CN1079910C - 可调节静压径向活塞式机械 - Google Patents

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Abstract

一种静压径向活塞式机械10，一整合在其活塞环18上的装置被用来测量该活塞环18与转子14之间的偏心度20。
活塞环18的偏心位置，旋转的转子14，以及该滑座17铰接于该活塞环18上，导致工作活塞16沿径向方向的往复运动。该往复运动和该径向活塞式机械10的运动关系导致两个相继的滑座17之间的距离发生变化。
该距离的变化与该活塞环18的偏心度20成比例并因此被一测量装置测量。
该装置具有一整合在该活塞环18内的量值传感器27，当该作为量值发送器的滑座17从其上经过时，该量值传感器27产生一增大的电压信号，该信号过程被输送到一电子测量装置28中，并因此测量出偏心度、转速及其他的参数。

Description

可调节静压径向活塞式机械
本发明涉及一种具有可调节活塞环的静压径向活塞式机械。
此种类型的机械一般是为人们所熟知的，它可被用到多种液压应用领域，应用该种类型的机械，可减少对调节阀和/或膨胀阀的耗费。此种类型的径向活塞式机械的主要优点为结构简单、微损耗以及快速及精确的电气可控性。为了实现对该机械的控制，在该机械的壳体内设置一加压的调节活塞，该调节活塞设在活塞环的外部范围并沿其调节方向作用在活塞环上，一与该机械的供油量成比例的偏心度作为调节参数而被一感应式行程传感器测量。该实测值通过一可调放大器与一给定值相比较并对活塞环的位置进行调节。这在某些情况下并不是令人满意的，因为该感应式行程传感器只能被设置在该调节活塞的延长方向上，因此该机械本来已经较大的尺寸又被进一步扩大。另外由于该行程传感器是作为附加部件被设置的，因此增加了机械的制造成本。
此外，文件DE3513736A1中介绍了一种具有用于测量旋转设置的偏心环的偏心度的测量装置的静压径向活塞式机械。一液压活塞杆用于传送一依赖于偏心环的偏心度的主动推杆的偏移，该主动推杆支承于该偏心环的内侧、一被动推杆上。该测量装置具有一线圈铁心，该线圈铁心相应于偏心环的现有的偏心度而插入一测量线圈中，并在测量线圈中产生一测量信号。该测量装置具有多个零件，并要求较高的用于实现液压耦合的花费；另外，在旋转的机械主轴内必然会产生信号下降。
本发明的目的是，提供一种可调节静压径向活塞式机械，所使用的测量装置成本低，既不增加整个机械的结构体积，也不增加机械的制造成本。
按照本发明提出了一种可调节静压径向活塞式机械，包含一壳体，在该壳体内，一转子可旋转地设置于一分流轴上，该转子与一主轴共同作用并使设于沿径向设置的孔内的工作活塞运动，在该工作活塞的伸出于该孔的端部，设有一与该工作活塞铰接的滑座，该滑座支承于一活塞环的内侧，该活塞环通过一装置相对于转子可调节地偏心设置，且通过至少一调节活塞来调节所述偏心度，该调节活塞位于该活塞环的外部，并沿其调整方向起作用，该机械还包括一测量该活塞环偏心度的装置，其中，该装置具有一测量装置及一与其共同起作用的电子处理装置，该活塞环的偏心度由两相继的滑座之间的距离推导出。
本发明的电气液压可调节机械的优点如下，即所使用的测量装置成本较低，且整合在该机械的现有构件中，或者确切地说，将机械现有的构件用作量值发送器，因此，既不增加整个机械的结构体积，也不增加机械的制造成本。
其优点还在于，该测量装置产生一数字的测量信号，该测量信号不仅被用于确定活塞环的偏心度，而且被用于测量马达的转速，也可能被用于其它功能，如被用作对该机械的噪声遏制。
值得一提的是，扫描间隔根据使用情况的需求，在一定的范围内是可以变化的，作为量值发送器的滑座的数目也是可以变化的。当全部的滑座被用作量值发送器时，可以实现一最小的扫描间隔。另外，令人满意的是，该测量装置的工作方式为不接触工作方式，因此该测量装置既不受到摩擦也不受到磨损，只需较少的维修保养而具有较长的使用寿命。
本发明的其它具有优点的布置由实施例中给出。
本发明的一个实施例在附图中示出，并在后面的实施例描述中被详细说明。
图1为一简要示出的径向活塞式机械的截面图，图2为在量值传感器中产生的信号，随时间或转子旋转角的变化过程示意图。
