CN101400998B - 用于包括弹簧加压-液压释放式制动器的液压管路的控制元件 - Google Patents

Abstract

一种用于液压管路的控制元件，其中所述控制元件可作为所述液压管路的阀和辅助压力源。

Description

用于包括弹簧加压-液压释放式制动器的液压管路的控制元件

技术领域

本发明涉及用于包括弹簧加压-液压释放式制动器的液压管路的控制元件，特别地，涉及用作所述液压管路的阀和辅助流体压力源的控制元件。 

背景技术

对具有弹簧加压—液压释放式制动器的制动系统，当液压系统发生故障或当原动机的引擎不运转而无法驱动泵时，制动器因损失液压而由弹簧施压。当发生这种压力损失时，直到制动器重新得以加压从而释放制动器，此类车辆才能被拖到合适的维修点。 

手动泵通常用于加压并释放制动器。这些已知的手动泵通常包括至少三个接口：压力接口、制动接口以及液罐接口。在这些已知的手动泵中，当手动打泵为制动器加压时，压力接口通常是堵塞的而液压流体从液罐中抽出以为制动器加压。一种已知的手动泵包括多个杆，即作为手动泵的活塞的第一杆以及作为阀芯以阻止流体从压力接口向制动接口流动的第二杆。另一个已知的手动泵包括与杆结合的阀。所述阀需要操作者旋转或调整阀以阻止流体从压力接口向制动接口的流动。这两种已知的手动泵都需要复杂的歧管结构以提供不同操作模式下多个接口之间的恰当的流体连通，且还需要培训操作者知道哪个杆该推或哪个阀该旋转。 

许多采用弹簧加压—液压释放式制动器的车辆还采用液压马达以驱动车辆。对于液压马达，当发动机不运转而无法驱动泵时，通常在液压管路中设置关断阀以阻塞液压流体经由液压马达的流动，以此阻止液压马达的旋转并从而阻止车辆。这些液压马达也可用于进行动态制动以停止车辆。动态制动也是通过阻止流体经由马达的流动从而使马达无法旋转的。释放阀或反平衡阀可设置于管路中以在动态制动时给液压流体泄流，这样液压马达便不会突然停止了。 

如上所述，当发生引擎不运行或液压系统故障时，液压流体经由马达的流动停止，并因此阻止或极大地抑制液压马达的旋转。当需要移动包括这些液压马达的车辆时，可把关断阀短接以使流体经由液压马达流动。如果马达未被恰当地短接，那么马达可作为泵向下游传送压力给其他元件，例如传送给液压管路中的弹簧加压—液压释放式制动器。通常地，针形阀位于液压管路中远离前述的用于给制动器加压的手动泵的地 方。要移动包括因损失压力而受阻止的弹簧加压—释压制动器和液压马达的车辆，人们就必需用手动泵给制动器加压，并到车辆上的另一处开启针形阀以将阻塞流体流经马达的关断阀短接。 

发明内容

本发明公开了一种用于液压管路中的控制元件。该控制元件可用作所述液压管路的阀和辅助流体压力源。 

附图说明

图1表示包括弹簧加压—液压释放式制动器和液压马达的液压管路的示意图。 

图2表示用于图1所示的液压管路中的控制元件的横截面图，其中液压管路的各个部分示意性地绘出。所示控制元件处于第一工作位置。 

图3表示图2中示出的控制元件处于第二工作位置时的横截面图。 

图4表示从图3中所示的横截面旋转90°后的横截面图，其中所示的控制元件处于第二工作位置且控制元件的内杆被延长以图示打泵动作。 

图5表示图2—4中所示的控制元件的透视图。 

图6表示包括弹簧加压—液压释放式制动器和液压马达的液压管路的另一实施例。 

图7表示包括弹簧加压—液压释放式制动器和液压马达的液压管路的另一实施例。 

图8表示用于图7所示的液压管路的控制元件的透视图。 

图9表示图8中所示的控制元件的横截面图，其中所示的控制元件处于第一工作位置。 

图10表示从图9所示的横截面旋转90°后的横截面图，其中所示的控制元件处于第一工作位置。 

图11表示与图9所示的横截面图相似的横截面图，其中所示的控制元件处于第二工作位置。

图12表示包括弹簧加压-液压释放式制动器和液压马达的液压管路的另一实施例。 

图13表示用于图12所示的液压管路的控制元件的透视图。 

图14表示图13所示的控制元件的横截面图，其中所示的控制元件处于第一工作位置。 

图15表示图13中所示的控制元件的横截面图，其与图14中所示横截面图相差90°，其中所示的控制元件处于第一工作位置。 

图16表示与图14相似的图13中所示的控制元件的横截面图；然而，其中所示的控制元件处于中间工作位置。 

图17表示与图15相似的图13中所示的控制元件的横截面图；然而，其中所示的控制元件处于第二工作位置。 

图18表示图13中所示的控制元件的沿着图16中的线18-18剖开的横截面图。 

图19表示图13中所示的控制元件的沿着图17中的线19-19剖开的横截面图。 

具体实施方式

参照图1，所示的液压管路分别包括第一和第二液压马达10和12，第一和第二弹簧加压-液压释放式制动器14和16，以及用于释放制动器14和16以及马达10和12的控制元件20，这样包括所述液压管路的原动机在没有动力时亦可移动。每个马达10和12都以已知的方式驱动一个轮子(未示出)。每个制动器14和16都以已知的方式阻止各自马达的输出轴的旋转，进而阻止各自的轮子旋转。如下所述，控制元件20的运用实现了两个制动器14和16的简单释放以及液压马达10和12的短接。通过对第一马达10或第二马达20施加液压或者通过手动作动，这种管路也可实现控制元件20的自动复位，以下将对其详细阐述。在这种管路中，制动器14和16可在两个轮子管路都没有压力时施加作用并在轮子管路26和/或28有压力时释放。此外，这种液压管路允许原动机的操作者在原动机保持运行时仍可卸下原动机。该液压管路描述为包括两个马达和两个液压制动 器，然而在并不脱离本发明的范围的情况下可设有更少或更多的马达和/或制动器。 

