手动超驰控制组件的制作方法

本申请在2015年4月29日作为PCT国际专利申请提交并且要求在2014年5月1日提交的美国专利申请第61/987,188号的优先权，所述美国申请的公开内容通过引用整体结合于本申请中。

技术领域

本申请涉及一种可安装在液压动力系统中的手动超驰(override)控制组件。本申请还涉及手动超驰控制组件的阀芯和保持塞。

背景技术：

双阀芯阀组件在液压动力系统中用于控制通向诸如液压缸的工作构件的液压流体流动。双阀芯阀组件可包括第一阀芯和第二阀芯，其在阀组件的相应阀芯孔内移动，以将阀组件相应的第一和第二工作端口交替地布置成与泵系统压力或储槽压力的流体连通。在操作中，机动致动器(例如，螺线管装置、音圈装置、先导阀装置等)可协调第一阀芯和第二阀芯在它们对应的阀芯孔内的移动，以使得当第一工作端口与泵系统压力流体连通时，第二工作端口与储槽压力流体连通，而当第一工作端口与储槽压力流体连通时，第二工作端口与泵系统压力流体连通。第一工作端口和第二工作端口可分别与工作构件的第一端口和第二端口联接，使得来自液压动力系统的泵系统压力可用于驱动工作构件的移动。

US 2013/0048893公开了一种实例性双阀芯阀组件，其具有用于允许在机动致动器发生故障的情况下手动调节双阀芯的位置的手动超驰控制。这样，在机动致动器不工作的情况下可手动控制相应工作构件的移动。

已有的手动超驰控制会发生磨损并且设计会比较复杂(即，具有数量比较大的独立零件需要组装)，由此增加了制造和安装成本。提供一种比当前可获得的组件具有更少零件的阀芯组件和保持塞组件将是有益的。提供一种制造成本更低并且更容易组装的阀芯组件和保持塞组件也将是有益的。

技术实现要素：

本申请涉及一种液压动力源，其包括：阀体，所述阀体限定出第一阀芯孔和第二阀芯孔；配置在所述第一阀芯孔内的第一阀芯和配置在所述第二阀芯孔内的第二阀芯；致动器，所述致动器用于使所述阀芯交替地沿第一方向和与所述第一方向相反的第二方向移动，以使得当一个阀芯沿所述第一方向时，另一个阀芯沿所述第二方向移动；和用于超驰控制所述致动器的手动超驰控制组件。所述手动超驰控制组件包括：可围绕枢转轴相对于所述阀体枢转运动的杠杆臂；以及用于将所述杠杆臂与所述第一阀芯连接的第一连接杆和用于将所述杠杆臂与所述第二阀芯连接的第二连接杆。所述第一连接杆和所述第二连接杆各自都包括阀芯接合凸缘。所述第一连接杆和所述第二连接杆在所述枢转轴的相对两侧与所述杠杆臂连接，其中当所述杠杆臂沿顺时针方向围绕所述枢转轴枢转时，所述第一连接杆沿所述第一方向移动，而所述第二连接杆沿所述第二方向移动，并且当所述杠杆臂沿逆时针方向移动时，所述第一连接杆沿所述第二方向移动，而所述第二连接杆沿所述第一方向移动。所述第一阀芯和所述第二阀芯各自都包括用于分别接纳所述第一连接杆和所述第二连接杆的连接杆孔。所述第一阀芯和所述第二阀芯还包括限定出用于提供进入所述连接杆孔的孔入口的轴向端面，所述孔入口各自都包括第一区域和与所述第一区域横向地偏离的第二区域，所述第一区域的尺寸和形状允许所述连接杆的阀芯接合凸缘插过其中，所述第二区域的尺寸和形状防止所述阀芯接合凸缘穿过其中。通过将所述阀芯接合凸缘插过所述孔入口的第一区域并且然后使所述连接杆横向地滑动成与所述孔入口的第二区域对齐而使得所述阀芯接合凸缘被限定在所述阀芯孔内，所述第一连接杆和所述第二连接杆被装载到它们各自的连接杆孔内并且由此与它们相应的第一阀芯和第二阀芯联接。

