具有倾斜板的轴向活塞泵的制作方法

1.本发明涉及轴向活塞泵，特别地，涉及用于高压力和可使用低粘度流体的具有倾斜板的轴向活塞泵。


背景技术：

2.具有倾斜板的轴向活塞泵通常包括头部，在该头部中至少部分地具有彼此平行布置的多个缸体，并且活塞在每个缸体中滑动以泵送液体。所述缸体连接到液体源，以通过吸入通道进行泵送，吸入通道通常包括主管道以及使主管道与缸体流体连通的多个分支管道。
3.具有三个活塞的用于高压力的具有倾斜板的轴向泵是已知的，一方面这种轴向泵具有相对简单的设计和构造，特别是关于吸入和输送通道方面的构造和设计，另一方面该轴向泵在操作期间在流速方面具有明显的波动。
4.本发明的目的是形成具有减小的输送流速波动的轴向活塞泵，同时该活塞泵在流体动力学方面具有紧凑和有效的构造，所有这些都在合理且可承受的解决方案内。该目的是通过独立权利要求中所指明的本发明的特征来实现的。从属权利要求概述了本发明的优选和/或特别有利的方面。


技术实现要素：

5.特别地，本发明形成可用的用于泵送液体的轴向活塞泵，包括：
[0006]-头部，在所述头部中至少部分地存在数量上多于三个的多个缸体，多个缸体具有平行的中心轴线，
[0007]-多个活塞，每个活塞在所述多个缸体中的相应缸体内滑动，以用于所述液体的泵送，
[0008]-形成在所述头部中的吸入阀的容纳座，和
[0009]-形成在所述头部中的输送阀的容纳座，
[0010]
其中，所述吸入阀的容纳座和所述输送阀的容纳座经由形成在所述头部中的通道彼此直接流体连通，所述通道还与所述多个缸体中的缸体直接流体连通，并且所述通道是直线形的。
[0011]
该解决方案形成可用的具有减小的输送流速波动的轴向活塞泵，该泵紧凑、坚固、构造快速并且在流体动力学方面特别有效，因为其通过建立单个通道可以将吸入阀连接到相应的输送阀和对应的缸体。
[0012]
根据本发明的另一方面，所述通道可以具有位于横向于缸体的中心轴线的平面上的中心轴线。
[0013]
以这种方式，提高了泵的轴向紧凑性(轴向紧凑性是指在平行于这些缸体的中心轴线的方向上的紧凑性)。
[0014]
本发明的一个方面设想，所述通道可以沿其整个纵向延伸具有均匀的横截面。
[0015]
本发明的另一方面设想，所述通道可以是从头部的一侧到相对侧的通孔的一部分。
[0016]
以这种方式，头部是快速构造的，也考虑到不需要检查通道深度的事实。
[0017]
根据本发明的一个方面，所述泵可以包括：形成在所述头部中的相应吸入阀的多个容纳座和形成在所述头部中的相应输送阀的多个容纳座，并且其中，每个输送阀容纳座经由形成在所述头部中的多个通道中的通道与对应的吸入阀容纳座直接流体连通，所述多个通道中的每一者仅与所述多个缸体中的单一的相应缸体直接流体连通。
[0018]
根据本发明的另一方面，所述多个通道中的至少一个通道相对于其它通道设置在距所述头部的面向曲轴箱的面的不同距离处，所述曲轴箱包含所述泵的倾斜板。
[0019]
利用该解决方案，泵是特别紧凑的，特别是在横向于缸体的中心轴线的方向上是特别紧凑的。
[0020]
特别地，优选地，至少两个通道具有位于相同平面上的中心轴线，并且另一通道相对于其它两个通道的中心轴线的所在平面具有距所述面处于不同距离的中心轴线。
[0021]
根据本发明的另一方面，通道可以具有彼此平行的纵向轴线。
[0022]
该特性有助于改善泵的紧凑性。
[0023]
此外，该轴向活塞泵可以包括多个通孔，所述多个通孔用于容纳将所述头部紧固到曲轴箱的紧固螺钉，并且其中，所述通孔全部形成在所述头部的两个对角相对的部分中，所述两个对角相对的部分由中心在所述头部的中心部分中的两个对称角对向，并且每个对称角量度为最大75
