专利名称：有内铸造液压通路的液压端头的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压系统，具体地说，涉及液压系统中所用的集流管，如在液压动力系统的端头中配置的集流管。
背景技术：
包括液压动力装置的液压动力系统在工业上广泛使用。例如，液压动力装置经常用于提供液压动力给推杆、升降器和其它操作装置以提升、支撑、移动或提供动力给各种部件，一种典型的液压动力装置利用所谓的“端头”，该端头提供在该端头一侧的马达接合到在端头另一侧的泵/蓄水箱组件的装置，动力通过端头的空隙从泵的马达轴进行传送，且端头模块本身还为具有可能包括到泵/箱的液体回流管的液体导管的集流管，以及液体动力出口和相关的操作部件如阀、止回阀、过压阀等提供适当的位置。
在现有技术中，已知端头形成具有分别闩住马达和箱及泵组件的较平的相对面的较厚的板状块模块。在端头模块的外周侧设置各种连通各种导管的端口，以提供穿过模块的连接各种导管和阀的液体循环路径。
传统的制造端头的现有技术包括首先机械加工具有所要求的外形的韧性铁或铝实心块。其次，基本上通过从该块的外围向块中钻孔制作液体孔口和液体通道。在需要回流到箱的路径之处，通常在块的面向箱/泵组件的表面上钻孔形成这些路径。类似地，泵的入口通常也是在与该泵直接相邻的决的表面钻孔而成。所需的各种循环路径有时可能在排列上相当复杂。
然而，上述的制造端头的现有技术的方法存在一些缺点。例如，为了形成复杂的通路路径而钻成的各种直孔通常需要去除，因此浪费一些块材料。通常，由于在端头块的侧面上钻直孔的限制，在通路需要有内部拐角的地方，必需进行许多额外的钻孔，这些钻孔随后需要用端盖罩住。并且，实际操作中由于每条路径都是通过钻孔形成的，因此导致工具很大的磨损。另外，因为路径基本上被限制为通过钻头形成的直线，，路径方向改变的拐角通常为直角拐角，对于如湍流和压力损失的因素这不是最理想的流路径。而且，在钻成路径然后又需要封盖的地方，封头处理须要采用附加的部件，因此增加成本和组装的步骤。
上述的所知的端头还存在另一缺点就是通常用柔韧的铁或实心的铝块作为起始基质使得端头的重量相对较重。较重的端头重量不利于制造和运输，而且由于动力装置常离地安装，例如，垂直悬挂在墙上或其它垂直表面上，或安装在车上，也不希望端头太重。有些动力装置还要求轻便性，需要提供较轻的端头。
因此，在本领域需要一种在端头中可提供所需集流管通路及组装特性，同时至少一定程度上是经济的和重量轻的端头部件和制造该端头部件的方法。
发明内容
通过本发明很大程度地满足前述要求，其中一些实施例提供了端头以及制造该端头的方法。
根据本发明的一个实施例，一种液体集流管包括浇铸模块，和至少一段浇铸在该模块内并在该模块内形成至少一条液体导管的管道。
根据本发明的另一个实施例，一种液体集流管包括浇铸模块，在该模块内形成至少一条液体导管的装置，具有至少一段浇铸在该模块中的管道。
根据本发明的再一个实施例，制造液体集流管的方法，包括设置至少一段管道在铸模中，并浇铸一种材料到模块中管道的周围，以使得通过该管道在模块中形成液体导管。
已经对本发明的特定实施方式进行了较为宽泛的概述，其目的在于对本发明的详细的描述更便于理解，并更好地理解本发明对现有技术的贡献，下面将描述本发明的另外的实施例，其将构成所附权利要求的主题。
就这方面而言，在详细描述本发明的至少一个实施例之前，应当理解本发明的应用不限于本申请下文中或附图中阐明的具体细节和构件配置。本发明可以除此以外的方式实现和以各种方式实践和完成。而且，可以理解在此所用的，以及在摘要中的措词和术语是为便于描述，而并不应视为限制。
如此，本领域的技术人员将可意识到本公开所依据的原理易于用作设计其它实现本发明的各种目的的结构、方法和系统的基础。因此，重要的是在不脱离本发明的实质和范围的限度内权利要求包括这些等同的设计。
图1为根据本发明的具有端头的液压动力装置的侧视图；图2为图1中的动力装置的俯视图；图3为沿图2中的线3-3切割的端视图；图4为沿图2中的线4-4切割的端头的横截面图；图5为说明图4中的端头的制造过程的概略的横截面图，为说明的目的示出了在通常的端头上设置的圆形管道的覆盖图；图6为根据本发明的实施例形成的另一种端头配置的横截面图；图7为说明图6中的端头的制造过程的概略的横截面图，为说明的目的示出了在通常的端头上设置的圆形管道的覆盖图。
