CN1069951C - 用于液压装置的一体式壳体 - Google Patents

Abstract

一种用于诸如串联泵的液压装置的一体式壳体，这种液压装置具有多个由旋转动力源驱动的绕一公共轴线向同一方旋转的旋转组，所述壳体有两个大致与公共轴线相垂直延伸的端壁、一个把两端壁连接起来的连续的侧壁、以及侧壁上的至少两个用来将旋转组装入所述壳体的通孔。所述壳体还可有设置在两端壁之一上的一第一法兰，用以将所述壳体安装于旋转动力源。另一端壁上可有一第二法兰，用以将一辅泵安装于主液压装置。

Description

用于液压装置的一体式壳体

本发明总的涉及由旋转斜盘控制的、将旋转动力转变为流体动力或是相反的液压装置。本发明涉及轴向柱塞式变量液压泵，尤其是涉及一种改进的、用于具有多个旋转组的轴向柱塞式液压装置的一体式壳体。

在液压技术领域，多联泵可以有多种不同的结构配置方式。两个、三个或更多个泵联接在一起，由一单个旋转动力源驱动。串联泵或称双泵是一种常见的配置方式。

传统技术中一种典型的串联泵包括一前泵和一后泵，前泵有一壳体和一联接于旋转动力源的轴，后泵有其自己的壳体和联接于前泵的后部的轴。前、后泵的轴通过两者之间的一联轴器可一起转动地联接起来。串联泵组合中的每个泵都有其各自的旋转组和旋转斜盘。旋转组包括一液压缸体和装在其中的多个可轴向往复运动的活塞。

串联泵中的每个系还包括一阀板，用于控制各个泵的流体流动的定时和方向。阀板与液压缸体的和旋转斜盘相对的那一端部相配，双向阀板可以使旋转动力源以任一方驱动液压装置，因而可使液压装置有更大的灵活性，但使用双向阀板会使液压装置的性能和效率降低。所以，现有的串联液压装置的阀板都具有一种特殊的阀口结构，以使其与旋转动力源的旋转方向相对应。在传统的串联泵中，与阀板相配的液压缸体的表面一般都面朝同一方向，因而串联泵中的每个泵必须采用具有与其它泵的阀板和旋转动力源相同的旋转结构配置的阀板。

由于大多数传统的液压泵都是单向旋转的，制造厂家和销售商很难满足用户对特定旋转方向的装置的需要。如果液压泵和用户的旋转动力源的转向相反，那就得通过凑合或其他的办法来搞成一个不怎么地道的液压装置，已知本技术领域中常有这种情况，较快地进行部分拆卸而后通过变换阀板将液压装置由不正确的转向变为所需的转向。实际上，一个两联串联泵中的两个阀板都必须变换才能完成这种转变。串联泵的这种已知的结构配置方式使得制造厂家和销售商无法很快地提供具有所需转向的有效装置，即使能提供，其费用也很高。

现有的串联系也很难改变其转向，这是因为其阀板位于许多叠置的元件的底部，以致于它只能通过壳体端部的一个开口取出。要露出阀板就得先拆下许多其它元件，在串连泵已经安装在车辆上时，情况就更难了。在开始变换之前，可能必须将串联泵拆离旋转动力源。如果后泵装有齿轮泵之类的辅泵，那也必须在变装之前将其拆下来。

液压装置中轴向柱塞产生的压力可达几千磅每平方英寸，在液压装置工作过程中，这种高压转换成很大的轴向力。传统的串联泵典型地包括连接在一起的两个泵壳，其接缝垂直于轴向液压力的方向，因而这种轴向的主液压力有使两壳体在接缝处分开并使流体泄漏出来的趋势。迄今一直是用诸如O形圈、密封件和垫片等各种密封措施来密封这种接合处，但其长期可靠的密封仍是一个问题。

为了防止连接的壳体因受由径向液压载荷造成的分开力而分开，迄今已采用了各种跨越壳体之间的接缝或接合处的紧固系统。这些紧固系统装置占用很大空间，因而使壳体变成了大于需要。由于壳体的尺寸是决定液压装置外形尺寸的一个重要因素，所以一个大的壳体就意味着一个大的液压装置，而一个大的液压装置必然更重、消耗原材料更多、所需安装空间也更大。

逻辑上，多联串联泵的长度可以是相当大。而且，诸如齿轮泵、摆线泵、月形齿轮泵、叶片泵之类的辅泵通常是装在后泵背面的SAE板上。由于这一外伸的长度及重量，有时就需要有辅助的支架来缓解泵壳接缝处的应力和变形。

