專利名稱：用于液壓泵的回中機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于液壓軸向泵的回中(return to neutral，“RTN”)機構和包括這種RTN機構的液壓泵。
背景技術：
液壓軸向活塞泵常常通過液壓回路液壓地連接到液壓馬達。該泵通常受到輸入軸桿驅動，而該輸入軸桿連接到滑輪和皮帶。滑輪和皮帶連接到內燃機。泵中的軸向活塞嚙合可樞轉的斜盤且隨著泵旋轉，活塞嚙合斜盤。活塞的移動導致液壓流體從泵移動到馬達。 斜盤的樞轉移動通常受到耳軸臂控制，耳軸臂經由聯動裝置(linkage)連接到手控或腳踏機構，手控或腳踏機構受到包括該液壓泵和馬達的車輛的操作者控制。上文所述的液壓泵具有中立位置(neutral position)，在中立位置，液壓泵并不在軸向上移動，使得泵的旋轉并不造成液壓流體從泵出來的任何移動。當不再施加力以使耳軸臂旋轉時，RTN機構運作斜盤以使得斜盤返回到中立位置。這種裝置能最小化車輛非計劃移動且也可在車輛操作者不再能使用手控或腳踏機構的情況下使得泵回中，手控或腳踏機構通過聯動裝置連接到耳軸臂。
發明內容
具有改進的回中機構設計的液壓泵包括外殼、缸體(cylinder block)、多個活塞、 斜盤(swash plate)、耳軸臂(trunnion arm)，第一偏置組件和第二偏置組件。缸體安置成用于在所述外殼內旋轉移動且包括多個活塞室。缸體繞缸體旋轉軸線旋轉。每個活塞均容納于相應活塞室內。斜盤安置成用于在外殼中樞轉移動且與活塞配合以改變活塞室的工作體積。斜盤繞樞轉軸線樞轉。耳軸臂包括圓柱形軸桿部分和凸輪部分，凸輪部分與軸桿部分連接或者與之一體地形成。耳軸臂與斜盤操作上連接以控制斜盤的樞轉移動。圓柱形軸桿部分限定耳軸臂旋轉軸線，耳軸臂旋轉軸線平行于樞轉軸線且樞轉軸線移位開。凸輪部分安置于外殼內且包括第一側向凸輪表面和第二側向凸輪表面，第一側向凸輪表面和第二側向凸輪表面安置于凸輪部分軸線的相對側上，凸輪部分軸線延伸穿過凸輪部分，與耳軸臂旋轉軸線相交且垂直于耳軸臂旋轉軸線。第一偏置組件安置于外殼中且與第一側向凸輪表面配合以在第一方向上朝中立位置擠壓該凸輪部分。第二偏置組件安置于外殼中且與第二側向凸輪表面配合以在第二方向上朝中立位置擠壓該凸輪部分。第二方向與第一方向相反。用于液壓軸向活塞泵的回中(“RTN”)機構的示例包括凸輪部分，其與耳軸臂的圓柱形部分連接或者與之一體地形成，耳軸臂具有耳軸臂旋轉軸線且在操作上與液壓泵的斜盤連接。該凸輪部分位于液壓泵中且包括第一彎曲側向凸輪表面泵和第二彎曲側向凸輪表面，第一彎曲側向凸輪表面和第二彎曲側向凸輪表面安置于對稱凸輪部分軸線 (symmetrical cam portion axis)的相對側上，凸輪部分軸線延伸穿過凸輪部分，與耳軸臂旋轉軸線相交且垂直于耳軸臂旋轉軸線。RTN機構還包括第一偏置組件和第二偏置組件。第一偏置組件位于液壓泵中且與第一側向凸輪表面配合以在第一方向上朝中立位置擠壓該凸輪部分。第二偏置組件位于液壓泵中且與第二側向凸輪表面配合以在第二方向上朝中立位置擠壓該凸輪部分。第二方向與第一方向相反。
圖1是包括改進的回中(“RTN”)機構的液壓軸向泵的分解示圖。圖2是圖1所示的泵的外殼側部截取的截面圖，其示出RTN機構。圖3是液壓泵的另一截面圖。
