斜軸結構方式的靜液壓軸向活塞機的製作方法

2023-12-11 23:27:47 1

本發明涉及一種斜軸結構方式的靜液壓軸向活塞機，具有圍繞旋轉軸線可旋轉地布置在殼體內部的驅動軸，該驅動軸設置有驅動法蘭，並且具有圍繞旋轉軸線可旋轉地布置在軸向活塞機殼體內部的缸筒，其中，該缸筒設置有多個活塞缺口，在這些活塞缺口中縱向可移位地分別布置有與驅動法蘭連接的活塞，其中，活塞鉸接式地固定在驅動法蘭上並且為了活塞的鉸接固定在驅動法蘭上分別設置有球關節連接，該球關節連接由驅動法蘭端面中的空心球形接收殼和活塞上的球頭形成，其中，空心球形接收殼在驅動法蘭端面中以大於180度包覆球頭地實施並且在驅動法蘭端面上構造有限制空心球形接收殼的倒稜。

背景技術：

在斜軸結構方式的靜壓軸向活塞機中，在缸筒中縱向可移位地布置的活塞通常藉助於球關節固定在驅動軸的驅動法蘭上。在此活塞力通過活塞支承在位於驅動軸上的驅動法蘭上，並且產生扭矩。在斜軸結構方式的軸向活塞機中需要將活塞鉸接式地固定在驅動法蘭上。為此使用球關節連接，該球關節連接由在驅動法蘭端面中的空心球形接收殼和球頭組成，該球頭布置在活塞上並且裝入到驅動法蘭的接收殼中。因此，在斜軸結構形式的靜壓軸向活塞機中，為了將活塞力傳遞到驅動法蘭上使用球關節，其中，在活塞的球頭上布置、例如成形球，並且驅動法蘭設置有接收球並因此接收活塞球頭的空心球形接收殼。

在運行中，活塞的球頭鎖止在驅動法蘭的相應接收殼中，以便在斜軸結構方式的軸向活塞機的運行中防止活塞從驅動法蘭的接收殼中掉落。

為此由WO 2004/109107A1已知，壓板與用於活塞球頭和在穿口上成形的球冠的穿口通過活塞接合併且與驅動法蘭擰緊。根據所需的壓板(該壓板由於球冠具有高的加工費用)和用於擰緊壓板與驅動法蘭的螺栓結構，這種軸向活塞機具有高的結構費用。

為了避免對於附加壓板的結構費用，由DE 44 29 053 C1已知(由該文獻公知一種斜軸結構方式的靜液壓軸向活塞機)，將活塞球頭形狀鎖合地固定在空心球形接收殼中。對於活塞球頭上的球與驅動法蘭的接收殼之間的形狀鎖合實施以大於180度對空心球形接收殼的包覆，使得驅動法蘭的接收殼包覆活塞球頭上的球的球半圓。為了能夠將具有球並且因而具有球頭的活塞裝入到驅動法蘭的空心球形接收殼中，所述活塞的設置有球的球頭設置有圓柱形面，例如通過削平或者加工球頭，使得球頭可以在確定的位置藉助於圓柱形面導入到球冠形的接收殼中並且接著通過傾斜固定在接收殼中。在此簡化了構件的製造並且得出具有球頭的活塞在驅動法蘭的接收殼中的簡單裝配。

在由DE 44 29 053 C1公知的斜軸結構形式的軸向活塞機中還在驅動法蘭的端面上構造有限制空心球形接收殼的倒稜。在此空心球形接收殼被圓形開口限制，該圓形開口位於與驅動法蘭端面平行並且在驅動法蘭端面向面以小長度回縮的平面中。倒稜形成錐面，該錐面使空心球形接收殼的圓形開口與驅動法蘭端面連接。因此，具有限制該空心球形接收殼的倒稜的空心球形接收殼形成在驅動法蘭中的形狀鎖合的壓緊部，通過該壓緊部防止活塞掉落。

在由DE 44 29 503 C1已知的斜軸結構方式的軸向活塞機中，倒稜的中心點和空心球形接收殼的中心點相對於驅動法蘭的旋轉軸線具有相同的徑向距離。因此倒稜在接收殼上對稱地布置，使得在接收殼上在圓周方向上看得到相同大小的錐面。

