液压致动器.pdf

本发明涉及一种液压致动器，其可用于移动或致动待移动的元件。该液压致动器可包括汽缸筒、活塞杆(40)、中间元件(46)和连接元件(50)。活塞杆(40)可往复运动地通过汽缸筒接收并且具有至少一个从汽缸筒延伸出的第一活塞杆端(42)；中间元件(46)通过在第一方向上延伸的第一组螺钉(60)附接到至少一个第一活塞杆端(42)；连接元件(50)通过在与第一方向相反的第二方向上延伸的第二组螺钉(70)附接到中间元件(46)。

1.  一种液压致动器(10)，其包括：
汽缸筒(20)；
活塞杆(40)，其可往复运动地通过所述汽缸筒(20)接收并且具有从所述汽缸筒(20)延伸出的至少一个第一活塞杆端(42)；
中间元件(46)，其通过在第一方向上延伸的第一组螺钉(60)附接到所述的至少一个第一活塞杆端(42)；以及
连接元件(50)，其通过在与所述第一方向相反的第二方向上延伸的第二组螺钉(70)附接到所述中间元件(46)。

2.  根据权利要求1所述的液压致动器(10)，其中所述连接元件是配置为连接到开采机铲的器具的连接叉(50)。

3.  根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器(10)，其中所述中间元件(46)包括配置为在中心接收所述第一活塞杆端(42)的活塞杆接收部分(47)。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器(10)，其中所述连接元件(50)包括配置为在中心接收所述中间元件(46)的中间元件接收部分(51)。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器(10)，还包括活塞，其可往复运动地设置在所述汽缸筒(20)内并且附接到与所述第一活塞杆端(42)相对的第二活塞杆端(44)，所述活塞(30)配置为将所述汽缸筒(20)分成第一压力室(23)和第二压力室(25)。

6.  根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器(10)，其中所述第一组螺钉包括多个等距离间隔开并且相互对称布置的螺钉(60)。

7.  根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器(10)，其中所述第二组螺钉包括多个等距离间隔开并且相互对称布置的螺钉(70)。

8.  根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器(10)，其中所述液压致动器(10)为双作用式差动液压致动器。

9.  根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器(10)，其中所述中间元件(46)包括至少一个第一通孔(48)和至少一个第二通孔(56)，所述至少一个第一通孔(48)设置在所述中间元件(46)的中心区域中并且配置为容纳所述第一组螺钉(60)，所述至少一个第二通孔(56)相对于所述至少一个第一孔(48)沿圆周在外部设置并且配置为容纳所述第二组螺钉(70)。

10.  根据前述权利要求中任一项所述的液压致动器(10)，其中所述活塞杆(40)、所述中间元件(46)，和所述连接元件(50)大致相互同轴。

11.  一种开采机铲，其包括至少一个前述权利要求中任一项所述的液压致动器(10)。

12.  根据权利要求12所述的开采机铲，其中所述开采机铲机器配置为用于地面开采操作。

13.  一种用于组装包括汽缸筒(20)和活塞杆(40)的液压致动器(10)的方法，所述活塞杆(40)可往复运动地通过所述汽缸筒(20)接收并且具有至少一个从所述汽缸筒(20)延伸出的第一活塞杆端(42)，所述方法包括：
通过朝第一方向延伸的第一组螺钉(60)将中间元件(46)附接到所述的至少一个第一活塞杆端(42)；以及
通过朝与所述第一方向相反的第二方向延伸的第二组螺钉(70)将连接元件(50)附接到所述中间元件(46)。

14.  根据权利要求13所述的方法，其中附接所述中间元件(46)的步骤包括将所述活塞杆端(42)插入活塞杆接收部分(47)中，所述活塞杆接收部分(47)在中心设置在所述中间元件(46)处。

