带有控制盘的流体静力的轴向活塞机的制作方法

本发明涉及带有缸筒和带有控制盘的流体静力的轴向活塞机。

背景技术：

在原则上能够将流体静力的轴向活塞机作为马达或作为泵进行运行。在斜盘式结构方式中的轴向活塞机具有带有多个缸孔的内置的缸筒，活塞沿着轴向在该缸孔中能够移动。活塞的行程由于活塞在斜盘上的借助于滑靴进行的支承来产生。在缸孔通道的侧部上安放有在缸筒和壳之间的控制盘，在该控制盘处在第一半圆的区域处实现有低压侧或高压侧。在第二半圆处存在相对于第一半圆对置的压力侧（高压/低压）。

通过高达500bar的较高的运行压力，将控制盘向着缸筒挤压。在马达运行中，把在高压侧的压力介质压进行程室中，从而缸筒借助于活塞的轴向运动和斜盘的倾斜姿态而进入转动运动中。所产生的扭矩输出至从动轴。不同地，在泵运行中，借助于在传动轴处的输入扭矩将压力介质从活塞的低压侧吸进缸孔中。通过缸筒的转动和经固设的摆动角，把在行程室中的压力介质通过活塞的轴向运动而向着高压侧排挤，这导致压力升高。

通过进行推出的活塞在高压侧上的摩擦力，相对于马达运行，在泵运行中提高了对控制盘的压力。为了减少在旋转的缸筒和静止的控制板之间的摩擦力和磨损，从现有技术中已知流体静力的减载。

在公开文件de102010006895a1中说明了带有控制盘、用于缸筒的持续减载区和至少一个附加减载区的流体静力的轴向活塞机。在那里，一个或多个附加减载区能够依赖于经选择的运行状态（泵/马达）相对于持续减载区接通或关闭。在马达运行中，追求较小的减载，从而一个或多个附加减载区无压地得到接通。由此阻碍：在作为马达的运行中，减载过大，但是在作为泵的运行中负责用于充分的减载。

该解决方案不利的是，所述减载仅能够匹配到特定的运行状态。其它的通过负荷变换进行的干扰（正如在带有不同的转速的马达/泵运行中的负荷循环中出现该负荷变换）不能够利用公开文件de102010006895a1的特征来消除。

技术实现要素：

因此本发明所针对的任务是，建立带有流体静力的附加减载的流体静力的轴向活塞机，该轴向活塞机解决了例如在负荷循环内出现的依赖于转速的问题，从而能够保证缸筒在控制盘上的没有干扰的和没有倾翻的旋转。

根据本发明，在流体静力的轴向活塞机中解决此任务，该轴向活塞机具有控制盘，在该控制盘处保持有旋转的缸筒，其中，额外于持续减载区实现了至少一个流体静力的附加减载区，经过压力介质供应部利用压力介质能够供应该附加减载区。根据本发明，所述至少一个附加减载区的减载压力依赖于缸筒的转速得到设定。在装置技术方面简单的构造方案中，能够简单地接通和关闭所述至少一个附加减载区的减载压力。

所述液压的持续减载区具有流体静力的和流体动态的份额。在转速低于250min^-1时，所述持续减载的流体动态的份额下降（einbrechen）。所述持续减载的剩余的流体静力的份额不足以维持住液体摩擦。作为其取代方案，导致边界摩擦/混合摩擦或甚至固体摩擦，在其中，在不带有根据本发明的依赖于转速的附加减载的情况中导致在控制盘处的大的磨损现象。在根据本发明的解决方案中有利的是，所述持续减载的省去的流体动态的份额能够通过所述至少一个附加减载区的纯流体静力的份额来取代。

所述流体静力的附加减载区尤其好地适用于补偿依赖于转速的干扰参量。这样的干扰参量能够例如是力和力矩。尤其，在很低的或很高的转速的范围中能够出现这样的干扰参量。一个干扰参量例如正如上文描述的那样是在转速很低几乎为零时通过省去所述减载的流体动态的份额进行的经提高的摩擦。一个另外的干扰参量是在将泵运行转换到马达运行时的摩擦力向量的反转。在这里，在不利的情况中缸筒能够被从控制盘牵拉。第三干扰参量是倾翻力矩，该倾翻力矩通过轴向活塞机的很高的转速产生。在此，作用至活塞的离心力越来越高，从而通过不同程度地移动出去的活塞使得缸筒的工作面越来越倾斜地设置在控制盘2的工作面上。在达到一个提高转速时，所述倾翻力矩如此高，即缸筒从控制盘单侧地提高。

