本發(fā)明總體上涉及液壓線性致動(dòng)器，并且更具體地涉及液壓線性致動(dòng)器至混合流體管線中的集成。

背景技術(shù)：

液壓汽缸一直以來(lái)用作各種不同應(yīng)用中的線性致動(dòng)器。典型的液壓回路包括可用于向活塞的一側(cè)或另一側(cè)供應(yīng)加壓液壓流體的液壓泵，該活塞附接至桿以加長(zhǎng)或縮短液壓汽缸以執(zhí)行某些任務(wù)。液壓汽缸大致上是穩(wěn)定的、昂貴的，并且壽命長(zhǎng)，前提是內(nèi)部密封件在磨損或破壞時(shí)被更換。遺憾的是，與液壓汽缸相關(guān)聯(lián)的高成本通常使得它們呈現(xiàn)為不適用于需要較低成本的點(diǎn)火器周期線性致動(dòng)器應(yīng)用。

本發(fā)明是針對(duì)上述一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

液壓汽缸包括被集成至混合流體管線中的液壓線性致動(dòng)器?；旌狭黧w管線包括剛性管件，其一端安裝有剛性流體耦合器。剛性管件具有帶有至少一個(gè)彎部并且在二維或三維上延伸的中心軸線，且具有安裝在遠(yuǎn)離剛性流體耦合器的端部處的剛性桿裝配件。汽缸桿延伸通過(guò)剛性桿裝配件并且在一端處包括眼孔和將混合流體管線分為延伸液壓容積與收縮容積的活塞。汽缸桿能沿直線相對(duì)于剛性桿裝配件在收縮位置與延伸位置之間移動(dòng)。剛性流體裝配件被定位為與至少一個(gè)彎部中的最近彎部相距一定距離，且所述距離大于汽缸桿的長(zhǎng)度。汽缸桿的大部分有效長(zhǎng)度在剛性管件內(nèi)部定位在收縮位置處，并且汽缸桿的大部分有效長(zhǎng)度在剛性管件外部定位在延伸位置處。

另一方面，液壓汽缸包括被集成至混合流體管線中的液壓線性致動(dòng)器?；旌狭黧w管線包括利用第一壓接軸環(huán)附接至剛性管件的柔性軟管。柔性軟管具有利用第二壓接軸環(huán)安裝至遠(yuǎn)離剛性管件的端部的剛性流體耦合器。剛性管件具有帶有至少一個(gè)彎部并且在二維或三維上延伸的中心軸線，且具有安裝至遠(yuǎn)離柔性軟管的端部的剛性桿裝配件。汽缸桿延伸通過(guò)剛性桿裝配件并且在一端處包括眼孔和將混合流體管線分為延伸液壓容積與收縮容積的活塞。汽缸桿能沿直線相對(duì)于剛性桿裝配件在收縮位置與延伸位置之間移動(dòng)。剛性桿裝配件被定位為與至少一個(gè)彎部中的最近彎部相距一定距離，且所述距離大于汽缸桿的長(zhǎng)度。汽缸桿的大部分有效長(zhǎng)度在剛性管件內(nèi)部定位在收縮位置處，并且汽缸桿的大部分有效長(zhǎng)度在剛性管件外部定位在延伸位置處。

另一方面，液壓系統(tǒng)包括液壓流體泵，其具有入口，入口流體地連接至液壓流體的貯槽。液壓回路具有流體地連接至液壓流體泵的出口的第一端和通向貯槽的第二端?？刂崎y定位在液壓回路中并且能在收縮配置、中性配置和延伸配置之間移動(dòng)。液壓汽缸具有流體地連接至液壓回路的剛性流體耦合器。液壓汽缸包括被集成至混合流體管線中的液壓線性致動(dòng)器?；旌狭黧w管線包括剛性管件，剛性管件具有帶有至少一個(gè)彎部的在二維或三維上延伸的中心軸線，且具有安裝至一端的剛性桿裝配件。汽缸桿延伸通過(guò)剛性桿裝配件并且在一端處包括具有眼孔的桿和將混合流體管線分為延伸液壓容積與收縮容積的活塞。汽缸桿能沿直線相對(duì)于剛性桿裝配件在收縮位置與延伸位置之間移動(dòng)。剛性桿裝配件被定位為與至少一個(gè)彎部中的最近彎部相距一定距離，且所述距離大于汽缸桿的長(zhǎng)度。汽缸桿的大部分有效長(zhǎng)度在剛性管件內(nèi)部定位在收縮位置處，并且汽缸桿的大部分有效長(zhǎng)度在剛性管件外部定位在延伸位置處。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一方面的液壓系統(tǒng)的示意圖；