图1所示为一径向活塞式机械10，其壳体11由一图中没有示出的盖体封闭。在该壳体11中形成一向外伸展的、实际上为圆柱形的空间12，在该空间12中心设有一位置固定于壳体11中的分流轴13。在该分流轴13的一部分与一转子14接触，在该转子14中形成有多个呈放射状设置的圆柱形的孔15，在该孔15中导引有工作活塞16，该工作活塞16铰接于一滑座17上，该滑座17借助一没有详细示出的支承环可移动地配合在一圆柱形的活塞环18上，该活塞环18的内侧面上形成有用于与该滑座17可滑动的配合的滑动面。该活塞环18的位置由作为调节装置的两个设于壳体11内的液压调节活塞22、23固定，该两调节活塞22、23沿该活塞环18的直径对设并形成一调节方向。该活塞环18的位置是位于该空间12的内部，且可沿着调节活塞22和23所确定的方向移动。平行于该调节方向、该活塞环18的一部分24和壳体11的一部分25的外表面配合，用于导引该活塞环18在该调整方向上的移动，并同时起到防止该活塞环18转动的作用。在分流轴13内，在转子14的高度范围内形成在图1中看不出来的阀孔口，该阀孔口通过同样设置于分流轴13中的纵向通道26和裂缝与在壳体11中沿径向朝外设置的通道相连。该通道26表现为进流通道和排流通道，并将液压介质输送入机械10内并在压力下再从机械10中排出。转子14在分流轴13上的角度位置是这样被设置的，即位于分流轴13内的阀孔口之间的转臂位于一范围内，在该范围内工作活塞16处于其死点位置。该转子14通过一没有示出的、安置于盖体上的主轴上的接合器而处于可旋转状态。
如图1所示，该径向活塞式机械10具有一测量用作调节机构的活塞环18的偏心度20的测量装置，该测量装置具有一位于活塞环18内的量值传感器27及多个量值发送器。工作活塞16的滑座17被作为该量值发送器。从该量值传感器中输出的信号被输送到一电子处理装置28中。
该可调节的径向活塞式机械10的工作方式在下面说明，其中假设大家都已经知道其与液压调节装置相联系的基本的功能了。
图1所示的径向活塞式机械10通过该调节装置使活塞环18处于调节方向的最左边，在活塞环18和转子14之间产生一偏心度20。开始时提到的滑座17在活塞环18上的铰接、该活塞环18相对于转子14的偏心位置、以及该滑座17铰接于位于转子14内的工作活塞16上，迫使工作活塞16在转子14旋转运动时产生径向的往复运动。作为该往复运动的结果，再结合在径向活塞式机械10中各部件的运动关系，使两个相继的滑座之间的距离发生变化。
相对于机械中性位置时(活塞环偏心度＝0)滑座17间的距离的这种距离变化与该活塞环18的偏心度20是成比例的，因此便可以实现对偏心度20的测量。
在活塞环18的调节机构22和23的调节方向上，上述滑座17之间距离具有一极限值，因此，当量值传感器27设置于如图1中所述位置时，可实现对该偏心度20的精确的、具优点的测量。
在测量中，在滑座17的作用下，产生一电压信号。例如当滑座17的前棱17.1沿其旋转方向到达量值传感器27时，便产生一信号上升沿32及一具有高电位33的信号过程30，该过程30一直维持到滑座17的后棱17.2沿其旋转方向滑过量值传感器27为止。然后，该信号过程30产生一下降沿35，该电压信号回复到初始电位34，在下一滑座的前棱17.3到达量值传感器27以前，该电压信号保持在该低电位34，之后再重新产生一信号上升沿32。
在相继的信号过程中，上升沿和下降沿之间的时间间隔36是直接测量滑座之间距离的尺度，如前面已经提到的，该距离与活塞环18的偏心度20成比例。
当活塞环18从图1所示的位置向其中性位置运动时，便会在量值传感器27中产生一如图2所示的信号过程31(如虚线所示)。两个相继的滑座17之间的距离的减小，在信号中便会反映为信号的下降沿和上升沿之间的时间间隔38的减小。
现在，信号过程30或31被输送到一电子处理装置28进一步处理，在该信号过程中的下降沿35处，一计数器开始高频计数，当上升沿32出现时，该计数器停止计数，该计数频率应该被一次调准，以使计数结果与偏心度20相一致。在整个活塞环18的调节范围内，活塞环18的偏心度20总是可以被计算出的。
转子14的转速可以通过将两个电压上升沿32之间的时间间隔42在该电子处理装置28中测出，该时间间隔42与马达转速成反比。通过两个测量值，即转速和偏心度，可测量出机械的体积流量。
对于此种测量装置，其两个信号之间的扫描间隔不仅取决于马达转速，而且取决于被用作测量值发送器的马达的滑座17的数目。在通常1500转/分钟的工业转速和7个具有滑座的工作活塞情况下，该扫描间隔大约为5.7毫秒，该扫描间隔对于大多数使用场合是足够的。
显然，在没有偏离本发明的思想的前提下，对本发明实施例的改变是可能的。因此，可有不同种方法适用于该测量装置与被测量的滑座不接触的工作方式，其中尤其具有优点的是感应、光电或磁的方法。

