CN115315576A - 具有减压凹部的液压活塞 - Google Patents

Abstract

一种具有减压凹部的液压活塞(1)可在汽缸(2)中平移且包括固定裙部(3)、与所述汽缸(2)形成流体腔室(5)的轴向压缩面(4)，以及与传输构件(7)协作的轴向工作面(6)，所述活塞(1)还包括密封构件(8)、在所述固定裙部(3)的表面处开放的减压径向凹部(9)、布置在所述裙部(3)内部且在所述轴向工作面(6)附近开放的轴向解压管道(11)，以及使所述减压径向凹部(9)与所述轴向解压管道(11)连通的径向解压管道(12)。

Description

具有减压凹部的液压活塞

技术领域

本发明涉及一种具有减压凹槽的液压活塞，特别是意图配备有用于在2016年1月29日发布且属于本申请人的专利第FR 3 009 037号中所描述的活塞的密封装置。

背景技术

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞主要适用于轴向活塞液压泵和电动机，而不考虑其最大操作压力。然而，这并不排除将所述发明应用于包括一个或多个活塞的任何其它类型的液压泵或电动机。

已知根据专利FR 3 009 037的密封装置意图用于在汽缸中移动的活塞，所述活塞的一端由流体腔室闭合。

在专利FR 3 009 037中，应注意，配备有密封装置的活塞具有包括固定裙部的活塞头。所述活塞一方面还包括活塞支承面以对传输构件施加力，且另一方面包括压缩面，所述压缩面出现在流体腔室中以接收流体的压力。

根据专利FR 3 009 037的密封装置特别地包括圆柱形滑动裙部，所述圆柱形滑动裙部以小间隙容纳于汽缸中且布置在活塞头的延伸部中、在所述活塞的压缩面的一侧上且在所述头的轴线中。

仍根据专利FR 3 009 037，滑动裙部通过机械裙部间连接而连接至活塞头，所述机械裙部间连接使得所述滑动裙部能够相对于所述头在纵向平移中移动。

应注意，根据专利FR 3 009 037的密封装置还包括压力传输通道，所述压力传输通道布置在滑动裙部内部且在轴向方向上恰好穿过滑动裙部。

根据专利FR 3 009 037的密封装置还包括连续环形形状的可延伸连续片段，所述可延伸连续片段插入在固定裙部与滑动裙部之间，且包括经由压力传输通道而经受流体的压力的内部圆柱形片段面、能够与汽缸接触的外部圆柱形片段面、在与固定裙部保持密封接触的固定裙部的侧面上的轴向片段面，以及在与滑动裙部保持密封接触的滑动裙部的侧面上的轴向片段面。

最后，根据专利FR 3 009 037的密封装置包括滑动裙部弹簧，所述滑动裙部弹簧往往会使滑动裙部更接近于固定裙部且轴向地压缩可延伸连续片段。

根据专利FR 3 009 037的密封装置使得有可能确保活塞与其所协作的汽缸之间的长时间、高水平的密封性。实际上，通过在压力的作用下扩张，可延伸连续片段与汽缸接触且防止流体腔室中所含的液压流体从汽缸中逸出，而无需所述片段对所述汽缸施加任何过量压力。

此特定配置的结果为液压活塞的极佳密封，所述液压活塞配备有所述装置而无过度的摩擦损耗，且此情况在即使配备有所述活塞的液压泵在数百或甚至数千巴的高压下操作时也是如此。

实际上，根据专利FR 3 009 037的密封装置证明为极有效的，尤其当其设置于例如具有固定或可变汽缸容量的包含于液压电动机泵中的那些引导液压活塞上时，此由2015年8月4日发布且属于本申请人的专利WO 2014/118477所公开。

然而，为了使根据专利FR 3 009 037的密封装置的可延伸连续片段正确地操作，有必要的是：一方面，滑动裙部与容纳其的汽缸形成充足的密封，并且另一方面，配备有所述装置的液压活塞的固定裙部充分泄漏。

实际上，为了扩张并实现与汽缸的所要密封，可延伸连续片段必须经受在经由压力传输通道而经受流体压力的其内部圆柱形片段面与能够同汽缸接触的其外部圆柱形片段面之间的充足径向压力差。然而，所述差是由密封件中在滑动裙部所产生的必须高的间隙与固定裙部所产生的必须低的间隙之间的间隙产生。

如果根据专利FR 3 009 037的密封装置设置于常规泵或液压电动机的轴向活塞上，不同于提供引导液压活塞推动器的专利WO 2014/118477的固定或可变汽缸容量液压电动机泵物件，那么所述轴向活塞的固定裙部将要使所述活塞在其汽缸中定向，同时所述裙部经受相当大的径向力。

实际上，在常规泵或轴向活塞电动机中，活塞最常容纳于旋转机筒中且由铰接靴形件终止，所述铰接靴形件取决于所述泵或所述电动机是具有固定的还是可变的汽缸容量而在已倾斜或正倾斜的板上滑动。

由此特定配置产生的是每一活塞经受高径向力。实际上，当倾斜板高度倾斜时，且当流体腔室中普遍存在高压时，每一所述活塞所具有的铰接靴形件对所述板施加高径向力。所述力反过来产生同样高的径向力，所述径向力通过每一所述活塞施加在汽缸上，所述活塞在所述汽缸中移动。

