CN106461143B - 具有液压位置信号的回转接头 - Google Patents

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Abstract

一种回转接头，包括：枢轴(2)，设置有纵向轴线(X)；底座(3)，其同心于枢轴(2)并且销(2)密封地在其中旋转。枢轴(2)包括：入口导管(21)，其可以放置成在入口中与加压流体源连通；信号导管(22)，其可以放置成在入口中与入口导管(21)连通；排出导管(23)，其可以放置成在入口中与信号导管(22)连通并且可以放置成在出口中与低压环境连通；连接装置(4)，构成为呈现：第一配置，在其中其关闭入口导管(21)并且放置信号导管(22)与排出导管(23)连通，以及第二配置，在其中其放置入口导管(21)与信号导管(22)连通并且关闭排出导管(23)。连接装置(4)构造成随着枢轴(2)关于底座(3)在从初始位置开始的预定角度上的旋转，而在第一和第二配置之间移位。

Description

具有液压位置信号的回转接头
技术领域
本发明涉及回转接头，尤其涉及用于配备有转台的作业车辆的回转接头。
背景技术
配备有转台的作业车辆包括设置有轮子或轨道的车架，在车架上安装马达和一个或多个泵，用于对操作流体(通常是矿物油)增压，以便于与车辆配备在一起的各种液压装置(例如旋转式致动器和活塞)的激活。
这种车辆通常设置有回转接头，其使得操作流体能够从位于车辆转台上的一个或多个泵传送到位于下框架或车厢上的一个或多个致动器。众所周知，转台可以绕垂直轴关于下框架旋转。
例如，在挖掘机的情况下，转台支撑设置有工具的铰接臂。通过关于下框架旋转，转台可以使得铰接臂和连接到它的工具进入关于该车辆的稳定性而更多或更少费力的角位。在一般情况下，考虑到由车架所设置的轮子或轨道所限定的、车辆关于地面的支撑物边界，转台的角位移位车辆的整体重心越接近到地面-支撑物边界，车辆的稳定性就降低越多。
目前，配备有转台的作业车辆设置有安全装置，其产生与由转台所呈现的角位有关的声音。例如，如果转台处于对车辆的稳定性不利的角位，就发出报警声音，以便告知操作员正处于接近所确定的安全极限的位置，超过该安全极限将会有翻倒的极度危险。
本安全装置包括关联到转台的位置传感器，其向控制单元发出该转台的所确定的角位已经达到和/或超过的信号。控制单元产生报警声音，直到转台返回到被认为更安全的角度内的角位。除了相对昂贵外，位置传感器往往不容易定位在转台上，并需要预先布置另外的固定结构以及用于识别位置的板。此外，传感器暴露于灰尘中(一般是环境条件中)，这可能会危及其正常功能。
发明内容
本发明的目的是，提供使得能够避免当前可用系统的限制的回转接头。
本发明的接头的优点是，能够产生指示确定的角位的信号，而无需无论在回转接头的内部还是外部的任何电气或电子传感器。
本发明的接头的另一优点是，在操作流体中产生压力形式的位置信号，以便可以直接使用该信号导引阀或其它液压装置。
本发明的另一优点是，它能够生产指示相应角位的多个信号。
附图说明
本发明的进一步特征和优点，将通过阅读以下借助于伴随表的附图、通过非限制性示例的方式提供的本发明的实施例的描述而显现，在附图中：
图1是在其第一实施例中的根据本发明的接头的示意图；
图2是沿图1中的平面A-A的截面图；
图3是沿图2中的平面B-B的截面图；
图4示出了图2和3的接头的替代实施例；
图5是图4的接头沿C-C所指示的平面截取的截面图；
图6是图4的接头沿平面B-B截取的截面图；
图7是图6的接头沿平面D-D截取的截面图；
