CN102405350B - 用于探测调整的活塞排量的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于探测静液压活塞机（1）的被调整的活塞排量的装置。该装置具有用于产生调节运动的调节元件(4)和用于探测调节元件(4)的位置的传感器(6)。该传感器（6）产生指示调节元件(4)的位置的信号。调节元件(4)经一个传动装置(5)与传感器(6)共同作用。按照本发明，传动装置(5)具有槽(11)，该槽沿着一个与调节元件(4)的运动方向平行的平面延伸。槽(11)的纵轴线(20)与运动方向在槽(11)的平面中的投影夹成一个不等于零的角a。在槽(11)中啮合有传递元件(10)，以便传递调节元件(4)的运动。

Description

用于探测调整的活塞排量的装置

本发明涉及一种用于探测静液压活塞机的调整的活塞排量的装置。

由DE10119236C1已知一种斜轴结构式的静液压活塞机。轴向活塞机是可调节的。为了调节缸筒轴线相对于驱动轴轴线的倾斜角，设有带有调节活塞的调节装置。调节活塞在它的调节活塞轴线的方向上可移动地导向并且与缸筒连接以便径向调节。为了能够测量轴向活塞机的调整的回转角，设置有传感器。传感器设计成转角传感器。为了测出调节活塞的位置并且由此最后测出轴向活塞机的调整的排出容量或输入容量，在传感器的轴上设置了杠杆臂。杠杆臂的一个末端防转动地与轴连接，而背离的末端插入调节活塞的一个空隙中。调节活塞的线性移动由此引起杠杆臂围绕轴的轴线转动。通过合适地选择杠杆的长度实现最大的调节活塞行程与转角传感器的调节范围相适配。但是这在大的调节行程情况下会导致大大地增大轴向活塞机的总结构空间。

尤其不利的是，从侧边构造在外壳上的传感器单元随着减速（传动）的增大而与实际的调节装置的外壳之间具有大的距离。这使得安装状况更加困难并且传感器的被暴露的位置导致极大的受损危险性。

因此，本发明的任务是，提供一种用于探测调整的活塞排量的装置，其中可以实现调节活塞和最大运动和传感器的探测范围之间的匹配，其中实现一种紧凑的结构形式。

本发明通过一种按本发明的用于探测静液压活塞机的调整的活塞排量的装置解决上述任务。按本发明的用于探测静液压活塞机的被调整的活塞排量的装置包括用于产生调节运动的调节元件和包括用于探测调节元件的位置和用于产生指示该位置的信号的传感器，其中调节元件经一个传动装置与传感器共同作用，其特征在于，传动装置具有槽，该槽沿着一个与调节元件的运动方向平行的平面延伸，并且所述槽的纵轴线与所述运动方向夹成一个不等于零的角a，并且在槽中啮合有用于将调节元件的运动传递到传感器的传递元件，其中，为了传递运动，在传递元件中偏心地设置有操作元件，其用于将传递元件的运动传递到传感器，并且该传递元件能够转动。

按照本发明，为了探测静液压活塞机的调整的活塞排量或与该活塞排量相关的回转角，该装置具有用于产生调节运动的调节元件和用于探测调节元件的位置的传感器。传感器产生指示出调节元件的位置的信号，其中该调节元件经传动装置与该传感器配合作用。按照本发明，现在该传动装置具有一个槽。该槽沿着一个与调节元件的运动方向平行的平面延伸。在此情况下，槽的纵轴线与调节元件的运动方向在槽的该平面中的投影夹成一个不同于零的角。在该槽中啮合一个用于将调节元件的运动传递到传感器的操作元件上的传递元件。

通过合适地选择由槽的纵轴线与运动方向在与该运动方向平行的平面中的投影围成的该角，确定传动比。在不必由此扩大调节元件和传感器之间的距离下，可以由此实现最大的调节运动与传感器的探测范围的匹配。由此可以实现一种结构紧凑的机器。此外，通过将传递元件插入槽中，保证与运动方向无关地总有一个调节力被施加到传递元件上。

在下文中给出了按照本发明的装置的有利的改进方案。

尤其有利的是，将传感器设计成转角传感器，其中传递元件偏心地设置在转角传感器的一个可转动的操作元件中。由于在操作元件中的偏心的布置情况，由此将传递元件插入传动装置的槽中导致一种转动运动并且由此导致对传感器的直接的控制。

此外有利的是，将槽引入到一个铰接活塞中，该铰接活塞至少在它的与调节元件背离的末端上具有一个削平的部段。该槽然后被设置在这个削平的区域中。铰接活塞此时用于将调节活塞的位置传递到传递元件上并且由此最后传递到传感器上。通过不同的铰接活塞，必要时可以在不需要重新设计实际的调节元件的构造下实现例如与不同的传感器的匹配。这减小了成本费用并且便于与不同的机组改进阶段的匹配。只需要使传动装置通过改变所述角进行匹配。此外削平部段使得能够以简单的方式防止活塞转动。

