用于線性致動器的流體泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于線性致動器的流體泵，線性致動器包括桿，通過控制流體流動至流體腔的部分或者從所述部分中流出而延伸或縮回桿，流體腔的所述部分位于設(shè)置在流體腔內(nèi)并且支撐桿的活塞的任一側(cè)上。泵是旋轉(zhuǎn)型的、并且可反轉(zhuǎn)、而且包括閥結(jié)構(gòu)，閥結(jié)構(gòu)包括第一止回閥和第二止回閥(98、100)以及第一梭和第二梭(92、102)，這使得泵能夠?qū)牧黧w腔的位于活塞一側(cè)上的一部分處獲得的流體再分配至流體腔的位于活塞另一側(cè)上的另一部分，而無需首先將流體返回至流體存儲器，由此增大了泵的效率。
【專利說明】
用于線性致動器的流體泵
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于線性致動器的流體栗。特別地，本發(fā)明涉及一種流體栗，所述流體栗提高了操作效率、使用和包裝的靈活性。
【背景技術(shù)】
[0002]在流體控制的線性致動器中，雙作用活塞布置在流體腔內(nèi)并且連接至從流體腔延伸的制動器桿上。流體被輸送至位于活塞的相對側(cè)上的流體腔內(nèi)或者從所述流體腔中移除，以在流體腔內(nèi)移動活塞以及延伸或縮回桿。使用流體栗將流體輸送至流體腔或從流體腔中移除。用于線性致動器的常規(guī)流體栗具有許多缺點。例如，常規(guī)流體栗效率相對較低。從位于活塞一側(cè)上的流體腔內(nèi)移除的流體返回至流體存儲器，通過栗從所述流體存儲器中抽取流體以分配至活塞的另一側(cè)。除了流體流動路徑長和需要重要閥來控制流體流動之夕卜，打開閥以引導(dǎo)流體返回至存儲器所需的流體壓力增大了栗背側(cè)上的壓力，并且增大了開啟栗所需的功率。常規(guī)的栗還相對復(fù)雜，并且需要大量部件來引導(dǎo)栗內(nèi)的流體流動，從而增大了栗和致動器的尺寸。最后，由于栗內(nèi)液面的重力的影響，常規(guī)流體栗和線性致動器必須以特定的方式定向。
[0003]在此，發(fā)明人已經(jīng)意識到需要一種用于線性致動器的流體栗，所述流體栗將最小化和/或消除一個或多個上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供了一種用于線性致動器的改進(jìn)的流體栗。特別地，提供了一種流體栗，所述流體栗相對于常規(guī)流體栗改進(jìn)了操作效率、使用和包裝的靈活性。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于線性致動器的流體栗包括殼體，所述殼體限定了被構(gòu)造成與流體存儲器流體連通的入口端口以及被構(gòu)造成與流體腔的第一部分和第二部分流體連通的第一出口端口和第二出口端口，所述第一部分和第二部分形成在設(shè)置于流體腔內(nèi)的活塞的相對兩側(cè)上。流體栗還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的從動栗元件。流體栗還包括第一梭，所述第一梭設(shè)置在從動栗元件的第一軸向側(cè)上并且能夠在第一流體流動位置和第二流體流動位置之間移動，在第一流體流動位置中允許流體沿著第一流體流動路徑在入口端口和從動栗元件之間流動，在第二流體流動位置中允許流體沿著第二流體流動路徑在入口端口和從動栗元件之間流動。流體栗還包括第一止回閥，所述第一止回閥設(shè)置在從動栗元件的第二軸向側(cè)上并且能夠在閉合位置和允許流體在從動栗元件和第一出口端口之間流動的打開位置之間移動。流體栗還包括第二止回閥，第二止回閥設(shè)置在從動栗元件的第二軸向側(cè)上并且能夠在閉合位置和允許流體在從動栗元件和第二出口端口之間流動的打開位置之間移動。流體栗還包括第二梭，所述第二梭設(shè)置在從動栗元件的第二軸向側(cè)上并且能夠在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置中第二梭致使第一止回閥位于其打開位置中，在第二位置中第二梭致使第二止回閥位于其打開位置中。從動栗元件在第一旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一梭移動至第一流體流動位置、第一止回閥移動至其打開位置以及第二梭移動至第二位置。從動栗元件在與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一梭移動至第二流體流動位置、第二止回閥移動至其打開位置以及第二梭移動至第一位置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的用于線性致動器的流體栗包括殼體，殼體限定了被構(gòu)造成與流體存儲器流體連通的入口端口以及被構(gòu)造成與流體腔的第一部分和第二部分流體連通的第一出口端口和第二出口端口，所述第一部分和第二部分形成在設(shè)置于流體腔內(nèi)的活塞的相對兩側(cè)上。流體栗還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的從動栗元件。流體栗還包括用于控制流體在入口端口和從動栗元件之間流動的器件以及用于控制流體在從動栗元件和第一出口端口以及第二出口端口之間流動的器件。從動栗元件在第一旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致流體沿著第一流體流動路徑在入口端口和從動栗元件之間流動、流體從從動栗元件流動至第一出口端口以及流體從第二出口端口流動至從動栗元件。從動栗元件在與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)使得流體沿著第二流體流動路徑在入口端口和從動栗元件之間流動、流體從從動栗元件流動至第二出口端口以及流體從第一出口端口流動至從動栗元件。