專利名稱：水壓機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有布置成可在氣缸內移動的至少一個活塞的
水壓才幾(water hydraulic machine),該活塞連接到具有滑動表面的滑瓦 (slide shoe)上，通過滑動表面該滑瓦支承在旋轉斜盤(swashplate)上， 在滑動表面和旋轉斜盤之間布置了減摩塑料(plastic material)。
背景技術：
例如，從DE10223844A1中獲知了該種水壓機。該水壓機以水 作為液壓介質進行工作。由于水沒有潤滑特性，為確保彼此相對移 動的零件可以盡可能低的磨損方式相互滑動而采用了減摩塑料。
對于下列說明，用語"減摩"必須始終理解成塑料與材料的相 互作用，以減摩的方式塑料對該材料施加壓力。例如，如果旋轉斜 盤由鋼制成，則塑料以低摩擦方式與鋼相互作用。
如由丹麥Nordborg的丹佛斯(Danfoss A/S)公司以"Nessie"命名 的水壓機已在許多應用中證明了它們的價值。例如，該水壓機可在
反滲透系統(tǒng)中用作泵。
如果水壓機必須尺寸設置成用于高性能，則最終會在運轉一定 時間后在減摩塑料上出現(xiàn)損壞。

發(fā)明內容
本發(fā)明基于保證足夠壽命的以及高性能水壓機的任務。 通過介紹中所提及的水壓機，由于滑動表面和塑料之間的接觸
區(qū)制成為在周向的至少一個位置內徑向顯露，故解決了該任務。
對于該解決方案，假定尤其是對于具有數(shù)百升/分鐘的輸送速度
范圍和50巴或更大輸送壓力的大泵而言，有時在滑動表面上出現(xiàn)了
對塑料的損壞，這可導致水滲入到塑料和滑動表面之間的區(qū)域，也 就是，滲入到接觸區(qū)。現(xiàn)在，該水可從接觸區(qū)毫無問題地溢出，這 是因為在徑向上接觸區(qū)具有顯露區(qū)域，該顯露區(qū)域如直到目前為止 的情形那樣，未被塑料的其它區(qū)域覆蓋或封閉。因此，在塑料和滑 動表面之間不可積累過大的高壓，該過大的壓力將最終導致塑料從 滑動表面上分開。因此，同樣地當塑料沒有如裂縫等那樣的損壞時， 該塑料以其它方式穩(wěn)定地保持在滑動表面上。
優(yōu)選地，接觸區(qū)制成為徑向向外地顯露。在此處，用語"徑向 向外"涉及通常具有圓形滑動表面的滑瓦。同樣地當滑動表面的形 狀偏離圓形形狀時，"徑向"是指從滑瓦的中心延伸并向外的方向。
在滑瓦的徑向外側保持著(rule)最小的水壓，以便進入到塑料和滑動 表面之間的水可在此處溢出。
優(yōu)選地，塑料具有沿旋轉斜盤方向延伸的周向突出部，該突出 部包繞著其表面與氣缸內活塞的施壓表面同樣大的區(qū)域。因此，當 水聚集在說起來是支承在旋轉斜盤上滑動的區(qū)域內時，可完成壓力 釋放。
如果該區(qū)域與位于氣缸內的壓力腔連接時，尤其是該種情形。 因而，容易地確定了在該區(qū)域內總是保持與氣缸內的壓力相同。然 而，這完全是作用在活塞上并經由活塞沿旋轉斜盤擠壓滑瓦的壓力。 由于平面同樣地大，于是出現(xiàn)了動力平衡。這樣，塑料上的機械應 力很小。
優(yōu)選地，塑料以貼身的(form-fitting)方式連接滑瓦。首先，這種 貼身的連接必須確保在塑料和滑動平面之間不會產生平行于滑動表 面的位移。當滑瓦和塑料之間的接觸區(qū)沿周向在一個位置或多個位 置敞開以便滲入到滑動表面和塑料之間的水可在此溢出時，也可實 現(xiàn)貼身的連接。
優(yōu)選地，滑瓦的滑動表面沿徑向具有切口凹部，所述凹部接合 塑料。這導致了兩個效果。首先，塑料不僅在平行于滑瓦的滑動平
