具有可调节的斜盘或枢转摇台的静液压轴流式活塞机和枢转摇台的制作方法
【专利说明】具有可调节的斜盘或枢转摇台的静液压轴流式活塞机和枢转摇台
[0001]本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的静液压轴流式活塞机，具有一种压力卸载的枢转摇台，以及一种按照权利要求14的前序部分所述的枢转摇台，具有用于静液压卸载的卸载空隙。在下面，一种在其倾斜位置上可调节的斜盘被称为枢转摇台。
[0002]这种斜盘结构方式的、可调节的轴流式活塞机具有外壳和缸筒，在缸筒中多个缸-活塞-单元大致布置在一个分度圆上并且围绕一个旋转轴可旋转地支承。所述缸在此情况下例如经由缸孔在一个与旋转轴抗扭转地连接的缸筒中构造。与它们配置的活塞支撑在斜盘的一个斜面上。为了能够改变轴流式活塞机的几何的工作容积，斜盘在其倾斜位置上是可调节的或可枢转(摆动)并且因此也称为枢转摇台。枢转摇台的支承在此情况下经由相对于外壳固定的滑动轴承实现。为了调整几何的工作容积，枢转摇台一方面由一个调节装置连接和另一方面由一个复位装置铰接。
[0003]在按照规定的运行中，滑动轴承必须承受用压力介质加载的活塞的作用在枢转摇台上的支撑力和调节力和复位力。为了使枢转摇台的支承面和滑动轴承的磨损最小化，和为了枢转摇台的可调节性即使在负载下也保持容易灵活，按照现有技术在滑动轴承和枢转摇台之间设置至少一个静液压的压力场。它的位置由一个边缘轮廓限制的卸载空隙来确定。该卸载空隙常常设置在枢转摇台上，但是也可以布置在滑动轴承上。卸载空隙在此情况下可以用压力介质加载。卸载空隙的压力介质供给此时可以完美地经由机器的一个内部的压力介质源实现，其中例如压力介质经由液压调节装置和穿过枢转摇台的压力介质通道输入。
[0004]文献DE3232363C2显示了一个相应的轴流式活塞机，其具有枢转摇台的卸载空隙，它相对于所述斜面的一个平面线性地或者说直线地构造。它的压力介质供给经由调节装置的调节活塞进行。
[0005]文献US4，543，876也显示了一种可调节地构造成的斜盘结构方式的轴流式活塞机。它的枢转摇台在一个中心枢转平面两侧各具有两个相对于所述斜面的平面线性地构造的卸载空隙。
[0006]公开文献DE10017780A1显示了一种可调节的斜盘结构方式的轴流式活塞机，其具有在中心枢转平面两侧布置的、不同大小的线性的卸载空隙。在此处，其中的较大的卸载空隙优选布置在枢转摇台的那个侧面上，当在缸-活塞-单元中存在高压时，缸-活塞-单元沿着该侧面上运动。
[0007]文献DE44009370C2显示了一个不同的设计方案，其中相应的卸载空隙在滑动轴承中构造。该卸载空隙可以经由外壳侧的压力介质通道进行供给。这些卸载空隙也相对于斜面的平面上具有一个基本上线性的纵向延伸。不同于至此为止所述的卸载空隙，它们此外沿着其纵向延伸具有一排周期性再现的曲折部。它们或者在锐角的顺序上或者大致直角的顺序上形成。对于按照规定的运行，在该轴流式活塞机中规定，从卸载空隙出来存在一定的泄漏流进入外壳中。
[0008]所有所述的现有技术的轴流式活塞机的共同的缺陷是，依赖于在按照规定的运行中产生的枢转摇台和/或滑动轴承的变形，存在从静液压的压力场到外壳中的泄漏流，由此轴流式活塞机的容积效率降低。
[0009]与此相应地，本发明基于的任务是，创造一种具有改善的容积效率的轴流式活塞机和一种用于这种轴流式活塞机的枢转摇台。
[0010]第一个任务通过一种具有权利要求1的特征的轴流式活塞机来解决，第二个任务通过一种具有权利要求14的特征的枢转摇台来解决。
[0011]本发明的有利的扩展方案是从属权利要求的内容。
[0012]液压轴流式活塞机具有外壳和缸筒，在其中布置多个缸-活塞单元。它的活塞支撑在枢转摇台的斜面上，枢转摇台可枢转地支承在尤其相对于外壳固定的滑动轴承上。在滑动轴承和枢转摇台之间可以形成至少一个静液压的压力场，尤其是用于静液压地卸载滑动轴承上的枢转摇台。该压力场由一个边缘轮廓限制。按照本发明，该边缘轮廓这样地匹配于由按照规定的运行中产生的枢转摇台和/或滑动轴承的变形，即从静液压的压力场出来的，尤其是进入外壳的泄漏流，是最小的。
