CN110307414A - 具有至少部分地生成式制造的液压部件的液压部件*** - Google Patents

Abstract

一种液压部件***具有液压管道(10)、至少部分地生成式制造的液压部件(4)、环形的密封器件(22)以及空心的固定元件(34)。所述密封器件(22)具有第一端部区域(24)和相反的、带有第一轴向接触面(30)的第二端部区域(28)。其中所述固定元件(34)具有接合区域(36)和相对的夹紧区域(38)，所述接合区域具有带有第二接合器件(46)的布置在内侧的圆周面，所述夹紧区域具有指向所述接合区域(36)的第二轴向接触面(40)，并且所述固定元件被设计成用于环绕所述液压管道(10)和位于其上的密封器件(22)并且用于在所述第一与第二轴向接触面之间形成面接触。所述接收区段(8)、所述密封器件(22)和所述固定元件(34)彼此相对应地被设计成，使得通过将所述第一与第二接合器件(44，46)接合到彼此之中而将所述密封器件(22)的第一端部区域(24)压到所述接收区段(8)的开口(12)的逐渐成锥形的区域中和所述液压管道(10)内，并且由此在所述接收区段(8)、所述密封器件(22)与所述液压管道(10)之间实现相互密封。

Description

具有至少部分地生成式制造的液压部件的液压部件***

技术领域

本发明涉及一种液压部件***。另外，本发明还涉及一种其中布置有此类液压部件***的载具，尤其一种飞行器。

背景技术

已知的是，将针对各种不同目的的液压装置用于多种固定和移动的工作机器和载具。其前提通常是由液压管道以及联接器和适合的阀门构成的网络。针对更复杂的装置，通常使用将阀门功能集中于紧凑的单元中的阀门块或控制器块。已知的是，为了减小重量，以轻型金属结构方式实现来这种控制器块。

例如从DE10 2006 062 373 A1已知一种用于制造轻型金属结构方式的控制器块的方法，其中实施有带有适用于负荷情况的壁部的电路元件的***，这些壁部直接地或通过其他元件与相关结构相连并且全部通过一种生成式制造方法来生产。

为了将液压管道连接到借助生成式制造方法制造的控制器块上，通常考虑使用常规的、标准化的并且应用广泛的联接装置。为此，该控制器块可以具有对应的开口，向这些开口中旋入可以与其他部件相连的旋入式接头。有待提供旋入式接头的开口具有带内螺纹和密封面的孔。由旋入式接头的几何形状导致地，开口周围的环形密封面的最大直径比开口的内直径大了大约因子3。因此，针对这种连接方式，相对于所提供的流动管道，需要高的材料积累。固体材料(即旋入式接头和液压部件的金属材料)的体积为连接区域内所提供的油体积的大约8倍体积。

另外，由结构方式导致地，在旋入式接头中的通孔具有比这些开口更小的直径。因此，针对这种连接方式，相对于流动管道，需要相对高的用于内直径的材料积累。尤其在通过生成式方法制造的控制器块中，这导致相当高的耗费、较多的材料使用、较高的成本以及还有较高的重量，所述重量尤其在将这种控制器块用于飞行器时应被最小化。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种液压部件或一种具有这样的液压部件的液压部件***，其中通过一种生成式制造方法来帮助实现经济的制造并且同时还可以减小重量和材料积累。

