專利名稱：用于液壓裝置的排量控制機構(gòu)和沖程控制機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液壓裝置的控制機構(gòu)。更具體說，本發(fā)明涉及一種混合排量控制機構(gòu)，它既能直接控制又能伺服輔助控制液壓裝置。這種控制機構(gòu)在各種液壓應用中得到使用，包括應用于滑行駕駛裝卸機(Skid steel loader)的推進系統(tǒng)上，但不限于應用在這種系統(tǒng)上。
液壓裝置，例如液壓泵和液壓馬達，一般或設(shè)有一直接手動控制機構(gòu)，或設(shè)有一伺服排量控制機構(gòu)。直接手動排量控制機構(gòu)的優(yōu)點之一就是這種控制機構(gòu)通常是很簡單的。這種控制機構(gòu)包括一直接連接于旋轉(zhuǎn)斜盤上的杠桿。機器的操作者可直接地移動杠桿，也可通過纜繩或連接手段間接地移動杠桿。操作者必須使出其所有體力來驅(qū)使液壓裝置產(chǎn)生沖程運動。其結(jié)果是，操作者能“感覺到”作用在液壓系統(tǒng)上的負載和控制機構(gòu)的位置。在有些液壓應用中，例如車輛推進系統(tǒng)，這種負載和位置的反饋是需要的，尤其是當操作者希望使車輛有精確運動時?？墒?，負載反饋這一特征要求操作者隨著負載的增加要不斷增加其使出的體力。這就導致操作者疲乏。然而，直接控制機構(gòu)的“死區(qū)”一般要比伺服控制機構(gòu)的小。
伺服排量控制機構(gòu)一般使用加壓液壓缸來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)斜盤，從而使液壓裝置產(chǎn)生沖程運動。伺服控制機構(gòu)提供液壓杠桿作用，這樣只需要很少的體力來驅(qū)動液壓裝置。由于采用這種型式的控制機構(gòu)，就甚至有可能采用一種利用電信號的電-液壓機構(gòu)來使液壓裝置產(chǎn)生沖程運動。另外，伺服控制機構(gòu)能消除由液壓裝置產(chǎn)生的振動傳遞到操作者的控制上。伺服控制機構(gòu)減小了操作者產(chǎn)生疲乏的可能，但卻丟失了負載和位置反饋以及操作者“感覺”這些特點。
所以，就需要有一種混合控制機構(gòu)，它在高負載條件下提供伺服輔助控制，而在低負載條件下提供直接手動控制，以便減少所需要的產(chǎn)生沖程的力，而在低負載條件下又不會完全地丟失操作者的“感覺”。
所以，本發(fā)明首要的目的是為液壓裝置提供一種改進的控制機構(gòu)。
本發(fā)明再一個目的是提供一種同時裝有直接排量控制機構(gòu)的伺服型控制機構(gòu)，以便使液壓裝置能在低負載條件下手動地進行沖程運動，為操作者提供所希望有的“感覺”。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種在高負載條件下避免操作者產(chǎn)生不希望有的疲乏的控制機構(gòu)。
本發(fā)明另一個目的是提供一種能為機器操作者提供感覺到的負載和位置反饋的伺服型控制機構(gòu)。
本發(fā)明另一個目的是提供一種起沖程運動輔助機構(gòu)作用的控制機構(gòu)，以減輕在負載增加的條件下操作者用以驅(qū)動液壓裝置所需的力。
本發(fā)明另一個目的是提供一種能同時達到上述最后兩個目的的控制機構(gòu)。
本發(fā)明另一個目的是提供一種偏動連接機構(gòu)(Bias coupling)，該機構(gòu)包括有一處于控制滑柱和控制套筒之間的彈簧機構(gòu)。
本發(fā)明另一個目的是提供一種生產(chǎn)經(jīng)濟、使用舒適、不產(chǎn)生疲乏并且可靠的控制機構(gòu)。
