液壓機(jī),特別是液壓壓力交換器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓機(jī)，特別是液壓壓力交換器，包括能夠圍繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒和前板配置，所述前板配置具有前板和壓力靴，所述滾筒包括多個(gè)工作缸，每個(gè)工作缸具有前開口，在所述滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)期間，所述前開口沿著一路徑在所述壓力靴上滑動(dòng)，所述壓力靴具有至少兩個(gè)腎形開口，所述腎形開口布置在所述路徑中。液壓機(jī)應(yīng)該以低噪聲操作。為此，所述壓力靴布置在所述滾筒與所述前板之間，并且包括布置在兩個(gè)相鄰腎形開口之間的至少一個(gè)壓力缸，活塞布置在所述壓力缸中，所述活塞抵靠所述前板，所述壓力缸與壓力靴的與所述前板相對(duì)的一側(cè)上的供給開口連接，所述開口至少部分地與所述路徑重疊。
【專利說明】液壓機(jī)，特別是液壓壓力交換器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓機(jī)，特別是液壓壓力交換器，包括能夠圍繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒和前板配置，所述前板配置具有前板和壓力靴，所述滾筒包括多個(gè)工作缸，每個(gè)工作缸具有前開口，在所述滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)期間，所述前開口沿著一路徑在所述壓力靴上滑動(dòng)，所述壓力靴具有至少兩個(gè)腎形開口，所述腎形開口布置在所述路徑中。

【背景技術(shù)】
[0002]從EP 1508361 Al中已知這樣的液壓機(jī)。該液壓機(jī)是壓力交換器。
[0003]在下文中結(jié)合液壓壓力交換器(作為液壓機(jī)的示例)描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以用在具有工作缸和壓力靴中的腎形開口的其他類型的液壓機(jī)中。
[0004]壓力交換器的操作可以簡(jiǎn)要概括如下:通過與高壓供給端口相連的壓力靴中的第一腎形開口的工作缸在高壓下填充液體。通常，工作活塞布置在工作缸中。該工作活塞沿離開壓力靴的方向被進(jìn)入的液體移動(dòng)。在工作活塞的另一側(cè)上的工作缸在先已經(jīng)被填充新鮮的液體。該新鮮的液體在工作活塞的作用下被輸出。當(dāng)滾筒持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工作缸通過連接至低壓供給端口的另一側(cè)上的另一腎形開口，使得工作缸填充有新鮮的液體，從而沿相反的方向推動(dòng)工作活塞并且輸出將被廢棄的液體。
[0005]當(dāng)高壓下工作缸的前開口離開腎形開口并且通過壓力靴上的封閉區(qū)域時(shí)，會(huì)產(chǎn)生問題。在這種情況下，工作缸中的壓力生成對(duì)抗壓力靴的力。這些力趨于將壓力靴與工作缸的前開口分離開。這種分離應(yīng)該被避免，因?yàn)檫@種分離導(dǎo)致不期望的內(nèi)部泄漏。
[0006]一種避免這種內(nèi)部泄漏的方法是用高的力將壓力靴和滾筒按壓在一起。然而，這些高的力會(huì)增大滾筒與壓力靴之間的摩擦，導(dǎo)致也應(yīng)該被避免的噪聲和磨損。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所涉及的任務(wù)是減少磨損。
[0008]在如上所述類型的液壓機(jī)中完成所述任務(wù)，其中所述壓力靴布置在所述滾筒與所述前板之間，并且包括布置在兩個(gè)相鄰腎形開口之間的至少一個(gè)壓力缸，活塞布置在該壓力缸中，所述活塞抵靠所述前板，所述壓力缸與壓力靴的與前板相對(duì)的一側(cè)中的供給開口連接，所述開口至少部分地與所述路徑重疊。