第一径向力呈现在所述活塞与所述汽缸之间在所述活塞的与铰接靴形件相对定位的端部处，而第二径向力呈现在汽缸的朝向倾斜板出现的端部处。

对于流体腔室中普遍存在的相同压力，板倾斜得越多，且活塞从旋转机筒中出来得越多，且刚才已描述的两个径向力越高。

应注意，由活塞施加在汽缸出口上的径向力等于由铰接靴形件施加在倾斜板上的径向力加上由与所述靴形件相对的活塞端施加在汽缸上的径向力。

刚才已描述的努力是在常规轴向活塞泵和电动机上实施根据专利第FR 3 009037号的密封装置期间所遇到的困难源。

实际上，在所述装置的应用的此特定情形下，液压活塞的固定裙部必须首先充分泄漏以允许可延伸连续片段操作，且其次能够确保活塞与其汽缸之间的极少能量耗散接触，而不管这两个构件之间产生的高径向力，且更特别地，而不管在朝向倾斜板定向的汽缸的出口处产生的高径向力。

实际上，为了使固定裙部充分泄漏，有可能在所述裙部与汽缸之间提供大间隙，或在所述裙部的表面上布置轴向解压凹槽以抵消如针对题为“用于活塞密封装置的冷却和润滑系统(Cooling and lubrication system for a piston sealing device)”的专利WO2017109329中所提供的所述裙部的密封，所述专利的申请发布于2017年6月29日。

但刚才已描述的布置并不令人满意，因为无论其是哪一者，这两个解决方案均增加了在固定裙部与汽缸的接口处产生的摩擦损耗。

实际上，固定裙部与汽缸之间的增大的间隙减小了所述汽缸上的所述裙部的支承表面。因为这些部分之间的接触更精确，所以更多压力施加在油膜上，所述油膜变得承载较少、不太厚且更有粘性。固定裙部与汽缸之间的摩擦系数增加，所得能量损耗也增加。

如果作为替代方案，轴向解压凹槽设置在固定裙部的表面上，那么所述凹槽局部地打破油膜的支承能力。这往往还会增加在所述固定裙部与汽缸的接口处产生的摩擦损耗。

刚才已描述的两个策略因此增加摩擦损耗并且相应地减小配备有根据专利FR 3009 037的密封装置的任何常规液压泵的总效率。当所述泵在高功率下操作，也就是说在高压和汽缸容量下操作时，这尤其显而易见。

实际上应注意，在低汽缸容量下，也就是说当所述泵的板稍微倾斜且活塞与汽缸之间的径向力较低时，配备有根据专利FR 3 009 037的密封装置的常规液压泵的总能量效率比未配备有所述装置的相同所述泵的总能量效率高得多。

然而，如果所述泵的汽缸容量接近于其最大值，这意味着其板也倾斜得接近于最大值，那么所述泵的摩擦损耗增加到使得由根据专利FR 3 009 037的密封装置提供的能量益处极大地减小或甚至消失以致损失的程度。

因此根据测试和经历反馈显现出来的是，当根据专利FR 3 009 037的密封装置配备常规液压泵和电动机的轴向活塞时，其在所述活塞与其汽缸之间的接触处通过摩擦力引起的额外能量损耗在高汽缸容量下是较高的，以使得能够抵消由所述装置提供的低汽缸容量下的显著效率增益。

发明内容

本文提供一种根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞以便消除刚才已描述的缺点。

实际上，根据本发明的所述活塞使得有可能在任何轴向活塞泵或电动机的液压活塞上实施根据专利FR 3 009 037的密封装置，其方法是一方面通过满足可延伸连续片段的平稳操作所必需的所有条件，且另一方面通过在所述泵或电动机以高汽缸容量和高功率操作时将归因于所述泵或电动机的摩擦的能量损耗减小到正常水平。

因此，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞显著地使得有可能：

·产生液压泵和电动机，其轴向或径向活塞配备有根据专利FR 3 009 037的密封装置，且其效率始终保持为至少高于或等于未配备有所述装置的相同所述泵和电动机的效率；

·为具有轴向或径向活塞的液压泵和电动机打开根据FR 3 009 037专利的密封装置的市场，所述活塞原本将保持受限于其中活塞不经受径向力的装置。

另外，根据特定实施例，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞也使得有可能：

·当根据专利FR 3 009 037的密封装置应用于常规轴向或径向活塞液压泵和电动机时，简化所述密封装置的制造、组装和调整；

·当根据专利FR 3 009 037的密封装置应用于具有常规轴向或径向活塞的泵和液压电动机时，减少所述密封装置的制造成本。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞根据本发明为便宜地批量生产，以便保持与其意图用于的大部分应用的经济约束条件兼容。

应理解，除具有轴向或径向活塞的液压泵和电动机之外，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞还可应用到任何液压或气压装置的任何活塞，所述液压或气压装置可有利地配备有根据专利FR 3 009 037的密封装置或可配备有作为所述装置的替代方案的一个或多个切割片段或任何其它密封构件，所述密封构件仅在安装在其中固定裙部充足泄漏的活塞上的条件下正确地工作。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞能够在汽缸中平移，所述活塞的外部圆柱形表面构成固定裙部，同时所述活塞的一端具有轴向压缩面，所述轴向压缩面与所述汽缸形成填充有工作流体的可变容积的流体腔室，所述活塞的另一端具有轴向工作面，所述轴向工作面与传输构件协作，所述活塞包括：