所以，本发明的一个重要目的是提供一种用于多联液压泵装置的改进的壳体。

本发明的再一个目的是提供一种更为可靠、更为灵活的用于多联液压装置的壳体。

本发明的再一个目的是提供一种一体式的液压装置壳体，它没有与主液压分开力方向相垂直的接缝或接合处。

本发明的再一个目的是提供一种多联液压装置的机组，它能在整个装置不作大的拆卸的情况下适应于旋转动力源的旋转方向。

本发明的再一个目的是提供一种多联液压装置机组，其壳体的两端和背对背的缸体的两端具有相同的安装法兰，因而可以通过倒换串联装置的端部来改变其转向。

本发明的再一个目的是提供一种用于多联液压装置的一体式壳体，其具一贯通的孔，用来插入或取出旋转组和阀板。

本发明的再一个目的是提供一种用于多联液压装置的一体式壳体，其可减少对固定于液压装置的、用以缓解应力和减少变形的辅助支架的需要。

对本技术领域的熟练人员，本发明的这些和其它目的将在下文中变得明显起来。

本发明是关于一种用于具有多个由一旋转动力源驱动的绕一公共轴线向同一方向旋转的旋转组的液压装置的壳体，所述壳体包括两个垂直于公共轴线延伸的端壁，一个把两端壁连接起来的连续的侧壁，其中，该壳体还包括在侧壁上的至少两个通孔，每一通孔的尺寸和形状足以供一个旋转组穿过。

在用本发明的壳体来装配一台多联液压装置时，旋转组可以通过通孔横向地装入壳体，而不是象常规方式那样通过端壁上的开口纵向地叠置。在初始装配之后，可以先将对应的轴部分地轴向抽出，而后可将旋转机组和/或阀板从其各自的通孔取出。

一种可装配成反向旋转的串联液压泵，它包括：一对其内装有多个轴向往复式柱塞的旋转液压缸体；至少一根具有相对的两个端部和两端之间的中间部分的轴，轴的一个端部连接于一旋转动力源，而其中间部分与液压缸体可传动地相连；一个具有两个垂直干所述轴延伸的端壁的壳体，每个端壁上设有一法兰，由连续的侧壁将端壁连接起来，侧壁上有两个垂直于所述轴的通孔，用于将所述旋转液压缸体、轴和旋转斜盘装入所述壳体。

一种用于将原来向一个方向旋转的多联液压装置转变成向相反的另一方向旋转的方法，包括：提供一多联液压装置，其具有多个可传动地接合的并横向地约束着对应的多个旋转组的轴，所述旋转组有对应于每一旋转组的也是由各根轴之一横向约束着的一单向阀板，旋转组和阀板是定位在一个一体式壳体内，绕一公共轴线旋转，从而在向一个方向旋转时产生液压油流，所述壳体具有两个大致垂直干公共轴线的相对端壁和一个把两个端壁连接起来的连续的侧壁，以及侧壁上的至少两个通孔，通孔的尺寸足以供旋转组和阀板穿过；将一根轴轴向地抽出，以释放对应的阀板而使之能横向移动；通过所述通孔之一从所述壳体内拆出对应的阀板；用一适于相反转向的不同阀板换掉取出的阀板，将这一适于相反转向的阀板穿过取出步骤中通过的同一通孔装入所述壳体。

一般地说，要改变传统的多联液压装置的转向需要做一次大的拆装，而本发明之壳体上的诸通孔可使得不必费时费力即可拆换阀板，从而改变多联液压装置的转向。

在多联液压装置有偶数个旋转组的情况下，可在壳体的两端设置相同的法兰，这样，不改变其内部任何部件即可通过颠倒液压装置的两端来改变其转向。因而本发明又提供了一种改变转向的方法。根据本发明的实施例，可以不必拆卸或更换包括阀板在内的任何内部构件。

本发明的壳体可提供一种更为灵活和可靠的多联液压装置。

图1是本发明的液压装置的一体式壳体的立体图；

图2是图1中的壳体的正视图；

图3是图1中的壳体的俯视图；

图4是图1中的壳体的仰视图；

图5是装配了本发明的壳体、电控装置以及辅泵的一串联泵的剖视图，其中，壳体及其构件以及与轴泵的联接是沿着图1中线5-5剖示的。

图6是与图1类似的立体图，但其示出的壳体具有相同的前、后安装法兰以便于实现反转。

本发明的壳体，如图1至5所示，且总的以标号10表示。如图1所示，壳体10包括一个前部12、一个或多个中间隔开部14、以及一个或多个后部16。壳体10一般具有相对的端壁18和20以及在两端间延伸的没有横向接缝的侧壁22。

端壁18上制成有一安装法兰24，其可用于将壳体10固定于一旋转动力源(未示)。端壁20上也制成有一类似的安装法兰26，其可联接上一个诸如齿轮泵、摆线压泵、月形齿轮泵、叶片泵之类的辅泵104(见图5)。这些辅泵通常用来提供相对较少的流体流量以满足不同的辅助需求，而串联泵本身则提供满足车辆或机械主要流体动力需求。

