專利名稱：動力傳送裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種液壓控制系統，更準確地說，是涉及一種變量液壓泵的壓力補償裝置。
在現有技術中存在許多種液壓控制系統，在該系統中將一個延遲網絡連接在液壓管路與工作液體控制機構之間，用以限制通向該控制機構的流量，從而延遲和衰減該控制機構對液壓管路的流體壓力脈動的響應。具有這種特性的延遲網絡的一個例子是在美國專利第4，695，230號中所公開的一種變量液壓泵的載荷感測壓力補償裝置。補償控制系統的延遲和衰減有助于消除控制機構的壓力脈動，從而有助于在泵重載條件下防止泵排液量控制裝置的振蕩運動。
通常，本主題特性的延遲網絡包括一個設置在液壓管路中的節流孔，該節流孔與在該小孔的下游處由管路本身或由一分立的蓄液器形成的流體體積腔相配合來限制液體流量。這種節流孔腔體組合顯示出脈動流動通過節流孔阻尼，造成該腔體壓力脈動減弱的理想特性。但是，對于液體流節流孔阻尼是高度非線性的，并當總液體流量趨近于零時也趨近于零。(名詞“節流孔阻壓”是指遞增阻尼，即通過節流孔的某種穩態流動的流體的壓力變量除以流量變量。)這樣，節流孔/腔體網絡的過濾或減弱特性在低流量流動時就失效，因為該節流孔阻尼趨近于零。
因此，本發明的總的目的是在主液壓管路與液體控制機構之間提供一種包括一個延遲網絡的液壓控制系統，該流體控制機構顯示出或者其特征是，當液體流量趨近于零時，對液體流的阻尼是增加的。本發明的另一個而且是相關的目的是提供一種具有上述特性的系統，即在所述低流量情況下保持其阻尼，同時當流量增加時，保持恒定的阻尼或者增加阻尼。
本發明的再一個目的是提供一種包括壓力補償網絡的變量泵控制系統，該控制系統采用隨著載荷壓力的變化來控制泵排液量的延遲網絡。
本發明的另外一個目的是提供一種用于液壓流體系統中的串連連接的雙向單向閥，使該系統在液體流量變化時，尤其是在低流量情況下獲得一更接近恒定的阻尼。
根據本發明的第一重要方面所提供的液壓控制系統包括一個液壓管路，一個液壓控制機構和一個將該液壓管路連接到控制機構上的延遲網絡，用于限制通過其間的液體流量，并由此來延遲和衰減該控制機構對液壓管路中的液體壓力脈動的響應。該延遲網絡包括一個單向閥，該閥包括一個將液體管路與控制機構連通的液體通道、一個閥元件，和一個用于彈性地推動閥元件關閉該通道的彈簧，從而當液體管路中供給控制機構中的液體流量減少時液體流動的阻尼就增加。最好是將這樣一對單向閥在液壓管路與控制機構之間進行并聯連接，可控制地限制兩個方向的液體流量。為了補償通過該單向閥或一對單向閥的流量的增加而降低阻尼，可以將一個隨著液體流量的變化而增加阻尼的節流孔串連在該閥上。此方法試圖使該組合的壓力降/流量特性進一步線性化。
根據本發明的第二重要方面，一壓力補償的變量液壓泵控制系統包括一個帶有排液量控制連接桿和液體輸出口的變量液壓泵。一條液壓管路通過一個控制閥系統連接到該泵的輸出口，和一個補償網絡用以響應液壓管路中的液體壓力來控制泵的排液量。一個單向閥，最好是如前面所述的一對反向并聯的單向閥，連接在液壓管路與壓力補償機構之間，用以限制和衰減通向控制機構的液體流量。這樣，較高頻率的壓力脈動由該補償網絡隔絕，隨后泵輸出和載荷的脈動降低，并獲得泵的較高程度的穩定性。
