CN102086852A - 液压活塞机器,尤其是水压机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压活塞机器，尤其一种水压机器，具有至少一个缸，其中，活塞(4)布置成往复移动，活塞(4)包括由环形壁部环绕并且具有一个敞开端的中空体。本发明努力保持空穴小。为此目的，填充部件(13)布置在中空体(12)中，填充部件(13)具有至少一个径向突伸(22)，环形壁(16)在面对中空体(12)的内部具有至少一个径向凹陷(17)，或者环形壁(16)具有径向突伸，填充部件(13)具有径向凹陷，所述凹陷至少在相邻于中空体(12)的敞开端(18)的端部具有阻尼件(19)，所述突伸(2)和凹陷(17)彼此接合。

Description

液压活塞机器,尤其是水压机器

技术领域

本发明涉及一种液压活塞机器，尤其涉及一种水压机器，具有至少一个缸，其中，活塞布置成往复运动，该活塞包括中空体，该中空体由环状壁环绕并且具有一个敞开端部。 

背景技术

该活塞机器由DE 102004043745B3已知。 

该活塞的中空体是有利的，因为当与实心活塞相比时其减少了活塞的质量。但是，当这一活塞机器用作水泵时，可观察到在中空体中产生空化作用或出现空穴。假定由于流体不能被移动得足够快，那么压降变得过大。 

本发明的基础为保持空穴小的任务。 

发明内容

采用介绍部分中提到的液压活塞机器，这一任务解决于将填充部件布置在中空体中，填充部件具有至少一个径向突伸，环形壁在面对中空体的内部具有至少一个径向凹陷，或者环形壁具有径向突伸，填充部件具有径向凹陷，凹陷至少在相邻于中空体的敞开端的端部具有阻尼件，突伸和凹陷彼此接合。 

这一实施例允许在活塞内部使用填充部件，这在理想情况下防止液体尤其是水进入中空体并且造成与产生压降相关的空穴。但是，进入中空体的水的已经减少的量将减小空穴。活塞和填充部件专门彼此适用使得制造简单。该填充部件能够简单地被压入活塞。在将填充部件插入活塞之后，填充部件借助形状匹配而被保持在活塞中，不需要进一步的固定元件。尤其地，与作为液压流体的水相关地，金属的固定元件趋向于造成问题。它们会受到腐蚀的影响，在特定操作时间段之后，它们甚至可能使它们的保持能力松弛。 

在活塞中使用填充部件在油压机器中是已知的。但是，这里，可压缩性通常更大。因此，同样，损失变大，采用油压机器，其努力借助填充部件减 低失效容积。例如，US 5007332所示的实例，使用盘簧固定该填充部件。但是，如上所述，这种盘簧处于变得腐蚀的危险中。 

从US 5072665可知，为活塞设置径向向内突伸的台肩，接合填充部件中的环形凹槽。但是，这会改变活塞的壁部，使得在特定情况下，难于获得所需的紧密度。 

采用根据DE 7108800U1的实施例，中空体的敞开端处的活塞壁向内部张开。这也需要活塞发生变形，对于机器的运行特征和操作属性都会产生负面影响。 

优选地，凹陷在周向方向上是连续的。在这种情况下，当将填充部件插入中空体时，不需要考虑活塞和填充部件的角度对齐。 

此外，有利地，当突伸沿周向方向未被中断时。在这种情况下，填充部件的整个外周用于提供所需的保持力，使得填充部件处于活塞中。 

优选地，将阻尼器形成为台阶。这一台阶提供足够的阻力抵抗填充部件移动离开活塞。填充部件的突伸抵靠在台阶上，因此防止填充部件的向外移动。当突伸已经形成在环形壁上时同样是这种情况。 

优选地，该台阶相对于活塞的轴线呈至少90°的角。该台阶也可以稍微倾斜，使得当填充部件被插入活塞的中空体时，台阶的径向内端能够插入填充部件。 

优选地，该中空体的自由端具有锥形凸出部分。这简化了填充部件的插入。该锥形凸出部分使得至少该填充部件的突伸在插入中空体期间被径向压缩。一旦中空体到达该凹陷，突伸能够再次径向扩大，该填充部件借助形状配合而被保持在活塞中。 

优选地，该突伸，与相邻于中空体的自由端的填充部件的端部共同地形成共同前表面。因此，在这一前表面上，填充部件不具有台阶。这样做的后果是，在插入之后，填充部件相对于活塞的敞开端稍微凹入。但是，当将填充部件插入活塞时，所需的力能够被施加至填充部件的相对大的横截面上，使得在插入期间损害填充部件的风险小。 

