轴向柱塞装置制造方法及图纸

一种轴向柱塞装置，该轴向柱塞装置可以作为泵操作并且包括自定中心的旋转阀。该装置包括包围轴和旋转阀的静止的壳体。旋转阀和轴联接至彼此。在旋转时，旋转阀由于泵内的力矩和力的消除而自定中心。本发明专利技术的泵为柱塞装置。阀位于阀孔内，该阀孔为阀箱的一部分。轴位于阀箱内并且该轴在其远端处附接至旋转阀的平坦表面。轴具有第一旋转轴线并且旋转阀具有第二旋转轴线。在泵的操作期间，第一轴线往往从第二轴线偏移。泵通过斜盘借助于往复运动的柱塞操作，同时壳体保持静止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请涉及并要求于2014年2月7日提交的美国临时申请No.61/937,166和于2014年12月17日提交的美国临时申请No.62/093,146的权益，这两个美国临时申请的全部内容通过参引并入本文中。
本公开涉及流体动力并且更具体地涉及流体经由轴向柱塞装置的移位。
技术介绍
轴向柱塞技术通常以非旋转缸体装置和旋转缸体装置(例如，旋转缸体型液压泵/马达，通常称为“旋转组件”)实施。常规的非旋转缸体泵在图1中示出并且旋转缸体泵在图2中示出。非旋转缸体经受泵的轴和斜盘上的力的问题。这些力必须由轴承承载。不幸地，作用在泵的轴和斜盘上的力是不平衡的。如果不加以抑制，不平衡力会导致快速的泵磨损。由于存在对用于处理非旋转缸体中的不平衡载荷的大轴承的需求，因此泵必须非常大以容纳大轴承。由于缸体吸收了非旋转缸体中的大部分不平衡的力，因此这些问题在旋转缸体中不存在。因此，旋转缸体装置可以设计成远比非旋转缸体小。旋转缸体设计具有的固有缺陷在于：旋转缸体具有较大的转动质量惯性。这表现为增大的动力损失，尤其在改变旋转速度期间。在此技术之内构造的装置需要容置旋转缸体的附加部件。这需要下述装置：尽管该装置比现有的装置小，但是该装置仍比期望的装置更大且更重。这两种性能对封装和效率是不利的。
技术实现思路
本泵通过非旋转缸体引入流体并且在一些实施方式中，通过旋转阀使流体通过。旋转阀与入口腔和出口腔、以及缸体内的多个柱塞孔持续流体连通。本泵特征在于在允许斜盘旋转的同时具有斜盘上的并且总体上在泵内的平衡力。流体贯穿泵的分布使非旋转缸体泵中的不平衡力平衡，而不需要特大的轴承。本泵的实施方式包括双面斜盘，这允许所有斜盘力的平衡。在操作期间，本泵的尺寸不再受滚动元件轴承的存在的限制。本泵能够处理范围较广的操作条件并且在泵用于高压和/或高排量泵中时显示出尺寸减小方面的较大优势。现有技术的泵的设计和作用受限于非常大的轴承的需要。这在本设计中不再是问题。本专利技术的液压泵的示例性实施方式是在轴中具有多个通道的实施方式。由于旋转阀和轴的功能通过单个部件执行，因此通道消除了对旋转阀的需要。液压泵的实施方式包括斜盘和自定中心轴，其中，斜盘具有联接至第一组多个滑靴底部(slipper shoe)的第一侧部，自定中心轴能够绕其自身的轴线在至少一个静止的缸体内旋转。自定中心轴具有多个通道，所述多个通道接纳、引导并排放流体。自定中心轴能够在泵的操作期间居中地且偏心地旋转。轴的通道上的流体压力使轴上的力和/或力矩得到平衡。斜盘连接至轴并且构造成关于与轴的轴线垂直的轴线倾斜。斜盘的倾斜可以通过液压装置、机械狗骨式组件、电动装置、齿轮系统等实现。另一实施方式涉及具有自平衡轴的泵。