CN1316600A - 用于液压缸体的活塞 - Google Patents

Abstract

一种用于液压动力装置的缸体里的活塞，该活塞具有一细长的圆筒形本体和终止于一球形表面的端部。该活塞包括一本体和插入件，它们用不同的材料、较佳的是金属材料制造的，并连接在一起。该活塞本体采用实心圆柱形或中空圆筒形管。该球形表面采用内凹球窝或外凸圆球。该插入件采用细长的或缩短的形状，以便提供敞开空腔或封闭空腔活塞结构。该活塞包括一管道，它横穿本体和插入件，以便提供压力流体使用的路径。

Description

用于液压缸体的活塞

本发明涉及一种液压动力装置，该动力装置安装有缸体，而缸体里包含往复运动的活塞，该活塞通过枢转地安装的滑块而与旋转斜盘连接。这种液压动力装置可作为泵或马达操作。特别是，本发明与一种用于这种液压动力装置里的改进的活塞有关。

通常，用于上述类型的液压动力装置里的活塞是用金属材料、常常是钢制造的，这种钢经过热处理。所使用的具体材料和热处理工艺是经过选择的，以便提供适当的活塞功能和寿命所需要的适当的结构强度和磨损性能。美国专利第3,319,575号公布了一种端部封闭的中空活塞。美国专利第3,319,575号和美国专利第3,882,762号公布了沿活塞长度延伸的流体管道。

由于活塞与缸体和滑块-旋转斜盘连接的动力作用，而它们对活塞有不同的负载和磨损，因此已经确定，活塞所需要的材料性能对于整个活塞结构来说不一定是相同的。为此，较佳的是提供一种用一种以上材料制造的活塞，这样，活塞的不同结构部分在其最终形状里具有不同的强度和磨损性能。

通常，已经确定，活塞的圆筒形本体(它与缸体中的孔往复接触)需要的强度和表面磨损性能必需使用淬火的中碳钢。通过球形接头与滑块连接的活塞的一端经受压缩旋转和枢转运动，不需要圆筒形本体的额外强度和磨损性能。活塞的球形端用未淬火的低碳钢制造时，可提供令人满意的功能和寿命。此外，使活塞的球形端保持延展性常常是有益的，以便在组装时使端部卷曲，保持滑块对活塞处于安装状态。

本发明的主要目的是提供一种活塞，它由一种以上的材料形成。

本发明的另一目的是提供一种由多个零件形成的活塞，各零件使用不同的金属材料。

本发明的再一个目的是制造一种活塞，该活塞包括一淬火的圆筒形本体和一可延展的球形端。

本发明的还有一个目的是提供一种活塞，它包括横穿本体的管道和作为流道的插入件，以便使来自缸体孔的压力流体与滑块-旋转斜盘连接件的连通。

此外，本发明的另一目的是将活塞组装在一滑块上，以便在缸体的孔里进行相应的往复操作，并与在液压动力装置里的旋转斜盘连接。

本发明的上述的和其它的目的对于本技术领域的技术人员来说将更加清楚。

用于液压动力装置的缸体里的活塞具有一圆筒形本体和一终止于球形表面的端部。该圆筒形本体可用实心圆柱形或中空圆筒形套筒形成。该球形表面可采用内凹空腔或外凸圆球的形状，并与一插入件连接，而该插入件是与圆筒形本体分离的零件。圆筒形本体和插入件连接在一起，形成一完整的活塞。

实心的或中空形状的的本体是用中碳钢或高碳钢材料制造的。该材料适合于淬火，以便提供高的结构强度和表面磨损性能。该圆筒形本体形成后包括在一端的一内凹座，以便插入件的定位和固定。

具有内凹的或外凸的球形的插入件是用低碳钢材料制造的。该材料可经受热处理而仍保持延展性。该插入件呈简单的帽状，可以与本体的一端连接。该插入件还可是细长的形状，它包括一自球形表面端部延伸的圆盘，该球形表面端部在一相邻的管状颈部结构旁。该细长的插入件被用来与中空体连接，以形成一具有封闭的内空腔的活塞。

在所有的情况下，最终形成的活塞包括一管道，该管道通过本体和插入件。该管道被用来提供一路径，以便使来自缸体里的压力缸体孔的压力流体通过活塞和滑块，与旋转斜盘可操作地连接。

图1是活塞的纵向剖视图，显示了中空体、细长的具有内凹球窝的插入件、及外凸球形滑块；

图2是另一种活塞的纵向剖视图，显示了中空体、细长的具有外凸球形端的插入件、及内凹球窝滑块；

图3是第三种活塞的纵向剖视图，显示了中空体、具有内凹球窝的插入件、及外凸球形滑块；

图4是第四种活塞的纵向剖视图，显示了中空体、具有外凸球形端的插入件、及内凹球窝滑块；

图5是第五种活塞的纵向剖视图，显示了实心体、具有内凹球窝的插入件、及外凸球形滑块；以及

图6是第六种活塞的纵向剖视图，显示了实心体、具有外凸球形端的插入件、及内凹球窝滑块。

参看图1-6，相同的零件用相同的标号和/或连续的字母表示，以便于了解已提出的各实施例。标号10表示一活塞，它具有一圆筒形本体或套筒12和一中心孔14。套筒12具有一底端16和一头端18(图1)。

