CN114576288A - 带制动器的径向活塞机器 - Google Patents

Abstract

一种径向活塞机器包括：壳体，在壳体内的转子，其中，所述转子可绕轴线旋转；联接到所述转子以用于扭矩传递的轴；分配器，其围绕所述轴并且不能与所述转子一起旋转，并且其沿轴向方向接触所述转子，用于将流体连通到所述转子和从所述转子连通；多个制动盘，其包括沿着轴线并排布置的第一制动盘和第二制动盘，其中所述第一制动盘联接到所述壳体用于扭矩传递，并且所述第二制动盘联接到所述轴用于扭矩传递；以及致动器，其被构造成沿轴向方向在制动盘上可释放地施加制动力，其中分配器轴向地位于所述转子和所述致动器之间，并且制动盘轴向地位于所述分配器和所述致动器之间，其特征在于，当施加制动力时，所述制动力沿轴向方向由分配器支撑。

Description

带制动器的径向活塞机器

技术领域

本发明涉及一种径向活塞机器，特别是根据权利要求1的前序部分。

背景技术

径向活塞机器在本领域中被认为是一种能够作为泵抑或马达操作的旋转静液压机器。径向活塞机器具有与流体连通的转子，所述连通经由作为非旋转部分的分配器实现，分配器的端面与转子的端面接触。在本领域中还已知提供一种制动器，其中可以施加制动力以便摩擦地限制转子的旋转。从DE 4407563C2已知这样的并入制动器的机器。

然而，人们认为可以实现诸如性能、制造便利性和设计简单性等方面的改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在上述方面实现改进的构造。

本发明由权利要求1的主题限定。从属权利要求中阐述了有利的发展。

本发明提供了一种径向活塞机器，包括：壳体；位于壳体内的转子，其中转子可绕轴线旋转；轴，其联接到转子用于扭矩传递；分配器，其围绕轴并且不能与转子一起旋转，并且沿轴向方向接触转子，用于将流体连通到转子和从转子连通；多个制动盘，其包括沿着轴线并排布置的第一制动盘和第二制动盘，其中第一制动盘联接到壳体，用于扭矩传递，并且第二制动盘联接到轴，用于扭矩传递；以及致动器，该致动器被构造成沿轴向方向在制动盘上可释放地施加制动力，其中分配器轴向地位于转子和致动器之间，并且制动盘轴向地位于分配器和致动器之间；当施加制动力时，制动力由分配器沿轴向方向支撑。

对于上一段中确定的构造，制动力由分配器沿轴线方向支撑。因此，制动盘可以将制动力传递给分配器，分配器进而可以将制动力传递给转子；制动力保持分配器的面和转子的面之间的接触，诸如表面对表面的接触，即使当没有其它负载朝向转子推动分配器时也是如此。特别地，不需要提供诸如附加弹簧的构件来沿转子方向直接压在分配器上，也不需要为壳体提供诸如隔板的较低直径部分来支撑弹簧。到壳体内部的触及得到促进，尤其是在其制造期间。

可以规定，当没有施加制动力时，分配器以轴向游隙插置在一方面转子和另一方面制动盘之间；和/或当施加制动力时，分配器被转子在其一侧上被轴向地推动，并且在其另一侧上被制动盘推动，最好只由这两者推动。因此可以更可靠地实现制动力的传递。

可以规定，分配器不与壳体直接轴向接触。因此分配器可以更可靠地将制动力传递给转子。

可以规定，壳体包含分配器和制动盘，而不插置在这两者之间。因此分配器可以更可靠地将制动力传递给转子。

可以规定，当施加制动力时，制动盘将全部制动力传递给分配器。优选地，分配器可以将全部制动力传递给转子。因此，在施加制动时，分配器可以更可靠地压在转子上。

可以规定，当施加制动力时，制动盘中的一个直接接触分配器。

使用上一段中确定的构造，第一制动盘中的一个或第二制动盘中的一个可以直接作用在分配器上。促进了更高效的设计，并且可以使制动力的传递更可靠。因为来自制动盘的负载没有被分到负载路径中，该负载路径可能将至少一部分制动力从分配器转移到例如壳体，所以促进了没有壳体的一部分（诸如隔板）被压在分配器和制动盘之间。可以减轻壳体的重量。

