專利名稱：動(dòng)力轉(zhuǎn)向閥及其制造技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明介紹了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置(powersteering gears)，特別是介紹了用于這種傳動(dòng)裝置的液壓閥的平衡方法。盡管本發(fā)明描述的是轉(zhuǎn)動(dòng)閥，但可以預(yù)料本發(fā)明同樣可用于其它的一些不太通常的閥門類型，例如活塞閥上。
背景技術(shù)：
已知的轉(zhuǎn)動(dòng)閥常常使用一個(gè)從轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置組件向上伸出的輸入軸，而且采用一軟性連接與方向盤的軸相連。為此目的，輸入軸的伸出端的外部刻有一些花鍵槽。
轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置組合件上裝有一閥門殼套，該閥門殼套內(nèi)裝有一輸入軸和一支撐其上的閥套件。為了減少閥門運(yùn)行時(shí)的摩擦，某些制造者通過滾針軸承(needle roller bearing)把該閥套件支撐在輸入軸上，這些滾針軸承用于保持輸入軸的外徑和閥套的內(nèi)徑之間有一個(gè)小的徑向間隙。但是大多數(shù)的制造商都直接在輸入軸的外徑上直接支撐一個(gè)閥套。為了說明這一點(diǎn)，這兩種支撐類型都被叫做“支承”。這個(gè)輸入軸伸過閥套，相對于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的從動(dòng)件被支承，對于齒輪齒條式轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來說，這個(gè)從動(dòng)件就是齒輪。對于一個(gè)“整體式”轉(zhuǎn)向傳動(dòng)箱來說，該從動(dòng)件通常就是循環(huán)滾珠螺母式裝置(recirculating ballnut)的蝸桿部分。
閥門套筒常常被安置成被一從齒輪徑向伸出的驅(qū)動(dòng)銷無松動(dòng)地驅(qū)動(dòng)，但在其它的不太通常的液壓閥中，這種不松動(dòng)的驅(qū)動(dòng)也可由把閥門套筒和此齒輪做成一整體裝置來實(shí)現(xiàn)。該輸入軸的向下伸出端被做成對于齒輪是松配合的花鍵式，因而允許輸入軸和齒輪之間有有限的相對轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸入軸和閥門套筒之間也可有有限的轉(zhuǎn)動(dòng)。
輸入軸和閥門套筒件兩者各自都有向外和向內(nèi)的縱向的腔膛，這些腔膛是形成在它們的界表面上，它們構(gòu)成了一開口中心式四通閥門(open centre four way valve)，該閥門可在這些部件進(jìn)行相對角轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)起作用。
閥門套筒運(yùn)行在閥門殼套中而且它上面還有幾個(gè)圓形的槽和密封件，這使得處于壓力下的油以一種技術(shù)上所熟知的方式流進(jìn)和流出外部液壓泵和流進(jìn)和流出左和右助力缸(assist cylinders)。輸入軸和閥門套筒通常被扭力桿(torsion bar)用偏置力推動(dòng)到中性位置，扭力桿把它的下端固定在齒輪上。因而在這種情況下，上述的無松動(dòng)的驅(qū)動(dòng)閥門套筒實(shí)際上，意味著閥門套筒和扭力桿可通過齒輪即這種情況下的，從動(dòng)件沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向固定連接。該扭力桿以它離開齒輪的上端固定在輸入軸上，今后都叫做扭力桿的“固定端”。
這樣的轉(zhuǎn)動(dòng)閥的一般操作方法在動(dòng)力轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)業(yè)界中是眾所周知的，因而在本說明中將不作更詳細(xì)的描述。這種操作的描述包含在美國專利3,022,772(Zeigier)中，它通常被當(dāng)做是公開轉(zhuǎn)動(dòng)閥概念的“原始”專利。
大多數(shù)轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的操作要求是左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)液壓輔助特性應(yīng)盡可能相同，而且由于賦予所涉及的各零件的有限公差，因而這種操作的對稱性只能在閥門組裝時(shí)確定。為了確保這種對稱性，在確定閥門部件的中性位置時(shí)需要很高的精確度。而且一旦這種位置被確定，則在這轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置使用期中，就必須一直保持下去。
對于大多數(shù)動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置來說，輸入軸和閥門套筒部件的理論上的理想中性位置可定義成這樣的位置，圍繞這中性位置相對于閥門套筒，在閥門運(yùn)作過程中，在兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)一相等的角度或?qū)斎胼S施加一相等的輸入力矩，都會(huì)使供給左和右輔助缸的液壓流體產(chǎn)生同樣大小的壓差。測定和固定這個(gè)中性位置的操作被稱為“平衡”操作，它常常涉及輸入軸相對于扭力桿的放置角度的調(diào)節(jié)，而輸入軸相對于閥門套筒的角轉(zhuǎn)動(dòng)，或者施加在輸入軸(它暫時(shí)被鎖定在扭力桿上)上的輸入力矩卻是相對閥門入口的壓力來測量的。
但是，對于某種被叫做“中心輸出(centre-take-off)”轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的限定類型的動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置而言，在平衡過程中所要確定的中性位置就不一定是上述的那種位置。這些轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置常常使用一種放置在端部的液壓缸，這在左右輔助缸之間產(chǎn)生了一個(gè)不同的運(yùn)作區(qū)域。對于這些中心輸出的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置來說，輸入軸和閥門套筒部件的中性位置經(jīng)常在順時(shí)針或逆時(shí)針方向被改變一小的預(yù)定角度，以便部分地補(bǔ)償不平衡，否則這種不平衡將會(huì)由于這個(gè)不同的操作區(qū)域而發(fā)生。
根據(jù)現(xiàn)在最通常的實(shí)踐，扭力桿的固定端用一銷釘固定在輸入軸上，在“平衡”機(jī)中進(jìn)行裝配操作時(shí)，將這個(gè)銷釘壓進(jìn)并穿過一沿直徑設(shè)置的孔，該孔是經(jīng)鉆通兩個(gè)部件并擴(kuò)鉸而形成。
這樣的平衡機(jī)具有多種不同的形式，但從動(dòng)件(就是齒輪或蝸桿)和扭力桿在穿過輸入軸上端的那一端，兩者都在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上夾持住，使得扭力桿處于不偏轉(zhuǎn)狀態(tài)。輸入軸被夾緊在一游標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上(vernier drive mechanism)，此游標(biāo)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能相對于從動(dòng)件，因此相對于閥門套筒使輸入軸產(chǎn)生一很微小的角位移。在建立了以要求的流速和溫度向閥門供油后，輸入軸就沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直到入口壓力與預(yù)定的檢核點(diǎn)的壓力相應(yīng)為止，記錄下這個(gè)位移的相應(yīng)大小。然后沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)輸入軸，直到測量的壓力再次等于預(yù)定的檢核點(diǎn)的壓力為止，同樣記錄下這個(gè)位移的大小。然后計(jì)算出這兩個(gè)角位移的平均值(中點(diǎn))，再將輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)到這個(gè)位置并夾緊。然后再鉆鉸前述的孔并將銷釘壓進(jìn)孔中。為插入銷釘所要求的力常常當(dāng)做鉸孔和銷釘之間存在的壓配的量度來監(jiān)視；也常常進(jìn)行“推出”試驗(yàn)來檢驗(yàn)銷釘?shù)睦喂潭?，加在銷釘上的推力可直到一預(yù)定值。