本發(fā)明涉及一種用于液壓裝置的排量控制機構(gòu)。本發(fā)明有一部分涉及到一種偏動連接機構(gòu)，該機構(gòu)安置在排量變化可動件、致動件和一控制閥總成之間進行運作，該控制閥總成設(shè)有一滑柱和一套筒，它們互相之間能作相對移動。偏動連接機構(gòu)設(shè)有一預載力，必須克服這預載力之后，滑柱和套筒才能互相作相對移動，從而提供輔助液壓力來使液壓裝置產(chǎn)生沖程運動。這種控制機構(gòu)使操作者能在低負載的水平上感覺到反饋的力和位置，而且在高負載水平上還能得到輔助液壓力來使液壓裝置產(chǎn)生沖程運動。
本發(fā)明公開了兩個實施例。第一實施例提供了一種壓縮彈簧型偏動連接機構(gòu)，壓縮彈簧安置在兩個杠桿之間進行運作，一個杠桿與滑柱連接，而另一個杠桿與套筒連接。這樣，套筒與滑柱同步運動，直到反饋力超過彈簧的預載力。
第二實施例包括一種設(shè)有一扭簧的偏動連接結(jié)構(gòu)。該扭簧安置在控制套筒和可動件之間進行運作，控制套筒接收來自致動件的操作者輸入，而可動件接收反饋和位置負載。控制滑柱與可動件連接配合，從而使旋轉(zhuǎn)斜盤和套筒之間的相對運動能導致在滑柱和套筒之間產(chǎn)生相對運動?；吞淄仓g的相對運動使控制閥將液壓油運送至一伺服機構(gòu)中，后者在彈簧的預載力被超過時在液壓力上輔助操作者操作液壓裝置使其進行沖程運動。
其它力生成機構(gòu)，例如加壓缸，或磁極化組件都能產(chǎn)生出所需要的偏動預載力。本發(fā)明適宜于旋轉(zhuǎn)型或直線型的控制閥?；吞淄策m宜于進行互換，以便用作驅(qū)動或反饋的接收件。可以對在各個方向上的若干常用伺服活塞進行控制，以便提供所需要的輔助液壓力來使液壓裝置產(chǎn)生沖程運動。
現(xiàn)簡要說明本發(fā)明的附圖。


圖1為安裝有本發(fā)明控制機構(gòu)的液壓裝置的立體圖；圖2為圖1所示液壓裝置的頂視圖；圖3為沿圖2中3-3線的剖視圖；圖4為沿圖2中4-4線的剖視圖；圖5為沿圖2中5-5線的剖視圖；圖6為沿圖2中6-6線的剖視圖；圖7為在前級泵和后級泵兩者同時安裝有本發(fā)明的串聯(lián)泵的立體圖；圖8為本發(fā)明排量控制機構(gòu)另一實施例的分解立體總成圖；圖9為圖8所示組裝在可動件上的控制組件的平面圖，圖中樞軸蓋已進行剖視以展露出流體通道；圖10為沿圖9中10-10線的可動件或旋轉(zhuǎn)斜盤的斷面圖，為清晰起見，與可動件連配的驅(qū)動銷、連接件和伺服活塞均未在本斷面圖中展示出；圖11為圖9所示控制套筒的前視圖；圖12為圖11所示的控制套筒的右側(cè)視圖；圖13為圖11所示的控制套筒的左側(cè)視圖；圖14為沿圖9中14-14線的斷面圖，展示出扭簧、控制套筒以及旋轉(zhuǎn)斜盤之間的相對位置，圖中實線所示為輸入轉(zhuǎn)矩小于彈簧預載力時的情況，而虛線所示為反饋轉(zhuǎn)矩大于彈簧預載力時的情況。
圖15為圖9中15-15所示區(qū)域的放大視圖。
本發(fā)明將以其應用在最佳實施例中情況進行說明。這并不是說本發(fā)明只應用在所說明的實施例上。要指明的是，本發(fā)明可以覆蓋所有包括在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替換物、改動物、和等同物。
在圖1中，液壓裝置10，例如是一可變排量泵或液壓馬達，設(shè)有一與本發(fā)明配合使用的控制機構(gòu)12。該控制機構(gòu)12包括一流量控制閥總成14和伺服機構(gòu)總成16。如圖3和圖4清楚所示，伺服總成包括有一個或多個通過直接的機械連接方式連接到旋轉(zhuǎn)斜盤20上的伺服活塞18。所以，移動伺服活塞18就導致旋轉(zhuǎn)斜盤20轉(zhuǎn)動或使旋轉(zhuǎn)斜盤20產(chǎn)生沖程運動，這就改變了液壓裝置10的的排量。
