CN1104300A - 轴向活塞机，尤其是轴向活塞泵或轴向活塞马达 - Google Patents

Abstract

一种轴向活塞泵或马达式的轴向活塞机，具有 一个包括若干气缸-活塞装置(2)的第一分组件(1)，一 个能在与中轴线成预定角度的结合面(30)内，以一种 与气缸缸活塞装置传力的方式相对于第一分组件转 动的第二分组件(29)，两分组件之一可转动地设在机 (10)内且与旋转传动装置相联，上述主动分组件包括 两个轴向间隔开的，至少基本在径向上作用的第一轴 承(33，34)和一转节型第二轴承，位于两第一轴承中 心之间大约中点上。上述结构适用于旋转斜盘机，斜 盘机和斜筒机。

Description

本发明涉及本权利要求1开头提到的一种轴向活塞机。这种机器的不同类型，即“旋转斜盘机”、“斜盘机”和“斜筒机”，其工艺在亚琛的莱因-威斯特法伦工业大学液压与气体传动控制研究所（Institut furhydraulische und pneumastische Antriebe und Steuerungen der Rheinisch-Westfalischen Technischen Hochschule Aachen）W.巴克教授（Prof.W.Bache）的打印讲义（油压基础）（Grundlagen der Oelhydraulik）1974年第2版第116页中讲到（又见该讲义的图示4-22至4-25）。

轴向活塞机细分为以下几类：

1.旋转斜盘机;

2.斜盘机;及

3.斜筒机。

权利要求1开头提到了所有这三种类型。

在上述要求提到的第一类机器中的第一分组件，为安装在机壳中的一套气缸-活塞装置，第二分组件为一个旋转斜盘。所以，此第二分组件是传动分组件。

在第二类机器中，经一分组件为包含一套气缸-活塞装置的滚筒。因此，此第一分组件是传动分组件，而第二分组件为一个固定斜盘。

在第三类机器中，第一分组件也为包含一套气缸-活塞装置的滚筒，而经二分组件为一个与其旋转轴线安装成直角的旋转传动盘。两个分组件的旋转轴彼此间有一夹角。此处的第二分组件是传动分组件，而正如能显示的那样，实质上没有传动扭矩传动扭矩传到第一分组件上。

根据以上前言，本发明的第一个目的，是为了改进轴向轴承装置的结构，此装置主要用于传送由机器中液压工作压力产生的各个活塞力。根据本发明，这个问题的解决办法由权利要求1所述各项特征限定。

这些特征可以或促成把一个自行调整的或转节的滚动轴承尤其是球面滚柱轴承，用于轴向或纵向地支承传动组件，支承时最好与一些用于横向支承且可沿轴线移动的径向轴承相联，这些径向轴承处于轴向或纵时不负荷。发生于轴向活塞机中的各个轴向力产生与中轴线有关的偏心作用和循环作用。在中径向轴承的间隙允许范围内，上述这些轴向力引起传动组件做循环摆动式旋转运动。采取权利要求1所述各项措施，就会在很大程度上避免在轴向轴承中引起边缘压力的危险。

本发明的又一目的，涉及第一类和第二类轴向活塞机。该目的在于对一个最好为圆盘形且用以支持或承受各活塞的连接构件，加以改进，该构件与一套传动分组件相联而可以旋转（见上述巴克教授文献图示4-22）。本发明要达到的这个目的，由权利要求2所述各项特征确定。这样，该连接构件与第一分组件之间限定的联接，就大大减少各传力接合面的相应移动，这意味着理想地减轻摩擦和磨损。顺便说一句，在第一分组件固定（“旋转斜盘型”）的情况下，这种旋轴间歇耦合式联接，显然会引起该连接构件固定的旋转间歇。

根据权利要求3，本发明的另一项根本改进是配备一件万向节夹持装置。根据权利要求4而设计的该夹持装置具有稳定和操作安全的特殊优点，以便该装置包括一个沿着连接构件外周边延伸的万向节垫圈，该装置上述第一分组件各自靠一对径向接头与该连接构件相联。要求权利要求5，此第一分组件最好固定安装在一个机壳内，而该万向节垫圈靠一对径向接头安装在机壳上。在这种情况下，根据权利要求6而设计时，配杆几根双接头杆，最好是双球窝接头杆，用于在上述各气缸-活塞装置与该连接构件之间传力。每一根上述双接头杆，靠第一接头与一个对应活塞相联，靠第二接头与该连接构件的对应结合器相联。这种设计的好处是，最大限度地减小各个横向活塞力，又不阻碍连接构件对着中轴线周围的第一分组件的必要微小斜角摆动。

