CN109154283B - 一种液压装置，制造液压装置的方法及液压装置组 - Google Patents

Abstract

一种液压装置包括壳体、被安装在壳体中且可绕第一旋转轴线旋转的轴。轴具有横向延伸的法兰。液压装置包括以等角距离被固定在法兰上的多个活塞，以及与活塞协同作用以形成可变容积的各压缩室的多个圆柱形套筒，其中该圆柱形套筒可绕以锐角与第一旋转轴线相交的第二旋转轴线旋转，液压装置包括可绕第二轴线旋转并且具有用于支撑圆柱形套筒的第一侧和相对的第二侧的筒板，其中该第一侧指向活塞，该第二侧由板形面元件的支撑表面支撑，面元件被固定至壳体。支撑表面位于第一平面中。面元件具有与支撑表面相对的并且由壳体支撑的背侧。背侧位于第二平面中。第一平面相对于第二平面相交。第一平面和第二平面之间的夹角小于上述的锐角。

Description

一种液压装置，制造液压装置的方法及液压装置组

本发明涉及一种根据前文中权利要求1中所述的液压装置。

这种液压装置从EP 1 508 694中已知。轴具有垂直于第一轴线延伸的法兰，并且活塞绕第一旋转轴线以等角距离固定到法兰。相同数量的圆柱形套筒由筒板支撑并且与筒板一起绕第二旋转轴线旋转，第二旋转轴线相对于第一旋转轴线成夹角。面元件的支撑表面决定了第二轴线和第一轴线之间的锐角。在筒板旋转期间，圆柱形套筒绕活塞进行组合的平移和旋转运动。实际上，根据液压装置的应用领域，需要改变液压装置的排量或容量。

本发明的目的是提供一种液压装置，其允许以有效的方式制造一组具有变化的排量但具有最少数量的不同部件的相似液压装置。

这个目的通过根据本发明的液压装置实现，该液压装置其特征在于，第一平面和第二平面之间的夹角小于所述的锐角。

由于第一平面和第二平面之间的夹角小于所提到的锐角，所以该锐角的最大部分可以通过壳体的支撑面元件的背侧的支撑壁的取向来产生。壳体的支撑壁相对于第一旋转轴线非垂直地延伸。例如，壳体的支撑壁和第一旋转轴线之间的夹角是97°，而第一平面和第二平面之间的夹角是1°。当在两个相同的液压装置壳体中应用相应的第一平面和第二平面之间具有不同夹角的面元件时，这些装置具有不同的排量。

本发明有利地提供了使用相对于如上所述的现有技术的面元件相对紧凑的不同面元件的可能，因为所提及的锐角的最大部分是由壳体的支撑壁的取向产生的。特别地，在以包括平行的前表面和后表面的均匀中间面板开始的情况下，将两个这样的相同的均匀中间面板修改为在它们的第一平面和第二平面之间具有不同夹角（例如+1°和-1°的夹角）的两个面元件是相对简单的。这提供了制造具有不同容量的液压装置的可能，该装置包括相似的部件，但具有不同的面元件尺寸。这与成批生产中的库存控制相关。

在实践中，第一平面和第二平面之间的夹角小于1.5°，优选地小于1.2°。该锐角将大于5°，例如7°。

在具体的实施例中，壳体和面元件被适配为使得面元件能够在壳体中被安装在至少两个不同的相对位置，在该至少两个不同的相对位置处所述的锐角不同。因此，通过在组装装置时选择该至少两个相对位置中的一个，能够改变液压装置的排量。在这种情况下，均匀的面板可以保持在库存中，并且根据液压装置的期望排量，可以选择面元件在壳体中的相应位置。