继续参照图1，第一可调流量可逆泵22输送压力以驱动第一马达10。类似地，第二可调流量可逆泵24输送压力给第二马达12。第一马达10和第一泵22可描述为运行于第一轮子管路26中，而第二马达12和第二泵24可描述为工作于第二轮子管路28中。在所述的实施例中，轮子管路26和28具有相同的配置。 

在第一轮子管路26中，第一梭阀32与第一马达10和第一泵22连通。第一梭阀32的位置，即设置于该梭阀中的止回球的位置取决于流体流经第一马达10的方向。类似地，第二梭阀34设置于第二轮子管路28中并以类似于第一梭阀32的方式与第二马达12和第二泵24连通。可称为旁路管道的一部分的第一通道36将第一梭阀32连接到第三梭阀38。类似地，也可看作旁路管道的一部分的第二通道42将第二梭阀34连接到第三梭阀38。第三梭阀38防止了第一轮子管路26和第二轮子管路28之间的直接连通，从而在第一马达10和第二马达12之间不会形成短接。梭阀38的工作位置是第一轮子管路26和第二轮子管路28之间的压差的函数，也可以是相关联的压力源22和24的工作压力的函数。可使用其他类型的与所述梭阀执行类似功能的阀取代所公开的梭阀。 

第一轮子管路26和第二轮子管路28各自都通过梭阀38和管道44与控制元件20连通。控制元件20包括工作于第一工作位置50a和第二工作位置50b之间的阀50。在第一工作位置，泵22和24根据在各自轮子管路中是哪个泵运行在较高压力下而通过阀50输送流体压力到各个制动器14和16。如果液压管路要经历压力损失，例如当原动机引擎无法运转以驱动泵22或24时或者当液压管路中的管道或元件之一损失压力时，位于制动器14和16中的弹簧将克服位于制动器加压腔中的任何液压流体。从而，一旦出现压力损失，流体将从制动器14和16经过包含阀50的控制元件20流过系统并流向液压马达10和12之一(取决于梭阀38的位置)，在液压马达处液压流体可从马达漏到周围环境中或漏到诸如液罐52的储存装置中。 

当阀50位于第一位置且管路中存在压力损失时，马达10和12将不但由于制动器14和16的致动而且由于管路的设计都将停止旋转。通过拖行 设置有所述管路的车辆，无论马达10或马达12的任何旋转将导致马达起到泵的作用。从而，当与马达连接的轮子旋转时，流体将因为马达输出轴的旋转而会流经马达。当有压力损失时，流体将会由于泵22和24的设计而防止在这些泵中流动。从而，流体将从第一马达10流向第一梭阀32，并且从第二马达12流向第二梭阀34。对于第一轮子管路26，止回阀60和62将阻止流体流向液罐52。同样，对于第二轮子管路28，止回阀64和66将阻止流体流向液罐52。从而，流体将从第一马达10经过第一梭阀32流向第三梭阀38并进而通过管道44流向控制元件20。类似地，流体将从第二马达12经过第二梭阀34流向第三梭阀38并进而通过管道44流向控制元件20。当阀50处于第一位置50a时，第一和第二轮子管路26、28与液罐52之间的连接是闭塞的。从而，阻止了流体流经此路径。一旦马达10和12旋转，流体也可经阀50流向制动器14和16；然而，此时弹簧被作动且因马达旋转所提供的液压流体的压力没有克服弹簧的压力，从而，流体经由马达10和12的流动受到抑制。 

当管路中出现压力损失时，控制元件50可从第一工作位置50a移动到第二工作位置50b。当在第二工作位置50b时，液压马达10和12与液罐52通过阀50流体连通。从而，流体可轻易地随着输出轴的旋转经两个马达10和12流到液罐52中。 

当在第二工作位置50b时，泵22和24通过阀50与制动器14和16隔离。诸如手动泵的辅助压力源70被设置用来给制动器14和16加压。泵70不与液罐52连通，而是通过过滤器72和止回阀74从上游主泵22和24处抽取流体。因阀在第二工作位置50b时回到阀50的管道阻塞，辅助泵70通过另一止回阀76向制动器14和16压送流体。 

参照图2，液压管路的控制元件20通常包括歧管壳体112和活动元件114，活动元件114也将称为泵杆子组件。控制元件20不仅仅局限于所公开的配置。 

控制元件20是在第一工作模式(如图2所示并等效于图1中的第一工作位置50a)和第二工作模式(如图3和图4所示并等效于图1中的第二工作位置50b)之间活动的。第一模式或位置允许诸如泵22和24的压力源和 弹簧加压—液压释放式制动器14和16之间存在流体连通。而在第一工作模式时，液压马达10和12与液罐52隔离。 

继续参照图2，歧管壳体112包括容纳泵杆子组件114的一部分的中央孔或腔132。在所述的实施例中，中央孔132基本上是圆柱形且关于歧管壳体112的纵轴134轴对称。在所述的实施例中，中央孔132不是全部延伸穿过歧管壳体112，而是结束于接近壳体的下部的地方(如图2所示)。 

歧管壳体112也包括多个与中央腔132连通的接口和通道。所述接口和通道将描述为具有某种配置。本发明并不仅局限于以下描述的和图中示出的配置。相反地，本发明由所附的权利要求书所限定。 

压力接口136与腔132的下部连通。压力接口接头138容纳于压力接口136中，以允许软管将泵22和24(图1)连接到压力接口136，这在后面会详述。第一制动接口142和第二制动接口144也与腔132连通。从图5中可更清楚地看到，第一和第二制动接口接头146和148嵌套于各自的制动接口中。制动接口接头使得液压软管或者下述的用于输送液压流体的其他设备将制动器14和16连接到控制元件20。将被称为下环形槽的环形槽152在歧管壳体112的外面加工而成或者以其它方式形成，以允许制动接口142、144与腔132之间的流体连通。 

