具有錐形活塞的軸向活塞的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軸向活塞機(jī)，具有殼體、驅(qū)動(dòng)軸和缸滾筒，其中，驅(qū)動(dòng)軸關(guān)于第一轉(zhuǎn)軸能轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在殼體中，缸滾筒關(guān)于第二轉(zhuǎn)軸能轉(zhuǎn)動(dòng)地支承，缸滾筒具有至少一個(gè)圓柱形的缸鉆孔，在缸鉆孔中線性能動(dòng)地容納一長形延伸的活塞（80），活塞的第一端部（82）與驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)由一球窩關(guān)節(jié)連接，活塞（80）具有一圓錐形分段（86），圓錐形分段朝第一端部（82）逐漸變細(xì)，活塞（80）在與第一端部（82）對置的第二端部（83）上具有一球形分段（87），通過球形分段（86）定義的錐體無凸肩地并且無拐點(diǎn)地過渡到球形分段（87）中。根據(jù)本發(fā)明，活塞（80）在第二端部（83）上具有一平坦的端面（88），其定義一平面，該平面與球形分段（87）相交。
【專利說明】 具有錐形活塞的軸向活塞機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的軸向活塞機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]從DE 23 58 870 B2中公開了一種斜軸構(gòu)造方式的軸向活塞機(jī)，其能夠可選地作為泵或作為馬達(dá)來運(yùn)行。該軸向活塞機(jī)包括一殼體、一驅(qū)動(dòng)軸和一缸滾筒。所述驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)由一流體靜力的滑動(dòng)軸承關(guān)于一第一轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在所述殼體中。所述缸滾筒關(guān)于一第二轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承，該第二轉(zhuǎn)軸與第一轉(zhuǎn)軸相交。在所述第一轉(zhuǎn)軸和所述第二轉(zhuǎn)軸之間的傾斜角可借助于一調(diào)整裝置來設(shè)置，其中，本發(fā)明也可以在如下的軸向活塞機(jī)中使用，在這些軸向活塞機(jī)中，上述的傾斜角是固定地設(shè)置的。所述缸滾筒具有多個(gè)圓柱形的缸鉆孔，它們平行于所述第二轉(zhuǎn)軸取向。在每個(gè)缸鉆孔中都線性可動(dòng)地容納一活塞，所述活塞在第一端部上經(jīng)由一球窩關(guān)節(jié)與所述驅(qū)動(dòng)軸連接。在此，所述球窩關(guān)節(jié)在所述第一轉(zhuǎn)軸旁邊布置在所述驅(qū)動(dòng)軸的法蘭上。當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述活塞貼靠在所述缸鉆孔上，從而給出了在所述驅(qū)動(dòng)軸和所述缸滾筒之間的一轉(zhuǎn)動(dòng)隨動(dòng)連接。所述活塞具有一圓錐形分段，其朝所述球窩關(guān)節(jié)逐漸變細(xì)。由此可以將所述活塞相對于所配屬的缸鉆孔翻轉(zhuǎn)，從而使它們在所述驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會卡住。在與所述第一端部對置的第二端部上，所述活塞具有一球形分段，利用該球形分段，所述活塞基本上緊密地貼靠在所述缸鉆孔上，更確切地說，在其每個(gè)翻轉(zhuǎn)位置中。所述球形分段也被稱作活塞連接件。所述圓錐形分段無凸肩地并且無拐點(diǎn)地過渡到所述球形的分段中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)在于，使所述缸鉆孔的磨損最小化，該磨損通過活塞的行程運(yùn)動(dòng)而引起。在此情況下，不應(yīng)該增大由所述軸向活塞機(jī)所占據(jù)的結(jié)構(gòu)空間。
[0004]根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求，該任務(wù)通過如下方式解決，即所述活塞在第二端部處具有一平坦的端面，該端面與球形分段形成一個(gè)拐角。由此使所述球窩關(guān)節(jié)中的支承力和所述活塞的球形分段上的支承力之間的間隔在一預(yù)設(shè)的活塞長度下變得特別大。同時(shí)，使活塞的伸入到所述缸鉆孔中的長度變得特別大。上述兩個(gè)長度的比確定了所述支撐力的大小，該支撐力在所述活塞和所述缸鉆孔之間起作用。通過上述長度的增大，使得上述的支撐力變得特別小，由此降低了所述缸鉆孔上的磨損。所述活塞的端面優(yōu)選垂直于一中軸取向，該中軸通過所述錐形分段定義。