[0009]在這種情況中，工作缸中的壓力進(jìn)入壓力缸。壓力缸中的壓力使活塞壓靠前板。該壓力所產(chǎn)生的力產(chǎn)生沿朝向滾筒的方向按壓壓力靴的反力。然而，這個(gè)壓力僅僅是在工作缸的前開口通過兩個(gè)相鄰腎形開口之間的封閉區(qū)域上時(shí)存在。因此，這些力能夠被定大小使得避免內(nèi)部泄漏，而磨損和噪聲保持小。術(shù)語“缸”是用于簡(jiǎn)化描述。缸的橫截面不需要是圓形的。此外，活塞能夠布置在工作缸中，盡管在很多情況下這不是必須的。工作缸不需要具有直線形式，它們也可以是彎曲的。
[0010]至少兩個(gè)缸布置在兩個(gè)相鄰的腎形開口中，沿著所述工作缸的移動(dòng)方向一個(gè)缸在另一個(gè)缸之后。這具有的優(yōu)點(diǎn)是:使壓力靴壓靠缸滾筒的力能夠以高的精度被調(diào)整。兩個(gè)相鄰腎形開口之間的距離必須大于工作缸的前開口的直徑，以便避免兩個(gè)腎形開口之間的短路。在該封閉區(qū)域中使用至少兩個(gè)壓力缸允許在該封閉區(qū)域上在工作缸的前開口的移動(dòng)的一大部分上產(chǎn)生封緊力。
[0011]優(yōu)選地，所述供給開口相對(duì)于壓力缸的中心偏心地布置。這樣，能夠?qū)毫Ω缀突钊贾迷谶m當(dāng)?shù)奈恢弥?，使得它們能夠在壓力靴上最佳位置處生成力。然而，用于產(chǎn)生力的時(shí)機(jī)能夠獨(dú)立于定位而被選擇。
[0012]優(yōu)選地，所述壓力缸的中心布置為比所述供給開口更靠近軸線。換言之，壓力缸定位在徑向的內(nèi)部位置處。然而，供給開口定位成更向外，從而允許液體較早地從工作缸供給至壓力缸。
[0013]優(yōu)選地，所述壓力缸至少部分地與所述路徑重疊。反力在分離力的區(qū)域中產(chǎn)生。
[0014]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述壓力靴包括第一端口和至少一個(gè)按壓缸，所述按壓缸朝向所述前板開口，按壓活塞布置在所述按壓缸中，所述按壓缸與所述第一端口流體接觸。壓力靴保持為相對(duì)于前板不能轉(zhuǎn)動(dòng)。壓力靴壓靠滾筒的前表面。使壓力靴壓靠滾筒的前表面的力至少部分地由按壓缸中的按壓活塞產(chǎn)生。該按壓活塞被第一端口中的壓力加載，其中第一端口中的壓力優(yōu)選是液壓機(jī)中的最高壓力。該壓力沿朝向前板的方向按壓所述按壓缸中的按壓活塞。這個(gè)力再次生成使壓力靴壓靠滾筒的反力。使壓力靴壓靠滾筒的壓力應(yīng)該足夠高，以實(shí)現(xiàn)所需的緊密度。然而，它也不應(yīng)該太高，以便避免過度磨損。合力能夠通過對(duì)按壓缸中的按壓活塞定尺寸而被非常精確地確定。
[0015]優(yōu)選地，至少兩個(gè)按壓缸布置在所述壓力靴中。在這種情況下，使壓力靴壓靠滾筒的前表面的力能夠被加倍，使得每個(gè)按壓缸能夠保持為小的。此外，這種構(gòu)造具有力在壓力靴上的不同位置處作用的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述按壓缸具有相同的橫截面面積。這樣，在每個(gè)按壓缸中由按壓活塞產(chǎn)生的力相等，因?yàn)榘磯焊滓韵嗤膲毫Ρ患虞d。這使得更容易以期望的方式分布力。
[0017]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述壓力靴包括在面對(duì)所述前板的一側(cè)上的兩個(gè)端口，所述端口具有沿著直線的最小距離，所述按壓缸被相對(duì)于所述直線偏置一預(yù)定位移。在許多情況中，壓力靴包括連接至第一端口的第一靴端口和連接至第二端口的第二靴端口。當(dāng)這兩個(gè)端口沿垂直線布置時(shí)，按壓缸被沿水平方向相對(duì)于該垂直線偏置。當(dāng)兩個(gè)端口沿另一空間方向布置時(shí)，具有相同的關(guān)系。當(dāng)按壓缸相對(duì)于兩個(gè)端口之間的該直線被偏置時(shí)，具有足夠的空間可用，使得按壓缸能夠具有足夠大的直徑。