继续参照图2，控制元件20也包括与孔132具有流体连通的第一马达接口160以及也与孔132具有流体连通的第二马达接口162。在所述的实施例中，第一马达接口160与第二马达接口162沿中轴线134隔开。将称为中间环形槽的第二环形槽164在歧管壳体112中加工而成，以获得第一马达接口160和内部孔132之间的流体连通。同样地，将称为上环形槽的第三环形槽166也在歧管壳体112的外部加工而成，以在第二马达接口162和内部孔132之间提供流体连通。上环形槽166沿着歧管壳体112的中轴线134与中间环形槽164隔开。如图5所明示，第一马达接口接头168允许液压软管或其它设备连接至第一马达接口160(图2)。类似地，第二马达接口接头172允许液压软管或类似流体输送设备连接到歧管壳体112，从而允许与第二马达接口162(图2)的流体连通。

本发明不局限于如图所示的接口和接头的确切位置。相反，接口和接头的位置可在别处。 

可称为阻挡元件的销180嵌套于歧管壳体112的横向(如径向)孔182中。横向孔182与上环形槽166相交。销180以下述的方式限制泵杆子组件114在歧管壳体112中的线性移动。也可以使用其它保持活动元件的装置。 

继续参照图2，泵杆子组件114包括也可称为活动阀元件或柱塞的外杆200以及容纳于所述外杆内部的可称为活动泵元件的内杆202。泵杆子组件114，更具体地说是柱塞200可在如图2所示的第一工作位置和如图3和4所示的第二工作位置之间活动。 

外杆200包括第一(即上)沉孔204和同轴的第二(即下)沉孔206，第二沉孔206与第一沉孔204相比具有较小的直径并进一步延伸进入外杆200之中。上沉孔204容纳轴衬208。袖衬208容纳内杆202并保护内杆免于磨损并同时保持内杆。卡环212将轴衬208容纳于上沉孔204中。下沉孔206容纳内杆202以限定出泵70(如图1所示意)的泵腔。内杆202和下沉孔206的尺寸在例如需要提供更大泵腔时可改变。 

外杆200也包括多个环形槽。每个槽都被配置用于接纳密封圈。密封圈沿轴线134彼此隔开。密封圈将形成于歧管壳体112中的环形槽即下环形槽152、中间环形槽164以及上环形槽166彼此隔开。在所述的实施例中，有四个密封圈：第一(上)密封圈220、第二(中上)密封圈222、第三(中下)密封圈224以及第四(下)密封圈226。每个密封圈都与歧管壳体112的内部孔132的内表面相接触。 

外杆200也包括在外杆内部加工而成的长环形切口232。当压力作用于压力接口136时，长切口232与销180一起限制外杆200的上移。销180也限制外杆200的下移。在所述的实施例中，与腔132的底部限制下移相反，销180限制外杆200的上移。在所述的实施例中，长切口232平行于轴线134的尺寸、即轴向尺寸约等于外杆200的下平面到歧管壳体112的中央孔132的底部的距离，虽然这样的配置并不是必需的。 

参照图1和图2，在所述实施例中为单向止回阀的第一阀74插入到外杆200的轴向通道242中。过滤器72也可置于邻近单向止回阀74处。通道 242与外杆200的下沉孔(即泵腔206)连通。参照图4，第二单向止回阀76置于外杆200中的径向通道248中。通道248与泵腔206连通。流经这些止回阀的液压流体的流动将在随后详述。 

如以上参照图2所解释的，内杆202嵌套于外杆200的第二孔206中。内杆202包括沿着中轴线134彼此隔开的环形槽。下环形槽容纳第一(下)密封圈250，上环形槽容纳第二(上)密封圈252。设置两个密封圈是为促进手动打泵时的真空的产生，以下将对其详细阐述。 

如弹簧254的偏置元件将内杆202偏置于外杆200的第二沉孔206之外。偏置元件与轴衬208及置于内杆202的与密封圈250和252相对的一端的手柄256相接触。波纹管258包围着位于手柄256和歧管壳体112之间的内杆200和弹簧254。如波纹管弹簧的替代偏置元件可将内杆202偏置于外杆200的第二沉孔206之外。波纹管弹簧的使用可取代弹簧254的作用，然而，波纹管弹簧也可结合弹簧一起使用。 

如上所解释，控制元件20工作于第一工作位置(图2)和第二工作位置(图3)之间。在第一工作位置，主压力源即泵22和24(图1)通过压力接口136以及制动接口142和144与制动器14和16(图1)连通。图2中可更清楚地看到，当在第一工作位置时，下密封圈226处于下环形槽152中。可选地，下密封圈226可与位于下环形槽152之上的外杆200及歧管壳体112相接触，以将液压流体与接口的残余流体隔离。同样在第一工作位置时，第一马达接口160与第二马达接口166由中上密封圈222隔离。此外，中下密封圈224进一步将第一马达接口160与制动接口142和144隔离。从而，压力从泵22和24经由马达10和12通过管道36和42(图1)向第三梭阀38(图1)传输。再参照图1，流体从第三梭阀38流经管道44并在接头270分流到压力制动管道272和压力马达管道274中。压力制动管道272连接压力接口接头138。压力马达管道274连接第一马达接口接头168。继续考虑第一工作位置，通过第一马达接口接头138进入控制元件20的流体无法流到第二马达接口162(图2)并因此无法从马达/液罐管道276流出，马达/液罐管道276连接液罐52和第二马达接口接头172。当在第一工作位置时，加压流体可从制动压力管道272通过控制元件20流出制动接口接头146和148。第一制动管道280连接第一制动接头146，第二制动管道282连接第 二制动接头148。第一和第二制动管道在接头284处连接到主制动管道286。另一制动管道288分叉连接第二制动器16，而主制动管道继续连接至第一制动器14。如果有必要的话，可仅设置一个制动接口给两个制动器14和16都提供压力，也可使用两个单独的制动管道。 

