽，排出部126被设置在壳体110中。

从图5中还可以注意到，喷射喷嘴30的指向为，使其输出喷射不指向第二密封元件122，从而避免所述密封元件处的干扰，这样的干扰可能对密封有不利影响。自然地，相同类型的喷射喷嘴定向与图1至4所示变型一致，例如通过将其放置成几乎垂直于轴14的轴线的方式来倾斜喷射喷嘴。

在所示变型中，垫片支撑件通过螺钉被紧固到壳体。自然地，能够使用其它紧固模式。当然，如果在图5显示的区域Z中，垫片支撑件与壳体之间的支承接触的面积充分，则能够通过垫片支撑件的圆筒形表面与壳体上形成的支承表面之间的用力接合而提供压入配合的安装构造。同样地，对于图3中所示变型，在垫片支撑件与壳体之间的圆筒形支承区域Z’中用力接合也是可能的，在这种情况中，紧固螺钉35可以省略。

如果使用这种压入配合安装构造，垫片支撑件与壳体之间的密封可以直接通过上述圆筒形支承表面的接触来设置，在这种情况中能够省略附加垫片40。

Claims (15)

1.一种液压系统，所述液压系统包括：壳体(10；110)，其中布置有液压装置(12)；轴(14；114)，接合在所述壳体中；以及密封器件(16)，位于所述轴与所述壳体之间，所述密封器件包括连续布置在所述轴上的第一密封元件和第二密封元件(20、120；22、122)，同时在所述第一密封元件与第二密封元件之间形成排放室(24；124)，所述排放室连接到排出部(26；126)，所述第一密封元件位于所述排放室(24；124)与所述壳体的内部空间(11，111)之间；

所述液压系统的特征在于，在所述排放室(24；124)与所述壳体的内部空间(11)之间具有连通管道(28)，用以精确确定所述壳体的内部空间与所述排放室之间的水头损失的校准的喷射喷嘴(30)被布置在所述连通管道(28)中。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述排出部(26、126)具有大于所述校准的喷射喷嘴(30)的横截面积(S)的贯穿横截面积(S’)。

3.根据权利要求2所述的液压系统，其特征在于，所述贯穿横截面积(S’)比所述校准的喷射喷嘴(30)的横截面积(S)大至少30％。

4.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述第一密封元件(20；120)包括密封垫片(32)和紧固到所述壳体(10；110)的垫片支撑件(34；134)。

5.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述校准的喷射喷嘴(30)被布置在通过所述垫片支撑件(34；134)钻出的孔中。

6.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述孔相对于所述轴(14；114)的轴向方向倾斜。

7.根据权利要求6所述的液压系统，其特征在于，所述孔被倾斜成其位于所述排放室(24)旁边的端部比其位于所述壳体的内部空间(11)旁边的端部更靠近所述轴(14)。

8.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述垫片支撑件(34)具有用于所述第二密封元件(22)的支承表面(34B)。

9.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述垫片支撑件(34)具有用于所述第二密封元件(22)的支承表面(34B)。

10.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，还包括摩擦环(38；19’)，所述摩擦环以紧配合的方式安装在所述轴(14)上并且具有与所述密封元件(20，22)中的至少一个配合的外部轨道(38A)，以及所述摩擦环(38)设置有构成所述排出部(26)的一部分的孔(39)。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述摩擦环(38；19’)与所述第一密封元件(20)配合。

12.根据权利要求10所述的液压系统，其特征在于，所述摩擦环(19’)形成用于轴承(18B)的支撑环(19)。

13.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述轴仅具有两个与所述壳体的内部空间流体连接的管道，即用于将流体供给到所述壳体的内部空间的轴向流体供给管道(46)、以及构成所述排出部(26)的一部分的轴向排放管道。

14.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述液压装置包括缸体(12A)、凸轮(12B)和流体分配器(12C)。

15.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述喷射喷嘴(30)的指向为，使其在所述排放室(24，124)内的输出喷射不指向所述第二密封元件(22，122)。