CN1196545C - 填充式液压活塞的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种填充式液压活塞的制造方法，它包括：冷加工成形空的金属活塞主体，从而形成带有封闭端、开口端和均匀横截面的中心孔的圆柱形壁；把铝芯子放置到该中心孔内，该铝芯子具有与中心孔互补的横截面，该铝芯子具有邻近中心孔的封闭端的内端部和与中心孔的开口端间隔开的外端部，中心孔在外端部处保持开口；与活塞主体的材料相比，铝芯子是密度较小的材料，冷滚压活塞主体的开口端，使绕着中心孔在外端部处的活塞主体变形，减少中心孔在外端部处的直径，并且局部包围铝芯子的外端部；在中心孔外端部外侧冷加工成形局部是球形的管座；把滑动件放置在管座内。本发明的填充式活塞以合理的费用提高了泵或者液压马达的效率。

Description

填充式液压活塞的制造方法
技术领域
本发明涉及液压泵和液压马达的活塞。更加具体地说，本发明涉及用在泵和液压马达上的液压活塞的装填。本发明的填充式活塞以合理的费用提高了泵或者液压马达的效率。
背景技术
减少容纳在液压活塞内的油的总量的公知技术是用固体材料填充一般是中空的活塞。这减少了容纳在活塞内的油的总量。在每个循环或者泵循环过程中，活塞内的油一定得被压缩。
主要由于填充活塞空腔的油的可压缩性，已经发现中空活塞结构形成了不利的侧作用。流体的可压缩性对设备的总体效果具有明显的作用，而且当用于轴向活塞型的泵或者液压马达时，还形成了气蚀、浸蚀、噪声及在旋转斜盘机构上形成不良的力矩。
目前至少有三种公知的“填充式”中空活塞：焊接活塞、固体活塞和填充塑料的活塞。由于有焊接过程，因此焊接活塞的制造费用较贵。焊接活塞还需要将所钻出的孔设置成通过该元件，从而润滑滑动装置的运转面。这些钻出的孔常常相对较长，而且直径较小。因此，钻孔过程一般非常困难并且费用高。
固体活塞还减少了油量。但是，固体活塞比它们的中空配对物要重得多，因此减少了液压元件的速度性能。与焊接活塞相似，固体活塞具有通过它们的小孔，而该孔需要昂贵的钻孔工作来确保滑动装置的运转表面的润滑。
人们还尝试借助于把液体塑料倒进它们之中从而填充活塞。在固化时，塑料具有大量模数，该模数比油的模数大得多。这种方法已经证明费用较贵，并且在活塞内可靠地保持该材料或者把它粘附在活塞壁上是困难的。许多塑料不能满足大量模数的要求。
在缸体的每个循环过程中，每个活塞孔内的油量被压缩到工作压力。油是可以压缩的并且接受能量来压缩。这会引起一些元件的能量损失，而这些能量损失使得活塞不能被很好地填充。提供这种减少量可以提高效率，但是常常需要较高的费用来生产。
中空活塞的另一个问题是随着部件旋转速度的改变而控制力矩发生变化。因为费用较高，因此导向位移(非伺服机构)元件一般不具有带有减少容积的活塞。由于导向位移元件不具有伺服机构来控制旋转斜盘，因此操作者可以感觉到控制力矩。
带有较小容积的活塞可以制造为焊接活塞或者固体活塞。这两者可以实现性能的提高，但是焊接活塞制造费用较高，固体活塞比较重，而这种较重的重量减少了它们工作时的最大速度，因为较大的部件倾翻力和较大的离心力形成了活塞烧伤。
使上面所描述的、传统的“填充式”活塞适合于低压液压元件是困难的。因此，低压液压元件不能得到减少油量的好处，因为它们一般是费用较小的元件，市场上不能容忍这种非中空活塞的附加费用。
发明内容
因此，本发明的主要目的是在活塞内提供一种重量轻的插入物，通过冷加工环绕插入物的活塞材料来保持该插入物。
本发明的另一个目的是提供一种重量轻的活塞，在不采用昂贵的铸造或者挤压方法的情况下可以填充活塞。
本发明的另一方法提供一种重量轻的活塞，该活塞费用较小并且减少了油的可压缩性。
本发明提供一种制造用来旋转液压泵或者液压马达的液压活塞的方法，它包括：冷加工成形空的金属活塞主体，从而形成带有封闭端、开口端和均匀横截面的中心孔的圆柱形壁；把铝芯子放置到该中心孔内，该铝芯子具有与中心孔互补的横截面，该铝芯子具有邻近中心孔的封闭端的内端部和与中心孔的开口端间隔开的外端部，中心孔在外端部处保持开口；与活塞主体的材料相比，铝芯子是密度较小的材料，冷滚压活塞主体的开口端，使绕着中心孔在外端部处的活塞主体变形，减少中心孔在外端部处的直径，并且局部包围铝芯子的外端部；在中心孔外端部外侧冷加工成形局部是球形的管座；把滑动件放置在管座内。
在滑动件放置在管座内之前，局部切削该活塞主体的开口端，从而得到活塞主体的预定纵向长度。
滑动件至少局部可旋转地安装在管座内。
沿铝芯子的中心轴轴向地从顶孔钻孔形成孔，该孔与管座连通。
在管座和孔的相交线处的活塞主体内形成斜形室。
在形成管座时，一部分活塞主体盖住铝芯子的外端。
在活塞主体的开口端处形成环形凸缘，该环形凸缘向内压接滑动件，可旋转地把滑动件保持在管座内。
附图说明
图1是安装在液压元件的缸体内的、本发明的填充式活塞的横剖面图。
图2是填充式活塞组件的放大比例的透视图。
图3A至图3G表示形成和装配本发明的活塞的各个方法步骤。
图4是与图3D相同的、填充式活塞的放大比例的纵向剖面图。
具体实施方式
在附图中一般用标号10(见图1)来表示本发明的填充式及装配好的液压活塞组件。液压活塞10包括空的金属活塞主体12，该活塞主体12具有圆柱形壁14、封闭端16、开口端18和中心孔20。液压活塞10的形成包括：把圆柱形铝芯子22放入在中心孔20内。铝芯子22具有直径互补并且基本上等于中心孔20的直径，但是铝芯子22具有较短的长度，因此在邻近开口端18的中心孔20内留下了开口空间24(见图3B)。
如图3C所示，冷滚压图3B的部件，从而压缩环绕空间24的活塞主体12，并且把铝芯子22靠在封闭端16地结合在中心孔20内。如图3C所示一样，这个步骤使活塞主体12的开口端18的内部直径和外部直径减小。
然后，如图3D所示一样，对图3C的组件进行冷加工成型，这里，活塞主体12的开口端18和在中心孔20的前端部处的空间24又受到冷加工处理，从而形成管座26，在管座26的后管座端27是球形，并且终止于顶孔28的后部轴线上，该顶孔28形成于封闭的壁30上。封闭的壁30完全密封铝芯子22。管座26的前端部29具有相对较薄的圆柱形壁26A，圆柱形壁26A从球形管座端27延伸到活塞主体12的开口端18上。线31表示管座端27和管座26的前端部29之间的相交线(见图3D)。
然后，由图3D所形成的组件借助于减少圆柱形壁26A的长度来切削到合适的长度，从而在开口端18处形成环形凸缘32(见图3G)。环形凸缘32延伸过线31，并且因此从通过线31的垂直平面向前延长，而线31把管座端27的形状限制为半球形。沿圆柱形壁14的封闭端16和铝芯子22的中心轴线方向，轴向地从顶孔28钻出孔33。然后，把顶孔28形成漏斗形、斜形室28A(见图3G)。
标号34表示滑动件，该滑动件在一端处具有球体36，一个较短的、直径减小的杆38从该端延伸(见图1和图3G)。滑动板40位于与球体36相对的、杆38的另一端部上。如图1、图3F和图3G所示一样，球体36移动到带有管座端27的管座26内，而管座端27的形状与球体是互补的，并且管座端27包围该表面的一半。然后，环形凸缘32被压到延伸出管座端27的外端的、球体36的表面部分上(图3G)。环形凸缘32所压住的球体36是这样的，以致球体36可以在管座端27内进行旋转。
装配好的液压活塞10适合于用在传统的缸体42上(图1)，该缸体包括可滑动地安装在活塞孔44内的液压活塞10。滑动板40与传统的旋转斜盘46接合。传统地，将油供给到活塞孔44的底部，并且通过孔33和斜形室28A而与管座26和管座端27连通。
从上面的描述中，可以看到本发明至少可以实现所述的目的。