当压力不通过泵22或24作用于制动器14和16时，制动器中的弹簧作动。参照图3，当压力不作用于压力接口136时，泵杆子组件114可移动到图3中所示的第二工作位置。在此工作位置，制动接口142和144与压力接口136被位于下环形槽152下面的下密封圈226隔离。第一单向止回阀74允许流体随着内杆202的向上移动(根据图4中所示方向)由泵22和24向上游抽取到外杆200的第二孔206中。参照图4，内杆202的向下移动导致流体流经第二单向止回阀76进入到下环形槽152中，并进而流到制动接口142和144中。从而，当外杆200处于第二工作位置时通过抽动内杆202，压力可作用于制动器14和16从而释放弹簧。换言之，流体允许从泵70的上游(图1)流经第一止回阀72；然而，第一止回阀72阻止流体从辅助泵70向主泵22和24流动。同样，流体允许从辅助泵70通过第二止回阀76向制动器14和16流动。在所述的实施例中，当控制元件20处于第二位置时，流体可通过第一阀74进入泵腔206并通过第二阀76漏入下环形槽152中(图4)。 

当泵22和24没有施加压力时，若控制元件20处于第一工作位置(图2)，如所述配置的马达10和12不会转动。这是因为管道274(图1)与管道276是闭塞的且马达10和12不再与液罐52连通。从而，流体不能流过马达，马达不会运转。参照图3，当外杆200压到第二工作位置时，中上密封圈222向下移动和/或进入中环形槽164内，这样第一马达接口160可与第二马达接口168连通。于是，当在第二工作位置时，泵22和24被短接且马达10和12可与液罐52通过控制元件20连通从而马达可运转，其中泵22和24被配置为当其不运行时阻塞流体流动。如图4所示，上密封圈220位于第二马达接口166之上，这样第一马达接口160和第二马达166之间得以连通而流体不会从歧管壳体112的内部孔132中溢出。 

一旦压力接口36加压，控制元件20就会自动复位。压力接口36的加压导致外杆200向上移动，从而泵22和24可通过制动接口142和144与制动 器14和16连通。销180与形成于外杆200中的环形切口232的下部一起限制外杆的进一步移动，从而其不会随着泵22和24的加压而移出歧管壳体112。 

如图1所示，控制元件20可是允许压力软管连接的独立单元。然而，泵杆子组件114可落入现有的歧管(歧管中的一些接口和通道可能需要加工)中，这样泵杆子组件114成为一种插装阀(cartridge valve)。换言之，所述控制元件的壳体不限于图5中所示的壳体。而是，壳体可是现有的歧管或可有其它配置。 

所述控制元件允许原动机的操作者通过移动单个活动元件即手柄256对弹簧作动—压力释放制动器手动加压，其中手柄256可操作地连接着阀元件200和泵元件202。从而，与用于给制动器手动加压的已知手动泵相比，该控制元件可置于紧凑的壳体中。此外，这种单轴控制元件可从下游的泵中抽取流体以为制动器加压，这与从液罐中抽取相反，这样与已知的泵设备相比简化了结构。充足的流体位于泵与控制元件之间的管路中为制动器加压。另外，轴的下移也使得液压马达自由运转；因此，原动机的操作者不必转动另外的针形阀便可使液压马达自由运转。 

参照图5，铭牌290使用紧固件292贴在歧管壳体112上。铭牌可带有关于控制元件的来源的标记及其它信息。 

参照图6，公开了液压管路的一个替换实施例，其用于弹簧加压—液压释放式制动器和液压马达的释放。图6所示的液压管路的轮子管路的配置与图1中的液压管路的相同，因此可使用相同的附图标记。在图6所示的管路中，控制元件300用于释放制动器14和16以及短接对应于其各自的泵22和24的马达10和12。 

控制元件300包括具有第一工作位置302a和第二工作位置302b的双位置阀302。在第一工作位置，制动器14和16接收来自诸如泵22和24的主压力源的压力，其方式与参照图1所描述的管路基本相同。流体从马达10和12流经管道36和42至梭阀38中。工作于较大压力下的那个轮子管路将液压输送给连接制动压力接口304的管道44，接口304与阀302连通。因阀302处于第一工作位置302a，流体以与参照图1所描述的液压管路相似的 方式，流经压力接口304、阀302并进入各自的制动接口306和308，直至制动器14和16。 

当管路中的压力损失时，制动器14和16中的弹簧施压，从而抑制各自的马达10和12的输出轴的运转。当阀302处于第一工作位置302a且管路中流体压力损失时，流体流经马达10和12也被抑制。第一短接管道312连接到在泵22的第一侧的第一轮子管路26，第二短接管道314连接到在泵22的对侧的第一轮子管路26(上游还是下游取决于流体在马达22中的流动方向)。类似地，第三短接管道316连接到在泵24的第一侧的第二轮子管路28，第四短接管道318连接到在泵24的对侧的第二轮子管路28。当阀302处于第一工作位置302a时，第一短接管道312与第二短接管道314相隔断。类似地，当阀302处于第一工作位置302a时，第三短接管道316与第四短接管道318相隔断。因为短接管道彼此隔断，马达10和12彼此隔离，从而当发生压力损失时，马达的旋转受到抑制。 

当阀302处于第二工作位置302b时，第一短接管道312得以与第二短接管道314连通。类似地，当阀302处于第二工作位置302b时，第三接管路管道316得以与第四短接管道318连通。从而，流体可从马达10的出口流经第一短接管道312和阀302进入第二短接管道314和马达的入口。类似地，流体可流出第二马达12进入第三短接管道316并流经阀302进入第四短接管道318并流回马达12。从而，当在第二工作位置302b时，两个马达10和12都可在原动机被牵引时旋转。 

在图6所示的液压管路中，制动器14和16可用辅助压力源322加压，辅助压力源322可以是手动泵，其与图1所示的辅助压力源70工作方式类似。辅助压力源322经过过滤器324和止回阀326从下游的主压力源22和24抽取流体。辅助压力源322经过第二止回阀328向制动接口306和308压送流体，以给制动器14和16加压。 