流量控制閥總成14包括一可轉(zhuǎn)動地安裝在一控制殼體24中的控制套筒22，總成14可以遠離伺服機構(gòu)總成16安裝并與后者進行流體連通，但最好還是如圖所示安裝在伺服機構(gòu)總成上?？刂苹?6可轉(zhuǎn)動地安裝在套筒22內(nèi)。套筒22和滑柱26相對于控制殼體24說同樣是可以轉(zhuǎn)動的，隨后不久將對此進行說明?；?6、套筒22、以及控制殼體24設(shè)有適宜的運送通道28,30,32，以便讓加壓的流體通過，并隨后將該流體導向伺服活塞18，使旋轉(zhuǎn)斜盤20產(chǎn)生沖程運動，這與常用的伺服機構(gòu)中的情況一樣，因此不是本發(fā)明說明的主題。
請參閱圖1，圖3和圖5，致動件36緊固地安裝在控制滑柱26上，用來轉(zhuǎn)動該滑柱26。致動件36主要呈棱柱形，但是應該看到可以采用其它形狀，而不會有損于本發(fā)明。致動件36設(shè)有一頂平面和一底平面38,40。致動件36的一端連接著滑柱26進行傳動，在鄰近致動件另一端的孔處一常用機械連接件(未示出)與該致動件36進行配合。可以采用電致動機構(gòu)或電-液壓致動機構(gòu)來替代上述機械連接件，或與上述機械連接件聯(lián)合使用，而不會有損于本發(fā)明。
一彈簧機構(gòu)42緊固地連接在致動件36上。彈簧機構(gòu)42最好懸掛式地安裝在底平面40的下面，如圖5和圖6所示。彈簧機構(gòu)42包括有一長形管狀殼體44，在該殼體44中沿其軸向安置著一螺旋壓縮彈簧46。當然，可以采用其它型式的彈簧，而不會有損于本發(fā)明。
一對軸向相隔設(shè)置的彈簧座48,50與彈簧36的端部配合。彈簧座48,50設(shè)有一基本呈杯形的體部52，用來定向地安置彈簧46。一螺紋桿54由體部52軸向地伸展出去。在各彈簧座48，50上設(shè)有一中柱56，也是用來便于彈簧46定向的。一對開口環(huán)58,60安置在殼體44中的槽62,64中，用來使彈簧46固定就位。可以在彈簧46和開口環(huán)58,60之間安置一墊片或隔片66，以便給彈簧總成預加載荷到所要求的值。體部52和中柱56的高度相對于彈簧46完全壓縮的高度同樣是設(shè)計結(jié)構(gòu)時關(guān)注的問題。隔片也可以插裝在杯形體52中，以便進一步控制彈簧46的特性。一般不希望對彈簧46進行重復的完全壓縮?？梢詫椈?6進行選擇，使其產(chǎn)生所要求的感覺/“沖程助力”特性。可以采用單個彈簧，或安置多個彈簧，如圖6所示。這樣，彈簧機構(gòu)42就提供出各種的可能性來精細調(diào)節(jié)本發(fā)明機構(gòu)，以適應于不同的液壓負載/沖程助力的關(guān)系，從而使其可適用于各種型式的機械和應用。
一基本呈Y形的彈簧驅(qū)動杠桿或驅(qū)動叉68在彈簧機構(gòu)的各端處連接于螺紋桿54上。杠桿68設(shè)有一對分隔開的臂部70,72，該兩臂部在主柄74處匯合，該主柄可轉(zhuǎn)動地連接于控制滑柱26上，并可傳動地連接于控制套筒22上，以便使套筒22相對于控制殼體24作轉(zhuǎn)動。鎖緊螺母76安置在桿54上，以便使桿與臂部70,72相對地鎖定。應該在杠桿68的臂部70,72之間設(shè)置合適的間距，以便對彈簧46進行壓縮，并建立起所要求的控制參數(shù)和特性。
請參閱圖1～圖5，滑柱26和套筒22滑動地并可轉(zhuǎn)動地裝配在控制殼體24的孔78中。銷桿80限制住套筒22和滑柱26在一個方向上的軸向運動，而固緊在控制殼體24上的定位件82則阻擋住在另一方向上的軸向運動。滑柱26在其上設(shè)有第一和第二肩臺部84A,84B。彈簧驅(qū)動杠桿68的主柄74可轉(zhuǎn)動地安裝在滑柱26的螺紋端部86上，并與第一肩臺部84A配合。然后致動件36安裝在螺紋端部86上鄰接杠桿68處，并與杠桿68和第二肩臺部84B配合。一杯形螺母88安裝在滑柱26的螺紋端部86上，從而將桿件68,36緊固住，使其分別與套筒22和控制滑柱26一起轉(zhuǎn)動。定位件82與杯形螺母88的頂部配合?；?6可在套筒22的內(nèi)部轉(zhuǎn)動。