根據斜軸結構方式的軸向活塞機的擺角和所需的驅動法蘭接收殼的用於防止活塞的活塞頭掉落的包覆，在由DE 44 29 503 C1已知的斜軸結構方式的軸向活塞機中在活塞的圓錐區段(通過該圓錐區段活塞布置在活塞缺口內部)與活塞的球頭之間活塞設置有縮頸的圓柱形區段。活塞的圓柱形區段的直徑通過球頭在接收殼方面的包覆限制，以便在斜軸結構方式的軸向活塞機的運行中保證在活塞的圓柱形區段與在驅動法蘭上的形狀鎖合的壓緊部之間的相對應的通過。

尤其在具有大擺角的斜軸結構方式的軸向活塞機中得到活塞的縮頸的圓柱形區段的小直徑，以便保證在活塞與在驅動法蘭上的形狀鎖合的壓緊部之間的相對應的通過。

在斜軸結構方式的軸向活塞機運行中，通過部件的內部和外部的激勵出現在驅動法蘭與缸筒之間的旋轉振動，它們由於具有圓錐區段的活塞的實施由原理決定地相互具有相對旋轉間隙。通過活塞實現在驅動法蘭與缸筒之間的這種旋轉振動的力傳遞。因為活塞的縮頸的圓柱形區段表示為活塞最弱的點，因此活塞在圓柱形區段上在向球頭和圓錐區段的過渡段上承受高負荷。在相對小的活塞圓柱形區段直徑的情況下，這可能導致活塞斷裂並由此導致軸向活塞機失效。

技術實現要素：

本發明的任務是，提供一種上述類型的斜軸結構方式的靜液壓軸向活塞機，在該軸向活塞機中可以通過簡單的方式提高活塞強度。

根據本發明，該任務由此實現，限制空心球形接收殼的倒稜向著空心球形接收殼徑向向外移位。因此，在根據本發明的斜軸結構方式的軸向活塞機中，空心球形接收殼上的倒稜徑向向外移位，該接收殼在驅動法蘭上限制相應的空心球形接收殼。由此實現，在倒稜的徑向外部區域中產生更大的錐面，並且通過倒稜從驅動法蘭端面去除更多的材料。這能夠在直徑上增大活塞的圓柱形區段，由此可以提高活塞在由圓柱形區域形成的高負荷區域中的強度。因此可以降低由於驅動法蘭和缸筒之間的旋轉振動引起的活塞斷裂和軸向活塞機失效的危險。

如果根據本發明的有利結構方式，倒稜的中心點在空心球形接收殼的中心點關於驅動法蘭的旋轉軸線徑向向外地間隔開，則可以通過簡單的方式實現限制空心球形接收殼的倒稜徑向向外的移位。

活塞適宜地具有圓錐區段，活塞通過該圓錐區段布置在活塞缺口內部，其中，在圓錐區段與球頭之間構造有圓柱形區段。

為了能夠將具有在球頭上構成的球的活塞裝入到驅動法蘭的空心球形接收殼中，根據本發明的優選構型方式，球頭設置有圓柱面，該圓柱面布置在球頭的半圓區域中。

根據本發明的優選構型方式，軸向活塞機具有直到40度的擺角或者大於40度的擺角。由於在驅動法蘭的空心球形接收殼上的倒稜徑向向外移位而使得活塞圓柱形區段的直徑增大，這能夠實現的是，在足夠高的活塞強度的情況下，在具有直到40度擺角或者大於40度擺角的軸向活塞機中仍保證活塞與驅動法蘭上的形狀鎖合壓緊部之間的相應的通過。

附圖說明

參照在示意圖中所示的實施例詳細解釋本發明的其它優點和細節。在此示出

圖1現有技術的斜軸結構方式的軸向活塞機的縱向剖面圖，

圖2現有技術的斜軸結構方式的另一個軸向活塞機在活塞鉸接式地固定在驅動法蘭上的區域的局部視圖，

圖3根據本發明的斜軸結構方式的軸向活塞機在活塞鉸接式地固定在驅動法蘭上的區域的局部視圖，

圖4圖3的局部視圖，具有驅動法蘭和空心球形接收殼，

圖5根據本發明的軸向活塞機的具有驅動法蘭的驅動軸的縱向剖面圖，和

圖6按照圖5的視角A的驅動法蘭端面俯視圖。

具體實施方式

在圖1中以縱向剖面圖示出現有技術的斜軸結構方式的靜液壓軸向活塞機。構造為斜軸機的軸向活塞機1具有殼體2，設置有驅動法蘭3的驅動軸4藉助於支承裝置5圍繞旋轉軸線6可旋轉地支承在該殼體中。