插入件20安装在中心孔14里，并具有一底端22和一头端24。一环形突起部26形成于插入件底端22附近。同样的，头部28位于头端24处。一环形凹槽30形成于头部靠近垂直环形台肩32处。具有缩小直径的中心部或杆部34在底端22和头端24之间延伸。缩径中心部34相对中心孔14的内径形成一环绕着其本身的空腔36。一细长的管道38沿插入件的中心轴线延伸，终止于位于头部28里的球窝40处。

如图1所示，滑块42具有一圆球44，它可转动地位于球窝40里。一薄的边缘46存在于插入件20的端部24和圆球44之间，它可向内向着圆球的外表面弯曲，以便防止滑块纵向移动离开球窝40。圆球44仍然可转动地安装在球窝40里。任何所需形状的中心细长管道48从管道38的内端纵向延伸通过滑块42，并终止于平的支承表面50，该表面能与传统的液压泵或马达的旋转斜盘连接。

中空体12较佳的是用中碳至高碳金属材料(例如，AISI 4140)制造。插入件20由低碳金属材料(例如，AISI1010)制造。

插入件20在突出部22处与中空体12接触。插入件还在头端18附近的台肩32处与中空体12相对固定。使用钎焊来加工中空体12与插入件20之间的连接和密封。可对活塞10进行进一步的热处理，使中空体12变硬，而使插入件20保持延展性。钎焊和淬火可在单独的热循环操作中进行，以便进行简化的和经济的制造。

然后，将活塞10组装在滑块42上，这样，外凸圆球44将位于内凹球窝40里，如上面所述的。接着，如上所述将边缘46弯曲在圆球44上。由此形成的活塞10与滑块42之间的连接将允许两个零件之间的转动和枢转自由度，并防止它们分离。

此外，还希望中空体和插入件可用略微不同的形状制造，它们将继续具有前面所述的独有的和优良的特征。

图2显示了另一种活塞10A，其中，在活塞和滑块上的球形表面形状被调换。在该结构里，插入件20A终止于圆球52，而圆球52被接纳在滑块42A的球窝54里。此外，组装时必须使圆球52位于球窝54里并弯曲边缘46A，如按照图1中的结构所述的那样。图2中所示的诸零件的其余部分基本上与上面所述的图1中的相同。管道38A延伸通过插入件20A和圆球52，与滑块42A中的管道48A连通。

图3和图4分别显示了另外一对活塞结构10D和10E。在这些结构里，中空体12D和12E是中空圆筒形状，没有内侧中心孔或空腔。由此可清楚地看到，上述的所有特征和特点在这些变化形式里均有。实心的活塞提供了操作特征的完全不同的排列，而这种不同的排列可用于特定用途的液压动力装置。虽然中空体12和插入件20用不同的材料是较佳的，但本发明并不限于此。图3和4中的敞开空腔的中空活塞10E和10D具有减轻重量的优点，从而适用于某些液压动力装置。

图5显示了一缩短的插入件20B，在组装到圆筒形中空体12B时，它产生一敞开空腔的实心活塞10B。图5还显示了一在插入件20B端部处的内凹球窝40B，而对应的外凸圆球44B在滑块42B的端部处。此外，图6显示了一等同的敞开空腔的活塞10C，其中插入件和滑块的球形表面被调换，从而使插入件20C的端部是外凸圆球52C，而内凹球窝54C在滑块42C的端部。

由此可见，本发明实现了它指明的目的。

Claims (6)

1．一种用于液压动力装置的缸体的活塞，包括：一细长的圆筒形本体，它具有一中心孔；一插入件，它位于中心孔里，并具有终止于一球形表面的第一端；该圆筒形本体是用第一种材料制造的，而插入件是用第二种和不同材料制造的，该圆筒形本体和插入件连接在一起形成一圆柱形活塞。

2．如权利要求1所述的活塞，其特征在于，第一和第二种材料是金属。

3．如权利要求2所述的活塞，其特征在于，该活塞被热处理，使圆筒形本体的金属材料被淬火，而插入件的金属材料保持延展性。

4．如权利要求2所述的活塞，其特征在于，该本体是实心圆柱形。

5．如权利要求2所述的活塞，其特征在于，该本体是中空的圆筒形管。

6．如权利要求5所述的活塞，其特征在于，插入件包括连接第一端和第二端的细长杆部，该杆部具有小于中心孔直径的直径，从而形成一环形的内侧空腔，连接在一起的本体和插入件形成一圆柱形活塞，连接插入件的第一端和第二端并密封本体的端部，从而形成内侧封闭空腔。

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