根據本發明的第三重要方面，安置前面所述的兩個反向并聯的單向閥作為一個單一的雙向液壓單向閥組件，該單向閥組件包括一個帶有內腔的殼體，該內腔的軸向相對兩端設有液體開口。第一閥元件包括一個接近上述內腔的一軸向端部帶有一底部的杯形套筒和一個由殼體包圍的可軸向地在上述內腔內滑動的側壁。一個第一液體通道延伸通過套筒的底部接近至上述內腔其中之一個的開口。第二閥元件包括一個可伸縮滑動地容納在上述套筒側壁內的閥芯。一個第二液體通道接近殼體內腔的第二端部經過閥芯端部延伸，從內部接近套筒的側壁。在套筒與閥芯的徑向相對的表面之間形成一條液體通道，用于使通過該通道的液體隨著該套筒與閥芯相互間的軸向位置變化而變化。在套筒與閥芯之間設有一處于壓縮狀態的螺旋彈簧，從而將兩個閥元件朝著殼體內腔的對應兩端推壓。在本發明的最佳實施例中，在滑套與閥芯的徑向相對的兩表面之間的液體通道至少包括一個在閥芯外側壁上形成的槽，并且最好是一對沿直徑方向相對的兩個槽。一個槽或一對槽具有供液體流動的橫載面，其流量隨著兩個閥元件相互間的軸向位置的變化而變化。為了在高流速液體條件下限制液體通道，可以在殼體的液體通道的一個或兩個開口處可包括一個預選直徑的阻尼孔。
下面結合附圖對本發明進行介紹，將對本發明以及其它目的，特征和優點更清楚地理解，其中
圖1是本發明的壓力補償變量泵控制系統的液壓工作原理圖;
圖2是本發明目前最佳實施例中的雙向單向閥的沿直徑方向的剖面側視圖;
圖3是圖2中由線條3所包圍部分的局部放大視圖。
圖1表示本發明的一個目前最佳實施例中的壓力補償變量液壓泵控制系統10，該系統包括一個變量泵12，泵12帶有一個可移動的用以改變泵活塞的排液量或行程的斜擺板14。泵12從一貯液槽16中將壓力液體通過一個控制閥的系統18供入液壓管路20，以便流向液壓載荷(未示出)。一個活塞22由螺旋彈簧24和管路20中的液體壓力推到獲得最大的泵排液量時斜擺板14的位置。一個較大的裝有軛鐵的活塞26沿與活塞22是相反方向的方向上作用于斜擺板14上。一個載荷感測和壓力補償系統28接受來自泵12的輸出壓力和液壓管路20中的液體壓力，由此作為這兩壓力的函數來控制活塞26的位置。美國專利第3，554，093號公開了一種如圖1所示型式的典型泵12。就上述范圍描述的圖1中的泵控制系統作為一個例子，在美國專利4，695，230中進行了更詳細地描述，該專利所公開的內容在這里作為本發明的參考資料。
根據本發明，一對反向設置的單向閥30、32在液壓管路20和載荷感測/壓力補償系統28之間并聯連接。更詳細地說，閥30包括一個閥元件34，元件34通過一個螺旋彈簧36對著閥座38進行彈性壓緊，堵住液體從管路20流向系統28的流動，而閥32包括一個元件40，該元件由一個螺旋彈簧42對著閥座44進行彈性壓緊，堵住液體從系統28流向管路20。然而，閥30，32每一個都允許流體沿著與其逆方向相反的方向流動，所具有的阻尼大小與液體流量大小成反比地變化。也就是說，閥32對于液體從左到右(在圖1中的方向)流動的阻尼在零流量(和負流量)接近于無限大，但當該液體流從左向右推動元件40克服彈簧42的作用力而離開閥座44時該阻尼降低。同樣地，在零和負的流量條件下，閥30對液體從右向左的阻尼接近于無限大，但是隨著克服彈簧36的作用力的液體流量的增加阻尼降低。
圖2和圖3表示本發明的目前最佳實施例的一個雙向單向閥組件50，該組件是圖1中單向閥30，32組合在一起形成一個整體的組合件。閥組件50包括一個帶有一對用螺紋擰入其內的端塞54，56的圓筒形殼體52。端塞54，56在其入口端面上具有各自的直徑方向槽55，57。殼體52和端塞55，56一起形成一個軸向設置的液體內腔58，該液體內腔在其兩面對腔體端部通過兩端塞54，56上設置的同軸液體通道60，62開通。一對單向閥元件64，66伸縮地和滑動地設置在內腔58內。閥元件64包括一個端蓋68，它用螺紋擰入空心圓筒形套筒70的一端內。端蓋68帶有一個端部凸緣72，該凸緣將密封圈74面對著套筒70的相對端部設置，以形成閥元件64的大致杯形輪廓。一個液體通道76通過端蓋68延伸并與殼體52和液體通道60，62同軸設置。