具體實施例方式參看圖1，液壓泵10包括外殼12、缸體14、多個活塞16、斜盤18、耳軸臂22、第一偏置組件M和第二偏置組件26。偏置組件M和沈與耳軸臂22配合以將泵10放置到中立位置，使得泵的旋轉不會造成液壓流體從泵流出到外部裝置的任何移動，外部裝置為例如液壓馬達，其連接到該泵。在圖示實施例中，泵10被構造為包括四個側壁第一側壁30、第二側壁32、第三側壁34和第四側壁36。側壁30-36限定內腔室38、敞開的第一端42和敞開的第二端44。在圖示實施例中，敞開的第一端42大體上為矩形或正方形構造，且敞開的第二端44大體上為圓形或圓柱形構造。內腔室38還包括切口 46，切口 46從腔室38向外延伸到外殼12的側壁(第一側壁30，如圖所示)內。 外殼12還包括多個孔，這些孔從外殼12的外表面延伸到內腔室38內。舉例而言， 外殼12的第二壁32包括殼體泄放端口 48，殼體泄放端口 48從外殼12的外表面延伸到腔室38內。外殼12還可包括殼體泄放位置50。參看圖3，殼體泄放位置50為大體上圓柱形孔，其起自外殼12的外表面，但不延伸穿過相應壁(例如第三壁34)到外殼12的內腔室38 內。殼體泄放端口 48和殼體泄放位置50可設于外殼12的、除圖1所示的側壁之外的側壁上。外殼12還包括耳軸臂孔52 (圖3)，耳軸臂孔52從外殼的外表面(在所繪示的實施例中的第一側壁30)延伸到內腔室內。耳軸臂22容納于耳軸臂孔52內且延伸穿過耳軸臂孔 52。如在圖2中更清楚地示出，外殼12還包括偏置組件孔，偏置組件孔可包括第一偏置組件孔M和第二偏置組件孔56。第一偏置組件孔M可包括鄰近外殼12外表面的內螺紋埋頭孔58。同樣，第二偏置組件孔56也可包括鄰近外殼12外表面的內螺紋埋頭孔62。 如在圖2中更清楚地看出，在圖示實施例中，第一偏置組件孔M大體上為圓柱形且與第二偏置組件孔56同軸，第二偏置組件孔56也大體上為圓柱形。返回參看圖1，缸體14安置成用于在外殼12內旋轉移動且包括多個活塞室60 (在圖1中僅以虛線示出一個)。缸體14繞缸體旋轉軸線62旋轉(圖3，缸體在圖3中未圖示)。每個活塞16還包括大體上圓柱形腔室64，腔室64容納相應彈簧66，相應彈簧66使得每個活塞16朝向斜盤18偏置。缸體14還包括具有內花鍵72的中央孔68。中央孔68 為圓柱形，具有與缸體旋轉軸線62同軸的中心軸線。斜盤18安置成用于在外殼12中樞轉移動且與活塞16配合以改變所述活塞室60 的工作體積。斜盤18繞樞轉軸線80樞轉。斜盤18包括形成于側向平面外表面中的缺口(notch)82和用于容納圓柱形斜盤軸承86的圓柱形凹口(recess)84。斜盤18還包括凸軸承表面88，其與搖架軸承92配合，搖架軸承92容納于外殼12的內腔室38內。在缸體14 繞缸體旋轉軸線63旋轉時(圖3)，斜盤軸承86作用于活塞16上以改變活塞室60的工作體積。參看圖3，斜盤18包括中央開口 90。返回參看圖1，液壓泵10還包括泄流盤(port plate) 100，泄流盤100充當泵的上部外殼部分。泄流盤100封閉外殼12的第一端42。