圖2是圖1的液壓系統(tǒng)中的液壓汽缸的截面?zhèn)纫晥D；

圖3是圖2的液壓汽缸的剛性桿裝配件的端視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的液壓汽缸的部分截面?zhèn)纫晥D；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的又另一個(gè)實(shí)施例的液壓汽缸的截面?zhèn)纫晥D；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的具有三維中心軸線的汽缸的透視圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面的包括柔性軟管的區(qū)段的汽缸的透視圖；以及

圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的液壓汽缸的截面?zhèn)纫晥D。

具體實(shí)施方式

首先參考圖1，液壓系統(tǒng)10包括液壓流體的貯槽11。液壓流體泵12具有流體地連接至貯槽11的入口13。液壓回路15具有流體地連接至液壓流體泵12的出口14的一端和通向貯槽11的第二端。控制閥18定位在液壓回路15中并且能在收縮配置35、中性配置36(未示出)和延伸配置37之間移動(dòng)。根據(jù)本領(lǐng)域中眾所周知的許多液壓控制閥，控制閥18朝中性配置36偏置，其中由液壓流體泵12產(chǎn)生的全部流體回流至貯槽11。圖1中還示出了連接至液壓回路15并且附接至安裝支架68的液壓汽缸20，所述液壓汽缸20可被視為包括液壓系統(tǒng)10的機(jī)器(未示出)的部分。液壓汽缸20可被視為集成至混合流體管線22中的液壓線性致動(dòng)器21。在圖1中所示的實(shí)施例中，混合流體管線22包括剛性管件25。在其它實(shí)施例中，混合流體管線包括剛性管件以及柔性軟管的區(qū)段二者。

現(xiàn)在另外參考圖2和圖3，液壓汽缸20的剛性管件25具有安裝至一端24的剛性流體耦合器23和安裝至相對(duì)端27的剛性桿裝配件26。剛性管件25在端部24與27之間是連續(xù)的。連續(xù)意味著不存在中斷。換句話來(lái)說(shuō)，剛性管件25總是沒(méi)有任何連接裝配件的管的單個(gè)連續(xù)區(qū)段，使得管最初被制造為單個(gè)區(qū)段。如本發(fā)明中所使用，剛性部件是由金屬或按照設(shè)計(jì)在正確使用期間保持剛性的另一種合適材料制成。如本發(fā)明中所使用，柔性軟管意味著由柔性材料(諸如橡膠或相關(guān)化合物)和增強(qiáng)材料(諸如金屬或允許軟管彎曲并同時(shí)在其正常使用期間保持壓力的纖維螺旋織物)構(gòu)造而成的軟管。具體地說(shuō)，術(shù)語(yǔ)柔性軟管是指當(dāng)前在液壓行業(yè)中使用的各種柔性軟管中的任一種。柔性軟管既非液壓汽缸(眾所周知的線性致動(dòng)器)也非通常在用于構(gòu)造液壓回路的部分的液壓系統(tǒng)中利用的剛性管件。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的液壓系統(tǒng)通常包括剛性管件、柔性軟管和液壓汽缸。本發(fā)明的液壓汽缸20取代了與現(xiàn)有技術(shù)的液壓系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的液壓汽缸。因此，液壓回路15可以包括剛性管件和與剛性管件25分開(kāi)的柔性軟管。

使用諸如焊接或銅焊的傳統(tǒng)技術(shù)可以把剛性流體耦合器23和剛性桿裝配件26附接到剛性管件25。諸如相配螺紋或粘合劑的其它附接策略也涵蓋在本發(fā)明范圍內(nèi)。汽缸桿30延伸穿過(guò)剛性桿裝配件26并且其在一端32處包括眼孔31和活塞33，該活塞33把剛性管件25分成延伸液壓容積40和收縮容積41?；钊?3可以在活塞33的外表面和剛性管件25的內(nèi)表面之間的間隙區(qū)域處包括活塞密封件39和/或磨損帶34，以便向液壓汽缸20提供合適的密封和磨損特性。汽缸桿30被剛性桿裝配件限制，以沿直線相對(duì)于剛性桿裝配件26在收縮位置和延伸位置之間移動(dòng)(在圖1中由虛線示出)。剛性桿耦合器26定位成與沿剛性管件22的中心軸線的最近彎部29相距一定距離44，該距離44大于汽缸桿30的長(zhǎng)度45。汽缸桿30的大部分有效長(zhǎng)度在剛性管件22的內(nèi)部定位在收縮位置處，并且汽缸桿30的大部分有效長(zhǎng)度在剛性管件22的外部定位在延伸位置處。汽缸桿30的有效長(zhǎng)度等于總長(zhǎng)度45減去桿裝配件長(zhǎng)度66。

