本發(fā)明涉及一種具有至少兩個(gè)相對(duì)于彼此可移動(dòng)的部件的水壓機(jī)器，其中一個(gè)部件的表面由具有減摩性能的塑料構(gòu)成。

背景技術(shù)：

這種水壓機(jī)器已知于丹麥的努德堡的丹佛斯公司的“Nessie”項(xiàng)目。這種機(jī)器的示例性公開(kāi)可見(jiàn)于DE4301124A1、DE4301120C2或DE4424610A1。

在水壓機(jī)器的實(shí)例中，水被用作液壓介質(zhì)。水相比原本被主要使用的液壓油具有如下優(yōu)點(diǎn)，即在泄露的情況下實(shí)際上不會(huì)造成環(huán)境污染。

然而，與油相比，水具的缺點(diǎn)在于不能以與油相同的程度使用液壓介質(zhì)以潤(rùn)滑彼此相對(duì)移動(dòng)的部件。水潤(rùn)滑作用較小，并且主要可以具有冷卻效果。

因此這些表面中的一個(gè)已經(jīng)由具有減摩性能的塑料形成。這里一種特別優(yōu)選的塑料是聚醚醚酮(PEEK)。在彼此相對(duì)移動(dòng)的多個(gè)部件的接觸表面上配備有這種塑料的水壓機(jī)器也可以使用水可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間。

然而，仍然觀察到這種水壓機(jī)器的磨損略大于使用油作為液壓流體運(yùn)轉(zhuǎn)的液壓機(jī)器的實(shí)例中的磨損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所基于的目的是在水壓機(jī)器的情形中能夠保持低磨損。

該目的在上述類(lèi)型的塑料被形成為具有陶瓷填料的聚合物的水壓機(jī)器的實(shí)例中得以實(shí)現(xiàn)。

具有陶瓷填料的聚合物將結(jié)合了塑料的有利性能和陶瓷在混合材料中的有利性能，所述混合材料是相對(duì)容易處理的并且所述混合材料獲得極佳的摩擦學(xué)特性值，即能夠以低摩擦方式運(yùn)轉(zhuǎn)。因而大幅減少或者甚至完全消除了與水壓機(jī)器中的摩擦有關(guān)的問(wèn)題。

陶瓷填料優(yōu)選地僅具有其最大尺寸至多為1μm的顆粒。因此這涉及在亞μ范圍內(nèi)的顆粒。這種填料的顆粒是非常細(xì)的。然而，它們具有高耐磨性，并且同時(shí)與塑料結(jié)合滿足了滑動(dòng)軸承性能。

塑料優(yōu)選地被形成為注射成型施加用物。因此塑料可以通過(guò)注射成型被施加，這使得能夠以低花費(fèi)獲得水壓機(jī)器的單個(gè)部件的高度精確的構(gòu)造。

兩個(gè)部件中的另一個(gè)優(yōu)選地至少支承在塑料上的表面由雙相鋼或超級(jí)雙相鋼形成。雙相鋼為具有兩相結(jié)構(gòu)的鋼，其通常由鐵素體(α鐵)基體構(gòu)成，所述鐵素體基體具有由奧氏體構(gòu)成的島。雙相鋼是耐腐蝕的，使得它可以與作為液壓介質(zhì)的水組合使用。確切地說(shuō)，在水壓機(jī)器的操作的背景下與具有陶瓷填料的聚合物一起獲得杰出的摩擦性能。

兩個(gè)部件中的一個(gè)優(yōu)選地為具有由塑料構(gòu)成的套筒的缸，并且兩個(gè)部件中的另一個(gè)優(yōu)選地為活塞。此外例如，缸-活塞配對(duì)在軸向或徑向活塞機(jī)器中處于最大載荷下。這里，鋼和包括陶瓷填料的聚合物的低摩擦相互作用是非常有利的。

替代地或者附加地，兩個(gè)部件中的一個(gè)為壓緊板，所述壓緊板通過(guò)球接頭支撐在缸筒上，其中球接頭的滑動(dòng)表面設(shè)置有塑料。顯著的載荷也出現(xiàn)在球接頭的區(qū)域中，壓緊板使用球接頭被支撐在缸筒上。如果滑動(dòng)表面設(shè)置有包括陶瓷填料的聚合物，這些載荷隨后可以被吸收，而不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題。

如果兩個(gè)部件中的一個(gè)為支承在斜板上的滑動(dòng)靴也是優(yōu)選的，其中所述兩個(gè)部件中的一個(gè)支承所述塑料。這里材料配對(duì)也具有特定意義，因?yàn)榛瑒?dòng)靴以相對(duì)較高的壓力按壓在旋轉(zhuǎn)斜盤(pán)上。