最后，本发明的另一目的是对轴向活塞机尤其是上述第一类机子做多方改进：一方面在结构上集中于对各个接触到通常有侵蚀性或腐蚀性的液压工作媒体的部件做合理改进，另一方面使各种阀门、附件及此类零件容易保养维修。根据本发明而达到此目的，由权利要求7所述各项特征限定。因此，各种阀门、附件及此类零件可安装于一套装卸比较自由和顶端分组件中。这样设计的一个突出优点，要通过置于第一分组件中并与其相联的各活塞也易于装拆这一点，才看得出来。上述顶端分组件，最好包括一只与传动轴相联的送料泵，以及/或者一个泵式或马达式阀门组。这样设计可能有另一个根本优点，即对该顶端分组件限定使用抗腐蚀材料。

必须指出，在充分理解本发明这一意义上，独立权利要求1、权利要求2、权利要求7中每条要求的主题才能被单独实现和应用。然而，所有独立权利要求的主题及其特征结合起来，或者可能是一部分主题的结合，由于有一些专门而增大的优点，在本发明范围内，也能被实现和应用。

现以附图所示一台旋转斜盘轴向活塞泵（属上述第一类）为例，进一步解释本发明。

图1和图2表示该机同轴的这两部分是结合着的，两部分共有向平面已用0-0标出。

还须指出，根据本发明而来的一切特征，可由所示实例复制，尤其对上述第二类和第三类机也适用。

根据图纸具体描述下列特征：

第一分组件1包括若干（此处为5个）气缸-活塞装置2，这些装置在径向上与中轴线3有一段距离且与其平行排列，而且每个环绕该中心轴线3的装置，均以适当角度（此处为72度）彼此隔开排列。每个装置2均包括置于气缸5中可滑动的一个活塞4。活塞与气缸在轴向剖面图中只显示了其轴向长度的一部分。气缸与活塞的设计细节不必在此赘述，因为该气缸-活塞本身在现有技术中可以是众所周知的一种。

一根预拉伸的回位螺旋弹簧6环绕着气缸5，并通过一根套在活塞4的径向凸出底座法兰8上的套筒7而起作用，从而有助于把活塞推向其回复的即气缸充气的方向（在图中为从左向右推）。弹簧6的内端（图中左边）连着支承套筒9的右端面，该套筒紧卡在机壳10的轴向孔内。套筒9紧套气缸5的左端部分。

必须明白，若不各个气缸安装成与轴线3平行，而把各气缸轴线排列为与轴线3成5至10度的锐角，这么设计可以接受。从各缸之间附件的空间利用观点来看，这么做可以显出优越性。

机壳10的左端面，借助几根高度预应力轴向螺杆11与顶端分组件12紧联，该分组件除了有其它部件之外，还包括一个阀门组13，一只连接着传动轴16一部分装置15的加料泵14。轴装置15由一个齿状离合器17联接着传动轴的中心部分18。加料泵14使各气缸-活塞装置的输入压力增大，从而作用于一个足以避免空穴现象的阀门。传动轴中心部分18这部分装置也驱动一只润滑泵19，该泵通过润滑剂过滤器21向润滑通道系统20送料。

每个气缸-活装置2与一个出入口两用阀22同轴相连，该阀入口端23通过一个输入通道系统24与上述加料泵14的出口25相连。此泵14即众所周知的“侧通道（side channel）”型，由于它无关本发明宏旨，在此无须细述。该加料泵14通过其入口26，与一个在此未显示的外部低压液压送料系统相联。阀22的出口端27，通过一个输出通道系统28，与一个也未显示的外部高压液压系统相联。阀22有一个实质上是同轴的内流通道系统，有一套用于两个流向即从相应的气缸-活塞装置流来主往其流去的带弹簧的止回阀部件。该阀的内部结构对本发明无特殊意义，所以也不在此细述。大体说来，若不用本文例举的出入口两用阀，可用其它常规的、众所周知的阀门类型。