在一些不太通常的平衡機(jī)中，閥門的左、右缸的口之間的壓差，而不是入口壓力被用作與檢核點(diǎn)壓力匹配的判據(jù)。最終效果實(shí)際上是相同的，因?yàn)閷τ诖蠖鄶?shù)動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置閥門來說，在，比方說，1MPa的閾值以上的壓差是與入口壓力非常一致。
在任何情形都存在有很多的與這些機(jī)器所使用的方法相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。首先，鉆孔和擴(kuò)眼操作是耗時(shí)的，因?yàn)檫@需要提供一個(gè)高精度和良好表面光潔度的孔以便緊接著對銷釘進(jìn)行壓配。其次，把銷釘對準(zhǔn)該孔是正確裝配的關(guān)鍵。在平衡過程中常常發(fā)生下述情況，在確定了正確的中性位置之后輸入軸和扭力桿的精確的角位移實(shí)際上將由于鉆孔和擴(kuò)眼操作所施加的切削力而被擾亂，或需要很大的力才能將銷釘插入。因而有人認(rèn)為，在檢查完工的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置或閥門時(shí)，液壓操作不再是對稱的，要求閥門裝置作大量的再加工，或者廢棄。此外，現(xiàn)存的方法的討厭之點(diǎn)是，在這種涉及壓力和角位移(在某些情形下，為輸入力矩)的電子傳感裝置的精確平衡機(jī)上，金屬切削操作是非?？拷@樣的儀器裝置進(jìn)行的。
現(xiàn)行的液壓平衡方法的第三個(gè)缺點(diǎn)是閥門部件在平衡過程中被液壓液體造成的內(nèi)在污染。這就預(yù)先排除了任何可能的更為精確，更為廉價(jià)的輸入軸與扭力桿的連接方法，這種連接要求這些部件相當(dāng)清潔和干燥。
動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的另一種平衡方法是利用空氣作為平衡介質(zhì)，它是由日本專利出版物第(A)56-108355號(hào)所公開，申請人是豐田汽車公司(Toyoda Motor Corporation)。這種空氣平衡的方法是限于“線軸(spool)”式液壓閥門，在這種閥中閥門部件已被預(yù)先裝配進(jìn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的閥門殼套中。這種空氣平衡的方法不能在非“線軸”式閥門，如象旋轉(zhuǎn)和活塞式閥門上實(shí)施，為了密封住液壓流體這些閥門需要在閥門套筒的外面加入一些圓環(huán)密封件。當(dāng)把旋轉(zhuǎn)式或活塞式閥門裝配進(jìn)動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置中時(shí)，空氣就不能被用作平衡介質(zhì)，因?yàn)閳A環(huán)密封件裝置不能提供一種足夠好的氣密密封。
正如日本專利出版物第(A)56-108355所公開的那樣，氣體平衡方法的再一個(gè)缺點(diǎn)是，為了將輸入軸連接到扭力桿上所作的鉆孔和裝銷釘?shù)牟僮骶哂泻鸵阎囊簤浩胶庀嗤娜秉c(diǎn)，也就是鉆孔，擴(kuò)眼和安裝銷釘都是費(fèi)時(shí)的，而且可能產(chǎn)生對于扭力桿和輸入軸的角位移的擾亂。
再一個(gè)平衡方法是由國際專利申請第PCT/AU92/00580號(hào)提出，其申請人為James N Kirby Products Pty Limited。這個(gè)平衡方法是由機(jī)械而非液壓實(shí)現(xiàn)的。盡管這個(gè)方法能使閥門部件不受油的污染，它可能利用粘結(jié)劑來將扭力桿固定到輸入軸上，但卻沒有如何連接這些閥門部件的詳細(xì)裝置描述。
發(fā)明公開按照第一方面，本發(fā)明公開了動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的液壓閥門的一種平衡方法，在這種裝置中閥門受控于壓力介質(zhì)，閥門包含一轉(zhuǎn)動(dòng)支承在輸入軸上的閥門套筒，閥門套筒具有一個(gè)通過從動(dòng)件與它相連的扭力桿，該方法包含下述步驟將閥門插入平衡殼套(balance housing)；確定輸入軸相對于閥門套筒的中性位置；以及用把輸入軸和扭力桿沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向互相連接的方法，固定中性位置，其特征在于，用于確定中性位置的壓力介質(zhì)是一種氣體介質(zhì)，而且在確定中性位置的過程中，一種適于密封氣體介質(zhì)的臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)與閥門套筒的外表面相接觸。
最好將這臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)安裝得能讓氣體介質(zhì)在閥門套筒中流過至少一個(gè)入口，而在閥門套筒內(nèi)禁止流過至少一個(gè)缸口。
最好臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)包含第一和第二密封部分，在其中至少安置有一個(gè)入口的入口溝槽的每一側(cè)沿軸向的一個(gè)位置上，這第一和第二密封部分與閥門套筒接觸。
最好將那至少一個(gè)的缸口安置在一沿軸向靠近入口溝槽的缸溝槽中。一個(gè)密封部分與缸溝槽的兩側(cè)都接觸，因而把缸溝槽密封住并禁止氣體介質(zhì)流過那至少一個(gè)缸口。
最好是平衡殼套具有一環(huán)形的中心部分，這環(huán)形的中心部分位于臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)的第一和第二密封部分之間，而且安排在位于入口溝槽的鄰近。較好的是，通過這中心部分的一個(gè)小孔將氣體介質(zhì)流動(dòng)地輸送到入口溝槽，因此讓氣體介質(zhì)進(jìn)入安置在入口溝槽中的那至少一個(gè)的入口。
在本發(fā)明的第一方面的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，至少有一個(gè)密封部分是液壓的或氣動(dòng)的可膨脹囊。最好這個(gè)囊是環(huán)形的，而且在平衡過程中適于加壓，因而向內(nèi)膨脹并密封在閥門套筒上。
在本發(fā)明的第一方面的第二個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，至少有一個(gè)密封部分是可彈性形變的密封環(huán)。最好是，這個(gè)密封環(huán)適于被一推動(dòng)裝置所推動(dòng)，因而密封在閥門套筒上。最好是這種推動(dòng)裝置由一液壓，氣動(dòng)或機(jī)械式的致動(dòng)機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。
在本發(fā)明的第一方面的第三個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)至少包含有一個(gè)缸的管針(cylinder probe)，在平衡過程中安排來沿徑向向內(nèi)裝頂在該至少一個(gè)缸口上，因而密封住該至少一個(gè)的缸口。最好是，臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)還包含有至少一個(gè)入口管針，在平衡過程中安排來沿徑向向內(nèi)裝頂在該至少一個(gè)的入口上，允許氣體介質(zhì)流過該至少一個(gè)的入口。
最好是，本發(fā)明的臨時(shí)密封裝置不是液壓閥門的一個(gè)部件。
最好是，液壓閥門包含一些僅僅是用來在閥門運(yùn)作過程中密封液壓流體的圓環(huán)形密封件。最好在平衡過程中這些密封件并不安裝在閥門上。
最好是中性位置采用下述方法確定對于輸入軸相對于閥門套筒的小角轉(zhuǎn)動(dòng)位移情形來說，則可測量壓力介質(zhì)中產(chǎn)生的壓力，或者對于相對于從動(dòng)件在輸入軸上施加輸入力矩的情形來說，則可連續(xù)不斷地臨時(shí)固定輸入軸和扭力桿并測量壓力介質(zhì)中所產(chǎn)生的壓力。