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的線性致動器包括限定了流體腔的管、設(shè)置在流體腔內(nèi)的活塞、聯(lián)接至活塞以用于隨著活塞移動的推桿。線性致動器還包括具有殼體的流體栗，殼體限定了被構(gòu)造成與流體存儲器流體連通的入口端口以及被構(gòu)造成與流體腔的第一部分和第二部分流體連通的第一出口端口和第二出口端口，所述第一部分和第二部分形成在活塞的相對兩側(cè)上。流體栗還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的從動栗元件。流體栗還包括第一梭，第一梭設(shè)置在從動栗元件的第一軸向側(cè)上并且能夠在第一流體流動位置和第二流體流動位置之間移動，在第一流體流動位置中允許流體沿著第一流體流動路徑在入口端口和從動栗元件之間流動，在第二流體流動位置中允許流體沿著第二流體流動路徑在入口端口和從動栗元件之間流動。流體栗還包括第一止回閥，第一止回閥設(shè)置在從動栗元件的第二軸向側(cè)上并且能夠在閉合位置和允許流體在從動栗元件和第一出口端口之間流動的打開位置之間移動。流體栗還包括第二止回閥，第二止回閥設(shè)置在從動栗元件的第二軸向側(cè)上并且能夠在閉合位置和允許流體在從動栗元件和第二出口端口之間流動的打開位置之間移動。流體栗還包括第二梭，第二梭設(shè)置在從動栗元件的第二軸向側(cè)上并且能夠在第一位置和第二位置之間移動，在第一位置中第二梭致使第一止回閥位于其打開位置中，在第二位置中第二梭致使第二止回閥位于其打開位置中。從動栗元件在第一旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一梭移動至第一流體流動位置、第一止回閥移動至其打開位置以及第二梭移動至第二位置。從動栗元件在與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一梭移動至第二流體流動位置、第二止回閥移動至其打開位置以及第二梭移動至第一位置。線性致動器還包括聯(lián)接至從動栗元件的發(fā)動機(jī)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的流體栗相對于用于線性致動器的常規(guī)流體栗而言更為有利。首先，流體栗比常規(guī)流體栗更有效。當(dāng)改變致動器的位置時，從致動器內(nèi)的活塞的一側(cè)處的流體腔中引流的流體通過栗回收，并且被引導(dǎo)至活塞的另一側(cè)，而不是首先通向并且通過流體存儲器。除了在栗和致動器中更有效地設(shè)置流體流動路徑外，本設(shè)計還減少或消除了栗背側(cè)上的打開閥通常所需的壓力，所述閥將流體引導(dǎo)至存儲器。結(jié)果，啟動栗所需的功率更少。其次，流體栗中的許多元件執(zhí)行多個功能，從而允許減少栗內(nèi)的部件數(shù)量以及栗和致動器的尺寸。最后，流體栗和致動器不論栗和致動器的定向以及栗內(nèi)流體的重力影響如何都可以正常行使功能。
[0009]在閱讀下列說明書和權(quán)利要求書并且參看了隨附附圖之后，本發(fā)明的前述和其它方面、特征、細(xì)節(jié)、效用和優(yōu)點將變得顯然。
【附圖說明】
[0010]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的線性致動器的立體圖。
[0011 ]圖2是圖1中的線性致動器的分解視圖。
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的流體栗的截面視圖，其示出了流體栗，其中致動器靜止不動。
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的流體栗的一部分的平面視圖。
[0014]圖5是圖3的流體栗的截面視圖，其示出了當(dāng)致動器的桿縮回時流體栗的操作。
[0015]圖6是圖3的流體栗的截面視圖，其示出了當(dāng)致動器的桿延伸時流體栗的操作。
【具體實施方式】
[0016]現(xiàn)在參考附圖，其中在各視圖中使用相同的附圖標(biāo)記來指代相同的部件，圖1-2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的線性致動器10。線性致動器10被設(shè)置成在沿著軸線的線路上前后移動物體。線性致動器10可以用于推拉物體或者升降物體，并且可以用于各種應(yīng)用中，例如包括調(diào)節(jié)包括座椅和輪椅起落機(jī)構(gòu)的車輛部件的高度、調(diào)節(jié)包括刷子和割草機(jī)刀片的機(jī)器部件的高度、以及定位傳動機(jī)引導(dǎo)件。應(yīng)當(dāng)理解的是，所確定的應(yīng)用僅僅是示意性的。根據(jù)本發(fā)明，致動器10可以包括致動器殼體12、限定流體腔16的管14、活塞18、桿20、發(fā)動機(jī)22和栗24。
[0017]殼體12向致動器10的其它部件提供結(jié)構(gòu)支撐，并且防止這些部受到外來物體或元件的損害。殼體12還限定了用于在栗24和致動器管14之間確定流體路線的流體歧管。殼體12可以包括主體26、頭部28和端蓋30。
[0018]主體26被設(shè)置成支撐致動器管14。參考圖2，主體26還限定了流體存儲器32，所述流體存儲器容納可以用于縮回和/或延伸致動器10的流體。主體26可以由常規(guī)金屬或塑料制成。主體26可以被分成兩部分34、36。部分34的橫截面可以基本上呈D形，并且可以在徑向內(nèi)表面上限定多個周向間隔開的C形容器38，所述容器被構(gòu)造成用于接收系桿40。系桿40可以由塑料材料制成，并且可以在任一端上具有螺紋，以用于聯(lián)接至頭部28和端蓋30。系桿40將管14夾持在頭部28和端蓋30之間，但是允許頭部28和端蓋30與管14分離，以在管14內(nèi)的壓力超過預(yù)定閾值時釋放壓力。部分34可以限定流體管道42，所述流體管道沿著所述部分34的長度延伸，并且被構(gòu)造成用于將流體輸送至位于活塞18的桿側(cè)上的流體腔16。管道42可以使用液壓聯(lián)軸節(jié)(fluid coupler)44而聯(lián)接至流體腔16。主體26的部分36的橫截面基本上呈橢圓形，并且與部分34共用公共壁。部分36可以限定流體存儲器32。通過將流體存儲器32與致動器10的其它部件集成在一起，相對于常規(guī)致動器可以減小致動器10的整體尺寸、特別是致動器10的整體長度。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，致動器10可以包括用于改變流體存儲器32容積的器件，諸如蓋46和彈簧48。
