CN1134353C - 油缸支承结构 - Google Patents

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Abstract

一种具有一车架和与该车架摆动连接车轴的工程车辆，其中一油缸置于车架与车轴之间，并有选择地伸出和缩回，以缓冲车轴的摆动，在车轴(2)摆动所绕的中心轴(3)的交叉平面内，油缸(6)与车架(1)和车轴(2)以可转动方式相连。

Description

油缸支承结构
本发明涉及一种用于诸如叉车之类工程车辆的，且置于车轴与车架之间，用来限制车轴运动的油缸支承结构。
叉车中有相对于车架被转动支承的后车轴以允许倾斜或翻转，这在已有技术的是公知的，例如日本未审专利公开号58-183307。在这类叉车中，一油缸布置在车架与车轴之间，以限制车轴相对于车架转动。所述的油缸锁止该车轴且限制叉车倾斜以保持稳定性。例如，当叉车装运重载荷、将载荷保持一高度、或以高行驶速度转弯换向时，应限制叉车倾斜。
所述的油缸应与车架相连及与后车轴相连。在此情形下，一基座上有一连接轴，该连接轴沿叉车纵向方向(翻转轴的方向)延伸，该基座固定于车架上。所述油缸有一圆柱形壳体。该壳体的一端固定在铰链上。该铰链通过一轴承可转动连到连接轴上，结果油缸绕连接轴相对于车架转动。一活塞杆从所述的壳体的另一端伸出，与后车轴相连，结果活塞杆可转动。即，类似于油缸壳体，活塞能绕沿叉车轴向方向延伸的一轴转动。因此，所述的油缸可相对于车架和后车轴、沿翻转轴方向延伸的一对轴转动。
后车轴在连接到车架上之前总装成一系统，或一总成。构成此后车轴总成的各部件允许公差，可能会使车轴在叉车纵向方向上相对车架理想的确定位置上偏移。而且，将后车轴连接到车架上的零件在叉车使用过程中可能会松动。这些工况条件将对连接轴、铰链、基座、和油缸的其它零部件施加过大的载荷。
这类问题可以用如图5所示的结构来解决。在类似于所述日本公开文本的结构方案中，一基座70固定在车架75上，该基座70有两支承板72，其用来支承一连接轴71。一油缸77固定在后车轴76上，该油缸77由一轴承74与连接轴71相连。图5所示的结构不同于此日本公开文本的结构在于：两支承板72之间距离以及连接轴71的长度均大于铰链73的直径。这样允许铰链73在连接轴71的轴向方向上、或车辆的纵向方向上移动。从而，如果后车轴71相对于车架75的位置纵向偏离理想位置，铰链73相对于连接轴71的运动补偿该偏离距离。这样可防止过大的载荷作用在基座70、铰链73、和其它零件上，同时允许油缸77绕一对纵向延伸的轴转动。
在图5所示的结构中，油缸77与其连接到长连接轴71上的铰链73一起运动。从而，当后车轴76相对于车架75转动时，由铰链73作用于所述连接轴71上的折弯力可能会使该连接轴71变形。因此，连接轴71和基座70的尺寸必须加大，以克服该折弯力。这样会增加基座70所需的空间。
因此，本发明的目的是提供一油缸支承结构，其在不增大支承结构的尺寸下，防止过大的载荷作用于支承油缸的诸零部件上。
为了达到上述目的，本发明提供一种具有一车架和一与该车架枢轴转动连接车轴的工程车辆，所述的工程车辆的特征在于：一个为车轴绕其枢动的中心轴，该中心轴具有一个轴线，其中该车架通过该中心轴与车轴连接；一个固定在车架的第一基座；一个固定在车轴的第二基座；一个置于车架与车轴之间的油缸，该油缸设置成有选择地伸出和缩回以缓冲车轴的摆动，及绕垂直于该中心轴轴线的轴枢轴转动，该油缸具有(i)一个第一端件，其枢轴连接于第一基座并包括带一内表面的第一通孔；(ii)一个枢轴连接于第二基座的第二端件；(iii)一个油缸壳体；(iv)一个位于该油缸壳体内的活塞；(v)一个与该活塞连接并滑动连接于第一端件的第一活塞杆；(vi)一个与第二端件连接的第二活塞杆；和(vii)两液压腔，有选择地容接和排出液压液以分别伸出和缩回油缸，其中该活塞位于该两液压腔之间，并该活塞具有一个面向该两液压腔中一个的第一受压力面和一个面向该两液压腔中的另一个的第二受压力面，第一受压力面相等于第二受压力面；使油缸与车架和车轴连接的铰，该铰包括：用于连接第一端件和第一基座的第一连接机构，该第一连接机构包括：(i)一个由第一基座支承的且穿过第一通孔的第一支承轴；(ii)一个安装在第一支承轴上的套筒，具有一对较大直径部分和一置于较大直径部分中间的较小直径部分；(iii)一个设置在较小直径部分上的凸面部分；(iv)一个设置在第一通孔的内球表面上的凹面部分，所述的凹面部分相对所述的凸面部分滑动接合；和用于连接第二端件和第二基座的第二连接机构。