本申请还涉及一种滑阀连接装置，其包括连接杆和阀芯，所述连接杆包括邻近所述连接杆的第一端的杆保持元件，所述阀芯包括肩部(land)和位于所述肩部之间的至少一个凹部。所述阀芯还限定出位于所述阀芯的一端附近的内部连接杆孔，其中所述阀芯在所述阀芯的端部包括轴向端面，所述轴向端面限定出孔入口，所述孔入口包括第一区域和与所述第一区域横向地偏离的第二区域。所述孔入口的第二区域与所述连接杆孔共同延伸(co-extensive)，而其第一区域至少部分地与所述连接杆孔横向地偏离。所述孔入口的第一区域的尺寸和形状允许所述连接杆的包括杆保持元件的第一端插过其中。所述孔入口的第二区域的尺寸和形状防止所述连接杆的包括所述保持元件的第一端从所述连接杆孔轴向地退出。所述连接杆通过将所述连接杆的包括所述杆保持元件的第一端插入穿过所述孔入口的第一区域并且然后使所述连接杆从所述连接杆开口的第一区域横向地移动到所述孔入口的第二区域中而与所述阀芯的端部联接。

本申请还涉及一种用于将连接杆与阀芯联接的方法。所述连接杆包括邻近所述连接杆的第一端的杆保持元件。所述阀芯包括多个肩部和位于所述多个肩部之间的至少一个凹部。所述阀芯还限定出位于所述阀芯的一端附近的内部连接杆孔。所述阀芯还在所述阀芯的端部包括轴向端面，所述轴向端面限定出包括第一区域和与所述第一区域横向地偏离的第二区域的孔入口，所述孔入口的第一区域的尺寸和形状允许所述连接杆的包括杆保持元件的第一端插过其中，所述孔入口的第二区域的尺寸和形状防止所述连接杆的包括所述保持元件的第一端从所述连接杆孔退出。所述阀芯安装在阀体的阀芯孔内。所述方法包括以下步骤：将所述连接杆的包括所述杆保持元件的第一端插入所述孔入口的第一区域；使所述连接杆从所述连接杆开口的第一区域横向地移动到所述孔入口的第二区域中；以及通过在所述连接杆的轴线从所述孔入口的第二区域通过的位置处相对于所述阀体安装所述连接杆，在所述阀芯安装在所述阀体的阀芯孔内的同时，保持所述连接杆与所述孔入口的第二区域对齐。