该目的通过一种具有独立权利要求1的特征的液压部件***来实现。有利的实施方式和改进方案能够从从属权利要求和下文的描述中得出。

提出了一种液压部件***，所述液压部件***具有：至少一个具有液压管道；液压部件，所述液压部件至少部分地借助一种生成式制造方法制造并且具有带有一体式的、环形的接收区段的管道端部，所述接收区段带有具有第一接合器件的外部圆周面和至少局部地逐渐成锥形的、用于引入所述液压管道的开口；能够定位在所述液压管道上的环形的密封器件；以及能够定位在所述液压管道上并且能够与所述接收区段相连的空心的固定元件。所述密封器件具有第一端部区域和相反的、带有第一轴向接触面的第二端部区域。所述固定元件具有接合区域和相对的夹紧区域，所述接合区域具有带有第二接合器件的内侧圆周面，所述夹紧区域具有指向所述接合区域的第二轴向接触面，并且所述固定元件被设计成用于环绕所述液压管道和位于其上的密封器件并且用于在所述第一与第二轴向接触面之间形成面接触。所述接收区段、所述密封器件和所述固定元件彼此相对应地被设计成，使得通过将所述第一与第二接合器件接合到彼此之中而将所述密封器件的第一端部区域压到所述接收区段的开口的逐渐成锥形的区域中和所述液压管道内，并且由此在所述接收区段、所述密封器件与所述液压管道之间实现相互密封。

所述液压管道尤其是形状足够稳定的管道。所述液压管道一方面应被设计成用于克服出现的液压压力，并且另一方面还应适用于通过下述部件实现密封。提出的是，可以由金属材料来制造所述液压管道。

所述液压部件可以是上述的控制器块。但可提出的是，在不脱离本发明核心思想的前提下，也可以根据本发明设计完全不同的液压部件。可能希望的是，为液压泵配备一种借助生成式制造方法制造的壳体部件。然后，所述壳体部件可能具有带有环形的接收区段的管道端部。

所述生成式制造方法(也被称为增材制造)可以基于不同的工艺。例如，可以通过选择性激光熔化方法(“selective laser melting”，SLM)、选择性激光烧结方法(“selective laser sintering”，SLS)、电子束熔化方法或通过粘合剂喷射方法制造要制造的联接器壳体。替代性地，可以使用粉末(尤其金属粉末)涂覆方法和/或液体复合材料成型方法，其中还可能有其他的生成式方法。生成式制造通常包括基于数据模型借助化学和/或物理过程通过选择性凝固或涂覆无定形的材料(例如粉末或液体)和/或形状中性的材料(例如带状和/或线状的材料)来逐层地构造构件。这种制造不仅可以通过最佳地适配构件的期待的负荷状态以及有针对性地省去特定部位的材料来实现特别轻的重量，而且还可以获得利用其他方法无法实现的对液压部件内部的空腔、流动通道等的设计自由度。

根据所选方法的类型，可能有帮助的是，在完成液压部件相关构件的制造后进行最终加工，所述最终加工尤其可以涉及到对表面、尤其内表面的加工。除了用酸洗溶液进行加工外，还可提出使包含颗粒的液体流经该构件。目的在于，减少或完全去除通过生成式方法留在经受流动的内部表面上的阶梯状结构。

所述液压部件优选由金属材料制造。液压***的特征在于***压力高，所述***压力通常超过100bar、200bar或者更高，以达到特别高的功率密度。使用金属材料允许可以承受这样的***压力。为此，可能有利的是使用钛、钛合金、铝、铝合金和/或不锈钢合金，不排除其他金属或金属合金。

上述管道端部可以被看成构成液压部件的一体式组成部分的管道段的端部。所述管道端部尤其是管状区段的端部，该管状区段从液压部件中伸出并且允许与液压管道连接。所述环形的接收区段优选具有封闭的圆周，以便能够实现足够的密封作用。

所述第一接合器件尤其是布置在外部圆周面上并且允许与所述第二接合器件接合的表面特征部。尤其，所述第一接合器件可以被实施成以预先确定的相互间距环绕地布置在圆周面上的沟槽。在此，可以分别根据螺纹类型来实施所述沟槽。沟槽尤其可以具有螺距。

同时，空心的固定元件具有第二接合器件，所述第二接合器件可以与所述第一接合器件接合。为此，第二接合器件设计成是与第一接合器件相对应地设计的并且定位在布置在内侧的圆周面上。该圆周面环绕管道端部的外部圆周面，并且因此同样环绕所述密封器件以及定位在开口中并从密封器件中伸出的液压管道的一个区段。根据上述实例，所述第二接合器件同样可以是具有适配的几何形状的沟槽。