面的方向上固定，而且在垂直于所述平面的方向固定。塑料接合凹 部的切口并因而更好地固定。其次，該切口導致密封長度增加，從 而可保持水滲入到滑瓦和塑料之間的凹部區(qū)域內的風險^f艮小。
優(yōu)選地，在凹部內塑料包繞滑動表面內的孔，在該孔內保持著 氣缸內的工作壓力。工作壓力于是徑向向外推動塑料并在塑料和滑 瓦之間提供改善的密封。例如，由于活塞具有在凹部內終止的開槽 而可提供工作壓力。
優(yōu)選地，滑瓦的圓周覆蓋有一層減摩合成材料，該減摩合成材 料在周向的數(shù)個位置處連接塑料。塑料和合成材料可以相同的方式 制成。合成材料確保了滑瓦可相對于壓力板移動而不會引起相當大 的磨損。這種合成材料因而可同時用來將塑料固定到滑動表面上。 仍然地保持有中斷，在該中斷內，塑料和滑動表面之間的接觸區(qū)未 被覆蓋以便在此進入的水可從接觸區(qū)溢出。
優(yōu)選地，連接部中的至少 一個在周向上與滑動表面是貼身的。 例如，這可因合成材料和塑料之間的連接部位于滑動表面的凹槽內 而實現(xiàn)，該凹槽大致沿徑向延伸。這會導致塑料甚至更好地固定在 滑瓦上。
備選實施例可預見到塑料被制成盤，該盤借助于沿垂直于滑動 表面的方向延伸的插接連接部連接到滑瓦上。通過該實施例，考慮 到在運轉時基本上僅平行于滑動表面的剪切力作用在滑瓦和塑料之 間的連接部上。當活塞總是通過足夠的力沿旋轉斜盤擠壓滑瓦時， 軸向力，也就是，垂直于滑動表面的力實際上不具有損害作用。當 塑料制成僅裝接或推入的盤時，需要時該盤可容易地被更換，而不 需要更換水壓機的其它元件。這簡化了維護并降低了維護成本。水 壓機壽命可通過更換這樣的盤而被大大地延長。
面對滑動表面的盤的側面優(yōu)選具有凹部。因而，允許水滲入到 盤和滑動表面之間的區(qū)域內。該水不會具有在其它位置溢出的問題， 從而實際上不會削弱盤和滑瓦之間沿平行于滑動表面方向上的結
合。
優(yōu)選地，凹部具有小于該區(qū)域表面的表面。保持在區(qū)域內的壓 力于是通過足夠的力沿滑動表面擠壓盤，且同時以相對于旋轉斜盤 的液壓平衡支承滑瓦。
優(yōu)選地，滑瓦具有從滑動表面突出的突出部，盤裝接到所述突 出部上。這是個尤為簡單的實施例。于是可顯露盤的整個圓周，從 而也使得盤和滑瓦之間的接觸區(qū)在整個圓周上顯露。因而滲入滑動 盤和塑料之間的水可在任何位置徑向向外地溢出。
突出部優(yōu)選地制成為塑料元件的延伸部，該塑料元件位于滑瓦 和固定在活塞上的球體之間。塑料元件同樣由減摩塑料制成并確保 滑瓦可隨意地行對于活塞擺動，以便滑動表面總是保持平行于旋轉 斜盤排列。許多情形中，塑料元件將會注入或噴射到球體上?，F(xiàn)在， 當保持該塑料元件稍微從滑動表面突出時，出現(xiàn)了簡易設計的"銷
釘(spike)",形成塑料的盤可裝接在該銷釘上。
備選實施例可提供的滑瓦具有鎖定環(huán)，盤插在該鎖定環(huán)內。因 此盤并非在內部徑向地固定，而是在外部徑向地固定。同樣，這是 個沿平行于滑動表面的位移緊固盤的簡易方法。
如果鎖定環(huán)形成為塑料的延伸部，則是有利的。在該情形中， 不要求其它的元件形成鎖定環(huán)。僅塑料必須稍微地延伸。當塑料無 論以何種方式固定在滑瓦上時，這對盤提供了足夠的固定。
優(yōu)選地，鎖定環(huán)在周向上具有至少一個開口 ，所述開口連接環(huán) 形凹槽，該環(huán)形凹槽形成在塑料和滑瓦之間。已滲入滑動平面和塑 料之間的水可進入環(huán)形凹槽。由于環(huán)形凹槽與開口連接，于是水可 從塑料和滑動表面之間的接觸區(qū)溢出而不會積累過大的壓力。


下文中，本發(fā)明基于優(yōu)選實施例并結合附圖進行說明，附圖中 圖1為水壓^^的示意性截面圖2為具有滑瓦的水壓機的活塞的截面圖3為滑瓦的正i見圖4為根據(jù)圖3的IV - IV截面的放大圖5為相對于圖4進行改進的實施例；和