·密封构件，其定位在所述轴向压缩面附近、在所述固定裙部上或在所述固定裙部的端部处，此类构件能够接触所述汽缸；

·至少一个减压径向凹槽，其出现在所述固定裙部的表面上；此类凹槽可为连续的或非连续的；

·至少一个轴向解压管道，其布置在所述固定裙部内部且出现在所述轴向工作面附近；

·至少一个径向解压管道，其将所述减压径向凹槽连接到所述轴向解压管道。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包括至少一个轴向解压凹槽，所述轴向解压凹槽出现在所述固定裙部的所述表面上且将所述密封构件与所述减压径向凹槽连接；所述轴向凹槽可为连续的或非连续的。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包含螺旋形的轴向解压凹槽。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包括固定裙部，所述固定裙部是中空的并且永久地且密封地容纳解压套筒，在所述裙部的内部与所述套筒的外部之间留下的径向空间形成所述轴向解压管道的至少部分。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包括解压套筒，所述解压套筒容纳与活塞内部润滑管道协作的内部套筒润滑管道，所述活塞内部润滑管道出现在所述轴向工作面处或附近，以便将所述工作流体的部分从所述流体腔室传送到所述传输构件。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包括密封构件，所述密封构件包括：

·至少一个圆柱形滑动裙部，其以小间隙容纳于所述汽缸中且布置在延伸部中且在所述轴向压缩面的侧面上的所述固定裙部的轴线中，所述滑动裙部通过机械裙部间连接而连接到所述固定裙部，所述机械裙部间连接使得所述滑动裙部有可能相对于所述固定裙部在纵向平移中移动，所述移动的幅度受到与所述机械裙部间连接直接或间接地成一体的滑动裙部止挡件限制；

·至少一个压力传输通道，其形成于所述滑动裙部内部且在轴向方向上恰好穿过所述滑动裙部；

·连续环形形状的至少一个可延伸连续片段，其插入在所述固定裙部与所述滑动裙部之间，且具有经由所述压力传输通道而经受所述工作流体的压力的片段内部圆柱形面、能够与所述汽缸接触的外部圆柱形片段面、在与所述固定裙部直接或间接地保持密封接触的所述固定裙部侧面上的片段轴向面，以及在与所述滑动裙部直接或间接地保持密封接触的所述滑动裙部侧面上的片段轴向面。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包含至少一个滑动裙部弹簧，所述滑动裙部弹簧往往会使所述滑动裙部更接近于所述固定裙部且轴向地压缩所述可延伸连续片段。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包含机械裙部间连接，所述机械裙部间连接包括具有第一螺纹和第二螺纹的双螺纹螺钉，所述第一螺纹旋拧到形成在所述固定裙部内部的内螺纹中且借助于螺钉肩部来轴向地按压所述固定裙部中的所述解压套筒，所述滑动裙部止挡件旋拧在所述第二螺纹上。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包括滑动裙部弹簧，所述滑动裙部弹簧容纳在穿过所有或部分所述滑动裙部的弹簧篮中，所述滑动裙部的径向厚度被设置为足够小的以允许所述裙部在其中心容纳所述篮，所述篮一方面具有搁置在所述滑动裙部上的篮状外部翻板，且另一方面具有上面搁置有所述滑动裙部弹簧的一端的篮状内部翻板，所述滑动裙部弹簧的另一端搁置在布置于所述机械裙部间连接上或附接至所述机械裙部间连接的弹簧支撑件肩部上。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包括弹簧篮的外表面，所述外表面具有使所述弹簧篮在所述滑动裙部中径向居中的居中构件，同时通过所述篮状外部翻板与所述裙部之间的接触来确保所述篮相对于所述裙部的轴向定向。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包括滑动裙部止挡件，所述滑动裙部止挡件可支承在所述篮状外部翻板上或在所述篮状内部翻板上。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞包括机械裙部间连接，所述机械裙部间连接容纳与活塞内部润滑管道协作的连接内部润滑管道，所述活塞内部润滑管道出现在所述轴向工作面处或附近，以便将所述工作流体的部分从所述流体腔室传送到所述传输构件。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞具有减压径向凹槽的大于所述径向解压管道的直径的轴向长度，以使得所述凹槽形成工作流体储集器。

附图说明

作为非穷尽性实例提供的附图的以下描述将提供对本发明、其特征和潜在益处的更好理解：

[图1]图1是配备有根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的可变汽缸容量液压泵的示意性横截面视图，活塞是轴向定向的。

[图2]图2是根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的示意性横截面视图，其密封构件由切割片段组成。

[图3]图3是根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的示意性横截面视图，解压套筒直接旋拧到固定裙部中以与轴向解压管道的后一部分形成，同时密封构件由切割片段组成。

[图4]图4是根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的示意性横截面视图，解压套筒借助于螺钉固定在固定裙部中以与所述裙部形成轴向解压管道的一部分，同时密封构件由切割片段组成。

[图5]图5是根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的示意性横截面视图，解压套筒借助于双螺纹螺钉固定在固定裙部中以与所述裙部形成轴向解压管道的一部分，密封构件由通过滑动裙部弹簧紧紧地固持在滑动裙部与固定裙部之间的可延伸连续片段组成。

