中位液压缸和工程车辆的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种中位液压缸和工程车辆，该液压缸包括活塞杆(1)、缸筒(2)、第一活塞(3)和第二活塞(4)，第一、第二活塞能够在缸筒的活塞腔内轴向滑动并将该活塞腔沿轴向依次分隔为无杆腔、中间回油腔和有杆腔，缸筒上分别设有相应的无杆腔油口(W)、中间腔油口(Z)和有杆腔油口(Y)，活塞杆包括位于两端的第一端部(11)和第二端部(12)，第一端部位于中间回油腔内且外周壁上设有限位卡环(5)，第二端部穿过可轴向滑动的第二活塞向外伸出，中间回油腔的内壁上安装有固定挡圈(6)，固定挡圈套设在活塞杆上并分别将限位卡环和第二活塞挡设于两侧。此中位液压缸的结构简单，方便实现工程车辆的转向中位的锁定和控制。
【专利说明】
中位液压缸和工程车辆
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种液压缸，具体地，涉及一种用于转向锁定的新型中位液压缸。
【背景技术】
[0002]在大吨位工程车辆(例如大吨位或超大吨位的汽车起重机或全地面起重机等)中，必须具备多种转向行驶模式等工况的功能，但如何安全地保证转向中位的定位的锁定、转向系统的关联互锁和控制是确保功能实现的必备条件。在车辆转向和对中系统的设计中，通常采用液压助力的方式以方便快捷地进行转向或对中，使车辆拐弯或直行，也就是借助转向中位液压缸来实现转向或对中。
[0003]现有技术中的对中液压缸均存在结构复杂，尤其是自动中位结构复杂，而且反应不够灵敏，控制复杂且难以实现瞬间锁定等诸多不足。例如在专利CN201784677U中，所提供的转向助力油缸至少包括了三个缸筒、三个活塞、四个油口以及活塞定位部等等，使得缸体内部结构复杂，其控制回路也势必趋于复杂，液压控制元件较多，提高了控制复杂程度，降低了反应敏捷性。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种中位液压缸，以及具有此中位液压缸的工程车辆，该中位液压缸能够快速精确定位锁定，结构简单，方便实现工程车辆的转向中位的定位锁定和控制。
[0005]为实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种中位液压缸，该中位液压缸包括活塞杆、缸筒、第一活塞和第二活塞，所述第一活塞和第二活塞能够在所述缸筒的活塞腔内轴向滑动并将该活塞腔沿轴向依次分隔为无杆腔、中间回油腔和有杆腔，所述缸筒上分别设有相应的无杆腔油口、中间腔油口和有杆腔油口，所述活塞杆包括位于两端的第一端部和第二端部，所述第一端部位于所述中间回油腔内且外周壁上设有限位卡环，所述第二端部穿过可轴向滑动地套设在所述活塞杆上的所述第二活塞向外伸出，所述中间回油腔的内壁上安装有固定挡圈，该固定挡圈套设在所述活塞杆上并固定于所述缸筒的内壁上，以分别将所述限位卡环和所述第二活塞挡设于两侧。优选地，所述固定挡圈的内径大于所述限位卡环的外径，所述限位卡环固定卡箍于所述活塞杆的外周壁上。
[0006]优选地，所述中间腔油口设置在所述固定挡圈与所述第一活塞之间。
[0007]优选地，所述固定挡圈和所述中间腔油口设置在所述缸筒的同一轴向位置上。
[0008]优选地，所述第一活塞的侧向形成有容纳所述第一端部的内凹腔。
[0009]优选地，所述内凹腔的轴向深度不大于所述第一端部的端面与所述限位卡环之间的轴向长度。
[0010]优选地，所述活塞杆的所述第二端部为螺纹端。
[0011]优选地，所述缸筒的一端设有导向套，另一端设有缸底，所述活塞杆的所述第二端部穿过所述导向套向外伸出，所述缸底的外端面形成有向外伸出的螺纹安装杆。
[0012]优选地，所述缸筒的外周部安装有集油座，该集油座中设有进油口和回油口，所述进油口分别与所述无杆腔油口和有杆腔油口油路连接，所述回油口回油口连接所述中间腔油口。
[0013]根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种工程车辆，包括车桥、车轮以及根据本实用新型上述的中位液压缸，该中位液压缸安装在所述车桥上，并且所述活塞杆与所述车轮相连。
