液压致动销系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种具有致动销、离合器鼓、弹簧和液压系统的液压致动销系统。离合器鼓包括具有升高段和降低段的带齿的圆环。弹簧朝向带齿的圆环推动销。当销延伸入到降低段中时，该销防止离合器鼓旋转。液压系统可以压缩弹簧并缩回销以允许离合器鼓旋转。销的近端可以包括头部，并且液压力可以移动所述头部以压缩弹簧。当销被完全伸入到降低段中时，销的端部不会接触降低段的底部。液压系统可以包括允许从泵源流动到销的单向阀和允许液压力从销受控制的释放的压力释放孔。
【专利说明】液压致动销系统
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及发动机化机械领域，并且更具体地涉及一种用于在机器启动过程中控制离合器鼓的旋转的系统和方法。
【背景技术】
[0002]当将器具联接到机器同时器具由机器的输出轴提供动力时，理想的是在启动过程中使机器的输出轴自由旋转大约60度以联接到器具但不允许输出轴从初始位置旋转超过180度。在特定条件下可能难以使机器的输出轴在这些参数内操作。这些参数对于不同机器和/或器具来说可能会变化。
[0003]向输出轴提供动力的机器发动机难以在上述参数内操作的一个示例性状况是冷启动过程(例如，-30°C或以下)。在一些系统中，由流体泵供给动力的制动器被用于防止输出轴在启动过程中旋转大于180度。流体泵沿着通道从蓄存器吸入流体以启动制动器。在冷启动状态下，流体可能非常粘并且流体泵可能需要花费几秒时间来建立制动压力，以沿着所述通道吸入高粘性流体并激活制动系统。因此，可能需要花费几秒时间来充满致动器并向给自从启动之后一直在运行的输出轴施加任何制动。
[0004]解决该问题的一种尝试是使三个销绕离合器中心线的轴线等距间隔开。然而，如果流体压力突然下降，则输出轴可能会破坏这些销。这种解决方案的另一个缺点在于活塞和制动器锥形界面可能是易磨损和产生不期望的热量的钢-钢作用面。一种替换性设计是使用具有代替销的滚珠的钢质活塞和制动锥体。在该可选方案中，滚珠可能破裂并产生扁平部分，并且由于滚珠和斜面设计而产生循环失效。这些尝试性解决方案对“自由”旋转和制动问题的共同缺点是:(I)不管是滚珠或销，在压力突然丧失的情况下两者都会失效；
(2)钢-钢相互作用的设计会迅速磨损；(3)施加到输出轴的制动压力的量仅是用于推回活塞的Bellville弹簧的量，并且高惯性器具可能会花费几分钟向下旋转，并且如果钢-钢界面失效则会产生卡住销的风险；以及⑷用于联接器具的“自由旋转”实际上不是自由的；存在来自离合器Bellville弹簧的作用在止推轴承上的持续的压力。
[0005]理想的是具有一种系统，其能够限制发动机输出轴的旋转以使器具能够联接到输出轴同时防止输出轴的完全旋转。此外还理想的是这种系统能够在包括极寒状况的所有状况下都能起作用，并且这种系统能够在诸如液压力损失的失效模式过程中能够很好地停机。
【发明内容】
[0006]本发明公开了一种液压致动销系统，其包括致动销、离合器鼓、弹簧和液压输入装置。致动销具有近端和远端。离合器鼓在离合器鼓的表面上具有沿圆周方向延伸的带齿的圆环，且带齿的圆环具有升高段和降低段，升高段在降低段上方远离离合器鼓的表面延伸。弹簧朝向离合器鼓的带齿的圆环推致动销，并且当致动销伸入到带齿的圆环的降低段中时，致动销通过防止带齿的圆环的升高段在致动销下方旋转来防止离合器鼓旋转。液压输入装置供应液压力以压缩弹簧并从离合器鼓缩回致动销并使致动销回到带齿的圆环的升高段上方，以允许离合器鼓在不与致动销干涉的情况下旋转。
[0007]离合器鼓的带齿的圆环可以包括被多个降低段间隔开的多个升高段；多个降低段中的每一个都可以具有大致相同的圆周长度，并且多个升高段中的每一个都可以具有大致相同的圆周长度。带齿的圆环可以具有三个升高段和三个降低段。
[0008]致动销的近端可以包括头部，并且液压力可以移动致动销的头部以压缩弹簧并从离合器鼓缩回致动销。弹簧可以联接到致动销的头部。致动销的远端可以包括远端面，并且当致动销完全伸入到离合器鼓的带齿的圆环的降低段中时，致动销的远端面不会接触离合器鼓的带齿的圆环的降低段的底部。