[图6]图6是根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的以及根据图5中所展示的其变体的近距离示意性横截面视图，这示出当工作流体被准许进入流体腔室中时所述活塞的操作。

[图7]图7是根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的以及根据图5中所展示的其变体的近距离示意性横截面视图，这示出当迫使工作流体离开流体腔室时所述活塞的操作。

[图8]图8是根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的三维视图，其密封构件由通过滑动裙部弹簧紧紧地固持在滑动裙部与固定裙部之间的可扩张连续片段组成。

[图9]图9是根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的以及根据图8中所展示的其变体的剖视三维视图，这使得有可能特别地借助于双螺纹螺钉来区分固定在固定裙部中的解压套筒。

[图10]图10是根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞的以及根据图8和9中所展示的变体的分解三维视图，在所述液压活塞上可清楚地区分形成所述变体的各种组件。

具体实施方式

图1至10展示根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1、其组件的各种细节、其变体和其配件。

特别在图1至5中可见，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1可在汽缸2中平移，所述活塞1的外部圆柱形表面构成固定裙部3，同时所述活塞1的一端具有轴向压缩面4，所述轴向压缩面与所述汽缸2形成填充有工作流体23的可变容积的流体腔室5，所述活塞1的另一端具有轴向工作面6，所述轴向工作面与传输构件7协作。

应注意，在图1至10中，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1包括定位在轴向压缩面4附近的密封构件8。所述构件8布置或容纳在固定裙部3上，或在所述固定裙部的端部处。

应注意，在图1至7中，密封构件8可与汽缸2接触，并且作为实例且如图2至4中所展示，所述密封构件可由容纳于凹槽中的本身已知的切割片段38组成。

所述构件8还可由任何其它密封装置组成，所述密封装置的操作要求固定裙部3优选地为泄漏的且不密封的。

在图1至10中应注意，在图1至10中，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1包括出现在固定裙部3的表面处的至少一个径向减压凹槽9；所述凹槽9可为连续的或非连续的。

还应注意，减压径向凹槽9轴向地定位在固定裙部3上，以使得其将永远无法离开汽缸2，而不管所述裙部3相对于所述汽缸2的轴向定位。

在图1至7和图9中特别地可见，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1包含至少一个轴向解压管道11，所述轴向解压管道装配在固定裙部3的内部并且出现在轴向工作面6附近。

作为图1中所展示的实例，轴向解压管道11可出现在可变汽缸容量轴向活塞液压泵37的泵壳体49的内部，所述壳体49中普遍存在的压力与在流体腔室5内部达到的压力相比为较低的。

最后，如在图2至10中清楚地可见，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1包含使减压径向凹槽9与轴向解压管道11连通的至少一个径向解压管道12。

在图5至10中，已展示根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1可包含至少一个轴向解压凹槽10，所述轴向解压凹槽出现在固定裙部3的表面上且将密封构件8与减压径向凹槽9连接；所述轴向凹槽10可为连续的或非连续的。

还应注意，依据根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的此变体，轴向解压凹槽10可为螺旋形的以防止其产生的局部缺失支承能力在液压活塞在汽缸2中行进的期间相对于具有减压凹槽的液压活塞1保持以单个角位置定向。

应注意，依据图1、图3至7以及图9和10中所展示的根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的另一变体，固定裙部3可为中空的并且可固定地且密封地容纳解压套筒13，存在于所述裙部3的内部与所述套筒13的外部之间的径向空间形成轴向解压管道11的至少部分。

应注意，可借助于如图4中所展示的至少一个套筒螺丝51、通过固定夹或铆钉或更直接地通过如图3中所展示的旋拧、通过焊接、通过压接或通过所属领域的技术人员已知的任何紧固构件来将解压套筒13固持在裙部3的内部的适当位置。

还应注意，由弹性体、退火铜或任何材料制成的一或多个接合件可插入在固定裙部3的内部与解压套筒13之间以完成这两个部分3、13之间的密封。

有利地，最接近于轴向工作面6的解压套筒13的端部可为平坦的、圆锥形的、球形的或任何几何形状，这被提供以与布置在固定裙部3的内部的额外承重墙形成密封接触。

应注意，在图3中，解压套筒13可有利地容纳与活塞内部润滑管道15协作的套筒内部润滑管道14，所述活塞内部润滑管道出现在轴向工作面6处或附近。

此特殊配置使得有可能将工作流体23的部分从流体腔室5传送到传输构件7以使所述传输构件润滑，所述传输构件可例如被设计为在可倾斜或不倾斜的托架17上滑动的铰接靴形件16。

在图1中且随后在图5至10中，展示了依据根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的特定实施例，密封构件8可由至少一个圆柱形滑动裙部18组成，所述圆柱形滑动裙部以小间隙容纳于汽缸2中且在轴向压缩面4的侧面上布置于固定裙部3的延伸方向上以及其轴线上。

根据密封构件8的此特定配置，滑动裙部18通过机械裙部间连接19而连接至固定裙部3，所述机械裙部间连接准许所述滑动裙部18相对于固定裙部3的纵向平移移动，所述移动的幅度受到与机械裙部间连接19直接或间接地成一体的滑动裙部止挡件29限制。