°
[0024]
以这种方式，由于可以很好地接近将头部固定到曲轴箱的螺钉，维护被简化并且更快速。
[0025]
根据本发明的另一方面，吸入阀的容纳座具有横向于所述通道的中心轴线的中心轴线，所述通道将所述吸入阀的容纳座连接到所述输送阀的容纳座。
[0026]
以这种方式，由于可以更简单地使用标准工具接近封闭容纳座的盖，所以阀的维护操作变得更容易和更快速。
附图说明
[0027]
在借助于附图中所示的各个附图阅读通过非限制性示例提供的以下描述之后，本发明的进一步特征和优点将更加清楚。
[0028]
图1是根据本发明的轴向活塞泵的前视图。
[0029]
图2是图1中沿平面ii-ii截取的轴向活塞泵的剖视图。
[0030]
图3是根据图2中的平面iii-iii的剖视图。
[0031]
图4是根据图2中的平面iv-iv的剖视图。
[0032]
图5是根据本发明的轴向活塞泵的另一实施例的前视图。
[0033]
图6是根据图5中的平面vi-vi的剖视图。
具体实施方式
[0034]
具体参考这些附图，1和1’总体上表示用于高压力的轴向活塞泵，优选地适于泵送具有低粘度液体(例如水)的轴向活塞泵。
[0035]
例如，轴向活塞泵1、1’是装配有固定倾斜旋转板类型的轴向活塞泵，如下更好地所描述的。此外，该轴向活塞泵是装配有用于控制泵送流的自动阀类型的轴向活塞泵。
[0036]
轴向活塞泵1、1’可以包括曲轴箱5、旋转倾斜板10、和例如固定法兰6，旋转倾斜板10适于接收来自轴向活塞泵1、1’外部的曲轴的旋转运动，固定法兰6固定到电机，该电机配备有所述曲轴。
[0037]
倾斜板10容纳在曲轴箱5中，倾斜板10在枢转轴线a上与曲轴箱5可旋转地关联，并且例如包括平坦环形表面15，该平坦环形表面15位于相对于枢转轴线a倾斜的平面上。特别地，倾斜板10通过轴承与法兰6可旋转地关联，法兰6螺栓连接到曲轴箱5。
[0038]
轴向活塞泵1、1’包括头部20，该头部20固定到曲轴箱5或者在没有剩余自由度的情况下固定到曲轴箱5，头部20中有多个缸体25(即圆柱孔)，每个缸体适于容纳相应的液体泵送室30。
[0039]
头部20可以形成为整体，其可以通过加工单个主体而获得，该单个主体通过固化单个铸件或将材料注入模具中获得。
[0040]
多个缸体25中的缸体25多于三个，即至少为四个，优选地为五个，并且多个缸体25布置成其相应的中心轴线彼此平行。
[0041]
例如，缸体25沿公共轴线径向地布置，单个缸体的中心轴线相对于该公共轴线是平行的。此外，以彼此相等的距离并且以到公共轴线相同的距离设置缸体25。换句话说，沿着以公共轴线为中心的假想圆周以彼此等距的角度布置缸体25(即缸体25的中心轴线)。在所示实施例中，缸体25的公共轴线与头部的中心轴线同轴。例如，所述公共轴线也与枢转轴线a同轴。
[0042]
在其中具有五个缸体的所示实施例中，这些缸体的中心轴线穿过位于与这些缸体本身的中心轴线垂直的平面上的假想正五边形的顶点。
[0043]
优选地，缸体25形成为盲孔，每个盲孔具有面向基架的开口。
[0044]
特别地，头部可以包括第一面35和相对的第二面40，第一面35横向于这些缸体的中心轴线，并且邻近于曲轴箱5(优选地与曲轴箱5接触)，并且例如是平坦的，第二面40横向于这些缸体的中心轴线，并且远离曲轴箱5。缸体25(即圆柱孔)仅与第一面40相交，以在其中形成相应的开口。
[0045]