具体实施例方式
通过本发明很大程度地满足了前述要求，在其中的一些实施例中，提供了一种端头以及制造该端头的方法。本发明的一些实施例的一个方面是端头中至少一些导管初始形成为弯曲管道，该管道在浇铸制作管道周围的端头模块过程中固定在适当的位置。用插入其中的管道铸造端头模块的结果，与该管道的形状相应的并具有由该管道形成的外壁的通道在所要求的位置形成通过该端头模块。
该管道可通到端头块的表面以形成出口，有些管道在浇铸阶段之后可立即从该模块向外延伸一部分。此时，从该模块向外延伸出的过多的管道可被去除，并可进一步在所需的出口的位置钻和刻出口接合螺纹。另外，在这阶段可附加部件如操作阀、止回阀、过压阀以与导管相配合，从而使得这些阀与导管相交叉。用管道形成一些或所有导管通路的好处包括在需要弯管时可在导管中提供逐步弯曲的方向变化。管道还可沿导管长度改变其直径，并可具有用管道材料制成的与受压液体相互作用的导管壁，在这一点上，管道材料可能具有比端头块本身的材料更多的所需的特性。在许多情况下，在导管周围浇铸的方法使得制造成本降低。
还可以理解，铸造该模块的材料不直接承受管形导管中的液压，因而，若管道足够厚，模块浇铸材料可选择具有其它所需特性，如重量轻的材料。在导管周围浇铸模块的优选材料将在下面具体描述。
现参照附图对本发明的优选实施例予以进一步的描述，在所有附图中用相同的附图标记表示同样的部件。参照附图1、图2和图3，端头10，用于连接马达12到泵14和液体箱16，它们形成动力装置配置。由于所示出的示例性的动力装置是垂直安装的，如图所示，箱16设置有排水管塞18和注入口盖20。泵14通过用带状夹24连接到泵14的吸盖(suction cover)26的入口组件管22从油箱抽取液体。该吸盖26具有使液体进入泵14的装置以进行加压。入口管22还与吸引金属颗粒的磁体28和过滤进入入口管22的液压油或其它液体的过滤器30联结。泵14可以是任何适合的液压泵如齿轮泵。
马达12具有驱动泵14的类似花键输入轴的花键输出轴，该两花键轴通过端头10中的钻孔延展而连接，优选通过端头10的中心钻孔自由转动地花键连接。可以提供密封中心孔的密封装置32以防止液体渗漏到马达，并可以提供O形环34以密封靠着端头10的相邻表面的液体箱16的末端。
如下面将详细描述的，柄34被设置以提供操作阀36的机械杠杆，泵14被配置以提供压力给端头的出口(图1至图3中未示出)并通过设置在端头10上朝向泵的表面的一个或多个回流出口40和42接受回流的液体。
图1至图3中示出的部件，除端头10以外，是公知的传统的现有技术。然而，根据该实施例的端头10在多个方面中的至少一个与现有技术的端头不同，例如包括其内部结构、材料、以及制造方法。
现转到图4，其示出的是根据本发明的优选实施例的端头10的横截面。图4为沿图2中的线4-4切割的端头10的横截面图。该端头10包括显示为被端头16的钻孔中的空隙所包围的分离组件的中心结合段50。该结合段50具有分别与马达和泵的驱动轴上的花键相匹配的内部花键，以致于动力可由花键结合50的转动通过端头10传送。泵14提供受压液体到入口52，图中用圆圈表示。入口52是向与图面方向垂直延伸到朝向泵14的端头10的表面外的出口。受压的液体通常被提供给由所述管道形成的导管54。
完整的端头10具有安装在浇铸后从端头10的外部钻成的刻螺纹的钻孔槽中的止回阀56。端头10还包括通过通向操作阀58的管道形成的导管62，该操作阀58在该实施例中通常是闭合的双位置手动操作阀。在正常的闭合位置，操作阀58仅允许通过工作口60流出。阀58在管道延伸到模块外面的位置被安装在浇铸之后模块中被钻孔并刻螺纹的钻孔槽中。类似地，输出口60具有连接压力管线的机械加工的形状。输出口或者称为“工作”口60提供高压出口流并与提供压力给驱动缸的柱塞或推杆或其它被驱动的液压部件的管线。
当操作阀58处于其正常的闭合位置，液体流经导管62并流出出口60，且防止进入由管道形成的回流导管64。当该阀被手动移向开启的位置，允许液体流入回流导管64以使得过压液体流回到箱口66。