泄流盤100包括入口 /出口開口 102， 入口 /出口開口 102與活塞室60流體連通且被構造為分別與返回管線和供應管線連接，向馬達或由泵10驅動的其它外部裝置提供流體。泄流盤100還可包括額外的孔，例如孔104， 其被構造為用于容納閥，例如釋放閥(未圖示)，該閥可結合到泵10內。泄流盤100還可包括流體供應入口 106，流體供應入口 106能與進料泵(未圖示)連通，以向包括液壓泵10 的回路供應液壓流體。泄流盤10使用例如螺栓108的常規緊固件附接到外殼12上。圖1所描繪的液壓泵10還包括輸入軸桿120，輸入軸桿120能通過滑輪和皮帶(未圖示)或類似傳動裝置由例如內燃機的外部裝置來驅動。通過外殼12的第二端44和斜盤 18的中央開口 90容納輸入軸桿120。輸入軸桿120通過容納于中央孔68內而與缸體14 連接。輸入軸桿120包括外花鍵122，外花鍵122與缸體14的中央孔68中的內花鍵72嚙合，使得輸入軸桿120繞缸體旋轉軸線62的旋轉導致缸體14繞缸體旋轉軸線旋轉。楔鍵 (key) 124與輸入軸桿120連接，以允許與滑輪嚙合以驅動輸入軸桿。密封組件1 容納輸入軸桿120，以在外殼的第二端44處密封外殼12的內腔室38。軸承組件1 和彈簧132 能在外殼腔室38內包圍輸入軸桿120。在圖示實施例中，耳軸臂22包括圓柱形軸桿部分140和凸輪部分142，凸輪部分 142與軸桿部分連接或者與之一體地形成。耳軸臂22與斜盤18操作上連接以控制斜盤的樞轉移動。參看圖3，耳軸臂22的圓柱形軸桿部分140限定耳軸臂旋轉軸桿144，耳軸臂旋轉軸桿144平行于樞轉軸線80且偏離樞轉軸線80。圓柱形軸桿部分140延伸穿過形成于外殼12的第一側壁30中的耳軸臂孔52。耳軸臂22的凸輪部分142安置于外殼12內，且更具體地在腔室38的切口 46內。 參看圖2，凸輪部分142包括第一側向凸輪表面IM和第二側向凸輪表面156，第一側向凸輪表面巧4和第二側向凸輪表面156安置于凸輪部分軸線158的相對側上，凸輪部分軸線 158延伸穿過凸輪部分142，與耳軸臂旋轉軸線144相交且垂直于耳軸臂旋轉軸線。安置于外殼12中的第一偏置組件M與第一側向凸輪表面巧4配合，以在第一方向上(在圖2中向左)朝中立位置擠壓凸輪部分。也安置于外殼12中的第二偏置組件沈與第二側向凸輪表面156配合，以在第二方向上(在圖2中向右)朝中立位置擠壓凸輪部分142。在圖2中可明顯看出，第二方向與第一方向相反。繼續參看圖2，每個側向凸輪表面IM和156均為凸出的。在圖示實施例中，每個側向凸輪表面均在凸輪部分軸線158所在的平面中在穿過凸輪部分142所截取的截面中限定拐點(point of inflection) 0舉例而言，第一側向凸輪表面限定第一拐點164且第二側向凸輪表面156限定第二拐點166。圖2描繪了處于中立位置的凸輪部分142且與每個拐點164和166相交的線168垂直于凸輪部分軸線158。通過提供這些拐點，在凸輪部分 142遠離中立位置旋轉時，力矩臂，S卩，在耳軸臂旋轉軸線144與凸輪部分142接觸相應偏置組件M和沈處之間的距離減小或保持大約相同。這種構造能減小使凸輪部分142朝向中CN 102439307 A
說明書