[0005]在從屬權(quán)利要求中給出了本發(fā)明的有利改進(jìn)和改善。
[0006]在所述活塞的端面和球形分段之間的拐角可以具有一半徑或一倒棱。由此可以在組裝所述軸向活塞機(jī)時(shí)將所述活塞容易地插入到所述缸鉆孔中。在此情況下，所述半徑或所述倒棱不妨礙所配屬的活塞的翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0007]所述缸滾筒可由鑄鐵制成。在由鑄鐵制成的缸滾筒的情況下，在所述缸滾筒上的通過所述活塞所引起的磨損特別大，從而根據(jù)本發(fā)明的該磨損的最小化是特別有利的。優(yōu)選地，考慮使用如下材料類型:EN-GJS-400-15、EN-GJS-400-18、EN-GJS-500-7和EN-GJS-600-3。
[0008]所述缸滾筒可以在鑄造方法中制成。由此可以成本特別低廉地制造所述缸滾筒。優(yōu)選地，所述缸滾筒在所述缸鉆孔的區(qū)域中進(jìn)行切削精加工，由此在那里存在特別光滑的表面和特別精確的鉆孔直徑。
[0009]所述缸鉆孔可以具有如下一表面層，該表面層相對于剩余的缸滾筒具有一更高的硬度。通過該表面層的高硬度，可以進(jìn)一步使所述磨損最小化。這種表面層典型地具有一例如少于20 μ m的很小的厚度。在所述軸向活塞機(jī)的整個(gè)運(yùn)行持續(xù)時(shí)間期間，該表面層的由磨損引起的剝蝕決不允許大于其厚度，因?yàn)榉駝t的話所述軸向活塞機(jī)在特別短的時(shí)間之后會被過度強(qiáng)烈地磨損。因此，根據(jù)本發(fā)明的所述磨損的最小化結(jié)合所建議的表面層是特別有利的。
[0010]所述活塞的圓錐形分段可以相鄰于所述球形分段被一環(huán)繞的第一凹槽中斷，在該第一凹槽中容納一分開的第一密封圈。在所述活塞的球形分段和所述缸鉆孔之間無法完全地排除一較小的間隙。因此，那里的密封應(yīng)通過所述第一密封圈來改善。該密封圈可以例如根據(jù)DE 10 2009 018 297 Al來構(gòu)造。為了一最佳的密封重要的是，所述第一密封圈特別近地布置在所述活塞的球形分段旁。同時(shí)，所述第一凹槽不允許伸入到所述球形分段中，因?yàn)榉駝t的話，所述球形分段在所述缸鉆孔上的貼靠會被破壞。這導(dǎo)致了在所述缸鉆孔上的提高的磨損。通過所建議的所述第一密封圈的布置，通過所述球形分段防止了該第一密封圈受到加壓流體中的污潰的損壞。
[0011]所述活塞的圓錐形分段可以被一環(huán)繞的第二凹槽中斷，在該第二凹槽中容納一分開的第二密封圈，其中，所述第二密封圈布置在所述第一密封圈的背離所述球形分段的一偵U。通過所述第二密封圈，進(jìn)一步改善了在所述缸鉆孔和所述活塞之間的密封。
[0012]所述球形分段的寬度可以在2和8mm之間。該寬度在 申請人:的實(shí)驗(yàn)中被證明是有利的。
[0013]在所述活塞的第一端部上，可以布置所述球窩關(guān)節(jié)的球頭，其中，所述球頭的中心和所述活塞的球形分段之間的間距為80mm和140mm之間。該間距在 申請人:的實(shí)驗(yàn)中被證明是有利的。特別是所述密封圈與所述缸鉆孔的重疊，確保了獲得在所述軸向活塞機(jī)的每個(gè)位置中的密封功能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面借助于附圖示例性詳細(xì)闡釋本發(fā)明。其中:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的軸向活塞機(jī)的縱截面；以及
圖2示出了按照圖1的軸向活塞機(jī)的一個(gè)活塞的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的軸向活塞機(jī)10的縱截面。該軸向活塞機(jī)10包括一殼體20，一驅(qū)動(dòng)軸40關(guān)于一第一轉(zhuǎn)軸41可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在所述殼體中。為此,在所述驅(qū)動(dòng)軸40和所述殼體20之間安裝一以圓柱滾子軸承為形式的第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸承42以及一以圓錐滾子軸承為形式的第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸承43。所述驅(qū)動(dòng)軸40以一驅(qū)動(dòng)軸頭44從所述殼體20中伸出，該驅(qū)動(dòng)軸頭例如可具有一花鍵軸輪廓。在所述驅(qū)動(dòng)軸頭44的區(qū)域中，在所述驅(qū)動(dòng)軸40和所述殼體20之間布置一徑向軸密封圈45，由此在那里不會有加壓流體、尤其是不會有液壓油從所述軸向活塞機(jī)10中流出。