閥元件66包括一個可伸縮和滑動地設置在套筒70內的滑閥或閥芯。T-型液體通道77包括一個在靠近端塞54的通道60并與其同軸的中央通道78，和一對直徑方向相對設置的通道80，82，它們從中央通道78擴展到閥元件66的與套筒70的相對內壁表面相鄰的側壁上。一對槽84，86從通道80，82的端部沿著閥元件66的外表面朝著位于套筒70的相對的內壁表面上的圓筒形臺肩88軸向延伸。槽84，86從通道80，82朝著臺肩88呈逐漸變窄的斜度。一個螺旋彈簧90以壓縮的形式約束在端蓋68的內凹部92與閥元件66上一個相對的內凹部94之間。這樣，螺旋彈簧90就將閥元件64，66沿軸向往外壓向相關的端蓋56，54到達圖2和圖3所示的零流量位置。
在工作過程中，首先設定液體壓力是圖2和圖3中從左到右的方向，液體流經端塞54和通道60進入內腔58內。液壓流體壓力對著閥元件66的相對端表面96，克服螺旋彈簧90的作用力將閥元件66向著圖2所示右邊推進。同時，對著套筒70的環形端表面98的壓力(表面98的面積最好等于閥元件66的端部表面96的面積)與彈簧90配合將閥元件64向右對著端塞56的相對端面壓緊。當閥元件66在液體壓力作用下向右位移時，槽84，86開始與臺肩58搭接，從而使液體通過槽84，86流動經過臺肩88進入閥元件66與端蓋68之間的體積內，然后經過通道76和通道62流出閥組件。從左到右方向增加的液體壓力增加了閥元件66的向右運動，允許更大的液流量通過槽84，86。應當承認，在附圖中所示的槽84，86的帶錐度的外形僅僅是舉例說明，其它的槽的輪廓和幾何形狀都可以采用，以獲得任何一種要求特性的液體流量。
同樣，如果設定液體壓力是圖2中的從右向左，作用在端蓋68的端面100上的壓力將閥元件64向著圖2的左邊推動。同時，作用在環形端面102和凹部94的底面104上(上述兩部分面積之和最好等于端面100的表面積)的液體壓力將閥元件66向左推動。當液體壓力增加時，臺肩88與槽84，86徑向對準，使液體可以通過各槽，通過通道80，82，78流過，隨后流經端塞54的通道60。這樣，閥組件50就可以有效地起到圖1中以30，32符號顯示的并聯的反向單向閥的功能作用。
權利要求
1.一種液壓控制系統，該系統包括一個液壓管路、液壓控制裝置和將上述液壓管路連接到上述液壓控制裝置上的延遲網絡，上述延遲網絡包括一個用于限制通過該網絡的液體流量的裝置，以便延遲和衰減上述控制裝置對上述管路中的液體壓力的響應，其特征在于，所述流量限制裝置包括單向閥裝置，它包括一個限定上述管路與上述控制裝置連通起來的液體通道的裝置，一個閥元件，和一個彈簧裝置，該彈簧裝置彈性地將所述閥元件推至其關閉上述通道位置，從而使上述流量限制裝置當流經上述管路與上述控制之間的液體流量降低時，呈現增加液體流動阻尼的特性。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，其中所述單向閥裝置包括一對所述閥元件，它們設置在上述限定通道的裝置中，并與上述彈簧裝置相連接，以反向并聯的方向限制通過該通道的流量。
3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，該系統還包括一個變量泵，該泵包括一個連接到上述液壓流體控制裝置上的泵排液量控制裝置和一個連接到上述液壓管路上的泵輸出口。
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，其中所述液壓流體控制裝置包括一個用于隨著上述壓力管路內的壓力變化來控制上述排液量控制裝置的裝置。