Claims (7)

1.一种制造用来旋转液压泵或者液压马达的液压活塞(10)的方法，它包括：冷加工成形空的金属活塞主体(12)，从而形成带有封闭端(16)、开口端(18)和均匀横截面的中心孔(20)的圆柱形壁(14)；把铝芯子(22)放置到该中心孔(20)内，该铝芯子具有与中心孔(20)互补的横截面，该铝芯子(22)具有邻近中心孔(20)的封闭端(16)的内端部和与中心孔(20)的开口端(18)间隔开的外端部，中心孔(20)在外端部处保持开口；与活塞主体(12)的材料相比，铝芯子是密度较小的材料，冷滚压活塞主体的开口端(18)，使绕着中心孔(20)在外端部处的活塞主体(12)变形，减少中心孔(20)在外端部处的直径，并且局部包围铝芯子(22)的外端部；在中心孔(20)外端部外侧冷加工成形局部是球形的管座(26)；把滑动件(34)放置在管座(26)内。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在滑动件(34)放置在管座(26)内之前，局部切削该活塞主体(12)的开口端(18)，从而得到活塞主体(12)的预定纵向长度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：滑动件(34)至少局部可旋转地安装在管座(26)内。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：沿铝芯子的中心轴轴向地从顶孔(28)钻孔形成孔(33)，该孔(33)与管座(26)连通。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：在管座(26)和孔(33)的相交线处的活塞主体(12)内形成斜形室(28A)。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在形成管座(26)时，一部分活塞主体(12)盖住铝芯子(22)的外端。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：在活塞主体(12)的开口端(18)处形成环形凸缘(32)，该环形凸缘(32)向内压接滑动件(34)，可旋转地把滑动件(34)保持在管座(26)内。
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Granted publication date: 20050413