一結(jié)構(gòu)盲孔90帶有一對控制通道96,98，在流體流動上與套筒22中的開口28,30和滑柱26中的槽口32連接。螺紋柱塞94從外部封堵住孔90。流體通道96,98通過通道100,102與伺服活塞18連通。壓力輸入口向里伸展與控制殼體中套筒22的開口28,30連通，并進而與滑柱26的槽口32連通。
套筒22通過兩個連接件108,110而與旋轉(zhuǎn)斜盤的柄部106連接配合。銷桿80將第一連接件108固定在套筒22上。轉(zhuǎn)動銷107將第一連接件108固定到第二連接件110上。旋轉(zhuǎn)斜盤20采用常用的銷桿114和環(huán)形槽116的結(jié)構(gòu)連接到第二連接件上。這樣，旋轉(zhuǎn)斜盤20就可以繞柄部106的軸線112旋轉(zhuǎn)，該軸線112與套筒22和滑柱26的中軸線重合。套筒22以基本上直接的方式機械地與旋轉(zhuǎn)斜盤20連接。旋轉(zhuǎn)斜盤20就可以通過機械方式由套筒22進行轉(zhuǎn)動，直到彈簧機構(gòu)的預載力被克服。這之后，油液被運送到伺服機構(gòu)處，而旋轉(zhuǎn)斜盤20就由伺服機構(gòu)進行助推。
在運作中，控制機構(gòu)12設(shè)有一零排量或空檔位置，在該位置上，液壓裝置沒有輸出，旋轉(zhuǎn)斜盤20處于圖4所示的位置上。控制套筒22和滑柱26在角度上是對齊的，所以開口28,30被封住，液壓裝置10基本上不排出什么液流。杠桿件36,68最好也是對齊的，這樣彈簧機構(gòu)42在其可能的運行中是對中的。
請參閱圖3和圖5，當操作者通過電或機械的方式使連接于滑柱26的杠桿36在水平方向運動時，連接于套筒22上的杠桿68也同步運動或協(xié)調(diào)運動。這就是說，在接近空檔位置處，套筒22和滑柱26協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動。在它們之間不產(chǎn)生相對的角度運動。開口28,30仍然被封閉著。但是，旋轉(zhuǎn)斜盤卻旋轉(zhuǎn)著，因為它連接于轉(zhuǎn)動的套筒22。
當作用在致動件36上的力超過彈簧機構(gòu)42的預載力時，中柱56、彈簧座50,52，或彈簧46自身將停止對彈簧機構(gòu)42進行壓縮。之后，套筒22不再隨滑柱26轉(zhuǎn)動?；?6將在角度上與套筒22產(chǎn)生相對的移動。其結(jié)果是，開口28,30將開啟，并運送一控制信號給伺服機構(gòu)16，以便在液力上進行助推，使液壓裝置10產(chǎn)生沖程運動。
當伺服活塞18回應控制信號而運動時，旋轉(zhuǎn)斜盤就被轉(zhuǎn)動?？刂铺淄?2隨旋轉(zhuǎn)斜盤20轉(zhuǎn)動，從而對將加壓流體導向伺服活塞18的流體通道28,30,32進行節(jié)流?？刂苹?6和控制套筒22之間的角度關(guān)系不斷地控制著或調(diào)制著加壓流體流向伺服活塞18的液流，以便保持控制滑柱26(它與致動件36連接)和旋轉(zhuǎn)斜盤20之間的相對位置，從而既控制著由液壓裝置10出來的液壓液流的量又控制著其方向。
本控制機構(gòu)的一個組件是改動的伺服控制機構(gòu)。該控制機構(gòu)是這樣改動的，即只有到所施加來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)斜盤20的力超過一預定值時，伺服機構(gòu)才運作起來起作用。當預定力的值沒有被超過時，控制機構(gòu)12一直就起一個手動排量沖程機構(gòu)的作用。