此外，应注意，可通过借助于锁定螺母40封锁来旋拧或不借助于此、通过焊接、通过压接或通过所属领域的技术人员已知的任何其它紧固构件来将滑动裙部止挡件29附接至机械裙部间连接19。

仍根据密封构件8的所述特定配置，应注意，特别是在图6和7中，至少一个压力传输通道20布置在滑动裙部18的内部且在轴向方向上恰好穿过所述滑动裙部。

图1以及图5至10进一步展示了依据根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的密封构件8的所述特定配置，连续环形形状的至少一个可延伸连续片段21插入在固定裙部3与滑动裙部18之间，且具有经由压力传输通道20而经受工作流体23的压力的片段内部圆柱形面22、能够与汽缸2接触的片段外部圆柱形面24、在与固定裙部3直接或间接地保持密封接触的固定裙部侧面上的片段轴向面25，以及在与滑动裙部18直接或间接地保持密封接触的滑动裙部侧面上的片段轴向面26。

作为根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的密封构件8的所述特定配置的变体，已在图5至7中以及图9和10中明显地展示，可提供至少滑动裙部弹簧27，其往往会使滑动裙部18更接近于固定裙部3且轴向地压缩可延伸连续片段21。

应注意，滑动裙部弹簧27可例如为螺旋形，或另外由如图1、图5至7以及图9和10中所展示的多匝波形弹簧形成，后一类型的弹簧具有成角度地均一支撑的优点。这些实例仅作为非限制性实例提供，滑动裙部弹簧27也可为所属领域的技术人员已知的任何类型。

在密封构件8特别是由如刚才已描述的插入在滑动裙部18与固定裙部3之间的可延伸连续片段21组成的情况下，应注意，机械裙部间连接19可由在图1中、在图5至7中以及在图9和10中所展示的双螺纹螺钉30组成。

在此情况下，双螺纹螺钉30具有第一螺纹和第二螺纹，所述第一螺纹旋拧到形成在固定裙部3的内部的内螺纹中且借助于螺钉肩部31来轴向地固持所述裙部3中的解压套筒13，滑动裙部止挡件29旋拧到所述第二螺纹上。

应注意，作为根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的特定实施例，螺钉肩部31可提供使得有可能在固定裙部3中紧固双螺纹螺钉30的肩部扳手套筒41。作为替代方案且出于相同目的，可在第二螺纹的端部处形成扳手或螺丝刀套筒。

还应注意，如图9和10中所展示，双螺纹螺钉30在其长度的部分上可具有变窄的直径42，这被提供以局部地减小其区段且使其更具弹性，且以便防止所述螺钉30的任何松脱。

如图5至10中所展示，止挡件扳手套筒43可设置于滑动裙部止挡件29上，这使得有可能在通过锁定螺母40将所述滑动裙部止挡件锁定在适当位置上时将所述滑动裙部止挡件固定。

依据图5至10中所展示的根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的变体，滑动裙部弹簧27可容纳在穿过所有或部分滑动裙部18的弹簧篮32中，所述滑动裙部的径向厚度足够小以使得所述裙部18可在其中心容纳所述篮32。

在此情况下，弹簧篮32可一方面具有支承在滑动裙部18上的篮状外部翻板33，且另一方面具有上面支承有滑动裙部弹簧27的一端的篮状内部翻板34，所述弹簧的另一端支承在形成于机械裙部间连接19上或附接至所述机械裙部间连接的弹簧支撑件肩部44上。

图5至7以及图9和10展示了弹簧支撑件肩部44可形成于滑动裙部止挡件29上，所述滑动裙部止挡件旋拧到双螺纹螺钉30的第二螺纹。

如在图10中清楚地可见，弹簧篮32可有利地被穿孔以允许工作流体流通。

在图6、7和10中，应注意，弹簧篮32的外表面可具有使所述篮32在滑动裙部18中径向居中的居中构件39，通过篮状外部翻板33与所述裙部18之间的接触来确保所述篮32相对于所述裙部18的轴向定向。

如图6、7和10中以特别可见的方式所展示，居中构件39可例如由弹性环28组成，所述弹性环围封形成于弹簧篮32的主体的周边上的凹槽，或由形成于所述主体的周边上的凸台组成。

应注意，滑动裙部止挡件29可支撑在篮状外部翻板33上或在篮状内部翻板上，如图6和7中所展示。

如图5至7以及图9和10中所展示，机械裙部间连接19可容纳与活塞内部润滑管道15协作的连接内部润滑管道35，所述活塞内部润滑管道出现在轴向工作面6处或附近，以便将工作流体23的部分从流体腔室5传送到传输构件7以使所述传输构件润滑。

与先前已呈现的类似，应注意，传输构件7可例如由在可倾斜或不倾斜的板17上滑动的铰接靴形件16组成。

应注意，如图5至7中清楚地展示，连接内部润滑管道35可由轴向管道和一个或多个径向管道形成。

在图5至10中，展示了根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的特定实施例，根据此，减压径向凹槽9的轴向长度可大于径向解压管道12的直径。

根据此有利的变体，减压径向凹槽9构成工作流体槽36，所述工作流体槽在根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1在汽缸2中移动的期间以及在由所述移动产生的加速度的作用下永不经由径向解压管道12而完全排空。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的此特定配置迫使工作流体23侵入固定裙部3与汽缸2之间，以确保其在所述移动期间的润滑。