如果兩個(gè)部件中的一個(gè)為壓板也是有利的，所述壓板被布置在形成兩個(gè)部件中的另一個(gè)的控制板和缸筒之間，并且在操作過(guò)程中與缸筒一起相對(duì)于控制板旋轉(zhuǎn)，其中控制板設(shè)置有所述塑料。顯著的載荷也出現(xiàn)在該區(qū)域，所述載荷可以被形成為具有陶瓷填料的聚合物的塑料吸收，而不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題。

滑動(dòng)靴優(yōu)選地通過(guò)球接頭與活塞連接，并且至少在球接頭的區(qū)域設(shè)置有所述塑料。在滑動(dòng)靴處球接頭的負(fù)荷略微小于支撐壓緊板的球接頭在缸筒上的負(fù)荷。然而，這里也產(chǎn)生有利的材料配對(duì)。

如果滑動(dòng)靴通過(guò)壓緊板被保持支承在斜板上也是有利的。這里，也可以在滑動(dòng)靴和壓緊板之間布置形成為具有陶瓷填充物的聚合物的塑料，以便保持較低摩擦。

缸筒優(yōu)選地通過(guò)徑向承載表面支撐在殼體上，其中承載表面設(shè)置有所述塑料。在該實(shí)例中，塑料被設(shè)置在殼體上。

如果兩個(gè)部件中的一個(gè)被形成為閥板也是有利的。也可以在其它水壓機(jī)器中使用形成為具有陶瓷填充物的聚合物的塑料，例如在葉片機(jī)器中或在壓力交換器中。

所述機(jī)器還可以被形成為葉片機(jī)器，并且具有轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子軸向支撐在側(cè)板中的環(huán)上，其中所述環(huán)或所述轉(zhuǎn)子設(shè)置有所述塑料。轉(zhuǎn)子必須以一定壓力支承在側(cè)板上，更確切地說(shuō)，支承在側(cè)板中的環(huán)上，以便保證內(nèi)部不滲透性。同時(shí)，轉(zhuǎn)子和環(huán)之間的摩擦不必太大。這里再次產(chǎn)生具有陶瓷填料的聚合物的有益效果。

如果所述轉(zhuǎn)子安裝在徑向軸承中也會(huì)產(chǎn)生相同的有益效果，所述徑向軸承具有設(shè)置有所述塑料的支承表面。這里摩擦也可以保持較低。

所述水壓機(jī)器優(yōu)選地具有葉片，所述葉片擠壓涂敷有所述塑料。在葉片機(jī)器的實(shí)例中，轉(zhuǎn)子被偏心地安裝在殼體孔中。葉片支撐在殼體孔的內(nèi)側(cè)面上。在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中它們必須被相應(yīng)地相對(duì)于轉(zhuǎn)子徑向向內(nèi)和徑向向外位移。塑料特別好地適合于減小葉片和轉(zhuǎn)子之間的摩擦。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖基于優(yōu)選的示例性實(shí)例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在附圖中：

圖1示出呈軸向活塞機(jī)器的水壓機(jī)器的第一構(gòu)造；

圖2示出葉片機(jī)器的切面；以及

圖3示出閥板。

具體實(shí)施方式

圖1示出具有殼體2的水壓機(jī)器1，其中缸筒3可旋轉(zhuǎn)地安裝殼體中。

用套筒5覆蓋的至少一個(gè)缸4被布置在缸筒3中。套筒5由被形成為具有陶瓷填料的聚合物的塑料形成。有利地，陶瓷填料僅具有最大尺寸最多為1μm的顆粒。這種塑料以低摩擦方式與活塞6的材料相互作用，在本示例性實(shí)例中所述活塞由雙相鋼或超級(jí)雙相鋼形成。

活塞6在缸筒3中可以沿雙箭頭7的方向移動(dòng)。通過(guò)滑動(dòng)靴8執(zhí)行活塞6在缸4內(nèi)的移動(dòng)的控制，滑動(dòng)靴在壓緊板9的作用下被保持在旋轉(zhuǎn)斜盤(pán)10上。

壓緊板9通過(guò)具有球11的球接頭被支撐在缸筒3上。球11也由雙相鋼或超級(jí)雙相鋼構(gòu)成。壓緊板9在與球11接觸的區(qū)域中具有插入件12，插入件12由上述的具有陶瓷填料的聚合物構(gòu)成。

滑動(dòng)靴8覆有通過(guò)上述具有陶瓷填料的聚合物形成的鑄模13，即鑄模13形成滑動(dòng)靴8在旋轉(zhuǎn)斜盤(pán)10上的支承表面以及滑動(dòng)靴8在壓緊板9上的支承表面。鑄模13最終也延伸到使得它包括在活塞6的前端處的球14那么遠(yuǎn)，其中所述球14形成球接頭的一部分。

