專利名稱：具有壓力釋放控制的液壓連接組件的制作方法
具有壓力釋放控制的液壓連接組件描述 本發明涉及裝備有壓力釋放裝置的液壓連接組件。從現有技術已知適合于將操作機械(operating machine)的機載(onboard)液壓回路連接到可移動的液壓裝備的液壓回路的液壓組件。使用這些液壓連接組件的示例是用于運土的機械例如挖掘機或類似物，該機械設置有用于致動機械構件的機載液壓回路并且通過利用柔性管和速接聯接器(quick coupling)連接到液壓機載回路，而通常具有將所述機載回路連接到可移動的液壓裝備(諸如例如風鉆、切削刀具和相似的用具(tool))的可能性。然而，用具液壓連接到機械具有缺點。第一缺點涉及當拆開裝備時機載液壓系統仍然處于壓力下。這需要當用具在使用之后被拆開并被儲存時用具回路充滿流體。如果，如日常發生的，使用后的裝備被留在建筑現場，通常暴露于太陽或在所有情況下遭受可以決定用具的液壓回路中的內部溫度的增加以及因此壓力的增大的元件的作用，那么用具的仍然充滿流體的液壓回路是危險源。該壓力在用具中增大，除了由于本身壓力可以損壞裝備自身的危險外，壓力還是不利的并且因此應該避免，因為壓力將使用者必須施加以將用具連回到機械的力顯著地增大到使得它有時不能克服的程度。通常，如所提到的，借助于一個或多個速接聯接器來實現這樣的連接，這需要操作者通過使壓力在軸向方向移動來將用具管路的半聯接器連接到連接組件設置在機械上的相應的半聯接器。這樣在用具中存在的加壓流體會要求數十公斤的接合力，這對使用者來說太高而不能建立連接。由于該原因，在市場上已知包含管路上的減壓裝置(decompression means)的連接組件，以便消除這些缺點。國際專利申請W02008/012293提供了從現有技術已知的類型的這些系統的示例， 該申請示出了液壓連接組件，該組件包括一件式主體(one-piece body)和可連接到排出管路的輔助的壓力釋放設備，該一件式主體在外部附接到操作機械并設置有可連接到機械的液壓回路的壓力管路的液壓聯接器，用于供給可移動的裝備。當被連接到液壓組件時，輔助的釋放設備被置于回路的壓力供給管路和排出管路之間并且包括設置有由操作者手動致動的孔口控制的排氣閥(exhaust valve)，以釋放來自機械管路中的壓力。排放閥是滑動式活塞類型并且壓力釋放控制包括桿杠，杠桿可被使用者在靜止位置(resting position)和工作位置之間移動。使從現有技術已知的類型的此解決方案困擾的缺點在于使用者必須手動致動壓力釋放控制來釋放來自回路內部的壓力，并且因此，當拆開裝備以釋放來自裝備的液壓回路的壓力時，操作者必須記得實施該操作。從現有技術已知的該設備的另外的缺點是其結構復雜性，這導致液壓組件的高生產成本。尤其，設備的結構的復雜性和存在于速接聯接器的含鑄鐵區段內部的多個管限制了最大的流體壓力值。實際上，整體組件的緊密性是有限的，因為加壓流體被迫使在存在于鑄鐵主體中的穿過式開口(through port)內流動。從現有技術已知的用于建立操作機械的機載回路和儀器之間的液壓連接的另外的解決方案包括使用設置有能夠作為壓力釋放設備的可移動的元件的速接聯接器，從而達到壓力釋放設備的高自動化程度，該壓力釋放設備不是由操作者干涉單獨定位的控制設備而手動致動，而相反是包括在聯接器自身中，從而由操作者利用與用于嚙合和分開的步驟相同的軸向推力來自動致動。 在同一申請者的專利EP1179701中公開了這樣的技術解決方案的示例，在該專利中，描述和要求了適合于被插入在國際專利申請W02008/012293中所示的類型的鑄鐵區段的液壓聯接器，其包括設置有減壓閥的可移動的元件，當所述元件經操作者的軸向推力而到達行程末端位置時，該減壓閥是開著的，這有意地延長了用于致動減壓設備的嚙合動作。