图8是参考图9的角位的根据本发明的接头的液压图；
图9示意性地表示从上方看叠加在借助于图4、5、6、7的实施例可识别的工作角度的示意性表示上的、具有转台的作业车辆；
图10是在其第二实施例中的根据本发明的接头的示意图；
图11是图10的接头的顶视图；
图12和13示出图10的接头分别沿由A-A和B-B所指示的平面截取的截面图；
图14是图10的接头在由C-C所指示的平面上截取的截面图；
图15、16和17示出图14的接头分别在平面D-D、E-E、F-F上截取的截面图；
图18图示了图14的接头的替代实施例；
图19图示了图18的接头的第二实施例的部分截面图；
图20是参考图21的角位的根据本发明的接头的液压图；以及
图21示意性地表示叠加在被认为安全或危险的工作角度的示意表示上的、在转台中的车辆操作员。
具体实施方式
本发明的回转接头包括设置有纵向轴线(X)的枢轴(2)。枢轴(2)展示了同心于纵向轴线(X)的圆筒形构象。枢轴(2)还包括多个贯通导管(p1，...，pn)，其在其一端部开口到枢轴(2)在不同平面上的侧表面(2a)上。该接头还包括与枢轴(2)同心的底座(3)，在其中枢轴(2)密封地旋转。底座(3)包括多个开口(a1，...，an)，其开口到相应环状腔室(c1，...，cn)中，这些腔室在枢轴(2)的外表面上敞开并且彼此密封地分开。各环形腔室位于贯通导管(p1，...，pn)的开口的平面上。按照这种方式，每个环形腔室与其开口和相应导管(p1，...，pn)一起，大致限定了可以按照公知方式使用来将连接到接头的两个导管连接起来的导管。
本发明的接头最好还包括导引管路(21)，其可以放置成在入口中与加压流体源连通。在优选实施例中，导引导管(21)塑造成通过枢轴(2)。
除了导引导管(21)之外，接头还包括信号导管(22)，其可以放置成在入口中与入口导管(21)连通。在接头的优选实施例中，信号导管(22)也塑造成通过枢轴(2)。
该接头还包括排出导管(23)，其可以放置成在入口中与信号导管(22)连通，并且可以放置成在出口中与低压环境连通。排出导管(23)也可以塑造成通过枢轴(2)。
连接装置(4，6)构造成呈现第一配置(在其中其关闭入口导管(21))以及第二配置(在其中其放置入口导管(21)以与信号导管(22)连通)。连接装置(4，6)构造成随着枢轴(2)关于底座(3)在从初始位置开始的预定角度上的旋转，而在第一和第二配置之间移位。
按照所述方式设想，接头提供了相当多的优点。导引导管(21)可以连接到加压流体源，例如通常存在于作业车辆上的导引回路。在连接装置(4，6)的第二配置中，导引导管(21)连接到信号导管(2)，以便在导引压力下可以将流体发送到能够对导引压力做出反应的适当装置。例如，连接装置(4，6)可以关闭导引导管(21)这样的方式构造，以便枢轴(2)处于从初始位置开始的、关于底座(3)的旋转的一定角度内，在该初始位置中该转台处于车辆的稳定位置。作为示例，考虑在其中转台将操作臂定位在关于车辆的正面位置中并且处在车辆的中间纵向和垂直平面上的初始位置，连接装置(4，6)可以构造成只要转台处于关于初始位置±30°的角度范围内就保持导引导管(21)关闭，并且将导引导管(21)放置成如果转台关于初始位置旋转超过±30°则与信号导管(2)连通。因此，在枢轴(2)和底座(3)之间的角位处于可以按需要而与车辆的结构和特性相关地定义的预定角度以外的情况下，接头能够发送加压流体形式的信号。没有必要存在用于控制枢轴(2)和底座(3)之间的角位的任何传感器和/或电子回路。