面元件可以绕轴线在壳体中被安装在不同的旋转位置，该轴线具有与第一旋转轴线的方向相同的方向。在这种情况下，板形面元件的背侧靠在壳体的支撑壁上。由于支撑表面和面元件的背侧所在的平面相对于彼此成角度，因此支撑表面相对于第一旋转轴线的倾斜度在面元件的绕一个轴线的两个不同旋转位置处是不同的，该轴线具有与第一旋转轴相同方向的分量。因此，锐角是不同的。该实施例的优点在于两个装置的所有部件可以是相同的，但是各支撑表面的取向是不同的，导致不同的排量。尽管两个装置具有在其第一平面和第二平面之间具有相同夹角的面元件，但它们可以具有不同尺寸的肾形端口，该端口通常存在于面板中，用于在压缩室与外壳中的高压端口和低压端口之间传递流体。

在实施例中，第二平面垂直于面元件的中心线延伸，其中该面元件能够绕其中心线在壳体中被安装在不同的旋转位置。

在优选的实施例中，活塞、圆柱形套筒、锐角、筒板、面元件、第一平面和第二平面分别地是前活塞、前圆柱形套筒、前锐角、前筒板、前面元件、前第一平面和前第二平面，其中法兰的相对侧被提供为具有绕第一旋转轴线以等角距离被固定在法兰上的多个后活塞，并且其中装置还包括与后活塞协同作用以形成可变容积的各压缩室的并且后圆柱形套筒可绕以后锐角与第一旋转轴线相交的第三旋转轴线旋转以使得一旦旋转轴则压缩室的容积改变的多个后圆柱形套筒，可绕第三轴线旋转并且具有用于支撑后圆柱形套筒的第一侧和相对的第二侧的后筒板，其中第一侧指向后活塞，第二侧由板形后面元件的支撑表面支撑，后面元件被固定至壳体，其中支撑表面位于后第一平面中，并且后面元件具有与支撑表面相对的并且由壳体支撑的背侧，背侧位于后第二平面中，其中后第一平面相对于后第二平面成夹角。

在具体的实施例中，垂直于前第二平面延伸的线与第一轴线以几何前锐角相交，垂直于后第二平面延伸的线与第一轴线以几何后锐角相交，其中所述的线相对于法兰镜像对称，并且其中它们与第二轴线和第三轴线位于共同的平面中。

包括前面元件和后面元件的实施例提供了在前锐角和后锐角之间进行不同组合的机会。

在第一个变型中，前锐角等于几何前锐角和前第一平面与前第二平面之间的角之和，并且后锐角等于几何后锐角和后第一平面与后第二平面之间的角度之和。这意味着前锐角与后锐角相同。

在第二个变型中，前锐角等于几何前锐角和前第一平面与前第二平面之间的角之和，并且后锐角等于几何后锐角和后第一平面与后第二平面之间的角度之差。这意味着前锐角大于后锐角，导致液压装置的总排量小于第一变型的情况。

在第三个变型中，前锐角等于几何前锐角和前第一平面与前第二平面之间的角之差，并且后锐角等于几何后锐角和后第一平面与后第二平面之间的角度之差。第三变型具有比第二变型更小的总排量。

本发明还涉及一种制造以上所述的液压装置的方法，其中面元件通过提供包括肾形端口以及基本上彼此平行延伸的前表面和后表面的中间面板，和加工中间面板使得其前表面成为支撑表面和其后表面成为所得到的面元件的背侧而制成，或其中面元件通过提供包括相对彼此成夹角的支撑表面和背侧的中间面板，和在中间面板中加工肾形端口而制成。两种方法都可以从已经制备的均匀面元件开始，使得仅必须进行有限的修改以制造对应于特定排量的最终面板。