[0019]蓋46密封流體存儲器32的一端。蓋46被構(gòu)造成用以接收在主體26的部分36內(nèi)，并且因而基本上呈橢圓形。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，蓋46的形狀可以改變并且旨在與由主體26的部分36所限定的流體存儲器32的形狀互補(bǔ)。參考圖1(其中為清楚起見，已經(jīng)移除了殼體12的部分36的一部分)，蓋46可以包括流體密封件50，所述流體密封件圍繞蓋46設(shè)置并且被構(gòu)造成用于防止流體從蓋46泄漏以及防止空氣和污染物進(jìn)入流體中。蓋46可以限定貫穿其中延伸的一個或多個孔，所述孔被構(gòu)造成用于接收延伸穿過存儲器32的桿52。蓋46被支撐在桿52上，并且可以被構(gòu)造成沿著桿52線性地滑動，以改變蓋46的位置以及流體存儲器32的容積?？梢詫⑦m當(dāng)?shù)牧黧w密封件圍繞桿52布置在蓋46的孔內(nèi)。
[0020]彈簧48提供了用于沿著一個方向偏壓蓋46的器件。彈簧48可以圍繞桿52設(shè)置并且支撐于其上。每個彈簧48的一端接合蓋46的一側(cè)并且抵靠其坐落，而彈簧的相對端部可以在存儲器32的端部處接合頭部28的表面并且抵靠其坐落。彈簧48向蓋46施加相對較小的偏壓力，從而足以在存儲器32內(nèi)不存在流體壓力或者流體壓力減少的情況下使得蓋46移動，并且彈簧可以在存儲器32內(nèi)的流體中的流體壓力增大時屈服。
[0021]使用蓋46和彈簧48相對于常規(guī)致動器提供了多個優(yōu)點。例如，蓋46和彈簧48允許流體存儲器32的容積改變。結(jié)果，致動器10能夠操控改變流體容器，這是通過在致動器10內(nèi)延伸和縮回桿20的過程中改變流體的排出以及流體的熱膨脹和收縮而引起的。可變?nèi)莘e的存儲器32還允許致動器的沖程長度改變，而無需改變存儲器殼體的尺寸。彈簧48還通過將壓力傳遞至存儲器32中的流體而防止栗空化(cavitat1n)。此外，由于彈簧裝載的蓋46不論致動器10的定向如何均使得存儲器32中的流體與大氣隔絕，所以蓋46和彈簧48幫助以比常規(guī)致動器更為寬泛的各種定向安裝致動器10，包括其中作用在流體上的重力將對常規(guī)致動器內(nèi)的流體造成大氣污染的定向。
[0022]再次參考圖2，頭部28封閉了主體26的一個縱向端部并且提供了孔54，致動器桿20可以通過所述孔延伸或縮回。頭部28還可以在每個系桿40的一個縱向端部附近處支撐系桿40。系桿40可以延伸穿過頭部28內(nèi)的孔，并且使用螺母56和墊片而固定在合適的位置處?？梢栽陬^部28和主體26之間設(shè)置襯墊58，以防止液體從殼體12中泄漏以及防止污染物進(jìn)入。防塵圈60和密封件62可以放置在孔54內(nèi)，以防止在致動器桿20延伸期間出現(xiàn)流體泄漏。
[0023]端蓋30封閉主體26相對于頭部28的相反縱向端部，并且可以支撐每個系桿40相對于頭部28的相對縱向端部?？梢酝ㄟ^使用常規(guī)緊固件(例如，內(nèi)六角螺釘64)而將端蓋30固定至栗24。端蓋30還可以限定至少一部分流體歧管，以用于在栗24和管14之間傳送流體?？梢栽诙松w30和主體26之間設(shè)置襯墊66，以防止液體從殼體12中泄漏以及防止污染物進(jìn)入。手動釋放機(jī)構(gòu)68可以被接收在端蓋30內(nèi)，并且用于在出現(xiàn)機(jī)械故障時釋放致動器10。手動釋放機(jī)構(gòu)68可以包括螺紋針，所述螺紋針具有圍繞螺紋針設(shè)置的密封件。在致動器10的正常操作期間，當(dāng)螺紋針和密封件完全安裝在端蓋30內(nèi)時，手動釋放機(jī)構(gòu)68阻止在通向流體腔16和存儲器32的管道之間流體連通。手動釋放機(jī)構(gòu)68的旋轉(zhuǎn)使得針和密封件離開坐落的位置，并且在管道之間建立流體連通，以釋放致動器10內(nèi)的壓力并且允許手動地縮回或延伸桿20。
[0024]管14被構(gòu)造成用于容納活塞18和至少一部分桿20，并且限定了其中布置有活塞18的流體腔16。管14的形狀可以呈圓筒形，并且被構(gòu)造成用于接收在殼體12的主體26內(nèi)并且支撐在殼體12內(nèi)的系桿40上。再次參考圖1，管14中的流體腔16可以被活塞18分成兩部分70、72，其中一部分70位于活塞18的無桿側(cè)，而另一部分72位于活塞18的桿側(cè)。再次參考圖2，流體腔16的所述部分70可以與形成在殼體12的端蓋30內(nèi)的端口 74流體連通。所述部分72可以與從端蓋30中的另一端口 76延伸并且貫穿主體26的流體管道42流體連通?？梢詫⒘黧w引入腔16的每個部分70、72內(nèi)和/或從所述每個部分移除流體(如下所述)，以在腔16內(nèi)移動活塞18以及延伸或縮回桿20。
[0025]活塞18支撐桿20的一個縱向端部，并且響應(yīng)于流體腔16內(nèi)的流體壓力而在管14的流體腔16內(nèi)移動，以延伸或縮回桿20。在所示的實施例中，活塞18是圓形的。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，活塞18的形狀可以改變并且意在與管14互補(bǔ)。一個或多個流體密封件可以圍繞活塞18布置，以防止在流體腔16的部分70、72之間出現(xiàn)流體泄漏。