在其第一结构时，连接装置(4，6)不仅关闭导引导管(21)，而且还放置信号导管(22)以与排出导管(23)连通。在第二配置中，所述连接装置(4，6)不仅放置导引导管(21)以与信号导管(22)连通，而且还关闭排出导管(23)。
在图1、2、3所示的第一有利实施例中，连接装置(4，6)包括分配阀(4)，其设置有底座(41)和在底座(41)中可密封地滑动的插塞或阀柱(42)。分配阀(4)关于绕纵向轴线(X)的旋转而牢固地约束到所述枢轴(2)。
牢固地约束到枢轴(2)的旋转底座(3)的凸轮(5)放置成与插塞(42)接触，以便枢轴(2)关于底座(3)的旋转通过凸轮(5)和插塞(42)之间的接触的效果确定插塞(42)的滑动。
如可以在图2和3中看到的，插塞(42)可密封地滑动地处于分配阀(4)的底座(41)内，优选沿垂直于纵向轴线(X)的滑动轴线(Z)。插塞设置有在大致径向方向上从底座(41)伸出并处于与凸轮(5)接触的端部(42a)。
凸轮(5)同心于纵向轴线(X)，并大致成形为在纵向轴线(X)的方向上、从底座(3)壁朝向里面伸出的异形部件。凸轮(5)与含有滑动轴线(Z)的纵向轴线(X)的垂直平面相交。插塞(42)由弹性部件推到与凸轮(5)接触。
凸轮(5)包括：至少一个第一部分(51)，布置在关于纵向轴线(X)的一个较小径向距离处；以及至少一个第二部分(52)，布置在关于纵向轴线(X)较大的一个径向距离处。
当枢轴(2)处于在其中插塞(42)处于与凸轮(5)的第一部分(51)接触的角位时，插塞被推到第一位置，在其中其关闭该入口导管(21)，并放置排出导管(23)以与信号导管(22)连通。当枢轴(2)处于在其中插塞(42)处于与凸轮(5)的第二部分(52)接触的角位时，插塞由弹性部件推到第二位置，在其中其放置入口导管(21)以与信号导管(22)接触，并关闭排出导管(23)。在图3中所示的实施例中，凸轮(5)展示了关于纵向轴线(X)彼此对称的两个部分(51)和关于纵向轴线(X)彼此对称的两个部分(52)。在这种方式中，插塞(42)在关于纵向轴线(X)对称的两个不同角度上呈现第一或第二位置。例如，在挖掘机的情况下，插塞可以在转台处于包括在两个对称安全角度内的前方或后方角位时呈现第一位置，而它可以在转台处于安全角度以外的侧表面角位时，呈现第二位置。
如图2中所示，入口导管(21)中、信号导管(22)和排出导管(23)开口到分配阀(4)的底座(41)。插塞(42)展示了具有限定两个环形腔室(42b，42c)的简化部分的至少两个部分。在插塞(42)的第二位置上的第一环形腔室(42b)放置导引导管(21)以与信号导管(22)连通。在插塞(42)的第一位置上的第二环形腔室(42c)放置信号导管(22)以与排出导管(23)连通。
在图示的实施例中，分配阀(4)是三通道双位置阀。提供具有更大数目的通道和位置的分配阀也将成为可能。具体地，更多信号导管(22)可以通过构造插塞(42)以便它可以实现在每个信号导管和导引导管(21)之间的相应连接来预先布置。凸轮(5)可以构造成与枢轴(2)关于底座(3)的角位有关地命令插塞在各个位置之间的位移，以便得到参照枢轴(2)关于底座(3)的不同角位的多个信号将成为可能。
在此之前所描述的本实施例中，阀(4)优选位于枢轴(2)的端部。导管(21，22，23)塑造成通过枢轴(2)并且大致展示平行于纵向轴线(X)的延伸。在保持本发明的构思的同时，阀(4)和导管(21，22，23)的不同布置处于本行业的技术专家的能力范围之内。