本发明还涉及一种至少两个液压装置的组，其中每个液压装置包括壳体，被安装在壳体中可绕第一旋转轴线旋转的且具有横向延伸至第一旋转轴线的法兰的轴，绕第一旋转轴线以等角距离被固定至法兰的多个活塞，与活塞协同作用以形成可变容积的各压缩室且可绕以锐角与第一旋转轴线相交的第二旋转轴线旋转以使得一旦旋转轴则压缩室的容积改变的多个圆柱形套筒，可绕第二轴线旋转并且具有用于支撑圆柱形套筒的第一侧和相对的第二侧的筒板，其中第一侧指向活塞，第二侧由面元件的支撑表面支撑，面元件被固定至壳体，其中面元件具有与支撑表面相对的并且由壳体的支撑壁支撑的背侧，其中，该至少两个装置中的至少壳体的支撑壁、轴、活塞和圆柱形套筒是相同的，但其面元件的位置不同和/或尺寸不同，使得支撑表面和第一旋转轴线之间的各夹角不同。

在具体的实施例中，面元件也基本相同，但是该至少两个装置的面元件相对于各壳体被安装在不同的位置。面元件可以是板形的，支撑表面可以位于第一平面中，背侧可以位于第二平面中，其中第一平面相对于第二平面成夹角。此外，面元件可以具有绕轴线的不同的旋转位置，轴线具有与该装置的各第一旋转轴线的方向相同的方向。

下面将参考通过示例示出本发明的实施例的非常示意性的图示来阐明本发明。

图1是根据本发明的液压装置的一个实施例的剖视图；

图2-图4是与图1类似的视图，但示出了具有不同排量的液压装置。

图1示出了液压装置1的内部零件，例如泵或液压马达，其以已知的方式装配到壳体26中。液压装置1被提供有轴2，轴2由轴承3支撑在壳体26的两侧，并且轴2可绕第一旋转轴线4旋转。壳体26以已知方式在一侧上被提供有具有轴密封件5的开口，由此轴2的被提供有齿形轴端6的端部从壳体26突出。如果液压装置1是泵，则马达可以被耦接到齿形轴端6，并且如果液压装置1是马达，则可以将从动工具耦接到其上。

液压装置1包括前面板7a和后面板7b，前面板7a和后面板7b彼此间隔一段距离安装在壳体26内。前面板7a和后面板7b在绕其中心线8a、8b的旋转方向上相对于壳体26具有固定位置，并且靠在壳体26上。前面板7a和后面板7b能够通过锁定销相对于壳体26锁定，该锁定销例如装配在壳体26和相应的面板7a、7b中。轴2延伸穿过前面板7a和后面板7b中的中心通孔。

轴2被提供有垂直于第一旋转轴线4延伸的法兰9。多个前活塞10a绕第一旋转轴线4以等角距离固定在法兰9的一侧，在这种情况下为十四个前活塞10a。类似地，多个后活塞10b绕第一旋转轴线4以等角距离固定在法兰9的相对侧，在这种情况下为十四个后活塞10b。前活塞10a和后活塞10b具有平行于第一旋转轴线4延伸的中心线。前面板7a和后面板7b相对于彼此以及相对于法兰9的平面成夹角。

每个前活塞10a与前圆柱形套筒11a协同工作以形成可变容积的压缩室12。类似地，每个后活塞10b与后圆柱形套筒11b协同工作以形成可变容积的压缩室。如图1所示的液压装置1具有28个压缩室12。前圆柱形套筒11a和后圆柱形套筒11b中的每一个包括套筒底部13和套筒夹套14。每个前活塞10a和后活塞10b通过球形活塞头直接地密封到套筒夹套14的内壁上。

各前圆柱形套筒11a和后圆柱形套筒11b的套筒底部13由各前筒板15a和后筒板15b支撑，前筒板15a和后筒板15b通过各球形铰链16绕轴2被装配，并且通过键17被耦接到轴2上。因此，前筒板15a和后筒板15b在操作条件下与轴2一起旋转。前筒板15a绕第二轴线18旋转，后筒板15b绕第三轴线19旋转。第二轴线18与第一轴线4相交并且相对于第一轴线4成前锐角，而第三轴线19也与第一轴线4相交并且相对于第一轴线4成后锐角。这意味着前圆柱形套筒11a和后圆柱形套筒11b也绕各第二轴线18和第三轴线19旋转。因此，在旋转轴2时，压缩室12的容积改变。