本发明其它方面和优点将通过结合附图而进行的下述描述变得清楚，其中采用实施例的方式来描述本发明的原理。
被认为具有新颖性的本发明特征将具体描述在所附权利要求中。结合其目的和优点，通过参考下面结合附图的优选实施方式的描述，本发明将变得更加清楚明了。其中：
图1是从车辆纵向方向来看的一局部剖视侧视图，其示出了本发明的一油缸支承结构。
图2是示出图1中车架和后车轴的示意后视图。
图3从车辆纵向方向来看的一局部剖视后视图，其示出了本发明的一油缸支承结构的又一实施方式。
图4是一局部剖视后视图，其示出了本发明的油缸支承结构的又一实施方式。及
图5从车辆纵向方向来看的一局部剖视侧视图，其示出了现有技术的一油缸支承结构。
下面参照图1-3描述本发明油缸支承结构。该支承结构用于诸如叉车的工程车辆上。
图2是示出叉车的后视示意图。如图所示，该叉车具有一车架1。一后车轴2布置在叉车后下部分。后车轴2这样支承着，它能沿叉车翻转方向绕一中心销3转动。换言之，后车轴2在垂直于车辆纵向轴延伸的平面，相对于车架1运动。设置在车架1和车轴2之间有一弹性件4，其用来缓冲由后车轴2转动而产生的撞击。安装在后车轴2每一端上的车轮5被转动，以改变叉车的方向。
一复动式油缸6布置在车架1和车轴2之间。如图3所示。该油缸6包括一壳体7，其容纳一活塞8。该活塞8限定了壳体7内的一下腔R1和一上腔R2。一活塞杆9固定在活塞8上。如图1所示，活塞杆9与一基座10相连，基座10固定在后车轴2上。在壳体7的上端设置一端件11。该端件11与一基座12相连，该基座12与车架1相连。
如图2所示，下腔R1经过一通道13a与电磁控制阀14相连，而上腔R2经过一通道13b与电磁控制阀14相连。控制阀14还与一蓄能器15相连。控制阀14常规下关闭。因此，当控制阀14消磁时，该控制阀14转换到断开位置14a上。在此断开位置14a上，禁止液压油在下腔R1和上腔R2之间流动。当励磁时，该控制阀14转换到接通位置14b上，允许液压油在下腔R1和上腔R2之间流动。
一控制器16与控制阀14电连接。当叉车发动机(未示出)运转时，该控制器16连续地使该控制阀14励磁。然而，如果满足一定条件时，该控制器16使该控制阀14消磁。
如图1所示，基座12固定在车架1上，该基座12有两支承板18、19。一上连接轴20平行于叉车纵向轴线延伸，由两支承板18、19来支承。一螺纹部分20a限定在连接轴20的一端。一螺母23与螺纹部分20a相接合，以将连接轴20固定在基座12上。一垫片22保持在支承板18和螺母23之间。另一垫片21保持在支承板19和连接板20之间。
两个一样的套筒24固定在支承板18、19之间的连接轴20上。每一套筒24有一较大直径部分25和一较小直径部分26。每一个较大直径部分25位于邻近相应支承板18、19的套筒24的外侧。垫圈27固定在每一较大直径部分25上。每一垫圈27与相应支承板18、19的内壁相接触。
一凸面衬套28固定在两套筒24的较小直径部分26上。即，该凸面衬套28保持在套筒24的较大直径部分25之间和支承板18、19之间。该凸面衬套28由烧结粉末金属制成，且该凸面衬套28有一弧形表面28a，其中充注润滑油。
在端件11的上部限定了一上铰链17。该上铰链17有一孔29，所述的连接轴20穿过其中。在支承孔29中限定了一较大直径部分30和一较小直径部分31。一凹面衬套32固定在较大部分30内，且抵靠着形成在较大和较小直径部分30、31之间的壁、或台阶上。凹面衬套32抵靠所述壁的部分确定了凹面衬套32的位置。与凸面衬套28的方式相同，该凹面衬套32由烧结粉末金属制成，且有一弧形表面32a，其中充注润滑油。该弧形表面32a顺着凸面衬套28的弧形表面28a滑动。