附图说明

图1示出根据本申请的一个实例的具有手动超驰控制组件的液压动力源的截面图。

图2A示出图1的液压动力源的处于中间位置的手动超驰控制组件。

图2B示出图1的液压动力源的处于第一超驰控制位置的手动超驰控制组件。

图2C示出图1的液压动力源的处于第二超驰控制位置的手动超驰控制组件。

图3A示出图1的手动超驰控制组件的截面图。

图3B示出图1的手动超驰控制组件的底部透视图。

图4A示出图1的手动超驰控制组件的阀芯的透视图。

图4B示出图4A的阀芯的侧视图。

图4C示出图4A的阀芯的透视图。

图4D示出图4A的阀芯的仰视图。

图4E示出图4A的阀芯的截面图。

图4F示出具有连接杆的图4A的阀芯的截面图。

图4G示出具有活塞组件的图4A的阀芯的截面图。

图4H示出图4A的阀芯的俯视图。

图5A示出图1的液压动力源的保持塞组件的截面图。

图5B示出图1的液压动力源的连接杆。

图5C是图1的液压动力源的保持塞组件和连接杆的分解图。

图6A示出图1的液压动力源的阀芯和连接杆的局部截面图。

图6B示出图1的液压动力源的连接杆的局部截面图。

图7示出图1的液压动力源的歧管的透视图。

具体实施方式

本申请涉及一种手动超驰控制组件。该手动超驰控制组件可安装在液压动力源或需要手动超驰控制性能的另一系统如具有电控阀系统的系统上。

图1示出根据本申请的具有手动超驰控制组件1的液压动力源100的一个实例。在通常操作期间，液压动力源100由机动致动器102(例如，先导阀、螺线管装置、音圈装置等)操作。液压动力源100包括限定出第一阀芯孔110和第二阀芯孔110’的阀体101。液压动力源100包括工作端口104、104’。流过工作端口104、104’的液压流体流量由配置在阀芯孔110、110’中的两个阀芯10(被示出为第一阀芯10和第二阀芯10’)控制。在一个实例中，机动致动器102将处于先导压力下的液压流体选择性地引导到腔室81、81’、84或84’，这引起阀芯10、10’的向上或向下移动。阀芯10、10’的移动提供在高压通路112、112’与工作端口104、104’之间以及工作端口104、104’与低压通路111、111’之间的交替流体连通。用语“上”、“向上”、“下”和“向下”在此用于表示当阀芯处于竖直位置时相对于阀芯纵向轴线A10(参见图4E)的方向，但液压动力源100和手动超驰控制组件1当然可以存在于三维空间中的任意方向位置。

高压通路112、112’与向高压通路112、112’提供系统压力的泵的高压侧连接。可使用常规负荷控制技术来控制由泵提供给高压通路112、112’的系统压力。低压通路111、111’与处于储槽压力下的储槽或储箱连接。

根据本申请，阀芯10、10’用作可处于中间位置(在图1中示出)、上部位置或下部位置的三位置滑阀。当阀芯10、10’未由致动器102或手动超驰控制组件1致动时，弹簧82、82’将阀芯10、10’偏压到中间位置。当阀芯(例如，阀芯10、10’)被致动到下部位置时，形成了从泵和高压通路112到工作端口104的流动路径。当阀芯(阀芯10、10’中的任一者)被致动到上部位置时，形成了经工作端口104和低压通路111通向储槽的流动路径。

在第一操作阶段，致动器102控制第一阀芯10随着第二阀芯10’同时向上移动而向下移动。根据一个实例，当第一阀芯10以操作距离向下移动到下部位置时，形成了高压通路112与工作端口104之间的流动路径(例如，由阀芯10的沟槽限定出的路径)，从而允许液压流体从高压通路112经工作端口104和管路140流入工作构件200(例如，液压缸)的第一腔室201内。第一腔室201中增大的压力和流体体积引起活塞203的移动，从而进一步引起液压流体从第二腔室202经管路140’流入第二工作端口104’内。第二阀芯10’向上部位置的向上移动形成第二工作端口104’与低压通路111’之间的流动路径(例如，由阀芯10’的沟槽限定)，从而允许液压流体从工作端口流入储槽内。在第二操作阶段，流动随着第二阀芯10’向下部位置移动并且第一阀芯10向上部位置移动而颠倒方向。

有时，可能希望使用手动超驰控制组件1手动操作液压动力源100。手动超驰控制组件1与阀芯10、10’机械地接合并且包括：两个保持塞组件20、连接杆30和杠杆组件40。在如图2A-2C所示的手动操作中，杠杆41可被手动上下枢转，以经由连接杆30、30’手动地调节阀芯10、10’的位置。图2A示出处于中间禁止位置(例如，处于水平位置)的杠杆41。通过安装托架44和销45而将杠杆41安装在液压动力源100的阀体101上。

销45形成用于杠杆41的枢转轴46，使得当杠杆41的近端411(例如，手柄部)如图2B所示被上推时，杠杆41围绕销45逆时针枢转，从而引起杠杆41的远端412向下移动。杠杆41的枢转运动引起第一连接杆30向上移动并与第一阀芯10接合，从而上推阀芯10并开启第一工作端口104与第一低压通路111之间的流动路径。远端412的向下移动下拉与远端412联接的第二连接杆30’。第二连接杆30’又接合并下拉与第二连接杆30’联接的第二阀芯10’，从而开启高压通路112’与第二工作端口104’之间的流动路径。

当杠杆41的近端411如图2C所示被下推时，杠杆41围绕枢转销45顺时针枢转，从而在销45的近侧下拉与杠杆41联接的第一连接杆30，并且在销45的远端上推第二连接杆30’。随着杠杆顺时针枢转，第一连接杆30接合并朝下部位置下拉第一阀芯10’且第二连接杆30’同时向上移动，从而接合并朝上部位置上推第二阀芯10’。保持塞组件20、20’安装在液压动力源100的阀体101上并且在操作期间保持在静止位置。