最好是在本發(fā)明的平衡方法的施行過程中，將作為壓力介質(zhì)供應(yīng)的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)到預(yù)先確定的一固定壓力，然后通過一固定的基準(zhǔn)孔后，才進(jìn)入平衡殼套的入口。輸入軸和閥門套筒的相對角位移將改變由閥門產(chǎn)生的流體阻力的大小，因而改變在固定的基準(zhǔn)孔和平衡殼套之間相互連接管道處產(chǎn)生的氣體的壓力。最好是，氣體進(jìn)入平衡殼套的入口壓力是在進(jìn)入平衡殼套的入口處測量并與檢核壓力比較以便確定中性位置，但是在閥門的左右缸口之間的氣體介質(zhì)的壓差也是可使用的。
最好，氣體壓力介質(zhì)是空氣，它能容易從慣常的工廠壓縮空氣源經(jīng)過濾后獲得。另外，氮或某些其他的合適的氣體介質(zhì)或組合氣體都可使用。
最好，在將輸入軸固定到扭力桿之前，輸入軸和扭力桿沿軸向相對移動(dòng)。
最好是借助于結(jié)合工藝，如象膠粘劑粘結(jié)，低溫焊接，銅焊，熔焊(例如，“電子束”焊接)或某些其他的粘結(jié)劑，或借助塑料或環(huán)氧樹脂膠機(jī)械鍵合，將輸入軸連接到扭力桿上。
最好注入粘結(jié)劑并加熱。加熱可以在注入粘結(jié)劑之后進(jìn)行，以便加速固化。另外，加熱也可在粘結(jié)或鍵合劑注入過程中進(jìn)行，以便有助于粘結(jié)劑的施加。另外，在低溫焊接，銅焊或熔焊情形還可用加熱來促進(jìn)粘結(jié)劑的融熔和分布。在“電子束”焊接的情形中，因?yàn)檩斎胼S和扭力桿本身被直接加熱和連接，所以這些部件并不要求另外的結(jié)合劑來連接它們。在這種情形基體材料就是結(jié)合劑。
當(dāng)輸入軸和扭力桿之間的粘結(jié)或機(jī)械鍵合劑具有足夠的強(qiáng)度，使得在從平衡殼套上解除閥門的過程中所施加的力并不會(huì)干擾中性位置的固定時(shí)，就可將閥門從平衡殼套上解除下來。
在輸入軸和扭力桿之間的連接達(dá)到適當(dāng)強(qiáng)度之后，最好是在，或靠近兩者連接在一起的地方，加工一個(gè)基本上沿直徑設(shè)置并通過這兩個(gè)部件的孔，并將一銷釘壓配進(jìn)該孔中。早先提及的妨礙輸入軸和扭力桿以精確角度安置的問題現(xiàn)在將不會(huì)出現(xiàn)，這是因?yàn)橛射N孔加工操作(例如，打孔或打孔/擴(kuò)孔)所施加的切削力，或?qū)嶋H上為壓進(jìn)銷釘所施加的負(fù)荷都被連接介質(zhì)所抵消。在這些情形中銷釘構(gòu)成了一個(gè)輔助的安全裝置，而且只在很少的情況下才起作用，這種情況就是，在平衡過程中結(jié)合劑施加不當(dāng)，因而在運(yùn)作過程中失效。因?yàn)殇N釘是輔助安全裝置，而且輸入軸和扭力桿的精確角度安置實(shí)際上是由連接介質(zhì)維持的，所以在銷釘壓配時(shí)確保這樣大的過盈度(degree of interference)并不再重要。因此最好能使用低成本和更適用的銷釘裝置，如象卷銷(roll-pin)，例如由Unbrako出售的“Sel-Lok”銷釘。
最好在輸入軸和扭力桿之間存在一徑向公差，而且注入的結(jié)合劑或機(jī)械鍵合劑基本上充滿這個(gè)產(chǎn)生的環(huán)形空隙，以便提供一種密封來防止液壓流體從使用中的閥門漏出。
按照第二方面，本發(fā)明公開了一種用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的液壓閥門，該閥門包含一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)支承在輸入軸上的套筒，該閥門套筒具有一個(gè)扭力桿，這扭力桿通過一從動(dòng)件與該閥門套筒相連；該輸入軸有一孔，該扭力桿具有一遠(yuǎn)離從動(dòng)件并位于輸入軸的孔中的固定端，這固定端與孔之間形成一界面，在與輸入軸相對于閥門套筒的中性位置相應(yīng)的地方，輸入軸的孔被結(jié)合劑粘結(jié)到扭力桿的固定端上，其特征在于，輸入軸孔與扭力桿的固定端之間的界面至少具有一個(gè)結(jié)合區(qū)和至少一個(gè)支撐區(qū)，結(jié)合劑駐留在這結(jié)合區(qū)中，而且就輸入軸的孔和扭力桿的固定端之間的直徑公差而言，在結(jié)合區(qū)顯著地比支撐區(qū)大，因而為結(jié)合劑提供了一環(huán)形間隙。
最好，這個(gè)環(huán)形間隙具有基本上恒定的徑向深度。
最好，在第一實(shí)施例中，扭力桿的固定端的直徑，在結(jié)合區(qū)比在支撐區(qū)小。在這個(gè)實(shí)施例中，在結(jié)合區(qū)的扭力桿的固定端的直徑相對于支撐區(qū)的直徑而言可以逐漸減小。
最好在第二實(shí)施例中，輸入軸的孔在結(jié)合區(qū)的直徑比在支撐區(qū)的大。在這個(gè)實(shí)施例中，在結(jié)合區(qū)的輸入軸的孔直徑相對于支撐區(qū)的直徑而言可以逐漸變大。
最好環(huán)形間隙完全被結(jié)合劑所充滿，以便提供一種密封防止油從使用中的閥門漏出。
最好在另一個(gè)實(shí)施例中，在支撐區(qū)中的扭力桿的固定端上，鄰近結(jié)合區(qū)的地方存在一溝槽，它是用來容納過量的粘結(jié)劑。
最好結(jié)合劑是一種粘合膠，焊錫，銅鋅合金，或熔融焊接材料。
另外，連接劑也可是一種機(jī)械鍵合劑如象塑料或環(huán)氧樹脂膠。
這種動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置最好是以齒輪為從動(dòng)件的齒條齒輪式(rack and pinion type)，或是以蝸桿為從動(dòng)件的整體式(integraltype)。這種液壓閥門最好是轉(zhuǎn)動(dòng)閥門，但是其它類型的閥門，如象活塞閥門，按照本發(fā)明也可使之平衡(balance)。
附圖簡介現(xiàn)在將參考下列附圖對現(xiàn)行技術(shù)的閥門和本發(fā)明進(jìn)行介紹。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的閥門組合件的一個(gè)截面圖；圖2是按照本發(fā)明的第二方面所述的閥門裝置中輸入軸和扭力桿連接的第一種優(yōu)選實(shí)施例的部分截面圖；圖3是按照本發(fā)明第一方面所述的一種平衡機(jī)的透視圖；圖4是平衡殼套的橫斷面立視圖，該平衡殼套構(gòu)成圖3所示的平衡機(jī)的一部分；圖5是圖4所示的平衡殼套的平面截面圖；圖6是安裝在圖3所示的平衡機(jī)上的直線性致動(dòng)器的平面視圖，該致動(dòng)器與平衡殼套的臂處于嚙合位置；圖7是圖3所示平衡機(jī)的粘合劑施加機(jī)部分的供料嘴和加熱線圈細(xì)節(jié)的部分立視圖；圖8是圖7所示的供料嘴和加熱線圈正在施加粘結(jié)劑時(shí)的部分橫斷面視圖；圖9是與圖2類似的閥門裝置的優(yōu)選實(shí)施例的部分截面圖，其中加上了一個(gè)卷銷(roll pin)，這個(gè)卷銷被壓配通過一個(gè)沿直徑設(shè)置并穿過輸入軸和扭力桿的孔；圖10是按照本發(fā)明的第二方面所述的閥門裝置中，輸入軸和扭力桿連接的第二種優(yōu)選實(shí)施例的部分截面圖；圖11是按照本發(fā)明的第二方面所述的閥門裝置中，輸入軸和扭力桿連接的第三種優(yōu)選實(shí)施例的部分截面圖；圖12是按照本發(fā)明的第二方面所述的閥門裝置中，輸入軸和扭力桿連接的第四種優(yōu)選實(shí)施例的部分截面圖；圖13是圖4所示實(shí)施例的變通方案的平衡殼套的橫斷面立視圖，在這方案里引入了密封囊裝置；圖14是圖4所示實(shí)施例的變通方案的平衡殼套的橫斷面立視圖，在這方案里引入了密封環(huán)裝置；圖15是圖4所示實(shí)施例的變通方案的平衡殼套的橫斷面立視圖，在這方案里引入了針狀密封裝置；圖16是用來注入塑料的塑料注入模嘴的實(shí)施例的橫斷面立視圖，注入塑料是為了形成如圖12所示的閥門裝置的輸入軸與扭力桿的連接；以及圖17是按照本發(fā)明的第二方面所述的閥門裝置中輸入軸和扭力桿連接的第五種優(yōu)選實(shí)施例的部分截面圖。
發(fā)明實(shí)施方案圖1示意地畫出了一個(gè)典型的現(xiàn)行技術(shù)的轉(zhuǎn)動(dòng)型閥門。閥門1裝在殼套3中而且包含了輸入軸2，這輸入軸2具有轉(zhuǎn)動(dòng)支承在在這輸入軸上的套筒4。輸入軸2和閥門套筒4把油導(dǎo)進(jìn)和導(dǎo)出液壓泵和緩沖缸的方式在業(yè)界是眾所周知的，因此這里將不作進(jìn)一步的描述。輸入軸2的下端通過軸襯6轉(zhuǎn)動(dòng)支承在扭力桿8的下端，扭力桿的下端沿軸向從齒輪5伸出。閥門套筒的驅(qū)動(dòng)銷釘7沿徑向從齒輪5伸出并與閥門套筒4上的小孔嚙合，以便提供一種閥門套筒4與齒輪5之間的無松動(dòng)連接。扭力桿8可用某種方便的方法，如鍛造牢固地連接到齒輪5上。
扭力桿8和輸入軸2由一壓配銷釘9連接。將一個(gè)O-環(huán)裝進(jìn)扭力桿8上的溝槽10中，以把液壓油密封在閥門1中，使得油不致漏出到輸入軸2和扭力桿8之間它們的圓筒界面上。