在圖1-圖3示出的實(shí)施例的情況下，收縮容積是收縮液壓容積41。這樣，剛性桿裝配件26包括收縮端口47，該收縮端口47穿過(guò)由剛性桿裝配件26界定的通道48流體地連接于收縮液壓容積41。在示例性的實(shí)施例中，收縮端口47由端蓋58界定，但是在不偏離本發(fā)明的范圍也可以由端部裝配件54界定。如圖1所示，收縮端口47也流體地連接于液壓回路15。一組液壓汽缸密封件50可在環(huán)狀空隙51中位于汽缸桿30和剛性桿裝配件26之間。在示例性的實(shí)施例中，該組液壓密封件50可以包括U狀杯形密封件和傳統(tǒng)形狀的雨刮器密封件并且由本領(lǐng)域所公知的材料制成。雖然剛性桿裝配件26在不偏離本發(fā)明的情況下可采用各式各樣的形式，在示例性的實(shí)施例中，剛性桿裝配件26包括界定多個(gè)在距離56(該距離56大于剛性管件22的外徑57)處平行于中心軸線38延伸的緊固件孔55的端部裝配件54。端蓋58(其也是剛性桿裝配件26的一部分)在垂直于中心軸線38定向的平面59內(nèi)與端部裝配件54接觸，并且也包括多個(gè)與端部裝配件54的多個(gè)緊固件孔53對(duì)準(zhǔn)的緊固件孔53。端面密封件60位于端部裝配件54和端蓋58之間并且與它們接觸。螺栓61可以穿過(guò)每對(duì)對(duì)準(zhǔn)的緊固件孔53和55延伸?？梢云谕氖?，端部裝配件54和端蓋58中的一個(gè)(而不是兩個(gè))具有匹配螺栓61的螺紋。如果選擇此選項(xiàng)，螺栓61能起到把端部裝配件54保持到端蓋58的作用。如果螺栓61長(zhǎng)于端部裝配件54和端蓋58的組合長(zhǎng)度62，當(dāng)螺栓61的頭部64與端部裝配件54和端蓋58的另一個(gè)接觸時(shí)，螺栓的螺紋區(qū)段63可能延伸超出端部裝配件54和端蓋58中的一個(gè)。在示例性的實(shí)施例中，端蓋54的緊固件孔55可帶螺紋從而使得螺栓61把端部裝配件54保持在端蓋58，而且延伸到端部裝配件54之外的螺紋區(qū)段63允許剛性桿裝配件26(因此汽缸20)用單獨(dú)的螺母65(如在圖1清楚地所示，其可擰緊在螺紋區(qū)段63)安裝在機(jī)器的合適的安裝支架68之類(lèi)。

雖然前述的液壓汽缸20利用液壓流體經(jīng)由活塞33上的液壓力去延伸和收縮汽缸桿30，本發(fā)明也預(yù)期其他促進(jìn)汽缸桿30收縮的策略。例如，圖4示出了的液壓汽缸120，其中偏置彈簧170定位在收縮容積141中。如圖所示，彈簧170朝著其收縮位置偏置汽缸桿130。如果圖4的液壓汽缸120取代圖1中的液壓汽缸20，收縮容積141與液壓回路15不會(huì)有流體連接，而是依賴(lài)彈簧170促進(jìn)汽缸桿130的收縮，這與圖1至圖3中的實(shí)施例中的液壓力正好相反。

參考圖5的實(shí)施例，液壓汽缸220的收縮容積241為空并且與液壓回路流體斷開(kāi)。相反，汽缸桿230的眼孔231連接到配重80。當(dāng)液壓汽缸220相對(duì)于重力適當(dāng)?shù)囟ㄏ驎r(shí)，配重80可能使汽缸桿230朝向收縮位置偏置而沒(méi)有依賴(lài)圖1至圖3的實(shí)施例中的液壓流體或者圖4中所示的實(shí)施例中的彈簧170。