本發(fā)明采用一彈簧機構(gòu)42在控制滑柱和控制套筒之間提供偏動連接。這種連接使控制套筒22在低負載條件下與滑柱26同步轉(zhuǎn)動。因為旋轉(zhuǎn)斜盤20與套筒22連接，控制滑柱26和套筒22的這種同步轉(zhuǎn)動就導致旋轉(zhuǎn)斜盤20產(chǎn)生運動，從而使液壓裝置10產(chǎn)生沖程運動。彈簧機構(gòu)42在其中設(shè)有一預載彈簧46，設(shè)置的方式使得彈簧機構(gòu)直到旋轉(zhuǎn)斜盤20的轉(zhuǎn)矩反作用超過彈簧預載力之前，只在這個同步關(guān)系的方式上“驅(qū)動”控制套筒22。當轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)斜盤20的負載超過驅(qū)動它的彈簧力時，控制滑柱26和套筒22之間就產(chǎn)生相對的角度轉(zhuǎn)動或角度移動。這個角度移動使得控制壓力能像上述那樣啟動伺服活塞18。所產(chǎn)生的伺服活塞18加壓作用就提供了額外的力來使旋轉(zhuǎn)斜盤20產(chǎn)生沖程運動，從而使操作者的手動力得到“助力”。只是當作用在旋轉(zhuǎn)斜盤20上的負載超過作用在彈簧機構(gòu)42上的預載力時才提供伺服助推作用。變換彈簧機構(gòu)42的預載力就提供了很好的“精細調(diào)節(jié)”本發(fā)明的方法，以適應于不同的液壓-負載/沖程-助推的關(guān)系，從而使其適用于不同型式的機械和應用。
本發(fā)明另一可供選擇的實施例展示在圖8～圖14中。請參閱圖8，液壓裝置210設(shè)有一殼體211和一排量控制機構(gòu)212，后者包括有一液流控制閥總成214(圖9)和一伺服總成216。伺服總成216設(shè)有一個或多個通過直接機械連接方式連接于旋轉(zhuǎn)斜盤220上的活塞218。正如前述實施例中情況一樣，伺服活塞218的運動使旋轉(zhuǎn)斜盤220產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，或助推其產(chǎn)生沖程運動，這就使得液壓裝置210的排量發(fā)生變化。
液流控制閥總成214與可動件或旋轉(zhuǎn)斜盤220的主輸入樞軸(Trunnion)222連接配合。伺服總成216與旋轉(zhuǎn)斜盤220的另一相對端224連接配合。如圖10清楚所示，伺服活塞218通過一連接件226以機械方式與旋轉(zhuǎn)斜盤220連接。連接件226的一部分227凸伸進伺服活塞218上的環(huán)形凹槽228中。
圖9和圖11～圖13更詳細地展示出液流控制閥總成214?？刂铺淄?30穿過樞軸蓋232可轉(zhuǎn)動地安裝在液壓裝置210上，樞軸蓋設(shè)有一密封件234，用以防止液流從液壓裝置210中泄漏出來。控制套筒230設(shè)有一基本呈長方形，最好是方形的、從液壓裝置210凸伸出去的樞軸控制軸或致動件236。致動件236適于設(shè)置一常用式杠桿臂(未示出)，以供操作者輸入用?？刂铺淄?30的另一端在其中設(shè)有一凹腔238，該凹腔適于安置一控制滑柱240。至少有一個流體通道242穿過套筒230，并與孔238相交。類似于前述的實施例，滑柱240在其中設(shè)有槽或孔244，該孔能與控制套筒230的流體通道242對齊，以便使流體流向伺服機構(gòu)216?？刂铺淄?30的與致動件236相對的那一端設(shè)有一伸展出去的倒園的驅(qū)動凸耳246和一對在角度上分隔開來的過載凸耳(Override lugs)248,250，它們基本上與驅(qū)動凸耳246相對。驅(qū)動凸耳246和過載凸耳248,250一起構(gòu)成一凹腔252，該凹腔比孔238大，并偏離孔238。
滑柱240包括有一上端254，該上端中形成有一孔腔256。橫穿孔258與孔腔256相交，并橫向地穿過滑柱240的上端254。流體通道260穿過樞軸蓋232，將加壓的控制流體輸送給套筒230和滑柱240。
請參閱圖9和圖10，可動件或旋轉(zhuǎn)斜盤220設(shè)有一主輸入樞軸222。旋轉(zhuǎn)斜盤220在鄰近樞軸222處設(shè)有一加大的支承直徑264。一對銷桿266,268從支承直徑264的外面伸展出去。銷桿266和268最好相隔180°配置，并且基本上與樞軸222平行地伸展。