所述管道端部具有开口，可以将液压管道***所述开口中。开口局部地逐渐成锥形，因此所述开口的横截面从第一横截面朝向液压部件的管道段至少在特定的区域上向第二横截面变窄的。由此，尤其根据切割环密封件的类型或者通常通过达到夹紧力或压紧力，管道端部可以与密封器件共同作用来进行密封。

密封器件优选由金属材料制造而成，所述密封器件适用于使液压管道的材料至少在一定程度上发生变形。通过将被推入开口中的液压管道上的密封器件压入逐渐成锥形的开口中，液压管道上的材料紧挨着密封器件的端部边缘之前***，由此形成凸缘。由此在液压管道与开口之间形成耐高压的密封。

所述固定元件被设计成用于通过液压管道将密封器件压入管道端部的逐渐成锥形的开口中。因此，该密封器件不必强制性地具有封闭的圆周，而是也可能具有卡爪部分，这些卡爪部分相互间隔开地分布在圆周方向上。总体上，所述接合器件被设计成使得通过固定元件可以朝向锥形开口向密封器件上施加足够的压紧力，并且固定元件与接收区段之间的连接是永久性的。还可以提出的是：为了连接安全，还可以提供一种安全元件。

根据本发明的设计方案具有一系列的优点。例如，为了在液压管道与液压部件之间形成耐高压的连接，在液压部件上需要明显较少的材料积累。通过一体式接收区段，不需要旋入单独的旋入式接头，因此也不需要使所述旋入式接头与对应大小的、环绕的密封面配合。另外，由此还可以避免流动横截面的尺寸发生变化。

液压管道的内直径可以继续延伸到液压部件的管道端部中，而不会因接收区段而导致其他的局部变窄。由此液压液体的流动情况实际上是理想的，并且液压管道与管道端部之间的过渡部几乎不对流动阻力造成影响。这意味着，额外提高了相关液压部件的效率。

另外，在接收区段的区域内管道端部的材料体积与其中存在的液压液体体积之间的比例小于2.5，因此与现有技术相比可以实现明显更经济的制造。

由于由逐渐成锥形的开口提供的密封锥被集成在增材构造的结构中，所以只存在唯一的密封点，并且这样就可以将可能的泄漏风险最小化。

密封器件的第一端部区域特别优选为套筒状的。套筒状的设计允许平面式的构造，并且允许将第一端部区域远远地推到锥形的开口中。由此尤其可以容易地形成所希望的平面圆锥角。

另外，密封器件优选为切割环。这种切割环尤其可以具有第一端部区域的表面的24°的斜度，以便获得用于使液压管道的材料***的切割或夹紧作用。

在一种优选的实施方式中，在接收区段内部形成的第一流动横截面与在液压管道内部形成的第二流动横截面相对应。液压液体可以在流动横截面没有任何变化的情况下从液压管道流入液压部件中。因此，流动不受影响并且可以在不产生额外阻力的情况下流到液压部件中。由此不发生效率降低。

另外，所述接收区段可以具有背离所述开口的过渡区域，在所述区域内所述管道端部的外直径沿所述管道端部在背离所述开口的方向上从最大的外直径连续地减小至恒定的管道外直径，其中在所述过渡区域的朝向所述开口的一侧形成有环形的第一止挡面，所述第一止挡面能够与所述固定元件的相对应地成形的、环形的第二止挡面相互面接触。通过过渡区域可以实现接收区段的满足负荷要求的设计。在那里所存在的材料积累实现了接收区段的足够的强度，以吸收固定元件所压入的、沿径向方向以及轴向方向作用的力。外直径的持续变化尤其可以是稳定变化的，优选是单调变化的并且特别优选是严格单调变化的。由此在很大程度上避免过渡区域的切口力，因为成形是特别和谐地进行的。另外，第一止挡面还允许使用者得到如下反馈：何时完全地安装固定元件，也就是说，何时液压管道与接收区段之间的密封是完全的。

环形的第一止挡面可以被设计成锥形的，其中外直径从外部圆周面到过渡区域逐渐扩大。通过锥形形状，所提供的接触面增大，而不用必强制地增大外直径。另外还获得定中心作用，由此在第一止挡面与固定元件之间产生尽可能准确地轴向作用的力。