接头也可能设置有多个分配阀(4)，每个由相应凸轮(5)激活。在图4至9所示的示例中，接头设置有两个分配阀(4)，每一个都是三通道和双位置的。两个阀门(4)均连接到导引导管(21)和排出导管(23)，但每个阀连接到其自己的信号导管(221，222a，222b)。每个阀(4)的凸轮(5)被构造成确定相对插塞(42)与信号要发送的角度有关的位移，大致如此前对在图2和3中所示的实施例所描述那样。
优选地，一个或多个底座(41)可以布置在可关于枢轴(2)移动的、枢轴(2)的附件(2b)中。一个或多个凸轮(5)可以布置在可关于底座(3)的枢轴(2)移动的管状体(6)中。
在本发明的接头的第二实施例中，导引导管(21)和信号导管(22)在枢轴(2)具有相应开口(21a，22a)的侧表面(2a)上敞开。排出导管(23)也经由其开口(23a)开口侧表面(2a)上。
连接装置(4，6)包括管状体(6)，其同心于并牢固地约束到底座(3)的旋转枢轴(2)，枢轴(2)的部分(2b)密封地在其中旋转，而导引导管(21)的开口(21a，22a，23a)、信号导管(22)和排出导管(23)塑造在其上。
管状体(6)包括第一腔室(61)，其在预定角度上在枢轴(2)的侧表面(2a)上敞开并且可以面对导引导管(21)的开口(21a)。具体地，导引导管(21)的开口(21a)处在纵向轴线(X)的垂直平面上，该垂直平面与第一腔室(61)相交。最好展示为环形弧构象的腔室(61)，在大致对应于在其中传送通过信号导管(22)的信号的角度的角度上延伸。在其他方面，如果枢轴(2)的角位使得导引导管(21)的开口(21a)面对腔室(61)，在导引压力下的流体填充腔(61)，并且如将在下面要描述那样传送信号。如在图15中所示，接头可以设置有第一腔室(61)，细分成两个不同并关于纵向轴线(X)对称的部分。这使得能够实现信号在关于纵向轴线(X)彼此对称的两个角度内部的传送，例如，在转台承载臂向车辆左侧或右侧的情况下，在其中导引导管(21)的开口(21a)面对腔室(61)的角度范围内。在其中导引导管(21)的开口(21a)不面对第一腔室(61)的角位中，导引导管(21)关闭。
第一腔室(61)也可以包含细分成更多数量的不同腔室，其中每一个在与枢轴(2)的不同角位对应的角度上在枢轴(2)的侧表面(2a)上敞开。这使得能够发送指示由枢轴(2)呈现的各个角位的信号。
管状本体(6)还包括与第一腔室(61)连通的第二腔室(62)，其围绕枢轴(2)并且在枢轴(2)的侧表面(2a)上敞开。第二腔室(62)面对信号导管(22)的开口(22a)。
第一腔室(61)和第二腔室(62)借助于一个或多个通道(66)相互连通。具体地，信号导管(22)的开口(22a)处在纵向轴线(X)的垂直平面上，该垂直平面与第二腔室(62)相交并且平行于导引导管(21)开口(21a)的所在平面。展示位环形构象的第二腔室(62)完全围绕枢轴(2)，以便信号导管(22)的开口(22a)总是与第二腔室(62)连通。按照这种方式，当枢轴(2)处于在其中导引导管(21)面对第一腔室(61)的角位时，如果在通过导引导管(21)的入口中的流体发现通过第一腔室(61)、通过处于与第一腔室(61)连通的第二腔室(62)并通过始终与第二腔室(62)连通的信号导管(22)的自由通路，则经由信号导管(22)来实现信号传送。
这种接头可以构造成用于发送指示由枢轴(2)呈现的不同角位的多个信号，实现相应数量的信号导管，每个与相应环形腔室连通。每个环形腔室将放置成与第一腔室(61)的相应部分连通，或者为便于施工的缘故，以与由导引导管(21)串行或并行地馈送的进一步的环形腔室连通，如以上关于在图中所示的实施例所述。