在樞軸222的端部形成有一凹腔270。凹腔270基本上與控制滑柱240中的孔腔256相配。在樞軸222上形成有一通槽口272，如圖9和10所示。
請參閱圖15，杠鈴形的驅(qū)動/反饋連接件274和兩個銷桿276,278使控制滑柱240與旋轉(zhuǎn)斜盤或可動件220的樞軸222連接起來。連接件274安置在滑柱240和樞軸222的孔腔256和凹腔270中。連接件274的中部與槽口272配合。銷桿276,278大約互相垂直的插裝進位置。控制滑柱240與可動件或旋轉(zhuǎn)斜盤220連接，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)斜盤的運動而運動。
扭簧280安置在控制套筒230和旋轉(zhuǎn)斜盤220之間進行運作。扭簧280設(shè)有一適于安置旋轉(zhuǎn)斜盤樞軸222的內(nèi)徑。如圖9和圖14所示，扭簧280包括端部282,284。在不加負載的狀態(tài)下，扭簧280的端部282,284比圖14所示的更加互相靠近。但是，控制套筒230上的驅(qū)動凸耳246和/或旋轉(zhuǎn)斜盤上的驅(qū)動銷桿266插裝進彈簧端部282,284之間，使它們擴展，從而使彈簧加上預載。當樞軸222裝進套筒230上的凹腔252中時，旋轉(zhuǎn)斜盤222上的過載銷桿268在控制套筒230的過載凸耳248，250之間伸展。
這種扭簧實施例還有幾個特征值得進一步討論。首先，套筒230是連接于致動件230上的，或與致動件230形成一體。這樣，滑柱240就根據(jù)致動件236的運動而運動。旋轉(zhuǎn)斜盤220起可動件的作用，并且還包括部分的反饋機構(gòu)。旋轉(zhuǎn)斜盤或可動件220設(shè)有一斜軸線或轉(zhuǎn)動軸線286，該軸線伸展通過樞軸和支承直徑264的中心。斜軸線或轉(zhuǎn)動軸線286與伺服活塞218的運動方向是垂直的，如圖9清楚所示。換句話說，伺服活塞218是依橫切于斜軸線286的方向安裝的。
在具體運作中，本實施例的排量控制機構(gòu)212(該機構(gòu)包括214,216，如圖9所示)使操作者能“感覺到”，并使液壓裝置210在低負載下產(chǎn)生沖程運動，還能在高負載下提供液壓沖程助推。和第一實施例的情況一樣，液壓沖程助推是在旋轉(zhuǎn)斜盤220上的負載反饋超過彈簧上的預載時發(fā)生的。例如，操作者首先在向前的方向上，或向后的方向上開始使液壓裝置產(chǎn)生沖程運動，方法是在相應的方向上扭轉(zhuǎn)致動件236。與之連接的控制套筒230就轉(zhuǎn)動，由于有連接件274和彈簧280的預載，這個轉(zhuǎn)動就帶動了旋轉(zhuǎn)斜盤220和滑柱240。在控制套筒230和滑柱240之間不產(chǎn)生相對運動。所以，沒有流體通過流體通道242,244被運送到伺服活塞218處。在這些條件下，通過作用在致動件236上的阻力，操作者就能感覺到旋轉(zhuǎn)斜盤220上的負載反饋和位置。
當由于液壓裝置210的運行在旋轉(zhuǎn)斜盤220上的負載反饋超過彈簧280上的預載時，扭簧280開始允許控制套筒230和旋轉(zhuǎn)斜盤220之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。如圖14中虛線所示，控制套筒230上的驅(qū)動凸耳246將彈簧端部284推離開另一彈簧端部282，后者被驅(qū)動銷桿266限定住。由于控制滑柱240通過連接件274連接到旋轉(zhuǎn)斜盤220上，所以控制套筒230也相對于控制滑柱240作轉(zhuǎn)動。其結(jié)果是，流體將被運送到流體通道242,244之一中去。這種控制流體按常規(guī)方式運送到伺服機構(gòu)216處，并作用在伺服活塞218之一上。