液压致动器
技术领域
概括而言，本发明涉及一种包括连接元件的液压致动器，具体地，涉及一种在施工机械或开采机铲中使用的液压致动器。
背景技术
液压致动器可以通常用于例如移动施工机械(如，挖掘机)的斗杆。液压致动器可以包括汽缸筒，该汽缸筒配置成往复运动地接收活塞杆，该活塞杆具有至少一个从汽缸筒延伸出的端部。例如，该汽缸筒可以固定地附接到例如挖掘机的上部结构，并且从该汽缸筒延伸出的活塞端可连接到例如该挖掘机的斗杆。通过将液压流体供应到汽缸筒中，活塞杆可从汽缸筒推出，从而将斗杆移动到期望位置。
同样公知的是，将从汽缸筒延伸出的活塞杆端设置有绕活塞杆端周向地布置的螺纹。然后，带螺纹的活塞杆端可旋紧到连接元件中，该连接元件包括配置成可旋紧地接收该活塞杆端的螺纹，从而形成预组装装置。然后，例如，连接叉可以通过至少一个绕连接元件径向布置的螺钉附接到预组装装置。当活塞杆的头部接触连接叉的底部时，连接叉与连接元件之间的间隙可形成。然而，需要该间隙用于将预应力施加在活塞杆端的螺纹，从而确保螺纹不会在操作期间松开。
此外，例如，美国专利第US6302611B1号公开了一种连接件，该连接件能够可枢转地连接到挖掘机的悬臂和调整缸(其连接到该悬臂)，该连接件意在用于将工具(例如挖掘机铲斗)例如连接到悬臂的端部。
本发明至少部分地针对改进或克服现有系统的一个或一个以上的方面。
发明内容
根据本发明的某方面，一种液压致动器可以包括：汽缸筒；活塞杆，其由汽缸筒往复运动地接收并且具有至少一个从汽缸筒延伸出的第一活塞杆端；中间元件，其通过在第一方向上延伸的第一组螺钉附接到至少一个第一活塞杆端；和连接元件，其通过在与第一方向相反的第二方向上延伸的第二组螺钉附接到中间元件。
根据本发明的另一方面，一种开采机铲可以包括至少一个在本文中公开的液压致动器。在一些实施例中，开采机铲可用于露天开采应用。
根据本发明的另一方面，一种用于组装液压致动器的方法可包括下述步骤：通过在第一方向上延伸的第一组螺钉将中间元件附接到至少一个第一活塞杆端；以及，通过在与第一方向相反的第二方向上延伸的第二组螺钉将连接元件附接到中间元件；其中，液压致动器包括汽缸筒和活塞杆，活塞杆可往复运动地通过汽缸筒接收并且具有至少一个从汽缸筒延伸出的第一活塞杆端。
在一些实施例中，连接元件可以配置成附接到待移动的元件，例如施工机械或开采机铲的作业器具或斗杆。
如本文所使用的，第一组螺钉的第一方向可定义为从螺钉头部延伸至螺钉螺纹的方向。相似地，第二组螺钉的第二方向也可定义为从螺钉头部延伸至螺钉螺纹的方向。在一些实施例中，第一方向也可定义为第一和第二组螺钉的预应力的方向。
通过下面的描述和附图，本发明的其它特征和方面将是显而易见的。
附图说明
图1是根据本发明的液压致动器的示意图，该液压致动器包括通过中间元件附接到活塞杆端的连接叉；
图2是沿图1中的线II-II截取的剖视图，示出连接叉连接到活塞杆端的连接；
图3是附接到活塞杆端的中间元件的透视剖视图；以及
图4是通过中间元件附接到活塞杆的连接叉的透视图。
具体实施方式
下面是对本发明的示例性实施例的详细描述。在此所描述的和附图中所示的示例性实施例意在传授本发明的原理，使本领域的普通技术人员能够在许多不同环境中以及针对许多不同应用来实施和使用本发明的内容。因此，这些示例性实施例不是意在，且不应被认为是对专利保护范围的限制性描述。相反地，本专利保护范围应由所附的权利要求书限定。
本发明可以部分地基于以下认识：例如，通过在第一方向上延伸的第一组螺钉以及在与第一方向相反的第二方向上延伸的第二组螺钉将中间元件连接在连接叉与活塞杆之间，将连接叉安装到液压致动器的活塞杆，这可以改善力的分布并且可以导致连接叉限定性和刚性连接到活塞杆。
参照图1，示出液压致动器10的示意图。液压致动器10包括汽缸筒20、可往复运动地设置在汽缸筒20内的活塞30、和活塞杆40，活塞杆40具有附接到中间元件46的第一活塞杆端42和附接到活塞30的第二活塞杆端44。如图1进一步所示，中间元件46进一步附接到连接元件50，该连接元件50例如可以是配置成例如附接到工作机具(如，例如用于露天开采应用中的开采机铲的铲斗)的连接叉。例如，活塞杆40可以包括直径例如为大约100mm至300mm的圆形横截面，中间元件46可以包括例如大约150mm至300mm的直径。