[0026]桿20在另一對象(未示出)內(nèi)引起線性移動。桿20的一個縱向端部聯(lián)接至活塞18。桿20的相對縱向端部可以構(gòu)造作為工具78或者可以支撐工具。應(yīng)當(dāng)理解的是，工具78的構(gòu)造可以根據(jù)致動器10的應(yīng)用而改變。
[0027]提供發(fā)動機(jī)22以驅(qū)動栗24，從而排出管14內(nèi)的液體以及延伸或縮回桿20。發(fā)動機(jī)20可以包括電動機(jī)，例如具有定子和轉(zhuǎn)子的交流電動機(jī)或者帶刷或無刷式直流電動機(jī)。發(fā)動機(jī)22聯(lián)接至栗24，并且可以沿著平行于致動器殼體12的方向縱向地定向。
[0028]栗24被設(shè)置成在存儲器32和流體腔16的所述部分70、72之間傳輸和分配流體。參考圖3-6，栗24可以包括限定了入口端口 82和出口端口 84、86的殼體80、以及從動齒輪和空轉(zhuǎn)齒輪88、90。根據(jù)本發(fā)明的特定實施例和方面，栗24還可以包括用于控制入口端口 82和齒輪88、90之間的流體流動的器件(例如，梭(shuttle)92和彈簧94、96)以及用于控制齒輪88、90和出口端口 84、86之間的流體流動的器件(例如，止回閥98、100和梭102)。
[0029]殼體80向栗24的其它部件提供了結(jié)構(gòu)支撐，并且防止這些部件受到外來物體或元件的損害。殼體80可以包含多個構(gòu)件，包括齒輪殼體構(gòu)件104、入口殼體構(gòu)件106和出口殼體構(gòu)件108。參考圖2，殼體構(gòu)件104、106、108可以使用常規(guī)緊固件110而聯(lián)接在一起，并且可以包括位于相鄰構(gòu)件104、106、108之間的流體密封件，以防止流體泄漏。
[0030]齒輪殼體構(gòu)件104可以設(shè)置在入口殼體構(gòu)件106和出口殼體構(gòu)件108之間。齒輪殼體構(gòu)件104限定了呈兩個圓形的腔112，兩個圓彼此通向另一個中，以形成基本上花生狀的開口。腔112被構(gòu)造成用于接收從動齒輪和空轉(zhuǎn)齒輪88、90并且允許齒輪88、90上的齒彼此嚙合。
[0031]入口殼體構(gòu)件106連同殼體12的端蓋30限定了用于在流體存儲器32和齒輪88、90之間引導(dǎo)流體的流體歧管。參考圖3，入口殼體構(gòu)件106限定了被構(gòu)造成與存儲器32流體連通的入口端口 82以及與齒輪殼體構(gòu)件104中的腔112流體連通的一對栗端口 114、116。入口殼體構(gòu)件106還限定了跨越構(gòu)件106延伸的通路118，所述通路被構(gòu)造成用于接收梭92和彈簧94、96。
[0032]出口殼體構(gòu)件108連同殼體12的端蓋30限定了用于在齒輪88、90和管14之間引導(dǎo)流體的流體歧管。出口殼體構(gòu)件108限定了被構(gòu)造成與流體腔16的部分70、72流體連通的出口端口84、86以及與齒輪殼體構(gòu)件104內(nèi)的腔112流體連通的一對管道120、122。構(gòu)件108還限定了跨越構(gòu)件108延伸的通路124，所述通路被構(gòu)造成用于接收止回閥98、100和梭102。
[0033]參考圖4，從動齒輪和空轉(zhuǎn)齒輪88、90包括齒輪栗，所述齒輪栗在栗24和致動器10內(nèi)形成流體壓力，以致使活塞18移動以及桿20延伸或縮回。從動齒輪和空轉(zhuǎn)齒輪88、90可以由常規(guī)金屬和金屬合金或塑料制成。齒輪88、90布置在殼體80內(nèi)，并且特別地位于齒輪殼體構(gòu)件104中的腔112內(nèi)。從動齒輪和空轉(zhuǎn)齒輪88、90被構(gòu)造成圍繞平行軸線126、128旋轉(zhuǎn)。從動齒輪88被支撐在從發(fā)動機(jī)22延伸的軸桿(未示出)上，并且可以由發(fā)動機(jī)22沿任一旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動?？辙D(zhuǎn)齒輪90被支撐在平行軸桿(例如，定位銷)上、與從動齒輪88嚙合、并且響應(yīng)于從動齒輪88的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。從動齒輪和空轉(zhuǎn)齒輪88、90以相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，并且將流體從栗24的一側(cè)吸取至栗24的另一側(cè)。應(yīng)當(dāng)理解的是，從動齒輪和空轉(zhuǎn)齒輪88、90僅僅是示例性的栗元件，并且可以實施其它常規(guī)栗形式。因而，雖然栗可以包括具有齒輪88、90的外部齒輪栗(其中齒輪88包括從動栗元件)，但是栗也可以替代性地包括例如其中內(nèi)部齒輪包括從動栗元件的蓋勞特栗或者其中離心驅(qū)動軸桿包括從動栗元件的徑向球塞栗。
[0034]再次參考圖3，梭92和彈簧94、96提供了用于控制入口端口 82和齒輪88、90之間的流體流動的器件。梭92和彈簧94、96設(shè)置在齒輪88、90的一個軸向側(cè)上。梭92能夠在允許流體在入口端口 82和齒輪88、90之間沿著流體流動路徑130 (圖5)流動的流體流動位置、以及允許流體在入口端口 82和齒輪88、90之間沿著流體流動路徑132(圖6)流動的流體流動位置、以及介于這兩個流體流動位置之間的禁止流體沿著兩條路徑130、132流動的中性位置(圖3)之間移動。梭92可以包括形狀對稱的分離梭(參見圖2)。梭92可以包括離梭92的縱向中心相等距離的擴(kuò)大部分134、136。梭92的每個擴(kuò)大部分134、136可以限定形成在擴(kuò)大部分134、136的表面中的曲徑式密封，并且被構(gòu)造成與入口殼體構(gòu)件106的表面匹配，以在梭92處于中性位置時禁止流體沿著路徑130、132流動。彈簧94、96設(shè)置在梭92的相對兩側(cè)上，并且朝向中性位置偏壓梭92 ο彈簧94、96向梭92施加相等但相反的力。每個彈簧94、96的一端接合梭92的相應(yīng)端部。每個彈簧94、96的相對端部坐落于凹部中，所述凹部設(shè)置在入口殼體構(gòu)件106的通道118內(nèi)的相應(yīng)密封插塞138、140中。