[0018]在優(yōu)選實(shí)施例中，所述按壓缸布置在所述端口之間。平行于上述的直線觀察，所述按壓缸和所述端口彼此重疊。這使得能夠在壓力靴的中心附近的區(qū)域中定位壓力缸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選示例，其中:
[0020]圖1是液壓壓力交換器的示意性縱向剖面；
[0021]圖2是從滾筒看的壓力靴的視圖；
[0022]圖3是從前板看的壓力靴的視圖；
[0023]圖4是圖3的IV-1V剖面；
[0024]圖5是缸的前開口和壓力靴的示意性表示；
[0025]圖6是用于解釋低壓與高壓之間的轉(zhuǎn)變的圖示；以及
[0026]圖7是用于解釋從高壓向低壓轉(zhuǎn)變的相應(yīng)的圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1示意性示出液壓壓力交換器I的縱向剖面。壓力交換器I是液壓機(jī)的一個(gè)例子。
[0028]壓力交換器I包括能夠圍繞軸線3轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒2。使用術(shù)語“滾筒”是為了便于解釋。滾筒2不必要是圓柱形式的。滾筒2的主要目的是形成工作缸4的基礎(chǔ)。滾筒2包括多個(gè)工作缸4，圖1中示出兩個(gè)工作缸4。滾筒2還能夠被稱為“缸載體”。
[0029]第一前板配置5布置在滾筒2的第一軸向端部或前表面處。第二前板配置6布置在滾筒2的第二軸向端部或前表面處，滾筒2的第二軸向端部或前表面與滾筒2的第一軸向端部相對(duì)。
[0030]第一前板配置5包括第一前板7和壓力靴8。壓力靴8抵靠滾筒2。壓力靴8沿朝向滾筒2的方向通過如下所解釋的方式被加載。壓力靴8也被稱為“端口板”。
[0031]壓力靴8包括兩個(gè)腎形開口 9、10。開口 9與第一端口 11流體連接。這種連接包括套管12和第一通道13。另一開口 10通過第二通道14a連接至第二端口 14。依賴于壓力狀況，第一端口 11可以被稱為“高壓供給端口”，第二端口可以被稱為“低壓返回端口”。然而，在其他壓力狀況下，這些術(shù)語可能會(huì)令人誤解。因此，僅僅術(shù)語“端口 ”被使用。
[0032]第一前板7連接至殼體15。殼體15連接至第二前板16，所述第二前板16布置在殼體15的相對(duì)于第一前板7的相對(duì)側(cè)上。第二前板16是第二前板配置6的一部分，并且包括兩個(gè)腎形開口 17、18，兩個(gè)腎形開口 17、18可以沿圓周方向布置在與壓力靴8中的腎形開口 9、10相同的位置處。
[0033]沒有示出用于可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐和驅(qū)動(dòng)滾筒2的裝置，以便保持所述圖示簡(jiǎn)單。然而，滾筒2能夠可轉(zhuǎn)動(dòng)地被支撐在殼體15中。驅(qū)動(dòng)軸能夠通過第二前板16。
[0034]壓力靴8不可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在殼體15中，使得在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上壓力靴8相對(duì)于第一前板7保持固定。然而，沿朝向滾筒2的方向的小移動(dòng)是可能的。
[0035]圖2至4詳細(xì)示出壓力靴8。
[0036]如在本領(lǐng)域中已知的，腎形開口 9、10布置在滾筒2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)工作缸4的前開口移動(dòng)所沿的路徑中。然而，該路徑包括兩個(gè)與兩個(gè)開口 9、10分離開的封閉區(qū)域19、20。區(qū)域19、20在圓周方向上的長(zhǎng)度必須比工作缸4的直徑長(zhǎng)，以便避免開口 9、10之間的短路。