尤其优选的是这样的实施例，在其中，压力介质供应部具有压力介质流动限制部。

通过所述压力介质流动限制部来减小被提供给附加减载区的压力。结果是，受限的压力介质流结合缸筒对控制盘的按压力负责用于在缸筒的工作面和控制盘之间的较小的缝隙大小。所述喷嘴能够结合辅助泵而应用作为压力介质供应部。

优选地，在流体静力的附加减载区的压力介质输入端前布置有不能够调节的喷嘴，该喷嘴限制所述压力介质流并且减小所述减载压力。尤其优选地，在此，原则上能够考虑0.4mm的喷嘴直径、当然也考虑0.1至0.8mm的喷嘴直径。

作为对不能够调节的喷嘴的备选方案，尤其优选地，采用能够调节的喷嘴以用于控制在附加减载区中的减载压力以及由此控制所述附加减载力。利用所述能够调节的喷嘴能够减小由控制盘的高压侧所提供的压力。

尤其优选的是一个实施方式，在其中，所述压力介质经过所述轴向活塞机的高压侧被领取或取用。

在该解决方案中尤其有利的是，能够省去其它的液压的构件、例如泵或存储器。在取用在轴向活塞机的高压侧上的压力时，优选地使用之前所描述的能够调节的喷嘴。通过附加减载区与轴向活塞机的高压侧的耦合，如此地给定一种调节可行方案，以便能够根据本发明依赖于转速来控制附加减载区的减载压力。在原则上存在能够被实现的两个调节类型。一方面，能够经过能够调节的喷嘴如此久地提高所述压力，直到在同时减小所述压力介质流时实现所述附加减载区的完全的减载，或者能够经过所述附加减载区的尺度设置来降低其液压的阻力，通过在附加减载区和缸筒之间的缝隙尺度得到该阻力。由此，主要从例如所述喷嘴的阻力关系确定所述压力介质流，该喷嘴为所述附加减载区表现出来（aufprägen）经定义的压力介质膜高度。

优选地，所述附加减载区与液压的存储器和/或液压的泵、尤其辅助泵相连。

因为在这些实施方案中，不存在流体静力的附加减载区与根据本发明的轴向活塞机的运行压力的耦合，则经过所述辅助泵的可调节性能够控制所述附加减载区的减载压力。

作为备选方案或并行于辅助泵，也能够使用液压的存储器。该存储器能够将经接收的液压的能量回给到所述系统、尤其给出到附加减载区。在该实施方式中，优选地使用上文就已经提到的不能够调节的喷嘴。

当然也能够介绍其它的组合，例如不能够调节的喷嘴、高压取用部（hochdruckabgriff）、能够调节的喷嘴、辅助泵或液压的存储器。

一般地，在流体静力的轴向活塞机中能够导致压力介质或油的内部的损耗（泄漏）、例如进行到所述轴向活塞机的壳中的油喷射过程。优选地，此控制油被用于供应流体静力的附加减载区。

优选地，第一附加减载区沿着缸筒的倾翻方向被布置在控制盘上。

此实施例具有的优点在于，最大程度地阻碍所述缸筒的倾翻的特别的工作故障。如上文已经描述的那样，尤其在流体静力的轴向活塞机的缸筒的转速很高时，产生被拉出的活塞的离心力，该离心力导致所述缸筒在所述控制盘上的倾翻。此倾翻的特征在于单侧地提高缸筒，其中，给定了所述缸筒在控制盘上的逐点的剩余按压力。在控制盘的定位有所述逐点的剩余按压力（倾翻点）的位置处布置有附加减载区，以便补偿现存的剩余按压力。由此，所述轴向活塞机能够在较高的转速范围中无故障地运行。优选地，附加减载区以倾翻点为出发点在两侧沿着控制盘的周向进行伸展。

优选地，附加减载区的布置方式增大了在控制盘处的沿着倾翻方向的支持圆半径，办法是：所述附加减载区径向外部地布置在所述控制板的边缘处。

这点尤其有利地对在转速很高时阻碍缸筒的倾翻起作用。额外于基于附加减载区的流体静力的作用方式进行的补偿，所述附加减载区的布置方式在倾翻方向上增大了所述支持圆半径。存在轴向活塞机的多个类型，在其中，在从控制盘提高时，所述缸筒围绕一个支持圆的外部的边缘摆动，该支持圆被所述持续减载区的外直径表征。按照定义，提高缸筒，当逐点的剩余按压力位于支持圆半径的外部时。通过将附加减载区布置在持续减载区的外部，增大了支持圆半径。由此，减小了缸筒的倾翻角，并且将所述提高转速移动到较高的转速范围中。