本发明的操作：

鉴于展示所述发明的实施例的非限制性实例的图1至10，容易地理解根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的操作。

图1展示根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1，其应用于具有本身已知的轴向活塞的可变汽缸容量液压泵37，所述泵37具有其中容纳有其主要组件的泵壳体49。

在图1和图5至10中，已展示了密封构件8可有利地由通过滑动裙部弹簧27保持成夹持在滑动裙部18与固定裙部3之间的可延伸连续片段21组成。因此可见，所述构件8在此并且借助于非限制性实例而为由用于属于本申请人的专利第FR 3 009 037号中所描述的活塞的密封装置提供的那些构件。

当具有轴向活塞的可变汽缸容量液压泵37的传输轴45通过未展示的电源进行旋转时，其继而旋转其所附接至的机筒46。

当所述泵37的可倾斜托架17倾斜时，具有所述泵37所容纳的减压凹槽的液压活塞1在与其协作的汽缸2中来回移动。

结果，在第一步骤中，且如图6中所展示，这些活塞1将工作流体23抽取到进气管道47中，所述进气管道包括具有图1中所展示的轴向活塞的可变汽缸容量液压泵37。

举例来说，进气管道47在10巴的压力下被供应有工作流体23，同时泵壳体49的内部经受大气压。特别地，此压力偏差使得有可能借助于铰接靴形件16将具有减压凹槽的液压活塞1在任何时间固持在倾斜板17上。

在第二步骤中且如图7中所展示，配备了具有图1中所展示的轴向活塞的可变汽缸容量液压泵37的具有减压凹槽的液压活塞1排出工作流体23，所述工作流体先前已被准许进入包含所述泵37的排出管道48中，此在例如四百巴的压力下进行。

已提醒具有轴向活塞的可变汽缸容量液压泵37的正常操作，将会关注当具有减压凹槽的液压活塞1所包含的密封构件8由用于专利FR 3 009 037的活塞主体的密封装置形成时的所述液压活塞的操作。

在本专利申请的前言中提醒，为了有效地起作用，专利FR 3 009 037的装置必须与固定裙部3协作，所述固定裙部充足泄漏以允许装置的可延伸连续片段21在流体腔室5中普遍存在的压力的作用下扩张。

除了专利FR 3 009 037的装置的恰当运作所必需的此第一条件之外，我们还提醒了，如果后者配备了如图1中所展示的具有轴向活塞的可变汽缸容量液压泵37，那么固定裙部3必须保持为由工作流体润滑膜23恰当地支撑，这使得有可能其以低摩擦在汽缸2上滑动。这在汽缸2的出口处尤其真实，所述汽缸产生泵壳体49的内部且固定裙部3对所述汽缸施加相当大的径向力。

因而，在固定裙部3的表面上制造且在汽缸2的所述出口的层级处穿过的任何凹槽在所述出口的层级处通过在所述裙部3与所述汽缸2的接口处产生的摩擦力而显著增加能量损耗。

当具有轴向活塞的可变汽缸容量液压泵37的汽缸容量接近其最大值时，也就是说，当所述泵37的倾斜板17的倾角也接近其最大值时，此损耗特别高。

实际上，在所述泵37的全满汽缸容量下，所述泵的活塞支撑在与其协作的汽缸2中。这在所述活塞与所述汽缸2之间，特别是在所述汽缸2的出口处到泵壳体49中产生较大径向负载。

这是为何根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1使得有可能与汽缸2的出口滑动接触的固定裙部3的轴向部分暴露了不含任何解压凹槽的光滑表面的原因，这同时允许可延伸连续片段21由于固定裙部3充分泄漏而正确地起作用。

除了避免在使固定裙部3充分泄漏时使用任何解压凹槽之外，具有减压凹槽的液压活塞1还避免必须借助于固定裙部3与汽缸2之间的增大的间隙来对所述裙部3进行减压。可因此保留固定裙部3与汽缸2之间的正常间隙，以使得所述汽缸2上的所述裙部3的支承表面保持正常地延伸，且施加在插入于所述裙部3与所述汽缸2之间的工作流体23的膜上的压力保持足够低。

实际上，所述压力越高，工作流体膜23的厚度越低，所述膜的粘性越高，且由在汽缸2上的固定裙部3的支承表面处产生的摩擦所产生的能量损耗越大。

为了避免任何解压凹槽和如刚才已描述的任何间隙增大，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1包括出现在固定裙部3的表面上的减压径向凹槽9。这在图1至10中清楚地可见，

减压径向凹槽9轴向地安置在固定裙部3上，以便无论所述裙部3相对于所述汽缸2的轴向定位如何都永不从汽缸2离开。在如此定位的情况下，减压径向凹槽9丝毫不占据任何支承表面的位置。

如在图1至10中可见，减压径向凹槽9大大减少了密封构件8与泵壳体49中的汽缸2的出口之间的泄漏长度。

实际上，减压根据现有技术水平必须设置为从密封构件8到泵壳体49中的汽缸2的出口，也就是说越过固定裙部的整个长度，但所述减压现在仅必须设置于所述构件8与减压径向凹槽9之间。

特定针对于根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的此特定配置使得有可能不含任何解压凹槽以及与汽缸出口2滑动接触的固定裙部3的轴向部分的任何异常的间隙增大。