[0016]在與所述驅(qū)動(dòng)軸頭44對置的端部上，所述驅(qū)動(dòng)軸40具有一法蘭46。在那里，所述驅(qū)動(dòng)軸40與多個(gè)活塞80連接，更確切地說，分別借助于一配屬的球窩關(guān)節(jié)84。在此情況下，所述球窩關(guān)節(jié)84布置在所述第一轉(zhuǎn)軸41旁邊。
[0017]還設(shè)置一缸滾筒60,其針對每個(gè)活塞80都具有一圓柱形的缸鉆孔62。所述缸滾筒的背離所述驅(qū)動(dòng)軸40的端面63是球形凹入地彎曲的，其中，其在一匹配的第一端面31上貼合在一控制盤30上。在所述缸滾筒60和所述控制盤30之間的嵌接形成一流體靜力的滑動(dòng)軸承，經(jīng)由其，所述缸滾筒60關(guān)于一第二轉(zhuǎn)軸61可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。所述第二轉(zhuǎn)軸61通過一分開的軸承部分64來定義，該軸承部分借助于一球窩關(guān)節(jié)65嵌入到所述驅(qū)動(dòng)軸40的法蘭46中。在此情況下，所述球窩關(guān)節(jié)65布置在所述第一和第二轉(zhuǎn)軸41 ；61的交點(diǎn)中。所述軸承部分64以一圓柱形分段嵌入到所述缸滾筒60的一匹配的圓柱形鉆孔中，所述圓柱形鉆孔關(guān)于所述第二轉(zhuǎn)軸61同心地布置。在所述軸承部分64和所述缸滾筒60之間在預(yù)應(yīng)力下安裝一彈簧66、尤其是一螺旋彈簧，從而將所述缸滾筒60朝所述控制盤30擠壓。
[0018]所述控制盤30的第二端面32關(guān)于所述第一和第二轉(zhuǎn)軸41 ；61的交點(diǎn)呈圓柱形地構(gòu)造并且貼靠在所述殼體20的封閉板25上的一適配的圓柱面上。因此，所述缸滾筒60的第二轉(zhuǎn)軸61可以相對于所述第一轉(zhuǎn)軸41擺動(dòng)。為此，在所述殼體20上設(shè)置一調(diào)整裝置21，其例如可以液壓地操作。所述調(diào)整裝置21具有一可動(dòng)的隨動(dòng)件24，該隨動(dòng)件嵌入到所述控制盤30中，從而該隨動(dòng)件可以關(guān)于所述殼體20移動(dòng)。所述控制盤30的運(yùn)動(dòng)路程在此通過一第一和一第二端部止擋件22 ；23限定，所述第一和一第二端部止擋件以螺栓的形式構(gòu)造，該螺栓旋入到所述殼體20中。在所述第一和第二轉(zhuǎn)軸41 ;61之間的角度越大，則所述擠壓容積、即所述軸向活塞機(jī)10的所有活塞80的行程容積的總和越大。
[0019]圖2示出了按照圖1的軸向活塞機(jī)的一個(gè)活塞80的側(cè)視圖，其中，所述軸向活塞機(jī)的所有活塞80都是相同地構(gòu)造的。該活塞80具有一圓錐形分段86，其定義所述活塞80的中軸81。所述圓錐形分段86朝所述活塞的第一端部82逐漸變細(xì)。在所述活塞80的第一端部82上布置所述球窩關(guān)節(jié)的球頭85，經(jīng)由所述球窩關(guān)節(jié)，所述活塞80與所述驅(qū)動(dòng)軸連接。所述球頭85的中心在此布置在所述中軸81上。
[0020]在所述活塞80的與所述第一端部82對置的第二端部83上布置所述活塞的球形分段87。所述球形分段87的球直徑與所述缸鉆孔的鉆孔直徑相應(yīng)，其中，所述球中心布置在所述中軸81上。所述圓錐形分段86無凸肩地并且無拐點(diǎn)地過渡到所述球形分段87中。所述球形分段87的寬度92例如為3mm。在所述球形分段87和所述球頭85的中心之間的間距93例如為99.5mm。在所述活塞80的第二端部83上還設(shè)置一平坦的端面88，其垂直于所述中軸81取向。該端面88與所述球形分段87形成一拐角，在該拐角上設(shè)置一較小的半徑89。
[0021]所述活塞80的圓錐形分段86被一第一凹槽和一第二凹槽中斷，它們關(guān)于所述中軸81旋轉(zhuǎn)對稱地布置。在所述第一凹槽中容納一第一密封圈90，其中，在所述第二凹槽中容納一第二密封圈91。所述第一和/或第二密封圈90 ；91可以例如根據(jù)DE 10 2009 018297 Al來構(gòu)造，可以參考該文獻(xiàn)的所有內(nèi)容并且納入到本申請的內(nèi)容中。所述第一密封圈90以盡可能小的間距相鄰于所述球形分段87布置。在極端情況下，所述第一凹槽的在圖2中的右邊緣形成所述圓錐形分段86和所述球形分段87之間的邊界。在該情況下，通過所述球形分段86定義的錐體無凸肩地并且無拐點(diǎn)地過渡到所述球形分段87中。