Claims (6)

1、一种可调节静压径向活塞式机械(10)，包含一壳体(11)，在该壳体(11)内，一转子(14)可旋转地设置于一分流轴(13)上，该转子(14)与一主轴共同作用并使设于沿径向设置的孔(15)内的工作活塞(16)运动，在该工作活塞(16)伸出，该孔(15)的端部，设有一与该工作活塞(16)铰接的滑座(17)，该滑座(17)支承于一活塞环(18)的内侧，该活塞环(18)通过一装置相对于转子(14)可调节地偏心设置，且通过至少一调节活塞(22)来调节所述偏心度，该调节活塞(22)位于该活塞环(18)的外部，并沿其调整方向起作用，该机械(10)还包括一测量该活塞环偏心度的装置，其特征在于，该装置具有一测量装置及一与其共同起作用的电子处理装置(28)，该活塞环的偏心度(20)由两相继的滑座(17)之间的距离推导出。
2、如权利要求1所述的径向活塞式机械(10)，其特征在于，该测量装置具有一设置在活塞环(18)内的量值传感器(27)，该量值传感器(27)尤其限定于该活塞环(18)的内部。
3、如权利要求1或2所述的径向活塞式机械(10)，其特征在于，该测量装置至少利用两个在旋转方向上相继设置的、用作量值发送器的滑座(17)。
4、如权利要求2所述的径向活塞式机械(10)，其特征在于，该量值传感器(27)设置于该活塞环(18)的一范围内，在该范围内两个相继滑过的滑座(17)之间的距离具有一极限值，而且该量值传感器共轴于由该调节活塞(22、23)确定的方向而设置。
5、如权利要求1或2所述的径向活塞式机械(10)，其特征在于，该测量装置按照一与被测物体不接触的工作方式工作。
6、如权利要求1或2所述的径向活塞式机械(10)，其特征在于，该活塞环(18)被防止旋转地设置在壳体(11)内，为此在该活塞环(18)和壳体(11)上分别形成一滑动面(24、25)，该滑动面(24、25)平行于该调节方向。
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