如图1-4所示，侧壁22有一顶部28、相对的侧部30和32、以及一底部34。侧壁22的侧面32有两个分别开向前、后两部分12和16内的通孔36和38。

从图5最好理解，通孔36和38具有适当的形状和尺寸，以便在对应的轴50和52尚未装入或已拆出壳体10时，适应一些构件的装入和取出，即，旋转斜盘40或41、包容有多个往复式柱塞102的液压缸体42、以及对应的阀板46和48。最好是，通孔36和38在其一端均具有大致直的垂直边31或33，大体上直的顶边35或37，大体上与项边35-37平行的底边39或49，以及与直的垂直边相对的圆弧形边45或47(见图2)。本领域的技术人员从图2到图5可以注意到，通孔36和38的形状与叠置的旋转斜盘、液压缸体和阀板的形状基本相同。通孔36和38也是这样地设置在壳体10上的，即它们的直的垂直边31和33彼此非常接近但并不相碰，换句话说，两通孔是相互隔开的，但以背对背的方式定位。于是，在插入壳体10中时，液压缸体42(右边)、阀板48以及旋转斜盘41都是可取地面对和液压缸体42(左边)、阀板46以及旋转斜盘40不同的方向(见图5)。

图2中示出了多个邻近通孔36和38的螺栓孔64。如图5所示，盖板66和68用螺栓联接或其它常用的方法固定到侧壁22上，其间衬有垫片之类(未示)的封密件，以防止流体从通孔漏出。

伺服孔54和56穿过侧壁22并且偏离柱塞102，这两个孔分别容置伺服柱塞58和60，而伺服柱塞58和60是分别通过传统的结构连接干旋转斜盘40和41，旋转斜盘40或41的位置，进而泵的流体排置，是以传统的方式独立控制的，例如，用一控制装置62来控制，该装置最好是电控的或手动控制的。图5所示的电控装置62将一个输入电信号转换成一个液压控制信号，该信号被发送到分别位于何服孔54和56中的伺服柱塞58和60的这端或那端。

伺服柱塞56和58将电控装置62与对应的旋转斜盘40和41分别连接起来，以使旋转斜盘相对于轴50和52的旋转轴线100改变倾斜度。从而以本技术领域熟知的方式来独立地调整轴向柱塞102的行程以及与之有关的前泵84和后泵86的排量。

从图5中可以看出，壳体10的中间隔开部14包括一竖直壁70，其与侧壁22成一体并向内延伸。一孔72纵向地穿过竖直壁70，以容纳轴50和52的靠近的端部以及传统的联轴器74和传统的轴承76和78。竖直壁70还包括两对分别对应于串联泵87的前、后两泵84和86的高压通路80A、80B以及82A和82B。高压通路80A、80B、82A和82B从阀板46和48上的进出口88A、88B、90A和90B起一直延伸到壳体10的侧壁22外表面上的进出口92A、92B、94A和94B。还设置了其它一些传统的进出口，但应该注意，高压出入口和其它常规的进出口都是位于侧壁22的顶面28上。液压进出口集中设置在壳体10的一单个表面将有便于串联泵87的安装和维修。这个特点还有利于壳体10的铸造和机加工。

图5还示出了壳体10的前端壁18上的一个开口106，其使得轴50可从壳体中伸出。此外，后端壁20上有一个开口108，轴52可从中伸出，这样便可在后泵上连接并安装上一传统的辅泵，例如齿轮泵。由于后泵具有尺寸和形状均适合的安装法兰26，因而它比前泵更适于装到一旋转动力源上。

仅仅是为了说明起见，在图1至图5中，安装法兰24被表示成SAE(美国汽车工程师协会)C型板，而安装法兰26被表示成SAEB型板。应该注意，法兰24和26也可改成适于其它标准规格或用户的特殊需要，这都不偏离本发明的范围。例如，可以设想一种特定的有利组合，即两法兰(见图6中的24和26A)采用相同的结构，例如SAEC型板，这样，只要把串联泵的前、后泵颠倒一下就可改变前、后泵的位置和转向。从图5和6可以清楚地看出，串联泵87有一壳体10A，该壳体的后泵法兰26A与前泵法兰24完全一样。这时可将后轴52而不是前轴50与旋转动力源相连。

因为轴50和52通过联轴器74相连，所以它们同步同向旋转。但是当面对轴50和52的端头看时，它们显现出转向不同，有一个例子将进一步说明这个现象，并表明串联泵的壳体10A是怎样利用这一点的。