[0037]在一些情況中，這導(dǎo)致問題:當(dāng)工作缸4在高壓下填充有液體，并且該工作缸通過封閉區(qū)域19、20時(shí)，產(chǎn)生力，趨于將壓力靴8和滾筒2分離，這可能導(dǎo)致不期望的內(nèi)部泄漏。
[0038]為了解決這個(gè)問題，壓力靴8在每個(gè)封閉區(qū)域19、20中設(shè)置有兩個(gè)壓力缸21?；钊?2布置在每個(gè)壓力缸21中。如在圖4中看到的，所述活塞22抵靠第一前板7。缸21通過通道23連接至壓力靴8的面對(duì)滾筒2的一側(cè)上的開口 24。開口 24與所述路徑重疊，使得工作缸4中的壓力也出現(xiàn)在壓力缸21中，使得活塞22壓靠第一前板7。該按壓力產(chǎn)生使壓力靴8壓靠滾筒2的前表面的反力。
[0039]如在圖4中看到的，壓力缸21被布置為至少部分地與工作缸4的移動(dòng)路徑重疊。因此，分離力和相應(yīng)的反力處于相同的半徑處。
[0040]開口 24布置成偏心于缸21，用于計(jì)時(shí)的目的。在本實(shí)施例中，每個(gè)封閉區(qū)域19、20包括兩個(gè)壓力缸21，使得能夠產(chǎn)生足夠的反力。此外，兩個(gè)壓力缸21允許同時(shí)反作用于在兩個(gè)相鄰的工作缸4中的壓力。
[0041]壓力靴8還包括兩個(gè)按壓缸25，每個(gè)按壓缸25設(shè)置有按壓活塞26。按壓缸25連接至第一端口 11，使得第一端口 11中的壓力作用在按壓缸25中的按壓活塞26上。其具有的效果是:壓力靴8被使得壓靠滾筒2。按壓缸25布置在第一前板7中的兩個(gè)端口 11、14之間。然而，它們沿徑向方向相對(duì)于軸線3偏置。
[0042]按壓缸25和相應(yīng)的按壓活塞26具有相同的橫截面面積,使得由按壓活塞26產(chǎn)生的力相等。
[0043]壓力缸21和壓力活塞22的操作結(jié)合圖5至7來解釋。與圖1至4中相同的元件使用相同的附圖標(biāo)記來表示。
[0044]滾筒2包括9個(gè)工作缸。然而,可以使用任何其他數(shù)量的工作缸,奇數(shù)個(gè)、偶數(shù)個(gè)都可以。為了解釋的目的，四個(gè)工作缸用附圖標(biāo)記4A、4B、4C、4D表示。工作缸4A、4B處于從高壓向低壓的轉(zhuǎn)變中。工作缸4C、4D處于低壓和高壓之間的轉(zhuǎn)變中。
[0045]此外，壓力活塞用附圖標(biāo)記22A、22B、22C和22D表示。壓力活塞22A、22B位于低壓開口 10與高壓開口 9之間的封閉區(qū)域19中，壓力活塞22C、22D位于低壓開口 10與高壓開口 9之間的封閉區(qū)域20中。
[0046]由于滾筒2包括9個(gè)工作缸4，因此工作缸4的中心具有沿圓周方向的40。的距離。在圖6和圖7中，度數(shù)表示在水平軸線上，而力表示在垂直軸線上。滾筒2沿箭頭27的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。曲線28示出工作缸4C中的壓力產(chǎn)生的力。曲線29示出工作缸4D中的壓力產(chǎn)生的力。
[0047]同時(shí)，工作缸4C中的壓力產(chǎn)生的力升至最大,壓力活塞22B產(chǎn)生反力，這個(gè)反力用曲線30來示出。
[0048]工作缸4C的壓力產(chǎn)生的力減小。當(dāng)它已經(jīng)達(dá)到它的初始值的大約一半時(shí)，壓力活塞22C不再被在工作缸4C中的壓力加載，如從曲線31可以看到的。曲線32示出所有力的合?？梢钥闯?，合力圍繞零軸線振蕩。這種振蕩的頻率高于工作缸4C、4D中壓力所產(chǎn)生的力(如曲線28、29所示)的振蕩。然而，振幅非常小。這會(huì)最小化噪聲，因?yàn)橛糜跐L筒2的驅(qū)動(dòng)扭矩能夠保持為更均等。此外，磨損被減小。
[0049]對(duì)于高壓和低壓之間的轉(zhuǎn)變顯示出類似的行為，并且示出在圖7中。