在前筒板15a和后筒板15b旋转期间，前圆柱形套筒11a和后圆柱形套筒11b中的每一个绕协同工作的前活塞10a和后活塞10b进行组合的平移和旋转运动。因此，每个活塞头的外侧是球形的。球形在前活塞10a和后活塞10b与协同工作的各前圆柱形套筒11a和后圆柱形套筒11b之间形成密封线，该密封线垂直于协同工作的前圆柱形套筒11a和后圆柱形套筒11b的中心线延伸。前活塞10a和后活塞10b是圆锥形的，并且它们的直径朝向法兰9减小，以便允许协同工作的前圆柱形套筒11a和后圆柱形套筒11b绕各前活塞10a和后活塞10b相对运动。

前筒板15a和后筒板15b的远离法兰9的侧面由前面板7a和后面板7b的各支撑表面20支撑。由于支撑表面20相对于法兰9的倾斜取向，前筒板15a和后筒板15b在与轴2一起旋转期间绕球铰链16枢转。在如图1所示的实施例中，这些夹角，一方面第一旋转轴线4和前面板7a的中心线8a之间所形成的几何前锐角，另一方面第一旋转轴线4和后面板7b的中心线8b之间所形成的几何后锐角，是相同的，但在替代实施例中可以是不同的。此外，前面板7a和后面板7b的中心线8a、8b相对于法兰9镜像对称，并且它们与第二轴线18和第三轴线19位于共同的平面中。

前面板7a和后面板7b的支撑表面20分别决定第二轴线18和第三轴线19的取向。前面板7a的支撑表面20位于前第一平面21a中，该前第一平面21a相对于前第二平面22a成夹角，前第二平面22a垂直于前面板7a的中心线8a延伸。前面板7a和后面板7b具有各自的背侧23，背侧23与其支撑表面20相对并且垂直于它们各自的中心板8a、8b延伸，即前面板7a的背侧23位于平行于前第二平面22a延伸的平面内。在图1中，背侧23所在的平面与垂直于第一旋转轴线4延伸的平面之间的夹角用α表示，而前第二平面22a和前第一平面21a之间的夹角用β表示。实际上，夹角β表示支撑表面20相对于前面板7a的背侧23的倾斜度。夹角α对应于几何前锐角并且形成第一旋转轴线4和壳体26的支撑前面板7a的支撑壁27之间的夹角。

类似于前面板7a处的前第一平面21a和前第二平面22a，后第一平面21b和后第二平面22b以及夹角α和β显示在后面板7b处。在如图1所示的实施例中，前面板7a和后面板7b处的夹角α的大小相同。由夹角β表示的倾斜度也是相同的，但是它们相对于各前第一平面21a和后第一平面21b的方向可以由于前面板7a和后面板7b分别绕它们的中心线8a、8b的替代旋转位置而变化。

在如图1所示的液压装置1的构造中，前面板7a具有绕其中心线8a的旋转位置，使得第二旋转轴线18与第一旋转轴线4之间的前锐角为α+β，即第二旋转轴线18与第一旋转轴线4之间的有效角度大于前面板7a的中心线8a与第一旋转轴线4之间的几何前锐角α。这意味着前活塞10a在前圆柱形套筒11a内的排量相对较大。后面板7b的支撑表面20的取向相对于法兰9与前面板7a的支撑表面20镜像对称，使得在这种配置中液压装置1的总排量相对较大。

如果将如图1所示的构造改变成前面板7a和后面板7b绕其中心线8a、8b转动180°的构造，则第二旋转轴线18与第一旋转轴线4之间的角度将是α-β，而在后面板7b处将看到类似的效果。这意味着液压装置1的总排量相对较小。这种配置在图2中示出，其中α= 7°以及β= 1°，使得第二轴线18与第一旋转轴线4之间的前锐角为6°，并且第三轴线19与第一旋转轴线4之间的后锐角也是6°。

