CN1077958C - 可调节的液压泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了可调节的液压泵(10)，尤其是柱塞泵，它的位于一个液压机械的调节装置(35)上的行程环(22)是可调的并且具有一个有效的噪声遏止装置。经由并联于液压机械的调压器(41)的附加控制装置(47)产生的变化压力加入到加载于行程环(22)的调节柱塞(37)的压力室(39)，因此由传动装置作用力产生的振动对行程环(22)的液压固定的影响下降并因此降低了柱塞泵产生的噪声。
Description
本发明涉及一种可调节的液压泵。
在DE—GM9104126中公开了一种在结构上为径向柱塞泵的这样类型的泵，在这种泵中有一个行程环做为调节机构，行程环的偏心度反映泵调节即泵回转的程度。这里行程环由两个不同大小的液压的调节柱塞保持在它的位置上，其中较大的调节柱塞的部件是一个液压机械的调节装置。在这种柱塞泵中由液压固定的可调机构即行程环的稳定性产生的噪声是很强的，噪声随着液压固定的行程环的稳定性的下降而增加，并且产生于在传动机构作用力起调节作用部分的方向上。在柱塞进入和退出泵的压力室的行程上，总的传动机构产生一个较大或较小的强烈偏移。这时出现的噪声有时会干扰工作环境，因此一个特别低的噪声运行是受欢迎的。相比较而言，正如在径向柱塞泵中的情况，在轴向柱塞泵中斜盘做为调节机构，此外在叶片泵中，同样地行程环做为调节机构。
另外在更早的公开文本P4410719.6中已经建议，在可调径向柱塞泵中运行了一个有效的噪声遏止装置，然而行程环的调节是在一个电动液压的可调节装置上实现的。这里对噪声遏止的影响是经一个电动液压的调节阀来完成的，但是在许多可调节液压泵中是不存在的。
更进一步的在DE 3700573中记载了一种径向柱塞泵，在这种泵分流器内有一个附加的压力室，压力室可经过扼流的连杆从高压侧到这里对其增压。在活塞孔与原来的高压阀孔口接通之前，转子内现有的活塞孔每次短暂地与压力室接通并产生压头，这取决于转动位置。在不同情况下，随着输出脉动的减少，不能有效地消除伴随而来的噪声。对这种调节装置这里未做详细说明。
本发明的目的在于，提供一种可调节的液压泵，通过改进其结构和控制，有效遏止其工作元件的振动，从而降低噪声。
根据本发明，提出了一种可调节的液压泵，尤其是柱塞泵或叶片泵，带有一个机壳，机壳内装有一个与传动轴共同作用的转子，转子具有腔体，腔体内滑动有泵单元，泵单元以它的从转子伸出来的端头支撑在一个产生行程的调节机构上，为了进行调节，在该调节机构上作用一个液压调节装置的至少一个限制一个压力室的调节柱塞，还带有一个控制体，在控制体上形成高压侧和低压侧，控制槽相互分开，其中，附加控制装置并联于调节装置，控制由附加控制装置产生的变化压力以与调节柱塞上形成的波动力同步的方式加入到调节柱塞限制的压力室内。
本发明可调节液压泵具有的优点，就是泵产生的噪声很小，这时传动装置作用力起作用的部分对调节机构的液压固定的稳定性的影响降低，在那里这种影响被抵消掉。在一个带有附加压力信号的附加控制装置上，通过对依照本发明的工作活塞的控制，该控制取决于泵的旋转角，可以对传动装置作用力引起的振动和由此引起的噪声产生有利作用。此外这种作用即进一步降低振动和噪声的大小，可以通过对调节机构即调节活塞和调节装置的结构设计来实现。用于有效的噪声遏止的附加控制装置可以用纯粹的液压机械的作用单元来完成，因此设计一种相对简单的、节省占地的和便宜的结构是可能的。