缸筒7在軸向上與驅動法蘭3相鄰地布置在殼體2中，該缸筒圍繞旋轉軸線8可旋轉地布置，設置有多個與缸筒7的旋轉軸線8同心布置的活塞缺口9，在這些活塞缺口中分別可縱向移位地布置活塞10。

驅動軸4的旋轉軸線6在交叉點SP與缸筒7的旋轉軸線8相交。

缸筒7通過端面7a貼靠在設置有控制面11的控制體12上。在控制體12的控制面11與缸筒7的端面7a之間構造有滑動軸承，其中，缸筒7在斜軸機的運行中在缸筒7圍繞旋轉軸線8旋轉時通過端面7a沿著圍繞旋轉軸線8抗扭轉地布置在殼體2中的控制體12的控制面11滑動。

為了控制壓力介質輸入和排出到由活塞缺口9和活塞10形成的壓縮室V中，在控制體12的控制面11中構造腎形的控制缺口，這些缺口形成軸向活塞機1的進入接口13和排出接口14。為了連接由活塞缺口9和活塞10形成的壓縮室與布置在控制體12中的控制缺口，缸筒7在每個活塞缺口9上設置有控制開口15。

在圖1中所示的軸向活塞機1構造為具有恆定排量的定量機。在定量機中，缸筒7的旋轉軸線8關於驅動軸4的旋轉軸線6的傾斜角是固定的。

缸筒7支承在通過球關節與驅動法蘭3鉸接的支承栓20上，其中，在支承栓20上還支承有彈簧21，該彈簧使缸筒7適配於設置有控制面11的控制體12。支承栓20與缸筒7的旋轉軸線8同心地布置並且布置在缸筒7的相應接收孔22中。

在圖1中，設置有驅動法蘭3的驅動軸4藉助於軸承裝置5懸壁式地支承在殼體2中。軸承裝置5包括兩個滾動軸承5a、5b，這兩個滾動軸承沿軸向方向布置在驅動法蘭3和驅動軸4的從殼體2伸出來的軸端之間。驅動軸4在從殼體2伸出來的軸端上設置有扭矩傳遞器件23，例如楔齒部。滾動軸承5a在此布置為面向缸筒7。滾動軸承5b布置為面向驅動軸4的從殼體2伸出來的軸端。

活塞10分別鉸接式地固定在驅動法蘭3上。為此在各個活塞10與驅動法蘭3之間分別構造有作為球形接頭構造的球關節連接部30。球關節連接部30由活塞10的設置有球的球頭10a和在驅動法蘭3面向缸筒7的端面3b中的空心球形接收殼3a形成，具有球頭10a的活塞10固定在所述空心球形接收殼中。

活塞10分別具有錐形區段10b，所述錐形區段帶有構造為錐面的周面，活塞10通過該圓錐區段布置在缸筒7的活塞缺口9中。活塞10在圓錐區段10b和設置有球的球頭10之間具有圓柱形區段10c。

為了活塞10相對於活塞缺口9的密封，在活塞10的圓錐區段10b上布置密封器件33、例如一個活塞環或者多個活塞環。

為了在圖1的現有技術的軸向活塞機1中防止活塞10在軸向活塞機1運行中從驅動法蘭3的接收殼3a中掉落，設置一壓板35和多個專門適配於活塞10的球頭10a的環37，所述壓板具有用於活塞10的球頭10a的穿口36。環37嵌入到一槽38中並且通過所述壓板35保持在該槽38中，該槽構造在驅動法蘭3的接收殼3a上。在此壓板35藉助於螺栓連接39固定在驅動法蘭3上。

在圖2中示出現有技術的斜軸結構方式的另一個軸向活塞機1在活塞10鉸接式地固定在驅動法蘭3上的區域中的局部視圖。與圖1相同的構件設置有相同的參考標記。圖2的軸向活塞機1與圖1的軸向活塞機1的不同之處在於壓緊裝置，通過該壓緊裝置防止活塞10在斜軸結構方式的軸向活塞機1運行中從驅動法蘭3的空心球形接收殼3a中掉落。