为此与该削平部分对应地最好在调节装置的容纳外壳中构造一个导向面。

此外优选地，该槽设置在一个铰接活塞中并且这个铰接活塞在它的与调节元件面对的一侧上具有弹簧支座。通过在铰接活塞上构造弹簧支座，不需要在铰接活塞上单独地固定调节活塞或调节元件。由于弹簧力的作用，铰接活塞的与调节元件面对的一侧始终保持与调节元件的端面接触。

按照另一个优选实施形式，铰接活塞和调节元件相互防转动地连接起来。在调节元件和铰接活塞之间的这种防转动机构（Verdrehsicherung）保证在铰接活塞和外壳之间形成的防转动保护也同时被用于调节元件与槽之间的防转动保护。调节元件本身因此例如可以设计成旋转对称的调节活塞，这简化了制造并且因此最终降低成本。传递元件最好是球轴颈。球轴颈的球头形的末端此时啮合到槽中。通过构造这种球轴颈和在球头形侧面上的导向，进一步提高功能安全性，因为可靠地避免了卡死在槽中。尤其是在球头形的实施例中，在制造中必然形成的部件公差起着次要的作用。此外在操作元件中的定位也不是重要的。

按照本发明的装置最好是一个静液压活塞机的整体的组成部分。由此该静液压活塞机已经有能力测量调整的回转角或调整的活塞排量。

一个优选实施例在附图中示出并且在以下的说明中详细解释。附图中所示:

图1是斜轴结构式轴向活塞机的部分剖视图，其中包括按照本发明的用于探测回转角的装置;

图2是图1所示轴向活塞机的调节装置的部分剖视图；

图3是沿着图2的线III-III的截面图;

图4是用于说明槽的位置的铰接活塞的放大视图;和

图5是铰接活塞的透视图。

以下的说明涉及一种斜轴结构式轴向活塞机。所示的示例涉及一种双泵，其中不言而喻的是本发明也可以转用到其它的静液压活塞机上，在这种活塞机中，为了通过回转角传感器或活塞排量传感器进行测量，必须传递一种调节运动。以下只使用回转角的术语。

在轴向活塞机1中布置有缸筒2，在该缸筒中，多个活塞以一般公知的方式布置在缸孔中。活塞排量依据缸筒轴线相对于驱动轴轴线或输出轴轴线的被调整的角度即回转角而改变。由此可以改变吸入或排出容量。为了调节，在缸筒2的位于壳体侧的支承中，一个拨块3布置在一个调节元件中。调节元件最好设计成调节活塞4。调节活塞4可以定位在第一和第二末端位置之间。这个位置在轴向活塞机的情况下对应于被调整的输送容量（排量）。为了探测调节活塞4的位置并且由此测量调整的回转角和由此测量调整的活塞排量，设置一个按照本发明的用于测量回转角的装置5。

为了更清楚起见，在图1中仅仅给出该装置5的第一概况，其详细情况在后面参照另外的附图给出。

装置5包括传感器6。传感器6在所示的实施例中实施成旋转式电位器。为了测量回转角，由此必须将调节活塞的一个线性的运动或调整的位置传动到传感器6的轴的一个分配的角度位置上。

为了在任何时刻将调节活塞4保持在一个限定的初始位置上，设置有弹簧8，它在第一末端位置的方向上对调节活塞4加载。在所示的实施例中，弹簧8作用于铰接活塞7上，该铰接活塞通过弹簧8保持与调节活塞4接触。借助于铰接活塞7将调节活塞4的线性运动传递到操作元件9上。为了避免铰接活塞7和调节活塞4之间的相对转动，在图1的实施例中设置有配合销。

配合销啮合到调节活塞4和铰接活塞7的相互面对的端面中。操作元件9是转接部件（中间部件），它与传感器6的相应的安装情况相匹配并且将传递元件10的运动传递到传感器6的轴上。传递元件10在旋转运动时与传感器6的轴的轴线偏心地布置在操作元件9中。传递元件10和操作元件9的轴线相互平行并且尤其是垂直于调节活塞4的运动方向。

在铰接活塞7中设置一个槽11。该槽11沿着一个平面延伸，该平面平行于调节活塞4的运动方向。该平面此外垂直于传感器6的轴的轴线。在该平面中形成该槽11，其中该槽相对于调节活塞4的运动方向倾斜地延伸。也就是说，运动方向或调节活塞轴线在该平面上的投影与该槽的纵轴线之间夹成一个不等于零的角。在此情况下，具有传递元件10和铰接活塞7的传动装置的传动比可以通过该角的大小进行调整。

图2以放大视图再次示出了用于探测回转角的装置。可以看见，铰接活塞7具有一个平的区域12。否则该铰接活塞7的特征则由一系列的圆形横截面体现，其中在与传感器6背离的末端处通过径向扩展形成弹簧支座13。在该弹簧支座13上支承已经依据图1说明过的弹簧8。与之背离的弹簧8末端支承在外壳一侧上。