5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，其中所述單向閥裝置包括一個殼體，它包括用以限定一軸向尺寸的內腔的裝置，并限定位于該內腔的軸向相對兩端的液體開口，一個杯形套筒，該套筒包括一個在靠近上述內腔的一個軸向端部的底部，一個由所述殼體包圍、在上述內腔內可軸向滑動的側壁，和一個通過上述底部延伸的第一液體通道裝置，一個可伸縮和滑動地包圍在上述套筒側壁內的閥芯，和一個第二液體通道裝置，該通道裝置從鄰近上述內腔的另一軸向端部的第一通道端部延伸至鄰近上述套筒的側壁內側的第二通道端部，一個位于上述套筒與上述閥芯之間的第三液體通道裝置，該通道裝置可隨著上述套筒和閥芯相對軸向位置的變化而變化，將上述第二通道裝置的第二端部連接至上述第一通道裝置，一個約束在上述套筒與閥芯之間，并朝著上述內腔的兩個相應的端部推動上述套筒和閥芯的彈簧裝置。
6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，其中所述第三液體通道裝置包括一個在上述套筒側壁上的內臺肩，當上述閥芯和滑套由所述彈簧裝置設定在上述腔體的軸向相對的兩端時，該內臺肩鄰近上述第二通道裝置的第二端部。
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，其中所述臺肩當上述閥芯和套筒處于上述內腔的相對的兩端部時，上述臺肩與上述第二通道裝置的第二端部是軸向間隔開，而且其中所述第三通道裝置還包括一個與上述側壁相對的并從上述第二通道裝置的第二端部朝著上述臺肩縱向延伸的槽，該槽具有一個液體流動的橫截面，該橫截面是沿其縱向變化的。
8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，其中所述第二通道裝置包括一個帶有直徑方向相對的第二端部的t-型通道，而且其中所述第三通道裝置包括一個在所述閥芯的外表面上沿直徑方向是相對的上述槽。
9.如權利要求8所述的系統，其特征在于，其中所述液體開口至少一個包括一個具有預定直徑的節流孔，該節流孔起到對液體流動的阻尼隨液體流量的增加而增加的作用。
10.如權利要求1所述的系統，其特征在于，其中所述延遲網絡還包括一個節流孔，它能起到對液體流動的阻尼隨液體流量的增加而增加的作用。
11.一種壓力補償變量液壓泵控制系統，它包括;一個帶有排液量控制裝置和液體出口的變量液壓泵，一個連接到載荷上的液壓管路，一個將上述泵出口與上述液壓管路連接在一起的裝置，一個用以響應液體壓力，控制上述排液量控制裝置的補償裝置，和一種單向閥裝置，該閥裝置包括一個限定連通上述液壓管路和上述補償裝置的流動通道的裝置，一個閥元件，和一個彈簧裝置，該彈簧裝置彈性地將該閥元件推至關閉上述流動通道的位置，從而使流經該液體通道的液體流動阻尼隨著上述管路與上述補償裝置之間的液體流量降低而增加。
12.如權利要求11所述的系統，其特征在于，其中所述單向閥裝置包括一對設置在上述限定通道的裝置內，并與上述彈簧裝置相連接的所述閥元件，用于在相反的兩并聯方向上限制通過所述通道的流量。
13.如權利要求11所述的系統，其特征在于其中所述單向閥裝置包括一個殼體，該殼體包括限定一軸向尺寸的內腔的裝置，并限定位于該內腔的軸向相對兩端的液體開口。一個杯形套筒，該套筒在靠近上述內腔的一個軸向端部處具有一底部，一個由上述殼體包圍的在上述內腔內可軸向滑動的側壁和一個通過上述底部延伸的第一液體通道裝置，一個可伸縮和滑動地包圍在上述套筒的側壁內的閥芯，和一個第二液體通道裝置，該通道裝置是從鄰近上述內腔的另一軸向端部的第一通道端部至鄰近上述套筒側壁內側的一第二通道端部，一個第三液體通道裝置，該通道裝置位于上述滑套和上述閥芯之間，可以隨著上述閥芯和滑套相互之間的軸向位置的變化而變化，將上述第二通道裝置的第二端部與上述第一通道裝置連接，一個彈簧裝置，該彈簧裝置約束在上述閥芯與上述套筒之間，并將該閥芯和套筒朝著上述內腔的對應的兩端部壓緊。