[0035]止回閥98、100以及梭102提供了用于控制齒輪88、90和出口端口 84、86之間的流體流動的器件。止回閥98、100和梭102設(shè)置在齒輪88、90相對于梭92和彈簧94、96的相對軸向側(cè)上。止回閥98、100每個均包括相應(yīng)的閥殼體142、144、球146、148和彈簧150、152。每個閥殼體142、144可以分別包括其尺寸適于接收在出口殼體構(gòu)件108的通道124內(nèi)的兩個構(gòu)件154、156和158、160。構(gòu)件154、158限定了用于相應(yīng)彈簧94或96的一端的彈簧座162、164。構(gòu)件156、160限定了用于球146、148的閥座166、168，所述閥座與構(gòu)件154、158內(nèi)的彈簧座162、164相對。構(gòu)件156、160還在一端處限定了開口，梭102可以延伸通過所述開口以接合球146或148，并且當(dāng)閥98或100打開時流體可以流動通過所述開口。構(gòu)件156、160每個均還分別限定了一對流體端口 170、172和174、176。球146、148被設(shè)置成在沒有來自梭102或流體壓力的力作用在球146、148上時密封和關(guān)閉閥98、100。彈簧150、152設(shè)置在構(gòu)件154、158中的座162、164和球146、148之間，并且偏壓球146、148抵靠閥座166、168，以將閥98、100偏壓朝向關(guān)閉位置。梭102能夠在允許流體在出口端口 84、86和齒輪88、90之間沿著流體流動路徑178、180(圖5)流動的流體流動位置、以及允許流體在出口端口 84、86和齒輪88、90之間沿著流體流動路徑178、180(圖6)流動的另一流體流動位置、以及介于兩個流體流動位置之間的禁止流體沿著兩條路徑178、180流動的中性位置(圖4)之間移動。梭102的形狀可以對稱，其中梭102的兩個縱向端部被構(gòu)造成在移動遠(yuǎn)離梭102的中性位置時接收在相應(yīng)閥98、100的構(gòu)件156、160的開口內(nèi)。
[0036]現(xiàn)在參考圖3和5-6，將更詳細(xì)地描述栗24的操作。圖3示出了當(dāng)發(fā)動機(jī)22和致動器10停止并且致動器10的桿20靜止不動(S卩，未延伸或縮回)時栗24的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，由彈簧94、96使梭92維持處于中性位置處，并且入口端口 82和出口端口 114、116之間的流體流動路徑130、132(圖5和6)被密封。彈簧94、96不論重力如何都將梭92維持在中性位置中，由此與常規(guī)裝置相比，允許以更多的定向使用致動器10。由于彈簧150、152偏壓球146、148抵靠閥座166、168，梭102同樣地維持在中性位置中，以封閉止回閥98、100。
[0037]圖5示出了當(dāng)桿20縮回時栗24的操作。發(fā)動機(jī)22沿著一個旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動從動齒輪88，致使空轉(zhuǎn)齒輪90沿著相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。齒輪88、90的移動對管道122和端口 116內(nèi)的流體加壓。管道122中增大的流體壓力對閥100中的球148和梭102 二者均施加力。球148上的流體壓力迫使球148抵抗彈簧152的力而遠(yuǎn)離閥座168，由此形成流體流動路徑178。同時，梭102上的流體壓力將梭從其中性位置移動至圖5中所示的流體流動位置。在這個位置中，梭102迫使球146抵抗彈簧150的力而遠(yuǎn)離閥座166，由此形成流體流動路徑180。流體沿著路徑178從齒輪88、90的高壓側(cè)流動通過管道122、閥100內(nèi)的端口 174、176并且通過出口端口 86而流至腔16的部分72，以作用在活塞18上并且使得桿20縮回。同時，通過活塞18的移動而將流體從腔16的部分70中排出。該流體沿著流體流動路徑180行進(jìn)、在出口端口 84處進(jìn)入栗24中、行進(jìn)通過閥98的端口 172、170并且進(jìn)入管道120中。由于齒輪88、90的旋轉(zhuǎn)而在端口 116中增大的流體壓力還在梭92上施加力，其迫使梭92從其中性位置移動至圖5中所述的流體流動位置。在這個位置處，梭92防止流體從栗24的高壓側(cè)泄漏返回至入口端口 82和存儲器32中。同時，梭92打開了從端口 114至入口端口 82的流體流動路徑130。由于桿20位于活塞18的一側(cè)上，桿20的縮回導(dǎo)致流體腔16內(nèi)的流體容積整體減少。從腔16中排出的流體的一部分最終將沿著路徑130返回至存儲器32。然而，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，流體的其余部分由栗24回收并且從腔16的部分70輸送至腔16的部分72。返回至存儲器32的流體沿著流體流動路徑130從端口 114行進(jìn)至入口端口 82。如上文參考圖1-2所述，存儲器32響應(yīng)于返回流體的壓力而通過移動蓋46得以擴(kuò)張，以適應(yīng)流體容積的增大。一旦桿20已經(jīng)到達(dá)預(yù)定位置，則發(fā)動機(jī)22停止齒輪88、90的旋轉(zhuǎn)。圍繞梭92的擴(kuò)大部分134的曲徑式密封件將緩慢地泄漏流體，以降低腔112、管道120、122和端口 114、116內(nèi)的流體壓力。不存在流體壓力時，彈簧150、152偏壓球146、148抵靠閥座166、168以封閉閥98、100，梭1 2返回至中性位置(圖3)，并且彈簧94、96使梭92返回至其中性位置(圖3)。