该示范性的优选实施例的一方面，用在该导管周围浇铸的端头块的材料70通过插入端头模块的铸模中的管道分别形成导管54、62和64的侧壁。例如，在导管64的局部显示的弯曲部分72可看出其好处。在该优选实施例中，在管道最初脱离浇铸的模块70的导管端部提供帽74。参照图5进行更为详细的描述，导管54和62由实际上相互不交叉的管道形成，但在该图中可以看出在其交叉点时相互充分接近而相互横越。为止回阀56的插入所钻的孔直径足够大以使得若导管54管道的和导管62的管道通过该止回阀56的钻孔和随后通过插入的阀56相互连接，导管54和62通过止回阀56确实具有相互的液体连接。
图4的实施例还示出了流回到液体箱的装配位置74，通向回流到液体箱的出口66，通过该出口提供从致动器到液体箱16额外的回流液体，以及可选择的流回到液体箱的装配位置76，在需要时可通过该位置使某些其它来源的液体回流到箱口78。在所示出的实施例中，出口74、76和78采用传统的钻孔技术制作。
现转到图5，示出的是采用现有技术的端头的横截面概略图，具有表示的单个弯曲管道的线T。导管62和64的交叉是在一两导管相互靠近空间上稍微分离的近似横越点，但有一定的直径以致于操作阀58的钻孔和插入操作使得液体通过阀58在导管62和64之间流通。标注T的加重线示出了用于形成图4中的相应导管的弯曲管道中心线的形状。因而，为形成图4中的实施例，首先是将具有标注T的中心线的管道放置在具有类似于所需端头10的外形的铸模中。其次，浇铸材料被浇铸及形成并凝固在铸模中管道的周围。当取出端头10，标注T1、T2、T3和T4的管道的部分将被延伸到浇铸块的侧面外。延伸的管状材料可用传统的切割器切断。钻孔的程序将有效地去除管道壁直到所钻深度并允许合适的阀、接头配件合/或帽螺旋插入。
图6和图7示出的是端头100的可选配置。该端头100包括通向由通向止回阀114的管道形成的导管112、还通向连接手动操作阀120的导管116的入口110，在该实施例中所述手动操作阀120是与图4的实施例中所示的开/关阀对立的流量控制阀。当阀120闭合时，液体动力输出位置在122。当阀120打开时，液体直接通过由管道形成的导管124，通向第二回流入口接头配件126，流入形成导管124的管道，以及通向由管壁形成的导管128，该接头配件126通过传统的钻孔处理交叉方法形成。导管128通向安全阀130，该实施例中示出的是可调整的安全阀。当安全阀130承受足够的压力时，使液体流回到箱体并通过出口132。以类似于图4的实施例中的出口52和64的方式，分别垂直于整个导管平面钻孔形成入口110和回流到箱体的端口132。
图7为类似于图5的视图，示出通常的标明X具有起初延伸出浇铸块的X1、X2、X3和X4部分的管道。如图中所示，在操作阀120的位置管道相互横越并在为操作阀120提供安装位置进行钻孔时，使得液体通过该阀120在管道116和124之间流通。对于管道的延伸部分X3和X4，这两管道相互平行且相互靠近，为安装安全阀130所钻孔的直径使得两管道可通过该安全阀的安装进行液体流通，以致于导管128和112可通过该安全阀传送液体。
图4和图6的实施例仅为示例的目的而进行描述，给出通过在管道周围浇铸模块而形成端头提供的管线配置和相关部件和端口的示范性的例子。在各实施例中，可以采用具有复杂形状的单条弯曲管道，或采用多个各自具有直的或弯曲形状的独立管道。另外，这些管道可从端头的侧面或其它部分向外延伸任意量。大多数情况，优选在浇铸时管道本身不被材料填充。然而，如果浇铸时要在该模块内嵌入管道部件但不使其从该模块外延伸出，可以某种方式将该管道的敞开端进行预先密封。
可从任何适合的材料中选择管道，选择管道材料所涉及的因素可能包括管道的可模锻性、成本、对所用的液压液体的适用性、机械加工性能、钻孔时去除的使用以及导管的材料可与周围的浇铸材料结合的能力。在有些实施例中更适宜用普通的钢管。浇铸在管道周围的浇铸材料也可从任何适合的材料中选择，且在优选实施例中可以包括利用Contech公司提出的铝铸法所制的铸铝，这种管道更适宜采用这种壁的钢管。其后若浇铸的压力使管道变形，浇铸时可以管道内部加压以保持其形状。另外，浇铸时可在管道和模块之间形成冶金结合的机械。例如，在浇铸之前用环氧酯涂覆该管道或如通过测量对管道进行表面处理。
