CN107299888B - 静液压的径向柱塞机 - Google Patents

Abstract

公开了一种静液压的径向柱塞机，该径向柱塞机具有：第一群组结构，该第一群组结构包含多个沿径向布置的第一汽缸，相应的第一柱塞利用所述第一汽缸来限定第一工作腔；和第二群组结构，该第二群组结构包含多个沿径向布置的第二汽缸，相应的第二柱塞利用所述第二汽缸来限定第二工作腔。第一工作腔与分别沿轴向同第一工作腔相邻地布置的第二工作腔流体连接成相应一个工作腔配对结构。径向柱塞机还包含配属于所述第一群组结构的、用于第一柱塞的往复运动的第一凸轮轮廓结构和配属于第二群组结构的、用于第二柱塞的往复运动的第二凸轮轮廓结构，其中，第一柱塞的往复运动相对第二柱塞的往复运动是能够相位移动的。

Description

静液压的径向柱塞机

技术领域

本发明涉及一种静液压的径向柱塞机。

背景技术

就已知的静液压的径向柱塞机而言，尤其就具有能够调整的排量容积（Verdrängungsvolumen）的多冲程的径向柱塞机而言，用于调整排量容积的、通常的液压的解决方案具有较低的动力。已知的机械的解决方案有时候意味着巨额的花费并且在大多情况下能源效率低。

在DE 10 2004 049 864 A1中公开了一种静液压的挤压机，其中为了调整排量容积使得两个凸轮型线彼此相对扭转，这些凸轮型线在径向孔中控制对配属的柱塞的操纵。所需的精确扭转的方式和方法在那里未公开，但是，例如通过受控制的旋转驱动机构通常需要高的设计花费和/或制造花费。

发明内容

与此相对地，本发明的任务在于获得一种静液压的径向柱塞机，其中能够以简单且高效节能的方式和方法来实现对排量容积的调整。

该任务通过具有本发明所述技术方案的特征的静液压的径向柱塞机来得以解决。

根据本发明的静液压的径向柱塞机的有利的改型在其他技术方案中予以描述。

根据本发明的静液压的径向柱塞机包含第一群组结构（Gruppe），所述第一群组结构包含多个沿径向布置的第一汽缸，相应的第一柱塞利用所述第一汽缸来限定第一工作腔。此外，根据本发明的静液压的径向柱塞机还包含尤其轴径向与第一群组结构间隔开的第二群组结构，所述第二群组结构包含多个沿径向布置的第二汽缸，相应的第二柱塞利用所述第二汽缸来限定第二工作腔。第二群组结构尤其包含与第一群组结构相同数量的汽缸。此外，所述第一工作腔与分别沿轴向同所述第一工作腔相邻地布置的第二工作腔流体连接成相应一个工作腔配对结构。根据本发明的静液压的径向柱塞机还包含配属于所述第一群组结构的、用于第一柱塞的往复运动（Hubbewegung）的第一凸轮轮廓结构以及配属于所述第二群组结构的、用于第二柱塞的往复运动的第二凸轮轮廓结构，其中所述第一柱塞的往复运动关于所述第二柱塞的往复运动是能够相位移动的（phasenverschiebbar）。根据本发明规定，就所述第一柱塞的往复运动相对于所述第二柱塞的往复运动的第一相位移动或者说相位差（Phasenverschiebung）而言，所述第一凸轮轮廓结构和/或所述第一群组结构相对于彼此能沿轴向移动。

就根据本发明的静液压的径向柱塞机而言，通过第一凸轮轮廓结构和/或第一群组结构相对于彼此沿轴向的可移动性，能够实现一种具有高动力的简单的可调整性，因为参与调整的结构元件能够设计有减小了的惯性并且能够以简单的方式移动。

有利地，就所述第二柱塞的往复运动相对于所述第一柱塞的往复运动的第二相位移动而言，所述第二凸轮轮廓结构和/或所述第二群组结构相对于彼此能沿轴向移动。作为第一凸轮轮廓结构和/或第一群组结构的替代方案或附加方案，通过第二凸轮轮廓结构和/或第二群组结构相对于彼此能沿轴向移动这种方式，能够实现在可调整性方面的更大的灵活性。