通过进一步的措施对该泵做有益的进一步设计和改进是可能的。特别有利的是，当附加控制装置在一已经存在的作用单元内被作成一整体时，只需花费很小的附加费用就可以实现降低噪声的目的。用这种方法，在该附加控制装置内已经具备所需要的相对运动和必要的同步性。当附加控制装置控制压力室向回流卸载时，可以实现特别有效的噪声遏止。对一个径向柱塞泵可以实现特别有效的噪声遏止。进一步有益的设计可从说明书和附图中得到体现。
本发明的实施例在附图中示出并在下边的描述中做进一步说明。图中示出：
图1为右旋的径向柱塞泵的剖面图。
图2为按图1径向柱塞泵的侧剖面图。
图3为一曲线图，表示在调节方向上，传动装置作用力取决于旋转角的简化图。
图4为在图2上按IV—IV箭头方向的横断面的一部分。
图1和图2示出了一个径向柱塞泵10，它的机壳11由盖12在一个面上封闭，在机壳11内有一个位于中间的、贯通的长穿孔13和在其旁边连接的缸体的腔体14。在长穿孔13内固定了一个控制塞15，该控制塞在机壳腔体14内伸出来。在控制塞15上有一个滑动支承的转子16，在转子16内有多个径向移动的汽缸孔17。工作活塞18在汽缸孔内滑动。工作活塞18与滑块19是靠曲柄连接的，它们靠滑块底座支撑在缸体行程环22的内表面21上，在机壳腔体14内行程环是可调节的。通过做为调节机构的行程环的偏心位置，如图1所示工作活塞18做行程运动。为了在行程环22上系留住滑块19而装配了保持环23、24。
在控制塞15内开有两个与活塞孔17在一个平面的两个控制槽25、26，同样地在控制塞15内开有两个纵向槽27、28，控制槽25、26在纵向槽27、28之上并且相连通，对此在图2中仅标明了上连通口29，在机壳11内随着径向移动，槽与朝外的紧急通道相连接。这里31做为进气槽，32做为压力槽。在控制槽25、26之间、控制塞15旁边是换向片，用33，34表示，用于旋转运动的换向件处在冲程转变点上。
径向柱塞泵10带有一个液压的行程环调节，该行程环调节是一个纯粹的液压机械调节装置35。为达到调节的目的，在机壳11内装有两个不同大小的调节柱塞，调节柱塞在相对的径向对称的位置上作用于行程环22的外圆上。在那里，用已知方法，总是从高压侧32出来通过槽孔38对小调节柱塞36施加负载。较大的调节柱塞37限制一个压力室39，压力室在一个与机壳法兰连接的压力调节器41上方并由它的控制盘42闭塞，压力室与高压侧32连接或向低压侧31卸载，正如公知的，带有液压的行程环调节的径向柱塞泵。
这里做为缸体设置的转子16位于一个万向节43的上方并由传动轴44驱动，传动轴44在盖12内并被支承在双球轴承45上。
结合图1，图2和图4进一步说明，为了达到有效的噪声遏止，在径向柱塞泵10中装有一附加控制装置47，附加控制装置47连接在一个控制连接48上，控制连接48从大柱塞37的压力室39导向在机壳11内的回流。控制连接48在图1的尾部且作为简化的管线49示出，它从调节柱塞37的压力室39出发而且导向在控制塞15内的一个轴槽51上。
在机壳11内延伸的管线49并没有详细地表示出来，而且管线49位于在机壳11内的一个环形槽52的上方。正如图2中进一步说明的，管线49与轴槽51连接。简图的意图是在图2中轴槽51在所示平面旋转。在控制塞15支承缸体16的那一段上，从轴槽51引出一个径向节流孔53通到控制塞15的外壳表面的该段上。如图2和局部剖面图4进一步说明的，在缸体16内靠近它的缸体的内壁54有控制槽55，控制槽55与节流孔53共同工作并且构成附加控制装置47。轴向延伸的控制槽55是向缸体16的传动面的端面敞开的，因此在机壳11内实现了为了回流的连接。每个工作活塞18由两个这样的控制槽55排列，每次最佳的角度位移位于那个工作活塞，它的波动力应该抵消掉的位置。如图4简图所示，节流孔53由缸体16的内壁54密封在控制槽55的角范围之外。相应地在现有的缸体16内，有7个工作活塞18，因此在内壁54上总共排列有14个控制槽55。