控制元件300可采用与图1—5中所示的控制元件20相似的配置；然而，该控制元件不是像图5所示的那样仅有两个马达接口，而是可包括两个额外的马达接口以提供两个马达10和12的短路连接，而无需将流体回流到液罐52。马达接口接头可沿轴向彼此隔开，这与图2—5中所示的方 式相似。图2—5中所公开的杆组件以图6中所示意的方式将马达接口彼此隔离。 

参照图7，公开了液压管路的一个替换实施例，其用于弹簧加压—液压释放式制动器和液压马达的释放。图7中所公开的管路在为液压马达提供高压旁路时可能特别有用；然而，所述管路不限于此配置。图7中所示的液压管路的轮子管路配置与图1和图6中所示的液压管路的相同。从而，对所述轮子管路将采用相同的附图标记。在图7所示的管路中，控制元件350用于释放制动器14和16并短接对应于各个泵22和24的马达10和12。在此管路中，马达旁路即液压管路的短接管路方面是高压马达旁路，其中控制元件350直到预定压力到达控制元件的上游时才会复位。 

控制元件350包括具有第一工作位置352a和第二工作位置352b的双位置阀352。在第一工作位置时，制动器14和16接收来自诸如泵22和24的主压力源的压力。流体从马达10和12流经管道36和42进入梭阀38，梭阀38在图7所示的实施例中与阀352位于相同壳体(即歧管)中，控制元件350的其它元件也是如此。因为这种配置，控制元件350上设有第一马达往复接口354和第二马达往复接口356，它们各自都与梭阀38的相对的两侧连通。第一轮子管路26与梭阀38通过连至第一马达往复接口354的管道36连通。类似地，第二轮子管路28与梭阀38通过连至第一马达往复接口356的管道42连通。 

当阀352处于第一工作位置352a且泵22和24中至少有一个提供压力给各自的马达10和12时，流体流经第一止回阀366以及阀352进入各自制动接口358和360中，制动管路362和364以已知的方式连接至制动接口358和360。第一止回阀366工作于预定压强下，通常该止回阀在约2psi到约300psi之间时开通。诸如泵22和24的泵即使在该泵处于中立位置时仍可维持剩余液压。从而，当驱动泵22和24的原动机的引擎空转且泵不向马达输送流体而只有所述的残余压力时，第一止回阀366可阻断阀352与轮子管路26、28之间的连通。当阀352处于第二工作位置352b时，第一止回阀366仍可阻断与阀352的连通，从而当原动机被牵引且流体流经所述系统时，阀352不自动复位，这将导致该液压管路中某处产生压力尖峰。

当阀352处于第二工作位置352b时，梭阀38以及马达10和12与液罐52通过液罐接口368连通。从而，流体经过工作于第二工作位置352b的阀352从马达10和12流入梭阀38中并从液罐接口368出去流向液罐52。当处于第二工作位置352b时，两个马达10和12都可在原动机被牵引时运转。 

在图7所示的液压管路中，当控制元件处于第二工作位置352b时，制动器14和16使用辅助压力源370加压，辅助压力源370可是手动泵。在图7所示的液压管路中，辅助压力源370通过第二止回阀372、过滤器374和第三止回阀376从液罐52抽取流体。因为第一阀366开启时的预定压强高于泵370产生的真空压强，第一止回阀366不会响应于由泵370抽取的真空而开启。辅助压力源370通过第四止回阀378向制动接口360和362压送流体以给制动器14和16加压。第二止回阀372提供与液罐52的连通以只用于抽取。无法回流到液罐是通过第二液罐接口380实现的。在第一止回阀366让压力进入阀352时，平行于第一止回阀366的第五止回阀382将压力放出阀352。 

控制元件350可采用许多配置，其中很多与图1—5中所示的控制元件相似。参照图8—11，公开了控制元件352的实施例。然而，所述控制元件不仅限于图8—11中所示的实施例。而是，所述控制元件可采用功能上等效于图7所示的示意性控制元件的许多配置。控制元件350包括歧管壳体412和泵杆子组件114，泵杆子组件114与如图2—5所示的泵杆子组件相同，从而为简短起见，将不再详细阐述。歧管壳体412可采用许多配置，只详细公开了一种。 

歧管壳体412采用与如图2—5所示的歧管壳体112十分相似的配置，从而对其很多地方不再做详细阐述。 

参照图9，当控制元件处于第一工作位置时，管道42和36分别连接到马达往复接口354和356。参照图10，马达往复接口354和356各自与在歧管壳体412中形成的旁路414连通。球416置于旁路414中，这样球416与旁路414像梭阀38一样运行(图7中所示意)。也可采用插装或压入式梭阀。继续参照图10，加压流体从横向孔414输进轴向孔418中，轴向孔418与环形孔422连通，在控制元件处于第一工作位置时，环形孔422通过中上密封圈424和中下密封圈426与其他接口隔离。回顾参照图9，当控制元件处 于第一工作位置时，流体通过横向孔414(图10)经第一止回阀366进入歧管412的中央孔，由此压力通过制动接口360和358(图8示出了置于接口中的接头)传递给制动管道362和364接头。当控制元件350处于第一工作位置时，梭阀38阻断了马达10和12之间的直接连通，且往复马达接口354和356也由中密封圈424和426与液罐52隔开。 

参照图11，由于控制元件处于第二工作位置，中密封圈424置于环形孔422中，因此环形孔422此时可与液罐52连通，如图11所示。这使得马达10和12可与液罐52直接短接。同样，当控制元件处于第二工作位置，流体可从液罐52经止回阀372(图10)和另一止回阀376抽取至泵腔432中。当处于第二工作位置，第四止回阀378(图10)与连通至制动接口360和358的下环形孔434对准，由此流体通过第四止回阀378向制动器14和16压送(图7)。 