有利地，凸轮轮廓结构具有波浪形的、尤其正弦形的表面，就所述凸轮轮廓结构中的至少一个凸轮轮廓结构而言，所述表面的伸展方向以相对于轴向方向不同于90°的倾斜角度而延伸，且尤其螺旋形地扭绞或者渐进式螺旋形地扭绞。“伸展方向”可理解为一种方向，具有如同所描述的表面那样的波形的波会朝该方向伸展。凸轮轮廓结构、尤其是其波浪形的表面相对于轴向方向的所描述的斜放，使得在柱塞在工作腔配对结构中进行往复运动时能够根据轴向移动而实现差异，从而这些柱塞具有相位移动，所述相位移动引起排量容积的改变且因此使得通过凸轮轮廓结构和/或相应配属的群组结构的轴向移动来调整排量容积成为可能。一个完整的相位对应于α=360°的周期持续时间。

有利地，第一相位移动同第二相位移动是反向相同的或者说对映相同的或者说大小相同方向相反的（gegengleich），这能够表示为对称的相位移动。在此，例如第一相位移动可以为﹣10°且第二相位移动可以为﹢10°。能够利用因对称地构造而结构上简单的结构元件来实现一种对称的相位移动。

为此作为其替代方案，所述第一相位移动可以不同于所述第二相位移动，这能够表示为非对称的相位移动。在此例如第一相位移动可以为﹣15°且第二相位移动可以为﹢5°。虽然这些结构元件——利用这些结构元件能够实现非对称的相位移动——在设计和/或制造中可能更贵一些，但因此能够实现用于根据本发明的静液压的径向柱塞机的尤其是线性的特性曲线。也就是说，负责进行调整的结构元件的轴向移动引起了与所述轴向移动直接成比例的相位移动。在此，第二相位移动可能等于零，尤其以下述方式来实现：第二凸轮轮廓结构的轴向移动不引起相位移动。例如通过以下方式来进行：在第二凸轮轮廓结构情况下的波浪形的表面的伸展方向对应于与轴向方向呈90°的倾斜角。

如在非对称的相位移动情况下那样地，在对称的相位移动情况下总相位移动适用于：所述总相位移动等于由第一相位移动和第二相位移动所围成的角。如果在对称的相位移动的情况下例如第一相位移动为﹣15°且第二相位移动为﹢15°，则这对于总相位移动而言得到了30°的夹角。如果在非对称的相位移动的情况下例如第一相位移动为﹣10°且第二相位移动为﹢20°，则这对于总相位移动而言得到了30°的夹角。

有利地，所述群组结构布置在静液压的径向柱塞机的定子上并且所述凸轮轮廓结构抗扭地、或者抗扭地且沿轴向能移动地布置在径向柱塞机的转子上。

有利地，所述群组结构抗扭地、或者抗扭地且沿轴向能移动地布置在径向柱塞机的转子上并且所述凸轮轮廓结构布置在径向柱塞机的定子上。

有利地，转子能够沿轴向移动或者构造有沿轴向能够移动的移动套筒。

有利地，凸轮轮廓结构抗扭地布置在移动套筒上。

有利地，就第一相位移动和/或第二相位移动而言，转子和/或定子相对于彼此能沿轴向移动。

就根据本发明的静液压的径向柱塞机的设计方案而言，前述的变型方案引起了一种提高的灵活性。

有利地，工作腔配对结构通过止回阀或者通过控制盘的通孔能够与高压侧或者低压侧连接。如果要使根据本发明的静液压的径向柱塞机仅仅在单象限运行中运行，则该控制通过止回阀来提供一种廉价的且结构简单的解决方案。如果要使根据本发明的静液压的径向柱塞机在四象限运行中运行，则该控制通过具有相应构造的通孔的控制盘来提供对根据本发明的径向柱塞机的有效的控制。

有利地，所述控制盘通过抗扭地且沿轴向能移动地与所述转子连接的移动套筒的轴向移动而能够调整到相应的总相位移动的中间位置上。如同上面所描述的那样，所述总相位移动由夹角得出。

