[发明专利]填充式液压活塞及其制造方法

说明书

本发明涉及液压泵和液压马达的活塞。更加具体地说，本发明涉及用在泵和液压马达上的液压活塞的装填。本发明的填充式活塞以合理的费用提高了泵或者液压马达的效率。

减少容纳在液压活塞内的油的总量的公知技术是用固体材料填充一般是中空的活塞。这减少了容纳在活塞内的油的总量。在每个循环或者泵循环过程中，活塞内的油一定得被压缩。

主要由于填充活塞空腔的油的可压缩性，已经发现中空活塞结构形成了不利的侧作用。流体的可压缩性对设备的总体效果具有明显的作用，而且当用于轴向活塞型的泵或者液压马达时，还形成了气蚀、浸蚀、噪声及在旋转斜盘机构上形成不良的力矩。

目前至少有三种公知的“填充式”中空活塞：焊接活塞、固体活塞和填充塑料的活塞。由于有焊接过程，因此焊接活塞的制造费用较贵。焊接活塞还需要将所钻出的孔设置成通过该元件，从而润滑滑动装置的运转面。这些钻出的孔常常相对较长，而且直径较小。因此，钻孔过程一般非常困难并且费用高。

固体活塞还减少了油量。但是，固体活塞比它们的中空配对物要重得多，因此减少了液压元件的速度性能。与焊接活塞相似，固体活塞具有通过它们的小孔，而该孔需要昂贵的钻孔工作来确保滑动装置的运转表面的润滑。

人们还尝试借助于把液体塑料倒进它们之中从而填充活塞。在固化时，塑料具有大量模数，该模数比油的模数大得多。这种方法已经证明费用较贵，并且在活塞内可靠地保持该材料或者把它粘附在活塞壁上是困难的。许多塑料不能满足大量模数的要求。

在缸体的每个循环过程中，每个活塞孔内的油量被压缩到工作压力。油是可以压缩的并且接受能量来压缩。这会引起一些元件的能量损失，而这些能量损失使得活塞不能被很好地填充。提供这种减少量可以提高效率，但是常常需要较高的费用来生产。

中空活塞的另一个问题是随着部件旋转速度的改变而控制力矩发生变化。因为费用较高，因此导向位移(非伺服机构)元件一般不具有带有减少容积的活塞。由于导向位移元件不具有伺服机构来控制旋转斜盘，因此操作者可以感觉到控制力矩。

带有较小容积的活塞可以制造为焊接活塞或者固体活塞。这两者可以实现性能的提高，但是焊接活塞制造费用较高，固体活塞比较重，而这种较重的重量减少了它们工作时的最大速度，因为较大的部件倾翻力和较大的离心力形成了活塞烧伤。

使上面所描述的、传统的“填充式”活塞适合于低压液压元件是困难的。因此，低压液压元件不能得到减少油量的好处，因为它们一般是费用较小的元件，市场上不能容忍这种非中空活塞的附加费用。

因此，本发明的主要目的是在活塞内提供一种重量轻的插入物，通过冷加工环绕插入物的活塞材料来保持该插入物。

本发明的另一个目的是提供一种重量轻的活塞，在不采用昂贵的铸造或者挤压方法的情况下可以填充活塞。

本发明的另一方法提供一种重量轻的活塞，该活塞费用较小并且减少了油的可压缩性。

这些目的和其它目的对本领域的普通技术人员来讲是显而易见的。

本发明涉及一种液压泵或者液压马达的填充式活塞组件。该填充式液压活塞组件包括空的活塞主体，该主体具有第一和第二端部及位于活塞主体内的腔或者室，该腔或者室从一个端部向内延伸。该活塞填充有重量轻的固体插入元件，该插入元件放置到活塞的室内。然后，绕着插入元件把空活塞主体的材料进行冷加工成形，从而包围该元件。然后，进一步冷滚压活塞主体，从而在一端安放球体。然后，把它切削到合适的长度，进行机械精加工，并钻出纵向中心孔。

附图的简短说明

图1是安装在液压元件的缸体内的、本发明的填充式活塞的横剖面图。

图2是填充式活塞组件的放大比例的透视图。

图3A至图3G表示形成和装配本发明的活塞的各个方法步骤。

图4是与图3D相同的、填充式活塞的放大比例的纵向剖面图。

在附图中一般用标号10(见图1)来表示本发明的填充式及装配好的液压活塞组件。活塞组件10包括空的金属活塞主体12，该活塞主体12具有圆柱形壁14、封闭端16、开口端18和中心孔20。组件10的形成包括：把圆柱形铝芯子22放入在孔20内。芯子22具有直径互补并且基本上等于孔20的直径，但是芯子22具有较短的长度，因此在邻近开口端18的孔20内留下了开口空间24(见图3B)。

如图3C所示，冷滚压图3B的部件，从而压缩环绕空间24的主体12，并且把芯子22靠在封闭端16地结合在孔20内。如图3C所示一样，这个步骤使主体12的开口端18的内部直径和外部直径减小。