图3A示出根据本申请的一个实例的手动超驰控制组件1的截面图。连接杆30、30’的一端(分别)与阀芯10、10’接合，并且连接杆30、30’的另一端与杠杆41联接，从而将阀芯10、10’与杠杆41连接。连接杆30、30’延伸穿过保持塞21、21’并且轴向居中地处于其内。杠杆41具有两个开口42，所述开口具有通过颈部34、34’与连接杆30、30’的球端33、33’接合的窄截面43。图3B示出手动超驰控制组件1的底部透视图。

图4A-4H示出根据本申请的一个实例的阀芯10的不同视图。阀芯10包括第一端11和第二端15以及沿阀芯10的长度轴向地配置的多个凹部18(即，沟槽)。凹部18的间距配置成在阀芯10以最小操作距离MD10从其中间禁止位置移动时容许在高压通路112与工作端口104之间或在工作端口104与低压通路111之间的流动。凹部18被环19(也称为肩部)分隔，所述环的直径与阀芯孔110的内径紧密地配合。环19可包括沿环19的圆周周向布置的多个凹部191。当阀芯10处于禁止位置时，环19与阀芯孔110的内表面接合，从而防止在高压通路112、低压通路111和工作端口104之间的流动。应理解，阀芯10’具有相同构型。

现在参照图4C-4G，根据本申请的一个实例，阀芯10包括阀芯纵向轴线A10并且在阀芯10的第一端11包括具有孔轴线A12的连接杆孔12。连接杆孔12在阀芯10的轴向端面116包括端部开口120(即，孔入口)，其具有插入区域121和保持区域122，所述插入区域121用于将连接杆30插入连接杆孔12内的插入区域121，插入区域121具有插入轴线A121，连接杆30在组装位置延伸穿过该保持区域122，保持区域122具有保持轴线A122。保持轴线A122、阀芯轴线A10和孔轴线A12互相共轴地对齐，而插入轴线A121以距离W121与阀芯轴线A10横向地偏离。通过将阀芯接合凸缘31、31’轴向地插过孔入口120、120’的插入区域121、121’并且然后使连接杆30、30’横向地滑动成与孔入口120、120’的保持区域122、122’对齐以使得阀芯接合凸缘31、31’被限制在阀芯孔12、12’内并且连接杆30、30’延伸穿过保持区域122、122’以将第一连接杆30和第二连接杆30’装载到它们各自的连接杆孔12、12’内并且由此与它们对应的第一阀芯10和第二阀芯10’联接。

开口120的保持区域122具有包括部分地由唇部123限定的直径D122的截面尺寸。唇部123位于开口120的与插入区域121相对的一端并且具有宽度W123。当组装手动超驰控制组件1时，唇部123操作成将诸如连接杆30的凸缘31的保持元件保持在连接杆孔12内。连接杆孔12具有限定出深度H12的封闭端124。每个连接杆30、30’都包括诸如凸缘31、31’的保持元件，在连接杆30、30’向下移动并且同时与保持区域122对齐并穿过其中时，该保持元件在唇部123、123’处接合阀芯10、10’，或在连接杆30、30’向上移动时在封闭端124、124’接合阀芯10、10’。凸缘31具有截面尺寸D31(参见图5B)。在一个实例中，凸缘31呈环形并且截面尺寸D31为凸缘31的直径。阀芯10的连接杆孔12具有大于凸缘31的截面尺寸D31的直径D12(参见图4D)。

图4G示出在阀芯10的第二端15与致动器102的零件联接的阀芯10。在通常操作中，致动器102与用于控制阀芯10在阀芯孔110内的位置的控制器接合。使用位置传感器83来感测阀芯10的竖向位置。位置传感器83在位于阀芯10的第二端15的开口16的底部处的传感器腔17中就位。图4H为阀芯10的顶视图，示出了开口16和传感器腔17。在一个实例中，致动器102通过将处于先导压力下的液压流体流选择性地引导到第一腔室81或第二腔室84(在图1中示出)内而改变阀芯10的位置。弹簧82将阀芯10偏压到中间位置。应理解，阀芯10’的位置可由致动器102以相同方式控制。