端件11通过凸面衬套28与凹面衬套32接合而与连接轴20相连，这样该弧形表面28a变成与弧形表面32a相接触的球表面。当端件11和基座12彼此连接时，在凸凹面衬套28、32之间允许上铰链17相对于连接轴20转动，换言之，孔29的轴线与连接轴20的轴线之间所限定的角度，可根据油缸6的转动来任意改变。该凸凹面衬套28、32为市售品且成套出售。而且，该凸凹面衬套28、32构成一万向节。
固定于后车轴2的基座10也具有两支承板34、35。一下连接轴36平行于叉车纵向轴而延伸，由支承板34、35来支承。在连接轴36的轴向中间部分限定了一轴承部分37。该轴承部分37有一弧形表面37a。一法兰盘38径向延伸且整体构成连接轴36的一端。一螺栓39将连接轴36紧固在基座10上，同时法兰盘38与支承板35相配合。连接轴36的另一端从支承板34伸出。一开口销48径向穿过连接轴36，以使连接轴36保持在基座10中。
在轴承部分37的每一侧上，一垫圈40固定在连接轴36上。每一垫圈40与相关的支承板34、35的内壁相接触。一油道41从其法兰盘端到轴承部分37的弧形表面37a上穿过连接轴36。一供油装置(未示出)给该油道41供应润滑油。
在从圆柱壳体7伸出的活塞杆9的一端上形成一下铰链42。该下铰链42包括一孔43，连接轴36穿过其中。在孔43的轴向中间部位上限定了一较小直径部分44，而在孔43的每一端上限定了一较大直径部分45。一轴承套46嵌入较小直径部分44中。轴承套46的内壁限定了一滑动表面46a。
通过轴承部分37与轴承套46相接合，下铰链42与连接轴36相连，这样弧形表面37a顺着滑动表面46a滑动。轴承部分37与轴承套46之间的接合允许下铰链42相对下连接轴36转动。换言之，孔43的轴线与下连接轴36的之间限定的角度能根据油缸6的转动而任意改变。一密封件47布置在每一较大直径部分45上，以密封在弧形表面37a和滑动表面46a之间形成的空腔。密封件47由合成橡胶制成。连接轴36和轴承套46构成成一万向节。
因此，通过两万向节，油缸6支承在车架1和后车轴2之间。从而，在车辆翻转轴相交的平面内，油缸6绕每一万向节转动。
如图3所示，油缸6的壳体7有一由杆件50封闭的下开口和一由头部件51封闭的上开口。
如图3所示，在壳体7内，一导向杆52固定在活塞8的上端。导向杆52的横截面积等于活塞杆9的横截面积。活塞杆9的上端穿过活塞8且延伸到上腔R2中。在该端上限定了一螺接部分9a。活塞杆9的另一端穿过杆件50，从壳体7中伸出。导向杆52的下端位于上腔R2中。在该端上限定了一螺纹孔52a。该螺纹孔52a与活塞杆9的螺接部分9a连接。因此，活塞杆9和导向杆52相互螺纹连接，而活塞8保持在其中间。在油缸6中，活塞8的上端受压力面等于活塞8的下端受压力面。换言之，它们轴向突出面相等。也即，腔R1、R2横截面积相等。
头部件51的一支承孔51a滑动地容纳着导向杆52的上端。端件11具有一用于保持导向杆52上端的保持孔11a。该导向杆52在所述保持孔中轴向运动。
当后车轴2装配到车架1上时，每一部件的加工允许公差和装配后的部件允许装配公差，在叉车的纵向方向或平行翻转轴的方向上，可能会使后车轴2相对车架1的位置偏离理想位置。在此情形下，如果油缸6与车架1的基座12和后车轴2的基座10相连，则在如图1所示的平行于翻转轴的垂直平面内，油缸6将会倾斜。即，油缸6的上下端将绕垂直于翻转轴的水平轴转动。而且，如果在叉车横向方向上，后车轴2相对于车架1的位置偏离理想位置，油缸也能在垂直于翻转轴的垂直平面内倾斜。
在有横向偏离量和后车轴2相对于车架1转动情况下，当轴承套46的滑动表面46a顺着轴承部分37的弧形表面37a滑动，则下铰链42绕连接轴36转动，同时孔43的轴线相对于连接轴36转动。同样，当凸面衬套28的弧形表面28a顺着凹面衬套32的弧形表面32a滑动，则端件11绕连接轴20转动，同时孔29的轴线相对于连接轴20的轴线而转动。