其中所述开口可以具有逐渐成锥形的引入区域和与之相连的空心圆柱形的区域，所述空心圆柱形的区域具有与所述液压管道的环形的端面相对应的环形的限制面。所述引入区域通过其漏斗状的设计简化了液压管道的引入。可以通过环形的限制面限制液压管道的***深度。在将液压管道***到开口中后，液压管道进入空心圆柱形的区域内，并且因此在开口中定中心。应当使空心圆柱形的区域的内直径适配于该液压管道的外直径，从而确保可手动地将液压管道推入空心圆柱形的区域中。同时，同时使该内直径适配于液压管道的内直径，从而确保液压液体可以在液压管道与管道端部之间无过渡地流动。

特别优选的是，所述接收区段的外部圆周面的直径被选择成使得由所述外部圆周面形成的体积最高为所述外部圆周面所环绕的空腔的体积的2.5倍。因此，接收区段的整个结构是非常平坦并且接近套筒状的。通过一体式结构方式可以在径向方向上明显减小必需的结构空间，因为密封时不要求径向外部的环形密封面。尤其在使用螺纹作为第一和第二接合器件时，可以明显限制外直径，因为可以通过相对大的平面区域将必需的力引导至接收区段的外部圆周面和固定元件的内部圆周面。在所述有利体积比中体现了这一点。

作为优选，所述第一接合器件延伸过整个外部圆周面，所述外部圆周面延伸直至接收区段的端部边缘。在此完全利用接收区段的可用面积，因此即使是非高强度的金属材料也可以向密封器件上施加非常高的夹紧力。另外，可实现的疲劳强度同样非常有利，因为材料应力由于大面积而相对较小。

与之相对应地，所述第二接合器件具有如下的轴向延伸尺寸，所述轴向延伸尺寸至少对应于所述第一接合器件的轴向延伸尺寸的0.9倍。因此，可以通过第一接合器件的面积的至少90％进行力引入，这实现较小的材料应力。

优选地，所述第一端部区域处的密封器件设计有变窄的外直径，其中变窄部通入端部边缘中，并且其中所述变窄部是与所述接收区段的呈锥形地变窄的开口相对应地设计的。因此，密封器件的内直径在第一端部区域中是恒定的。由变窄部形成一种切割或夹紧边缘，其与呈锥形地变窄的开口相组合使得液压管道上的材料***。由于形状相互适配，通过轴向压力对与端部边缘相反布置的第一轴向接触面上的作用，可以获得密封器件的端部边缘的特别有效的径向夹紧力。

第一轴向接触面特别优选锥形地成形的环面。因此，位于固定元件内部的第二轴向接触面也是锥形的环面，或是固定元件的内表面的锥形的、环状的区段。圆锥度可以被设计为使得第一或第二轴向接触面朝端部边缘扩大。锥形设计一方面可以增大面接触所包含的面积大小，并且另一方面还可以实现密封器件在固定元件上的定中心。由此可以避免密封器件发生歪斜以及液压管道受到影响。

另外，本发明还涉及一种具有以上所描述的液压部件***的载具。所述载具可能是飞行器。通过使用液压部件***，尤其在液压管道与液压部件之间的连接部位节省了重量和结构空间。

附图说明

本发明的其他特征、优点和应用可能性由以下对实施例和附图的说明得出。在此，所有所描述的和/或图示的特征自身和以任意组合构成本发明的主题，而与其在单独权利要求中或其所引用的权利要求中的关系无关。在附图中相同的附图标记代表相同或相似的物体。

图1示出液压部件***的细节的截面图，该液压部件***具有液压部件、切割环、固定元件以及液压管道。

图2示出液压部件的三维图。

图3示出一种飞行器，其中安装有根据本发明的液压部件***。

具体实施方式

图1以截面图示出液压部件***2的细节。示例性地示出至少部分地通过生成式层构造方法制成的液压部件4。尤其图1中可见的区域是通过这种方法制造的，因此，所展示的所有部件构成了单独的、一体式的构件。在前部示出管道端部6，其被实施成管区段并且具有接收区段8。