图3示出了另一种构造，其中还是α= 7°以及β= 1°，但前面板7a被安装成使得α+β=8°，而后面板7b被安装成使得α-β= 6°。平均而言，一方面，第二轴线18和第一轴线4之间的虚拟角度，另一方面，第三轴线19和第一轴线4之间的虚拟角度，都是7°。在这种情况下，液压装置1类似于具有分别包括平行的支撑表面和背侧的面板的实施例，而α= 7°以及β= 0°。

图4示出了与图1中相同的构造，其中α= 7°以及β= 1°，但前面板7a被安装成使得α+β= 8°，并且后面板7b被安装成使得α+β= 8°。因此，前锐角和后锐角均为8°。

尽管各前面板7a和后面板7b的背侧23的相互取向是相同的，但是如图2、图3和图4所示的构造具有增多的排量：在这种情况下，背侧之间的角度是2α= 14°。这意味着在成批生产中，相同的部件能够用于组装不同排量的液压装置。如果需要，肾形流体端口的通过前面板7a和后面板7b的位置对于不同的排量可以是不同的。在实践中，壳体26以及前面板7a和后面板7b可以被适配为使得每个面板能够在壳体26中被安装在绕其中心线8a、8b的两个不同的旋转位置。

前筒板15a和后筒板15b通过被安装在轴2中的孔中的弹簧24压靠各前面板7a和后面板7b。压缩室12经由各套筒底部13中的中心通孔与前筒板15a和后筒板15b中的配合通道25连通。前筒板15a和后筒板15b中的通道25经由前面板7a和后面板7b中的肾形端口与壳体26中的高压端口和低压端口（未示出）连通。

前面板7a和后面板7b不必围绕它们的中心线8a、8b被安装在不同的旋转位置。更具体地，可以制造用于组装具有不同锐角的类似装置1的面板，其中每个面板在壳体中仅装配在单个位置。这意味着在组装之前，面板必须被提供有在支撑表面和背侧之间的不同角度。例如，可以从均匀的中间面板开始，该中间面板已经包括肾形端口和基本上彼此平行延伸的前表面和后表面。随后，对该均匀中间面板进行机械加工，使得其前表面成为支撑表面20，并且其后表面成为所得到的面元件7a、7b的背侧23。支撑表面20和背侧23之间的夹角可以是例如+1°和-1°，但是偏离角度是可以想到的。或者，可以从均匀的中间面板开始，该中间面板已经被提供有相对于彼此成夹角的支撑表面20和背侧23。在这种情况下，均匀的中间面板可以全部具有相同的夹角，例如1°，而装置的不同排量能够通过不同地将它们放置在相应的壳体中来实现。在组装装置1之前，能够在中间面板中加工肾形端口，这取决于面板在壳体中的预期位置和取向。在这两种制造方式中，所制备的均匀中间面板使在组装具有不同排量的液压装置之前的不同制造步骤的数量减少。

本发明不限于附图所示的和上文所述的实施例，其可以在权利要求及其技术等同物的范围内以不同的方式变化。例如，还可以想到组合具有非零角度β的前面板和具有零或相反的角度β的后面板。此外，面板可以具有垂直于其中心线延伸的支撑表面，而其背侧相对于垂直于其中心线延伸的平面倾斜。

Claims (11)

1.一种液压装置包括壳体，被安装在所述壳体中且可绕第一旋转轴线旋转的轴，所述轴具有横向延伸至所述第一旋转轴线的法兰，多个活塞，其绕所述第一旋转轴线以等角距离被固定在所述法兰，多个圆柱形套筒，其与所述活塞协同作用以形成可变容积的各压缩室且可绕以锐角与所述第一旋转轴线相交的第二旋转轴线旋转以使得一旦旋转所述轴则所述压缩室的容积改变，筒板，其可绕所述第二旋转轴线旋转并且具有用于支撑所述圆柱形套筒的第一侧，其中所述第一侧指向所述活塞，和相对的第二侧，其由被固定至所述壳体的板形面元件的支撑表面支撑，其中所述支撑表面位于第一平面中，并且所述面元件具有与所述支撑表面相对的并且由所述壳体支撑的背侧，所述背侧位于第二平面中，其中所述第一平面相对于所述第二平面成夹角，其特征在于，所述第一平面和所述第二平面之间的夹角小于所述锐角。