圆柱孔可以例如沿其轴向延伸具有不恒定的横截面。该特性允许建立肩部表面。
[0046]
可以指定，第二面40和第一面35通过头部的管状侧表面60连接。
[0047]
每个缸体包括位于横向(例如垂直于)缸体本身轴线的平面上的底壁26。例如，底壁26与头部的第二面以非零距离间隔开。
[0048]
缸体25都具有相同的直径。
[0049]
更详细地，多个缸体25包括：第一缸体，其中心轴线位于与所有缸体的中心轴线平行的泵的中心线平面m上；第二缸体；第三缸体；第四缸体；和第五缸体；其中，第二缸体和第三缸体相对于所述中心线平面与第四缸体和第五缸体呈镜像。此外，与第三缸体和第四缸体相比，第二缸体和第五缸体更靠近第一缸体并且更远离中心线平面。
[0050]
轴向活塞泵1、1’包括多个活塞75，每个活塞适于在相应的缸体25中滑动，由倾斜板10驱动以泵送流体。
[0051]
特别地，随着倾斜板10的旋转，活塞75被形成为在上止点和下止点之间沿着相应
缸体25的中心轴线滑动，其中在所述上止点，泵送室30的容积最小，在所述下止点，泵送室的容积最大。
[0052]
在所示的实施例中，每个活塞75具有第一轴向端部80和相对的第二轴向端部85，其中第一轴向端部80部分地限定泵送室，第二轴向端部85从曲轴箱5内的缸体突出，并且经由相应的弹性元件90与环形引导件95保持接触，该环形引导件95例如通过放入的轴向滚子轴承而靠设在倾斜板10的平坦环形表面15上。
[0053]
每个弹性元件90具有连接到曲轴箱5的第一端部和连接到活塞75(例如靠近活塞75的第二端部85)的第二端部。
[0054]
第二轴向端部85可以是圆形和凸形的。在这种情况下，环形引导件95具有适于容纳第二轴向端部并且允许环形引导件和第二轴向端部85之间的相对滑动的凹环形表面100。特别地，凹环形表面100在包含枢转轴线的剖面中限定轮廓，该轮廓的曲率半径为活塞75直径的1.5倍至1.7倍，优选地为活塞75直径的1.6倍。
[0055]
轴向活塞泵1、1’包括多个环形衬垫105，所述环形衬垫105适于包围和密封相应的活塞75，例如，这些环形衬垫中的一些容纳在曲轴箱5中，而另一些容纳在头部20中，以防止泵送室30和曲轴箱5之间的流体连通。
[0056]
此外，轴向活塞泵1、1’可以包括多个引导缸体110，多个引导缸体110例如形成在曲轴箱5中，每个引导缸体适于引导相应的活塞75沿着对应的缸体25a、25b、25c、25d、25e的中心轴线滑动。
[0057]
这些引导缸体110与头部20中的相应的第一开口45连通。特别地，容纳在曲轴箱5中的衬垫插置在相应的缸体25a、25b、25c、25d、25e与对应的引导缸体110之间的环形腔中。
[0058]
轴向活塞泵1、1’可以包括轴向中空的间隔件106，使得活塞可以在间隔件106内部滑动，其中间隔件106的一个轴向端部与底壁26接触，并且间隔件106的相对端部与环形衬垫105接触。间隔件106还包括径向开口，该径向开口用于使吸入和泵送的液体循环。
[0059]
此外，泵1、1’可以包括用于每个缸体25的吸入阀115和输送阀120，吸入阀115和输送阀120均是自动的和单独作用的，并且允许限定从泵送室30流出和流向泵送室30的流动方向。特别地，吸入阀115仅允许流向泵送室30的流动，而输送阀120仅允许从泵送室30流出的流动。
[0060]
可以指定，自动阀是指这样的阀：其配置成当达到由阀本身划分的两个环境中的压力之间的预设差时，阀自动地开启以允许该阀置于其间的两个环境之间的流体连通。具体地，自动阀并不采用机电操作机构，而是仅利用压力差。