该接头包括与第二腔室(63)连通的第三腔室(63)，其在预定角度上在枢轴(2)的侧表面(2a)上敞开并且面对排出导管(23)的开口(23a)。具体地，第三腔室(63)在第一腔室(61)的角度的补角上在侧表面(2a)上敞开。在第一腔室(61)细分为两个不同并关于纵向轴线(X)对称的部分的情况下，第三腔室(63)也细分成关于纵向轴线(X)对称并且与第一腔室(61)的各部分互补两个不同部分。这意味着，当枢轴(2)处于在其中导引导管(21)不面对第一腔室(61)的角位并因此而关闭时，排出导管(23)面对第三腔室(63)，因而信号导管(22)与排出导管(23)连通。
如图11中所示，排出导管(23)的开口(23a)处于纵向轴线(X)的垂直平面上，该垂直平面与第三腔室(63)相交并且平行于信号导管(22)的开口(22a)的所在平面。排出导管(23)的开口(23a)优选处于信号导管(22)的开口(22a)关于导引导管的开口(21a)的相反侧上，以便第一腔室(61)和第三腔室(63)处于关于第二腔室(62)的相反侧上。
管状体(6)可以有利地关于枢轴(2)的旋转底座(3)移动，并且入口导管(21)、信号导管(22)和排出导管(23)的至少一个末端部分和开口(21a，22a，23a)可以位于关于枢轴(2)本身可移动的枢轴(2)的附件(2b)上，如图12和13中所示。例如，其使得能够用以不同角度发送信号和/或在另外的信号导管已经提供在枢轴(2)中的情况下发送多个信号管状体和附件结构，替代管状体(6)和附件(2b)。附件(2b)也可以移除并且由旋转地牢固约束到枢轴(2)的封闭元件(T)替代，这大致将本发明的接头转变成传统的回转接头。

Claims (15)

1.一种回转接头，包括：
枢轴(2)，其设置有纵向轴线(X)；
旋转底座(3)，其同心于枢轴(2)并且枢轴(2)在其中密封地旋转，
其特征在于，该枢轴(2)包括：
入口导管(21)，其能放置成在入口中与加压流体源连通；
信号导管(22)，其能放置成在入口中与该入口导管(21)连通；
排出导管(23)，其可以放置成在入口中与该信号导管(22)连通并且可以放置成在出口中与低压环境连通；并且
该回转接头还包括连接装置，其构成为呈现：第一配置，在该第一配置中，其关闭该入口导管(21)并且放置该信号导管(22)与该排出导管(23)连通；以及第二配置，在该第二配置中，其放置该入口导管(21)与该信号导管(22)连通并且关闭该排出导管(23)；
该连接装置构造成随着枢轴(2)相对于该旋转底座(3)在从初始位置开始的预定角度上的旋转，而在第一和第二配置之间移位。
2.如权利要求1所述的回转接头，其中，该连接装置包括：
分配阀(4)，其设置有底座(41)和在该底座(41)内可密封地滑动的插塞(42)，该分配阀(4)关于绕纵向轴线(X)的旋转而被牢固地约束到枢轴(2)；
凸轮(5)，其被牢固地约束到枢轴(2)的旋转底座(3)，并且放置成与该插塞(42)接触，以便枢轴(2)相对于旋转底座(3)的旋转确定插塞(42)的滑动。
3.如权利要求2所述的回转接头，其中，该凸轮(5)同心于纵向轴线(X)并且包括：至少一个第一部分(51)，布置在相对于纵向轴线(X)较小的径向距离处；以及至少一个第二部分(52)，布置在相对于纵向轴线(X)较大的径向距离处。
4.如权利要求3所述的回转接头，其中，所述凸轮(5)同心于在基准径向距离处的所述纵向轴线(X)，所述凸轮(5)包括处于比所述基准径向距离小的径向距离处的至少第一部分(51)和处于比所述基准径向距离大的径向距离处的至少第二部分(52)。