2.根据权利要求1所述的液压装置，其中所述第一平面和所述第二平面之间的所述夹角小于1.5°。

3.根据权利要求1或2所述的液压装置，其中所述壳体和所述面元件被适配为使得所述面元件能够在所述壳体中被安装在至少两个不同的相对位置，在所述至少两个不同的相对位置处所述锐角不同。

4.根据权利要求3所述的液压装置，其中所述面元件能够绕轴线在所述壳体中被安装在不同的旋转位置，所述轴线具有与所述第一旋转轴线的方向相同的方向。

5.根据权利要求4所述的液压装置，其中所述第二平面垂直于所述面元件的中心线延伸，其中所述面元件能够绕其中心线在所述壳体中被安装在不同的旋转位置。

6.根据权利要求1所述的液压装置，其中所述活塞、所述圆柱形套筒、所述锐角、所述筒板、所述面元件、所述第一平面和所述第二平面分别地是前活塞、前圆柱形套筒、前锐角、前筒板、前面元件、前第一平面和前第二平面，其中所述法兰的相对侧被提供为具有绕所述第一旋转轴线以等角距离被固定在所述法兰上的多个后活塞，并且其中所述装置还包括与所述后活塞协同作用以形成可变容积的各压缩室的并且可绕以后锐角与所述第一旋转轴线相交的第三旋转轴线旋转以使得一旦旋转所述轴则所述压缩室的容积改变的多个后圆柱形套筒，可绕所述第三旋转轴线旋转并且具有用于支撑所述后圆柱形套筒的第一侧和相对的第二侧的后筒板，其中所述第一侧指向所述后活塞，所述第二侧由板形后面元件的支撑表面支撑，所述后面元件被固定至所述壳体，其中所述支撑表面位于后第一平面中，并且所述后面元件具有与所述支撑表面相对的并且由所述壳体支撑的背侧，所述背侧位于后第二平面中，其中所述后第一平面与所述后第二平面相交。

7.根据权利要求6所述的液压装置，其中垂直于所述前第二平面延伸的线与所述第一旋转轴线以几何前锐角相交，垂直于所述后第二平面延伸的线与所述第一旋转轴线以几何后锐角相交，其中所述线相对于所述法兰镜像对称，并且其中它们与所述第二旋转轴线和所述第三旋转轴线位于共同的平面中。

8.根据权利要求7所述的液压装置，其中所述前锐角等于所述几何前锐角和所述前第一平面与所述前第二平面之间的角之和，并且所述后锐角等于所述几何后锐角和所述后第一平面与所述后第二平面之间的角度之和。

9.根据权利要求7所述的液压装置，其中所述前锐角等于所述几何前锐角和所述前第一平面与所述前第二平面之间的角之和，并且所述后锐角等于所述几何后锐角和所述后第一平面与所述后第二平面之间的角度之差。

10.根据权利要求7所述的液压装置，其中所述前锐角等于所述几何前锐角和所述前第一平面与所述前第二平面之间的角之差，并且所述后锐角等于所述几何后锐角和所述后第一平面与所述后第二平面之间的角度之差。

11.一种制造根据权利要求1-5中任一所述的液压装置的方法，

其中所述面元件通过提供包括肾形端口以及基本上彼此平行延伸的前表面和后表面的中间面板，和加工所述中间面板使得其前表面成为所述支撑表面和其后表面成为所得到的面元件的所述背侧而制成，或

其中所述面元件通过提供包括相对彼此成夹角的所述支撑表面和所述背侧的中间面板，和在所述中间面板中加工肾形端口而制成。

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