[0050]在圖7中，曲線33示出工作缸4A中的壓力所產(chǎn)生的力，曲線34示出工作缸4B中的壓力所產(chǎn)生的力。曲線35示出壓力活塞22A所產(chǎn)生的力，曲線36示出壓力活塞22B所產(chǎn)生的力。曲線37示出壓力靴8上的合力。如結(jié)合圖6所解釋的，合力圍繞零軸線振蕩，并且具有較高的頻率和較小的最大振幅。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓機(jī)(1)，特別是液壓壓力交換器，包括能夠圍繞軸線(3)轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒(2)和前板配置(5)，所述前板配置具有前板(7)和壓力靴(8)，所述滾筒(2)包括多個(gè)工作缸(4)，每個(gè)工作缸(4)具有前開口，在所述滾筒(2)的轉(zhuǎn)動(dòng)期間，所述前開口沿著一路徑在所述壓力靴(8)上滑行，所述壓力靴(8)具有至少兩個(gè)腎形開口(9、10)，所述腎形開口(9、10)布置在所述路徑中， 其特征在于，所述壓力靴(8)布置在所述滾筒(2)與所述前板(7)之間，并且包括布置在兩個(gè)相鄰腎形開口(9、10)之間的至少一個(gè)壓力缸(21)，活塞(22)布置在所述壓力缸(21)中，所述活塞(22)靠著所述前板(7)，所述壓力缸(21)與壓力靴(8)的與所述前板相對(duì)的一側(cè)上的供給開口(24)連接，所述開口(24)至少部分地與所述路徑重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓機(jī)，其特征在于，至少兩個(gè)壓力缸(21)布置在兩個(gè)相鄰的腎形開口之間，沿著所述工作缸(4)的移動(dòng)方向一個(gè)缸在另一個(gè)缸之后。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓機(jī)，其特征在于，所述供給開口(24)相對(duì)于所述壓力缸(21)的中心偏心地布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓機(jī)，其特征在于，所述壓力缸(21)的中心布置為比所述供給開口(24)更靠近軸線(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的液壓機(jī)，其特征在于，所述壓力缸(21)至少部分地與所述路徑重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液壓機(jī)，其特征在于，所述壓力靴(8)包括第一端口(11)和至少一個(gè)按壓缸(25)，所述按壓缸(25)朝向所述前板(7)開口，按壓活塞(26)布置在所述按壓缸(25)中，所述按壓缸(25)與所述第一端口(11)流體接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的液壓機(jī)，其特征在于，至少兩個(gè)按壓缸(25)布置在所述壓力靴(8)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液壓機(jī)，其特征在于，所述按壓缸(25)具有相同的橫截面面積。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的液壓機(jī)，其特征在于，所述壓力靴(8)包括在面對(duì)所述第一前板(7)的一側(cè)上的兩個(gè)端口(11、14)，所述端口(11、14)具有沿著直線的最小距離，所述按壓缸(25)相對(duì)于所述直線被偏置一預(yù)定位移。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液壓機(jī)，其特征在于，所述按壓缸(25)布置在所述端口(11、14)之間。
【文檔編號(hào)】F15B3/00GK104373396SQ201410400050
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】哈拉迪爾·西古德松 申請(qǐng)人:丹佛斯公司