[0061]
每个吸入阀115包括入口、和与泵送室流体连通的出口，并且每个输送阀120包括与泵送室流体连通的入口、和出口。
[0062]
泵1、1’包括用于每个吸入阀115的相应的容纳座，该容纳座直接形成在头部中，例如直接在头部中形成为具有开口的中空部分，所述开口从外部通向头部并且由吸入盖116封闭，所述吸入盖116配置成将相应的吸入阀115保持在其容纳座中的适当位置。
[0063]
泵1、1’包括吸入通道140，该吸入通道140用于分配待泵送至缸体25的液体。特别地，吸入通道140与每个吸入阀115的容纳座的相对于泵在使用时的流体流动方向在吸入阀115的上游的部分直接流体连通。也就是说，吸入通道140与每个吸入阀115的入口直接流体连通。
[0064]
在所示的实施例中，吸入通道140成形为圆柱形管道，其中心轴线垂直于包含多个缸体中的缸体的中心轴线的平面，例如还垂直于泵的中心线平面m。
[0065]
泵1、1’包括位于泵外部的管的可拆卸固定装置，该固定装置将所述管与吸入通道140直接流体连通。例如，这些装置可以包括快速联接/分离套管、或螺纹和轴向中空的连接体。
[0066]
泵1、1’包括用于每个输送阀120的容纳座，该容纳座直接形成在头部中，例如直接在头部中形成为具有开口的中空部分，所述开口从外部通向头部并且由输送盖121封闭，所述输送盖121配置成将相应的输送阀120保持在其容纳座中的适当位置。
[0067]
泵1、1’包括输送通道150，该输送通道150用于收集泵送的液体，该输送通道与输送阀120直接流体连通，并且相对于泵在使用中时的流体方向设置在输送阀120的下游。例如，输送通道150与每个输送阀120的出口直接流体连通。
[0068]
详细地，输送通道150与每个输送阀120的容纳座的相对于泵在使用中时的流体的流动方向在输送阀120的下游的部分直接流体连通。
[0069]
在所示的实施例中，输送通道150成形为圆柱形管道，其中心轴线垂直于包含多个缸体中的缸体的中心轴线的平面，例如垂直于泵的中心线平面m。
[0070]
泵1、1’包括位于泵外部的管的可拆卸固定装置，该固定装置将所述管与输送通道150直接流体连通。例如，这些装置可以包括快速联接/分离套管、或螺纹和轴向中空的连接体。
[0071]
泵1、1’包括形成在头部中的直线形通道155，通过该直线形通道155，吸入阀115的容纳座(例如所述容纳座的相对于泵在使用中时的流体流动方向在吸入阀115的下游的部分)以及输送阀120的容纳座(例如所述容纳座的相对于泵在使用中时的流体流动方向在输送阀120的上游的部分)彼此直接流体连通。
[0072]
换句话说，通过所述通道，吸入阀115的出口与输送阀120的入口直接流体连通。
[0073]
此外，经由通道155，多个缸体中仅一个缸体25与这些容纳座直接流体连通。
[0074]
特别地，通道155使吸入阀115的单个容纳座与对应的输送阀120的仅一个容纳座直接流体连通，并且仅与相应的缸体25直接流体连通。
[0075]
通道155从吸入阀115的容纳座直接地延伸到对应的输送阀120的容纳座，并且沿着所述容纳座之间的整个延伸是直线形的，所述容纳座例如大致限定了通道本身的轴向端部。
[0076]
在实践中，通道155仅包括三个连通口，其中第一连通口在通道155的轴向端部处与吸入阀115的容纳座直接流体连通，例如第一连通口与所述容纳座的相对于泵在使用中时的流体流动方向在吸入阀115下游的部分直接流体连通，第二连通口在通道155的相对轴向端部处与输送阀120的容纳座直接流体连通，例如，第二连通口与所述容纳座的相对于泵在使用中时的流体流动方向在输送阀120上游的部分直接流体连通，并且第三连通口与缸体25直接连通。