[0009]本发明还公开了一种液压致动销系统，其包括致动销、离合器鼓、弹簧和控制所施加的液压力以压缩弹簧的液压系统。离合器鼓具有在离合器鼓的表面上沿圆周方向延伸的带齿的圆环，带齿的圆环具有升高段和降低段，升高段在降低段的上方远离离合器鼓的表面延伸。弹簧朝向离合器鼓的带齿的圆环推致动销，并且当致动销伸入到带齿的圆环的降低段中时，致动销通过防止带齿的圆环的升高段在致动销下方旋转来防止离合器鼓旋转。液压系统控制液压力，从而使弹簧压缩并从离合器鼓取回致动销并使所述致动销到达带齿的圆环的升高段的上方，以允许离合器鼓在不与致动销干涉的情况下旋转。
[0010]液压系统可以包括用于控制液压力的供应的泵源和设置在泵源与致动销之间的单向流动阀。单向流动阀允许从泵源流动到致动销并阻止从致动销流动到泵源。液压系统还可以包括与单向流动阀并联的压力释放孔。压力释放孔允许液压力从致动销的受控制释放。液压系统还可以包括液压联接到致动销的蓄存器。单向流动阀允许从泵源流动到致动销和蓄存器，而压力释放孔允许液压力从致动销和蓄存器的受控制释放。
[0011]本发明还公开了一种液压致动销系统，其包括致动销、离合器鼓、弹簧和液压系统。离合器鼓具有在离合器鼓的表面上沿圆周方向延伸的带齿的圆环，带齿的圆环具有多个升高段和多个降低段，多个升高段中的每一个在多个降低段的上方远离离合器鼓的表面延伸。弹簧朝向离合器鼓的带齿的圆环推致动销，并且当致动销伸入到带齿的圆环的多个降低段中的特定的降低段中时，致动销通过防止带齿的圆环的多个升高段的相邻的升高段在致动销下方旋转来防止离合器鼓旋转。液压系统控制被施加以压缩弹簧的液压力，液压力使弹簧压缩并从离合器鼓缩回致动销并使所述致动销到达带齿的圆环的多个升高段上方以允许离合器鼓在不与致动销干涉的情况下旋转。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1示出了联接到机器发动机的前端的示例性液压致动销系统；
[0013]图2示出了包括离合器鼓的示例性液压致动销系统的特写图；
[0014]图3示出了包括致动销和其进入离合器鼓的下部区域中的延伸部的示例性液压致动销系统的一部分的横截面；
[0015]图4示出了与液压致动销系统一起使用的离合器鼓的示例性实施例；以及
[0016]图5示出了用于示例性液压致动销系统的示例性液压回路的示意图。
【具体实施方式】[0017]为了促进对本发明的新颖性原理的理解，以下对这里所述和附图中所示的实施例进行描述，并且具体的语言也将用于描述所述实施例。然而，应当理解的是其并不意图因此限制本发明的保护范围，本发明所属【技术领域】的技术人员可以预期，所描述的装置和方法中的这种改变和进一步修改以及本发明原理的进一步应用都是通常可以理解的。
[0018]图1示出了具有液压致动销系统102的机器发动机的前端100的示例性实施例，而图2示出了液压致动销系统102的示例性实施例的更近的特写图。示例性系统102包括致动销202、弹簧204、塞206和离合器鼓210。图4单独示出了示例性的离合器鼓210。示例性的离合器鼓210包括带齿的圆环212，该圆环212具有沿圆周方向延伸的三个降低段214并且所述三个降低段214被三个升高段216间隔开。降低段214可以基本上与离合器鼓210的表面平齐，而升高段216在离合器鼓210的表面上方延伸；或者降低段214可以在离合器鼓210的表面下方，而升高段216与离合器鼓210的表面基本上平齐；或者降低段214和升高段216都位于离合器鼓210的上方和/或下方，且降低段214与升高段216相比相对较低。在图2和图4的示例性离合器鼓210中，降低段214和升高段216在离合器鼓210的表面上方，且降低段214与升高段216相比相对较低。在图4的实施例中，降低段214和升高段216具有基本相等的周围长度，所述周围长度在致动销102延伸进入其中一个降低段214内时允许离合器鼓旋转大约60°，并且如果致动销102落在其中一个升高段216上并且随之在延伸进入相邻的降低段214之前旋转该升高段的长度，则可旋转直到120°。离合器鼓210可以包括更多的或更少的升高段和降低段214、216，这取决于当致动销202接合/伸出时期望的旋转距离。
[0019]图3示出了致动销系统102以及系统液压管线320的横截面。致动销202包括位于致动销202的远端处的远端面302和在近端处的近端头部304。致动销202被设置成朝向离合器鼓210的带齿的圆环212伸出和从所述圆环212退回。