假设旋转动力源的轴从输出端看是顺时针或称向右旋转的，那么，为了用这一旋转动力源来驱动，串联泵87的前泉就必须有一个向右或称顺时针的阀板。由于液压缸体42面向相反的方向(见图5)，因而串联泵87的后泵86必须有一个也面对相反方向的向左或称逆时针的阀板48。由于是这样的配置，串连泵87很容易改适于由转向相反的旋转动力源来驱动，而不必改变内部任何部件。只需这样倒换串连泵87的两端，即可使后泵(左旋或称逆时针旋转)有效地变成前泵，而使前泵(右旋或称顺时针旋转)有效地变成后泵。随后，轴52就可由逆时针旋转的动力源驱动，串连泵87也将相应地产生有效、正确的输出流。采用本发明的两端具有相同安装法兰的壳体10A时，为改变转向无需改变任何部件。另外，这种可反向的串联泵仍采用单向的阀板，而不是那种传统的效率低的双向阀板。

最后还有一点，本技术领域的熟练人员会意识到，本发明的壳体10纵向尺寸紧凑，没有横向的接缝、接合处或整片。这就可以不必像现有的多段泵那样用辅助安装支架来支撑壳体后部和减小接缝处的应力和变形。

尽管上面结合本发明的较佳实施例对本发明做了详细的描述，但是应该理解，在所附权利要求要保护的范围内可能做出许多改进、替代和附加。从上文可以看出，本发明至少达到了其所提出的全部目的。

Claims (13)

1．一种用于具有多个由一旋转动力源驱动的绕一公共轴线向同一方向旋转的旋转组的液压装置的壳体，所述壳体包括两个垂直于公共轴线延伸的端壁，一个把两端壁连接起来的连续的侧壁，其特征在于，该壳体还包括在侧壁上的至少两个通孔，每一通孔的尺寸和形状足以供一个旋转组穿过。

2．如权利要求1所述的壳体，其特征在于，两端壁之一上设有一第一法兰，用于所述壳体安装于旋转动力源。

3．如权利要求2所述的壳体，其特征在于，在另一端壁上设有一第二法兰。

4．如权利要求3所述的壳体，其特征在于，第一法兰适于安装到一种规格的一安装板上，而第二法兰适于安装到另一种规格的安装板上。

5．如权利要求4所述的壳体，其特征在于，第一法兰的尺寸制作成符合美国汽车工程师协会所规定的C型板，而第二法兰的尺寸制作成符合美国汽车工程协会所规定的B型板。

6．如权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述侧壁具有一项面、一底面和两个相对的侧面，而所述两个通孔是设置在同一面上。

7．如权利要求6所述的壳体，其特征在于，它还包括对应于每一旋转组的两个高压进出口，所述进出口设置在壳体侧壁的顶面上。

8．如权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述侧壁具有一项面、一底面和两个相对的侧面，而所述通孔都设置在相对两侧面之一上。

9．如权利要求8所述的壳体，其特征在于，所述通孔都是近似扁圆形的，每一通孔具有一个大致直的、把两个基本水平且平行的侧边连接起来的垂直边，以及一个把相对于垂直边的侧边连接起来的圆弧形边。

10．如权利要求9所述的壳体，其特征在于，所述通孔是布置成其中一个通孔的垂直边与隔开的另一通孔的垂直边平行，因而两个通孔处在一种背对背的状态，从而使得旋转组也必须以一种背对背的状态来穿过其中。

11．一种可装配成反向旋转的串联液压泵，它包括：一对其内装有多个轴向往复式柱塞的旋转液压缸体；至少一根具有相对的两个端部和两端之间的中间部分的轴，轴的一个端部连接于一旋转动力源，而其中间部分与液压缸体可传动地相连；一个具有两个垂直干所述轴延伸的端壁的壳体，每个端壁上设有一法兰，由连续的侧壁将端壁连接起来，侧壁上有两个垂直于所述轴的通孔，用于将所述旋转液压缸体、轴和旋转斜盘装入所述壳体。

12．一种用于将原来向一个方向旋转的多联液压装置转变成向相反的另一方向旋转的方法，包括：提供一多联液压装置，其具有多个可传动地接合的并横向地约束着对应的多个旋转组的轴，所述旋转组有对应于每一旋转组的也是由各根轴之一横向约束着的一单向阀板，旋转组和阀板是定位在一个一体式壳体内，绕一公共轴线旋转，从而在向一个方向旋转时产生液压油流，所述壳体具有两个垂直于公共轴线的相对端壁和一个把两个端壁连接起来的连续的侧壁，以及侧壁上的至少两个通孔，通孔的尺寸足以供旋转组和阀板穿过；将一根轴轴向地抽出，以释放对应的阀板而使之能横向移动；通过所述通孔之一从所述壳体内拆出对应的阀板；用一适于相反转向的不同阀板换掉取出的阀板，将这一适于相反转向的阀板穿过取出步骤中通过的同一通孔装入所述壳体。

13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，阀板的取出和装入都是通过横向滑动来进行。

Images