CN205371594U - 液压活塞系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压活塞系统，其包括壳体、具有周边区域和端部的活塞以及密封件；所述壳体限定活塞凹座和流体入口；所述活塞可在壳体的活塞凹座内移动，所述活塞的端部具有周边限定通道以及与所述壳体配合以限制活塞行程的部分；所述密封件抵靠活塞凹座密封活塞的周边区域，当所述活塞的所述部分与所述壳体接合时，所述密封件接收流体压力，且流体入口和密封件之间通过周边限定通道进行流体连通。本实用新型可帮助确保液压流体围绕活塞的周边快速地从流体入口移动到密封件，并使得密封件正向接合活塞凹座，从而使得活塞移动的开始时间变得更加一致。

Description

液压活塞系统

技术领域

本实用新型大体上涉及速度离合器中的活塞密封件。更具体地，本实用新型涉及活塞密封件的膨胀，该活塞密封件促进正向活塞密封。

背景技术

通常，建筑机器中的动力换挡变速器包括联接到相关输入和输出轴件的多个齿轮元件。相关数量的离合器被选择性地接合，以驱动那些齿轮元件在输入轴件与输出轴件之间建立所期望的档位比。离合器可为带式或盘式离合器。输入轴件可通过诸如扭矩转换器的流体联接连接到发动机，而输出轴件可直接连接到末端传动装置。从一个齿轮比到另一个齿轮比的换挡通常涉及与当前齿轮比相关的待分离离合器的释放，以及与所期望齿轮比相关的待接合离合器的后续应用。

为了实现精确的换挡计时，需要使用相关流体介质对待接合离合器腔进行适当填充。在填充期间，离合器活塞行程和附属离合器板压缩。由于离合器的这种周期性移动，与离合器活塞相关的密封件可随时间磨损并且变形，进而导致活塞孔与离合器活塞之间形成间隙。这种间隙形成可导致压力增长不一致以及离合器响应延迟。更具体地，离合器可能在离合器板充分压缩之前不会传输扭矩。

美国专利5,680,919公开了一种离合器装置，其减小离合器滑移时间并且提供相对快速的换挡，同时还防止与自动变速器组件中的换挡操作相关的冲击。虽然该参考文献着重于相对迅速的离合器操作，但是并未提供由于密封件泄漏，尤其是在相对较高温度下的泄漏，而导致的离合器填充不一致的解决方案。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种液压活塞系统，可以改善活塞移动的开始时间的一致性。

所述液压活塞系统包括壳体，所述壳体限定活塞凹座和流体入口；所述液压活塞系统还包括具有周边区域和端部的活塞，所述活塞可在壳体的活塞凹座内移动，所述活塞的端部包括周边限定通道，且所述活塞具有设置成与所述壳体配合以限制活塞行程的部分；此外，所述液压活塞系统还包括密封件，所述密封件抵靠活塞凹座密封活塞的周边区域，当所述活塞的所述部分与所述壳体接合时，所述密封件接收流体压力，并且，所述流体入口与密封件之间通过所述周边限定通道进行流体连通。

进一步的，所述活塞凹座限定孔；所述活塞具有限定内周边区域和外周边区域的环形外形；所述密封件是位于所述内周边区域上且与所述孔相接触的内密封件。

再进一步的，所述通道从所述外周边区域径向延伸到所述内周边区域。

优选的，所述密封件具有U形结构。

上述技术方案帮助确保液压流体围绕活塞的周边快速地从流体入口移动到密封件，并且使密封件膨胀并主动接合活塞凹座，从而使得活塞移动的开始时间变得更加一致。

附图说明

图1是根据本实用新型的构思的结合有示例性液压活塞系统的液压系统的横截面图；

图2是根据本实用新型的构思的图1中液压活塞系统的放大图，所述液压活塞系统包括示例性速度离合器活塞；

图3是根据本实用新型的构思的液压活塞系统的速度活塞离合器和围绕速度离合器活塞的工作环境的截面放大图；

图4是根据本实用新型的构思的速度离合器活塞的等距视图。

具体实施方式

参考图1，示出了液压系统10的横截面图。液压系统10可为建筑机器（未示出）的动力换挡变速器组件。例如，建筑机器可为履带式牵引机。然而，本实用新型也可应用于其他机器类型，诸如但不限于液压挖掘机、滑移转向装载机、轮式装载机、反铲装载机、铺路机、铰接式卡车、采矿卡车等等；还可扩展应用于固定式机器，诸如发电机、重型机器和/或适用于家用和商用的其他发电机单元。航海应用是另一领域，可适当地采用本实用新型的一个或多个方面。