下面说明径向柱塞泵10的作用方法。如上已知的，它的作用原理是：该径向柱塞泵10带有一个可调节的行程环22，行程环22通过液压机械的调节装置35调节。在图1中做为右旋说明的径向柱塞泵10位于行程环22的调节装置35的左边。基于集中作用的传动机构作用力，行程环22被支承在大的调节柱塞37上。每次，当一个工作活塞18伸入高压侧控制槽26内或从那里伸出时，在大的调节柱塞37上的支撑力Fs经历了一个活塞作用力由高向低的波动。根据图1清楚地看出，当工作活塞18′做右旋运动通过外面的冲程转折点和由此转入它的压缩行程时，超过旋转角，该旋转角大约是预控制槽57的位置，形成一个压力即上升力，该上升力通过滑块支撑在行程环上。当工作活塞18′伸入高压侧时，支撑力的一部分作用在行程环22上，在图1中表示向左边，而且在大的调节柱塞37上卸载，因此在它的压力室39中的压力下降。在调节装置上的传动装置作用力的这种波动是与旋转角4φ相关的，在图3中进一步说明，其中在58处，形成了这种周期性的波动力。图3描绘了一张非常简化的和纯粹图形的力曲线图，为了揭示在一个已知泵中的力的关系，设有画出依照发明的设备图。在图3中第一个波动力58是由活塞18′产生的，当工作活塞18″从控制槽26的高压侧抬起时，在特征曲线上形成了下面的波动力59。当工作活塞18″抬起时和转变到超过内部冲程转折点变为吸程时，由工作活塞18″产生的在行程环22上朝向外部作用的支撑力减小，调节力在大缸体37上再次降低。如图3进一步说明，在调节力Fs上形成的波动具有两个活塞频率，因此在转子16旋转一周时总共形成14个波动力58、59。通过在控制塞15上的预控制槽57、62，波动力58、59可以平整少许，而且在顶点时下降，基于比较清楚的原因，在图3中对此没有说明。但是由于液压固定的弹性，波动力的剩余量导致了行程环22的振动，径向柱塞泵10的噪声的一部分与此有关。为了降低噪声，在附加控制装置47的辅助下，通过分配口通流断面的开和关，在大的调节柱塞37上随着波动力的变化增加一个同步的变化压力，在那里并联于原来的压力调节器41的附加的控制装置47被连通。为达到这个目标，附加的控制装置47借助于在控制塞15上的节流孔53和在转子16上的控制槽55形成一个整体，因为用这种方法，就具备了所需要的相对运动和同步性。当工作活塞18′伸入高压侧26时，产生一个作用在大的调节柱塞37上的波动力58，通过与波动力的相反的作用，经由控制连接48及时地回流，附加控制装置47降低了在压力室39内的压力，因此减小了波动力58的影响。在相应的方法中，当工作活塞18″处在抬起状态，并从高压侧26出来时，打开一个分配口通流断面，同样地从附加控制调节装置47回流并降低了在调节汽缸39内的压力，因此减小了波动力59的影响。用这种方法通过传动装置作用力的作用可以显著地降低波动力在调节柱塞上的影响，因此可以大大地降低噪音。附加控制装置47在操作上已用液压行程调节调整好，因此尽管由于液压机械的调节装置形成了滞后，传动装置的波动力和作用在调节柱塞37的反作用力短时间的相互抵消也可以准确地调节出来。
很明显，在不偏离本发明的主题条件下，对图示的结构形式可以改变。因此径向柱塞泵10的压力调节器41可以用一个复合的压力稳流器来代替。另外，附加控制装置47不做其它改变，只是将节流孔53由控制塞15上的两个控制间隙代替，因此在转子16的内壁上必须有7个控制槽，也等于工作活塞18的数量。径向柱塞泵10可以用其它的液压机械的调节装置装备和向别的旋转方向驱动。别的类型的径向柱塞泵也必需满足，附加控制装置控制调节柱塞压力室的压力增加，因此不是带有回流的控制连接，就是与高压侧连接。此外，有效的噪声遏止方式，在轴向柱塞泵中采用斜盘式结构。同样，也可以在叶片泵中应用这种噪声遏止，如同在径向柱塞泵中使用的行程环调节。在所有这些情况下由于加入了已知的作用单元，在花相对少的附加费用情况下，就可以实现显著降低噪声的目的。