因此，后车轴2相对于车架1的转动，允许基座10、12分别在两平行面内转动，即在平行于翻转轴的方向上，如果基座10、12相互偏移，则每一基座垂直于翻转轴。活塞杆9根据后车轴2相对于车架1转动从油缸6伸出和缩回。
由于活塞8上端的受压力表面等于活塞8下端的受压力表面，且上腔R2的横截面积等于下腔R1的横截面积，则在油缸6致动期间，从腔R1、R2中之一排出的液压油量等于输送到腔R1、R2中另一的液压油量，因此，不管活塞杆9从油缸6中伸出还是缩回，活塞8以相同方式运动。这样允许后车轴2相对于车架1平顺地转动。
当控制器16使电磁控制阀14消磁时，控制阀14从连接位置14b转换到断开位置14a。这样允许油缸液压油在油缸6中的腔R1、R2之间流动，而锁止该油缸6。因此，该油缸6阻止后车轴2相对车架1转动。
下面描述油缸支承结构的优选且已述的实施方式所具有的优点。
(a)后车轴2在叉车翻转方向上相对车架1转动。该万向节(由衬套28、32限定的和由连接轴36和轴承套46所限定的连接节)还支承着油缸6，从而允许油缸6在与翻转轴交叉的垂直平面内转动。因此，如果在油缸6与车架1之间的和在油缸6与后车轴之间的连接节的位置在叉车纵向方向上偏离理想位置，后车轴2相对车架1转动而油缸6在平行于翻转轴的平面内转动。该结构阻止了过大的载荷作用在基座10、12、铰链17、42及其它零件上。
而且，用于连接带有相应油缸6的铰链17、42的基座10、12、且允许在车辆纵向方向上在它们之间相互运动、类似于图5所示的车辆的机构成为不必要了。从而，不需要加大基座10、12来支承这种连接机构。
(b)连接轴20，其在叉车纵向方向上延伸，由车架基座12来支承，而凸面衬套28固定在连接轴20上。凹面衬套32固定在上铰链17的孔29中，这样凹面衬套32的弧形表面32a与凸面衬套28的弧形表面28a相接合。从而，油缸6的上铰链17与基座12上的连接轴20相连，这样允许孔29的轴线相对连接轴20的轴线以任意角度转动。在此情形下，衬套28、32以球形表面相互接触。因此，当后车轴2相对车架1转动时产生的力在一较宽范围内作用在油缸6上。从而增加了衬套28、32耐久性能，而且，衬套28、32为市售品很容易获得。
(c)连接轴36，其在叉车纵向方向上延伸，由后车轴基座10来支承。油缸6的下铰链42与带有轴承套46的筒形滑动表面46a的连接轴36相连，该筒形滑动表面46a与限定在连接轴36上的轴承部分37的弧形表面37a相接合。从而，下铰链42与基座10相连，这样允许轴承套46的轴线相对于连接轴36的轴线以任意角度转动。因此，通过连接轴36和轴承套46支承油缸6，节省生产费用。
(d)在油缸6中，活塞8的上端受压力表面等于活塞8的下端受压力表面。同时上腔R2的横截面积与下腔R1的横截面积相等。因此，在油缸6致动过程中，从腔R1、R2中之一排出液压油量等于输送到腔R1、R2中之另一的液压油量。进而，油缸6平顺地运作且允许后车轴平顺地转动。
(e)本发明优选实施方式采用用于叉车的油缸6来限制后车轴2相对车架1转动。这一结构阻止过大的载荷作用在基座10、12、铰链17、42、及其它零件上。而且不论在车辆的纵向方向上还是在横向方向上，这样的油缸支承结构都能补偿后车轴2相对于车架1所产生的偏离量。
本领域的普通技术人员应该清楚，在不脱离本发明的实质及保护范围内，本发明可以修改成许多其它形式。
在优选及已述及的实施方式中，将本发明用于仅有一油缸来限制车轴运动的车辆。然而，许多车辆需要两个油缸来限制车轴运动。在此类车辆中，可将本发明运用在每一油缸上。
可将有弧形表面28a的凸面衬套28和有弧形表面32a的凹面衬套32，用于将油缸6连接到后车轴2上。另一方面，连接轴36和轴承套46可用于将油缸6连接到车架1上。换言之，该油缸的上述位置可以倒置。