在许多情形中，利用相对于所述控制盘的止点轴线或中轴线的角度（α）设置了所述倾翻方向，其中，所述角度的值能够位于5-45°的范围中。所述两个止点被在缸体中的活塞的姿态定义，在该姿态中不实施轴向运动并且进行所述活塞的方向反转。所述上部的和下部的止点沿直径彼此相对。如果将两个止点传输到控制盘上并且将该止点借助于一个线相连，则形成了止点轴线或中轴线。所述附加减载区尤其优选地相应于该角度（α）进行定向。

在一个优选的改型方案中，一个另外的附加减载区沿直径相对于第一附加减载区进行布置。

在两个附加减载区的沿直径的布置方式中，尤其有利的是额外地经产生的专用力矩，该专用力矩用于补偿依赖于运行的干扰参量。在缸筒倾翻和与之相连的倾斜姿态中，对有关的附加减载区的压力升高，该附加减载区沿着倾翻方向布置。不同地，对于对立地布置的附加减载区，所述压力下降。从中得到的力据此产生了进行稳定的专用力矩。

原则上，在每个减载区中也始终参与有自身调节效果。如果在体积流量保持相同时在缸筒工作面和控制盘工作面之间的缝隙大小较小，

则这点导致压力升高。经提高的压力促成所述减载力的升高并且反作用于所述缸筒，这又导致缝隙大小的变大。但是，在缝隙增大时，所述压力再次降低，从而减小了所述缝隙大小。由此产生了一种类型的自身调节机制，该自身调节机制通过流体静力的根据本发明的附加减载区来实现。在两个沿直径布置的附加减载区的布置方式中，这些附加减载区彼此相反地自身调节地起作用。

一般，在三个减载类型（κ）之间能够进行区分，该减载类型按照式子：

能够得到展示。所述持续减载对应于马达减载κmotor。如果轴向活塞机作为泵运行，则在控制盘处产生较高的力，从而纯粹的马达减载不足够并且不保证无故障的运行。相应于此，借助于所述一个附加减载区或所述多个附加减载区来实现相对于所述马达减载的附加的减载κzusatzentlastung。这种总体较高的减载被称为泵减载κpumpe。

在此，优选地，追求在例如κmotor=90-100%和κzusatzentlastung=1-10%的范围中的值。

尤其优选地，马达减载大约κmotor=96%和附加减载大约κzusatzentlastung=5%，这导致泵减载κpumpe=101%。

附图说明

在附图中展示根据本发明的流体静力的轴向活塞机的尤其优选的实施例。依据这些附图现在对本发明进行具体的解释。

图示：

图1是在控制盘上的借助于不能够调节的喷嘴进行的附加减载区的根据本发明的压力介质供应部的第一实施例，

图2是借助于能够调节的喷嘴进行的根据本发明的附加减载区的第二实施例，

图3是在径向的和轴向的视图中的缸筒的倾翻的示意性展示，

图4是带有在倾翻方向上布置的根据本发明的附加减载区的控制盘的实施例，

图5是带有根据本发明的附加减载区的控制盘的另一个实施例，并且

图6是根据本发明的轴向活塞机的典型的转速可变的以及压力可变的负荷循环。

具体实施方式

在图1中示出了在控制盘2上的流体静力的轴向活塞机的流体静力的附加减载区1的实施例，该附加减载区根据本发明依赖于转速地经过辅助泵4利用压力介质来供应。所述附加减载区布置在高压肾32的外周的大约中部，经过该高压肾使得缸筒（比较图3）的缸体与轴向活塞机的高压侧相连。此外，控制盘2具有低压肾34，经过该低压肾使得缸孔与低压侧相连。关于轴向活塞机的基础的工作方式，参照说明书导论和参照图3。高压肾32、低压肾和附加减载区1位于控制盘2的经提高的区域中，所述缸筒以较大的或较不大的缝隙大小靠置在该区域处。所述经提高的区域（附加减载区1位于该区域中）很窄并且与经提高的区域（高压肾和低压肾位于该区域中）分离。在包围所述附加减载区的经提高的区域和缸筒之间所产生的间隙能够被解释为喷嘴，经过该喷嘴使得压力介质从附加减载区中能够流到所述轴向活塞机的未更加详细展示的壳中并且该喷嘴在附图中设有附图标记3。