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立位置偏置所需的偏置力，且能減小泵10的操作者使凸輪部分142從中立位置旋轉所需的力。參看圖1，泵10還包括滑塊180。如上文所提到的那樣，斜盤18包括缺口 82。斜盤18中的缺口 82容納滑塊180，以將耳軸臂22連接到斜盤18。滑塊180包括圓柱形孔 182。耳軸臂22包括容納于滑塊180的圓柱形孔182中的圓柱形延伸部184，如在圖3中所圖示的那樣。返回參看圖1，中空圓柱形套筒186容納耳軸臂22的圓柱形部分140。套筒 186容納于耳軸臂孔52中。軸承和密封組件188還容納耳軸臂22的圓柱形部分140且密封耳軸臂孔52。參看圖2，第一偏置組件M和第二偏置組件沈各自安置于外殼12中。與外部安裝的回中(“RTN”)機構相比，將偏置組件M和沈放置于外殼12內會減少偏置組件向外部元件的暴露一而這是非常需要的。如上文所提到的那樣，外殼12包括容納第一偏置組件M的圓柱形第一偏置組件孔M和容納第二偏置組件26的圓柱形第二偏置組件孔56。 參看圖2，每個偏置組件孔M和56均開口至外殼12中的容納缸體14和耳軸臂22的凸輪部分142的腔室38。每個偏置組件M和沈均從相應偏置組件孔M和56延伸到外殼的腔室38內，且更具體地延伸到切口 46以及腔室內。每個偏置組件孔M和56均從外殼12的外表面延伸到外殼的腔室38內。更特別地，第一偏置組件孔M從外殼12的第二壁32的外表面延伸到腔室38內且第二偏置組件孔56從外殼12的第三壁36的外表面延伸到腔室 38內。第一偏置組件M包括壓縮彈簧200、抵靠壓縮彈簧的內端安放的彈簧座202和抵靠壓縮彈簧的外端安放的彈簧保持器204。同樣，第二偏置組件沈包括壓縮彈簧210、抵靠壓縮彈簧的內端安放的彈簧座212和抵靠壓縮彈簧的外端安放的彈簧保持器214。參看圖 2，偏置組件M和沈各自包括壓縮彈簧200和210，壓縮彈簧200和210分別具有線圈軸線，線圈軸線是同軸的且垂直于斜盤18的樞轉軸線80和耳軸臂旋轉軸線144。第一壓縮彈簧200由彈簧保持器204保持于第一偏置組件孔M中，彈簧保持器204擰入第一偏置組件孔M的螺紋部分58內。類似地，第二壓縮彈簧210由第二彈簧保持器214保持于第二偏置組件孔56內，第二彈簧保持器214擰入第二偏置組件孔56的螺紋部分62內。第一彈簧座202接觸耳軸臂22的凸輪部分142的第一側向凸輪表面154，將凸輪部分142并因此將耳軸臂22在第一(在圖2中向左)方向中偏置。第二彈簧座212接觸凸輪部分142的第二側向凸輪表面156，將凸輪部分142并因此將耳軸臂22在第二(在圖2中向右)方向中偏置。在圖示實施例中，凸輪部分142相對于凸輪部分軸線158而言是對稱的。因此，由每個壓縮彈簧200和210提供的偏置力可相等且彼此相反，使得耳軸臂22在任一方向的旋轉均以均勻的方式朝向中立位置偏置。在操作中，由操縱手柄或腳踏板的操作者繞耳軸臂旋轉軸線144旋轉耳軸臂22， 手柄或腳踏板通過聯動裝置與耳軸臂連接。參看圖2，在耳軸臂22的凸輪部分142以逆時針方向旋轉的情況下，當移除了耳軸臂上的力時，第一偏置組件M以順時針方向擠壓凸輪部分142。如果耳軸臂22以順時針方向旋轉，則在移除了耳軸臂上的力時，第二偏置組件 26作用于第二外側凸輪表面156上，擠壓耳軸臂的凸輪部分142以逆時針方向旋轉耳軸臂。 若需要，壓縮彈簧202和210可由張力彈簧替換，在這種情況下張力彈簧附接到耳軸臂22 的凸輪部分142且每個張力彈簧均擠壓耳軸臂繞耳軸臂軸線144在相反方向的旋轉移動。