可以规定，在一方面制动盘和另一方面分配器之间设置一个或多个构件，所述一个构件或所有构件相对于壳体可轴向移动（例如，以轴向游隙配合），并且当施加制动力时，制动盘中的一个经由所述一个构件或所有构件接触分配器。

采用上一段中确定的构造，即使在分配器和制动盘之间可以设置有诸如间隔件或弹簧的构件，也可以确保制动力从制动盘到分配器（以及进而到转子）的传递，因为所有所述构件既不是轴向固定到壳体，也不与壳体成一体。

可以提供间隙，以允许转子、分配器、一个或多个制动盘和致动器中的任一者之间的轴向游隙，特别是当没有施加制动力时。

可以规定，致动器可由具有压力的流体液压操作，使得：当压力为第一压力时，不施加制动力，并且当压力为低于第一压力的第二压力时或当不存在压力时，施加制动力。

利用上一段中确定的构造，有可能液压地控制制动力。

可以规定，偏压装置、优选偏压构件（例如，弹簧）、进一步优选为碟形弹簧朝向制动盘推动致动器。换句话说，致动器和偏压装置可以形成活塞弹簧装置。优选预加载的弹簧可以沿第一方向（诸如制动致动方向）作为活塞推动致动器。

致动器可能够相对于壳体轴向移动。

流体压力可能够传递到致动器的一侧，以沿与第一方向相反的第二方向（诸如沿制动器释放的方向）在致动器上产生力。

可以规定，压力直接作用在分配器上以产生沿着轴线指向转子的力。

利用上一段中确定的构造，液体接触分配器，并且还可以接触制动盘。由于压力传递产生的任何力，转子和分配器之间的接触可以进一步得到确保。此外，由于分配器没有与流体隔离，因此需要控制的密封表面更少（跳动公差更小）；诸如壳体的构件的制造更容易。

可以规定，至少分配器与操作致动器的任何流体隔离（诸如借助于密封件）。

利用于上一段中确定的构造，作为第一致动器压力的第一压力不接触分配器。由于分配器上的轴向负载基本上仅仅是由于制动力和任何驱动压力（驱动转子旋转的压力）产生的力，所以分配器和/或制动盘的移动可以被更可靠地控制。

密封件可以设置在由壳体和致动器界定的（径向）间隙中，使得分配器与操作致动器的任何流体隔离。

密封件可以设置到制动盘的一个轴向侧，该侧面向致动器。

密封件可以设置在致动器的周向表面和壳体的周向表面之间。

密封件可以包括或形成为密封构件，诸如O形环和/或唇形密封件。

可以规定，作为转子和分配器之间的邻接部的第一邻接部在它们之间产生密封效果。

利用上一段落中确定的构造，在允许相对旋转的同时，实现了密封效果。因为分配器因制动盘将制动力传递给分配器和/或因流体压力作用在分配器上而可以轴向推动（例如，支承在其上）转子。可以改进第一邻接部处的密封效果。

第一邻接部可以是转子和分配器之间的直接接触，诸如表面对表面接触，进一步优选金属对金属接触。

可以规定，轴由轴承轴向地支撑，轴联接到转子以允许它们之间的轴向移动，并且作为转子和轴承之间的邻接部的第二邻接部在它们之间产生密封效果。

利用上面段落中确定的构造，可以改善第二邻接部处的密封效果。

第二邻接部可以是转子和轴承之间的直接接触，例如表面对表面接触，进一步优选金属对金属接触。

接触可以在平面和/或垂直于轴线的面上进行。因此在它们之间实现了密封效果。轴承可以至少经由转子轴向地支撑分配器。转子和轴承可能够轴向地相对移动。

可以规定，壳体包括至少容纳分配器和制动盘的单件式壳体。

利用上一段中确定的构造，壳体可以具有从其围绕分配器的部分到其围绕制动盘的部分的更简单的过渡。壳体的制造、特别是其内部的任何拉削得到促进。

可以规定，壳体的内周的区域设置有花键，并且优选地，壳体的不包括花键区域的所有区域设置成比花键的根部径向更远离轴线。

利用上一段中确定的构造，由于任何拉削工具都不会被比内部花键径向更靠近轴线（诸如比花键的大直径径向更靠近轴线）的壳体区域所阻碍，因此制造得到进一步促进。所以分配器和制动盘可以容易地设置在单件式壳体构件中。