這樣的技術解決方案留有一些未解決的缺點，即使相比于申請W02008/012293的教導它通過將這樣的減壓設備并入聯接器中來相當地簡化了減壓設備，并且因此借助于相同的嚙合連接的操作而得到允許致動減壓的另外的優點。這些缺點之一包括制造可移動的元件特別地減壓閥的困難性，由于減壓閥的小尺寸其需要用手裝配。因此對于手動裝配非常小的零件的需要損失了生產成本。使具有所列舉的類型的減壓設備的連接組件困擾的另外的缺點在于包括高的力， 操作者必須施加該高的力以在存在殘留的內壓力下建立用具的液壓管路到連接組件的聯接器的連接，以及使它們減壓。如將在下面更詳細地描述，
圖1和圖2分別示出插入最接近于本發明的目的的現有技術的設備的一體式主體(one-block body) A的速接聯接器100和速接聯接器200。如明顯的，聯接器的可移動的元件可以相對于由鑄鐵制成的一體式主體 A軸向移動，并且可移動的元件的最外面部分接觸著所述一體式主體A的內部部分而滑動， 設置一個或多個密封件101、201以確保聯接器和一體式主體A之間的流體緊密性。由于一體式主體A的鑄鐵的孔隙率，密封件101和密封件201的滑動摩擦系數非常高，并且這導致減壓管路所需要的高的力值，并且經過許多惡性的循環后，導致密封件自身的耗損，耗損可導致液壓緊密性逐漸減小，隨之需要替換整個設備或至少整個聯接器。為了試圖減少這些缺點，在電鍍工藝后，使一體式組件A經受內表面的拋光，以便減小其孔隙率且因此減小密封件的摩擦系數。需要繼續進行該另外的表面機械加工意味著增加生產成本以及增加生產時間。實際上，在一體式主體已經歷電鍍后，其必須返回到機床工作臺以拋光內表面。除了導致顯著地增加生產成本外，電鍍后的拋光工藝還因此延長用于制造設備的時間。尤其，已遺感地發現即使極度謹慎地處理并采取必要的質量措施來監測生產過程，拋光通常也不會考慮結構的要求，結果不幸的是一些設備在嚙合所需要的力方面不滿足產品規格。因此特別感覺需要提供允許克服使現有技術的已知類型的設備受到困擾的缺點的一體式類型的液壓連接組件。因此本發明的主要任務是提供用于將用具的液壓管路連接到液壓回路的液壓組件，在回路中的流體壓力相同的情況下，該組件允許減小操作者必須施加以減壓管路的力。在該任務的范圍內，本發明的目的是提供具有較大的結構簡易性的液壓連接組件，其允許自身增加可靠性并減少成本和生產時間。
本發明的另外的目的是提供液壓組件，該液壓組件允許減少生產工藝操作的必要次數，特別地通過完全消除拋光內表面的步驟而簡化了機加工和處理由鑄鐵制造的一體式組件的步驟，從而還在該情況下獲得降低生產成本和加快生產工藝方面的雙重優點。本發明的非最后的目的是提供具有更高的工作壓力和爆破壓力的液壓組件，從而提升設備的安全標準。而且，本發明的目的是提供適于連接不同尺寸的聯接器的液壓組件。 通過用于連接一個或多個液壓管路的液壓連接組件實現該任務和這些目的以及其他目的，這將在下面更加詳細地解釋，該液壓連接組件包括整體式主體(mono-block body)，該整體式主體包圍一個或多個液壓管路和連接到所述液壓管路的至少一個排出管路，該液壓連接組件還包括所述液壓管路中的至少一個上的聯接器，該聯接器設置有適于致動所述管路減壓裝置的軸向可移動的元件，其特征在于所述減壓裝置包括至少一個密封構件和至少一個或多個凹處(niche)，該密封構件被置于所述可移動的元件上并且適合于對所述聯接器的固定構件液壓地密封所述可移動的元件，該凹處存在于聯接器的所述固定構件上，使得所述元件在第一工作位置和第二減壓位置之間是可移動的，在第一工作位置中，所述密封構件對所述固定構件液壓地密封，在第二減壓位置中，所述密封構件被置于一個或多個凹處，使得不再液壓密封，而允許流體移動到所述排出管路。