图5A-5C示出根据本申请的一个实例的连接杆30和保持塞组件20。保持塞组件20包括保持塞21(即，弹簧壳体)，其具有用于将保持塞组件20安装在液压动力源100的阀体101上的螺纹22。保持塞组件20还包括密封件23、24和刮垢环25。当保持塞组件20和连接杆30被组装在一起时，刮垢环25位于连接杆30周围并且防止污垢和碎屑进入保持塞组件20和阀芯孔110而导致过度磨损。保持塞组件20包括将连接杆30的挡圈34(即，弹簧压缩凸缘)与配置在保持塞21内的弹簧组件29分离的止挡件28(例如，垫圈)。弹簧组件29经由挡圈35和止挡件28与连接杆30接合并且将连接杆30偏压到中间位置。诸如卡环的保持器将弹簧组件29和止挡件28保持在保持塞21中并且限定出与手动超驰控制组件1的中间位置对应的止挡位置。弹簧组件29可包括一个或多个弹簧(例如，如图所示的三个螺旋弹簧，其中每个弹簧都具有不同直径并且各个弹簧互相配合)。使用多个互相配合的弹簧实现了较短保持塞21的使用。

阀体101中的螺纹端口接纳保持塞21(参见图1)。螺纹端口与对应的阀芯孔和阀芯共轴地对齐。当以连接杆30支承在其中的状态安装在螺纹端口中时，保持塞组件20保持连接杆30的轴线A30与阀芯孔、连接杆孔12和阀芯10的端部开口120的保持部122的保持轴线A122共轴地对齐。因此，当组装超驰控制组件1时，保持塞组件20防止连接杆30相对于阀芯10从保持部122横向地移动到插入部122。这样，一旦超驰控制组件被组装，连接杆30就不会意外地与其对应的阀芯10分离。

在通常操作期间，当阀芯10、10’由致动器102致动并且杠杆41处于中间位置时，致动器102向阀芯10、10’分配有限/受控的运动范围。图6A为位于阀芯孔110内的阀芯10的下端和连接杆30的上端的放大视图。当该系统处于中间位置时，凸缘31轴向居中地位于连接杆孔12内。为了形成在高压通路112与工作端口104之间的流动路径，阀芯10向下移动距离b，使得环19(或凹部191)越过阀芯孔110的边缘113。类似地，为了形成在工作端口104与低压通路111之间的流动路径，阀芯10向上移动距离a。由致动器102赋予的阀芯10的运动范围为a+b。在一个例子中，a+b是致动器102所容许的阀芯10的最大轴向位移。连接杆孔12的深度H12限定出阀芯10可相对于连接杆30移动的最大轴向距离。深度H12配置成大于阀芯10的运动范围(a+b)，使得在通常操作中，当阀芯10由致动器移动时，凸缘31在唇部123或在封闭端124不与阀芯10接触。此构型避免了连接杆30、30’或杠杆41随着阀芯10、10’被致动器上下移动而移动。

在通常操作期间，连接杆30向下移动并且凸缘31与唇部123接合以向阀芯10赋予向下运动，而当连接杆30向上移动时，凸缘31与封闭端124接合以向阀芯10施加向上运动。如图6B所示，由杠杆41提供给连接杆30、30’的轴向移动的范围大于唇部123、123’与封闭端124、124’之间的距离H12。在一个实例中，连接杆30、30’的运动范围为H12+a+b。

根据一个实例，阀芯10具有一体式结构并且可由单块金属加工而成，从而节省制造成本并且简化组装。根据另一个实例，本申请的阀芯10和保持塞21的组合在防止杠杆41在液压动力源100处于通常操作中时移动的同时实现了更紧凑的设计。本设计还可提供泄漏更少的更耐久的系统。

具有手动超驰控制系统1的多个液压动力源100可如图7所示组装在歧管上，使得液压动力源100的高压通路112流体连通并通过单个高压源进行给送，并且低压通路111向单个流体出口(例如，储槽)给送。

本申请的各种改型和变化对本领域的技术人员来是显而易见的且不脱离此公开内容的范围和精神，并且应理解，此公开内容的范围并不仅局限于文中阐述的说明性实例。