可为动力换挡变速器的液压系统10可为本领域中通常应用的变速器组件之一。所描述的实施例说明了一种单元，其包括在壳体14内的液压活塞系统12。壳体14包括第一方向离合器16和第二方向离合器18，其在下文中可互换地称为成组方向离合器16和18。此外，第一速度离合器20和第二速度离合器22被罩设在壳体14内，为了方便起见，其又被称为成组速度离合器20和22。所述成组方向离合器16和18接合到相应的成组方向齿轮（第一方向齿轮24和第二方向齿轮26）。类似地，所述成组速度离合器20和22接合到成组速度齿轮（第一速度齿轮28和第二速度齿轮30）。第一方向齿轮24和第二方向齿轮26控制机器（未示出）改变方向（前进或后退），而所述成组第一速度齿轮28和第二速度齿轮30控制变速器改变输入速度与输出速度之比。

第一方向离合器通路32限定在壳体14内，以便于加压流体流动并且与第一方向离合器16可操作地连通。类似地，第二方向离合器通路34相对于第二方向离合器18限定。正如采用该设置，第一速度离合器通路36限定在壳体14内，以促进加压流体流动并且与第一速度离合器20可操作地连通。类似地，第二速度离合器通路38相对于第二速度离合器22限定。值得注意的是，通路32、34、36、38的每个均包括离合器活塞以便于与离合器16、18、20和22的每个可操作地连通。然而，为了便于参考和理解，前述应用将仅仅描述相对于第二速度离合器通路38设置的离合器活塞（称为活塞40）的细节。可理解的是，针对活塞40的描述并设想的细节和实施例可应用于在通路32、34和38内采用的其他活塞上。

离合器16、18、20和22中的每个均可以是由液压压力驱动的多盘离合器、爪式离合器和/或摩擦离合器中的一种，也可设想其他类型的离合器。在接合的情形下，会需要具有期望的液压流体填充到通路32、34、36和38中，以便于相关驱动元件和从动元件之间的扭矩传递。相关的流体填充时间可被理解成在活塞40从释放状态运动至接合状态经过的时间。正如传统已知的是，离合器16、18、20和22可选择性地由调节流体流的一系列阀（未示出）接合，这些阀可以例如是螺线管操作的比例压力控制阀。为了促进加压流体流动，相关的液压回路可包括正排量泵（未示出），该正排量泵被配置成从液箱或储槽（未示出）供给加压液压流体。此外，可适当地采用一个或多个安全阀来调节阀供给压力。

参照图2，活塞40的上部和活塞40的特定周围环境的截面被更详细地示出，并且与图1的截面视图相符。如图2所示，活塞40限定在壳体14的活塞凹座42内。活塞40可具有基本上环形的外形，具有内周边区域52和外周边区域54（在图4中更佳地观测到）。本实用新型的各方面可仅仅将活塞40的周边区域指代为内周边区域52。然而，这并非是限制性的，并且论及内周边区域52的原则同样可等同地应用于外周边区域54。此外，活塞40包括具有部分51的端部50，该部分51被构造并设置成与壳体14配合以限制活塞40的行程。

活塞40可由铸铁制造，该铸铁与传统的铝制活塞相比，在较小膨胀的情形下可承受90℃至120℃温度的液压流体。虽然对于活塞40设想基于铸铁的结构，但多种其他材料可以是合适的。

当沿着液压流体的示例性流动方向观察时，活塞凹座42可设置在通路38的端部处。活塞凹座42可与活塞40的外部边界相符。该形状的适应性可允许活塞40在活塞凹座42内在落座位置和伸出位置之间移动。在结构上，通路38与活塞凹座42流体连通。更特别地，流体入口44限定在通路端部处，或者限定在通路38和活塞凹座42之间的界面处。在操作过程中，允许流体从流体入口44流入，以有助于活塞40经受流体压力。活塞凹座42在壳体14内包括孔46，孔46具有孔底部48。

在所示出的实施例中，活塞40处于落座位置，并且相对于第二速度离合器22分离。在该位置，活塞40邻抵并且靠着孔底部48。隐含地，流体入口44基本上与活塞40的端部50平齐。活塞40在沿着方向B向伸出位置移动时与第二速度离合器22接合。当流入的加压流体流过流体入口44并且沿着方向B向前推动活塞40时，会产生该伸出位置。

外密封件56可围绕外周边区域54，而内密封件58可围绕内周边区域52。外密封件56和内密封件58均配置成将活塞40密封抵靠孔46。活塞40的外表面60可与第二速度离合器22接合。虽然本实用新型的构思指向内密封件58的工作，但外密封件56的功能也可同样受益于本实用新型的各方面。

参照图3，将更好地理解外密封件56和内密封件58的外形。外密封件56和内密封件58均包括基本上U形的结构。如该视图所示，外密封件56和内密封件58为方向相反的U形。外密封件56和内密封件58的U形结构提供了液压流体在操作期间（或当启动向伸出位置移动时）可进入的区域。于是，外密封件56和内密封件58可相对于孔46膨胀、邻靠甚至更可靠地密封。内密封件58（或以下简称为密封件58）被配置成相对于活塞凹座42密封活塞40的内周边区域52。