可以理解本发明的一些实施例提供制造集流管的能力，其中一些或所有的内部通路由浇铸在块周围的其它合适的形状的模块中(或模块内)具有结构材料的管道形成。与这些管道相连的模块外围的部件如接头配件和阀通过常规的机械处理和随后的安装形成，并根据需要也可机械加工附加的通路。另外，在选择的实施例中，阀或接头配件或其它组件在浇铸材料之前可预先连接到管道上。例如，在选择的实施例中，所有，基本上所有，或一些与液体接触的组件可预先组装以致于液体通道路径和一些或所有相关的配件和组件连接成一整体单元。然后，浇铸材料可在该单元周围浇铸以提供所需的结构稳定性和/或安装其它组件所需的外部形状。
另外，在某些选择的实施例中，管道可在浇铸后采用化学处理或其它方式处理由去除材料制成，因而，不仅提供在浇铸时可用该管道形成通路，而且，若需要，随后可完全去除该管道，仍保留与前面的管道位置对应的通路路径。
通过说明书的详细的描述，本发明的许多特性和优点是明显的，因而，所附的权利要求涵盖本发明的这些特性和优点，其落入本发明的实质和范围。而且由于本领域的技术人员可作各种修改和变更，本发明不限于所示出的和所描述的具体的结构和操作，因此，可在本发明的范围内进行适当的改变和采用等同物替代。
权利要求
1.一种液体集流管，包括浇铸模块；和至少一段浇铸在该模块中并在该模块内形成至少一条液体导管的管道。
2.如权利要求1所述的装置，还包括至少两个阀，其中管道导管提供两阀之间的连接通路。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述管道导管具有至少一个开口端，以提供至少从模块外部到该导管的出口或入口之一。
4.如权利要求3所述的装置，其中管道导管具有第二个开口端，形成至少一个到该导管的出口或入口。
5.如权利要求1所述的装置，其中该模块为液压动力装置的端头。
6.如权利要求1所述的装置，还包括通过机械加工形成并与该管道导管交叉的附加液体导管。
7.如权利要求1所述的装置，其中管道导管中具有至少一个弯曲。
8.一种液体集流管，包括浇铸模块；和在该模块内形成至少一条液体导管的装置；具有至少一段浇铸在该模块中的管道。
9.如权利要求8所述的装置，其中管道提供两阀之间的连接通路。
10.如权利要求8所述的装置，其中所述管道具有至少一个开口端，以提供至少一个从模块外部到该导管中的出口或入口。
11.如权利要求10所述的装置，其中管道具有第二个开口端，以形成至少一个到该导管的出口或入口。
12.如权利要求8所述的装置，其中该模块为液压动力装置的端头。
13.如权利要求8所述的装置，还包括通过机械加工形成并与该管道交叉的附加液体导管。
14.如权利要求8所述的装置，其中管道中具有至少一个弯曲。
15.一种制造液体集流管的方法，包括在铸模中设置至少一段管道；以及浇铸一种材料到管道周围的模块中，以使得通过模块中的管道形成液体导管。
16.如权利要求15所述的方法，还包括在设置管道到模块中之前将该段管道弯曲的步骤。
17.如权利要求15所述的方法，其中设置管道的步骤包括布置该管道使得该管道的端部突出到浇铸模块的外部。
18.如权利要求15所述的方法，还包括在浇铸步骤之后对模块进行机械加工以形成与该管道连接的附加的通路。
19.如权利要求18所述的方法，还包括安装至少一个阀和/或接头配件到模块上以使得与该导管实现液体流通。
20.如权利要求18所述的方法，其中安装步骤在浇铸步骤之后进行。
全文摘要
一种液体集流管，其中用于液压动力装置的端头通过设置至少一段管道在铸模中并在该导管周围浇铸材料以形成模块而制造，得到内部设有形成液体通路的管道的集流管模块。附加的导管和元件如阀和接头配件的安装点可以被机械加工到块内与导管液连接。
文档编号F15B15/18GK1636648SQ200410101729
公开日2005年7月13日 申请日期2004年12月22日 优先权日2003年12月22日
发明者唐纳德·E·布莱克曼, 道格拉斯·P·密勒 申请人:Spx公司