可以规定，分配器具有至少一个廊道，诸如设置在其外周上的环形廊道，以在转子和壳体上的端口之间连通流体。可以提供第一和第二廊道。该廊道可以与分配器中的一个或多个轴向延伸的廊道连通。

廊道可以由至少一个廊道密封件作为密封件密封，该密封件可以包括或形成为O形环和/或衬环。密封件可以填充由分配器和壳体界定的间隙。这样，廊道密封件保持其密封功能，同时允许分配器和壳体之间的轴向移动。

附图说明

下面借助所附附图描述实施例，其中：

图1示出了根据实施例的径向活塞机器，

图2示出了对实施例的修改，并且

图3示出了根据比较示例的径向活塞机器。

具体实施方式

图1示出了结合了制动器的径向活塞机器（以下称为“机器1”）的纵向截面图。当用于驾驶车辆时，制动器可用作驻车制动器。该机器具有壳体（作为定子），转子4设置在该壳体中。轴8联接到转子4，使得扭矩可以在它们之间传递。例如，转子4以扭矩可传递的方式可滑动地配合（诸如借助于键槽或花键）在轴8上。轴8可以包括或形成为若干个轴。转子4与稍后更详细描述的分配器10接触。轴8由壳体2旋转支撑并轴向地固定到壳体2。

转子4可以围绕轴线6旋转。转子4具有环形缸体块，该缸体块带有穿过其中心的轴向孔，轴8穿过该轴向孔。转子4具有以周向模式布置的多个径向延伸的圆柱形孔16（以下称为“孔16”），每个孔16接收往复运动的活塞18。每个活塞18的径向外端连接到圆柱形滚子20。每个活塞18可以在缸体中的加压流体的推动下往复运动，同时其滚子20支承在凸轮环22上。众所周知，通过使进出孔16的流体连通与转子4的角度位置相协调，可以使转子4转动。

转子4在其一个轴向侧上邻接抵靠轴承24，轴承24轴向地支撑在轴8上。轴承24可被构造成支撑推力负载。替代地或附加地，转子4可以在轴8上的台阶部分上邻接，或者在轴向固定到轴8的定位构件上邻接，诸如弹性挡圈。

凹槽26设置在转子4的径向内端处，以允许用于间隔件27和定位环28固定到轴8的空间，用于限制轴承24的轴向移动。

轴向延伸的流体通道（以下称为“转子通道12”）相对于孔16靠近转子4的径向内端侧围绕轴线6以周向模式布置，所述通道12在转子4的面（以下称为“转子面14”）处开口，该面可以称为正时面或连通面。每个转子通道12流体联接到相应的孔16。转子面14包括垂直于轴线6的平面表面。

分配器10是围绕轴8的圆柱形部分，并且不能与轴8一起旋转。分配器10的外周被构造成与壳体的内周紧密配合并留有间隙。分配器10可轴向滑动地联接到壳体使得扭矩可以在它们之间传递。例如，分配器10可以旋转地固定到壳体。

轴向延伸的流体通道（以下称为“分配器通道32”）围绕轴线6以周向模式布置在分配器10中，所述通道32在分配器10的面（以下称为“分配器面34”）处开口，所述分配器面34面向转子4。分配器面34可以称为正时面或连通面，它包括垂直于轴线6的平面表面。分配器通道32的节圆直径基本上等于转子通道12的节圆直径。

作为相应的第一和第二廊道40、42的两个环形沟槽形成在分配器10的外周中。第一廊道40与一些分配器通道32连通。第二廊道42与其他分配器通道32连通。每个设置在相应沟槽中的密封件44、46、48占据分配器10的外周和壳体的内周之间的空隙。因此，廊道40、42可以彼此隔离并与它们的外部隔离。廊道40、42流体连接到设置在壳体中的相应的高压端口和低压端口（未示出），这些端口被称为驱动端口。每个密封件44、46、48包括O形环和衬环。每个密封件44、46、48可以称为廊道密封件。