[0014]根据上述技术方案，在本实用新型的中位液压缸中，由于两个自由滑动的活塞将活塞腔分隔为无杆腔、中间回油腔和有杆腔，活塞杆的第一端部(即位于缸内的内端)位于中间回油腔内且外周壁上设有限位卡环，并且中间回油腔的内壁上安装有固定挡圈，以分别将限位卡环和第二活塞挡设于两侧，从而在无杆腔和有杆腔同时通入压力油的情况下，中间回油腔的液压油回油，两个活塞能够分别在压力油作用下抵靠在固定挡圈的两侧；由于活塞推动活塞杆移动，限位卡环卡靠在固定挡圈的一侧，从而活塞杆也被快速精确定位锁定。在撤除压力油的通入时，则两个活塞和活塞杆处于自由移动状态。本实用新型的中位液压缸的结构简单，方便实现工程车辆的转向中位的锁定和控制。
[0015]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0017]图1为根据本实用新型的一种优选实施方式的中位液压缸的结构示意图，其中的中位液压缸处于中位；
[0018]图2为图1所示的中位液压缸的俯视图；
[0019]图3与图1类似，不同的是，其中的活塞杆处于自由运动状态；
[0020]图4为根据本实用新型的另一种优选实施方式的中位液压缸的结构示意图。
[0021]附图标记说明
[0022]I 活塞杆 2 缸筒
[0023]3 第一活塞 4 第二活塞
[0024]5 限位卡环 6 固定挡圈
[0025]7 导向套 8 缸底
[0026]9 螺纹安装杆10集油座
[0027]11 第一端部 12第二端部
[0028]P 进油口T 回油口
[0029]W 无杆腔油口 Y 有杆腔油口
[0030]Z 中间腔油口
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0032]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的，或者是相关结构设备在正常使用状态下的各部件相互位置关系描述用词；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。
[0033]如图1至图4所示，本实用新型提供了一种中位液压缸，该中位液压缸包括活塞杆1、缸筒2、第一活塞3和第二活塞4，第一活塞3和第二活塞4能够在缸筒2的活塞腔内轴向滑动并将该活塞腔沿轴向依次分隔为无杆腔、中间回油腔和有杆腔，缸筒2上分别设有相应的无杆腔油口 W、中间腔油口 Z和有杆腔油口 Y，活塞杆I包括位于两端的第一端部11 (即图中位于活塞腔内的内端)和第二端部12(即图中伸出于活塞腔外的外端)，第一端部11位于中间回油腔内且外周壁上设有限位卡环5，第二端部12穿过可轴向滑动地套设在活塞杆I上的第二活塞4向外伸出，中间回油腔的内壁上安装有固定挡圈6，该固定挡圈6套设在活塞杆I上并固定于缸筒2的内壁上，以分别将限位卡环5和第二活塞4挡设于两侦U。即用于控制第一活塞3及第二活塞4的运行位置，第一活塞3可在挡圈6左侧及缸底8之间运动；第二活塞4可在挡圈6右侧及导向套7之间运动。
[0034]本实用新型旨在提供一种结构与控制简单、能够快速精确定位锁定的新型中位液压缸。该中位液压缸的结构简单，仅包括两个活塞、活塞杆1、限位卡环5和固定挡圈6等若干关键部件。而且控制也较为简单，如图1所示，在分别通过无杆腔油口 W和有杆腔油口Y相应地向左侧的无杆腔和右侧的有杆腔同时通入压力油的情况下，中间回油腔的液压油通过中间腔油口 Z回油，两个活塞能够分别在压力油作用下朝向中间相互靠近并最终抵靠在固定挡圈6的两侧；由于活塞4推动活塞杆I移动，由于第一活塞3、第二活塞4限位卡环5、挡圈6的共同作用，从而活塞杆I也被快速精确定位锁定。而在无杆腔油口 W和有杆腔油口 Y撤除通入压力油时，如图3所示，则两个活塞和活塞杆I均处于自由移动状态。可见，此中位液压缸的控制方式极为简单，仅通过无杆腔油口 W和有杆腔油口 Y的同时供油或回油来控制活塞杆I的中位锁定或自由滑动。在通入压力油时，活塞能够迅速推动活塞杆I滑移并快速锁定至固定挡圈6处,实现快速精确的定位锁定。