在圖2的軸向活塞機1中設置有形狀鎖合的壓緊裝置，在該壓緊裝置中空心球形接收殼3a在驅動法蘭3的端面3b中以大於180度包覆活塞10的球頭10a地實施。

通過大於180度的包覆(驅動法蘭3的空心球形接收殼3a以所述包覆包圍活塞10的球頭10b)實現了，驅動法蘭3的接收殼3a在活塞10的球頭10b上包覆球的球半圓。為了可以將具有球和由此的球頭10b的活塞10裝入到驅動法蘭3的空心球形接收殼3a中，活塞10的設置有球的球頭10a設置有圓柱形面40，例如通過削平或者加工球頭，使得球頭10b在確定的位置中藉助於圓柱形面40導入到球冠形的接收殼3a中，並且接著可以通過傾斜固定在接收殼3a中。圓柱形面40相對於球的半圓線45對稱地布置在活塞10的球頭10a上。

在圖2的斜軸結構方式的軸向活塞機1中，還在驅動法蘭3的端面3b上構造有限制空心球形接收殼3a的倒稜50。倒稜50通過內稜邊產生限制空心球形接收殼3a的圓形開口51，該圓形開口位於平行於驅動法蘭3的端面3b並且相對於驅動法蘭3的端面3b以小尺度回縮的平面E1中。圓形開口51的直徑小於活塞10的球頭10a的球直徑。倒稜50形成錐面52，該錐面將空心球形接收殼3a的圓形開口51與驅動法蘭3的端面3b連接。因此具有限制該空心球形接收殼的倒稜50的空心球形接收殼3a在驅動法蘭3中形成形狀鎖合的壓緊部，通過該壓緊部防止活塞10掉落。

在圖2的斜軸結構方式的軸向活塞機1中，倒稜50的中心點MP1和空心球形接收殼3a的中心點MP2相對於驅動法蘭3的旋轉軸線6沿徑向方向R具有相同的徑向距離。因此倒稜50在接收殼3a上對稱地布置，使得在接收殼3a上(在圓形開口51的周向上看)得出相同大小的錐面52。

由於斜軸結構方式的軸向活塞機1的擺角α和所需的驅動法蘭3接收殼3a的包覆，為了防止活塞10的活塞頭10a掉落，在圖2的斜軸結構方式的軸向活塞機1中，活塞10在活塞10的圓錐區段10b(活塞10通過該圓錐區段布置在缸筒9的活塞缺口9內部)與活塞10的球頭10a之間設置有縮頸的圓柱形區段10c。活塞10的圓柱形區段10c的直徑D1通過接收殼3a上的錐面52限制，以便在軸向活塞機1運行中保證活塞10的圓柱形區段10c與驅動法蘭3上的錐面52(該錐面形成形狀鎖合壓緊部的一部分)之間的通過，並且避免活塞10通過圓柱形區段10c碰撞在驅動法蘭3的錐面52上。

在圖2中，現有技術的軸向活塞機1具有40度的擺角α。在這種大的擺角α中得到活塞10的縮頸的圓柱形區段10c的小直徑D1，以便仍保證活塞10與驅動法蘭3上的錐面52之間的相應的通過。

在斜軸結構方式的軸向活塞機1運行中，由於部件的內部和外部的激勵導致在驅動法蘭3與缸筒7之間的旋轉振動，它們由於具有圓錐區段10b的活塞10的實施由原理決定地相互具有相對旋轉間隙。藉助於活塞10實現在驅動法蘭3與缸筒7之間的該旋轉振動的力傳遞。因為活塞10的縮頸的圓柱形區段10c為活塞最弱的點，因此活塞10在圓柱形區段10c上在向球頭10a和圓錐區段10b的過渡段上承受高負荷。在相應小的活塞10的圓柱形區段10b的直徑D1的情況下，這可能導致活塞10斷裂並由此導致軸向活塞機1失效。

在圖3到6中示出根據本發明的軸向活塞機1。與圖1和2相同的構件設置有相同的附圖標記。圖3到6的根據本發明的軸向活塞機1設置有與圖2類似的用於活塞10的形狀鎖合的壓緊裝置，並且與圖2的不同之處在於倒稜50的布置。