通過以非限制性示例提供的且在附圖中示出的以下詳細描述，本發明的另外的特征和優點將更明顯，其中圖1示出了屬于從最接近于本發明的目的的現有技術所知的類型的設備的第一聯接器的局部截面側視圖；圖2示出了屬于從最接近于本發明的目的的現有技術所知的類型的第二聯接器的局部截面側視圖；圖3示出了沿根據本發明的液壓組件的縱向平面取的截面、側視裝配圖；圖4示出了圖3的聯接器的細節；圖5示出了圖3中的在第一工作位置中的聯接器，其中管路中的穿過聯接器的流體可被加壓；圖6示出了圖5中的在第二減壓位置中的聯接器的相同放大部分，在其中，流體自由地從軸向的液壓管路轉到減壓管路。根據本發明的在所提到的附圖中以非限制性示例的方式示出的優選實施方式，根據本發明的液壓組件1包括一體式主體A，在該一體式主體A中通常容納至少兩個聯接器。實際上，根據本發明的液壓組件旨在將用具的液壓管路連接到操作機械的機載液壓回路，例如，并從而通常提供供給或輸送管路2和回流管路3。限定在一體式主體A內部的液壓輸送管路2和回流管路3分別與速接聯接器5和速接聯接器6相關聯，用于連接用具的液壓管路，未在圖中示出。分別通過一體式主體A的內部開口 2a和3a，連接1的輸送管路2和回流管路3被連接到液壓回路的排出管路4。當輸送管路2和回流管路3連接到操作機械的機載液壓回路的各自的壓力管路時，例如，排出管路4連接到用于儲藏回路中的液體的容器。通過速接聯接器5和速接聯接器6，液壓管路2和液壓管路3可以連接到如所提到的用具(即在待被連接到操作機械的裝備的情況下的液壓裝備)的液壓管路。根據本發明的液壓組件還包括用于釋放液壓壓力的裝置。特別地，所述液壓壓力釋放裝置被包括在所述聯接器5和聯接器6的每個中，使得操作者可以獨立地釋放來自供給管路2的壓力和/或進入回流管路3的壓力，即通過操作設置在兩個管路中的每個上的所提到的釋放裝置。現轉到液壓管路的連接的聯接器5和連接的聯接器6的詳細描述，注意到可移動的元件的結構和兩個聯接器的在一體式主體A內的接合段的結構基本上相同，而兩個陽性聯接器5和陰性聯接器6不同處僅是用于物理連接到用具的管路的從一體式主體A凸出的段(portion)。 借助于該基本上對稱的兩個聯接器，將具體參考圖4的放大部分來描述它們，圖4 更詳細地示出了兩個聯接器中的一個。因此，具體參考圖4，根據本發明的連接組件的聯接器中的每個包括接合器 (adapter) 10，接合器10具有實質上中空的圓柱形形狀，且軸向地限定液壓回流管路3，該接合器10在與其同軸的液壓管路處與所述一體式組件A的下部分穩固地相關聯，例如通過用螺釘固定。一體式組件的后部分指相對于前部分的部分，前部分是用于連接到用具的聯接器從其凸出的部分。每個聯接器還包括后體(rear body) 11，后體11與所述接合器10滑動地相關聯。 特別地，接合器10具有實質上軸向的內部開口，在該內部開口中接收所述后體11、螺旋彈簧12，該螺旋彈簧12在所述后體11和具體設置在所述接合器的內部開口處的定位器之間活動并且能夠產生阻擋兩個元件相互接近的力，即能夠產生阻擋后體11在接合器10內的穿插(interpenetration)的力。因為后體11部分插入接合器10并且隨其滑動地相關聯，所以通常存在接合器10 的外圍地圍繞后體11的段10a，段IOa同樣為實質上圓柱形的并且裝備有用于流體穿過的軸向的開口。在接合器10的所述段IOa的內表面上存在一個或多個槽10b，該一個或多個槽IOb因此面向所述后體11的外表面。后體11屬于聯接器的可移動的元件，因為后體11在第一位置和第二位置之間是軸向可移動的，如在下面更詳細地描述。當操作者決定在軸向方向手動推聯接器時，通過存在的螺旋彈簧12來抵制后體11朝向接合器10的運動，盡管其可以被推向朝向一體式主體 A的后部分，因此壓縮彈簧12。實際上，所述后體11被環形螺母13軸向限制，環形螺母13穩固地連接到所述一體式主體A的前部分，與液壓管路3同軸。