所述中间位置例如在上面所描述的对称的相位移动的情况下是零度位置，也就是说，在对称的相位移动的情况下不调整所述控制盘。在上面所描述的非对称的相位移动的情况下，所述中间位置是对应于所述总相位移动的夹角的一半的位置。如果例如所述第一相位移动为﹣10°且所述第二相位移动为20°，那么所述总相位移动为30°且所述控制盘的中间位置对应于15°的位置。

有利地，所述控制盘与所述转子一起旋转。以这种方式，根据本发明的静液压的径向柱塞机能够通过调整到对应的中间位置的控制盘来控制，办法是，所述工作腔配对结构能够通过所述通孔与相应正确的高压侧或低压侧进行连接。

有利地，所述转子构造为单件式的轴。由此使得转子的结构和/或制造得以简化。另一优点是，在所述转子的相应的输出端处，另一根据本发明的径向柱塞机以其驱动端能耦合或者说能联结在所述转子处。

有利地，所述第一凸轮轮廓结构能够连同所述第二凸轮轮廓结构一起沿轴向移动或者能够与所述第二凸轮轮廓结构分开地沿轴向移动。该第一凸轮轮廓结构能够与所述第二凸轮轮廓结构以单件式或两件式的方式来构造。

有利地，所述柱塞在内部或者在外部得到支撑。

附图说明

在附图中示出了根据本发明的静液压的径向柱塞机的两个实施例。现在根据这些附图的图示来详细地解释本发明。

其中：

图1在纵剖面图中示出了在第一运行位置中的、根据本发明的静液压的径向柱塞机的第一实施例的侧视图；

图2在纵剖面图中示出了在第二运行位置中的、按照图1的、根据本发明的静液压的径向柱塞机的侧视图；

图3在纵剖面图中示出了在第一运行位置中的、根据本发明的静液压的径向柱塞机的第二实施例的侧视图；以及

图4示出了在第二运行位置中的按照图3的根据本发明的静液压的径向柱塞机。

具体实施方式

在图1中示出的第一实施例示出了一种根据本发明的静液压的径向柱塞机1，该径向柱塞机具有第一群组结构2，该第一群组结构具有多个沿径向布置的第一汽缸4，相应的第一柱塞6利用所述第一汽缸来限定第一工作腔8。沿轴向与所述第一群组结构间隔开地具有根据本发明的径向柱塞机的第二群组结构10，所述第二群组结构具有多个沿径向布置的第二汽缸12，相应的第二柱塞14利用所述第二汽缸来限定第二工作腔16。在所述第一群组结构2中所包含的第一工作腔8的数量与在所述第二群组结构10中所包含的第二工作腔16的数量是相同的。所述第一工作腔8与分别沿轴向同所述第一工作腔相邻地布置的第二工作腔16流体连接成相应一个工作腔配对结构8、16。用于所述第一柱塞6的往复运动的第一凸轮轮廓结构18配属于所述第一群组结构2，且用于所述第二柱塞14的往复运动的第二凸轮轮廓结构20配属于所述第二群组结构10。为了沿轴向调整所述凸轮轮廓结构18、20，设置了一种液压的调整机构22，在此不应当进一步详细研究所述液压的调整机构。

所述第一凸轮轮廓结构18连同所述第二凸轮轮廓结构20一起沿轴向是能够移动的，其中所述凸轮轮廓结构18、20出于加工技术上的缘故虽然被构造为两件式的，但是与在所述径向柱塞机1的转子26上沿轴向能移动地布置的移动套筒28抗扭地连接。所述液压的调整机构22作用到该移动套筒28上，但是，在另一设计方案中能够作用到所述转子26上或者作用到所述凸轮轮廓结构18、20之一上或者作用到两个凸轮轮廓结构18、20上。所述凸轮轮廓结构18、20也能够单件式地构造，尤其与所述移动套筒28一起单件式地构造。在另一种变型方案中，凸轮轮廓结构18、20能够相互分开地沿轴向移动，尤其利用（未示出的）另一液压的调整机构来实现。

所述凸轮轮廓结构18、20具有正弦形的表面，该表面的伸展方向30以相对于轴向方向32不同于90°的倾斜角度（γ）而延伸。“伸展方向”可理解为一种方向，这样构造的波会朝该方向伸展。所述正弦形的表面可以螺旋形地扭绞，尤其是渐进式螺旋形地扭绞。