活塞30将汽缸筒20的内部分成第一压力室23和第二压力室25。汽缸筒20包括第一开口22和第二开口24，第一开口22配置成将第一压力室23连接到液压系统(未示出)；第二开口24配置成将第二压力室25连接到液压系统。因此，图1的液压致动器10示出为双作用式差动 致动器，可通过将加压的液压流体提供到第一压力室23或第二压力室25中来致动该致动器。然而，在一些实施例中，液压致动器10可以是例如仅包括第一开口22或第二开口24之一的单作用式致动器。
活塞30例如通过锻造方式固定连接到第二活塞杆端44。与此相反，在一些现有技术的应用中，活塞通过螺钉连接到活塞杆。第一活塞杆端42贯穿汽缸筒20的汽缸开口26，使得第一活塞杆端42从汽缸筒20延伸出。为了在汽缸开口26与第一压力室23之间进行密封，密封件29可设置在汽缸开口26处。
在汽缸开口26对面，汽缸筒20包括附接部分28，该附接部分28配置成例如附接到采矿机铲。
在一些实施例中，液压致动器10可以包括另外的活塞杆(未示出)，该另外的活塞杆在汽缸开口26的相对侧处延伸穿过另一汽缸开口。在这样的实施例中，附接部分28可以被省略，并且汽缸筒20可以通过其圆柱形主体附接到其特定的使用位置。
同样如图1所示，连接元件50示出为连接叉。连接元件50包括第一臂52和第二臂54。第一臂52和第二臂54相互平行地延伸，可以包括板类形状的结构。第一臂52包括第一开口53，第二臂54包括第二开口55，该第二开口55可以与第一开口53对准，这由图1的开口轴线C表示。
在一些实施例中，连接元件50可以是仅包括一个臂(其具有轴承眼)的元件。在这样的情况下，在第一臂52与第二臂54之间可不设置自由部分。
现在转到图2，更详细地示出了连接元件50通过中间元件46连接到第一活塞杆端42。具体地，图2示出了沿图1中的线II-II截取的剖视图。
如图2所示，中间元件46通过第一组螺钉60附接到第一活塞杆端42。在一些实施例中，中间元件46例如通过第一组铆钉、第一组螺栓和/或其它适于将中间元件46刚性地附接到第一活塞杆端42的固定装 置，附接到第一活塞杆端42。第一组螺钉60可包括多个等距离间隔并彼此相互对称地布置的螺钉。
中间元件46可包括活塞杆接收部分47，其例如可以是基本上对应于第一活塞杆端42的形状的凹部。活塞杆接收部分47可配置为将第一活塞杆端42在中心定位在中间元件46处。
第一组螺钉60分别在第一方向上通过至少一个第一孔48从中间元件46的远离活塞杆接收部分47的侧部朝第一活塞杆端42延伸。如图2所示，第一方向例如可定义为，从螺钉头部至螺钉螺纹的方向。
第一活塞杆端42可包括一组螺纹孔43，其配置为分别接收第一组螺钉60。参照图3，例如，第一组螺钉60可包括七个用于将中间元件46刚性地附接到第一活塞杆端42的螺钉。然而，可使用多于或少于七个的螺钉将中间元件46附接到活塞杆40。
同样如图2和3所示，第一组螺钉60的螺钉头部可埋入中间元件46中，用于提供充足的空间以将连接元件50附接到中间元件46，这将在下面进行更详细地描述。
如图2所示，至少一个第一孔48可设置在中间元件46的中心部分中，该中心部分指的是适于接收第一组螺钉60以将活塞杆40固定到中间元件46的部分。
仍然参照图2，连接元件50在与中间元件46附接到活塞杆40的侧部相对的侧部处附接到中间元件46。活塞杆40、中间元件46和连接元件50可相对于中心轴线L同轴地相互附接，这意味着活塞杆40、中间元件46和连接元件50设置成相互靠近。
为了确保上面提到的，连接元件50包括中间元件接收部分51，中间元件接收部分51配置为至少部分地接收中间元件46的一部分。具体地，中间元件接收部分51可为凹部，中间元件46的突出部可插入凹部中，使得中间元件46通过连接元件50在中心接收。此外，中间元件46可包括肩部49，用于便于在中心接收连接元件50。
中间元件46还可包括至少一个第二孔56，第二孔56配置为分 别接收第二组螺钉70的至少一个螺钉，所述第二组螺钉70可通过连接元件50固定地接收。如图2所示，至少一个第二孔56可设置在中间元件46处、在围绕中心轴线L的圆周方向上间隔开。因此，至少一个第二孔56平行于中心轴线L延伸。此外，如图2和3所示，至少一个第二孔56圆周地设置在至少一个第一孔48的外部。