根據在附圖中示出的優選方式，環形螺母13被螺紋固定到一體式主體A。密封構件Ila設置在體11的后部上，該密封構件Ila能夠徑向向外凸出以便對接合器10的末端段IOa的內表面液壓密封，該體11的后部嚙合在接合器10的內部。所述密封構件Ila優選由用聚氨基甲酸酯或相似材料制成的環形密封件組成，具有適當成形的輪廓，帶具有使密封最優化且使摩擦最小化的尖端的密封區。所述密封構件Ila被保持在通過存在的金屬環形物而在后體11的外表面上適當獲得的座(seat)中，其在其外殼內部限制密封件本身。還由耦合在密封件和其的座之間的形狀來確保密封件在其座中的穩定性。
環形螺母13還軸向地對稱于聯接器的縱軸并具有用于軸向驅動內體(inner body) 15的內直徑。此外，帶螺紋的環形螺母具有實質上圓柱形的段13a，段13a旨在外圍地包封后體11，后體11因此相對于環形螺母13滑動。通過存在的密封元件14，代表性地 0-環且通過特殊的防凸出環(anti-extrusion ring) 14a來確保在后體11的外表面和環形螺母13的段13a的內表面之間的液壓密封。 簡言之，后體11是軸向可移動的，通過后面接觸接合器10且通過前面接觸環形螺母13使其運動受限制。另外的元件，即內體15，完成一體式元件A內的接合部分。內體15被同軸地安裝到其他元件，被插入環形螺母13的內部并且利用段15a部分地穿插所述后體11。因此內體 15被穩固地連接到后體11，例如通過螺釘固定。通過密封構件16，代表性地0-環且通過特殊的防凸出環16a來確保在內體15的外表面和環形螺母13的內表面之間的液壓密封。在圖6更詳細地示出的適合于建立內體 15的內部開口和流體儲藏腔17a之間的相通的實質上徑向的連接管17被設置在內體15的外圍壁(peripheral wall)處。所述腔17a由內體15、環形螺母13和后體11限定，同樣通過密封構件14且通過特殊的防凸出環14a來確保防止流體分散的液壓密封。現將具體參考圖5和圖6，描述根據本發明的聯接器組件的操作，圖5和圖6分別示出了在第一工作位置和第二壓力釋放位置中的聯接器的可移動的元件。當基本由后體11和內體15組成的可移動的元件在圖5的工作位置中時，供給組件的液壓管路3將操作機械的液壓供給回路放置成與可能的用具相通。而且如果沒有用具連接到供給組件的聯接器6，則可移動的元件在圖5所示的位置中。當管路需要被減壓時，操作者僅需要在軸向方向將另外的壓力施加到聯接器，導致內體15的超程(over travel)，內體15轉而將后體11推向一體式主體A的后區域，直至可移動的元件處于圖6所示的配置中，在圖6中可移動的元件到達其行程終止位置。當可移動的元件移動以到達圖6的行程終止位置時，聚氨基甲酸酯密封構件Ila 在接合器10的末段IOa內部滑過幾毫米，再次確保液壓密封，直至所述密封件Ila到達在所述接合器10的內表面上存在的凹處或減壓槽10b。此時，再參考圖6，密封件Ila處于凹處IOb并且因此不再確保對接合器10液壓密封。因此來自管路3的加壓流體可流向在密封件Ila和減壓凹處IOb之間產生的穿過式開口，從而到達釋放管路3a，并穿過后面的排出管路4。因此加壓流體通過排出管路釋放，并且因此在管路中，在該情況下為回流管路3中減小了壓力。如所提到的，借助于存在的連接管17允許可移動的元件的平移，當可移動的元件從靜止位置移動到減壓位置時，連接管17允許不可壓縮的流體，代表性的油，流出到儲藏腔17a。相似地，在相反方向的平移運動期間，該相反方向的平移運動使可移動的設備從減壓位置恢復到工作位置，且因此恢復密封件Ila的密封，流體被儲藏腔17a通過連接管17 收回到聯接器內部。在輸送管路2上的聯接器5的操作與參照回流管路3的聯接器5所示出的一樣。此外，根據本發明的聯接器組件允許可互換的并且符合標準ISO 16028的陽性聯接器5和陰性聯接器6關聯到不同直徑的用具的液壓管路，因此包括與一體式主體A相關的合適的接合器。