机内还装有可随上述第一分组件1旋转的第二分组件29。分组件29在传力时在接合面30的范围内与上述气缸-活塞装置2相联，结合面与中轴线3形成至少近似直角，以便分组件29接收各气缸-活塞装置的摆动驱动力。分组件29可在机壳10内旋转，并与传动轴16的主要装置31相联，构成一套传动分组件。传动轴的装置18与装置31靠一个常规离合器32相联。

必须指出，分组件29的各种设计方案皆可用。所以，气缸-活塞装置可设计为一个滚筒，即前面提到的第二类和第三类机子，在这种情况下，这种组件也许是实质上无扭矩的旋转组件。

传动分组件29有一套轴承设备。它包括第一类轴承33、34，它们至少实质上是按径向作用且彼此间沿轴向遥一段距离，它还包括按轴向和径向作用的第二类轴承-转节轴承35。本文所举例子中，轴承33、34是可轴向移动的气缸滚柱轴承，而轴承35是主要按轴向作用的球面滚柱轴承。

第二类轴承35的旋转圆心36，处在第一类轴承33、34的轴承轴向宽度39的两个中点38之间的轴线中部37的范围以内。

分组件1、分组件29可在上述中轴线3周围做彼此有关的旋转。这两个分组件中只有一个，在此是分组件29，能在机壳10中旋转，并起到与传动轴16相联充当传动分组件的作用。然而，如已的到那样，依据第三类机子而设计也可以考虑。

机中还装有一个圆盘形连接部件40，它与第二分组件29相联，因而能环绕一条旋转斜轴线41做与该分组件相关的旋转，该斜轴线与中轴线3形成一个夹角。连接部件40还以被阻碍连续环绕中轴线3而旋转的方式与第一分组件1相联，且它在传力时在上述结合面30的范围内与各气缸-活塞装置相联。该结合面与旋转斜轴线41形成至少近似的直角。这样，该连接部件就接收各气缸-活塞装置实质上是轴向的摆动驱力，并把这种力传给第一分组件。充分理解该连接部件，也可被认为是理解上述第二分组件。

上述连接部件40与第一分组件1之间的旋转间歇式联接，靠一件正作用夹持装置42而实现。本文之例中，该夹持装置是一件包括一个万向节垫圈的万向节装置，该装置沿连接部件40的外周边而延伸，并分别靠一对径向枢轴44联着连接部件40和第一分组件1。鉴于第分组件1固定地安装于机壳内，万向节垫圈43就靠一对未显示出的径向枢轴而装在机壳上。在本文之例中所示的双接头杆45即双球窝接头杆，用于在各气缸-活塞装置2与连接部件40之间传力。这些双接头杆中的每一根，靠第一接头46与相应的一个活塞相联，靠第二接头47与连接部件相应的接合器48相联。

如已提到那样，在本文之例中，传动轴16由旋转相联的三部分装置即31、18和15组成。该传动轴沿着中轴线3同轴地延伸，从其传动入口端49起，经过第一分组件1与外壳10的一个相应的中央穴，到达带有送料泵14和阀门组13的顶端分组件12。

显然，根据本发明而做且专门举例显示的设计方式，也能用于轴向活塞马达。当然，要这样做，阀门组件就要是与传动轴的旋转正连接且同步运行的那一种，且该传动轴是动力输出轴。进料泵则可取消，或以其它可用的附件代替。

Claims (9)

1、轴向活塞机，尤其是轴向活塞泵或轴向活塞马达，显示出如下特征：

a.有包括若干气缸-活塞装置(2)的第一分组件(1)，这些装置(2)与中轴线(3)有一段距离且与其平行排列，或与其形成锐角，每个环绕该中轴线的装置以某个角度彼此隔开排列；

b.装有能随上述第一分组件(1)旋转的第二分组件(29)，该第二分组件(29)在一个与上述中轴线(3)成一预定角度的接合面(30)的范围内，在传力时与上述各气缸一活塞装置相联，以便接收这些气缸-活塞装置的摆动驱动力；