[0035]在此中位液压缸中，主要通过安装固定挡圈6和限位卡环5来实现活塞杆的中位定位与锁定。固定挡圈6优选地固定安装在中位液压缸的中间位置。固定挡圈6的内径应大于限位卡环5的外径，使得活塞杆I在中位时，限位卡环5能被限位卡靠在固定挡圈6的无杆腔一侧，难以继续朝向有杆腔一侧移动。本实施方式中，固定挡圈6的内径大于活塞杆I的外径，活塞杆I穿过其中自由滑移。固定挡圈6的外边缘部分固定连接于缸筒2的内壁的环槽中，例如焊接或其它嵌装方式。限位卡环5则优选为固定卡箍于活塞杆I的外周壁的环槽上。其中，由于有杆腔与无杆腔之间的横截面积之差，在通入同样压力的压力油的情况下，第一活塞3的两侧存在压力差，压力差将推动限位卡环5挤压固定挡圈6，因此限位卡环5，尤其是固定挡圈6的安装结构应具有足够结构强度和抗冲击性能。
[0036]如上所述，在无杆腔和右侧同时通入压力油的情况下，最终第一活塞3抵靠在活塞杆I的第一端部11的端面上，限位卡环5抵靠在固定挡圈6的左侧。因此中间腔油口 Z优选地设置在固定挡圈6与第一活塞3之间，尤其是在中位锁定状态下，能够连通固定挡圈6与第一活塞3之间的中间回油腔。在本实施方式中，固定挡圈6和中间腔油口 Z优选地设置在缸筒2的同一轴向位置上，如图3所示。这样，即使中位锁定状态下，中间回油腔的轴向宽度极小，其中的液压油也能够通过中间腔油口 Z完全回油。此时的中间腔油口 Z的开口可形成在固定挡圈6与缸体内壁之间的安装间隙中,还可以形成在固定挡圈6的侧向。
[0037]如图3所示，更优选地，第一活塞3的侧向形成有容纳活塞杆I的第一端部11的内凹腔，使得第一活塞3对活塞杆I的推动平稳、可靠。其中，内凹腔的轴向深度应不大于第一端部11的端面与限位卡环5之间的轴向长度，以使得第一活塞3能够施压推动活塞杆I。如图1所示，其中的内凹腔的轴向深度优选为等于第一端部11的端面与限位卡环5之间的轴向长度。这样，在图1所示的中位锁定位置，第一端部11可完全容纳在内凹腔中，同时第一活塞3和限位卡环5可共同抵靠在固定挡圈6的左侧，第二活塞4则在压力油作用下抵靠在固定挡圈6的右侧。此时，两个活塞之间再无相互移动的活动空间，即中间回油腔几乎不存在轴向宽度，两个活塞和活塞杆在油压作用下构成紧凑的几乎一体结构，达成可靠的位置锁定。
[0038]此外，活塞杆I的第二端部12优选为螺纹端。缸筒2的一端设有导向套7，另一端设有缸底8,活塞杆I的第二端部12穿过导向套7向外伸出，缸底8的外端面形成有向外伸出的螺纹安装杆9。这样，方便与中位液压缸相连的外接组件与相应的螺纹端或螺纹安装杆9之间的螺纹旋进旋出调节，从而实现活塞杆I的精确定位位置。例如，在中位液压缸的中位锁定位置，活塞杆I伸出长度固定不变，中位液压缸的两端分别螺纹连接车桥和车轮，此时可通过调节螺接位置，使得车轮调整为处于准确的直线行走位置。其中，导向套7可通过螺钉等安装在缸筒2的端部筒腔中。并且，导向套7与缸筒2内壁之间、第一活塞3和第二活塞4分别与缸筒内壁之间以及第二活塞4与活塞杆I的外周壁之间均可适当地布置密封件，以防止油液泄露，或阻止外界物体进入活塞腔内。
[0039]另外，在缸筒2上设置三个油口时，若管路不易产生干涉的情况下，可如图4所示，在缸筒2的左、中、右位置分别独立地设置所述无杆腔油口 W、中间腔油口 Z和有杆腔油口Y。在本实施方式中，如图2和图3所示，缸筒2的外周部上可优选地安装有集油座10，该集油座10中设有进油口 P和回油口 T，进油口 P分别与无杆腔油口 W和有杆腔油口 Y油路连接，回油口回油口 T连接中间腔油口 Z。使得油口布置更集中，方便油管布置。而且通过统一的进油口 P同步对无杆腔油口 W和有杆腔油口 Y通入压力油，使得第一活塞3、第二活塞4同步快速地移动至中位,动作反应敏捷。
[0040]在上述的中位液压缸的基础上，本实用新型还提供了一种工程车辆，例如大吨位的汽车起重机等，可包括车桥和车轮，上述的中位液压缸的一端可安装在车桥上，而中位液压缸的活塞杆I则与车轮相连。这样，在车辆需要直线行走，确保行走时不产生任何转向时，中位液压缸的进油口 P通入压力油，活塞杆I快速锁定在中位，带动车轮锁定并保持在直线行走位置。