[0013]具有主要直线的边缘轮廓的常规的压力场不具有这种匹配。与此相对地，与该变形匹配的边缘轮廓具有优点，即针对由该压力场要求的卸载作用，压力场的位置和/或形状和/或大小被优化和由此泄漏流被减小。泄漏的减小带来了容积效率的提升。压力场由此可以在按照需要的大小下在滑动轴承和枢转摇台之间的一个最佳区域中构造。另一个优点在于，由于边缘轮廓的按照本发明的适配性，枢转摇台可以以较低刚度地构造成，而不会丧失要求的卸载:枢转摇台例如可以由较软的、较低成本的材料制造。枢转摇台的与此相关的较强烈的变形在常规的主要线性的边缘轮廓的情况下会导致泄漏和较低的效率。但是通过使边缘轮廓与变形按照本发明的的适配，防止了这种情况。备选地或补充地，枢转摇台可以用减少的材料使用量制造并且因此特别地较轻地制造。由此产生的更强烈的弯曲，如前所述，通过匹配的边缘轮廓来补偿。变形的确定，和依据该确定对匹配的边缘轮廓的确定，优选通过模拟来进行，例如借助于有限元法。特别优选地，泄漏流被大致减少到零。
[0014]滑动轴承可以一体件地构造并且由此只具有一个轴承瓦。但是优选的是两个部件或者多个部件地构造成并且具有至少两个，尤其是正好两个轴承瓦。
[0015]在轴流式活塞机的一个特别优选的扩展方案中，在滑动轴承和枢转摇台之间可以形成至少另一个静液压的压力场，它由一个边缘轮廓限制，该边缘轮廓也这样地匹配于变形，即从该另一个压力场出来的泄漏流也是最小的。随着压力场的数量的增多，可以更加均匀地设计静液压卸载。
[0016]尤其是当滑动轴承由多个部分构造并且具有至少两个轴承瓦时，与最先提及的压力场不同，该另一个静液压的压力场在一个优选的扩展方案中布置在它的轴承瓦上。对此备选地，该另一个压力场与最先提及的压力场一样布置在同一个轴承瓦上。也可以的是在一个轴承瓦上设置多个压力场。
[0017]在按照规定的运行中由该变形产生一个抬起界限，经由该抬起界限将一个接触区域，在该接触区域中枢转摇台支承在滑动轴承上，与一个自由或抬起区域，在该区域中枢转摇台从滑动轴承抬起，划分界限。由于当边缘轮廓被抬起界限分割开并且由此突入到自由区域中时泄漏特别大，因此边缘轮廓在一个优选的扩展方案中适配于抬起界限，并且完全地布置在接触区域里面。即它不突入到自由区域里面。
[0018]优选地，边缘轮廓具有与抬起界限之间的一个最小距离，预先给定的泄漏流的允许的极限值越小，该最小距离就越大。此时在设计轴流式活塞机时要考虑最大的极限值。最小距离也受压力场的所需要的大小的影响。
[0019]泄漏主要发生在一个区域中，在该区域中距离边缘轮廓至抬起界限的距离显著小于其它的区域。即使边缘轮廓的一个主要区域具有至抬起界限的大的距离，大范围的泄漏也经由该小间距的区域发生。因此，该边缘轮廓在一个优选的扩展方案中这样地匹配于抬起界限，即尤其在按照规定的运行中边缘轮廓与抬起界限之间的距离至少沿着一个边缘轮廓部段是基本上恒定的。术语恒定在此处应该这样理解，即沿着该边缘轮廓部段的距离优选地最大改变±60%，特别优选地最大改变±30至±5%。
[0020]针对在距离上的匹配，备选地或补充地，优选使边缘轮廓这样地匹配于抬起界限，即尤其是在按照规定的运行中从边缘轮廓到抬起界限方向上的压力梯度至少沿着一个边缘轮廓部段是基本上恒定的。
[0021]对此，备选地或补充地，边缘轮廓这样地匹配于抬起界限，即尤其是在按照规定的运行中从边缘轮廓到抬起界限方向上的泄漏流的流动速度至少沿着一个边缘轮廓部段是基本上恒定的。对于压力梯度和流动速度的恒定性也适用的是，相应的值沿着边缘轮廓部段优选地最高改变±60%，特别优选地最高改变±30至±5%。
[0022]在一个优选的扩展方案中，一个与枢转摇台的一个侧面布置的相邻地边缘轮