参照图12，公开了液压管路的一个替换实施例，其用于释放弹簧加压—液压释放式制动器并且短接液压马达。图12中所公开的管路在为液压马达提供高压旁路时可能特别有用；然而，所述管路不限于此配置。图12中所示的液压管路的轮子管路配置与图1、图6和图7中所示的液压管路的相同。从而，对所述轮子管路将采用相同的附图标记。在图12所示的管路中，控制元件450用于释放制动器14和16并短接对应于各个泵22和24的马达10和12。在此管路中，马达旁路即液压管路的短接管路方面是高压马达旁路，且控制元件450不自动复位。 

控制元件450包括具有第一工作位置452a、中间工作位置452b及第二工作位置452c的三位置阀452。在第一工作位置，制动器14和16接收来自诸如泵22和24的主压力源的压力。流体从马达10和12流经管道36和42进入梭阀38，梭阀38在图12所示的实施例中与阀452置于同一壳体(即歧管)中，控制元件450的其它元件也是如此。由于此配置，在控制元件450上设有第一马达往复接口454和第二马达往复接口456，其各自与梭阀38的相对的两侧连通。第一轮子管路26与梭阀38通过连接于第一马达往复接口454的管道36连通。类似地，第二轮子管路28通过连接于第一马达往复接口456的管道42与梭阀38连通。

由于阀452处于第一工作位置452a，流体从梭阀38通过阀452流入各自制动接口458和460中，制动管道462和464以已知的方式连接至制动接口458和460。制动管道462和464可连接至与制动器14和16连通的共用制动管道466。 

当阀452处于中间工作位置452b时，梭阀38以及马达10和12与液罐通过高流量液罐接口468连通。从而，流体经过处于中间工作位置452b的阀452从马达10和12进入梭阀38并从液罐接口468流出进入液罐52。当在中间工作位置452b时，轮子管路26和28中的压力通过液罐接口释放到液罐52中。同样当处于中间工作位置452b时，制动器14和16也与液罐52连通，从而制动器中的弹簧起作用以阻止各自马达的输出轴的旋转。更具体地，制动接口458和460与通道472连通，通道472与液罐接口474连通，液罐接口474与液罐52连通。由于此管路设计，包括此管路的原动机的操作者可通过将控制元件移动到中间工作位置452b而卸下原动机，将控制元件移动到中间工作位置452b的操作可释放制动器14和16中的压力，也可释放轮子管路26和28中的压力，这样原动机因为制动器被作动而不会运转。 

在图12所示的液压管路中，当控制元件450处于第二工作位置452c时，制动器14和16可使用辅助压力源476进行加压，辅助压力源476可是手动泵。在图12所示的液压管路中，辅助压力源476经过滤器478和第一止回阀480从液罐52抽取流体。辅助压力源476通过第二止回阀482向制动接口458和460压送流体，以给制动器14和16加压。 

控制元件450可采用多种配置。参照图13-19，公开了控制元件450的一个实施例。然而，该控制元件不限于仅是图13-19中所示的实施例。而是，该控制元件可采用许多与图12所示意的控制元件功能上等效的配置。控制元件450包括歧管壳体512和与参照图2-5所述的泵杆子组件相似的泵杆子组件514。 

继续参照图14，泵杆子组件514包括可称为活动阀元件或柱塞的外杆520和嵌套于外杆之中的可称为活动泵元件的内杆522。泵杆子组件514，更具体地说是杆520可在三个工作位置之间活动，随后将对其详细阐述。 

外杆520包括第一(即上)沉孔524和同轴的第二(即下)沉孔526，第二沉孔526相比于第一沉孔524具有较小的直径且进一步延伸进入外杆520中。与以上所述的泵杆子组件相似，上沉孔524容纳轴衬528且卡环532将轴衬限制于上沉孔524之内。下沉孔526容纳内杆522以限定出泵476的泵腔(如图12所示意)。在例如需要提供较大泵腔时，可改变内杆522和下沉孔526的尺寸。 

外杆520也包括多个环形槽。每个槽都设置为容纳密封圈。密封圈沿着泵杆子组件514和歧管壳体512的纵轴彼此隔开。密封圈有选择地隔开形成于歧管壳体512中的环形槽，以下将对其详细阐述。在图13—17所示的实施例中，有三个密封圈：第一(上)密封圈540、第二(中)密封圈542以及第三(下)密封圈544。 

外杆520也包括在外杆内加工而成的长环形切口552。与上面所述实施例中泵杆子组件114和销180相互作用的方式相似，长切口552与销554(图15和图17)相配合限制外杆520的运动。销554限制外杆520的上移(见图15)和下移(见图17)。外杆520还包括也可以限制外杆520的运动的肩部556，以下将对其详细阐述。 

参照图12和图14，在所述的实施例中为单向止回阀的第一阀480插入外杆520的轴向通道562中。过滤器478可置于邻近单向止回阀480的地方。通道562与外杆520的下沉孔、即泵腔526连通。参照图14，第二单向止回阀482置于外杆520中的径向通道558中。通道558也与泵腔526连通。液压流体经由这些止回阀的流动类似于经由泵杆子组件114中的止回阀，以上对其做过阐述。 

如上所述，内杆522嵌套于外杆520的第二孔526中。内杆522包括沿中心轴线彼此隔开的环形槽。下环形槽容纳第一(下)密封圈580，上环形槽容纳第二(上)密封圈582。设置两个密封圈是为了促使在手动打泵期间产生真空。 

诸如弹簧584的偏置元件将内杆522偏置于外杆520的第二沉孔526之外。偏置元件与轴衬528及位于内杆522的与密封圈580和582相对的一端的手柄586相接触。波纹管588包围着位于手柄586和歧管壳体512之间的 内杆520和弹簧584。诸如波纹管弹簧的可替换偏置元件可将内杆522偏置于外杆520的第二沉孔526之外。波纹管弹簧的使用可取代弹簧584的使用，然而，波纹管弹簧也可与弹簧结合使用。 