连接轴20、36不需要沿平行于车辆纵向方向上延伸。例如，连接轴20、36相对于车辆纵向方向倾斜。这也将防止过大的载荷作用在用于支承油缸6的零部件上，同时，在不增加占用空间的情况下，补偿后车轴2相对车架1产生的偏离量。
凸面和凹面衬套28、32不必一定由烧结粉末金属制成。例如，该衬套28、32可以由具有自润滑性能以及优良的耐磨性能的合成树酯制成。
一油道可以形成在穿过连接轴20和套筒24，以将润滑油供应给衬套28、32的凸凹弧形表面28a、32a。
电磁控制阀14可为常开式。
如图4所示，通过采用具有一球形座52的球铰55和具有球形表面54的铰节56，可以将油缸6连接到车架1或后车轴2上。球凹面53与球表面54结合，以允许油缸沿任意方向转动。
本发明的运用不限于叉车，例如，本发明可以运用于其它类型的诸如装载机之类的工程车辆上。
另外对于油缸6，可以将本发明运用于其它缓冲振动的油缸上。
可以将本发明运用于工程车辆用的其它类型的缓冲油缸上。例如，可以将本发明运用于悬挂油缸、垂直运动减振油缸、和垂直运动限制油缸。也可以将本发明运用于由流体和气体(例如气动压力)来替代液压操纵的油缸。
本发明不局限于工程车辆，例如，本发明也可运用于采用各油缸连接相互运动的工件的其它类型工程机器上。
因此，本发明示例及实施方式应认为是为了说明的目的，而不是限制性的，本发明不局限于此处所给的细节，可以在所附权利要求的实质及等同范围内作出改进。

Claims (2)

1.一种具有一车架(1)和一与该车架(1)枢轴转动连接车轴(2)的工程车辆，所述的工程车辆的特征在于：
一个为车轴(2)绕其枢动的中心轴(3)，该中心轴(3)具有一个轴线，其中该车架(1)通过该中心轴(3)与车轴(2)连接；
一个固定在车架(1)的第一基座(12)；
一个固定在车轴(2)的第二基座(10)；
一个置于车架与车轴之间的油缸(6)，该油缸(6)设置成有选择地伸出和缩回以缓冲车轴(2)的摆动，及绕垂直于该中心轴(3)轴线的轴枢轴转动，该油缸(6)具有
(i)一个第一端件(11)，其枢轴连接于第一基座(12)并包括带一内表面的第一通孔(29)；
(ii)一个枢轴连接于第二基座(10)的第二端件(42)；
(iii)一个油缸壳体(7)；
(iv)一个位于该油缸壳体(7)内的活塞(8)；
(v)一个与该活塞(8)连接并滑动连接于第一端件
(11)的第一活塞杆(52)；
(vi)一个与第二端件(42)连接的第二活塞杆(9)；和
(vi)两液压腔(R1，R2)，有选择地容接和排出液压液
以分别伸出和缩回油缸，其中该活塞(8)位于该两液压腔(R1，R2)之间，并该活塞(8)具有一个面向该两液压腔(R1，R2)中一个的第一受压力面和一个面向该两液压腔(R1，R2)中的另一个的第二受压力面，第一受压力面相等于第二受压力面；
使油缸与车架和车轴连接的铰，该铰包括：
用于连接第一端件(11)和第一基座(12)的第一连接机构，该第一连接机构包括：
(i)一个由第一基座支承(12)的且穿过第一通孔(29)的第一支承轴(20)
(ii)一个安装在第一支承轴(20)上的套筒(24)，具有一对较大直径部分(25)和一置于较大直径部分(25)中间的较小直径部分(26)；
(iii)一个设置在较小直径部分(26)上的凸面部分(28a)；
(iv)一个设置在第一通孔(29)的内球表面上的凹面部分(32a)，所述的凹面部分(32a)相对所述的凸面部分(28a)滑动接合；和
用于连接第二端件(42)和第二基座(10)的第二连接机构(36，37，46a)。
2.如权利要求1所述的工程车辆，其特征在于：所述的第二端件包括一第二通孔(43)，而所述的第二连接机构包括一由第二基座(10)支承的且穿过所述第二通孔(43)的第二支承轴(36)，第二支承轴(36)设置有一球形部分(37)，且第二通孔(43)的内球表面设置有一接触表面(46a)，其中所述接触表面(46a)与球形部分(37)相接触。
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