伺服活塞218連接到可動件或旋轉(zhuǎn)斜盤220上進行傳動。所以，當更多的流體作用在伺服活塞218的一端時，伺服活塞218將對旋轉(zhuǎn)斜盤220施加更多的轉(zhuǎn)矩，使其在所要求的方向上轉(zhuǎn)動。換句話說，操作者在使液壓裝置210產(chǎn)生沖程運動時將得到液力的助推。
一旦有足夠的控制流體提供給伺服活塞218，控制機構(gòu)就調(diào)制控制信號，以保持所要求的沖程助推。當操作者沿相反方向使液壓裝置210產(chǎn)生沖程運動時，除了與控制機構(gòu)212的相對運動是在相反方向進行外，其它的情況完全一樣。
當操作者要停止液壓裝置210的沖程運動時，就反向進行操作過程。操作者用力將致動件236轉(zhuǎn)到空檔位置。這就帶動控制套筒230轉(zhuǎn)回到圖14所示的實線位置。套筒230相對于旋轉(zhuǎn)斜盤220和滑柱240運動，不斷縮減控制信號直到通道242,244完全被封閉住。然后，只要彈簧預載超過反饋力，操作者就將直接進行控制，或“感覺”。
本發(fā)明本實施例的一個可選特征是過載機構(gòu)，該機構(gòu)防止彈簧280過載或經(jīng)受過大的應力。設(shè)置了一對在角度位置上分隔開來的過載凸耳248,250，它們從控制套筒230的里端伸展出來。由旋轉(zhuǎn)斜盤220伸展出來的過載銷桿268安置得基本上與驅(qū)動銷桿266相對，并置于過載凸耳248和250之間。由于與凸耳248，250連接，過載銷桿268限制了彈簧端部282,284之間的相對角度移動，并由此限制了控制套筒230，旋轉(zhuǎn)斜盤220和控制滑柱240之間的相對角度移動。圖14中的虛線展示了扭簧280受限定的位置。沿相反方向轉(zhuǎn)動也受到類似的限定。當然，在正向和反向的運作方式中，凸耳248,250可以安置得能提供不同的角移限制。過載特征也可以用來限制進入流體通道242,244中的控制液流。
本發(fā)明可以進行各種改動和變化。例如，本發(fā)明可以應用到一種線性控制，這種控制設(shè)有控制滑柱和控制套筒，它們互相之間作縱向滑動。本發(fā)明的偏動連接件能有效地將可動件，反饋件，致動件，控制閥的滑柱套筒，以及伺服機構(gòu)互相連接起來。
本發(fā)明的最佳實施例通過附圖和說明書得到闡明，盡管使用了一些專門的術(shù)語，但它們是在一般的意義上或說明性的意義上應用的，而不是在限定的意義上應用的。應該看到，當情況變化需要提出變動的建議或采取應急措施時，可以在組件的構(gòu)形和配合方面，以及在等同物替代方面進行改變，而不會偏離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于變排量液壓裝置的排量控制機構(gòu)，該液壓裝置中設(shè)有一用來改變液壓裝置流體排量的可動件，所述排量控制機構(gòu)包括有一致動件，用于將操作者的輸入力施加到所述可動件上；一與所述可動件和所述致動件連接的反饋機構(gòu)，該反饋機構(gòu)作得當負載作用到所述可動件上時能提供傳感負載的反饋力；一控制閥，該閥設(shè)有一滑柱和一套筒，相互之間可以移動，滑柱和套筒中之一個與所述反饋機構(gòu)連接，而滑柱和套筒中之另一個與所述致動件連接，根據(jù)所述滑柱和套筒之間的相對移動，所述控制閥能產(chǎn)生出一個控制信號；一伺服機構(gòu)，用于接收來自所述控制閥的控制信號，并與所述可動件連接進行運作，以便使所述可動件運動，由此而能根據(jù)所述控制信號來改變所述液壓裝置的流體排量；一偏動連接機構(gòu)，它連接于所述反饋機構(gòu)、所述控制閥的套筒和滑柱、以及所述致動件；所述偏動連接機構(gòu)設(shè)有一預載力，該預載力設(shè)置得只有當反饋力超過預載力時所述套筒和滑柱才產(chǎn)生相對的移動；所以直到反饋力超過預載力之前所述套筒與所述滑柱同步運動，一旦超過，則所述套筒和所述滑柱出現(xiàn)相對移動，從而產(chǎn)生一控制信號輸送到所述伺服機構(gòu)處，并使所述伺服機構(gòu)增添操作者輸入力來運動所述可動件，以改變所述液壓裝置的流體排量。