接收区段8被设计成用于接收液压管道10并与其形成耐高压的连接。为此，接收区段8具有开口12，该开口在端部区域14内被实施成锥形，因此开口12的横截面从第一横截面A、进入管道端部6、直至第二横截面B逐渐变窄。在其后面直接连接着圆柱形区段16，其内直径与液压管道10的外直径适配。圆柱形区域16的背离锥形区域14的一端具有环形的限制面18，所述限制面被设计成与液压管道10的环形端面20相对应。因此，可以通过锥形区域14将液压管道10引入接收区段8中，其中由环形的限制面18限制***深度。

呈切割环22的形式的密封器件布置在液压管道10上并且具有套筒状地成形的第一端部区域24。它具有端部边缘26和背离所述端部边缘的第二端部区域28。第一端部区域24的外直径在相对短的距离上朝第二端部区域28的方向略微增大，直至保持恒定。因此，端部边缘26是一种切割边缘。锥形的第一端部区域24的面积增加与开口12的锥形成形的区域的面积增加相对应。因此，当切割环22朝开口12的方向移动时，该切割环可以在径向方向上产生均匀的表面压紧，即作用在中间轴线32方向上的力。

第二端部区域28具有第一轴向接触面30。示例性地，该第一轴向接触面同样是锥形地设计的。第一轴向接触面30的外直径在相对短的距离上朝端部边缘26的方向增大并且然后在一定区域内保持恒定。

固定元件34具有接合区域36，该接合区域在所示的图示中环绕接收区段8。对置地布置有夹紧区域38，该夹紧区域在朝向接合区域36的内侧具有第二轴向接触面40，该第二轴向接触面被设计成与第一轴向接触面30相对应。两个轴向接触面30和40相互处于面接触并且固定元件34完全环绕切割环22。

接收区段8在外部圆周面42上具有第一接合器件44，该第一接合器件与第二接合器件46一起布置在接合区域36的内侧。例如，它们可以被实施为螺纹。固定元件34可以通过接合器件44与46的接合与接收区段8牢固相连，从而因此将切割环22压到开口12中。由此使得液压管道10上的材料***，这形成耐高压的密封。

所述接收区段具有环形的第一止挡面48，该第一止挡面与固定元件34的相对应地成形的、环形的第二止挡面50相互面接触。所述环形的第一止挡面48布置在接收区段8的过渡区域52中，该过渡区域连续减小或扩大管道端部6的外直径。由此可以将局部轴向作用的力非常好地引导到管道端部6中，而不产生切口效应。

在图2中示出带有一系列液压部件4的液压组件54，该液压组件设计由上述接收区段8，以便与液压管道形成节省重量和空间的有利连接。

图3示出飞行器56，该飞行器具有至少一个此类的液压部件***2。恰恰在飞行器中，适合使用根据本发明的液压部件***来节省重量并减少制造成本。

补充性地可以指出，“具有”并不排除其他的元件或步骤，并且“一个/一种”不排除多数。此外还可以指出，可以使用已经参照上述实施例之一描述的特征还有与上文描述的另外实施例的其他特征的组合。权利要求书中的附图标记不应视为限制。

Claims (15)

1.一种液压部件***(2)，具有：

-至少一个液压管道(10)；

-液压部件(4)，所述液压部件至少部分地借助一种生成式制造方法制造并且具有带有一体式的、环形的接收区段(8)的管道端部(6)，所述接收区段带有具有第一接合器件(44)的外部圆周面(42)和至少局部地逐渐成锥形的、用于引入所述液压管道(10)的开口(12)；