第二组螺钉70可包括多个等距离间隔开并相互对称地布置的螺钉。如图3和4所示，第二组螺钉70可相对于中心轴线L成圆形地布置。在一些实施例中，中间元件46可包括扁平部分，其中法兰部分45的至少一部分不可接近。在这样的情况下，第二组螺钉70可仅设置在法兰部分45为布置第二组螺钉70而提供足够空间的位置处。在一些实施例中，扁平部分可相对于彼此处于相对侧。
至少一个第二孔56的孔轴线和中心轴线L之间的距离可大于第一活塞杆端42的半径。中间元件46还可包括法兰部分45，法兰部分45为第二组螺钉70提供充足的表面。中间元件46的法兰部分45也在图4中示出，图4示出了通过中间元件46附接到活塞杆40的连接元件50的透视图。
连接元件50例如包括至少一个配置为分别容纳第二组螺钉的螺纹孔57。如图4所示，中间元件46可包括十个第二孔56，它们配置成分别接收第二组螺钉70中的十个螺钉。然而，第二组螺钉70还可包括多于或少于十个的螺钉。
第二组螺钉70在第二方向上通过中间元件46的至少一个第二孔56从中间元件46的远离连接元件50的侧部朝连接元件50延伸。如图2所示，第二方向可定义为从螺钉头部至螺钉螺纹的方向。此外，第一方向与第二方向相反，这意味着第一方向与第二方向反向平行。
在一些实施例中，第一方向可由将中间元件46安装到第一活塞杆端42时施加到第一组螺钉60的预应力的方向限定，并且第二方向可由将连接元件50安装到中间元件46时施加到第二组螺钉70的预应力的方向限定。例如，参照图2，第一组螺钉60的预应力的方向可从左侧向右侧延伸，而第二组螺钉70的预应力的方向可从右侧向左侧延伸，这意味着 它们彼此相反。
工业实用性
在下文中，将参照图1至4更详细描述用于例如将连接叉组装到液压致动器10的活塞杆40的方法。
首先，活塞杆40可插入到汽缸筒20中，使得第一活塞杆端42通过汽缸开口26从汽缸筒20延伸出。然后，中间元件46定位在第一活塞杆端42，使得第一活塞杆端42设置在中间元件46的活塞杆接收部分47中。然后，第一活塞杆端42通过朝第一方向延伸的第一组螺钉60固定到中间元件46。
随后，连接元件50在与活塞杆40连接到中间元件46的侧部相反的侧部处定位在中间元件46。然后，连接元件50通过朝与第一方向相反的第二方向延伸的第二组螺钉70固定到中间元件46。
例如，第一组螺钉60和第二组螺钉70可为在从M20至M30的范围内的螺钉。在一些实施例中，第一组螺钉60和第二组螺钉70可包括细牙螺纹，强度等级为10.9。在一些实施例中，第一组螺钉60和第二组螺钉70可包括双六角头凹头螺钉或具有外部双六角头的双六角头螺钉。在一些实施例中，第一组螺钉60和第二组螺钉70可包括六角头凹头螺钉或具有外部六角头的六角头螺钉。
通过如上所述那样将连接元件50(例如，连接叉)安装到液压致动器10的活塞杆40，可实现将连接元件50刚性连接到活塞杆40。此外，由于连接元件50连接到活塞杆40的连接是限定性连接，可实现施加在连接元件50上的力的改进的分布。例如，公开的示例性液压致动器10，尤其是活塞杆40，可配置为承受例如在约200kN至约6000kN范围内的力。
所公开的示例性液压致动器可使用在施工机械中，例如，轮式装载机、平地机、反铲装载机、滑移式装载机、履带式拖拉机、履带式挖掘机、材料处理机、起重机，以及转向和行进受操作员控制的任何其他类型的作业机械。在一些实施例中，所公开的示例性液压致动器也可使用在 用于露天开采用途的开采机铲或绳索铲中。
所公开的示例性液压致动器可配置为致动并移动元件，连接元件配置成连接到该元件。例如，所公开的示例性液压致动器可配置为移动斗杆、杆，和/或附接到杆端部的作业器具。斗杆可枢转地附接到本领域公知的施工机械的上部结构。所公开的示例性液压致动器也可用作附接到上部结构和斗杆上的斗杆致动器，使得可通过所公开的致动器的致动来升高和降低斗杆的远端。在这样的情况下，连接元件可连接到斗杆，而附接部分可连接到上部结构。
虽然本文中已经描述了本发明的优选实施例，但在不背离下面的权利要求书的范围的情况下可做出改进和修改。