保持不变的事实是：固定裙部3的在密封构件8与减压径向凹槽9之间的剩余部分必须通过在所述裙部3与汽缸2之间留下的充足间隙而得以减压，或如图5至10中所展示的通过提供轴向解压凹槽10而得以减压，所述轴向解压凹槽可有利地为螺旋形的且出现在固定裙部3的表面处以使密封构件8与减压径向凹槽9连通。

具备轴向解压凹槽10的固定裙部3的部分被稍微径向地装载，具有轴向活塞的可变汽缸容量液压泵37的总效率的减小为较低的或甚至为零，所述减小是由所述凹槽10处的工作流体23的膜的较低支承能力产生的。

将注意，在图6至10中，有利地，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的固定裙部3与轴向压缩面4之间的接合部形成压力分布斜面50，这使得可延伸连续片段21有可能在其整个圆周上最优地操作。

顺便提一下，压力分布斜面50使得来自流体腔室5的且在可延伸连续片段21与汽缸2之间穿过的工作流体23有可能使位于所述斜面50与减压径向凹槽9之间的固定裙部3的外表面润滑。这尤其在通过具有减压凹槽的液压活塞1来抽吸流体腔室5中的工作流体23的阶段期间发生。

图6展示所述抽吸阶段。应注意，在所述图6中，可延伸连续片段21在所述阶段期间停放，如虚线箭头所示出。实际上，流体腔室5中普遍存在的压力不足以使片段内部圆柱形面22与片段外部圆柱形面24之间的压力差显著地扩张所述连续片段21。

因此，在此抽吸阶段期间，来自流体腔室5的工作流体23可在连续可扩张片段21与汽缸2之间穿过。这样做，所述工作流体23继续其从压力分布斜面50至减压径向凹槽9的路径，部分地穿过固定裙部3的外表面与汽缸2之间留下的间隙，且经由出现在固定裙部3的表面处的轴向解压凹槽10对于另一部分继续其路径。刚才已描述的工作流体23的路径在图6中由波状箭头表示。

在其路径中，工作流体23使在压力分布斜面50与减压径向凹槽9之间延伸的固定裙部3的外表面润滑。随后，所述流体23填充减压径向凹槽9，例如填充一半，且有可能通过径向解压管道12溢出，以经由所述径向管道12且接着经由轴向解压管道11连续地泄漏，且最后在轴向工作面6的层级处出现在泵壳体39中。

图7展示排出阶段，在此期间，在流体腔室5中普遍存在四百巴的压力。

在此阶段期间，片段内部圆柱形面22与片段外部圆柱形面24之间的压力差足以使可延伸连续片段21扩张到所述片段外部圆柱形面与汽缸2接触且与所述汽缸形成密封的点。此片段21的扩张由虚线箭头表示。

另一方面，图7中的实线箭头表示将流体腔室5中所含的工作流体压力23经由压力传输通道20传达到可延伸连续片段21的片段内部圆柱形面22。

此外，应注意，在图7中，有利地，弹簧篮32被穿孔以允许工作流体23更好地流通，以不仅将流体腔室5的压力传达到片段内部圆柱形面22，而且还确保传输构件7的润滑，已在图1中展示出依据在此处提供以示出其操作的根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的实施例的非限制性实例，所述传输构件由与17倾斜板协作的铰接靴形件16构成。

实际上，在穿过压力传输通道20且随后穿过弹簧篮32之后，大部分工作流体23进入由轴向管道和三个径向管道形成的连接内部润滑管道35，所述连接内部润滑管道容纳此处由双螺纹螺钉30组成的机械裙部间连接19。

随后且如从给出根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的概述的图5的视图中可容易地理解，工作流体23穿过活塞内部润滑管道15以到达铰接靴形件16并使由所述铰接靴形件与倾斜板17形成的接触接口润滑。

如已证明，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1使得有可能一方面确保用于作为专利FR 3 009 037的主题的活塞的密封装置的正确操作，且另一方面避免固定裙部3的任何布置或形成，所述固定裙部有可能增加由所述裙部3在其与汽缸2的出口接触的层级处产生的摩擦损耗。

然而，来自专利FR 3 009 037的密封构件8此处已仅作为实例给出。根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1可产生其有益于其它所述构件8的优点，其操作要求固定裙部3优选地为泄漏的且不密封的，同时所述裙部3保持经受重大径向力。举例来说，如果密封构件8是切割片段38，例如图2至4中所展示的那些片段，那么具有减压凹槽的液压活塞1可传递其所有优点。

根据图1至10还应理解，根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1易于制造和组装，且不需要任何昂贵或复杂之物来实施制造过程。

应注意，刚才已描述的根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的示范性实施例是非限制性的。因而，不管所述机器的应用领域如何，所述活塞1都可有利地应用于具备活塞的任何液压或气压机器。

根据本发明的具有减压凹槽的液压活塞1的可能性不限于刚才已描述的应用，且还应理解，以上描述已仅借助于实例提供且其绝不限制所述发明的领域，人们不会通过替换由任何其它等效物描述的执行细节而背离所述发明的领域。

Claims (13)

1.一种具有减压凹槽的液压活塞(1)，其能够在汽缸(2)中平移，所述活塞(1)的外部圆柱形表面构成固定裙部(3)，且所述活塞(1)的一端具有轴向压缩面(4)，所述轴向压缩面与所述汽缸(2)形成填充有工作流体(23)的可变容积的流体腔室(5)，所述活塞(1)的另一端具有轴向工作面(6)，所述轴向工作面与传输构件(7)协作，其特征在于所述活塞包括：