斜盘具有彼此相反的大致平坦的第一平坦表面和第二平坦表面。多个第一滑靴组件和多个第二滑靴组件联接至第一平坦表面和第二平坦表面。轴上的通道上的流体压力使所有方向上的力平衡。壳体将轴、斜盘和滑靴组件包围。壳体具有至少一个用于将流体接纳在泵中的入口和至少一个用于将流体从泵排出的出口。液压泵的轴是自定中心的。示例性的液压泵将包括至少一个静止的一件式缸体和轴，该轴能够绕其自身的轴线在静止的缸体内旋转。液压泵的该实施方式还包括多个第一柱塞和多个第二柱塞。多个第一柱塞和多个第二柱塞容纳在缸体内并且定位在与轴同轴的拱形上。多个柱塞位于斜盘的相反的端部上。所述至少一个(或第一)缸体包围多个第一柱塞并且静止的第二缸体包围多个第二柱塞。通过斜盘对柱塞的往复运动进行驱动而产生的贯穿泵的流体流在轴上产生力和/或力矩。多个通道构造在轴上使得轴上的力和/或力矩被平衡。泵可以构造成使得液压泵的轴具有结合到轴中的阀并且沿着轴的通道起比确保轴被定中心的最小作用更多的作用。通道还设置成在沿着轴的多个有利的位置处接纳、引导并排放流体流。换句话说，除了使轴定中心的必要的最小数目的通道以外，基于泵的流体流的需要也可以对轴添加通道。以该方式构造的实施方式将包括至少一个静止的缸体和围封在该静止的缸体内的阀。阀将包括延伸穿过静止的缸体的轴。轴将具有沿着轴的长度的多个通道。液压泵的实施方式具有双面斜盘。斜盘具有联接至第一组多个滑靴底部的第一侧部和联接至第二组多个滑靴底部的第二侧部。斜盘的第一侧部与斜盘的第二侧部基本平行。联接至斜盘的第一侧部的部件相对于联接至斜盘的第二侧部的部件关于斜盘基本对称。壳体封装斜盘。斜盘经由流体支承件联接至多个滑靴组件。滑靴组件位于斜盘的两个侧部上。轴将斜盘锚固在相对于轴的端部的固定距离处。斜盘可以经由销锚固就位。不论用来锚固斜盘的何种装置，斜盘都构造成能够关于相对于轴的轴线歪斜或与轴的轴线垂直的轴线进行调节。替代性地，在固定的体积排量的情况下，可以将斜盘以特定的角度固定。即，斜盘不一定必须能够调节。泵的另一实施方式具有双面斜盘，在该实施方式中，多个泵容纳在单个壳体内。本实施方式具有斜盘，该斜盘具有第一斜盘表面。第一泵具有多个第一部件，所述多个第一部件包括联接至多个第一滑靴底部的第一斜盘表面。滑靴底部联接至多个柱塞。每个柱塞容纳在相应的缸体孔内。第二泵包括多个第二部件，所述多个第二部件与第一泵的部件基本相同。第二泵部件与第一泵部件基本对称。斜盘的中间平面是各泵之间的边界线。单个壳体围绕第一泵和第二泵并且缸体孔与该壳体是一体的。该泵包括用于平衡第一泵和第二泵内的内部力和/或力矩的一体的装置。可设想的是，单个壳体中包括至少一个附加的泵并且该泵构造成与第一泵和/或第二泵基本相似。附加的泵的轴将布置成与壳体内的第一泵和第二泵平行。在另一实施方式中，旋转阀不均一地联接至轴，使得仅推力和扭矩在旋转阀与轴之间传递。轴还联接至斜盘。斜盘角——即，斜盘和滑靴的滑动界面相对于与轴的旋转轴线垂直的平面的角度——设定至倾斜角度，即，固定地联接至轴或者由斜盘控制机构以可变的方式控制。旋转斜盘通过滑靴组件促使柱塞的往复运动。在斜盘的一个半部上，柱塞被从其各自的缸体孔拔出或拉出，而在另一个半部上，柱塞被延伸到或推到其各自的缸体孔中。旋转阀是具有两个单独的流体通道——即，分别为吸入入口和排出出口——的大致筒形体。两个通道均在弯曲的表面上与一个或更多个柱塞孔连通。