分配器10的外周以步进方式设置有一系列具有不同直径的表面。通过以现有技术中已知的方式设置廊道40、42的尺寸，当廊道40、42填充有用于驱动转子的加压流体时，在分配器10上实现力，以在分配器10上产生沿轴线6并朝向转子4指向的补偿力（下文称为“廊道推力”）。分配器10可以通过廊道推力被压向转子4。

分配器10（特别是分配器面34）可以直接或间接接触转子4（特别是转子面14）以轴向地推动它。因此，流体可以在转子4和分配器10之间连通。通过朝向转子4推动分配器10，实现了它们之间的密封效果。配合部分可以进行表面对表面的接触，任选地金属对金属的接触。

作为制动装置，摩擦制动器连接在转子4和壳体2之间。制动器包括制动组件，该制动组件包括作为沿着轴线6并排布置的盘状或板状环的多个第一和第二制动盘50、52，每个都围绕轴8。制动组件在分配器10背离转子4的轴向端处邻近于分配器10设置。第一和第二制动盘50、52中的一些、优选地全部沿轴向方向交替布置。壳体2在诸如壳体内周的最小直径部分的部分处设置有花键56。轴8在其外周上至少在轴8的与壳体的花键56轴向重合的区域中设置有花键54。每个第一制动盘50在其外周上设置有花键，该花键与壳体的花键56滑动地接合，以允许它们之间的扭矩传递。每个第二制动盘52在其内周上设置有花键，该花键与轴8的花键54滑动地接合，以允许它们之间的扭矩传递。第一和第二盘50、52被允许沿轴向方向接触并彼此分开移动。

机器1设置有用于可释放地将制动盘50、52压缩在一起的致动器60。致动器60形成为盘状或板状构件，并面向制动盘。致动器60以一定间隙配合在壳体2的内周中，以允许它们之间的轴向滑动。密封件62设置在间隙中，其可以包括或形成为设置在致动器60上的沟槽中的O形环。致动器60具有环形突起64，该突起位于其内径以及朝向制动盘50、52轴向延伸的外径之间半途，以通过表面对表面的接触直接或间接地支承在这些制动盘上。突起64的外径尺寸被设置成与花键56具有径向间隙。轴8不穿透致动器60，并且在它们之间提供轴向间隙。

形成为碟形弹簧68的偏压装置布置在致动器60和盖69之间，其中盖封闭壳体2的开口端并固定到壳体2。碟形弹簧68被预加载，使得它通过弹簧力推动致动器60和盖69分开。当施加制动时，在第一和第二制动盘50、52的相对表面对之间产生的摩擦实现对旋转部分的制动。此时，分配器10经由致动器60和制动盘50、52将负载从碟形弹簧68传递到转子4。这样，制动盘50、52可以基本上将全部制动力传递给分配器10；也就是说，制动力不会完全或部分地绕过分配器10，例如通过传递到壳体2或轴向固定到壳体2的部分。

因此，转子4设置成在转子的一个轴向端处邻近于轴承24，并且在转子的另一个轴向端处邻近于分配器10。制动盘50、52设置成在它们的一个轴向端上邻近于分配器10，并且在它们的另一个轴向端上邻近于致动器60。致动器60设置在一方面制动盘50、52和另一方面设置碟形弹簧68之间。

在壳体2中设置可加压的腔70，该腔至少暴露于轴8、轴承24、转子4、分配器10、致动器60和壳体2，并且容纳制动盘。当腔70充满具有第一致动器压力的加压流体时（例如经由设置在壳体中的未示出的第三端口），压力被传递到致动器60，以产生与弹簧力相反的第一轴向力。这样，制动盘上的压缩力（“制动力”）可以至少部分地释放。当致动器压力降低到低于第一致动器压力的第二致动器压力时，或者没有压力时，制动力恢复。用于致动致动器的流体接触分配器10，因此致动器压力被传递到分配器10，以沿转子4的方向产生第二轴向力。所述第二轴向力保持或改进转子面14和分配器面34之间的接触。廊道密封件44、46、48将廊道10与来自腔70中的流体隔离。