[0020]使用液压管线320由液压系统控制致动销202。当没有液压力时，弹簧204被压缩并朝向离合器鼓210推致动销202，而当致动销202伸入到其中一个降低段214中时，致动销202防止离合器鼓210移动超过致动销202所伸入的降低段214的端部。该系统可以被构造，以使得当致动销202伸入到其中一个降低段214中时，致动销202的远端面302不接触降低段214中的离合器鼓210。在操作过程中，通过液压管线320引入的液压力进入退回区域224并推动致动销202的近端头部304以压缩弹簧204并使致动销202远离离合器鼓210，使致动销202从降低段214中移动出来并移动到升高段216上方，使得离合器鼓210可以自由旋转。
[0021]图5示出了致动销系统和液压回路500的示例性实施例的示意图。液压回路500包括将液压力提供给制动系统504和致动销系统506的泵源502。液压系统500还可以包括系统压力调节阀508、和蓄存器516。致动销系统506包括具有单向流动阀512和压力释放孔514的销阀体510。当液压系统500不提供压力时，弹簧204将致动销202推入离合器鼓210的其中一个降低段214中，该降低段214仅允许离合器鼓210的受限制的旋转。当液压系统被启动时，源502泵送流体通过单向阀512、通过液压管线320并进入到致动销202的近端头部304下方的退回区域224中。如果液压系统500还包括蓄存器516，则启动的液压系统500的源502还泵送流体通过单向阀512、通过液压管线320并送入蓄存器516中。随着退回区域224中的液压力增加，致动销202的近端头部304压缩弹簧204并将致动销202从离合器鼓210中缩回到升高段216的上方，以允许离合器鼓210自由旋转。来自源502的系统压力激励致动销202，使之从离合器鼓210的表面退回以允许离合器鼓210自由旋转。图5还示出如果在致动销202的头部304周围存在液压流体渗漏则被返回到蓄贮槽的泄露路径520。
[0022]如果系统压力由于某种原因而损失，则致动销202保持从离合器鼓210退回并朝向在压力释放孔514的控制下朝向离合器鼓210缓慢地返回。如果液压力停止，则退回区域224和蓄存器516 (如果包括的话)中的液压流体将通过液压管线320返回并通过压力释放孔514绕过单向阀512。这能够使弹簧204不受压缩并将致动销202推入到离合器鼓210的其中一个降低区域214中。压力释放孔514和蓄存器516的尺寸可以被设定，以控制致动销202重新插入到离合器鼓210中的速度。
[0023]致动销202可以被设计，使得当致动销202完全伸出时远端面306不会接触离合器鼓210的降低段214的底部，从而在由降低段214设定的界限内的离合器鼓210能够自
由旋转。
[0024]根据当致动销202伸出时所期望的离合器鼓210的运动，可以设置多于三个或少于三个的降低段和升高段。另外，或替换地，降低段和升高段的圆周长度可以被构造，以控制当致动销202伸出时离合器鼓210的移动。
[0025]虽然在上文已经公开了并入本发明的原理的示例性实施例，但是本发明不局限于所公开的实施例。代替地，该申请旨在涵盖本发明的使用本发明的原理的任意改变、用途或改进。进一步地，本申请旨在涵盖在本发明的所属【技术领域】的已知或惯例内的不同于本公开的这种改变。
【权利要求】
1.一种液压致动销系统，包括: 具有近端和远端的致动销； 离合器鼓，所述离合器鼓具有在离合器鼓的表面上沿圆周方向延伸的带齿的圆环，所述带齿的圆环具有升高段和降低段，升高段在降低段上方远离离合器鼓的表面延伸； 弹簧，所述弹簧将致动销推向离合器鼓的带齿的圆环，其中当致动销伸入到带齿的圆环的降低段中时，致动销通过防止带齿的圆环的升高段在致动销下方旋转来防止离合器鼓旋转；以及 液压输入装置，所述液压输入装置提供液压力以压缩所述弹簧并从离合器鼓中缩回致动销并使致动销到达带齿的圆环的升高段的上方，以允许离合器鼓在不与致动销干涉的情况下旋转。
2.根据权利要求1所述的液压致动销系统，其中离合器鼓的带齿的圆环包括由多个降低段隔开的多个升高段。
3.根据权利要求2所述的液压致动销系统，其中带齿的圆环的所述多个降低段中的每一个都具有大致相同的圆周长度。
4.根据权利要求3所述的液压致动销系统，其中带齿的圆环的所述多个升高段中的每一个都具有大致相同的圆周长度。