典型地說，在將輸入軸2連接到扭力桿8之前，輸入軸2必須相對于閥門套筒4轉(zhuǎn)動(dòng)取向，以便確定閥門1的液壓中性位置。這種操作是在平衡機(jī)中進(jìn)行的，在平衡機(jī)中液壓油是以業(yè)界很熟悉的方法供應(yīng)給轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的，早已在本發(fā)明的“背景”中描述過了。
一旦液壓中性位置確定以后。就可鉆擴(kuò)一個(gè)沿直徑安置并通過輸入軸2和扭力桿8的孔，并將銷釘9壓配進(jìn)這個(gè)孔中，同時(shí)輸入軸2和扭力桿8分別被固定。
圖2畫出了本發(fā)明第二方面的第一實(shí)施例的一部分，它示出了輸入軸2與扭力桿8連接的區(qū)域。在這個(gè)實(shí)施例中，把輸入軸2同扭力桿8的上固定端互連起來的現(xiàn)行技術(shù)的銷釘9被在它們的圓筒界面處的相應(yīng)部分間的粘結(jié)膠11所代替。一種合適的粘結(jié)膠是市售的以Loctite為商標(biāo)的工程膠648。注意，在支撐區(qū)12中的扭力桿8的固定端的最大外徑，在連接區(qū)13上階躍減小到一個(gè)小直徑，以便在固定操作過程中促進(jìn)粘結(jié)膠的注入。支撐區(qū)12常常在輸入軸2的孔中是密配合的，而且目的是防止粘膠蔓延進(jìn)內(nèi)閥門間隙14。這個(gè)特意產(chǎn)生的結(jié)合區(qū)13的徑向間隙常常被控制在0.02-0.06mm的數(shù)量級，因而形成環(huán)形間隙100，粘膠11就駐留其中。
圖10畫出了第二實(shí)施例，在這實(shí)施例中由于輸入軸2的孔直徑的階躍式變大，在結(jié)合區(qū)13范圍內(nèi)又提供了一受控制的徑向間隙，而使得在固定操作過程中粘膠的注入變得很方便。作為一種選擇，在一個(gè)沒有畫出的實(shí)施例中，扭力桿8在它的固定端也可(也即同時(shí)地)以與圖2的實(shí)施例同樣的方式，階躍式地減小到一較小的直徑。
當(dāng)利用這樣的一種粘結(jié)時(shí)，現(xiàn)行技術(shù)的閥門中的溝槽10和相關(guān)的O形-環(huán)(如圖1所示)都可免去。在本發(fā)明的實(shí)施例中所使用的粘膠也可充當(dāng)輸入軸2和扭力桿8的固定端之間的密封件，因?yàn)樗耆鼑』虺錆M了這中間的環(huán)形間隙100，因而防止了油從里面的閥門間隙14漏到(一般地)輸入軸2和扭力桿8的圓筒界面上。
圖11畫出了與圖2所示相類似的第三個(gè)實(shí)施例，但它在扭力桿8的固定端還包含有兩個(gè)靠得很近的環(huán)形突出部57和58，使得在支撐區(qū)12，在兩突出部之間存在一環(huán)形溝槽59。環(huán)形突出部57充當(dāng)一隔斷，因而它可在固定操作過程中阻擋注入的粘膠流動(dòng)。由環(huán)形突出部57提供的這種阻礙確保了注入的粘膠基本上充滿輸入軸2和扭力桿8之間在結(jié)合區(qū)13的環(huán)形間隙100。溝槽59被用作溢流貯槽用來貯存過量的粘膠。盡管最好是使固定操作限定在輸入軸2和扭力桿8之間，注入預(yù)定體積的粘合膠，但在注入粘合膠的過程中卻提供了一溝槽59來確保當(dāng)輸入軸2和扭力桿8之間的間隙減小到允許公差范圍內(nèi)時(shí)候，任何過量的粘合膠都會(huì)溢過突出部57并安全地保留在溝槽59中。
圖12畫出了輸入軸/扭力桿連接的第四實(shí)施例，其中扭力桿8的固定端和相鄰的輸入軸的孔在整個(gè)結(jié)合區(qū)13都分別在外部和內(nèi)部開有鍵槽，以便粘結(jié)劑或塑料能被注入輸入軸2和扭力桿8之間，以把它們粘結(jié)或機(jī)械鍵合到一起。
圖17畫出了輸入軸/扭力桿連接的第五實(shí)施例，該圖畫出了就在用焊錫(或銅鋅合金)焊接之前，把一預(yù)先涂有助熔劑的焊錫(或銅鋅合金)環(huán)400安放在輸入軸2的沉孔(counter bore)401中的情形。一個(gè)感應(yīng)加熱線圈(后面將相關(guān)平衡機(jī)進(jìn)行描述)加熱和熔化環(huán)400，使得焊錫或銅焊料能分布在結(jié)合區(qū)13的環(huán)形間隙100中。
為了能進(jìn)行扭力桿8和輸入軸2的孔之間的適當(dāng)結(jié)合，在施加結(jié)合劑之前，兩個(gè)部件必須相當(dāng)清潔和干燥。在把輸入軸2固定到扭力桿8之前，不可能使用測定中性位置的慣常方法，因?yàn)檫@將會(huì)導(dǎo)致液壓油對于這些相應(yīng)部件的污染。按照本發(fā)明的第一方面，為了測定輸入軸2相對于閥門套筒4的中性位置，空氣被用作壓力介質(zhì)。這使得這些部件清潔而干燥，以便可能用粘合劑粘結(jié)，或其它的結(jié)合方法來連接它們。
圖3畫出了按照本發(fā)明所述的平衡機(jī)的一個(gè)實(shí)施例。這種平衡機(jī)包含轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)19，這平臺(tái)具有一圓形的內(nèi)基座件20和一可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在該基座上的外環(huán)件21。環(huán)件21適于水平面內(nèi)圍繞基座件20作增量(換位)轉(zhuǎn)動(dòng)，以便每一平衡殼套22都能被帶到進(jìn)行各種操作的六個(gè)工位之一上。這些工位將進(jìn)一步被叫做工位A到工位F。這種平衡機(jī)適于采用將閥門從工位A到工位F連續(xù)傳送的方法來平衡閥門。但是為了便于描述，將就一單個(gè)閥門依次通過各個(gè)工位時(shí)這單個(gè)閥門的進(jìn)展，來對平衡機(jī)的運(yùn)作加以描述。
把一個(gè)包含閥門套筒4，輸入軸2，扭力桿8和齒輪5的不平衡閥門裝入平衡機(jī)的裝載工位A上，這個(gè)不平衡的閥門并未畫在圖3中。裝載機(jī)構(gòu)也沒畫出，它是一個(gè)機(jī)器手或某種業(yè)界熟知的其它自動(dòng)機(jī)構(gòu)。
圖4畫出了一個(gè)處于裝載工位A上的裝入平衡殼套22的非平衡閥門。平衡殼套22包含孔23，其相對的兩端上各有一上夾套24和一下夾套25。下夾套25借助包含凸輪16的一凸輪機(jī)構(gòu)可在孔23中沿軸向運(yùn)動(dòng)。通過滑鍵/鍵槽裝置17防止了下夾套25在孔23中的轉(zhuǎn)動(dòng)。在裝入非平衡閥門之前，由于凸輪16，凸輪隨動(dòng)件51和伺服電動(dòng)機(jī)18的驅(qū)動(dòng)，下夾套25沿U方向向上運(yùn)動(dòng)，處于向上位置的下夾套25是開口的，準(zhǔn)備接受非平衡閥門，這在圖4中沒有畫出。在裝入過程中，以齒輪5為引導(dǎo)端將非平衡閥門插入孔23。在氣壓缸26的作用下，齒輪被下夾套25夾住，同時(shí)非平衡閥門沿著與U相反的方向被拉進(jìn)孔23中。上夾套24與轉(zhuǎn)動(dòng)的上夾套載體50和臂28裝成一體，然后在位置27處夾住輸入軸2，如圖5所示。
如圖4所示，臂28從夾套24向上凸起并沿徑向伸出，而且臂和夾套兩者都可作為上夾套載體50的部件繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)。平衡殼套22有一空氣入口29，它是為把空氣供給閥門套筒4的環(huán)形入口溝槽15而設(shè)置的，現(xiàn)在這閥門在孔中是不轉(zhuǎn)動(dòng)的。由于采用通常用玻璃或青銅做的標(biāo)準(zhǔn)套筒環(huán)形密封件101并充填以聚四氟乙烯而使入口溝槽15的密封變得很容易。另外，特別是如果平衡是在低溫環(huán)境中進(jìn)行時(shí)，這時(shí)這些標(biāo)準(zhǔn)的套筒密封件101可能不會(huì)很好地與孔23符合一致(因此不能密封)那么平衡可以在沒有密封件101的條件下進(jìn)行，這時(shí)可以使用液壓或氣動(dòng)囊或其它的更先進(jìn)的密封裝置。
圖13，14和15畫出了各種平衡殼套/密封裝置，這種裝置能在沒有環(huán)形密封件101的條件下利用空氣來平衡非平衡閥門。
