用于静液压活塞机的调节装置和静液压轴向活塞机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种调节装置，该调节装置被设置用于静液压机、尤其用于静液压轴向活塞机并且具有权利要求1的前序部分所述的特征，并且本发明涉及一种设计有这种调节装置的静液压轴向活塞机、尤其是轴向活塞栗。
【背景技术】
[0002]为了调节静液压活塞机，公开了带有调节活塞和调节阀的调节装置，利用所述调节装置实现由活塞机吸收的或释放的转矩不超过一定的值或值域。这种调节称作转矩调节，但也称作功率调节，其中在后一表述中忽视了其转速实际上也融入到机器的功率中。调节阀称作力矩调节器，但也称作功率调节器。存在如下功率调节，利用功率调节保持活塞机的压力接头上的压力与行程体积之积恒定。行程体积在此是传动轴每转流经机器的压力平均量。在其他类型的功率调节中，行程体积与压力(在该压力上转矩恒定)之间的双曲线形特征曲线通过直线近似。在这样的转矩调节中，转矩仅被保持近似恒定，其中该调节装置与用来调节到恒定转矩的调节装置相比会更简单且更紧凑。
[0003]在DE 40 20 325 C2中公开了一种用于近似调节到可调节静液压栗的恒定转矩的调节装置，其中，调节阀的阀杆(也称功率调节器)能够在可由调节活塞带动的套筒中被推移，并且沿第一推移方向被栗压力加载，而沿着相反的推移方向被由两个弹簧构成的弹簧组加载，所述弹簧夹紧在阀杆与可调整的但还占据固定位置的弹簧座之间。除了对于调节转矩而存在的调节阀之外，属于已知的调节装置的还有压力调节阀(也称压力调节器)和输送流调节阀(也称输送流调节器)。利用所述调节器中的任一个都可以控制调节油流入调节活塞上的调节室和流出调节室。在此，借助于功率调节特别的是，活塞的路径直接作为路径反馈到功率调节器的套筒上。
[0004]在US 4，379，389中公开了一种斜盘结构形式的轴向活塞栗，其具有:传动轴；圆柱鼓(Zylindertrommel)，柱塞位于该圆柱鼓内；斜盘和调节装置；所述调节装置具有权利要求I的前序部分的特征用以功率调节。在此，功率调节器的阀杆和调节活塞相继平齐地布置。当在由US 4，379，389已知的轴向活塞栗中行程体积为最大时，则调节活塞移出最远并且调节活塞上的调节室具有其最大的体积。阀杆被栗压力沿着第一推移方向加载。在沿着该方向从中心位置(Neutralstellung)调节出来时，调节油从调节室排出并且调节活塞移回。在调节活塞与阀杆之间夹紧两个被构造为螺旋压力弹簧的回馈弹簧，其中第一回馈弹簧在调节活塞的整个路径上施加力，而第二回馈弹簧从调节活塞的与最大行程体积相对应的位置在调节活塞的确定部分行程之后才将力施加到阀杆上。由此，双曲线形的特征曲线通过两条直线近似，在该特征曲线上转矩恒定。在根据US 4，379，389的调节装置中，调节活塞的路径作为作用于阀杆上的力进行反馈。
[0005]在DE 100 01 826 Cl中也公开了一种具有调节装置的静液压轴向活塞机，该调节装置具有权利要求1的前序部分所述的特征。该设计为轴向活塞栗的斜盘结构形式的轴向活塞机具有传动装置，该传动装置具有多个柱塞，所述柱塞在圆柱鼓的圆柱孔内引导并且利用所述圆柱鼓分别限定工作室。柱塞通过滑垫支撑在斜盘上，该斜盘的倾斜状态可改变用以改变行程体积。由于可枢转性，可调节的斜盘也称为枢转摇架。调节通过调节装置来进行，该调节装置具有调节活塞，该调节活塞直接或间接地接合在枢转摇架上并且该调节装置从基本位置枢转出来，该枢转摇架通过配对活塞或弹簧预紧到基本位置中。在该基本位置中，枢转摇架例如可以设定到其最大枢转角度上，在该枢转角度下行程体积最大。不同于根据US 4，379，389的轴向活塞栗的情况，当行程体积最大时，调节活塞完全移入并且调节室具有其最小的体积。通过移出调节活塞，枢转摇架向回枢转到较小的枢转角度和较小的行程体积。
[0006]调节活塞限定调节室，该调节室通过调节阀(所谓的功率调节器)可与引导栗压力的管路或罐连接。调节阀具有阀杆，该阀杆具有与调节活塞相同的中轴线，并且该阀杆通过两个回馈弹簧预紧到基本位置中，在该基本位置中调节室与罐连接。现在，为了实现调节活塞完全移入对应于最大行程体积的基本位置，回馈弹簧支撑到弹簧杆上，该弹簧杆穿通阀杆并且与调节活塞连接。阀杆是带有差动面的分级活塞，该差动面被加载以栗压力，并且被如此布置，使得栗压力在阀杆上产生逆着回馈弹簧的力。
[0007]第二回馈弹簧在已知的解决方案中是彼此共轴布置的螺旋弹簧，其中一个螺旋弹簧从完全回移的调节活塞和最小调节室开始在确定的部分行程之后并且因此从调节活塞的确定的位置起才作用于阀杆上。由此，形成P-Q-特征曲线(压力-行程体积-特征曲线)，该P-Q-特征曲线由两条直线构成，其中，一条直线的斜率通过首先处于嵌接的弹簧的弹簧常数来确定，而另一直线的斜率通过在部分行程之后共同处于嵌接的弹簧的弹簧常数之和来确定。通过这两条相对彼此放置的直线近似获得双曲线形的P-Q-特征曲线，在该P-Q-特征曲线上转矩恒定。在输送体积中，由两条直线组成的特征曲线具有拐点，该输送体积对应于调节活塞的其中第二回馈弹簧开始起作用的位置。