缸筒3被安裝在殼體2中的由上述具有陶瓷填料的聚合物構(gòu)成的支承表面上，即支承表面15形成徑向軸承。

在面向遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)斜盤(pán)10的端部處，設(shè)置有壓板16，套筒17被插入壓板中，套筒和壓板16本身形成壓板16和缸4之間的連接。壓板16支承抵靠控制板18，控制板18設(shè)置有由上述具有陶瓷填料的聚合物構(gòu)成的外殼19。控制板18以靜止方式布置在殼體2中。這里控制板通過(guò)螺栓20被保持緊固。壓板16與缸筒3一起相對(duì)于控制板18旋轉(zhuǎn)，使得控制板18可以控制液壓流體向處于正確位置的缸4的供應(yīng)和排放。

壓板16在彈簧21的力的作用下被推靠控制板18。套筒17使缸筒3能夠相對(duì)于壓板16輕微地軸向移動(dòng)。同時(shí)，彈簧21產(chǎn)生一定壓力，通過(guò)所述壓力壓緊板9將滑動(dòng)靴8推靠在旋轉(zhuǎn)斜盤(pán)10上。

這種機(jī)器在液壓流體在壓力下被供應(yīng)給缸4時(shí)可被用作馬達(dá)，在活塞6在缸4內(nèi)的移動(dòng)在液壓流體中產(chǎn)生一定的壓力時(shí)也可被用作泵。在機(jī)器1的兩個(gè)部件彼此相對(duì)移動(dòng)的區(qū)域中使用上述具有陶瓷填料的聚合物的結(jié)果是，甚至能夠使用水作為液壓流體運(yùn)行機(jī)器。在該實(shí)例中，所說(shuō)的具有陶瓷填料的聚合物將彼此相對(duì)移動(dòng)的部件之間的摩擦減小到不再能夠觀察到明顯的磨損的程度。

圖2示出了具有轉(zhuǎn)子22的葉片機(jī)器的切面，所述轉(zhuǎn)子22安裝有在側(cè)板24中的短軸23。短軸23以旋轉(zhuǎn)結(jié)合的方式與驅(qū)動(dòng)軸25連接。

短軸23通過(guò)徑向軸承26安裝在側(cè)板24中。徑向軸承26包含在其徑向內(nèi)側(cè)的具有陶瓷填料的聚合物作為塑料表面。此方案的替代方案是，短軸23在其徑向外側(cè)也可以涂覆有具有陶瓷填料的聚合物。

轉(zhuǎn)子22以其前側(cè)面28支承在其上的環(huán)27與短軸23同心地布置在側(cè)板24中。磨損環(huán)29被布置在前側(cè)面28中。磨損環(huán)29支承在環(huán)27上。環(huán)27可以在其面向轉(zhuǎn)子22的前側(cè)面28的側(cè)面涂覆有塑料，即具有陶瓷填料的聚合物。在該實(shí)例中，磨損環(huán)29由鋼形成，尤其是由雙相鋼或超級(jí)雙相鋼形成。然而也可以反過(guò)來(lái)形成材料配對(duì)，使得環(huán)27由雙相鋼或超級(jí)雙相鋼形成，而磨損環(huán)29具有塑料涂層，即具有陶瓷填料的聚合物涂層。

轉(zhuǎn)子22偏心地安裝在前板24中。支撐元件30被設(shè)置在最大偏心率的區(qū)域中，轉(zhuǎn)子22的前側(cè)面28也支承在支撐元件30上。支撐元件30也可以在其面向前側(cè)面28的側(cè)面上涂覆有塑料，即具有陶瓷填料的聚合物。

以未更詳細(xì)地呈現(xiàn)的方式，在圖2中作為例外地呈現(xiàn)的葉片機(jī)器的轉(zhuǎn)子22具有界定工作腔室的葉片。這些葉片在轉(zhuǎn)子22的旋轉(zhuǎn)過(guò)程中被徑向向內(nèi)和徑向向外移動(dòng)。為此目的，它們被有原則地布置。這里葉片和轉(zhuǎn)子之間的材料配對(duì)也可以被形成為使得兩個(gè)部件中的一個(gè)由鋼形成，尤其是由雙相鋼或超級(jí)雙相鋼形成，并且兩個(gè)部件中的另一個(gè)由在任何情況下在其表面上的具有陶瓷填料的聚合物形成。特別地，這里葉片可以擠壓涂敷有塑料。

圖3示出了閥板31，例如可用于軸向活塞泵或壓力交換器中。閥板31涂覆有具有陶瓷填料的聚合物。

陶瓷填料具有沿每一個(gè)方向的其尺寸都至多為1μm的顆粒。不設(shè)置較大的顆粒。

塑料，即具有陶瓷填料的聚合物，優(yōu)選地與雙相鋼或超級(jí)雙相鋼一起在所有描述的材料配對(duì)中工作。

該塑料優(yōu)選地應(yīng)用于注射成型施加用物或“注射成型工藝”中，其中不銹鋼，尤其是雙相鋼或超級(jí)雙相鋼，被內(nèi)部地和外部地布置，注射成型部件由新塑料形成，即由具有陶瓷填料的聚合物形成。