[0038]圖6示出了當(dāng)桿20延伸時栗24的操作。發(fā)動機(jī)22相對于圖5中所示的栗24的操作沿著相反的旋轉(zhuǎn)方向驅(qū)動從動齒輪88。從動齒輪88的旋轉(zhuǎn)也使得空轉(zhuǎn)齒輪90相對于從動齒輪88沿著相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。齒輪88、90的移動對位于管道120和端口 114內(nèi)的流體加壓。管道120內(nèi)增大的流體壓力在閥98中的球146和梭102上施加力。球146上的流體壓力迫使球98抵靠彈簧150的力而遠(yuǎn)離閥座166，由此形成流體流動路徑180。同時，梭102上的流體壓力使梭102從其中性位置移動至圖6中所示的流體流動位置。在這個位置中，梭102迫使球148抵抗彈簧152的力而遠(yuǎn)離閥座168，由此形成流體流動路徑178。流體沿著路徑180從齒輪88、90的高壓側(cè)流動通過管道120、閥98上的端口 170、172、并且通過出口端口84流至腔16的部分70，以作用在活塞18上并且引起桿20的延伸。同時，通過移動活塞18而從腔16的部分72中排出流體。該流體沿著流體流動路徑178行進(jìn)、在出口端口 94處進(jìn)入栗24、行進(jìn)通過閥100的端口 176、174并且進(jìn)入管道122中。由于齒輪88、90的旋轉(zhuǎn)而在端口 114中增大的流體壓力也在梭92上施加力，其迫使梭92從其中性位置移動至圖6中所示的流體流動位置。在這個位置中，梭92防止流體從栗24的高壓側(cè)泄漏回至入口端口82和存儲器32中。同時，梭92打開了從端口 116至入口端口 82的流體流動路徑132ο由于桿20位于活塞18的一側(cè)上，桿20的延伸導(dǎo)致了流體腔16中的流體容積的整體增大。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，流體由栗24回收并且從腔16的部分72輸送至腔16的部分70。從存儲器32中抽取額外的流體，并且所述額外的流體沿著流體流動路徑132從入口端口 82行進(jìn)至端口 116。如上參考圖1-2所討論的，存儲器32通過蓋46響應(yīng)于彈簧48的移動而收縮，其中存儲器32中的流體壓力減少，以適應(yīng)流體容積的減少。一旦桿20已經(jīng)到達(dá)預(yù)定位置，則發(fā)動機(jī)22停止齒輪88、90的旋轉(zhuǎn)。圍繞梭92的擴(kuò)大部分136的曲徑式密封件將緩慢地泄漏流體，以降低腔112、管道120、122和端口 114、116內(nèi)的流體壓力。不存在流體壓力時，彈簧150、152偏壓球146、148抵靠閥座166、168以封閉閥98、100，梭102返回中性位置(圖3)，并且彈簧94、96使梭92返回至其中性位置(圖3)。
[0039]根據(jù)本發(fā)明的流體栗24相對于用于線性致動器的常規(guī)流體栗而言更為有利。首先，流體栗24比常規(guī)流體栗更有效。當(dāng)改變致動器10的位置時，從致動器10內(nèi)的活塞18的一側(cè)處的流體腔16中引流的流體通過栗24回收，并且被引導(dǎo)至活塞18的另一側(cè)，而不是首先通向并且通過流體存儲器32。除了在栗和致動器中更有效地設(shè)置流體流動路徑外，本設(shè)計還減少或消除了栗背側(cè)上的打開閥通常所需的壓力，所述閥將流體引導(dǎo)至存儲器。結(jié)果，啟動栗所需的功率更少。其次，流體栗24中的許多元件執(zhí)行多個功能，從而允許減少栗24內(nèi)的部件數(shù)量以及栗24和致動器10的尺寸。再次，流體栗24和致動器10可以正常行使功能，而不論栗24和致動器10的定向以及栗24內(nèi)流體的重力影響如何。
[0040]雖然已經(jīng)參考本發(fā)明的一個或多個特定實施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，可以進(jìn)行多種改變和修改，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于線性致動器的流體栗，包括: 殼體，所述殼體限定了被構(gòu)造成與流體存儲器流體連通的入口端口以及被構(gòu)造成與流體腔的第一部分和第二部分流體連通的第一出口端口和第二出口端口，所述流體腔的第一部分和第二部分形成在設(shè)置于所述流體腔內(nèi)的活塞的相對兩側(cè)上； 從動栗元件，所述從動栗元件設(shè)置在所述殼體內(nèi)； 第一梭，所述第一梭設(shè)置在所述從動栗元件的第一軸向側(cè)上并且能夠在第一流體流動位置和第二流體流動位置之間移動，在所述第一流體流動位置中允許流體沿著第一流體流動路徑在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動，在所述第二流體流動位置中允許流體沿著第二流體流動路徑在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動； 第一止回閥，所述第一止回閥設(shè)置在所述從動栗元件的第二軸向側(cè)上并且能夠在第一止回閥的閉合位置和打開位置之間移動，在所述第一止回閥的打開位置中允許流體在所述從動栗元件和所述第一出口端口之間流動； 第二止回閥，所述第二止回閥設(shè)置在所述從動栗元件的所述第二軸向側(cè)上并且能夠在第二止回閥的閉合位置和打開位置之間移動，在所述第二止回閥的打開位置中允許流體在所述從動栗元件和所述第二出口端口之間流動；以及 