●密封构件(8)，其定位在所述轴向压缩面(4)附近、在所述固定裙部(3)上或在所述固定裙部的端部处，此类构件(8)能够接触所述汽缸(2)；

●至少一个减压径向凹槽(9)，其出现在所述固定裙部(3)的表面上；所述凹槽(9)能够为连续的或非连续的；

●至少一个轴向解压管道(11)，其布置在所述固定裙部(3)内部且出现在所述轴向工作面(6)附近；

●至少一个径向解压管道(12)，其将所述减压径向凹槽(9)连接到所述轴向解压管道(11)。

2.根据权利要求1所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于其包括至少一个轴向解压凹槽(10)，所述轴向解压凹槽出现在所述固定裙部(3)的所述表面上且将所述密封构件(8)与所述减压径向凹槽(9)连接；所述轴向凹槽(10)能够为连续的或非连续的。

3.根据权利要求2所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述轴向解压凹槽(10)是螺旋形的。

4.根据权利要求1所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述固定裙部(3)是中空的并且永久地且密封地容纳解压套筒(13)，在所述裙部(3)的内部与所述套筒(13)的外部之间留下的径向空间形成所述轴向解压管道(11)的至少部分。

5.根据权利要求4所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述解压套筒(13)容纳与活塞内部润滑管道(15)协作的套筒内部润滑管道(14)，所述活塞内部润滑管道出现在所述轴向工作面(6)处或附近，以便将所述工作流体(23)的部分从所述流体腔室(5)传送到所述传输构件(7)。

6.根据权利要求1所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述密封构件(8)包括：

●至少一个圆柱形滑动裙部(18)，其以小间隙容纳于所述汽缸(2)中且布置在延伸部中且在所述轴向压缩面(4)的侧面上的所述固定裙部(3)的轴线中，所述滑动裙部(18)通过机械裙部间连接(19)而连接到所述固定裙部(3)，所述机械裙部间连接使得所述滑动裙部(18)有可能相对于所述固定裙部(3)在纵向平移中移动，所述移动的幅度受到与所述机械裙部间连接(19)直接或间接地成一体的滑动裙部止挡件(29)限制；

●至少一个压力传输通道(20)，其形成于所述滑动裙部内部且在轴向方向上恰好穿过所述滑动裙部(18)；

●连续环形形状的至少一个可延伸连续片段(21)，其插入在所述固定裙部(3)与所述滑动裙部(18)之间，且具有经由所述压力传输通道(20)而经受所述工作流体(23)的压力的片段内部圆柱形面(22)、能够与所述汽缸(2)接触的片段外部圆柱形面(24)、在与所述固定裙部(3)直接或间接地保持密封接触的所述固定裙部侧面上的片段轴向面(25)，以及在与所述滑动裙部(18)直接或间接地保持密封接触的所述滑动裙部侧面上的片段轴向面(26)。

7.根据权利要求6所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于至少一个滑动裙部弹簧(27)往往会使所述滑动裙部(18)更接近于所述固定裙部(3)且轴向地压缩所述可延伸连续片段(21)。

8.根据权利要求4和6所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述机械裙部间连接(19)包括具有第一螺纹和第二螺纹的双螺纹螺钉(30)，所述第一螺纹旋拧到形成在所述固定裙部(3)内部的内螺纹中且借助于螺钉肩部(31)来轴向地按压所述裙部(3)中的所述解压套筒(13)，所述滑动裙部止挡件(29)旋拧在所述第二螺纹上。

9.根据权利要求7所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述滑动裙部弹簧(27)容纳在穿过所有或部分所述滑动裙部(18)的弹簧篮(32)中，所述滑动裙部的径向厚度被设置为足够小的以允许所述裙部(18)在其中心容纳所述篮(32)，所述篮(32)一方面具有搁置在所述滑动裙部(18)上的篮状外部翻板(33)，且另一方面具有上面搁置有所述滑动裙部弹簧(27)的一端的篮状内部翻板(34)，所述滑动裙部弹簧的另一端搁置在布置于所述机械裙部间连接(19)上或附接至所述机械裙部间连接的弹簧支撑件肩部(44)上。

10.根据权利要求9所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述弹簧篮(32)的外表面具有使所述篮(32)在所述滑动裙部(18)中径向居中的居中构件(39)，通过所述篮状外部翻板(33)与所述裙部(18)之间的接触来确保所述篮(32)相对于所述裙部(18)的轴向定向。

11.根据权利要求9所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述滑动裙部止挡件(29)能够支承在所述篮状外部翻板(33)上或在所述篮状内部翻板上。

12.根据权利要求6所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述机械裙部间连接(19)容纳与活塞内部润滑管道(15)协作的连接内部润滑管道(35)，所述活塞内部润滑管道出现在所述轴向工作面(6)处或附近，以便将所述工作流体(23)的部分从所述流体腔室(5)传送到所述传输构件(7)。

13.根据权利要求1所述的具有减压凹槽的液压活塞，其特征在于所述减压径向凹槽(9)的轴向长度大于所述径向解压管道(12)的直径，以使得所述凹槽(9)形成工作流体储集器(36)。

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