附加减载区1在相对于活塞姿态的上止点ot的大约90°的角度中布置在控制盘2上。所述附加减载区1的压力介质供应部在按照图1的实施例中经过辅助泵4来实现。所述辅助泵4将压力介质经过主线路向着不能够调节的喷嘴6传送并且经过该喷嘴传送到附加减载区1中。压力介质从该附加减载区中流到所述壳中。在在辅助泵4和喷嘴6之间的主线路中的压力借助于压力表8来测量。从所述主线路分支出副线路，该副线路设有压力限制阀12，该压力限制阀使得泵压力不升高超过特定的值。这点通过将压力介质的过剩的量排放到储箱14中来实现，该储箱对于大气是敞开的。采用这样的辅助泵4，相比于经过喷嘴6和3流走的压力介质，该辅助泵始终传送更多的压力介质。过剩量经过压力限制阀12流到储箱中。由此，在主线路中的压力等同于通过所述压力限制阀预先给定的值。

支配在附加减载区1中的所述减载压力通过借助喷嘴3和6进行的压力分布来得到。尤其优选地，后者喷嘴6具有4mm的直径。如果例如喷嘴3的通流横截面等同于喷嘴6的通流横截面，则在附加减载区1中的压力等同于泵压力的一半。如果缸筒相应与此稍微从控制盘升高，则喷嘴3的通流横截面较大并且在附加减载区中的压力减小。如果缸筒相对于在控制盘的附加减载区中的带有一半泵压力的位置接近，则喷嘴3的通流横截面较小并且在附加减载区中的压力增大。由此，得到了在附加减载区中的压力的自身调节特性和由此所述附加减载区的作用的自身调节特性。如果缸筒的减载在包围所述高压肾和所述低压肾的面区域中由于转速的变化或工作压力的变化而改变，则通过附加减载区进行的所述减载与此相反地改变。

从所述主线路分支出带有2/2方向阀16的一个另外的副线路。在2/2方向阀16的打开的姿态中，所述压力介质能够从主线路经过副线路流到储箱14中。于是在主线路中的压力和由此以及在附加减载区1中的压力是储箱压力。所述附加减载区不起作用。在2/2方向阀16的经闭合的状态中，维持住在主线路中的压力水平。

施加在附加减载区1中的压力能够借助于压力表10来测量。压力表8和10首要地被设置用于试验目的。

图2示出了第二实施例，在其中，在控制盘2上的流体静力的附加减载区1经过轴向活塞机的高压侧能够利用压力介质来供应。图2中所示的控制盘2等同于图1中的控制盘2。为了给附加减载区进行压力介质供应，压力介质从高压肾32经过带有恒定的通流横截面的喷嘴15向着支路17流动，三个线路以该支路为出发点。一个线路在没有另外的节流横截面的情况中导引到附加减载区1。因此在线路技术上所述附加减载区1和支路17是相同的。第二线路导引至储箱14。正如在按照图1的实施例中那样，2/2换向阀16接进此第二线路中。在2/2方向阀16的打开的姿态中，压力介质直向着储箱14流动，这导致压力减载和由此导致在附加减载区1中的减载压力的解除或阻碍在附加减载区中的压力建立。然后，在附加减载区中的压力等同于壳压力，该壳压力又能够等同于储箱压力。第三线路同样导引至储箱14。带有能够调节的通流横截面的喷嘴18接进此第三线路中。由此，通过在附加减载区1的边缘部和缸筒之间的缝隙所形成的喷嘴18和喷嘴13彼此并联。彼此并行布置的喷嘴3和18又与喷嘴15串联地布置。在2/2换向阀的经闭合的姿态中，得到了在附加减载区1中的通过在一方面喷嘴15和另一方面喷嘴3和18之间的压力分配进行的压力。借助于能够调节的喷嘴18，能够改变来自并联的喷嘴3和18的组合的有效的喷嘴横截面。如果选择了能够调节的喷嘴18的较小的通流横截面，相比于当能够调节的喷嘴18的通流横截面被较大地选择时，在附加减载区1中的压力较高。此外，正如在按照图1的实施例中那样，喷嘴3的通流横截面当然也影响在附加减载区1中的压力水平。如果喷嘴3的通流横截面等同于零，则仅喷嘴18连同喷嘴15确定在附加减载区1中的压力。因而借助于能够调节的喷嘴18也能够设定在附加减载区中的最大压力。