[0022]附圖標(biāo)記列表 10軸向活塞機(jī) 20殼體 21調(diào)整裝置 22第一端部止擋件 23第二端部止擋件 24隨動(dòng)件 25封閉板 30控制盤
31控制盤的第一端面 32控制盤的第二端面 40驅(qū)動(dòng)軸 41第一轉(zhuǎn)軸 42第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸承 43第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸承 44驅(qū)動(dòng)軸頭 45徑向軸密封圈 46法蘭 60缸滾筒 61第二轉(zhuǎn)軸 62缸鉆孔 63缸滾筒的端面 64軸承部分 65軸承部分的球窩關(guān)節(jié) 66彈簧 80活塞 81中軸
82活塞的第一端部 83活塞的第二端部 84活塞的球窩關(guān)節(jié) 85球頭 86圓錐形分段 87球形分段 88端面 89半徑 90第一密封圈91第二密封圈92寬度93間距
【權(quán)利要求】
1.軸向活塞機(jī)(10)、尤其是泵或馬達(dá),具有一殼體(20)、一驅(qū)動(dòng)軸(40)和一缸滾筒(60)，其中，所述驅(qū)動(dòng)軸(40)關(guān)于一第一轉(zhuǎn)軸(41)能轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在所述殼體(20)中，其中，所述缸滾筒(60 )關(guān)于一第二轉(zhuǎn)軸(61)能轉(zhuǎn)動(dòng)地支承，其中，所述缸滾筒(60 )具有至少一個(gè)圓柱形的缸鉆孔(62)，在所述缸鉆孔中線性能動(dòng)地容納一長形延伸的活塞(80)，其中，所述活塞的第一端部(82)與所述驅(qū)動(dòng)軸經(jīng)由一球窩關(guān)節(jié)(84)連接，其中，所述活塞(80)具有一圓錐形分段(86)，所述圓錐形分段朝所述第一端部(82)逐漸變細(xì)，其中，所述活塞(80)在與所述第一端部(82 )對置的第二端部(83 )上具有一球形分段(87 )，其中，通過所述球形分段(86)定義的錐體無凸肩地并且無拐點(diǎn)地過渡到所述球形分段(87)中， 其特征在于，所述活塞(80 )在所述第二端部(83 )上具有一平坦的端面(88 )，所述端面與所述球形分段(87)形成一個(gè)拐角。
2.按照權(quán)利要求1所述的軸向活塞機(jī)， 其特征在于，在所述活塞的端面(88)和所述球形分段(87)之間的拐角可以具有一半徑(89)或一倒棱。
3.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸向活塞機(jī)， 其特征在于，所述缸滾筒(60)由鑄鐵制成。
4.按照權(quán)利要求3所述的軸向活塞機(jī)， 其特征在于，所述缸滾筒(60 )在鑄造方法中制成。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的軸向活塞機(jī)， 其特征在于，所述缸鉆孔(62)具有一表面層，所述表面層相對于剩余的缸滾筒(60)具有一更高的硬度。
6.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸向活塞機(jī)， 其特征在于，所述活塞的圓錐形分段(86)相鄰于所述球形分段(87)被一環(huán)繞的第一凹槽中斷，在所述第一凹槽中容納一分開的第一密封圈(90)。
7.按照權(quán)利要求6所述的軸向活塞機(jī)， 其特征在于，所述活塞的圓錐形分段(86)被一環(huán)繞的第二凹槽中斷，在所述第二凹槽中容納一分開的第二密封圈(91)，其中，所述第二密封圈(91)布置在所述第一密封圈(90)的背離所述球形分段(87)的一側(cè)。
8.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸向活塞機(jī)， 其特征在于，所述球形分段(87)的寬度(92)為2和8mm之間。
9.按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的軸向活塞機(jī)， 其特征在于，在所述活塞(80 )的第一端部(82 )上布置所述球窩關(guān)節(jié)(84 )的球頭(85 )，其中，所述球頭(85)的中心和所述活塞的球形分段(87)之間的間距(93)為80mm和140mm之間。
【文檔編號】F04B1/24GK103850905SQ201310640935
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】M.魯克加貝爾, R.布羅克霍夫 申請人:羅伯特·博世有限公司