在上文中具體地描述了液壓泵和用于液壓泵的RTN機構。在閱讀和理解前文的詳細描述時會聯想到修改和更替。本發明并不僅限于上文所述的實施例和替代形式，而是寬泛地由隨附權利要求和其等效范圍限定。應了解上文所公開的和其它的特征和功能中的各個特征和功能或者其替代或變型可根據需要組合為許多其它不同的系統或應用。而且可由本領域技術人員隨后做出本發明的各種目前未預見或未預料的替代、修改、變型或改進，這些替代、修改、變型或改進也涵蓋于隨附權利要求中。
權利要求
1.一種液壓泵，包括夕卜殼；缸體，其安置成用于在所述外殼內旋轉移動且包括多個活塞室，其中所述缸體繞缸體旋轉軸線旋轉；多個活塞，每個活塞均容納于相應活塞室內；斜盤，其安置成用于在所述外殼內樞轉移動且與所述活塞配合以改變所述活塞室的工作體積，所述斜盤繞樞轉軸線樞轉；耳軸臂，包括圓柱形軸桿部分和凸輪部分，所述凸輪部分與所述軸桿部分連接或一體地形成，所述耳軸臂與所述斜盤在操作上連接以控制所述斜盤的樞轉移動，所述圓柱形軸桿部分限定耳軸臂旋轉軸線，所述耳軸臂旋轉軸線平行于所述樞轉軸線且偏離所述樞轉軸線，所述凸輪部分安置于所述外殼內且包括第一側向凸輪表面和第二側向凸輪表面，所述第一側向凸輪表面和所述第二側向凸輪表面安置于凸輪部分軸線的相對側上，所述凸輪部分軸線延伸穿過所述凸輪部分，與所述耳軸臂旋轉軸線相交且垂直于所述耳軸臂旋轉軸線.一入 ，第一偏置組件，其安置于所述外殼中且與所述第一側向凸輪表面配合以在第一方向上朝中立位置擠壓所述凸輪部分；以及第二偏置組件，其安置于所述外殼中且與所述第二側向凸輪表面配合以在第二方向上朝所述中立位置擠壓所述凸輪部分，其中所述第二方向與所述第一方向相反。
2.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，所述凸輪部分關于所述凸輪部分軸線對稱。
3.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，每個側向凸輪表面均具有凸出構造。
4.根據權利要求3所述的泵，其特征在于，每個側向凸輪表面均限定拐點，其中與每個拐點都相交的線垂直于所述凸輪部分軸線。
5.根據權利要求3所述的泵，其特征在于，所述泵還包括滑塊，其中所述斜盤包括容納所述滑塊的缺口且所述耳軸臂包括容納于所述滑塊的圓柱形孔中的圓柱形延伸部，所述圓柱形延伸部的中心軸線與所述凸輪部分軸線相交。
6.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，當所述凸輪部分處于所述中立位置時，所述凸輪部分軸線平行于所述缸體的旋轉軸線。
7.根據權利要求1所述的泵，其特征在于，所述外殼包括容納所述第一偏置組件的圓柱形第一偏置組件孔和容納所述第二偏置組件的圓柱形第二偏置組件孔，每個偏置組件孔均開口至所述外殼中的容納所述缸體和所述凸輪部分的腔室，每個偏置組件均從所述相應偏置組件孔延伸到所述腔室內。