根據本發明主題的連接組件包括用于減壓管路從而保持極其簡單結構的裝置。特別地，使用既不需要手動裝配且從工程觀點看也不特別復雜的裝置來實現流體的減壓。此外，具體參考圖4、圖5和圖6，注意到可移動的元件的部件基本由沒有接觸一體式主體A的內體15和后體11組成。因此，在根據本發明的連接組件中，不存在接觸一體式主體A的鑄鐵結構的可移動的部件，從而得到多個優點。如所提到的，第一優點涉及生產時間和生產成本的降低，因為一體式主體的內表面不再需要表面磨光，尤其是拋光，而表面磨光卻在現有技術的已知的解決方案中減小了材料孔隙率， 以便減少摩擦同時增加與一體式主體接觸著滑動的密封構件的平均壽命。通過減小操作者必須施加以減壓管路的推力實際給予了另外的優點。實際上，在根據本發明的組件中，精確地借助于軸向可移動的并且部分接觸著接合器10、部分接觸著環形螺母13而滑動的后體11，盡管其他可移動的元件(內體15)接觸著所述環形螺母13而滑動，但是不存在接觸著一體式主體A而滑動的可移動的元件。由于包括減壓裝置的聯接器的特殊結構，所以實現顯著地減小了嚙合和減壓所需要的力的值。為了提供參考數據，當操作者利用圖1和圖2所示的從現有技術已知的類型的設備需要施加約450N的軸向壓力時，其中殘留流體壓力為25MPa，而在聯接器和管路的直徑相同的情況下以及流體的殘留壓力相同的情況下，利用根據本發明的連接組件需要 270N，在減少操作者疲勞方面具有相當大優點。再一次，加壓流體不接觸到一體式主體A，并且以根據本發明的連接組件的聯接器為特征的一般結構的簡單性允許在更高的流體工作壓力下工作，從已知類型設備的25MPa 轉變到根據本發明的連接組件的35MPa以上。已經示出根據本發明的液壓連接組件如何允許克服由從現有技術已知的類型的設備未解決而留下的缺點。特別地，已經示出根據本發明的液壓組件如何允許操作者通過施加非常小的力來連接液壓管路和可能地減壓液壓管路，而管路中的流體壓力是相同的。此外，根據本發明的液壓組件是非常有成本效益的并且實施簡單，從而尤其允許避免手動裝配部件的繁重且分散的步驟，并且不再必須進行磨光鑄鐵一體式主體的內表面的最后操作。再一次，根據本發明的液壓單元所需要的制造時間比制造從現有技術已知的類型的設備所需要的制造時間短，主要因為在電鍍后不再需要在機床上機加工的另外的步驟。本領域技術人員可做出許多改變，而不偏離本發明的保護范圍。因此，本權利要求的保護范圍不應被通過示例所描述的實例或優選實施方式所限制，相反本權利要求應該包括從本發明推論的可取得專利的新穎性的所有特征，包括將被本領域技術人員所視作等同物的所有特征。
權利要求
1.一種用于連接一個或多個液壓管路的液壓連接組件，所述液壓連接組件包括整體式主體(A)，所述整體式主體(A)包圍一個或多個液壓管路(2，3)和通過管(2a)和管(3a) 連接到所述液壓管路(2，3)的至少一個排出管路(4)，所述液壓連接組件還包括在所述液壓管路中的至少一個上的聯接器(5，6)，所述聯接器設置有適于致動所述管路減壓裝置 (10b,lla)的軸向可移動的元件(11，15)，其特征在于:所述減壓裝置包括至少一個密封構件(Ila)和至少一個或多個凹處(10b)，所述密封構件(Ila)定位在所述可移動的元件上并且適于對所述聯接器的固定構件(10)液壓地密封所述可移動的元件，所述至少一個或多個凹處(IOb)存在于所述聯接器的所述固定構件 (10)上，使得所述元件(11，15)在第一工作位置和第二減壓位置之間是可移動的，在所述第一工作位置中，所述密封構件(Ila)對所述固定構件(10)液壓地密封，在所述第二減壓位置中，所述密封構件(Ila)定位在所述一個或多個凹處(IOb)處，使得不再液壓密封，而允許流體穿過所述排出管路(4)。