在附加减载区1处的压力水平能够经过压力表10来测量。

图3示出了轴向活塞机的两个示意性展示。图3a是轴向活塞机的、尤其缸筒20和控制盘2的纵剖图，缸筒20靠置在该控制盘2处。图3b在横截面中示出了缸筒20。可见：轴向活塞机的斜盘26的倾斜姿态。在上止点ot处，活塞24位于在缸体22中的其移动出去的姿态中。在下止点ut处，活塞24位于在缸体22中的其移动进入的姿态中。支承点30是斜轴26的中点。在转速提高时，作用至活塞24的离心力越来越高，从而通过不同程度地移动出去的活塞24使得缸筒20的工作面越来越倾斜地安放在控制盘2的工作面上（通过按照图3b的倾翻力矩mges造成）。倾翻点31并非位于在止点轴线或中轴线y上的活塞24的上止点ot中，而是以大约15°的角度相对于该止点轴线或中轴线偏置。

图4中的控制盘2示出了在缸筒20的倾翻点31的区域中的附加减载区1的布置方式。此实施例优选地对于在控制盘2上的缸筒20的倾翻的已经说明的补偿或阻碍而得到实现。轴向活塞机的高压侧的控制肾32设有中间接片。不同地，低压侧的控制肾34贯通地构造。所述附加减载区1在相对于止点轴线或中轴线y的大约5°-30°的角度上延伸。所述持续减载区38完全地经过所述控制盘2来构造并且对应于马达减载。连同所接通的附加减载区1实现了泵减载。附加减载区1的所述布置方式增大了支持圆半径42。正如所说明的那样，在单侧的提高时所述缸筒20围绕所述支持圆半径42的外部的边缘摆动，该支持圆半径在现有技术中通过持续减载区38的外直径来表征。此情况产生，当逐点的剩余按压力位于支持圆半径42的外部时。通过附加减载区1布置在持续减载区38的径向外部，增大了支持圆半径42，这对应于新的支持圆半径44，该新的支持圆半径延伸直到附加减载区1的外部的边缘。

在图5中示出了带有两个沿直径布置的附加减载区1和40的控制盘2。第二附加减载区40连同第一附加减载区1产生了用于补偿或减小缸筒20在控制盘2上的倾翻的额外的专用力矩。在第二附加减载区40中，相反于第一附加减载区1，所述压力通过以上所述的自身调节效果表现出特性。哪些压力关系支配在相应的附加减载区1/40中取决于在控制盘2上的缸筒20的相应的倾斜姿态。按照图5的控制盘2尤其适用于在两象限运行中的轴向活塞机。

图6示出了转速可变的和压力可变的负荷循环，该负荷循环典型地利用根据本发明的轴向活塞机来实现。上方的曲线示出了在负荷循环内的轴向活塞机的压力走势46。不同地，下方的曲线示出了在负荷循环内的轴向活塞机的转速走势48。在转速走势48处可见：在负荷循环内，轴向活塞机的转速几乎唯独位于一个几乎为零的范围中或者位于一个在大约30001/min处的很高的范围中。在这两个情况中，导致先前阐释的强烈不同的依赖于转速的干扰，该干扰应该通过一个或多个根据本发明的附加减载区1和40来补偿，办法是：此附加减载区或者这些附加减载区根据本发明依赖于转速地利用压力介质来供应。具体的干扰（正如已经实施的那样）是在转速较小几乎为零时省去持续减载区38的流体动态的份额以及在转速较高时由于在缸体22中的经移动出去的活塞24的离心力进行的缸筒20的倾翻或在在几乎为零的较低的转速范围中从马达转换到泵运行中时缸筒20的倾翻。

附图标记单

1附加减载区

2控制盘

3喷嘴

4辅助泵

6喷嘴

8压力表p1

10压力表p2

12压力限制阀

14储箱

15喷嘴

162/2方向阀

17支路

18喷嘴

20缸筒

22缸体

24活塞

26斜盘

28滑靴支承部

30支承点

31倾翻点

32高压控制肾

34低压控制肾

38持续减载区

40第二附加减载区

42小的支持圆半径

44大的支持圆半径

46压力走势

48转速走势

α角度

ot上止点

ut下止点

mges倾翻力矩

y止点轴线或中轴线。