圖13畫出了一個(gè)實(shí)施例，在這個(gè)實(shí)施例中，平衡殼套122包含有一在平衡時(shí)接觸并密封在閥門套筒4的外表面上的臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)160。臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)160包含第一和第二密封部分，它們分別是環(huán)形的彈性膨脹囊170和171，這兩個(gè)密封囊沿軸向在入口溝槽15的兩側(cè)靠近缸溝槽80和81的區(qū)域與閥門套筒4接觸。密封囊170和171每個(gè)都在軸向上足夠?qū)?，以便與它們各自的缸溝槽80和81的兩側(cè)接觸，由此把這些缸溝槽密封住，從而把位于這些缸溝槽中的缸口密封住。在閥門平衡之前，密封囊170和171都是由于從液壓流體源(沒畫出)經(jīng)管道175通過液壓入口172和173引入了加壓的液壓流體而向內(nèi)膨脹。密封囊170和171被安裝在平衡殼套122中而且被環(huán)形中心部分188所分隔，因而它位于閥門套筒4的入口溝槽15的附近。在平衡過程中密封囊170和171對缸溝槽80和81的密封可限制空氣流向入口溝槽15，因此也限制了空氣通過位于入口溝槽15中的入口。為了閥門的平衡，空氣是從空氣貯罐165供給的，由泵/壓縮機(jī)166充灌并由調(diào)節(jié)器167調(diào)節(jié)到預(yù)定的固定壓力。按照通常的工程實(shí)踐，調(diào)節(jié)器167還包含一個(gè)空氣過濾器和干燥器。從空氣貯罐165抽出的空氣通過固定的基準(zhǔn)孔168，因而通到閥門平衡殼套122的入口129。入口129處的壓力由壓力傳感器164來測定。中心部188上沿徑向的孔169把空氣從入口129傳送到入口溝槽15。在平衡之后，密封囊170和171被減壓，因此可把這些密封囊從閥門套筒4的外表面上卸載，因而能將閥門取出。
應(yīng)該注意，作為一種選擇，密封囊170和171能被氣動(dòng)膨脹，而且根據(jù)閥門套筒的外部幾何形狀充灌這些密封囊的空氣可來源于同一空氣貯罐165，進(jìn)行實(shí)際的空氣平衡操作所用的空氣就是從這個(gè)罐中提取的。
圖14畫出了一個(gè)實(shí)施例，在這個(gè)實(shí)施例中，平衡殼套222包含有一在平衡時(shí)接觸并密封在閥門套筒4的外表面上的臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)260。臨時(shí)密封機(jī)構(gòu)260包含第一和第二密封部分，它們是兩個(gè)密封環(huán)270和271，這兩個(gè)密封環(huán)沿軸向在入口溝槽15的兩側(cè)靠近缸溝槽80和81的區(qū)域與閥門套筒4接觸。密封環(huán)270和271最好是用聚氨脂或某種其它的合適的彈性材料制成，而且將其緊貼平衡殼套222的內(nèi)壁287安放。密封環(huán)270和271寬到足以使其能與它們相應(yīng)的缸溝槽80和81的兩側(cè)接觸，借此密封住這些缸溝槽，因而密封住位于這些缸溝槽中的缸口。壓縮環(huán)290和291沿軸向分別安放在密封環(huán)270和271的附近，而且與兩個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)285和286相連。環(huán)形的中心部分288在密封環(huán)270和271之間從壁287向內(nèi)伸出并緊靠閥門套筒4的入口溝槽15。在平衡閥門之前，讓致動(dòng)機(jī)構(gòu)285和286動(dòng)作并沿軸向分別朝箭頭R和S方向推動(dòng)壓縮環(huán)290和291，這兩個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)最好由沒畫出的流體源以液壓或氣動(dòng)的方式工作的。因?yàn)槊芊猸h(huán)270和271受壁287和中心部分288的限制，壓縮環(huán)290和291的移動(dòng)就引起密封環(huán)270和271的密封表面向內(nèi)突出并彈性地密封在閥門套筒4的外表面上。在平衡過程中由密封環(huán)270和271構(gòu)成的對缸溝槽80和81的密封就會(huì)限制空氣流進(jìn)入口溝槽15，因而限制空氣流過位于這個(gè)入口溝槽中的入口。以與圖13所示的實(shí)施例相同的方式從空氣貯罐165提供空氣來進(jìn)行閥門平衡。在平衡后，致動(dòng)機(jī)構(gòu)285和286朝一相反的方向動(dòng)作，使得壓縮環(huán)290和291不再壓縮密封環(huán)270和271，因而解除這些密封環(huán)對閥門套筒4的外表面的密封，從而可將閥門取出。
圖15畫出了另一個(gè)實(shí)施例，在這個(gè)實(shí)施例中，平衡殼套322包含有一在平衡時(shí)接觸并密封在閥門套筒4的外表面上的臨時(shí)密封裝置360。這個(gè)實(shí)施例與圖13和圖14所示的密封裝置不同，在這實(shí)施例中臨時(shí)密封裝置360直接密封在位于入口溝槽15中的出口和閥門套筒4的外表面上的缸溝槽80和81上，而不是環(huán)形地密封這些溝槽本身。臨時(shí)密封裝置360具有一些入口管針(inlet probe)375和缸的管針370(為易于參考，在圖15中每種都只畫了一個(gè))。將入口管針375可移動(dòng)地固定在支撐件376上，以便能沿箭頭M所示方向，從平衡殼套向內(nèi)和向外運(yùn)動(dòng)，最好是用液壓或氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)(未畫細(xì)節(jié))。同樣，缸管針是可動(dòng)地安裝在支撐件372上，而且能沿箭頭N所示的方向從平衡殼套322向內(nèi)和向外移動(dòng)。
在把閥門插入平衡殼套322之前，入口管針375和缸管針370都是處于向外縮回的位置，以便使閥門能進(jìn)入平衡殼套322。一旦閥門被插入，入口管針375和缸管針370被驅(qū)動(dòng)向內(nèi)移動(dòng)并分別密封住入口95和缸口96。盡管為便于參考，在圖15中只畫出了一個(gè)入口管針375和一個(gè)缸管針370，但這樣的管針卻是需要很多的。例如，在典型的八槽轉(zhuǎn)動(dòng)閥門(eight slot rotary valve)中，在入口溝槽15中有四個(gè)入口95，在每個(gè)缸溝槽80和81中有四個(gè)缸口96。在六槽轉(zhuǎn)動(dòng)閥門中，在入口溝槽15中有三個(gè)入口95而在每個(gè)缸溝槽中有三個(gè)缸口96。在操作過程中，每個(gè)入口管針375和每個(gè)缸管針370都同時(shí)被驅(qū)動(dòng)向內(nèi)移動(dòng)并密封住它們的相應(yīng)入口和缸口。入口管針375和缸管針370最好都有一個(gè)用彈性材料做的尖端以便分別有效地密封在入口95和缸口96上。一旦這些管針處于密封位置，如圖15所示，閥門的空氣平衡就可起作用。以與圖13所示的實(shí)施例相同的方式通過位于入口管針中的入口孔379從空氣貯罐165向入口95供應(yīng)空氣。因?yàn)榭諝獗仨氁曰鞠嗤膲毫┙o所有的入口管針375，所以該空氣得經(jīng)過一個(gè)環(huán)形空氣分配管歧匯366送到所有的入口管針375。每個(gè)入口管針375在流動(dòng)性上都是被一軟管367連接到空氣分配管匯366上。
一旦閥門被平衡，入口管針375和缸管針370都被退回，因而解除了對入口95和缸口96的密封并能將閥門從平衡殼套322中取出。
盡管任何一個(gè)前面描述的平衡殼套的實(shí)施例都能使用，但空氣平衡的方法還將參考圖3和圖4所示的平衡殼套實(shí)施例作進(jìn)一步的描述。
一旦在裝載工位A裝入非平衡閥門，則轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)19的環(huán)件21就可進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)換位，以便將平衡殼套22移動(dòng)到檢驗(yàn)工位B。在這個(gè)位置上，用檢測裝置，未畫出，對非平衡閥門進(jìn)行檢查，以便使它正確就位在平衡殼套22的孔23中，使臂28和上夾套24圍繞Y軸取向，以便使它們處在一正確位置，好進(jìn)行下一步工位C的操作?，F(xiàn)在將環(huán)件21轉(zhuǎn)動(dòng)換位，使得平衡殼套22移動(dòng)到工位C。
在工位C所進(jìn)行的操作是確定輸入軸2相對于閥門套筒4的液壓中性位置。在工位C進(jìn)行的第一個(gè)動(dòng)作是將直線性致動(dòng)器30與臂28相嚙合。將經(jīng)過濾的空氣源連接到平衡殼套22上，將它調(diào)節(jié)到預(yù)定的固定氣壓，并讓它在進(jìn)入空氣入口29之前，通過一固定的基準(zhǔn)孔，在圖3中沒畫出但卻與圖13所示實(shí)施例中的細(xì)節(jié)是類似的。