5.根据权利要求4所述的液压致动销系统，其中带齿的圆环具有三个升高段和三个降低段。
6.根据权利要求1所述的液压致动销系统，其中致动销的近端包括头部，并且液压力移动致动销的头部以压缩弹簧并从离合器鼓中缩回致动销。
7.根据权利要求6所述的液压致动销系统，其中所述弹簧被联接到致动销的头部。
8.根据权利要求6所述的液压致动销系统，其中致动销的远端包括远端面，并且当致动销完全伸入到离合器鼓的带齿的圆环的降低段中时，致动销的远端面不与离合器鼓的带齿的圆环的降低段的底部接触。
9.根据权利要求1所述的液压致动销系统，其中致动销的远端包括远端面，并且当致动销完全伸入到离合器鼓的带齿的圆环的降低段中时，致动销的远端面不与离合器鼓的带齿的圆环的降低段的底部接触。
10.一种液压致动销系统,包括: 具有近端和远端的致动销； 离合器鼓，所述离合器鼓具有在离合器鼓的表面上沿圆周方向延伸的带齿的圆环，所述带齿的圆环具有升高段和降低段，升高段在降低段上方远离离合器鼓的表面延伸； 弹簧，所述弹簧将致动销推向离合器鼓的带齿的圆环，其中当致动销伸入到带齿的圆环的降低段中时，致动销通过防止带齿的圆环的升高段在致动销下方旋转来防止离合器鼓旋转；以及 液压系统，该液压系统控制所施加的液压力以压缩所述弹簧，所述液压力使弹簧压缩并从离合 器鼓中缩回致动销并使致动销到达带齿的圆环的升高段的上方，以允许离合器鼓在与致动销不干涉的情况下旋转。
11.根据权利要求10所述的液压致动销系统，其中液压系统包括: 用于控制液压力的供应的泵源；和设置在泵源与致动销之间的单向流动阀，该单向流动阀允许从泵源到致动销的流动并阻止从致动销到泵源的流动。
12.根据权利要求11所述的液压致动销系统，其中液压系统还包括与单向流动阀并联的压力释放孔，压力释放孔允许液压力从致动销的受控制的释放。
13.根据权利要求12所述的液压致动销系统，其中液压系统还包括液压地联接到致动销的蓄存器，所述单向流动阀允许从泵源到致动销和蓄存器的流动，而压力释放孔允许液压力从致动销和蓄存器的受控制的释放。
14.根据权利要求12所述的液压致动销系统，其中致动销的近端包括近端头部，并且供应给致动销的液压力推动致动销的近端头部以压缩弹簧并从离合器鼓中缩回致动销。
15.根据权利要求14所述的液压致动销系统，其中致动销的远端包括远端面，并且当致动销完全伸入到离合器鼓的带齿的圆环的降低段中时，致动销的远端面不与离合器鼓的带齿的圆环的降低段的底部接触。
16.—种液压致动销系统,包括: 具有近端和远端的致动销； 离合器鼓，所述离合器鼓具有在离合器鼓的表面上沿圆周方向延伸的带齿的圆环，所述带齿的圆环具有多个升高段和多个降低段，所述多个升高段中的每一个都在所述多个降低段上方远离离合器鼓的表面延伸； 弹簧，所述弹簧将致动销推向离合器鼓的带齿的圆环，其中当致动销伸入到带齿的圆环的所述多个降低段中的特定的降低段中时，致动销通过防止带齿的圆环的所述多个升高段中的相邻的升高段在致动销下方旋转来防止离合器鼓旋转；以及 液压系统，该液压系统控制所施加的液压力以压缩弹簧，液压力使弹簧压缩并从离合器鼓中缩回致动销并使致动销到达带齿的圆环的所述多个升高段的上方，以允许离合器鼓在不与致动销干涉的情况下旋转。
17.根据权利要求16所述的液压致动销系统，其中液压系统包括: 用于控制液压力的供应的泵源；和 设置在泵源与致动销之间的单向流动阀，该单向流动阀允许从泵源到致动销的流动并阻止从致动销到泵源的流动。
18.根据权利要求17所述的液压致动销系统，其中液压系统还包括与单向流动阀并联的压力释放孔，压力释放孔允许液压力从致动销的受控制的释放。
19.根据权利要求18所述的液压致动销系统，其中致动销的近端包括近端头部，并且供应给致动销的液压力推动致动销的近端头部以压缩弹簧并从离合器鼓中缩回致动销。
20.根据权利要求19所述的液压致动销系统，其中致动销的远端包括远端面，并且当致动销完全伸入到离合器鼓的带齿的圆环的多个降低段中的特定的降低段中时，致动销的远端面不与离合器鼓的带齿的圆环的 特定的降低段的底部接触。
【文档编号】F16D25/04GK103883639SQ201310698001
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】杰弗里·A·巴驰, 杜安·F·迈耶 申请人:迪尔公司