專利名稱：軸向活塞機，尤其是軸向活塞泵或軸向活塞馬達的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及本權(quán)利要求1開頭提到的一種軸向活塞機。這種機器的不同類型，即“旋轉(zhuǎn)斜盤機”、“斜盤機”和“斜筒機”，其工藝在亞琛的萊因-威斯特法倫工業(yè)大學(xué)液壓與氣體傳動控制研究所(Institut furhydraulische und pneumastische Antriebe und Steuerungen der Rheinisch-Westfalischen Technischen Hochschule Aachen)W.巴克教授(Prof.W.Bache)的打印講義(油壓基礎(chǔ))(Grundlagen der Oelhydraulik)1974年第2版第116頁中講到(又見該講義的圖示4-22至4-25)。
軸向活塞機細(xì)分為以下幾類1.旋轉(zhuǎn)斜盤機;
2.斜盤機;及3.斜筒機。
權(quán)利要求1開頭提到了所有這三種類型。
在上述要求提到的第一類機器中的第一分組件，為安裝在機殼中的一套氣缸-活塞裝置，第二分組件為一個旋轉(zhuǎn)斜盤。所以，此第二分組件是傳動分組件。
在第二類機器中，經(jīng)一分組件為包含一套氣缸-活塞裝置的滾筒。因此，此第一分組件是傳動分組件，而第二分組件為一個固定斜盤。
在第三類機器中，第一分組件也為包含一套氣缸-活塞裝置的滾筒，而經(jīng)二分組件為一個與其旋轉(zhuǎn)軸線安裝成直角的旋轉(zhuǎn)傳動盤。兩個分組件的旋轉(zhuǎn)軸彼此間有一夾角。此處的第二分組件是傳動分組件，而正如能顯示的那樣，實質(zhì)上沒有傳動扭矩傳動扭矩傳到第一分組件上。
根據(jù)以上前言，本發(fā)明的第一個目的，是為了改進軸向軸承裝置的結(jié)構(gòu)，此裝置主要用于傳送由機器中液壓工作壓力產(chǎn)生的各個活塞力。根據(jù)本發(fā)明，這個問題的解決辦法由權(quán)利要求1所述各項特征限定。
這些特征可以或促成把一個自行調(diào)整的或轉(zhuǎn)節(jié)的滾動軸承尤其是球面滾柱軸承，用于軸向或縱向地支承傳動組件，支承時最好與一些用于橫向支承且可沿軸線移動的徑向軸承相聯(lián)，這些徑向軸承處于軸向或縱時不負(fù)荷。發(fā)生于軸向活塞機中的各個軸向力產(chǎn)生與中軸線有關(guān)的偏心作用和循環(huán)作用。在中徑向軸承的間隙允許范圍內(nèi)，上述這些軸向力引起傳動組件做循環(huán)擺動式旋轉(zhuǎn)運動。采取權(quán)利要求1所述各項措施，就會在很大程度上避免在軸向軸承中引起邊緣壓力的危險。
本發(fā)明的又一目的，涉及第一類和第二類軸向活塞機。該目的在于對一個最好為圓盤形且用以支持或承受各活塞的連接構(gòu)件，加以改進，該構(gòu)件與一套傳動分組件相聯(lián)而可以旋轉(zhuǎn)(見上述巴克教授文獻圖示4-22)。本發(fā)明要達到的這個目的，由權(quán)利要求2所述各項特征確定。這樣，該連接構(gòu)件與第一分組件之間限定的聯(lián)接，就大大減少各傳力接合面的相應(yīng)移動，這意味著理想地減輕摩擦和磨損。順便說一句，在第一分組件固定(“旋轉(zhuǎn)斜盤型”)的情況下，這種旋軸間歇耦合式聯(lián)接，顯然會引起該連接構(gòu)件固定的旋轉(zhuǎn)間歇。