所述群组结构2、10布置在所述径向柱塞机1的定子24处，并且所述凸轮轮廓结构18、20抗扭地布置在构造为单件式的轴的转子26处。在另一设计方案中，这种情况可以颠倒过来。在所述凸轮轮廓结构18、20直接布置在所述转子26上的情况下，该转子26沿轴向是能够移动的。在另一设计方案中，所述定子24沿轴向相对于所述转子26是能够移动的，其中所述液压的调整机构22作用到该定子24上。

所述工作腔配对结构8、16在单象限运行的情况下能够通过相应起作用的止回阀34、36与高压侧38或低压侧40连接。

接下来对根据本发明的径向柱塞机的工作原理作原则性描述：

通过所述移动套筒28的轴向移动实现了所述第一柱塞6的往复运动关于所述第二柱塞14的往复运动的相位移动，因为由此而改变了在相应的柱塞6、14上起作用的往复曲线（Hubkurve）。每个工作腔配对结构8、16的往复运动的相位因此是能够改变的。

在图1中示出了0°的相位移动，其中所述柱塞6、14在所述工作腔配对结构8、16中的两个往复容积（Hubvolumina）相加，也就是说，所述柱塞6、14的两个往复运动同步地且以相同的节奏进行。排量容积因此被调整到最大，也就是说被调整到100%。

如同在图2中所示出的那样，如果所述第一柱塞6的往复运动以180°的幅度相对于所述第二柱塞14的往复运动在所述工作腔配对结构8、16中相位移动，那么以下述方式对所述排量容积进行调整：第一柱塞6的往复容积完全被所述第二工作腔16所接纳，并且反之亦然。在此，根据本发明的径向柱塞机的排量容积等于零。在此，所述第一柱塞6的往复运动的第一相位移动从未移动的往复运动的角度来看等于﹣90°，且所述第二柱塞14的往复运动的第二相位移动从未移动的往复运动的角度来看等于﹢90°。因此，所述第一相位移动与所述第二相位移动反向相同地被调整，是所谓的对称的相位移动。

所述排量容积的、在0和100％之间的数值能够通过在0和180°之间的相位移动进行调节。

在图3中，与之前在图1和图2中所描述的实施例有偏差地在那里示出的止回阀34、36的位置处安置了一用于控制根据本发明的径向柱塞机1的控制盘42。每个工作腔配对结构8、16的工作腔8、16在作功冲程中都能够通过在控制盘42（未示出）上设置的通孔与高压侧38连接，并且在回程时能够通过在该控制盘42上设置的（未示出）另一通孔与低压侧40连接。

所述控制盘42能够通过抗扭地且沿轴向能移动地与所述转子26连接的移动套筒28的轴向移动调整到相应的总相位移动的中间位置上。所述控制盘42与所述转子26一起旋转。

所述中间位置例如在上面所描述的对称的相位移动的情况下是零度位置，也就是说，所述控制盘未被调整。在非对称的相位移动的情况下，所述中间位置是对应于所述总相位移动的夹角的一半的位置。如果例如所述第一相位移动为﹣10°且所述第二相位移动为20°，那么所述总相位移动为30°且所述控制盘42的中间位置对应于15°的位置。

在作为泵的根据本发明的静液压的径向柱塞机1的、图4中示出的运行情况下，并且当例如所述总相位移动大于半个周期持续时间时，其中α=360°，在高压侧38或低压侧40的连接处发生压力侧转变。径向柱塞泵的输送方向在未改变旋转方向的情况下反过来。以这种方式能够执行根据本发明的径向柱塞机1的四象限运行。

公开了一种具有沿轴向相邻地布置的工作腔配对结构的静液压的径向柱塞机，所述工作腔配对结构的工作腔流体地相互连接。通过用于使柱塞在工作腔配对结构中往复运动的凸轮轮廓结构的轴向移动，使得所述第一柱塞的往复运动相对于所述第二柱塞的往复运动相位移动。以这种方式，能够实现以简单且高效节能的方式来调整排量容积。