[0008]已知的解决方案的缺点是，调节装置因穿通调节活塞的弹簧杆而被非常复杂地构造并且还具有极大的结构长度。
【发明内容】
[0009]相应地，本发明所基于的任务是提出一种调节装置和一种设计有这种调节装置的轴向活塞机，其中，能够以减小的设备技术开销实现功率调节/力矩调节。
[0010]该任务在调节装置方面通过权利要求1的特征组合来解决，而在轴向活塞机方面通过并列的权利要求20的特征来解决。
[0011]根据本发明的用于对可在其行程体积方面调节的静液压活塞机进行力矩调节的调节装置具有调节活塞、调节阀和阀杆，所述调节活塞限定调节室，所述调节阀通常具有第一接头、第二接头和第三接头，其以流体方式与调节室连接，所述阀杆在调节位置中在正重叠度的情况下将第三接头与第一接头并且与第二接头分离，或者在负重叠度的情况下将第三接头经由小的穿流横截面与第一接头并且与第二接头连接，并且在调节位置之外将第三接头与第一接头或与第二接头以流体方式连接，使得压力介质流至调节室或从调节室流出。阀杆具有测量面，在该测量面上所述阀杆可由活塞机的工作压力沿着第一移动方向加载。此外，根据本发明的调节装置具有至少一个回馈弹簧，由所述回馈弹簧将与调节活塞的位置有关的回馈力施加到阀杆上。由回馈弹簧施加的回馈力朝向第一移动方向即朝向与由工作压力在阀杆的测量面上产生的力相同的移动方向。如果仅存在一个回馈弹簧，则静液压力矩特征曲线通过一条直线来近似。利用多个回馈弹簧可以获得通过多条直线来近似静液压力矩特征曲线的力矩特征曲线。存在调节弹簧，由该调节弹簧将力沿着与第一移动方向相反的第二移动方向施加到阀杆上。带有阀杆的阀孔朝向调节室是敞开的，使得阀杆在其朝向调节室的端侧上由调节压力沿着第一移动方向加载。此外，存在平衡面，该平衡面与阀杆上的由调节压力沿着第一移动方向产生力的面等大。在平衡面上沿着第二移动方向由调节压力产生作用于阀杆上的力。
[0012]当作用于阀杆上的力在调节状态中彼此处于平衡时，在根据本发明的调节装置中，阀杆如在已知的调节装置中那样地也占据其调节位置。由于平衡面，存在于调节室中的调节压力没有将合成的力施加到阀杆上，从而在调节位置中至少一个回馈弹簧的弹簧力和由工作压力施加的压缩力之和与调节弹簧的弹簧力加上可能利用调节弹簧作用的附加力等大。工作压力的改变导致阀杆从调节位置移动出来。于是，压力介质流至调节室或从调节室流出，使得调节活塞移动并且由至少一个回馈弹簧施加到阀杆上的弹簧力改变。一旦调节活塞已到达如下位置，则该阀杆就折返到其调节位置中并且停止压力介质流动，在所述位置中工作压力的改变通过回馈弹簧的弹簧力的反向改变来补偿，并且回馈弹簧的弹簧力与压缩力之和又等于调节弹簧的弹簧力加上可能利用调节弹簧作用的附加力。在此，还应指出的是，通常工作压力是可变的量并且行程体积被相应地设定。
[0013]根据本发明的解决方案的主要优点在于，可以省去活塞杆，使得该调节装置可以以更低的设备技术开销和更小的结构长度来实现。存在至少一个回馈弹簧。也可以存在两个回馈弹簧，但也可以存在两个以上的回馈弹簧，其中在后一情况下可以实现具有多于一个拐点的压力-行程体积-特征曲线。在根据本发明的用于对静液压活塞机进行力矩调节的调节装置中，阀孔朝向调节室是敞开的，使得其中一个存在的回馈弹簧或多个存在的回馈弹簧可以容易地布置在调节活塞的区域中并且可以沿着远离调节活塞的方向加载阀杆。尽管如此，在调节室中的调节压力还是没有将合成的力施加到阀杆上，因为阀杆通过以调节压力对平衡面的加载而在调节压力方面是力平衡的。这对于力矩调节而言是特别有利的。因为即使调节压力通常显著小于工作压力，由调节压力施加到阀杆上的合成的力对功率调节的精度也会有负面影响，更因为调节压力与工作压力、用于斜盘的复位弹簧的随调节活塞的位置改变的力和其他参数有关。
[0014]该任务还利用一种静液压轴向活塞机来解决，所述静液压轴向活塞机具有前述的根据本发明的调节装置。
[0015]根据本发明的调节装置的有利的设计方案可以从从属权利要求中获悉。
[0016]在根据本发明的调节装置中，调节活塞通常在活塞机的行程体积最大时距阀杆有最小的间距，而在活塞机的行程体积最小时距阀杆有最大的间距。
[0017]有利的是，平衡面是部件上的环形面，该部件具有带有环形面的凸肩和直径比凸肩更小的中央延伸部，其中，凸肩用环形面限定压力室，该压力室以流体方式与调节室连接，并且其中，具有确定环形面的内直径的直径的中央延伸部密封地没入到朝向压力室敞开的中央凹进部中。该改进方案的特别优点在于，由于中央的延伸部而在压力室外部(在该压力室内存在调节压力)存在介质，所述介质可以以十分简单的方式用于从外部提供对调节阀有不同影响的调节装置。