在圖3到6的根據本發明的軸向活塞機1中，與圖2類似地設置有形狀鎖合的壓緊裝置，在該壓緊裝置中空心球形接收殼3a在驅動法蘭3的端面3b中以大於180度包覆活塞10的球頭10a地實施。

通過大於180度的包覆9(驅動法蘭3的空心球形接收殼3a以所述包覆包圍活塞10的球頭10b)實現了，驅動法蘭3的接收殼3a在活塞10的球頭10b上包覆球的球半圓。為了可以將具有球並且從而具有球頭10b的活塞10裝入到驅動法蘭3的空心球形接收殼3a中，活塞10的設置有球的球頭10a設置有圓柱形面40，例如通過削平或者加工球頭，使得球頭10b可以在確定的位置中藉助於圓柱形面40導入到球冠形的接收殼3a中，並且接著可以通過傾斜固定在接收殼3a中。圓柱形面40關於球的半圓線45對稱地布置在活塞10的球頭10a上。

在圖3到6的根據本發明的斜軸結構方式的軸向活塞機1中，在驅動法蘭3的端面3b上仍構造有限制空心球形接收殼3a的倒稜50。

如同在圖3、4和6中詳細示出的那樣，根據本發明的限制空心球形接收殼3a的倒稜50(沿驅動法蘭3的旋轉軸線6的徑向方向R看)相對於空心球形接收殼3a徑向向外移位。因此，倒稜50偏心並且非中心地布置在接收殼3a上。

為此倒稜50的中心點MP1相對於空心球形接收殼3a的中心點MP2關於驅動法蘭4的旋轉軸線6沿徑向方向R徑向向外地以距離B間隔開。如在圖6中詳細示出的那樣，在其中示出通過驅動法蘭3的旋轉軸線6並且含有中心點MP2的接收殼3a的中心平面ME，倒稜50的中心點MP1分別位於相應的接收殼3a的中心平面ME中。因此，倒稜50偏心並且非中心地布置在接收殼3a上。

向徑向外側移位的倒稜50通過內稜邊產生限制空心球形接收殼3a的圓形開口51，該圓形開口位於平面E2中，該平面相對於驅動法蘭3的端面3b所在的平面傾斜。圓形開口51的直徑小於活塞10的球頭10a的球直徑。

向徑向外側移位的倒稜50形成錐面52，該錐面使空心球形接收殼3a的圓形開口51與驅動法蘭3的端面3b連接。因此，具有限制接收殼的倒稜50的空心球形接收殼3a形成驅動法蘭3中的形狀鎖合壓緊部，通過該壓緊部防止活塞10掉落。

如同在圖6中詳細示出的那樣，由向徑向外側移位的倒稜50產生的錐面52在接收殼3a上沿圓形開口51的圓周方向看是不同大小的。倒稜50關於空心球形缺口3a沿徑向向外的移位導致下述情況：與在徑向外部區域、即背離旋轉軸線6的區域中相比，缺口3a上的錐面52在徑向內部區域、即面向旋轉軸線6的區域中較小。

在空心球形缺口3a的徑向外部區域中增大的錐面52能夠實現的是，根據本發明的軸向活塞機1的活塞10的圓柱形區段10c的直徑D2(該直徑通過接收殼3a的錐面52限制)與根據圖2的現有技術的軸向活塞機1的直徑D1相比可以增大，以便在軸向活塞機1的運行中保證在活塞10的圓柱形區段10c與驅動法蘭3上的形成形狀鎖合壓緊部的一部分的錐面52之間的通過，並且避免活塞10以柱形區段10c碰撞在驅動法蘭3的錐面52上。

通過增加活塞10的圓柱形區段10c的直徑提高活塞10在該區域上的強度。

在圖3中，根據本發明的軸向活塞機1具有40度的擺角α。在這種大的擺角α中通過增大的直徑D2得到活塞10在縮頸的圓柱形區段10c中提高的強度。

通過增大活塞10的圓柱形區段10c的直徑D2和由此提高的活塞10強度，根據本發明的斜軸結構方式的軸向活塞機1可以用於增大的內部和外部激勵，這些激勵引起驅動法蘭3與缸筒7之間的旋轉振動。

根據本發明的軸向活塞機1可以構造為泵或馬達。根據本發明的軸向活塞機1可以構造為具有恆定壓縮容積的定量機或者構造為具有變化的壓縮容積的變量機。