-能够定位在所述液压管道(10)上的环形的密封器件(22)；以及

-能够定位在所述液压管道(10)上并且能够与所述接收区段(8)相连的空心的固定元件(34)，

其中所述密封器件(22)具有第一端部区域(24)和相反的、带有第一轴向接触面(30)的第二端部区域(28)，

其中所述固定元件(34)具有接合区域(36)和相对的夹紧区域(38)，所述接合区域具有带有第二接合器件(46)的内侧圆周面，所述夹紧区域具有指向所述接合区域(36)的第二轴向接触面(40)，并且所述固定元件被设计成用于环绕所述液压管道(10)和位于其上的密封器件(22)并且用于在所述第一与第二轴向接触面(30，40)之间形成面接触，

其中所述接收区段(8)、所述密封器件(22)和所述固定元件(34)彼此相对应地被设计成，使得通过将所述第一与第二接合器件(44，46)接合到彼此之中而将所述密封器件(22)的第一端部区域(24)压到所述接收区段(8)的开口(12)的逐渐成锥形的区域中和所述液压管道(10)内，并且由此在所述接收区段(8)、所述密封器件(22)与所述液压管道(10)之间实现相互密封。

2.根据权利要求1所述的液压部件***(2)，

其中所述密封器件(22)的第一端部区域(24)为套筒状的。

3.根据上述权利要求之一所述的液压部件***(2)，

其中所述密封器件(22)是切割环。

4.根据上述权利要求之一所述的液压部件***(2)，

其中在所述接收区段(8)内部形成的第一流动横截面与在所述液压管道(10)内部形成的第二流动横截面相对应。

5.根据上述权利要求之一所述的液压部件***(2)，

其中所述接收区段(8)具有背离所述开口(12)的过渡区域(52)，在所述区域内所述管道端部(6)的外直径沿所述管道端部(6)在背离所述开口(12)的方向上从最大的外直径连续地减小至恒定的管道外直径，并且

其中在所述过渡区域(52)的朝向所述开口(12)的一侧形成有环形的第一止挡面(48)，所述第一止挡面能够与所述固定元件(34)的相对应地成形的、环形的第二止挡面(50)相互面接触。

6.根据权利要求5所述的液压部件***(2)，

其中所述环形的第一止挡面(48)是呈锥形地设计的，并且外直径从所述外部圆周面(42)向所述过渡区域(52)扩大。

7.根据上述权利要求之一所述的液压部件***(2)，

其中所述开口(12)具有逐渐成锥形的引入区域(14)和与之相连的空心圆柱形的区域(16)，所述空心圆柱形的区域具有与所述液压管道(10)的环形的端面(20)相对应的环形的限制面(18)。

8.根据上述权利要求之一所述的液压部件***(2)，

其中所述接收区段(8)的外部圆周面(42)的直径被选择成使得由所述外部圆周面(42)形成的体积最高为所述外部圆周面(42)所环绕的空腔的体积的2.5倍。

9.根据上述权利要求之一所述的液压部件***(2)，

其中所述第一接合器件(44)延伸过整个外部圆周面(42)，所述外部圆周面延伸直至所述接收区段(8)的端部边缘。

10.根据权利要求9所述的液压部件***(2)，

其中所述第二接合器件(46)具有如下的轴向延伸尺寸，所述轴向延伸尺寸至少对应于所述第一接合器件(44)的轴向延伸尺寸的0.9倍。

11.根据上述权利要求之一所述的液压部件***(2)，

其中所述第一端部区域(24)处的密封器件(22)设计有逐变窄的外直径，其中变窄部通入端部边缘中(26)，

其中所述变窄部是与所述接收区段(8)的呈锥形地变窄的开口(12)相对应地设计的。

12.根据权利要求11所述的液压部件***(2)，

其中所述呈锥形地变窄的开口(12)与所述密封器件(22)的第一端部区域(24)具有彼此相对应的面积增加，所述面积增加与相对于所述接收区段(8)的纵轴线的平面角度相对应，所述平面角度来自20°至30°的范围并且优选为24°。

13.根据上述权利要求之一所述的液压部件***(2)，

其中所述第一轴向接触面(30)是呈锥形地成形的环面。

14.一种载具(56)，具有至少一个根据权利要求1至13之一所述的液压部件***(2)。

15.根据权利要求14所述的载具(56)，其中所述载具(56)为飞行器(56)。