如圖3所示，直線致動(dòng)器30被兩個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)支架31support)支撐在基座件20上，這兩個(gè)樞軸支架是可繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的。直線致動(dòng)器30可由于氣動(dòng)嚙合致動(dòng)器32的伸展，從一未嚙合位置，未畫出，繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)地推動(dòng)到一與臂28嚙合的位置。如處于嚙合位置的圖6所示，臂28的自由端可移動(dòng)地被限制在滑塊35的V-型槽33中，滑塊可移動(dòng)地安裝在直線致動(dòng)器30的可轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠36上。絲杠36由一伺服馬達(dá)34轉(zhuǎn)動(dòng)，這就導(dǎo)致了滑塊35的直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其處于嚙合位置時(shí)，滑塊就使臂28和上夾套24繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
一旦直線致動(dòng)器30與臂28處于嚙合位置，下一步就是確定輸入軸2相對于閥門套筒4的中性位置。由于滑塊35沿著絲杠36的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致臂28的轉(zhuǎn)動(dòng)，因此也導(dǎo)致歸屬于上夾套載體50的上夾套24的轉(zhuǎn)動(dòng)，因而也會(huì)引起輸入軸2相對于閥門套筒4的角位移。因?yàn)檩斎胼S2是牢固地連接在由下夾套25所夾持的齒輪5上，所以輸入軸2在與上夾套24保持一種夾持關(guān)系時(shí)可轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)，而閥門套筒4卻是保持靜止的。
將直線致動(dòng)器30連接到一控制裝置，未畫出，該控制裝置包括一個(gè)編碼機(jī)(encoder)以便測量輸入軸2相對于閥門套筒4的角位移。這控制裝置也連接到空氣源中的一個(gè)壓力傳感器上，以便它能測量在空氣入口29處的空氣壓力，圖3中未畫出但與圖13所示實(shí)施例中的細(xì)節(jié)相似。由于臂28被直線致動(dòng)器30轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)果，輸入軸2相對于閥門套筒4的角位移就導(dǎo)致被測量的空氣壓力的變化。中性位置是采用下述方法測量的將輸入軸2沿一個(gè)方向移動(dòng)直到被測量的空氣壓力與一預(yù)定的檢測壓力相當(dāng)為止，記錄下輸入軸2的角位移大小。然后朝反方向轉(zhuǎn)動(dòng)輸入軸2直到被測量的空氣壓力再次等于該預(yù)定的檢測壓力，同樣記錄下在這反方向上輸入軸2的角位移大小。然后計(jì)算這兩個(gè)角位移的平均值，或半程點(diǎn)(half way point)并將輸入軸2轉(zhuǎn)動(dòng)到這個(gè)平均位置，這個(gè)位置就是中性位置。然后上夾套24由于上夾套載體50上的圓盤部分52上的氣動(dòng)閘卡(pneumatic brake calliper)53的夾持作用而被可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定住，以便在平衡殼套22被轉(zhuǎn)動(dòng)換位到粘結(jié)工位D之前維持住這中性位置。
先前描述的凸輪機(jī)構(gòu)，包括凸輪16，還當(dāng)做一個(gè)振動(dòng)機(jī)。這個(gè)振動(dòng)機(jī)是在中性位置測定之后和在平衡殼套22換位到工位D之前運(yùn)作的。凸輪16使下夾套25，因而使所有的閥門部件，包括輸入軸2產(chǎn)生沿Y軸的純軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這種往復(fù)的軸向運(yùn)動(dòng)基本上克服存在于扭力桿8的固定端和輸入軸2之間的殘余摩擦力矩，因此確保扭力桿8在固定到輸入軸2上之前，使它處于不偏的狀態(tài)。
如圖3所示，一個(gè)粘結(jié)劑施加機(jī)37放置在粘結(jié)工位D。這個(gè)工位用來將處于不偏狀態(tài)的扭力桿8的固定端粘結(jié)到輸入軸2上。固定是用施加粘結(jié)膠來實(shí)現(xiàn)的，這時(shí)將輸入軸2保持在相對于閥門套筒4而言的中性位置上。粘結(jié)膠施加機(jī)37包含一直立的支撐件38，這支撐件上帶有一垂直的滑架39。一個(gè)送料嘴40和低頻感應(yīng)加熱線圈41被同軸地安裝在滑架39上。料嘴40可相對于滑架39垂直滑動(dòng)，加熱線圈41是固定在滑架39上，在料嘴40的下面。一根供料管42將粘結(jié)劑從粘結(jié)劑源，未畫出，傳送給料嘴40。
當(dāng)把平衡殼套22帶到粘結(jié)工位D時(shí)，輸入軸2和扭力桿8是與料嘴40和線圈41(參看圖7)同軸對準(zhǔn)的。為了施加粘結(jié)劑，將滑架39向下移動(dòng)，以便加熱線圈41在輸入軸2的自由端上圍著輸入軸2，并把料嘴40降低到密封接界處，好使料嘴40的開口包圍住輸入軸2和扭力桿8在自由端的圓筒界面(見圖8)。然后注入粘結(jié)劑，以使粘結(jié)劑布滿在結(jié)合區(qū)13中、輸入軸2和扭力桿8之間的內(nèi)部以及它們之間的圓筒界面的附近。然后將料嘴40向上退回和把加熱線圈41啟動(dòng)一短時(shí)間，以便它能將輸入軸2的上端，扭力桿8的固定端和在這附近的粘結(jié)劑加熱。加熱可有助于粘結(jié)劑的固化。然后也把線圈41向上退回。平衡殼套22現(xiàn)在可以換位到固化工位E。
在固化工位E，平衡殼套并不繼續(xù)工作，它的唯一目的是在各個(gè)部件中保持熱量來幫助粘結(jié)劑進(jìn)一步固化。然后將平衡殼套22轉(zhuǎn)動(dòng)換位到卸荷工位F，在這工位上夾套24松開和將下夾套25升高，然后松開經(jīng)過平衡的閥門，之后再用機(jī)械臂或自動(dòng)機(jī)械(未畫出)將這閥門從平衡機(jī)中取出。
一旦從平衡機(jī)中取出之后，就可將平衡過的閥門放置一邊，好讓粘結(jié)劑進(jìn)一步固化。
當(dāng)粘結(jié)達(dá)到足夠強(qiáng)度時(shí)平衡閥門1就被送到分離工位，在那里加工一個(gè)沿直徑放置并通過輸入軸2和扭力桿8的固定端的孔，這個(gè)孔最好是加工在它們粘結(jié)在一起的地方或這地方的附近。然后如圖9所示，將銷釘55壓配進(jìn)孔中。銷釘55是一卷銷(roll-pin)而且并不需要具有與現(xiàn)行技術(shù)的銷釘9的情形所要求的相同的壓配合度。原則上，銷釘55是一安全裝置，而且只可能在很少的情況下發(fā)揮作用，也就是只在閥門工作過程中膠粘劑失靈時(shí)才發(fā)揮作用。
在另一未畫出的實(shí)施例中，本發(fā)明的方法在完成的步驟和實(shí)施本方法的設(shè)備上可加以改變，這導(dǎo)致了具有一不同構(gòu)形的平衡機(jī)。
例如，在未畫出的實(shí)施例中，輸入軸2和扭力桿8的固定端之間的粘結(jié)劑連接可以用錫焊，銅焊或熔焊(如象用“電子束”焊接)連接來代替。
在象早先根據(jù)圖12所描述的實(shí)施例中，在這實(shí)施例中輸入軸2和扭力桿8的固定端之間的粘結(jié)劑結(jié)合被用機(jī)械鍵合劑如象塑料所代替，在這早先描述的平衡機(jī)的實(shí)施例中的粘結(jié)工位D被一塑料注模工位代替。這樣的注模工位，可以在一個(gè)實(shí)施例中加入一注入嘴97，如圖16所示，這注入嘴適于裝接在輸入軸2的自由端上。注入嘴97有一孔98，通過它將塑料送到輸入軸2和扭力桿8的固定端之間的間隙中。由一個(gè)示意畫出的典型螺桿給料機(jī)99將這塑料供給料嘴97。
在另一未畫出的實(shí)施例中，先前描述的平衡機(jī)在工位數(shù)目和完成的操作上可以是不同的。例如，在一個(gè)變異方案中，所描述的實(shí)施例的裝載工位A和卸荷工位F可以聯(lián)合成單一的工位，在那里，在把平衡閥門取出之后就可把未平衡的閥門裝進(jìn)平衡殼套22中。
在另一個(gè)未畫出的實(shí)施例中，可以不要求固化工位E，這取決于各種操作的周期時(shí)間和粘結(jié)膠的固化時(shí)間。
作為一種選擇，以更長的過程周期為代價(jià)，工位A到工位F{或其分設(shè)備(subsets thereof)}可聯(lián)合成單一的，多功能工位。
在再一個(gè)未畫出的實(shí)施例中，平衡殼套/密封裝置可以包含有在形狀和結(jié)構(gòu)上不同于圖13，14和15所示的密封裝置。還應(yīng)明白，各種密封元件，如象密封囊，密封環(huán)和密封管針都可用在平衡殼套/密封裝置的未畫出的單一實(shí)施例中。