槽11设置在铰接活塞7的平的区域中。该平的区域12在铰接活塞7上形成一个面，该面平行于槽11的平面并且尤其是平行于由图2中的箭头示出的运动方向地延伸。该平面的位置在图2中通过点划线18表示出。传递元件10啮合在槽11中，该传递元件在它的啮合到槽11中的末端上具有球头14。球头14的直径大致与槽11的宽度一致。

通过转动轴15调整传感器6。为了将传递元件10的运动传递到轴15上，设置有操作元件9。操作元件9防转动地与15连接。在所示的实施例中，这是通过轴15上的一个弄平的部位实现的，其中轴15啮合到操作元件9的一个对应的几何结构中。操作元件9可转动地支承在传感器6的外壳中。在与铰接活塞7面对的一侧上，传递元件10与操作元件9的转动轴线偏心地插入操作元件9中，操作元件9的转动轴线与轴15的转动轴线一致。传递元件10是旋转对称的并且它的对称轴线与操作元件9的转动轴线平行地延伸。

由于槽11相对于调节活塞4的运动方向倾斜地布置，在调节活塞4运动时，传递元件10产生相对于该运动方向的侧向的偏转。这种侧向的偏转导致操作元件9围绕传感器的轴15的轴线转动。设计成旋转式电位器的传感器随之产生一个信号，该信号对应于铰接活塞7的相应的位置。由于铰接活塞7与调节元件，即在本例中的调节活塞4，固定地连接并且由此跟随调节活塞4的轴向运动，因此通过传感器6输出一个对应于调节元件的位置的信号。为了将该信号传送给例如一个电子控制装置，设置了电接头17。在图3中示出沿着图2的线III-III的一个截面图。一致的元件具有相同的标记。为了避免重复，取消对它们的完整的说明。

图3中的截面图垂直于调节活塞4的运动方向并且由此也垂直于铰接活塞7的运动方向延伸。在图3中可以清楚地看见，铰接活塞7上的平的区域12形成一个面，该面平行于平面18地延伸。此外可以清楚地看见，轴15的轴线19垂直于平面18。如已经说明的，槽11的宽度与传递元件10的球头形的末端14的直径相一致。由此形成一种强制导向，它相对于具有单侧接触支承的系统而言避免了滞后效应。

在图4中放大地再次示出铰接活塞7。可以看见，槽11的纵轴线20与运动方向在槽11的平面中的投影之间夹成一个角度a。角度a的大小在此情况下确定传动装置的传动比。此外可以看见，在指向弹簧支座3的方向上的末端上形成一个空隙21。空隙21方便了传递元件10的球头形末端的插入。铰接活塞7在图5中再次以透视图示出。

尤其要注意的是，建议的用于探测回转角的装置不限于所示的具有旋转式电位器的实施例。尤其是也可以设置这样的传感器，其需要线性运动以便探测位置。这种传感器的调节方向则垂直于调节元件的运动方向，其中在此处传递元件也是啮合到倾斜地延伸的槽11中。尤其有利的是，既没有出现滞后，整个装置的结构尺寸也不取决于被调整的传动比。尤其是其上布置传感器6的安装面到调节活塞4的轴线的距离与选择的传动比无关。

本发明不局限于所示的实施例。尤其是实施例的各单个的特征可以以有利的方式相互组合。

Claims (6)

1.用于探测静液压活塞机（1）的被调整的活塞排量的装置，其包括用于产生调节运动的调节元件(4)和包括用于探测调节元件(4)的位置和用于产生指示该位置的信号的传感器(6)，其中调节元件(4)经一个传动装置(5)与传感器(6)共同作用，其特征在于，传动装置(5)具有槽(11)，该槽沿着一个与调节元件(4)的运动方向平行的平面(18)延伸，并且所述槽的纵轴线(20)与所述运动方向夹成一个不等于零的角a，并且在槽(11)中啮合有用于将调节元件(4)的运动传递到传感器(6)的传递元件(10)，其中，为了传递运动，在传递元件(10)中偏心地设置有操作元件(9)，其用于将传递元件(10)的运动传递到传感器(6)，并且该传递元件(10)能够转动。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，槽(11)设置在一个铰接活塞(7)中，该铰接活塞跟随所述调节元件（4）的轴向运动并且至少在该铰接活塞的与调节元件(4)背离的末端处具有一个削平的部段(12)并且槽(11)布置在该削平的区域中。

3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，槽(11)设置在一个铰接活塞(7)中，该铰接活塞跟随所述调节元件（4）的轴向运动并且在该铰接活塞的与调节元件(4)面对的一侧上形成一个弹簧支座(13)。

4.按照权利要求2或3所述的装置，其特征在于，铰接活塞(7)和调节元件(4)被防转动地相互连接起来。

5.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，传递元件(10)是球轴颈。

6.静液压活塞机，其具有用于探测调整的回转角的装置，其中按照权利要求1至5中之一构造该装置。