[0041]作为一种实施方式，车桥两侧的车轮的转向可通过液压形式的转向助力缸进行转向调节。车轮的转向节臂连接有连杆，连杆的中部通过铰接轴铰接在车桥上。转向助力缸的伸出端可直接铰接到连杆的一端以推动该侧车轮转向，另一侧车轮同样如此。此时，上述中位液压缸安装在车桥上，中位液压缸的活塞杆I可直接铰接到相应的连杆的另一端。这样，连杆的两端分别连接转向助力缸和中位液压缸并由二者推动围绕中点枢转。当通入压力油时，中位液压缸处于图1所示的中位锁定位置，相应的转向助力缸也就无法动作，车轮保持在直线行走位置，实现车辆的对中锁定。当撤除压力油时，中位液压缸的处于图3所示的自由状态，活塞杆I能够配合转向助力缸自由移动，即配合车辆的转向操作。
[0042]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型和改进，这些简单变型和改进均属于本实用新型的保护范围。
[0043]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0044]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种中位液压缸，其特征在于，该中位液压缸包括活塞杆(I)、缸筒(2)、第一活塞(3)和第二活塞(4)，所述第一活塞(3)和第二活塞(4)能够在所述缸筒(2)的活塞腔内轴向滑动并将该活塞腔沿轴向依次分隔为无杆腔、中间回油腔和有杆腔，所述缸筒(2)上分别设有相应的无杆腔油口(W)、中间腔油口(Z)和有杆腔油口(Y)，所述活塞杆(I)包括位于两端的第一端部(11)和第二端部(12)，所述第一端部(11)位于所述中间回油腔内且外周壁上设有限位卡环(5)，所述第二端部(12)穿过可轴向滑动地套设在所述活塞杆(I)上的所述第二活塞(4)向外伸出，所述中间回油腔的内壁上安装有固定挡圈(6)，该固定挡圈(6)套设在所述活塞杆(I)上并固定于所述缸筒(2)的内壁上，以分别将所述限位卡环(5)和所述第二活塞(4)挡设于两侧。
2.根据权利要求1所述的中位液压缸，其特征在于，所述固定挡圈(6)的内径大于所述限位卡环(5)的外径，所述限位卡环(5)固定卡箍于所述活塞杆(I)的外周壁上。
3.根据权利要求1所述的中位液压缸，其特征在于，所述中间腔油口(Z)设置在所述固定挡圈(6)与所述第一活塞(3)之间。
4.根据权利要求1所述的中位液压缸，其特征在于，所述固定挡圈(6)和所述中间腔油口(Z)设置在所述缸筒(2)的同一轴向位置上。
5.根据权利要求3或4所述的中位液压缸，其特征在于，所述第一活塞(3)的侧向形成有容纳所述第一端部(11)的内凹腔。
6.根据权利要求5所述的中位液压缸，其特征在于，所述内凹腔的轴向深度不大于所述第一端部(11)的端面与所述限位卡环(5)之间的轴向长度。
7.根据权利要求1所述的中位液压缸，其特征在于，所述活塞杆(I)的所述第二端部(12)为螺纹端。
8.根据权利要求7所述的中位液压缸，其特征在于，所述缸筒(2)的一端设有导向套(7)，另一端设有缸底(8)，所述活塞杆(I)的所述第二端部(12)穿过所述导向套(7)向外伸出，所述缸底(8)的外端面形成有向外伸出的螺纹安装杆(9)。
9.根据权利要求1所述的中位液压缸，其特征在于，所述缸筒(2)的外周部安装有集油座(10)，该集油座(10)中设有进油口⑵和回油口(T)，所述进油口⑵分别与所述无杆腔油口(W)和有杆腔油口(Y)油路连接，所述回油口回油口(T)连接所述中间腔油口(Z)。
10.一种工程车辆，包括车桥和车轮，其特征在于，所述工程车辆还包括根据权利要求1-9中任意一项所述的中位液压缸，该中位液压缸安装在所述车桥上，并且所述活塞杆(I)与所述车轮相连。
【文档编号】B66C23/36GK204110137SQ201420528076
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】谢志勇, 左美燕 申请人:湖南特力液压有限公司, 中联重科股份有限公司