[0077]
通道155具有内表面，该内表面与相应的缸体25直接相交，也就是说，该内表面与相应的缸体25的内表面直接相交，从而在通道155与相应的缸体25之间形成连通口。在实践中，第三连通口由通道155的内表面和缸体25的内表面之间的相交部分限定。
[0078]
优选地，通道155(即其内表面)沿其整个延伸具有均匀的横截面。例如，通道155
(即其内表面)成形为沿其延伸具有恒定横截面的直线圆柱形通道。
[0079]
此外，通道155(即其内表面)具有位于横向于(例如在图1至图4所示的泵1的实施例中的垂直于)缸体25的中心轴线的平面上的中心轴线。在图5至图6所示的泵1’的实施例中，通道的中心轴线相对于缸体的中心轴线倾斜，以形成锐角，例如形成1
°
至4
°
之间的锐角。
[0080]
优选地，在所有实施例中，泵1、1’包括根据上述特征中的至少一者的多个通道155，每个缸体25一个通道155。特别地，每个通道155将所述多个吸入阀中的吸入阀115的容纳座设置成仅与所述多个缸体中的对应缸体25直接流体连通，并且仅与所述多个输送阀中的相应输送阀120的对应容纳座直接流体连通。
[0081]
每个通道155是分离的并且独立于其它通道155。也就是说，每个通道的内表面不与任何其它通道155的内表面相交，并且泵不具有用于将两个或更多个通道155中的部分直接流体连通的辅助通道。
[0082]
优选地，所有通道155布置成中心轴线彼此平行并且垂直于这些缸体的中心轴线。
[0083]
多个通道155中的至少一个通道155(即相应的中心轴线)相比其它通道被布置在比离第一面35的距离更远的不同的距离处，例如使得该距离(其大于所述中心轴线距垂直于这些缸体的中心轴线的其它通道中的任一通道的所在平面的距离)大于沿着这些缸体的中心轴线的方向测量的通道本身的厚度。
[0084]
特别地，在所示泵1、1’的实施例中，对于每个缸体均具有通道155，其中三个通道155具有位于与缸体的中心轴线垂直的相同平面上的中心轴线，并且其它两个通道的中心轴线位于与其它三个通道155的中心轴线所在平面平行并且与其以非零距离间隔开的相同平面上。优选地，这两个通道的所在平面与这三个通道的所在平面相比更靠近第一面，例如，使得这两个通道的所在平面距其它三个通道的所在平面的距离大于沿着缸体的中心轴线的方向测量的通道本身的厚度。
[0085]
例如，所述多个通道155包括形成在头部中的第一通道155，使得第一通道155的中心轴线位于中心线平面m上，并且直接且垂直地与所述第一缸体的中心轴线相交。第一通道在一侧从第二缸体和第三缸体之间以及在另一侧从第四缸体和第五缸体之间穿过头部的一部分，使得在第一通道与第二缸体、第三缸体、第四缸体和第五缸体之间总是存在非零厚度的壁。多个通道155包括与第一通道共面并且分别与第二缸体和第五缸体相交的第二通道和第三通道，使得第二通道和第三通道的中心轴线相对于这些缸体的中心轴线倾斜。多个通道155还包括第四通道和第五通道，第四通道和第五通道彼此共面，并且相对于穿过第一缸体的中心线平面m彼此呈镜像，以及与其它三个通道相比，第四通道和第五通道更远离所述中心线平面m，并且比其它三个通道更靠近第一面35，例如，在量值上大于沿着缸体的中心轴线的方向测量的所述通道本身的厚度。此外，第四通道和第五通道相对于其它通道，相对于平行于缸体的中心轴线的方向偏移。