8.根據權利要求7所述的泵，其特征在于，所述腔室包括從所述腔室向外延伸到所述外殼的側壁內的切口，其中所述凸輪部分位于所述切口中。
9.根據權利要求7所述的泵，其特征在于，所述第一偏置組件孔與所述第二偏置組件孔同軸。
10.根據權利要求7所述的泵，其特征在于，每個偏置組件孔均從所述外殼的外表面延伸到所述外殼的所述腔室內。
11.根據權利要求5所述的泵，其特征在于，所述偏置組件各自包括具有線圈軸線的壓縮彈簧，其中這些線圈軸線是同軸的且垂直于所述耳軸臂旋轉軸線。
12.根據權利要求7所述的泵，其特征在于，每個偏置組件孔均從外殼的外表面延伸到所述外殼的所述腔室內。
13.一種用于液壓軸向活塞泵的回中(“RTN”)機構，所述RTN機構包括凸輪部分，其與耳軸臂的圓柱形部分連接或者與之一體地形成，所述耳軸臂具有耳軸臂旋轉軸線且在操作上與所述液壓泵的斜盤連接，所述凸輪部分置于所述液壓泵內且包括第一彎曲側向凸輪表面和第二彎曲側向凸輪表面，所述第一彎曲側向凸輪表面和所述第二彎曲側向凸輪表面安置于對稱凸輪部分軸線的相對側上，所述對稱凸輪部分軸線延伸穿過所述凸輪部分，與所述耳軸臂旋轉軸線相交且垂直于所述耳軸臂旋轉軸線；第一偏置組件，其位于所述液壓泵中，與所述第一側向凸輪表面配合以在第一方向上朝中立位置擠壓所述凸輪部分；以及，第二偏置組件，其位于所述液壓泵中，與所述第二側向凸輪表面配合以在第二方向上朝所述中立位置擠壓所述凸輪部分，其中所述第二方向與所述第一方向相反。
14.根據權利要求13所述的RTN機構，其特征在于，每個側向凸輪表面均限定拐點，其中當所述凸輪部分處于所述中立位置時與每個拐點相交的線垂直于所述凸輪部分軸線。
15.根據權利要求13所述的RTN機構，其特征在于，所述偏置組件各自包括具有線圈軸線的壓縮彈簧，其中所述線圈軸線是同軸的且垂直于所述耳軸臂旋轉軸線。
全文摘要
一種液壓泵，包括外殼(12)、缸體(14)、多個活塞(16)、斜盤(18)、耳軸臂(22)、第一偏置組件(54)以及第二偏置組件(56)。缸體包括多個活塞室。斜盤安置成用于在外殼中樞轉移動且與活塞配合以改變活塞室的工作體積。斜盤繞樞轉軸線(80)樞轉。耳軸臂包括圓柱形軸桿部分(140)和凸輪部分(142)，凸輪部分(142)與軸桿部分連接或者與之一體地形成。耳軸臂與斜盤操作上連接以控制斜盤的樞轉移動。圓柱形軸桿部分限定耳軸臂旋轉軸線(144)，耳軸臂旋轉軸線(144)平行于樞轉軸線(80)且偏離樞轉軸線(80)。該凸輪部分安置于外殼內且包括第一側向凸輪表面(154)和第二側向凸輪表面(156)，第一側向凸輪表面(154)和第二側向凸輪表面(156)安置于凸輪部分軸線(158)的相對側上，凸輪部分軸線(158)延伸穿過凸輪部分，與耳軸臂旋轉軸線相交且垂直于耳軸臂旋轉軸線。第一偏置組件(54)安置于外殼中且與第一側向凸輪表面配合以在第一方向上朝中立位置擠壓凸輪部分。第二偏置組件(56)安置于外殼中且與第二側向凸輪表面配合以在第二方向上朝中立位置擠壓凸輪部分。第二方向與第一方向相反。
文檔編號F16D31/02GK102439307SQ201080026357
公開日2012年5月2日 申請日期2010年3月18日 優先權日2010年3月18日
發明者于剛, 葉忠明, 李富剛 申請人:懷特(中國)驅動產品有限公司