优选地，突伸的径向延伸部等于填充部件直径的最大5％，尤其地，最大3％以及优选地最大2.5％。较小百分比的径向延伸部将足以将填充部件固定地保持在中空体中。通常，作用在填充部件上的力也将采用径向相对小的突伸进行控制。 

优选地，相对于凹陷，突伸沿轴向方向尺寸减小，沿径向方向尺寸增大，只要活塞和填充部件分离开。在这种情况下，突伸不再能够沿径向方向完全扩大，当在将填充部件插入中空体期间，其到达凹陷。突伸的“剩余”容积然后沿轴向方向扩大，在那里，由于尺寸减小，容积仍然存在。采用这种方式，可以确定，突伸也完全沿轴向方向填充该凹陷，使得沿轴向方向该填充部件被保持，而不会在活塞中出现间隙。 

优选地，该凹陷的底部相对于活塞轴线的平行线呈锐角，多个凹陷平行于活塞轴线串联地布置。在这种情况下，突伸可以方便地沿轴向方向长于凹陷。凹陷的序列形成冷杉状(fir-like)结构，突伸被压入其中。这导致相对许多的保持台阶，这样将填充部件可靠地保持在活塞的中空体中。 

附图说明

在下文中，本发明根据优选实施例结合附图进行说明，示出： 

图1是液压轴向活塞机器的严格示意图。 

图2a-2c是具有填充部件的活塞的第一实施例，以及 

图3a-3b是具有填充部件的活塞的第二实施例。 

具体实施方式

液压轴向活塞机器1包括布置成可在壳体2中旋转的缸筒3。在缸筒3中，活塞4布置成可沿轴向方向移动。仅有一个活塞4是可见的。所有其他的活塞都定位在该横截面外部。该活塞4借助滑动靴5而导引到斜盘6上。压力盘7将滑动靴5相对于斜盘6保持在支承位置上。经由滚珠8，该压力盘抵靠在容纳于缸筒中的压力活塞9的一端上。该压力活塞9沿轴向方向受到弹簧10的作用，说明其沿着斜盘6的方向被压制。 

优选地，活塞4采用不锈钢制成。根据机器将被使用所处的这些情况，可使用尤其压力、介质和设计，以及其他材料，尤其是塑料。 

如本身所知，缸筒3的旋转导致活塞4沿轴向方向往复移动。由于压力盘7必须总是保持平行于斜盘6，所以其相对于缸筒3执行连续的倾斜移动。在这一方面，滚珠8提供压力盘7与缸筒3之间的铰接式连接。每个滑动靴5围绕滚珠11倾斜，滚珠11布置在从缸筒3伸出的活塞4的端部上。 

机器10采用水操作，作为液压流体。当作为泵时，其也必须具有高输 出。30m³/h以及更高的体积被认为是高输出。但是，在这种应用中，因为流体不能足够快地移动，随着压降变得过大，当包括用作节省重量目的的中空体12的活塞4(图2b)中产生空穴时，会产生问题。为此原因，填充部件13，也称为填充件，布置在活塞4的中空体12中。下述说明涉及图2和3。但是，必须指出的是，这些问题不仅存在于轴向活塞机器中，而且存在径向活塞机器中，基本上涉及所有的液压机器，其中，活塞布置成在特定机器中往复移动，其中将水用作液压流体。 

图2a示出活塞4，填充部件14插入该中空体12和滚珠11中。通道14通过滚珠11并且结束于中空体12。通过这一通道，流体被供给至滑动靴5与滚珠11之间的接触面。为了保持用于润滑的这一流体供给，同样采用插入的填充部件13，该填充部件13具有贯穿通道15。但是，通道15不必要布置在中央，如图所示。其也可布置在活塞4的轴线20的外面或者通过形成在填充部件13与内壁16之间的自由空间形成。这一自由空间能够例如通过填充部件13和/或内壁16中的轴向凹槽形成。 

填充部件13采用塑料材料制成，例如，聚丙烯。同样可使用另一塑料材料作为填充部件13，尤其是体积恒定的塑料材料。

在中空体12的内壁16中，活塞4具有采用凹槽的形式的优选为沿周向的凹陷17，其在与中空体的敞开端18相邻的端部处具有台阶形式的阻尼体19。例如，台阶以相对于活塞4的轴线20成直角地延伸。但是，其同样可相对于该轴线呈锐角，使得能够产生下切。 

在其敞开端18，中空体12以锥形面21敞开。共同地相对于轴线20，锥形面21包括例如10至20°的角，尤其是10至15°的角。锥形面21的最小直径与最大直径之间的差大于凹陷17的径向延伸部。 

填充部件13在图2c示出放大的形状，该填充部件包括径向突伸22，具有与中空体12的敞开端18相邻的前表面23。前表面23的端部与突伸22对齐。优选地，突伸22是沿周向的。当通道15形成为填充部件13中的凹槽时，突伸22在这里被中断。突伸22的轴向延伸部稍微小于凹陷17的轴向延伸，即，沿轴向方向，突伸22相对于凹陷17的尺寸减小。 