歧管壳体512可采用许多配置，这里只详细公开了一种。参照图14和图15，所示控制元件处于第一工作位置。管道42和36(图12)分别连接到马达往复接口454和456(图13示出了位于接口中的接头)。当处于第一工作位置时，马达往复接口454和456各自与形成于歧管壳体512中的通道614连通。球616设置于通道614中，这样球616与通道像梭阀38一样工作(如图12所示意)。也可使用插装式或压入式梭阀。参照图14，加压流体从横向孔614输进与中上环形孔622连通的轴向孔618中，当控制元件处于第一工作位置时，环形孔622分别由中密封圈542和下密封圈544与液罐接口468(见图13和图15，图13中的液罐接口中设置有接头)和474(图14的液罐接口474中设置有接头)隔离。当控制元件处于第一工作位置时，流体从横向孔614(图14)流入歧管512的环形孔622和中央孔628中，从而压力可通过制动接口458和460传递到制动管道462和464(图13的制动接口中设置有接头)，制动接口458和460与中下环形孔624连通。当控制元件450处于第一工作位置时，梭阀38阻断了马达10和12之间的直接连通，且往复马达接口454和456通过中密封圈542和下密封圈544与液罐52隔离。 

参照图16，由于控制元件处于中间工作位置，中密封圈542置于中上环形孔622中，从而环形孔622此时可与液罐52(见图12)通过中央孔626和上环形孔630连通，孔630与高流量液罐接口468(仍见图15)连通。这使得从马达10和12到液罐52可以直接短接。此流体连通路径可通过具有不同尺度(length lands)的孔板流量计(orifice)来计量，所述流量计限制了在中间工作位置时流体从马达到液罐的自由流动。而且，当控制元件处于中间工作位置时，下密封圈544置于下环形孔640中，以使得中下环形孔624和下液罐接口474通过中央孔626流体连通。从而，制动器14和16与液罐52连通，这使得制动器将压力释放到液罐中，而制动器因失去流体压力而投入工作。

柱塞520或活动阀元件也可移动到如图17所示的第二工作位置。压下辅助手柄650以将所述柱塞移动到第二工作位置。如图18和图19中所明示，手柄650固定于设有第一区段654、第二区段656和第三区段658的杆652上，各区段具有互不相同的直径。第一区段654的直径小于第二区段656的直径。第二区段656的直径小于第三区段658的直径。 

杆652嵌套于具有第一区段660、第二区段662、第三区段664和第四区段666的横向孔中。第一区段660具有的第一直径大于第二区段662的直径。横向孔的第二区段662的直径约等于杆652的第一区段654的直径，而仍允许杆在横向孔的第二区段662中移动。横向孔的第三区段664的直径大于第二区段662的直径且约等于杆的第二区段656的直径。横向孔的第四区段666的直径大于该横向孔的第三区段664的直径且略等于杆的第三区段658的直径，而允许杆在孔的第四区段中移动。 

偏置元件弹簧670嵌套于横向孔的第一区段660之中，并将手柄650偏置于歧管壳体512之外。当原动机的操作者压下泵杆子组件514的手柄586时，外杆520的肩部56(图14)接触杆652的第二区段656，以阻止外杆、即阀元件从第一位置直接移动到第二位置(同样参照图16)。要将控制元件450移动进第二位置，操作者向歧管壳体512压下辅助手柄650，如图19所示。 

向歧管壳体512移动手柄650会把杆652的第二区段656移出阀元件520的肩部556(图14和图17)，从而阀元件可进一步压入到歧管壳体512的中央孔626中。参照图17，当阀元件处于第三位置，马达10和12与液罐52短接(见图12)，且制动器14和16与辅助泵476连通(见图12)。 

继续参照图17，当控制元件450处于第二工作位置时，下密封圈544置于下环形槽650之下以将制动接口458和460与下液罐接口474隔离。中密封圈542也将制动接口458和460与上液罐接口468隔离。从而，泵元件522可以与上述实施例中相似的方式工作、即通过打泵以给制动器加压。 

同样当控制元件450处于第二工作位置时，中密封圈542置于中上环形孔622之下，中上环形孔622与马达接口454和456(见图16)通过轴向 通道618连通。中上孔622也与上环形孔630连通，以使得马达10和12与高流量液罐接口468连通。 

控制元件450使得操作者可以通过按一下手柄586而使制动器工作。此种设备实用之处在于其允许操作者通过简单地推动一个手柄就可以脱离开将控制元件450和附属液压管路合为一体的原动机，手柄将制动器和液压马达的压力释放。停止杆652可限制固定于手柄586的阀元件的移动，这样控制元件不会无意中移动到第二工作位置。内部梭阀38使得控制元件450与多个主压力源和多个液压马达存在液压连接。泵杆子组件514类似于泵杆子组件114，也可置于现有的歧管中并作为插装阀工作。这样的歧管可能需要在内部加工一些附加通道以用于插装阀。 

上面所公开的不同变化和其他特征及功能或其替代实施例可按需要进行组合以应用于许多其他不同系统或场合。本领域的技术人员可以随后做出各种现在不可预见或未曾料到的替代、修正、变化或改进，这些都在权利要求书所包括的范围内。即使以上公开了本发明的实施例，然而本发明也不限于仅是所公开的实施例。例如，以上所述的控制元件可采用不同于图1、图6、图7及图12中所公开的但在功能上等效的配置。本发明由所附的权利要求书及其等同原则所限定。

Claims (24)

1.一种在设有弹簧加压-液压释放式制动器和液压马达的液压管

路中所使用的控制元件，其特征在于，该控制元件包括：

歧管壳体；

活动阀元件，其置于所述壳体内且可在多个工作位置之间活动，从而可以有选择地控制所述制动器和主制动压力源之间的流体连通，并且可以有选择地控制所述液压马达和主马达压力源之间的流体连通；

活动泵元件，其置于所述壳体内，该泵元件是可活动的以便在所述主制动压力源不给所述制动器加压时改变辅助流体压力源的容积，所述阀元件是活动的以提供所述辅助流体压力源和制动器之间的选择性连通；以及