圖6為相對于圖4進行改進的另外的實施例。
具體實施例方式
水壓機1具有殼體2，在該殼體2內可轉動地支承氣缸鼓(cylinder drum) 3。氣缸鼓3不可轉動地連接到驅動軸4上。
數(shù)個氣缸5位于并沿周向均勻分布在氣缸鼓3內。在各個氣缸 內可移動地引導活塞6。氣缸5經由連接座7連接到閥板8上，閥板 8與控制板9相互作用。運轉時，閥板8相對于控制板9轉動。
水壓機1制成為輸送性能為500升/分鐘(l/min)和輸送壓力為60 巴(bar)的泵。
活塞6的驅動經由旋轉斜盤10而產生。各個活塞6連接到滑瓦 11上，連接借助于球體12形成，以便滑瓦可相對于活塞6傾斜。借 助于壓力板13,滑瓦11保持對旋轉斜盤IO施加壓力。壓力板13經 由球窩接頭14和彈簧15再次支承在氣缸鼓3上。
當氣缸鼓3在對驅動軸4起作用的扭矩的作用下轉動時，活塞6 以本身公知的方式沿氣缸鼓3的軸向通過對旋轉斜盤10施加壓力的 滑瓦11而往復運動。于是水壓機作為泵進行工作。如果氣缸5在右 方位置供給有液壓液體，則軸4轉動，而水壓^/L作為馬達進^f于工作。
水壓機1通過水作為液壓介質進行工作。殼體2的內部通常也 充滿水，盡管這并非絕對必要。眾所周知，水不具有潤滑特性。為 了保持旋轉斜盤10和滑瓦11之間的低摩擦，減摩塑料16位于滑瓦 的滑動表面17和旋轉斜盤10之間。減摩塑料主要地是一種基于聚 芳醚酮的高阻抗熱塑性塑料，尤其是基于聚醚醚峒(PEEK)、聚酰胺、 聚縮醛、聚芳醚、聚對苯二曱酸乙二醇酯、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜(polyether sulphone)、聚醚酰亞胺、聚丙烯酸酯、象熱塑性酚醛樹 脂(novolacquer resin)等的酚醛樹脂。塑料可提供有玻璃、石墨、聚四 氟乙烯或碳的填料，該填料作為纖維時尤其有用。當水用作液壓液 體時，選擇這些材料中的一種將會提供優(yōu)良的運轉性能。如 DE10223844A1中所描述的那樣，也可能使用類金剛石碳(DLC)層。
當考慮較大的泵時，象當前的情形那樣，在不利狀況下將會存 在塑料16被損壞的風險，例如出現(xiàn)小裂縫。在該情形下，水可滲入 塑料16和滑動表面17之間的接觸區(qū)18。為了防止?jié)B入的水在塑料 16和滑動表面17之間積累成不允許地高的壓力，如圖4所示，提供 接觸區(qū)18在圓周上徑向地顯露，也就是，接觸區(qū)18沒有被任何其 它元件所覆蓋或封閉。已滲入接觸區(qū)18的水因而可徑向向外地溢出。 具體地講，這可能是因為在滑瓦11的徑向外部(相對于滑瓦ll)實際 上未散布(prevail)較高的壓力?；瑒颖砻?7具有凹部19,該凹部19 設有徑向切口(undercut) 20。從塑料16徑向向外延伸的突出部21接 合在該切口 20內。因此，滑動表面上的塑料16不僅確保要克服平 行于滑動表面17作用的剪切力。而且該塑料16也要確?？朔S向 力，也就是，沿軸6移動方向作用的力。此外，突出部還具有因作 用在塑料上的壓力而在此實現(xiàn)密封的優(yōu)點。
塑料元件12位于球體12和滑瓦11之間，該塑料元件12也由 減摩塑料制成。同樣地在此處，水有可能滲入球體12和塑料元件之 間。優(yōu)選地，塑料元件22由與塑料16相同的材料制成。塑料元件22 優(yōu)選制成為便于噴射在滑瓦11上。
至少在與壓力板13相互作用的區(qū)域內，滑瓦11由塑料23所包 繞。塑料23也為減摩塑料，優(yōu)選為與塑料16相同的材料。