2.根據前述權利要求所述的液壓組件，其特征在于所述可移動的元件(11，15)包括實質上中空的圓柱形的后體(11)，所述后體(11)與所述固定構件(10)滑動地相關聯并且部分地插入所述固定構件(10)，螺旋彈簧(12)還被設置在所述兩個構件之間以便阻擋所述后體(11)在所述固定構件(10)內的穿插。
3.根據前述權利要求所述的液壓組件，其特征在于所述可移動的元件(11，15)還包括內體(15)，所述內體(15)被同軸地安裝到所述后體(11)并穩固地與其相關聯，并被插入環形螺母(13)并具有插入所述后體(11)的段(15a)。
4.根據前述權利要求所述的液壓組件，其特征在于所述后體(11)由于所述環形螺母 (13)的存在而在軸向上受到限制，所述環形螺母(13)穩固地連接到所述一件式主體(A)的前部分，且與所述液壓管路同軸，所述環形螺母(13)具有實質上圓柱形的段(13a)，所述實質上圓柱形的段(13a)外圍地包封所述后體(11)，因此所述后體(11)相對于所述環形螺母 (13)滑動。
5.根據前述權利要求所述的液壓組件，其特征在于所述密封構件(Ila)由實質上環形的密封件組成。
6.根據前述權利要求所述的液壓組件，其特征在于所述密封件(Ila)由聚氨基甲酸酯制成。
7.根據前述權利要求所述的液壓組件，其特征在于所述密封件(Ila)具有橫截面輪廓，所述橫截面輪廓在密封區中具有至少一個尖端，而基底區是圓形的。
8.根據前述權利要求中的一項或多項所述的液壓組件，其特征在于所述聯接器(5， 6)的所述固定構件(10)由具有實質上中空的圓柱形形狀的接合器(10)組成，所述接合器 (10)被所述液壓管路(3)軸向地穿過，所述聯接器放置在所述液壓管路(3)上，所述接合器 (10)與所述一件式主體(A)的后部分相關聯并且包括末端段(10a)，在所述末端段(IOa) 上存在面向所述密封元件(Ila)的所述一個或多個凹處(10b)。
9.根據前述權利要求中的一項或多項所述的液壓組件，其特征在于所述可移動的元件(11，15)是軸向可移動的，所述可移動的元件(11，15)的軸向移動在后面通過緊靠所述接合器(10)來限制并且在前面通過緊靠所述環形螺母(13)來限制，所述可移動的元件 (11，15)的外表面抵著所述環形螺母(13)的內表面滑動。
10.根據前述權利要求中的一項或多項所述的液壓組件，其特征在于所述液壓組件還包括連接管(17)，當所述可移動的元件(11，15)軸向縮進時，所述連接管(17)允許加壓流體從所述液壓管路移動到儲藏腔(17a)，并且當所述可移動的元件(11，15)向前移動時， 所述連接管(17)允許油從所述儲藏腔(17a)流回所述液壓管路。
全文摘要
本發明涉及一種用于連接一個或多個液壓管路的液壓連接組件，該液壓連接組件包括一體式主體(A)，該一體式主體(A)包圍一個或多個液壓管路(2，3)和連接到所述液壓管路(2，3)的至少一個排出管路(4)。為了允許在拆開之前釋放流體壓力和緩解來自用具管路的壓力或為了允許有助于操作者連接加壓管路的操作，根據本發明的組件還包括至少一個聯接器(5，6)，該聯接器(5，6)設置有適于致動管路減壓裝置(10b，11a)的軸向可移動的元件(11，15)。根據本發明的連接組件允許降低生產成本和時間，以及當嚙合加壓管路時相當地減小操作者必須施加的力。
文檔編號F15B21/00GK102221032SQ20111009303
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月13日 優先權日2010年4月16日
發明者保羅·魯斯科尼 申請人:法斯特股份公司