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的排量控制機構(gòu)，其特征在于所述套筒與所述可動件連接，而所述可動件依據(jù)所述套筒的運動而運動。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的排量控制機構(gòu)，其特征在于所述偏動連接機構(gòu)包括有一彈簧。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的排量控制機構(gòu)，其特征在于所述控制閥是一轉(zhuǎn)動控制閥，所述套筒和所述滑柱互相之間有相對轉(zhuǎn)動。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的排量控制機構(gòu)，其特征在于所述偏動連接機構(gòu)包括有一叉形件，該叉形件設(shè)有一長形頸部與所述套筒和滑柱中之一連接進行傳動和一對分隔的由所述頸部向外伸展的臂部；一彈簧殼體，它連接于所述致動件上，并安裝在所述臂部之間；所述致動件與所述套筒和滑柱中之另一個連接進行傳動；所述彈簧安置在所述致動件、所述套筒、所述臂部和所述滑柱之間進行運作，以便提供所述預載力。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的排量控制機構(gòu)，其特征在于所述彈簧殼體是管狀的，所述彈簧安置在該殼體中。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的排量控制機構(gòu)，其特征在于所述可動件是一旋轉(zhuǎn)斜盤。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的排量控制機構(gòu)，其特征在于所述伺服機構(gòu)包括有一對伺服活塞，每一伺服活塞都在相反方向上偏離所述轉(zhuǎn)動軸線。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的排量控制機構(gòu)，其特征在于所述套筒是加長的，設(shè)有多個相間分隔的、沿軸向由套筒伸展出的凸起，以便在這些凸起之間確定出一凹腔，所述偏動連接機構(gòu)包括有一個安置在所述凹腔中的扭簧。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的排量控制機構(gòu)，其特征在于所述可動件，所述滑柱，以及所述套筒，所述各件都設(shè)有一貫通其中的縱軸線，所述可動件的縱軸線與所述滑柱的縱軸線和所述套筒的縱軸線重合。
全文摘要
一種液壓裝置用的排量控制機構(gòu)包括:一致動件;一反饋機構(gòu);一能產(chǎn)生出一個控制信號的控制閥;一能根據(jù)控制信號來改變液壓裝置的流體排量的伺服機構(gòu);一偏動連接機構(gòu);偏動連接機構(gòu)設(shè)有一預載力,當反饋力未超過預載力時控制閥中的套筒與滑柱同步運動,當反饋力超過預載力時則套筒和滑柱出現(xiàn)相對移動,從而產(chǎn)生一控制信號輸送到伺服機構(gòu)處,并使伺服機構(gòu)增添操作者輸入力來運動一可動件,以改變液壓裝置的流體排量。
文檔編號F04B49/12GK1224124SQ9812527
公開日1999年7月28日 申請日期1998年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月21日
發(fā)明者約瑟夫·E·路易斯, 加里·R·林根費爾特 申請人:沙厄股份有限公司