在典型的操作中，转子4由于其缸体经由分配器10与前述驱动端口连通而旋转。旋转方向由所选择的控制模式决定。同时，腔70被第一致动器压力下的流体加压，使得致动器60被推离制动盘50、52，从而释放制动器。分配器10和转子4之间的密封接触除了上述第二轴向力之外，还通过廊道推力来实现。

当分配器10被推靠在转子4上时，转子4进而被推靠在轴承24上，并且实现了这后两者之间接触面处的密封效果。

在制动的情况下，致动器压力降低到第二致动器压力，或者没有压力，使得致动器60在碟形弹簧68的负载下朝向制动盘50、52移动以压缩它们。制动盘50、52直接作用在分配器10上。因此，即使在廊道推力被移除或减小的情况下，分配器10也被制动力推靠在转子4上。转子4和分配器10之间的接触被可靠地保持。同样，在机器启动的情况下，即使释放制动器，也能够可靠地保持接触，而不管廊道推力的状态如何。

实施例的修改

下文描述了对上述实施例的修改，其中标识了这些修改之间的差异。如图2所示，与该实施例的主要区别是附加了密封件171，该密封件171设置在a）致动器160上的突起164和b）壳体102的轴向延伸的环形内壁166之间，以在允许它们之间的轴向移动的同时密封由它们界定的径向间隙。密封件171设置到制动盘50、52的一侧，该侧面向致动器160。密封件171可以包括或形成为O形圈和/或唇形密封件。因此，实现了暴露于致动器160和壳体102的径向较高部分的腔170。密封件171将腔170与诸如转子4、轴8、分配器10和制动盘50、52的部分隔离。以这种方式，腔170中的压力可以被控制以操作制动器，而所述压力不会被传递到至少分配器10。腔170中的流体可以被容易地密封。可以更容易地在致动器160上实现暴露于腔170中的致动器压力的合适的表面积。尽管如此，分配器10仍然可以通过提供前述的廊道推力以及任选地通过制动力被朝向转子4推动。

为了说明实施例及其修改的效果和优点，下文描述径向活塞机器的比较示例。如图3所示，比较示例的机器201具有包括第一壳体202a和第二壳体202b的壳体。第一壳体202a围绕分配器210。第一壳体202a具有定位在制动盘250、252和分配器210之间的隔板211，并且其具有低于第一壳体202a的其他部分的内径的内径。螺旋弹簧205设置在隔板211和分配器210之间，以推动分配器210抵靠转子204。来自碟形弹簧268的制动力经由致动器260施加到制动盘250、252。通过对由致动器260和壳体202b界定的腔270中的流体加压，与制动力相反的力导致制动器的释放。分配器210不支持制动力。制动力由隔板211支撑。并且由于壳体202b内侧上的花键256是通过拉削制成的，因此壳体必须制成单独的部分202a、202b，其中隔板211必须设置在第一壳体202a上，使得第二壳体202b上的拉削操作不受阻碍。

但是在该实施例及其变型中，由于制动力由分配器10支承，因此有可能即使当廊道40、42未被加压时（例如，在当机器不旋转时的时段期间）保持在分配器10和转子10之间的接触。因此，没有必要提供由壳体支撑的附加弹簧等特征。不需要在分配器和制动组件之间设置隔板。仍然可以提供插置在致动器和分配器之间的附加构件，诸如垫圈或弹簧，其中这种构件不轴向固定到壳体。可以设置的是，一方面制动盘和另一方面分配器彼此直接和间接接触的组合，例如通过在分配器的面上提供凹槽，所述面面向制动盘，已在该凹槽中配合构件（例如，弹簧）。