根據(jù)權(quán)利要求3，本發(fā)明的另一項根本改進是配備一件萬向節(jié)夾持裝置。根據(jù)權(quán)利要求4而設(shè)計的該夾持裝置具有穩(wěn)定和操作安全的特殊優(yōu)點，以便該裝置包括一個沿著連接構(gòu)件外周邊延伸的萬向節(jié)墊圈，該裝置上述第一分組件各自靠一對徑向接頭與該連接構(gòu)件相聯(lián)。要求權(quán)利要求5，此第一分組件最好固定安裝在一個機殼內(nèi)，而該萬向節(jié)墊圈靠一對徑向接頭安裝在機殼上。在這種情況下，根據(jù)權(quán)利要求6而設(shè)計時，配桿幾根雙接頭桿，最好是雙球窩接頭桿，用于在上述各氣缸-活塞裝置與該連接構(gòu)件之間傳力。每一根上述雙接頭桿，靠第一接頭與一個對應(yīng)活塞相聯(lián)，靠第二接頭與該連接構(gòu)件的對應(yīng)結(jié)合器相聯(lián)。這種設(shè)計的好處是，最大限度地減小各個橫向活塞力，又不阻礙連接構(gòu)件對著中軸線周圍的第一分組件的必要微小斜角擺動。
最后，本發(fā)明的另一目的是對軸向活塞機尤其是上述第一類機子做多方改進一方面在結(jié)構(gòu)上集中于對各個接觸到通常有侵蝕性或腐蝕性的液壓工作媒體的部件做合理改進，另一方面使各種閥門、附件及此類零件容易保養(yǎng)維修。根據(jù)本發(fā)明而達到此目的，由權(quán)利要求7所述各項特征限定。因此，各種閥門、附件及此類零件可安裝于一套裝卸比較自由和頂端分組件中。這樣設(shè)計的一個突出優(yōu)點，要通過置于第一分組件中并與其相聯(lián)的各活塞也易于裝拆這一點，才看得出來。上述頂端分組件，最好包括一只與傳動軸相聯(lián)的送料泵，以及/或者一個泵式或馬達式閥門組。這樣設(shè)計可能有另一個根本優(yōu)點，即對該頂端分組件限定使用抗腐蝕材料。
必須指出，在充分理解本發(fā)明這一意義上，獨立權(quán)利要求1、權(quán)利要求2、權(quán)利要求7中每條要求的主題才能被單獨實現(xiàn)和應(yīng)用。然而，所有獨立權(quán)利要求的主題及其特征結(jié)合起來，或者可能是一部分主題的結(jié)合，由于有一些專門而增大的優(yōu)點，在本發(fā)明范圍內(nèi)，也能被實現(xiàn)和應(yīng)用。
現(xiàn)以附圖所示一臺旋轉(zhuǎn)斜盤軸向活塞泵(屬上述第一類)為例，進一步解釋本發(fā)明。


圖1和圖2表示該機同軸的這兩部分是結(jié)合著的，兩部分共有向平面已用0-0標(biāo)出。
還須指出，根據(jù)本發(fā)明而來的一切特征，可由所示實例復(fù)制，尤其對上述第二類和第三類機也適用。
根據(jù)圖紙具體描述下列特征第一分組件1包括若干(此處為5個)氣缸-活塞裝置2，這些裝置在徑向上與中軸線3有一段距離且與其平行排列，而且每個環(huán)繞該中心軸線3的裝置，均以適當(dāng)角度(此處為72度)彼此隔開排列。每個裝置2均包括置于氣缸5中可滑動的一個活塞4?；钊c氣缸在軸向剖面圖中只顯示了其軸向長度的一部分。氣缸與活塞的設(shè)計細(xì)節(jié)不必在此贅述，因為該氣缸-活塞本身在現(xiàn)有技術(shù)中可以是眾所周知的一種。
一根預(yù)拉伸的回位螺旋彈簧6環(huán)繞著氣缸5，并通過一根套在活塞4的徑向凸出底座法蘭8上的套筒7而起作用，從而有助于把活塞推向其回復(fù)的即氣缸充氣的方向(在圖中為從左向右推)。彈簧6的內(nèi)端(圖中左邊)連著支承套筒9的右端面，該套筒緊卡在機殼10的軸向孔內(nèi)。套筒9緊套氣缸5的左端部分。
必須明白，若不各個氣缸安裝成與軸線3平行，而把各氣缸軸線排列為與軸線3成5至10度的銳角，這么設(shè)計可以接受。從各缸之間附件的空間利用觀點來看，這么做可以顯出優(yōu)越性。
機殼10的左端面，借助幾根高度預(yù)應(yīng)力軸向螺桿11與頂端分組件12緊聯(lián)，該分組件除了有其它部件之外，還包括一個閥門組13，一只連接著傳動軸16一部分裝置15的加料泵14。軸裝置15由一個齒狀離合器17聯(lián)接著傳動軸的中心部分18。加料泵14使各氣缸-活塞裝置的輸入壓力增大，從而作用于一個足以避免空穴現(xiàn)象的閥門。傳動軸中心部分18這部分裝置也驅(qū)動一只潤滑泵19，該泵通過潤滑劑過濾器21向潤滑通道系統(tǒng)20送料。