附图标记列表：

1 静液压的径向柱塞机

2 第一群组结构

4 第一汽缸

6 第一柱塞

8 第一工作腔

10 第二群组结构

12 第二汽缸

14 第二柱塞

16 第二工作腔

18 第一凸轮轮廓结构

20 第二凸轮轮廓结构

22 液压的调整机构

24 定子

26 转子

28 移动套筒

30 伸展方向

32 轴向方向

34 止回阀

36 止回阀

38 高压侧

40 低压侧

42 控制盘

γ 倾斜角度

Claims (11)

1.静液压的径向柱塞机，该径向柱塞机具有：第一群组结构（2），该第一群组结构包含多个沿径向布置的第一汽缸（4），相应的第一柱塞（6）利用所述第一汽缸来限定第一工作腔（8）；和第二群组结构（10），该第二群组结构包含多个沿径向布置的第二汽缸（12），相应的第二柱塞（14）利用所述第二汽缸来限定第二工作腔（16），其中，所述第一工作腔（8）与分别沿轴向同所述第一工作腔相邻地布置的第二工作腔（16）流体连接成相应一个工作腔配对结构（8、16）；和配属于所述第一群组结构（2）的、用于所述第一柱塞（6）的往复运动的第一凸轮轮廓结构（18）；以及配属于所述第二群组结构（10）的、用于所述第二柱塞（14）的往复运动的第二凸轮轮廓结构（20），其中，所述第一柱塞（6）的往复运动相对所述第二柱塞（14）的往复运动是能够相位移动的，其特征在于，就所述第一柱塞（6）的往复运动相对于所述第二柱塞（14）的往复运动的第一相位移动而言，所述第一凸轮轮廓结构（18）或者所述第一群组结构（2）相对于彼此能沿轴向移动。

2.按照权利要求1所述的静液压的径向柱塞机，其中，就所述第二柱塞（14）的往复运动相对于所述第一柱塞（6）的往复运动的第二相位移动而言，所述第二凸轮轮廓结构（20）或者所述第二群组结构（10）相对于彼此能沿轴向移动。

3.按照权利要求1或2所述的静液压的径向柱塞机，其中，所述凸轮轮廓结构（18、20）具有波浪形的表面，就所述凸轮轮廓结构（18、20）中的至少一个凸轮轮廓结构而言，所述波浪形的表面的伸展方向（30）以相对于轴向方向（32）不同于90°的倾斜角度（γ）而延伸。

4.按照权利要求2所述的静液压的径向柱塞机，其中，所述第一相位移动与所述第二相位移动是反向相同的，或者所述第一相位移动是不同于所述第二相位移动的。

5.按照权利要求2或4所述的静液压的径向柱塞机，其中，所述群组结构（2、10）布置在所述径向柱塞机的定子（24）上，并且所述凸轮轮廓结构（18、20）抗扭地、或者抗扭且沿轴向能移动地布置在所述径向柱塞机的转子（26）上，或者其中，所述群组结构（2、10）抗扭地、或者抗扭且沿轴向能移动地布置在所述径向柱塞机的转子（26）上，并且所述凸轮轮廓结构（18、20）布置在所述径向柱塞机的定子（24）上。

6.按照权利要求5所述的静液压的径向柱塞机，其中，就所述第一相位移动或者所述第二相位移动而言，所述转子（26）或者所述定子（24）相对于彼此能沿轴向移动。

7.按照权利要求5所述的静液压的径向柱塞机，其中，所述工作腔配对结构（8、16）能够通过止回阀（34、36）或者通过控制盘（42）的通孔与高压侧（38）或者低压侧（40）连接。

8.按照权利要求7所述的静液压的径向柱塞机，其中，所述控制盘（42）通过抗扭地且沿轴向能移动地与所述转子（26）连接的移动套筒（28）的轴向移动而能够调整到相应的总相位移动的中间位置上，并且与所述转子（26）一起旋转。

9.按照权利要求5所述的静液压的径向柱塞机，其中，所述转子（26）构造为单件式的轴。

10.按照权利要求2所述的静液压的径向柱塞机，其中，所述第一凸轮轮廓结构（18）能够连同所述第二凸轮轮廓结构（20）一起沿轴向移动或者与所述第二凸轮轮廓结构分开地沿轴向移动。

11.按照权利要求1或2所述的静液压的径向柱塞机，其中，所述柱塞（6、14）在内部或者在外部得到支撑。

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