第二梭，所述第二梭設(shè)置在所述從動栗元件的所述第二軸向側(cè)上并且能夠在第二梭的第一位置和第二位置之間移動，在所述第二梭的第一位置中所述第二梭致使所述第一止回閥位于所述第一止回閥的打開位置中，在所述第二梭的第二位置中所述第二梭致使所述第二止回閥位于所述第二止回閥的打開位置中； 其中，所述從動栗元件在第一旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第一梭移動至所述第一流體流動位置、所述第一止回閥移動至所述第一止回閥的打開位置以及所述第二梭移動至所述第二梭的第二位置，而所述從動栗元件在與所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第一梭移動至所述第二流體流動位置、所述第二止回閥移動至所述第二止回閥的打開位置以及所述第二梭移動至所述第二梭的第一位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體栗，其中，所述第一止回閥和第二止回閥中每一個均包括: 閥殼體，所述閥殼體限定了第一流體端口和第二流體端口 ； 球，所述球布置在所述閥殼體內(nèi)；以及 彈簧，所述彈簧偏壓所述球抵靠形成于所述閥殼體中的介于所述第一流體端口和第二流體端口之間的閥座，以防止流體在所述第一流體端口和第二流體端口之間流動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體栗，其中，所述第一梭能夠移動至介于所述第一流體流動位置和第二流體流動位置之間的中性位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體栗，其中，所述第一梭限定了第一曲徑式密封件和第二曲徑式密封件，所述第一曲徑式密封件和第二曲徑式密封件被構(gòu)造成在所述第一梭處于所述中性位置時禁止流體沿著所述第一流體流動路徑和第二流體流動路徑流動。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體栗，所述流體栗還包括第一彈簧和第二彈簧，所述第一彈簧和第二彈簧設(shè)置在所述第一梭的相對兩側(cè)上并且將所述第一梭偏壓至所述第一流體流動位置和第二流體流動位置不同的中性位置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體栗，其中，所述第一梭在處于所述中性位置時禁止流體沿著所述第一流體流動路徑和第二流體流動路徑流動。7.一種用于線性致動器的流體栗，包括: 殼體，所述殼體限定了被構(gòu)造成與流體存儲器流體連通的入口端口以及被構(gòu)造成與流體腔的第一部分和第二部分流體連通的第一出口端口和第二出口端口，所述流體腔的第一部分和第二部分形成在設(shè)置于所述流體腔內(nèi)的活塞的相對兩側(cè)上； 從動栗元件，所述從動栗元件設(shè)置在所述殼體內(nèi)； 用于控制流體在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動的器件；以及 用于控制流體在所述從動栗元件和所述第一出口端口以及第二出口端口之間流動的器件， 其中，所述從動栗元件在第一旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致流體沿著第一流體流動路徑在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動、流體從所述從動栗元件流動至所述第一出口端口以及流體從所述第二出口端口流動至所述從動栗元件，而所述從動栗元件在與所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)使得流體沿著第二流體流動路徑在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動、流體從所述從動栗元件流動至所述第二出口端口以及流體從所述第一出口端口流動至所述從動栗元件。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體栗，其中，用于控制流體在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動的所述器件包括梭，所述梭能夠在第一流體流動位置以及第二流體流動位置之間移動，在所述第一流體流動位置中允許流體沿著所述第一流體流動路徑在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動，在所述第二流體流動位置中允許流體沿著所述第二流體流動路徑在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體栗，其中，所述梭能夠移動至位于所述第一流體流動位置和第二流體流動位置之間的中性位置。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體栗，其中，所述梭限定了第一曲徑式密封件和第二曲徑式密封件，所述第一曲徑式密封件和第二曲徑式密封件被構(gòu)造成在所述梭處于所述中性位置時禁止流體沿著所述第一流體流動路徑和第二流體流動路徑流動。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的流體栗，所述流體栗還包括第一彈簧和第二彈簧，所述第一彈簧和第二彈簧設(shè)置在所述梭的相對兩側(cè)上并且偏壓所述梭朝向與所述第一流體流動位置和第二流體流動位置不同的中性位置。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流體栗，其中，所述梭在處于所述中性位置時禁止流體沿著所述第一流體流動位置和第二流體流動路徑流動。