業(yè)界的行家還應(yīng)理解，在本說明中公開的平衡方法可同樣應(yīng)用于“相反的”平衡機(jī)形式(“reverse”balancing machine format)，在確定中性位置期間，在這種平衡機(jī)中，輸入軸從轉(zhuǎn)動(dòng)性上看是保持固定的，而從動(dòng)件(因而閥門套筒也)是轉(zhuǎn)動(dòng)的。在這樣的平衡機(jī)中平衡殼套，以及相關(guān)的臨時(shí)密封裝置，最好是允許轉(zhuǎn)動(dòng)漂浮(rotationallyfloat)，因而在從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，就不會(huì)妨礙閥門套筒外表面上的密封。此外，在平衡機(jī)的這種構(gòu)形上，如果平衡殼套能額外地軸向浮動(dòng)(float)，而且為了不妨礙閥門套筒外表面的密封，則前述的施加于除了輸入軸外的所有閥門部件上的軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)都可加以調(diào)節(jié)。作為一種選擇，軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)也可施加于輸入軸和用來確保這個(gè)部件不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的鍵合裝置。
還應(yīng)該明白，借助氣壓介質(zhì)如象空氣來平衡閥門，也可由將空氣沿與該實(shí)施例所示的方向相反的方向通過該閥門來完成。這將導(dǎo)致空氣通過閥門套筒中的出口排出閥門。
對于業(yè)界的行家來說，顯然可知，對于本發(fā)明的方法和裝置來說都可照所述和參考附圖進(jìn)行許多的變化和改進(jìn)而并不偏離本發(fā)明的總的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種平衡液壓閥門的方法，這種閥門是用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的，其中的閥門受壓力介質(zhì)所控制，閥門包含有一套筒，其轉(zhuǎn)動(dòng)支承在輸入軸上，閥門套筒有一通過從動(dòng)件與它相連的扭力桿，該方法包括下述步驟把該閥門插入一平衡殼套；確定輸入軸相對于閥門套筒的中性位置；以及把輸入軸和扭力桿在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上互相連接以固定這個(gè)中性位置，其特征在于用來測定中性位置的壓力介質(zhì)是一種氣體介質(zhì)，而適于密封這氣體介質(zhì)的臨時(shí)密封裝置在測定中性位置期間是與套筒的外表面觸接的。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于安排該臨時(shí)密封裝置，使得氣體介質(zhì)能流過閥門套筒中的至少一個(gè)入口，而且使得氣體介質(zhì)不能流過閥門套筒中的至少一個(gè)缸口。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該臨時(shí)密封裝置包括有第一和第二密封部分，它們與閥門套筒觸接的位置是在入口溝槽沿軸向的每一側(cè)，那至少一個(gè)的入口就位于這入口溝槽中。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于那至少一個(gè)的缸口就位于缸溝槽中，它沿軸向就在入口溝槽的附近，一個(gè)密封部分與這缸溝槽的兩側(cè)都接觸，因而密封住缸溝槽并阻止氣體介質(zhì)流過那至少一個(gè)的缸口。
5.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于上述的平衡殼套包含有一個(gè)位于臨時(shí)密封裝置的第一和第二密封部分之間的環(huán)形中心部分，而且把這環(huán)形中心部分安置在靠近入口溝槽的地方。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于氣體介質(zhì)通過中心部分中的孔道，被流動(dòng)地傳送到入口溝槽，并因此進(jìn)入那位于入口溝槽中的至少一個(gè)的入口。
7.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于通過那位于入口溝槽中的至少一個(gè)的入口，氣體介質(zhì)被流動(dòng)地傳送到平衡殼套的環(huán)形中心部分中的孔道。
8.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于第一和第二密封部分中的至少一個(gè)是可膨脹的密封囊。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于這種密封囊是一可向內(nèi)膨脹的環(huán)形囊。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于這種密封囊在閥門平衡期間是可進(jìn)行液壓和氣動(dòng)加壓的，因而向內(nèi)膨脹，以便與閥門套筒外表面接觸和密封。
11.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于第一和第二密封部分中至少一個(gè)包含一密封環(huán)，推動(dòng)裝置安排來使這密封環(huán)彈性變形以便該環(huán)的內(nèi)周表面與閥門套筒的外表面接觸并密封。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于該推動(dòng)裝置是機(jī)械的、液壓的、氣動(dòng)的或是幾者的聯(lián)合，它是安排來給密封環(huán)的外周表面沿徑向向內(nèi)加荷。
13.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于該推動(dòng)裝置是機(jī)械的、液壓的、氣動(dòng)的或是幾者的聯(lián)合，它是安排來沿徑向壓縮密封環(huán)，這密封環(huán)的外周面被平衡殼套的孔所約束，因而軸向壓縮該密封環(huán)將導(dǎo)致它的內(nèi)周表面的直徑減小。
14.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該臨時(shí)密封裝置包含有至少一個(gè)缸管針，在平衡過程中該管針是安排來沿徑向向內(nèi)裝頂在那至少一個(gè)的缸口上因而密封住這至少一個(gè)的缸口。
15.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該臨時(shí)密封裝置包含有至少一個(gè)入口管針，在平衡過程中該管針是安排來沿徑向向內(nèi)裝頂在那至少一個(gè)的入口上，使得氣體介質(zhì)流過這至少一個(gè)的入口。
16.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將該平衡殼套開一個(gè)孔口，以便使壓力介質(zhì)能流過該閥門，而且該平衡殼套適于容納輸入軸和扭力桿，使得它們能彼此相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
17.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該臨時(shí)密封裝置并不是液壓閥門的一個(gè)部件。
18.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該液壓閥門包含一些僅只在閥門運(yùn)作期間用來對液壓流體進(jìn)行密封的環(huán)形密封件，而且上述的環(huán)形密封件在平衡過程中并不安裝在這閥門上。
19.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于臨時(shí)密封裝置被包含在平衡殼套中。
20.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于中性位置是用測定在輸入軸相對于閥門套筒發(fā)生小角轉(zhuǎn)動(dòng)位移時(shí)氣體介質(zhì)中所產(chǎn)生的壓力，或者測量在相對于從動(dòng)件在輸入軸上施加輸入力矩時(shí)在介質(zhì)中產(chǎn)生的壓力的方法確定的。
21.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于輸入軸是用連接工藝與扭力桿相連接的。
22.按照權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于連接工藝包括粘結(jié)劑連接，錫焊，銅焊或熔焊。
23.按照權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于連接工藝包括將結(jié)合劑或機(jī)械鍵合劑注入輸入軸和扭力桿之間。