因此，促进了为壳体内周的区域提供花键，其中壳体2、102的其他区域设置成比花键56更远离轴线6，诸如比花键56的主圆20更远离轴线轴线6。

至少容纳分配器10和制动盘50、52的壳体2、102可以形成为单件（一体式）壳体，特别是其中花键56例如借助于拉削一体地形成在壳体2、102上。

当密封件171被省略时，诸如在未修改的实施例中，壳体2和/或致动器60可以以较少的跳动（例如，同心度）要求制造（例如，加工）。当致动器60、160没有中心孔时，可以进一步减少制造和检查工作。

附图标记

径向活塞机器................ 1，201

壳体...................... 2，102，202a，202b

转子...................... 4，204

轴线...................... 6

轴........................ 8

分配器.................... 10，210

转子通道.................. 12

转子面.................... 14

孔........................ 16

活塞...................... 18

滚子...................... 20

凸轮环.................... 22

轴承...................... 24

凹槽...................... 26

间隔件..................... 27

定位环..................... 28

分配器通道................. 32，20

分配器面................... 34

第一廊道................... 40

第二廊道................... 42

廊道密封件................. 44、46、48

第一制动盘（定子）......... 50, 250

第二制动盘（转子）......... 52，252

轴花键..................... 54

壳体花键................... 56，256

致动器..................... 60，160，260

密封件（致动器外径）....... 62

突起（致动器）............. 64，164

碟形弹簧................... 68，268

盖......................... 69

腔....................... 70, 170, 270

内壁....................... 166

密封件...................... 171

弹簧........................ 205

隔板........................ 211

Claims (10)

1.一种径向活塞机器包括：

壳体（2），

在所述壳体内的转子（4），其中，所述转子可绕轴线（6）旋转，

联接到所述转子以用于扭矩传递的轴（8）,

分配器（10），其围绕所述轴并且不能与所述转子一起旋转，并且其沿轴向方向接触所述转子，用于将流体连通到所述转子和从所述转子连通，

多个制动盘，其包括沿着轴线并排布置的第一制动盘（50）和第二制动盘（52），其中所述第一制动盘联接到所述壳体用于扭矩传递，并且所述第二制动盘联接到所述轴用于扭矩传递，以及

致动器（60），其被构造成沿轴向方向在制动盘上可释放地施加制动力，其中

所述分配器轴向地位于所述转子和所述致动器之间，并且所述制动盘轴向地位于所述分配器和所述致动器之间，其特征在于，

当施加制动力时，所述制动力沿轴向方向由所述分配器支撑。

2.根据权利要求1所述的径向活塞机器，其中，当施加制动力时，所述制动盘中的一个直接接触所述分配器。

3.根据权利要求1或2所述的径向活塞机器，其中一个或多个构件设置在一方面所述制动盘和另一方面所述分配器之间，所述构件中的一个构件或所有构件能够相对于所述壳体轴向移动，并且

当施加制动力时，所述制动盘中的一个经由所述一个构件或所有构件接触所述分配器。

4.根据前述权利要求中任一项所述的径向活塞机器，其中

所述致动器能够由具有压力的流体液压操作，使得：

当所述压力为第一压力时，不施加制动力，并且

当所述压力为低于所述第一压力的第二压力时，或者当不存在压力时，施加制动力。

5.根据权利要求4所述的径向活塞机器，其中，压力直接作用在所述分配器上，以产生沿着所述轴线指向所述转子的力。

6.根据权利要求4所述的径向活塞机器，其中

至少所述分配器借助于密封件（171）与操作所述致动器的任何流体隔离。

7.根据前述权利要求中任一项所述的径向活塞机器，其中

第一邻接部是转子和分配器之间的邻接部，其在它们之间产生密封效果。

8.根据前述权利要求中任一项所述的径向活塞机器，其中，

所述轴由轴承轴向地支撑，

所述轴联接到所述转子以允许其间的轴向运动，并且

作为所述转子和所述轴承之间的邻接部的第二邻接部在它们之间产生密封效果。

9.根据前述权利要求中任一项所述的径向活塞机器，其中，所述壳体包括至少容纳所述分配器和所述制动盘的单件式壳体。

10.根据前述权利要求中任一项所述的径向活塞机器，其中，所述壳体内周的区域设置有花键（56），并且所述壳体的不包括花键区域的所有区域设置成比所述花键（56）的根部径向更远离轴线。

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