Claims (10)
1、可调节的液压泵，尤其是柱塞泵或叶片泵，带有一个机壳，机壳内装有一个与传动轴共同作用的转子，转子具有腔体，腔体内滑动有泵单元，泵单元以它的从转子伸出来的端头支撑在一个产生行程的调节机构上，为了进行调节，在该调节机构上作用一个液压调节装置的至少一个限制一个压力室的调节柱塞，还带有一个控制体，在控制体上形成高压侧和低压侧，控制槽相互分开，其特征在于，附加控制装置(47)并联于调节装置(35)，控制由附加控制装置产生的变化压力以与调节柱塞(37)上形成的波动力(58，59)同步的方式加入到调节柱塞(37)限制的压力室(39)内。
2、依照权利要求1的可调节泵，其特征在于，附加控制装置(47)由转子(16)和转子内的控制体(15)构成，它们可以作相对运动。
3、依照权利要求1或2的可调节泵，其特征在于，附加控制装置(47)与由压力室(39)到回流的控制连接(48)相连接。
4、依照权利要求1或2的可调节泵，其特征在于，在转子(16)内的附加控制装置(47)具有排列的控制槽(55)，那里每个泵单元(18)至少有一个对准回流而卸载的控制槽(55)，在控制体(15)内，控制槽(55)至少与一个由机壳固定的控制间隙(53)共同作用，控制槽和控制间隙与压力室(39)连接而且控制槽(55)和节流孔(53)可以在旋转方向及角位置上相互调节，在高压侧(26)工作活塞(18)的每次浸入和抬起由在附加控制装置(47)的分配口通流断面(55，53)来控制。
5、依照权利要求1或2的可调节泵，其特征在于，做为径向柱塞泵(10)由一个行程环(22)作为调节机构，在行程环中，转子(16)的径向孔(17)中的工作活塞(18)做为泵单元，工作活塞(18)经由滑块(19)支撑在行程环(22)的内表面上并且在那儿转子(16)支撑在做为控制体的控制塞(15)上，控制塞(15)内的控制槽(25，26)与进气槽(31)及压力槽(32)相连接，有两个直径不同且径向相对设置的调节柱塞(36，37)作用在行程环(22)的外表面，较小的调节柱塞(36)总是由泵的高压侧(26)来控制并且较大的调节柱塞(37)是由一个液压机械调节装置(41)和高压侧(26)或向低压侧(25)相连接的机构共同作用的。
6、依照权利要求5的可调节泵，其特征在于，附加控制装置(47)的控制槽(55)沿转子(16)的内壁的圆周纵向分布和向转子的一个端面打开，在控制塞(15)的表面一个节流孔(53)做为控制间隙，轴槽(51，49)与压力室(39)相连接作用在大柱塞(37)上。
7、依照权利要求6的可调节泵，其特征在于，转子(16)具有七个工作活塞(18)和14个控制槽(55)。
8、依照权利要求5的可调节泵，其特征在于，在压力室(39)内附加控制装置(47)控制一个与波动力同步的压力衰减。
9、依照权利要求1或2的可调节泵，其特征在于，可调节泵可以是具有斜盘结构的轴向柱塞泵，在轴向柱塞泵中转子做为缸体，调节机械做为可调节的斜盘和控制体构成斜盘，因此缸体和控制盘组成一体做为附加控制装置。
10、依照权利要求1或2的可调节泵，其特征在于，可调节泵可以是叶片泵，转子与一个端面的控制盘组成一体做为附加控制装置。
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