如圖2和圖3所示，塑料16和塑料23經由沿周向均勻分布的 總共四個連接部24而相互連接。連接部24位于徑向延伸的凹槽25 內，該徑向延伸的凹槽25形成在滑瓦11內。塑料23以及塑'料16 因此也要克服相對于滑瓦11的轉動。在連接部24所處位置內，接
觸區(qū)18覆蓋在徑向外部上。然而，這并不重要，因為滲入的水具有 足夠的自由空間以便從接觸區(qū)18溢出。
在鄰近旋轉斜盤10的側面，塑料16具有凹陷區(qū)域26。該區(qū)域 26具有對應于氣缸5內的壓力表面的表面。經由形成在活塞6內的 開槽27,開槽的段28也經過球體12并和開槽29 —起延伸穿過塑料 元件22進入凹部19內，氣缸5的內部連4妄氣缸5的內腔。因此， 作用在活塞6上的壓力還作用在區(qū)域26內。由于相同壓力作用在其 上的表面也相等，于是在活塞6上保持液壓平衡。塑料通過其對旋 轉斜盤10施加壓力的力，因此主要決定于彈簧15的力。
圖5示出了滑瓦11的改進實施例，在該滑瓦11中，相同的元 件如圖4那樣提供有相同的標號。
塑料16現(xiàn)在制成為盤30,該盤30僅裝接到滑瓦上。
為此，盤30具有中心的開口 31。塑料元件22延伸成通過延伸 部32突出在滑動表面17上。延伸部32接合在切口 20內，該切口 20 導致了額外改善的穩(wěn)定性。延伸部32通過開槽27的段29而被刺穿， 以便延伸部32沿軸向通過保持在氣缸5內的壓力而擠靠在滑瓦11 上。
在面對滑動表面17的側面上，盤30具有另一凹部33，但該凹 部33的表面小于區(qū)域26的表面。即使水滲入盤30和滑動表面17 之間，經由壓力保持在區(qū)域26內的頂推力也將會通過足夠的力地保 持盤30對滑瓦ll施加足夠的壓力。
運轉時，作用在盤30上的力將主要地平行于滑動表面17導向。 然后通過延伸部32接受了這些力。此外，壓力板13確保了盤30保 持在滑瓦11和旋轉斜盤10之間。
同樣在此處，接觸區(qū)18向外部敞開。在才艮據(jù)圖5的實施例中， 接觸區(qū)18甚至可在其整個圓周上敞開。
圖6示出了根據(jù)圖4的另外的改進,圖中相同的元件提供有相 同的標號。 '
在該情形下，塑料16再次制成盤30,該盤30可具有與在才艮據(jù) 圖5的實施例中相同的尺寸和特性。由于塑料23沿旋轉斜盤10的 方向從滑瓦11的圓周延伸并形成了鎖定環(huán)34，從而保持了盤30。 鎖定環(huán)34具有分布在其圓周上的數(shù)個開口 35,該數(shù)個開口 35連接 再次包繞接觸區(qū)18的環(huán)形凹槽36。
滲入塑料16和滑動表面17之間區(qū)域內的水因而可溢出或徑向 向外擠壓到環(huán)形凹槽36內。從該處，水可經由開口 35向外流進殼 體2的內部。
當維護具有根據(jù)圖5和圖6的實施例的水壓機1時，可僅更換 盤30而不需更換其它元件。這保持了少的維護成本并提供了延長水 壓機1壽命的簡易方法。
權利要求
1.一種具有布置成可在氣缸內移動的至少一個活塞的水壓機，所述活塞連接到具有滑動表面的滑瓦上，所述滑瓦通過所述滑動表面支承在旋轉斜盤上，在所述滑動表面和所述旋轉斜盤之間布置了減摩塑料，其特征在于，在所述滑動表面(17)和所述塑料(16)之間的接觸區(qū)(18)制成為沿周向在至少一個位置徑向地顯露。
2. 根據(jù)權利要求1的水壓機，其特征在于，所述接觸區(qū)(18)制 成為徑向向外地顯露。
3. 根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的水壓機，其特征在于， 所述塑料(16)具有沿所述旋轉斜盤(10)的方向延伸的周向突出部，所 述突出部環(huán)繞區(qū)域(26)，所述區(qū)域(26)的表面與所述氣缸(5)中的所述 活塞(6)的施壓表面一樣大。