24.按照權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于連接工藝包括將注有結(jié)合劑和機(jī)械鍵合劑的區(qū)域中的輸入軸和扭力桿加熱的過程。
25.按照權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于連接工藝包括將注有連接劑的區(qū)域中的輸入軸和扭力桿加熱，以便加速粘結(jié)劑的固化的過程。
26.按照權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于輸入軸和扭力桿的加熱是感應(yīng)加熱。
27.按照權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于該機(jī)械鍵合劑是一種塑料。
28.按照權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于一旦輸入軸和扭力桿之間的結(jié)合劑達(dá)到足以承受取出這些部件所需力的強(qiáng)度時(shí)就可把這閥門從平衡殼套中取出。
29.按照權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于一旦輸入軸和扭力桿之間的結(jié)合達(dá)到的強(qiáng)度足以抵擋住由這樣的鉆孔和把銷釘壓配進(jìn)這孔所產(chǎn)生的力時(shí)，就可通過輸入軸和扭力桿鉆一基本上沿直徑放置的孔。
30.按照權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于這銷釘是一卷銷。
31.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于把在平衡過程中供給的氣體介質(zhì)調(diào)節(jié)到一預(yù)定的固定壓力，然后讓其通過一固定的基準(zhǔn)孔才進(jìn)入通向平衡殼套的入口。
32.按照權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于氣體壓力介質(zhì)的壓力是在通向平衡殼套的入口處測量的，而且與檢測壓力比較以便確定中性位置。
33.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該氣體介質(zhì)是空氣。
34.按照權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于該空氣是從一經(jīng)過過濾的壓縮空氣源供給的。
35.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置是齒條齒輪型的而且該從動(dòng)件是一齒輪。
36.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置是整體型的，而且從動(dòng)件是一循環(huán)滾珠螺母式裝置的蝸桿部分。
37.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該閥門是一轉(zhuǎn)動(dòng)閥門。
38.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在把該輸入軸固定到扭力桿前，輸入軸和扭力桿彼此相對沿軸向有一位移。
39.按照權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于在輸入軸和扭力桿之間存在一徑向間隙，而且該注入的結(jié)合劑或機(jī)械鍵合劑基本上充滿上述的環(huán)形空隙，以便提供一種密封，防止液壓流體從正在使用中的閥門漏出。
40.按照權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于在平衡過程中，該氣體介質(zhì)是通過閥門套筒中的進(jìn)出口進(jìn)入閥門或從閥門抽取出來。
41.一種用于動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的液壓閥門，該閥門包含一軸頸設(shè)在輸入軸上的閥門套筒，該閥門套筒有一通過從動(dòng)件連接其上的扭力桿，該輸入軸有一孔，該扭力桿具有一遠(yuǎn)離從動(dòng)件且位于輸入軸的孔的固定端，在固定端孔之間形成一界面，輸入軸的孔被結(jié)合劑粘結(jié)到扭力桿的這個(gè)固定端上，粘結(jié)時(shí)的位置與輸入軸相對于閥門套筒的中性位置相應(yīng)，其特征在于，輸入軸孔和扭力桿的固定端之間的界面具有至少一個(gè)結(jié)合區(qū)和至少一個(gè)支撐區(qū)，該結(jié)合劑就駐留在這結(jié)合區(qū)中，而且輸入軸的孔和扭力桿的固定端之間的徑向間隙在結(jié)合區(qū)明顯比支撐區(qū)大，以便為結(jié)合劑提供一環(huán)形空隙。
42.按照權(quán)利要求41所述的液壓閥門，其特征在于這環(huán)形空隙具有基本上恒定的徑向深度。
43.按照權(quán)利要求41所述的液壓閥門，其特征在于該扭力桿固定端在結(jié)合區(qū)中的直徑比在支撐區(qū)中的直徑小。
44.按照權(quán)利要求41所述的液壓閥門，其特征在于該輸入軸孔在結(jié)合區(qū)中的直徑比在支撐區(qū)中的直徑大。
45.按照權(quán)利要求43所述的液壓閥門，其特征在于該扭力桿的固定端在結(jié)合區(qū)中的直徑相對于在支撐區(qū)中的直徑是逐漸減小的。
46.按照權(quán)利要求44所述的液壓閥門，其特征在于該輸入軸孔在結(jié)合區(qū)中的直徑相對于支撐區(qū)中的直徑是逐漸增大的。
47.按照權(quán)利要求41所述的液壓閥門，其特征在于該空隙完全被結(jié)合劑所充滿，以便提供一種密封，防止油從正在使用中的閥門泄漏出來。
48.按照權(quán)利要求41所述的液壓閥門，其特征在于這種結(jié)合劑是一種粘合膠，焊錫，銅鋅合金或熔焊材料。
49.按照權(quán)利要求41所述的液壓閥門，其特征在于這種結(jié)合劑是一種機(jī)械鍵合劑，如象塑料或環(huán)氧樹脂膠。
50.按照權(quán)利要求41所述的液壓閥門，其特征在于一溝槽存在于支撐區(qū)中靠近結(jié)合區(qū)的扭力桿的固定端上。該溝槽適用于存放過量的結(jié)合劑。
51.按照權(quán)利要求49所述的液壓閥門，其特征在于在結(jié)合區(qū)中，扭力桿的外周和輸入軸的孔都刻有花鍵，凹槽，滾花或別的粗糙形式來促進(jìn)上述的鍵合。
52.按照權(quán)利要求41所述的液壓閥門，其特征在于該閥門是一種轉(zhuǎn)動(dòng)閥門。
53.按照權(quán)利要求22所述的液壓閥門，其特征在于結(jié)合工藝包括對輸入軸和扭力桿加熱以促進(jìn)焊錫、銅鋅合金或焊接劑的熔化和分布。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種平衡動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置的液壓閥的方法,在這種轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置中,閥門是由壓力介質(zhì)控制的,該閥門包含一閥門套筒(4),它轉(zhuǎn)動(dòng)支承在輸入軸(2)上一軸頸,該閥門套筒具有一扭力桿(8),這扭力桿經(jīng)過一從動(dòng)件與這閥門套筒相連。方法由下列步驟組成:首先將閥插入平衡殼套(222),其次是,確定輸入軸(2)相對于閥門套筒的中性位置,第三是,采用將輸入軸與扭力桿(8)轉(zhuǎn)動(dòng)連接的方法將這個(gè)中性位置固定。用來確定中性位置的壓力介質(zhì)是象空氣這樣的氣體介質(zhì)。輸入軸(2)和扭力桿(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)連接是由粘結(jié)工藝,如象膠粘劑粘結(jié)(11),低溫焊接,銅焊或熔焊來完成的。輸入軸(2)的孔和扭力桿(8)的固定端之間的界面有一支撐區(qū)(12)和聯(lián)結(jié)區(qū)(13)。聯(lián)結(jié)區(qū)(13)的直徑方向間隙大于支撐區(qū)(13)的直徑間隙,以便提供一環(huán)形空隙(100)來施加粘結(jié)劑(11)。
文檔編號(hào)B62D5/083GK1174536SQ95197467
公開日1998年2月25日 申請日期1995年11月23日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月28日
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