每個氣缸-活裝置2與一個出入口兩用閥22同軸相連，該閥入口端23通過一個輸入通道系統(tǒng)24與上述加料泵14的出口25相連。此泵14即眾所周知的“側(cè)通道(side channel)”型，由于它無關(guān)本發(fā)明宏旨，在此無須細(xì)述。該加料泵14通過其入口26，與一個在此未顯示的外部低壓液壓送料系統(tǒng)相聯(lián)。閥22的出口端27，通過一個輸出通道系統(tǒng)28，與一個也未顯示的外部高壓液壓系統(tǒng)相聯(lián)。閥22有一個實質(zhì)上是同軸的內(nèi)流通道系統(tǒng)，有一套用于兩個流向即從相應(yīng)的氣缸-活塞裝置流來主往其流去的帶彈簧的止回閥部件。該閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對本發(fā)明無特殊意義，所以也不在此細(xì)述。大體說來，若不用本文例舉的出入口兩用閥，可用其它常規(guī)的、眾所周知的閥門類型。
機內(nèi)還裝有可隨上述第一分組件1旋轉(zhuǎn)的第二分組件29。分組件29在傳力時在接合面30的范圍內(nèi)與上述氣缸-活塞裝置2相聯(lián)，結(jié)合面與中軸線3形成至少近似直角，以便分組件29接收各氣缸-活塞裝置的擺動驅(qū)動力。分組件29可在機殼10內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并與傳動軸16的主要裝置31相聯(lián)，構(gòu)成一套傳動分組件。傳動軸的裝置18與裝置31靠一個常規(guī)離合器32相聯(lián)。
必須指出，分組件29的各種設(shè)計方案皆可用。所以，氣缸-活塞裝置可設(shè)計為一個滾筒，即前面提到的第二類和第三類機子，在這種情況下，這種組件也許是實質(zhì)上無扭矩的旋轉(zhuǎn)組件。
傳動分組件29有一套軸承設(shè)備。它包括第一類軸承33、34，它們至少實質(zhì)上是按徑向作用且彼此間沿軸向遙一段距離，它還包括按軸向和徑向作用的第二類軸承-轉(zhuǎn)節(jié)軸承35。本文所舉例子中，軸承33、34是可軸向移動的氣缸滾柱軸承，而軸承35是主要按軸向作用的球面滾柱軸承。
第二類軸承35的旋轉(zhuǎn)圓心36，處在第一類軸承33、34的軸承軸向?qū)挾?9的兩個中點38之間的軸線中部37的范圍以內(nèi)。
分組件1、分組件29可在上述中軸線3周圍做彼此有關(guān)的旋轉(zhuǎn)。這兩個分組件中只有一個，在此是分組件29，能在機殼10中旋轉(zhuǎn)，并起到與傳動軸16相聯(lián)充當(dāng)傳動分組件的作用。然而，如已的到那樣，依據(jù)第三類機子而設(shè)計也可以考慮。
機中還裝有一個圓盤形連接部件40，它與第二分組件29相聯(lián)，因而能環(huán)繞一條旋轉(zhuǎn)斜軸線41做與該分組件相關(guān)的旋轉(zhuǎn)，該斜軸線與中軸線3形成一個夾角。連接部件40還以被阻礙連續(xù)環(huán)繞中軸線3而旋轉(zhuǎn)的方式與第一分組件1相聯(lián)，且它在傳力時在上述結(jié)合面30的范圍內(nèi)與各氣缸-活塞裝置相聯(lián)。該結(jié)合面與旋轉(zhuǎn)斜軸線41形成至少近似的直角。這樣，該連接部件就接收各氣缸-活塞裝置實質(zhì)上是軸向的擺動驅(qū)力，并把這種力傳給第一分組件。充分理解該連接部件，也可被認(rèn)為是理解上述第二分組件。