图3还示出了活塞40的特有特征。端部50包括外周限定通道62，或以下简称为通道62，这些通道会在图4中更佳地观察到。为此，通道62从外周边区域54径向地延伸至内周边区域52。通过这种方式，在流体入口44和密封件58之间建立正向流体连通，甚至当活塞40处于落座位置时。更特别地，由于流体入口44和密封件58之间通过通道62（在图4中更好地观测到）流体连通，因而当活塞40的部分51与壳体14（或孔底部48）接合时（处于落座位置），密封件58能够接收流体压力。

虽然通道62的外形从外周边区域54延伸至内周边区域52，但也可设想其他的通道长度。例如，通道62也可从端部50的基本上中间区域延伸至内周边区域52，同时也在活塞40处于落座位置时维持流体入口44和密封件58之间的流体连通。

图3还示出了由方向C和方向C’示出的示例性流体流动路线。值得注意的是，方向C对应朝向外密封件56的流体流动方向，而方向C’对应朝向密封件58的流体流动方向。

参照图4，示出活塞40的又一详细视图。更特别地，可更清楚地观测到活塞40的通道62的环形结构和带槽设计。虽然在图4中通道62在数量上示作8个，但可设想其他的数量。如图所示，通道62可以为直角的直切外形。然而，通道62可以被构造成相对于活塞40的轮廓成角度。此外，通道62的形状无需被视为限制性的，因此，通道62可包括曲率、沟槽和/或其他外形特定的结构，其可有助于在活塞40的落座位置期间将液压流体输送至密封件58。同样可设想通道62的不规则外形。

也可设想通道62的其他构造和设置。例如，一个或多个流体通路或通道可构建到活塞结构中，其从端部50延伸至密封件58用以确保端部50和密封件58之间的流体连通。也可设想具有单个通道62的实施例。

工业实用性

在操作期间，由用户或操作者的输入可启动换档过程。同样可设想自动输入。在启动之后，在离合器（例如，第一速度离合器20）分离时，液压流体后退，伴随压力降低，而在离合器（例如，第二速度离合器22）接合时，液压流体前进，由此对活塞40加压。相关联的液压流体沿着方向A，通过第二速度离合器通路38（或液压通路），如上所述（参见图2）。当到达流体入口44时，液压流体与端部50相接触。在赋予所产生的液压推动力之前，液压流体将流入到U形外密封件56和内密封件58中。更特别地，外密封件56会由于现成的流体连通路径（方向C）经受较快的入流。然而，通过通道62便于沿辅助方向C’（参见图3）向密封件58的流体连通（和流体流动）。

随后，流入的流体会填充外密封件56和内密封件58，致使外密封件56和内密封件58膨胀、扩张并基本上紧密地抵靠于孔46。在这样做的过程中，活塞40和孔46之间的间隙和缝隙以适当的方式固定并且建立一致的流体填充操作。这会在流体压力于待分离离合器处完全释放之前发生。更特别地，待分离离合器中的压力降低，而待接合离合器（活塞40）处有液压流体的填充。然后，待接合离合器（活塞40）缓慢上升，同时使得待分离离合器缓慢下降以确保平衡过渡。然后，沿方向B（参见图2）向活塞40施加推力，进而推动第二速度离合器22，由此促进与第二速度齿轮30的正向接合。由于一致且适时的流体填充，从而减少了与换挡质量相关的问题。减少了工作时间并提高了客户满意度。

此外，相对较高的温度可导致密封件蠕变，并在活塞40和孔46之间产生相当大的间隙。基于铸铁的活塞（活塞40）的使用降低了热量和热膨胀的影响。因此，基于铸铁的活塞40可适合于大体上90℃-100℃的较高的温度范围。

应理解的是，上文描述仅仅出于说明性的目的，并且并不意图以任何方式限制本实用新型的范围。因此，本领域技术人员应理解的是，该实用新型的其他方面可从附图、实用新型内容以及权利要求的研究中获得。

Claims (4)

1.一种液压活塞系统，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体限定活塞凹座和流体入口；

活塞，所述活塞具有周边区域并且能在所述壳体的所述活塞凹座内移动，且所述活塞具有端部，所述活塞的所述端部具有周边限定的通道，且所述活塞具有设置成与所述壳体配合以限制所述活塞的行程的部分；以及

密封件，所述密封件抵靠所述活塞凹座以密封所述活塞的所述周边区域，当所述活塞的所述部分与所述壳体接合时，所述密封件接收流体压力，并且所述流体入口和所述密封件之间通过所述周边限定通道进行流体连通。

2.根据权利要求1所述的液压活塞系统，其特征在于，

所述活塞凹座限定孔；

所述活塞具有限定内周边区域和外周边区域的环形外形；以及

所述密封件是位于所述内周边区域上且与所述孔相接触的内密封件。

3.根据权利要求2所述的液压活塞系统，其特征在于，所述通道从所述外周边区域径向延伸到所述内周边区域。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的液压活塞系统，其特征在于，所述密封件具有U形结构。