c.上述分组件(29)之一，在结构上作为传动分组件安装在机壳中并能旋转，且与旋转的传动装置相联；

其特征在于：

d.该传动分组件(29)有一套轴承设备，它包括两个第一类轴承(33、34)，它们至少实质上是按径向作用且彼此间在轴向上有一段距离；它还包括按轴向和径向作用的转节型第二类轴承(35)；

e.该第二类轴承(35)的旋转圆心(36)，处在第一类轴承(33、34)的轴承轴向宽度(39)的两个中点(38)之间的轴线中部(37)的范围以内。

2、按照权利要求1所述的轴向活塞机，尤其是轴向活塞泵或轴向活塞马达，显示出如下特征：

a.有包括若干气缸-活塞装置（2）的第一分组件（1），这些装置（2）与中轴线（3）有一段距离且与其平行排列，或与其形成锐角，每个环绕该中轴线的装置以某个角度彼此隔开排列;

b.装有在传力时与上述各气缸-活塞装置（2）相联，以便接收其摆动驱力的第二分组件（29）;

c.上述分组件（1、29）可在上述中轴线（3）周围做彼此有关的旋转;

d.上述分组件之一，能在机壳中旋转，并在结构上作为传动分组件与旋转的传动装置相联;

e.机中最最好装有一个圆盘形连接部件（40），它与上述第二分组件（29）相联，能环绕一条旋转斜轴线（41）做与该组件相关的旋转，该斜轴线与中轴线（3）形成一个夹角，该连接部件（40）还以被阻碍连续环绕该中轴线（3）而旋转的方式与上述第一分组件（1）相联，该连接部件（40）在传动时在一个结合面（30）的范围内与上述各气缸-活塞装置（2）相联，该结合面与该旋转斜轴线（41）形成至少近似的直角，以便该连接部件接收上述各气缸-活塞装置的摆动驱动力;

其特征在于：

f.该连接部件（40）靠一件正作用夹持装置（42）与上述第一分组件（1）形成旋转间歇式联接。

3、根据权利要求2所述的轴向活塞机，其特征在于一个万向节夹持装置（42）。

4、根据权利要求3所述的轴向活塞机，其特征在于：上述夹持装置（42）包括一个万向节垫圈（43），该装置沿上述连接部件（40）的外周边延伸，并分别靠一对径向枢轴（44）联着该连接部件（40）和上述第一分组件（1）。

5、根据要求4所述的轴向活塞机，其特征在于：上述第一分组件（1）固定地安装于机壳内，且上述万向节垫垫圈（43）靠一对径向枢轴（44）装在该机壳上。

6、根据权利要求2和5中任何一项所述的轴向活塞机，其特征在于：有几根双接头杆（45），最好是双球窝接头杆，用于在上述各气缸-活塞装置（2）与上述连接部件（40）之间传力，这些双接头杆中的每一根，靠第一接头（46）与相应的一个活塞相联，靠第二接头（47）与该连接（40）相应的一个接合器相联。

7、根据上述任一项权利要求所述的轴向活塞机，尤其是轴向活塞泵或轴向活塞马达，显示出如下性能：

a.有包括若干气缸-活塞装置（2）的第一分组件（1），这些装置（2）与中轴线（3）有一段距离且与其平行排列，或与其形成锐角，每个环绕中轴线的装置以某个角度彼此隔开排列;

b.在一根传动轴（16）上，装有与上述中轴线（3）同轴及绕其旋转的一个第二分组件（29），该第二分组件（29）还在传力时与上述各气缸-活塞装置（2）相联，以便接收其摆动驱动力。

其特征在于：

c.上述传动轴（16）最好包括至少两部分旋转相联的纵向装置，它沿着上述中轴线同轴地延伸，从其传动入口端（49）起，经过上述第一分组件（1）或机壳各自相应的一个中央穴，到达一套顶端分组件（12），此分组件包括至少一套与上述传动轴（16）相联的附件。

8、根据权利要求7所述的轴向活塞机，其特征在于：上述顶端分组件（12）包括一只与上述传动轴（16）相联的加料泵。

9、根据权利要求7或8的轴向活塞机，其特征在于：一个泵式或马达式阀门组（13），置于上述顶端分组件（12）之中。

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