手柄，其可操作地连接于所述阀元件和泵元件，从而该手柄的移动导致该阀元件和泵元件有选择地移动，

其中，所述阀元件包括用于接纳所述泵元件的孔，且所述孔限定出用于所述辅助流体压力源的泵腔。

2.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，所述手柄连接于所述泵元件，从而该泵元件可相对于所述阀元件有选择地移动。

3.根据权利要求1所述的控制元件，进一步包括与所述壳体和阀元件结合以限制该阀元件相对于该壳体的移动的阻挡件。

4.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，所述阀元件可在第一工作位置和第二工作位置之间活动，在所述第一工作位置时，该阀元件被设置为允许所述主制动压力源和制动器之间的流体连通，而在所述第二工作位置时，该阀元件被设置为阻止从上游的所述制动器通过该控制元件向主制动压力源的流体连通，而允许从上游的所述主制动压力源通过该控制元件向位于第二方向的制动器的流体连通。

5.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，所述阀元件可在第一工作位置和第二工作位置之间活动，在所述第一工作位置处，所述阀元件被设置为阻止上游的所述液压马达和下游的所述液压马达之间通过所述控制元件的流体连通。

6.根据权利要求5所述的控制元件，其特征在于，当所述阀元件处于所述第二工作位置时，该阀元件被设置为允许上游的所述液压马达和下游的所述液压马达之间通过该控制元件的流体连通。

7.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，其中所述活动阀元件可在第一工作位置和第二工作位置之间活动，且该控制元件被配置为当压力由所述主制动压力源和所述主马达压力源中的至少一个施加于该控制元件时自动从所述第二工作位置复位到所述第一工作位置。

8.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，所述控制元件与包括泵的液压管路相结合，所述泵与所述制动器和所述液压马达连通，且所述泵用作所述的主制动压力源和主马达压力源。

9.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，所述壳体包括与所述液压马达连通的第一通道以及与另一液压马达连通的第二通道，所述阀元件可在第一工作位置和第二工作位置之间活动，当处于所述第一工作位置时，所述阀元件阻止所述第一通道和第二通道之间的流体连通，且当处于所述第二工作位置时，所述阀元件允许所述第一通道和第二通道之间的流体连通。

10.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，其中所述壳体包括与所述制动器连通的第一通道以及与所述主制动压力源连通的第二通道，所述阀元件可在第一工作位置和第二工作位置之间活动，其中当处于所述第一工作位置时，所述阀元件设置为允许所述主制动压力源和制动器之间的流体连通。

11.根据权利要求10所述的控制元件，其特征在于，当处于所述第二工作位置时，所述阀元件设置为允许所述主制动压力源和位于第一方向的制动器之间的流体连通，而阻止所述主制动压力源和位于第二方向的制动器之间的流体连通。

12.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，所述阀元件可在第一位置和第二位置之间活动，当处于所述第一位置并响应于所述液压马达上游的压力损失时，流体通过所述液压马达的流动受到阻止，从而所述液压马达的输出轴的旋转受到阻止，当处于所述第一位置并响应于所述制动器上游的压力损失时，所述制动器受弹簧作用，当处于所述第二位置，所述制动器与所述辅助流体压力源连通以用于有选择地提供压力给所述制动器，且当处于所述第二位置并响应于施加于所述控制元件上游的压力时，所述阀元件自动复位至所述第一位置。

13.根据权利要求12所述的控制元件，其特征在于，当所述阀元件处于第二位置时，所述液压马达与储存装置或周围环境通过所述控制元件连通，从而所述液压马达的输出轴当受外力作用时可以旋转。

14.根据权利要求12所述的控制元件，其特征在于，当所述阀元件处于第二位置时，所述液压马达的入口与所述液压马达的出口通过所述控制元件连通，从而所述液压马达的输出轴当受外力作用时可以旋转。

15.根据权利要求12所述的控制元件，其特征在于，当所述阀元件处于第二位置时，流体旁通过所述主马达压力源。

16.根据权利要求12所述的控制元件，其特征在于，当所述阀元件处于所述第一位置时，所述主制动压力源向所述液压马达也向所述制动器传输压力，其中所述主制动压力源和所述主马达压力源都是泵。

17.根据权利要求1所述的控制元件，其特征在于，所述阀元件可在第一位置和第二位置之间活动，当处于所述第一位置时，所述制动器接收来自于所述主制动压力源的压力，且当处于所述第二位置时，所述制动器接收来自所述辅助流体压力源的压力且所述液压马达与所述主马达压力源短接。

18.根据权利要求17所述的控制元件，其特征在于，当处于所述第二位置时，所述液压马达与未加压的储存装置通过所述控制元件连通。

19.根据权利要求17所述的控制元件，其特征在于，当处于所述第二位置时，所述液压马达的入口与所述液压马达的出口通过所述控制元件连通。

20.根据权利要求17所述的控制元件，其特征在于，所述阀元件可移动到中间工作位置，在此位置，所述阀元件被设置为允许所述弹簧加压-液压释放式制动器和未加压的流体储存装置或周围环境之间的流体连通。

21.根据权利要求20所述的控制元件，进一步包括置于所述壳体内的活动阻挡元件，该活动阻挡元件可在第一位置和第二位置之间活动，当处于所述第一位置时，该活动阻挡元件阻止所述活动阻挡元件移动到所述第二位置。

22.根据权利要求20所述的控制元件，其特征在于，当所述阀元件处于所述中间位置时，所述阀元件设置为允许所述液压马达和未加压的储存装置或周围环境之间的流体连通。

23.根据权利要求22所述的控制元件，其特征在于，当阀元件处于所述中间位置时，所述阀元件设置为允许在所述液压马达和未加压的储存装置或周围环境之间的计量流体连通。

24.根据权利要求20所述的控制元件，其特征在于，当所述阀元件处于所述第二位置时，所述阀元件设置为允许在所述液压马达和未加压的储存装置或周围环境之间的流体连通。

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