两个通道的弯曲表面彼此相对并且各自占据小于旋转阀圆周的一半。旋转阀联接至轴，使得泵入口通道向从柱塞孔拔出的那些柱塞的柱塞孔敞开并且泵排出通道向延伸到柱塞孔中的那些柱塞的柱塞孔敞开。因此，在柱塞从孔拉出时，旋转阀允许来自阀的吸入腔的流体被转移到相应的柱塞孔的增大的容积中。然而，在泵轴线的另一相反侧部上的柱塞孔中，流体被迫通过排出通道离开柱塞孔并且到达阀的排出腔中。对旋转阀的设计的改变是可能的。所公开的泵的实施方式包括具有一体的阀箱的壳体，该阀箱包围旋转阀。旋转阀包括轴、通道部段和密封部段。密封部段具有半圆形的密封脊部。旋转阀包括位于旋转阀的第一平坦端部和第二平坦端部的第一轴向面密封件和第二轴向面密封件以及位于旋转阀的与半圆形的密封脊部相对的侧部上的高压排出部段和位于旋转阀的第一侧部上的入口部段。旋转阀为大致筒形的并且半圆形的密封脊部对旋转阀包围小于三百六十度。旋转阀具有阀箱接合部分(即，密封脊部)和凹入部分。操作间隙位于高压排出部段与阀箱之间。操作间隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱塞装置，包括：静止的缸体，轴，所述轴能够绕其自身的轴线在所述静止的缸体内旋转，并且所述轴包括多个通道，所述多个通道构造成接纳、引导及排放流体，所述轴在泵的操作期间能够居中地且偏心地旋转，以及斜盘，所述斜盘联接至所述轴，所述斜盘具有第一侧部，所述第一侧部联接有多个第一柱塞。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.07 US 61/937,166;2014.12.17 US 62/093,1461.一种柱塞装置，包括：静止的缸体，轴，所述轴能够绕其自身的轴线在所述静止的缸体内旋转，并且所述轴包括多个通道，所述多个通道构造成接纳、引导及排放流体，所述轴在泵的操作期间能够居中地且偏心地旋转，以及斜盘，所述斜盘联接至所述轴，所述斜盘具有第一侧部，所述第一侧部联接有多个第一柱塞。2.根据权利要求1所述的柱塞装置，其中，所述斜盘构造成关于与所述轴的所述轴线垂直的轴线倾斜。3.根据权利要求2所述的柱塞装置，还包括用于使所述斜盘倾斜的装置。4.根据权利要求1所述的柱塞装置，其中，所述轴中的所述通道上的流体压力使至少一个力和/或力矩平衡。5.根据权利要求1所述的柱塞装置，还包括多个相应的滑靴底部，所述多个相应的滑靴底部各自连接至柱塞，并且所述斜盘包括用于与所述滑靴底部相互作用的至少一个作用表面。6.根据权利要求1所述的柱塞装置，其中，贯穿所述泵的流体流在所述轴上产生力和力矩中的至少一者并且所述多个通道构造在所述轴上，使得所述轴上的所述力或所述力矩中的所述至少一者被平衡。7.根据权利要求6所述的柱塞装置，还包括多个第二柱塞，所述多个第一柱塞和所述多个第二柱塞分别容纳在所述缸体内并且在所述缸体的相对的两个端部上定位于与所述轴同轴的拱形上。8.根据权利要求7所述的柱塞装置，还包括第一作用表面和第二作用表面，所述第一作用表面和所述第二作用表面位于所述斜盘的相反的两个侧部上。9.一种柱塞装置，包括：静止的缸体；轴，所述轴延伸穿过所述静止的缸体并且具有沿着所述轴的一部分的多个通道；以及阀，所述阀封闭在所述静止的缸体内，所述阀包括一体地联接至所述阀的所述轴。10.根据权利要求9所述的柱塞装置，还包括多个第一柱塞和多个第二柱塞，所述多个第一柱塞和所述多个第二柱塞分别在所述轴的相对的两个侧部上定位于以与所述轴同轴的拱形上。