14.如權利要求13所述的系統，其特征在于，其中所述第三液體通道裝置包括一個設置在上述套筒的側壁內的臺肩，當上述閥芯和套筒由上述彈簧裝置定位于上述內腔的軸向相對的兩端部時，該臺肩鄰近上述第二通道裝置的上述另一端部。
15.如權利要求14所述的系統，其特征在于，當上述閥芯和滑套位于上述內腔的相對兩端時，上述臺肩與上述第二通道裝置的第二端部是軸向間隔開的，而且其中所述第三通道裝置還包括一個位于上述側壁的相對的上述閥芯外表面上，并從上述第二通道裝置的第二端部朝著上述臺肩縱向延伸的槽，該槽具有一個供液體流動的橫截面積，該橫截面沿其縱向是變化的橫截面。
16.如權利要求15所述的系統，其特征在于，其中所述第二通道裝置包括一個帶有在直徑方向兩相對的第二端部的T-型通道，而且其中所述第三通道裝置在上述閥芯的外表面上包括一對直徑方向相對的上述槽。
17.如權利要求16所述的系統，其特征在于，其中所述液體開口至少一個包括一個預定直徑的節流孔，該節流孔對液體流動的阻尼隨著液體流量的增加而增加。
18.一種雙向液體單向閥，它包括一個殼體，該殼體包括限定一軸向尺寸的內腔的裝置，并限定在該內腔的軸向相對兩端的液體開口，一個包括一個杯形體的第一閥元件，該杯形體在其靠近上述內腔的一個軸端部具有一個底部，一個由所述殼體包圍可在所述內腔內軸向滑動的側壁，和一個通過上述底部延伸的第一液體通道裝置，一個包括一個可伸縮和滑動地包圍在上述第一閥元件的側壁內的第二閥元件，和一個從鄰近上述內腔的另一軸向端部的第一端部延伸至鄰近上述第一閥元件的二述側壁內側的第二端部的第二液體通道裝置，一個位于上述第一和第二閥元件之間的第三液體通道裝置，該通道裝置可以隨著上述第一和第二閥元件相互間的軸向相對位置變化而變化，將上述第二通道裝置的外端部與上述第一通道裝置連接，一個約束在上述第一和第二閥元件之間并將上述兩閥元件朝著上述內腔的兩對應的端部壓緊的彈簧裝置。
19.如權利要求18所述的閥組件，其特征在于，其中所述第三液體通道裝置包括一個位于上述第一閥元件的側壁上的內臺肩，當上述兩個閥元件由上述彈簧裝置定位于上述內腔的軸向相對的兩端部，該臺肩鄰近上述第二通道裝置的第二端部。
20.如權利要求19所述的閥組件，其特征在于，當上述兩個閥元件處于上述內腔的相對的兩端部時，上述臺肩與上述第二通道裝置的第二端部是軸向間隔開的，而且其中所述第三通道裝置還包括一個位于上述第二閥元件的外表面上與上述側壁相對的并從上述第二通道裝置的第二端部朝著上述臺肩縱向延伸的槽。
21.如權利要求20所述的閥組件，其特征在于，其中所述槽具有供液體流動的橫載面，該橫載面沿著縱向是變化的。
22.如權利要求20所述的閥組件，其特征在于，其中所述第二通道裝置包括一個帶有直徑方向上相對的兩第二端部的T-型通道，而且其中所述第三通道裝置包括一對位于上述第二閥元件的外表面上在直徑方向上相對的上述槽。
23.如權利要求22所述的閥組件，其特征在于，其中所述液體開口至少一個包括一個預定直徑的節流孔，該節流孔對流體流動的阻尼隨著液體流量的增加而呈現增加。
全文摘要
一種液壓控制系統，包括液壓管路、液壓控制機構，和將液壓管路連接控制機構的延遲網絡，用于限制通過該網絡的液體流量，從而延遲和衰減控制機構對液壓管路中液壓脈動的響應。延遲網絡包括一對單向閥，用于控制正反向流量。各單向閥包括連通液壓管路和控制機構的通道、閥元件，和彈性地將該閥元件推動關閉該通道的彈簧，使流動阻尼隨液壓管路與控制機構之間流量的降低而增加。
文檔編號F04B49/00GK1047723SQ9010238
公開日1990年12月12日 申請日期1990年4月21日 優先權日1989年4月21日
發明者萊爾·B·塔普林, 維諾德·K·南達 申請人:維克斯公司