上述連接部件40與第一分組件1之間的旋轉(zhuǎn)間歇式聯(lián)接，靠一件正作用夾持裝置42而實現(xiàn)。本文之例中，該夾持裝置是一件包括一個萬向節(jié)墊圈的萬向節(jié)裝置，該裝置沿連接部件40的外周邊而延伸，并分別靠一對徑向樞軸44聯(lián)著連接部件40和第一分組件1。鑒于第分組件1固定地安裝于機殼內(nèi)，萬向節(jié)墊圈43就靠一對未顯示出的徑向樞軸而裝在機殼上。在本文之例中所示的雙接頭桿45即雙球窩接頭桿，用于在各氣缸-活塞裝置2與連接部件40之間傳力。這些雙接頭桿中的每一根，靠第一接頭46與相應(yīng)的一個活塞相聯(lián)，靠第二接頭47與連接部件相應(yīng)的接合器48相聯(lián)。
如已提到那樣，在本文之例中，傳動軸16由旋轉(zhuǎn)相聯(lián)的三部分裝置即31、18和15組成。該傳動軸沿著中軸線3同軸地延伸，從其傳動入口端49起，經(jīng)過第一分組件1與外殼10的一個相應(yīng)的中央穴，到達帶有送料泵14和閥門組13的頂端分組件12。
顯然，根據(jù)本發(fā)明而做且專門舉例顯示的設(shè)計方式，也能用于軸向活塞馬達。當(dāng)然，要這樣做，閥門組件就要是與傳動軸的旋轉(zhuǎn)正連接且同步運行的那一種，且該傳動軸是動力輸出軸。進料泵則可取消，或以其它可用的附件代替。
權(quán)利要求
1.軸向活塞機，尤其是軸向活塞泵或軸向活塞馬達，顯示出如下特征a.有包括若干氣缸-活塞裝置(2)的第一分組件(1)，這些裝置(2)與中軸線(3)有一段距離且與其平行排列，或與其形成銳角，每個環(huán)繞該中軸線的裝置以某個角度彼此隔開排列；b.裝有能隨上述第一分組件(1)旋轉(zhuǎn)的第二分組件(29)，該第二分組件(29)在一個與上述中軸線(3)成一預(yù)定角度的接合面(30)的范圍內(nèi)，在傳力時與上述各氣缸一活塞裝置相聯(lián)，以便接收這些氣缸-活塞裝置的擺動驅(qū)動力；c.上述分組件(29)之一，在結(jié)構(gòu)上作為傳動分組件安裝在機殼中并能旋轉(zhuǎn)，且與旋轉(zhuǎn)的傳動裝置相聯(lián)；其特征在于d.該傳動分組件(29)有一套軸承設(shè)備，它包括兩個第一類軸承(33、34)，它們至少實質(zhì)上是按徑向作用且彼此間在軸向上有一段距離；它還包括按軸向和徑向作用的轉(zhuǎn)節(jié)型第二類軸承(35)；e.該第二類軸承(35)的旋轉(zhuǎn)圓心(36)，處在第一類軸承(33、34)的軸承軸向?qū)挾?39)的兩個中點(38)之間的軸線中部(37)的范圍以內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的軸向活塞機，尤其是軸向活塞泵或軸向活塞馬達，顯示出如下特征a.有包括若干氣缸-活塞裝置(2)的第一分組件(1)，這些裝置(2)與中軸線(3)有一段距離且與其平行排列，或與其形成銳角，每個環(huán)繞該中軸線的裝置以某個角度彼此隔開排列;b.裝有在傳力時與上述各氣缸-活塞裝置(2)相聯(lián)，以便接收其擺動驅(qū)力的第二分組件(29);c.上述分組件(1、29)可在上述中軸線(3)周圍做彼此有關(guān)的旋轉(zhuǎn);d.上述分組件之一，能在機殼中旋轉(zhuǎn)，并在結(jié)構(gòu)上作為傳動分組件與旋轉(zhuǎn)的傳動裝置相聯(lián);e.機中最最好裝有一個圓盤形連接部件(40)，它與上述第二分組件(29)相聯(lián)，能環(huán)繞一條旋轉(zhuǎn)斜軸線(41)做與該組件相關(guān)的旋轉(zhuǎn)，該斜軸線與中軸線(3)形成一個夾角，該連接部件(40)還以被阻礙連續(xù)環(huán)繞該中軸線(3)而旋轉(zhuǎn)的方式與上述第一分組件(1)相聯(lián)，該連接部件(40)在傳動時在一個結(jié)合面(30)的范圍內(nèi)與上述各氣缸-活塞裝置(2)相聯(lián)，該結(jié)合面與該旋轉(zhuǎn)斜軸線(41)形成至少近似的直角，以便該連接部件接收上述各氣缸-活塞裝置的擺動驅(qū)動力;其特征在于f.