[0086]
在图1至图4所示的实施例中，每个通道155由通孔限定，该通孔从头部20的侧表面60的一部分延伸，穿过输送阀和吸入阀的相应的容纳座。特别地，在该实施例中，吸入阀115的容纳座的中空部分和输送阀120的容纳座的中空部分具有彼此平行(例如彼此同轴)的中心轴线，并且所述中空部分的开口形成在所述侧表面60的对角相对的位置。
[0087]
在图5至图6所示的实施例中，每个吸入阀115的容纳座的中空部分布置有横向中
心轴线，该横向中心轴线例如垂直于相应通道的中心轴线并且平行于这些缸体的中心轴线。具体地，容纳座的一部分面向曲轴箱5的方向，而一部分面向相反方向。
[0088]
在容纳座的两个实施例中，吸入通道140被完全地设置在距第一面的距离在距第一面较近距离处的至少一个通道与其它通道之间。特别地，吸入通道140形成在由第一通道、第二通道和第三通道形成的组与由第四通道和第五通道形成的组之间的头部的一部分中。
[0089]
输送通道150也被完全地设置在距第一面的距离在距第一面较近距离处的至少一个通道与其它通道之间。具体地，所述输送通道形成在由第一通道、第二通道和第三通道形成的组与由第四通道和第五通道形成的组之间的头部的一部分中。
[0090]
输送通道中的所有开口都面向一个方向，例如开口可以位于相同平面上。
[0091]
在这两个实施例中，轴向活塞泵1、1’可以包括多个紧固螺钉65，例如，紧固螺钉的数量至少等于缸体25的数量，优选地大于缸体的数量，所述紧固螺钉被配置成将头部20固定到曲轴箱5，并且它们插置于形成在头部20中的相同数量的通孔70中。
[0092]
通孔70被分成两组孔，这两组孔中的每一组相对于缸体的公共轴线被设置在泵的对角相对侧上，并且与所有通道155相比，被设置在径向上更远离所述公共轴线的位置。
[0093]
例如，这两组孔70形成在头部的对角相对的部分中，所述对角相对的部分由中心在头部的中心部分中的两个对称角对向，即所述对称角的中心在缸体的公共轴线上并且位于垂直于所述公共轴线的平面上，并且每个对称角量度为最大75
°
。
[0094]
优选地，一组孔70关于泵的中心线平面m与另一组孔对称。
[0095]
此外在这两个实施例中，泵1还可以包括返回管道175，该返回管道175使缸体25与吸入通道140直接流体连通。特别地，每个返回管道175通向相应缸体的轴向定位在环形密封衬垫105对之间的一部分中。该轴向部分设置在曲轴箱5附近。
[0096]
以这种方式，可以直接将从存在于缸体中的环形衬垫泄露的压力液体带到吸入通道。
[0097]
本发明的操作如下。
[0098]
在倾斜的旋转板运动之后，同时在一个或多个缸体中，相应的活塞朝向下止点的运动在泵送室内产生真空，随后使相应的输送阀关闭并且使相应的吸入阀开启。因此，液体被吸入通道140吸入，从这里液体直接地进入吸入阀的相应容纳座，然后穿过相应的吸入阀115和随后的通道155到达对应的泵送室30。当到达下止点后，随着倾斜板的推力活塞朝上止点上升，从而在泵送室中产生过压，其使吸入阀关闭并且使输送阀开启。因此，流体经由通道155流向输送阀120，通过输送阀120流体收集在输送阀的容纳座中并且随后收集在输送通道中。
[0099]
由此构思的本发明容易产生若干修改和变化，所有这些修改和变化均落入本发明构思的范围内。
[0100]
此外，所有细节可以由其它技术上等同的元素替代。
[0101]
在实践中，所使用的材料以及附带的形状和尺寸可以是根据需要的任何形式，但不会因此偏离所附权利要求的保护范围。