4. 根據(jù)權利要求3所述的水壓機，其特征在于，所述區(qū)域(26) 與位于所述氣缸(5)中的壓力腔連接。
5. 根據(jù)權利要求1至權利要求4中任一項所述的水壓機，其特 征在于，所述塑料(16)以貼身的方式連接所述滑瓦(U)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的水壓機，其特征在于，所述滑瓦(ll) 的所述滑動表面(17)具有沿徑向的切口凹部(19)，所述凹部接合所述 塑料(16)。
7. 根據(jù)權利要求6所述的水壓機，其特征在于，在所述凹部(19) 內，所述塑料環(huán)繞所述滑動表面(17)內的孔，在所述孔內保持著所述 氣缸(5)中的工作壓力。
8. 根據(jù)權利要求1至權利要求7中任一項所述的水壓機，其特 征在于，所述滑瓦(11)的圓周覆蓋有一層減摩合成材料(23)，所述減 摩合成材料(23)在周向的數(shù)個位置處具有連接所述塑料(16)的連接部 (24)。
9. 根據(jù)權利要求8所述的水壓機，其特征在于，所述連接部(24)中的至少一個沿周向與所述滑動表面(17)是貼身的。
10. 根據(jù)權利要求1至權利要求5中任一項所述的水壓機，其 特征在于，所述塑料(16)制成為盤(30)，所述盤(30)借助于沿垂直于 所述滑動表面(17)的插接連接部連接到所述滑瓦(11)上。
11. 根據(jù)權利要求10所述的水壓機，其特征在于，所述盤(30) 面對所述滑動表面(17)的側面具有凹部(33)。
12. 根據(jù)權利要求11所述的水壓機，其特征在于，所述凹部(33) 具有小于所述區(qū)域(26)的所述表面的表面。
13. 根據(jù)權利要求10至權利要求12中任一項所述的水壓機， 其特征在于，所述滑瓦(l l)具有從所述滑動表面突出的突出部(32)， 所述盤(30)裝接到所述突出部上。
14. 根據(jù)權利要求13所述的水壓機，其特征在于，所述突出部 制成為塑料元件(22)的延伸部(32)，所述塑料元件(22)位于所述滑瓦(11) 和固定在所述活塞(6)上的球體(12)之間。
15. 根據(jù)權利要求10至權利要求12中任一項所述的水壓機， 其特征在于，所述滑瓦(11)具有鎖定環(huán)(34)，所述盤(30)插在所述鎖 定環(huán)(34)內。
16. 根據(jù)權利要求15所述的水壓機，其特征在于，所述鎖定環(huán)(34) 形成為所述塑料(23)的延伸部。
17. 根據(jù)權利要求15或權利要求16所述的水壓才幾，其特征在 于，所述鎖定環(huán)(34)在周向上具有至少一個開口(35),所述開口連接 形成在所述塑料(16)和所述滑瓦(11)之間的環(huán)形凹槽(36)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有布置成可在氣缸內移動的至少一個活塞的水壓機，活塞連接到具有滑動表面(17)的滑瓦(11)上，滑瓦通過該滑動表面支承在旋轉斜盤上，在滑動表面(17)和旋轉斜盤之間布置了減摩塑料(16)。結合該水壓機的高性能，本發(fā)明致力于提供足夠的壽命。為此，滑動表面(17)和塑料(16)之間的接觸區(qū)(18)制成為在周向的至少一個位置徑向地顯露。
文檔編號F04B1/00GK101196182SQ20071019419
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權日2006年12月4日
發(fā)明者L·馬滕森, O·T·漢森, P·奧爾森 申請人:丹福斯有限公司