5.如权利要求3所述的回转接头，其中，插塞(42)能沿垂直于纵向轴线(X)的滑动轴线(Z)在分配阀(4)的底座(41)中密封地滑动。
6.如权利要求3所述的回转接头，其中，入口导管(21)、信号导管(22)和排出导管(23)在分配阀(4)的底座(41)中敞开；插塞(42)能在第一位置和第二位置之间在底座(41)中密封地滑动，其中在第一位置中其关闭入口导管(21)并放置信号导管(22)与排出导管(23)连通，而在第二位置中其放置入口导管(21)与信号导管(22)连通并关闭排出导管(23)。
7.如权利要求4或5所述的回转接头，其中，凸轮(5)的第一和第二部分(51，52)布置成使得在其中插塞(42)接触第一部分(51)的枢轴(2)的角位中，插塞(42)处于第一位置，而在其中插塞(42)接触第二部分(52)的枢轴(2)的角位中，插塞(42)处于第二位置，其中在第一位置中插塞关闭入口导管(21)并放置信号导管(22)与排出导管(23)连通，而在第二位置中插塞放置入口导管(21)与信号导管(22)连通并关闭排出导管(23)。
8.如权利要求7所述的回转接头，其中，借助于弹性部件将插塞(42)朝向其第二位置推压并与凸轮(5)接触。
9.如权利要求3所述的回转接头，包含：一个或多个分配阀(4)，其关于绕纵向轴线(X)的旋转而被牢固地约束到枢轴(2)；一个或多个凸轮(5)，其被牢固地约束到枢轴(2)的旋转底座(3)，每一个放置成与相应阀(4)的插塞(42)接触。
10.如权利要求2或9所述的回转接头，其中，一个或多个所述底座(41)布置在相对于枢轴(2)可移除的枢轴(2)的附件(2b)中；一个或多个所述凸轮(5)布置在相对于枢轴(2)的旋转底座(3)可移除的管状体(6)上。
11.如权利要求1所述的回转接头，其中，入口导管(21)、信号导管(22)和排出导管(23)在枢轴(2)的侧表面(2a)上敞开；所述连接装置包括同心于并且牢固地约束到枢轴(2)的旋转底座(3)的管状体(6)，在其中枢轴(2)的一部分密封地旋转，入口导管(21)、信号导管(22)和排出导管(23)的开口(21a，22a和23a)位于枢轴(2)的该部分上；管状体(6)包括：
第一腔室(61)，其在一预定角度上在枢轴(2)的侧表面(2a)上敞开并且能够面对入口导管(21)的开口(21a)；
第二腔室(62)，其与第一腔室(61)连通，其围绕枢轴(2)并在枢轴(2)的侧表面(2a)上敞开，面对信号导管(22)的开口(22a)；
第三腔室(63)，其与第二腔室(62)连通，其在一预定角度上在枢轴(2)的侧表面(2a)上敞开并且能够面对排出导管(23)的开口(23a)。
12.如权利要求11所述的回转接头，其中，开口(21a，22a和23a)沿着纵向轴线(X)位于不同平面上；第一、第二和第三腔室(61，62，63)分别与入口导管(21)、信号导管(22)和排出导管(23)的开口(21，22a，23a)的平面对准。
13.如权利要求11所述的回转接头，其中，管状体(6)相对于枢轴(2)的旋转底座(3)是可移除的。
14.如权利要求11所述的回转接头，其中，入口导管(21)、信号导管(22)和排出导管(23)的开口(21a，22a和23a)位于相对于枢轴(2)可移除的枢轴(2)的附件(2b)上。
15.一种挖掘机，包括下框架和设置有铰接臂的上框架，该上框架相对于下框架旋转，其特征在于，该上框架借助于如前述权利要求中的任何一项所述的回转接头联接到该下框架。
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