11.根据权利要求9所述的柱塞装置，其中，所述多个通道构造成接纳、引导及排放贯穿泵的流体流。12.根据权利要求11所述的柱塞装置，其中，贯穿所述泵的所述流体流在所述轴上产生多个力和多个力矩中的至少一者，并且所述多个通道构造在所述轴上使得所述多个力和所述多个力矩中的所述至少一者被平衡。13.根据权利要求12所述的柱塞装置，还包括：多个滑靴组件，每个滑靴组件均联接至所述多个柱塞中的一个柱塞；以及斜盘，所述斜盘联接至所述轴并且所述斜盘包括用于与相应的滑靴组件相互作用的至少一个作用表面。14.根据权利要求13所述的柱塞装置，还包括第一作用表面和第二作用表面，所述第一作用表面和所述第二作用表面位于所述斜盘的相反的两个侧部上。15.一种柱塞装置，包括：斜盘，所述斜盘具有第一侧部和第二侧部，所述第一侧部联接有多个第一滑靴底部，所述第二侧部联接有多个第二滑靴底部，所述斜盘的所述第一侧部与所述斜盘的所述第二侧部基本平行；以及泵的位于所述斜盘的所述第一侧部上的第一部分和所述泵的位于所述斜盘的所述第二侧部上的第二部分，所述泵的位于所述斜盘的所述第一侧部上的所述第一部分与所述泵的所述第二部分关于所述斜盘基本对称。16.根据权利要求15所述的柱塞装置，还包括轴，所述斜盘联接至所述轴。17.根据权利要求16所述的柱塞装置，构造成能够关于相对于所述轴的轴线倾斜或垂直的轴线进行调节。18.根据权利要求16所述的柱塞装置，还包括用于使作用在所述轴上的多个力和多个力矩中的至少一者平衡的装置。19.根据权利要求17所述的柱塞装置，还包括用于使所述斜盘相对于所述轴倾斜的装置。20.根据权利要求16所述的柱塞装置，还包括围绕所述轴、所述斜盘和所述滑靴组件的壳体。21.一种柱塞装置，包括：静止的缸体，阀-轴组件，所述阀-轴组件被所述静止的缸体包围，所述阀-轴组件包括阀和轴，所述阀经由传动键与所述阀中的阀键槽以及所述轴中的轴键槽之间的相互作用而连接至所述阀-轴组件的所述轴，并且其中，所述相互作用构造成为所述阀提供相对所述轴的至少一个自由度。22.根据权利要求21所述的柱塞装置，其中，所述阀构造成根据所述阀上的力和力矩中的至少一者通过流体在液压泵内的受控制的泄漏速率而在所述缸体内平衡。23.根据权利要求22所述的柱塞装置，还包括连接至所述轴的斜盘。24.根据权利要求23所述的柱塞装置，还包括用于使所述斜盘关于与所述轴的轴线垂直的轴线倾斜的装置。25.根据权利要求24所述的柱塞装置，其中，所述斜盘包括至少一个作用表面。26.根据权利要求25所述的柱塞装置，其中，所述斜盘包括多个滑靴组件，所述多个滑靴组件联接至所述斜盘的所述至少一个作用表面。27.一种柱塞装置，包括：壳体和与所述壳体成一体的阀箱，以及旋转阀，所述旋转阀被所述阀箱包围，所述旋转阀包括轴、通道部段和密封部段，其中，所述密封部段包括半圆形的密封脊部。28.根据权利要求27所述的柱塞装置，所述旋转阀还包括第一轴向面密封件和第二轴向面密封件，所述第一轴向面密封件位于所述旋转阀的...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯·A·赫明克，
申请(专利权)人：托维克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US