圖6示出了本發(fā)明的再一方面，具有中心軸線338的汽缸320在三維上延伸(而不是以上述實(shí)施例中的兩維)。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的又一方面的汽缸420。汽缸420包括混合流體管線442，該混合流體管線442包括用第一壓接軸環(huán)427按照傳統(tǒng)方法連接到柔性軟管428的一端的剛性管件425。如與在前面描述的實(shí)施例一樣，剛性流體耦合器423用第二壓接軸環(huán)429附接到柔性軟管428的相對(duì)端。剛性桿狀耦合器426附接到剛性管件425的遠(yuǎn)端。各壓接軸環(huán)427、429可以包括多個(gè)環(huán)形壓接倒鉤430(其用來(lái)在配件423和剛性管件425的附接處更好地抓緊柔性軟管428的外表面)。圖7也用于示出可能出現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明的柔性軟管428中的不同的層。例如，柔性軟管428可以包括低壓縮設(shè)置襯管的一部分鋼筋網(wǎng)470，該低壓縮設(shè)置襯管被若干螺旋形卷繞編織網(wǎng)471和橡膠緩沖層472的交替層所包圍。最后，柔性軟管可以包括抗油和耐磨蓋473。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)理解標(biāo)準(zhǔn)的液壓柔性軟管的所有這些特性是公知的。

圖8示出了利用替代收縮策略的圖2的汽缸20，其包括與收縮端口47流體連接的蓄能器回轉(zhuǎn)器75。蓄能器回轉(zhuǎn)器75包括外殼76，該外殼76被可動(dòng)活塞78分成液壓流體容積77和加壓氣體容積79。當(dāng)延伸液壓容積40流體連接到貯槽時(shí)，氣體容積79中的加壓氣體按壓活塞78把液壓流體從液壓流體儲(chǔ)存器77推壓到收縮容積41以引起汽缸桿30收縮。加壓氣體還用來(lái)把汽缸桿30朝向收縮位置偏置。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明可廣泛適合于點(diǎn)火器周期液壓系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)在于用本發(fā)明的液壓汽缸代替現(xiàn)有技術(shù)的液壓汽缸。本發(fā)明的液壓汽缸可在多種液壓系統(tǒng)應(yīng)用中提供代替?zhèn)鹘y(tǒng)液壓汽缸的、成本低的替換選擇。

不管圖1的液壓系統(tǒng)10采用了20、120、220、320或420中的那一個(gè)汽缸，當(dāng)控制閥18處于延伸配置37時(shí)，延伸液壓容積40將與液壓流體泵12的出口14流體連接。當(dāng)控制閥18處于收縮配置35時(shí)，延伸液壓容積40將與貯槽11流體連接。如圖1所示，當(dāng)控制閥18處于中性配置時(shí)，延伸液壓容積40被阻止進(jìn)入液壓流體泵12和貯槽11。在圖4和圖5所示的實(shí)施例的情況下，收縮容積141和241與液壓回路流體斷開(kāi)，并且依賴(lài)于彈簧170或者附接件的配重80以便把汽缸桿130和230朝向收縮位置偏置。在這種情況下，當(dāng)該收縮時(shí)，液壓延伸容積將與貯槽11流體連接以促進(jìn)收縮。

在圖1至圖3所示的實(shí)施例的情況下，當(dāng)控制閥18處于收縮配置35時(shí)，收縮液壓容積41與液壓流體泵12的出口14流體連接。當(dāng)控制閥18處于延伸配置37時(shí)，收縮液壓容積41與貯槽11流體連接。如圖所示，當(dāng)控制閥18處于中性配置37時(shí)，收縮液壓容積41被阻止進(jìn)入液壓流體泵12和貯槽11。

本發(fā)明的液壓汽缸20、120、220、320和420可對(duì)常規(guī)液壓汽缸提供潛在低成本替代品，尤其在較低流體壓力的情況下，具體應(yīng)用的點(diǎn)火器周期或本領(lǐng)域中已知的其它原因允許液壓汽缸作為本領(lǐng)域中已知的更昂貴液壓汽缸的有吸引力的替代品。

本說(shuō)明書(shū)僅僅用于說(shuō)明目的，并且不應(yīng)被解釋為以任何方式縮小本發(fā)明的范圍。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白的是，在不脫離被公開(kāi)的全部和合理范圍以及精神的情況下，可能對(duì)當(dāng)前公開(kāi)的實(shí)施例作出各種修改。在研究附圖和所附權(quán)利要求書(shū)之后將明白其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)。