沿径向方向，突伸22的延伸部稍微大于凹陷17的径向延伸部。换句话说，沿径向方向，突伸22的尺寸大于凹陷17的尺寸。但是，这仅适用于填充部件13从活塞4分离开的情况。否则，填充部件13具有的外部直径，其 实际上对应于中空体12的内部直径，使得填充部件13能够无问题地插入活塞4的中空体12。允许存在小的间隙，使得填充部件13能够移动进入活塞4。 

当填充部件13已经插入至活塞4使得突伸22抵靠在锥形面21上时，进一步的压制力将使得该突伸沿径向方向压缩。当该填充部件13被进一步推动并且突伸22重叠于凹陷17时，突伸22能够再次扩大。但是，其不能扩大到其原始的径向尺寸，因为凹陷17的稍微小的径向延伸部不会允许其扩大。稍微“过大”的材料然后将沿轴向方向扩大，意味着突伸22完全沿轴向方向填充凹陷17。在凹陷17的区域中，填充部件13然后借助形状配合而保持在活塞4中，既沿轴向方向又沿径向方向。因此，不会出现填充部件13从活塞4卸下的风险。 

采用未详细示出的方式，凹陷17和突伸22的位置能够互换，使得凹陷17沿着填充部件13的周向壁布置，突伸22沿着周向壁16的径向内部布置。该效果实际上是相同的。 

图3示出改进的实施例。这里，设置若干凹陷17，平行于轴线20，处于一个接一个的序列。每个凹陷17具有与轴线20呈锐角的底部24。在背离敞开端18的端部，每个凹陷17实际上具有中空体12的内直径。 

该填充部件13包括突伸22，其也是沿周向的并且在背离敞开端18的端部具有锥形区段25。该锥形区段25的锥形角能够精确地与锥形面21的锥形角一样大。但是，其也可以为更小。 

在根据图3a的活塞4的实施例中，凹陷17形成冷杉状或枞木状(fir-like)结构。当填充部件13被压入中空体12时，许多折线状或之字状(zigzag-like)凹陷设置在突伸22中，使得借助形状匹配将填充部件13保持在活塞4中。每个凹陷17也具有台阶形状的阻尼件19，台阶的高度相对小，同样在这里。 

在所有情况下，突伸17的径向延伸部占填充部件13的直径的最大5％，优选地甚至更少，即，例如最大3％或者甚至最大2.5％。较大的径向延伸部实际上不会带来额外的优势。 

Claims (10)

1.一种液压活塞机器，尤其一种水压机器，具有至少一个缸，其中，活塞布置成往复移动，所述活塞包括由环形壁部环绕并且具有一个敞开端的中空体，其特征在于，填充部件(13)布置在所述中空体(12)中，所述填充部件(13)具有至少一个径向突伸(22)，所述环形壁(16)在面对所述中空体(12)的内部具有至少一个径向凹陷(17)，或者环形壁(16)具有径向突伸，所述填充部件(13)具有径向凹陷，所述凹陷至少在与所述中空体(12)的敞开端(18)相邻的端部具有阻尼件(19)，所述突伸(22)和凹陷(17)彼此接合。

2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于，所述凹陷(17)为沿周向的。

3.根据权利要求2所述的机器，其特征在于，所述突伸(22)沿周向方向未被中断。

4.根据权利要求1至3任一项所述的机器，其特征在于，所述阻尼件(19)形成为台阶。

5.根据权利要求4所述的机器，其特征在于，所述台阶包括与活塞(4)的轴线(20)呈至少90°的角。

6.根据权利要求1至5任一项所述机器，其特征在于，所述中空体(12)的自由端(18)形成锥形凸出部分(21)。

7.根据权利要求1至6任一项所述机器，其特征在于，所述突伸(22)，与相邻于中空体(12)的自由端(18)的填充部件(13)的端部共同地形成共同前表面。

8.根据权利要求1至7任一项所述机器，其特征在于，所述突伸(22)的径向延伸部等于填充部件(13)直径的最大5％，尤其地，最大3％以及优选地最大2.5％。

9.根据权利要求1至8任一项所述机器，其特征在于，相对于凹陷(17)，所述突伸(22)沿轴向方向尺寸减小，沿径向方向尺寸增大，只要所述活塞(4)和填充部件(13)能够分离开。

10.根据权利要求1至8任一项所述机器，其特征在于，所述凹陷(17)具有底部(24)，其与活塞(4)的轴线(20)的平行线呈锐角，多个凹陷(17)平行于活塞(4)的轴线(20)串联地布置。

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