13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的流體栗，其中，用于控制流體在所述從動栗元件和所述第一出口端口和第二出口端口之間流動的所述器件包括: 第一止回閥，所述第一止回閥設(shè)置在所述從動栗元件的第二軸向側(cè)上并且能夠在第一止回閥的閉合位置和打開位置之間移動，在所述第一止回閥的打開位置中允許流體在所述從動栗元件和所述第一出口端口之間流動； 第二止回閥，所述第二止回閥設(shè)置在所述從動栗元件的所述第二軸向側(cè)上并且能夠在第二止回閥的閉合位置和打開位置之間移動，在所述第二止回閥的打開位置中允許流體在所述從動栗元件和所述第二出口端口之間流動；以及 梭，所述梭設(shè)置成能夠在梭的第一位置和第二位置之間移動，在所述梭的第一位置中所述梭致使所述第一止回閥位于所述第一止回閥的打開位置中，在所述梭的第二位置中所述梭致使所述第二止回閥位于所述第二止回閥的打開位置中。14.一種線性致動器，包括: 管，所述管限定了流體腔； 活塞，所述活塞設(shè)置在所述流體腔內(nèi)； 推桿，所述推桿聯(lián)接至所述活塞以用于隨著所述活塞移動； 流體栗，所述流體栗包括: 殼體，所述殼體限定了被構(gòu)造成與流體存儲器流體連通的入口端口以及被構(gòu)造成與流體腔的第一部分和第二部分流體連通的第一出口端口和第二出口端口，所述流體腔的第一部分和第二部分形成在所述活塞的相對兩側(cè)上； 從動栗元件，所述從動栗元件設(shè)置在所述殼體內(nèi)； 第一梭，所述第一梭設(shè)置在所述從動栗元件的第一軸向側(cè)上并且能夠在第一流體流動位置和第二流體流動位置之間移動，在所述第一流體流動位置中允許流體沿著第一流體流動路徑在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動，在所述第二流體流動位置中允許流體沿著第二流體流動路徑在所述入口端口和所述從動栗元件之間流動； 第一止回閥，所述第一止回閥設(shè)置在所述從動栗元件的第二軸向側(cè)上并且能夠在第一止回閥的閉合位置和打開位置之間移動，在所述第一止回閥的打開位置中允許流體在所述從動栗元件和所述第一出口端口之間流動； 第二止回閥，所述第二止回閥設(shè)置在所述從動栗元件的所述第二軸向側(cè)上并且能夠在第二止回閥的閉合位置和打開位置之間移動，在所述第二止回閥的打開位置中允許流體在所述從動栗元件和所述第二出口端口之間流動；以及 第二梭，所述第二梭設(shè)置在所述從動栗元件的所述第二軸向側(cè)上并且能夠在第二梭的第一位置和第二位置之間移動，在所述第二梭的第一位置中所述第二梭致使所述第一止回閥位于所述第一止回閥的打開位置中，在所述第二梭的第二位置中所述第二梭致使所述第二止回閥位于所述第二止回閥的打開位置中； 其中，所述從動栗元件在第一旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第一梭移動至所述第一流體流動位置、所述第一止回閥移動至所述第一止回閥的打開位置以及所述第二梭移動至所述第二梭的第二位置，而所述從動栗元件在與所述第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述第一梭移動至所述第二流體流動位置、所述第二止回閥移動至所述第二止回閥的打開位置以及所述第二梭移動至所述第二梭的第一位置;以及發(fā)動機(jī)，所述發(fā)動機(jī)聯(lián)接至所述從動栗元件。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的線性致動器，其中，所述第一止回閥和第二止回閥每個均包括: 閥殼體，所述閥殼體限定了第一流體端口和第二流體端口 ； 球，所述球布置在所述閥殼體內(nèi)；以及 彈簧，所述彈簧偏壓所述球抵靠形成于所述閥殼體中的介于所述第一流體端口和第二流體端口之間的閥座，以防止流體在所述第一流體端口和第二流體端口之間流動。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的線性致動器，其中，所述第一梭能夠移動至介于所述第一流體流動位置和第二流體流動位置之間的中性位置。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的線性致動器，其中，所述第一梭限定了第一曲徑式密封件和第二曲徑式密封件，所述第一曲徑式密封件和第二曲徑式密封件被構(gòu)造成在所述第一梭處于所述中性位置時禁止流體沿著所述第一流體流動路徑和第二流體流動路徑流動。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的線性致動器，所述線性致動器還包括第一彈簧和第二彈簧，所述第一彈簧和第二彈簧設(shè)置在所述第一梭的相對兩側(cè)上并且將所述第一梭偏壓至與所述第一流體流動位置和第二流體流動位置不同的中性位置。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的線性致動器，其中，所述第一梭在處于所述中性位置時禁止流體沿著所述第一流體流動路徑和第二流體流動路徑流動。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的線性致動器，其中，所述從動栗元件在所述第一旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致流體從所述從動栗元件流回至所述流體存儲器，而所述從動栗元件在所述第二旋轉(zhuǎn)方向上的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致流體從所述流體存儲器流動至所述從動栗元件。21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的線性致動器，還包括: 蓋，所述蓋設(shè)置在所述流體存儲器中；以及 用于沿著第一方向偏壓所述蓋的器件， 其中，所述蓋能夠響應(yīng)于沿著與所述第一方向相反的第二方向作用的流體壓力而在所述流體存儲器內(nèi)移動，以改變所述流體存儲器的流體體積。
【文檔編號】F04C2/18GK105829719SQ201480070076
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年11月17日
【發(fā)明人】J·R·贊穆托
【申請人】華納電氣科技有限公司