該連接部件(40)靠一件正作用夾持裝置(42)與上述第一分組件(1)形成旋轉(zhuǎn)間歇式聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向活塞機，其特征在于一個萬向節(jié)夾持裝置(42)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸向活塞機，其特征在于上述夾持裝置(42)包括一個萬向節(jié)墊圈(43)，該裝置沿上述連接部件(40)的外周邊延伸，并分別靠一對徑向樞軸(44)聯(lián)著該連接部件(40)和上述第一分組件(1)。
5.根據(jù)要求4所述的軸向活塞機，其特征在于上述第一分組件(1)固定地安裝于機殼內(nèi)，且上述萬向節(jié)墊墊圈(43)靠一對徑向樞軸(44)裝在該機殼上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2和5中任何一項所述的軸向活塞機，其特征在于有幾根雙接頭桿(45)，最好是雙球窩接頭桿，用于在上述各氣缸-活塞裝置(2)與上述連接部件(40)之間傳力，這些雙接頭桿中的每一根，靠第一接頭(46)與相應(yīng)的一個活塞相聯(lián)，靠第二接頭(47)與該連接(40)相應(yīng)的一個接合器相聯(lián)。
7.根據(jù)上述任一項權(quán)利要求所述的軸向活塞機，尤其是軸向活塞泵或軸向活塞馬達，顯示出如下性能a.有包括若干氣缸-活塞裝置(2)的第一分組件(1)，這些裝置(2)與中軸線(3)有一段距離且與其平行排列，或與其形成銳角，每個環(huán)繞中軸線的裝置以某個角度彼此隔開排列;b.在一根傳動軸(16)上，裝有與上述中軸線(3)同軸及繞其旋轉(zhuǎn)的一個第二分組件(29)，該第二分組件(29)還在傳力時與上述各氣缸-活塞裝置(2)相聯(lián)，以便接收其擺動驅(qū)動力。其特征在于c.上述傳動軸(16)最好包括至少兩部分旋轉(zhuǎn)相聯(lián)的縱向裝置，它沿著上述中軸線同軸地延伸，從其傳動入口端(49)起，經(jīng)過上述第一分組件(1)或機殼各自相應(yīng)的一個中央穴，到達一套頂端分組件(12)，此分組件包括至少一套與上述傳動軸(16)相聯(lián)的附件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的軸向活塞機，其特征在于上述頂端分組件(12)包括一只與上述傳動軸(16)相聯(lián)的加料泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的軸向活塞機，其特征在于一個泵式或馬達式閥門組(13)，置于上述頂端分組件(12)之中。
全文摘要
一種軸向活塞泵或馬達式的軸向活塞機，具有一個包括若干氣缸-活塞裝置(2)的第一分組件(1)，一個能在與中軸線成預(yù)定角度的結(jié)合面(30)內(nèi)，以一種與氣缸缸活塞裝置傳力的方式相對于第一分組件轉(zhuǎn)動的第二分組件(29)，兩分組件之一可轉(zhuǎn)動地設(shè)在機(10)內(nèi)且與旋轉(zhuǎn)傳動裝置相聯(lián)，上述主動分組件包括兩個軸向間隔開的，至少基本在徑向上作用的第一軸承(33，34)和一轉(zhuǎn)節(jié)型第二軸承，位于兩第一軸承中心之間大約中點上。上述結(jié)構(gòu)適用于旋轉(zhuǎn)斜盤機，斜盤機和斜筒機。
文檔編號F04B1/20GK1104300SQ93109269
公開日1995年6月28日 申請日期1993年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月6日
發(fā)明者弗雷·伯恩哈德 申請人:海德羅瓦特系統(tǒng)公司