轉動接頭的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]本發(fā)明涉及一種轉動接頭，特別涉及用于在液壓應用中的多個液壓連接件之間的轉動接頭。
[0002]具體而非排他性地，本發(fā)明能夠用來將高壓撓性管連接至外部液壓系統(tǒng)。
[0003]現(xiàn)有技術包括用于連接液壓裝置的具有相對運動的多個部分的撓性管。這些相對運動會引起撓性管扭曲。已知轉動接頭能夠吸收了全部或部分的扭曲，增加管的使用壽命。
[0004]已知類型的轉動接頭基本上包括兩個可相對彼此自由旋轉的元件。由于接頭內的加壓流體，這兩個元件會受到明顯的軸向力而擠壓彼此，如果兩個元件直接接觸，將會產生巨大的摩擦阻力。出于這個原因，在已知的轉動接頭中，兩個元件之間軸向插入有滾動裝置(例如一個或多個滾珠或輥子)，該滾動裝置減小了摩擦阻力，通過將滑動摩擦轉化為滾動摩擦使得能夠相對旋轉。
[0005]滾動裝置的存在雖然減少了接觸面，但還是在與滾動裝置接觸的接頭的部分產生了很大的局部應力。盡管與滾動裝置接觸的表面經過熱處理被加強，但還是會因為較大的內部壓力和較大的旋轉角度導致較快的磨損。摩擦阻力也會引起接頭中的溫度的增加，導致接頭的密封元件的塌陷。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明的一個目標是改進已知類型的轉動接頭。
[0007]本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供了一種轉動接頭，其能夠克服上述公開的現(xiàn)有技術中的一個或多個限制和缺點。
[0008]本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供一種液壓接頭，其中內體和外體可相對彼此自由旋轉，其中可能基本上消除了(除了與密封裝置接觸的主體的圓柱面尺寸公差)加壓流體作用在內體上軸向推力的結果。
[0009]本發(fā)明的一個優(yōu)點是設計一個可旋轉的接頭，其中相對旋轉部分的磨損相對減少。
[0010]本發(fā)明的一個優(yōu)點是減少由于摩擦阻力引起的溫度增加，由此增加接頭的工作壽命O
[0011]本發(fā)明的一個優(yōu)點是設計一種與外部液壓系統(tǒng)(例如高壓栗)的流體輸送元件(例如撓性管)連接的轉動接頭，減少了通過接頭的振動的傳輸(尤其是軸向)，特別是由外部液壓系統(tǒng)帶來的振動。
[0012]本發(fā)明的一個優(yōu)點是制造一種液壓接頭，其中內體和外體相對彼此能夠自由旋轉，其中避免了插入到外體和內體之間的支持轉動的轉動裝置的使用。
[0013]本發(fā)明的一個優(yōu)點是極大的提高了接頭密封件和/或與轉動接頭連接的液壓輸送元件(例如撓性管)的工作壽命。
[0014]本發(fā)明的一個優(yōu)點是相當程度的減少了液壓系統(tǒng)的維護成本，所述液壓系統(tǒng)包含接頭和與接頭關聯(lián)的液壓輸送元件(例如撓性管)。
[0015]本發(fā)明的一個優(yōu)點是即使存在非常高的流體壓力時也能確保與轉動接頭關聯(lián)的液壓輸送元件(撓性管)能夠相對于外部液壓系統(tǒng)旋轉同時摩擦相對減少。
[0016]本發(fā)明的一個優(yōu)點是實現(xiàn)了一種具有相對較小的整體尺寸的可旋轉輕質接頭，具有簡單和有效地潤滑的可能性。
[0017]本發(fā)明的一個優(yōu)點是產生了一種實用、安裝快速、結構簡單且廉價的接頭。
[0018]這些以及更多的目標和優(yōu)點通過如下所附權利要求中的一個或多個所述的接頭實現(xiàn)。
[0019]在一個實施例中，可旋轉液壓平衡接頭包括耦合在一起的能夠圍繞轉動軸線相對旋轉兩個(內部和外部)主體，其中接頭內部的加壓流體產生軸向推力，軸向推力趨于擠壓兩個主體相互壓靠，此軸向推力被幾乎相等和相反的軸向壓力抵消，該相反的推力由反壓室產生，所述反壓室包括在兩個主體之間和兩個環(huán)形密封區(qū)之間組成，所述兩個環(huán)形密封區(qū)布置在兩個主體之間并有互相不同的操作直徑。
[0020]在一種實施例中，轉動接頭包括:兩個可相對彼此自由旋轉的管狀體(內體和外體)，以及反壓室，反壓室通過內體上的通孔與內部導管相連通，加壓流體沿著內部導管通過接頭；所述接頭還包括補償室，補償室通過外體上的通風孔與大氣相通。補償室和反壓室被生成使得，當轉動接頭內部存在加壓流體時，內體受到兩個軸向力:第一軸向力等于圓形區(qū)域的流體壓力(接頭內部導管內)，圓形區(qū)域的直徑等于與液壓地插入內部導管和補償室之間的密封裝置相接觸的內體的圓柱面；第二軸向力，方向與第一軸向力相反，等于圓形冠狀的區(qū)域的反壓室的壓力，所述圓形冠狀的區(qū)域，其外徑與液壓的插入到反壓室與大氣(特別是通過補償室)之間的密封裝置相接觸的外體的圓柱面相同，其內徑與液壓的插入到反壓室和大氣之間的密封裝置相接觸的內體的圓柱面相同。
[0021]在一種實施例中，上述的分別與密封裝置接觸的圓柱面的直徑設計成使得，作用在內體上的軸向力(由加壓流體產生)基本為零。
[0022]由此內體大體上動態(tài)平衡，而由加壓流體產生的軸向推力被釋放到外體上。
[0023]在一種實施例中，兩個主體之一(外體)由可拆卸的兩部分連接在一起構成，例如螺旋連接，由此釋放到該主體上的軸向推力將如通過螺旋連接件的螺紋來進行比照
【附圖說明】
[0024]參照示出了本發(fā)明的非限制性實施例的附圖能夠更好地理解和實施本發(fā)明。
[0025]圖1示出了本發(fā)明所述的轉動接頭的實施例的側視局部剖面圖；
[0026]圖2為圖1的細節(jié)放大圖；
[0027]圖3到6示出了圖1中的接頭的內體和外體之間進行連接操作的依次四個步驟；
【具體實施方式】
[0028]參照上述附圖，I表示用于液體連接件的轉動接頭整體。特別是，接頭I用來將流體輸送管(如已知類型的撓性管2)連接至在高壓外部液壓系統(tǒng)(已知的，未示出)。
[0029]轉動接頭I包括管狀內體3，所述內體具有用于加壓流體通過的內腔4。內體3具有用于連接流體輸送管的第一端部5。在特定的情況下，第一端部5包括用于形成壓接區(qū)的軟管承載部分，軟管承載部分通過外壓接管6可插入到撓性管2內實現(xiàn)密封耦合。
[0030]轉動接頭I包括繞轉動軸線X-X與內體3可轉動地耦合的管狀外體7。外體7具有用于與液壓設備(已知的、未示出，例如栗)連接(例如螺旋式)的第二端部8。
[0031]外體7具有第一鄰接裝置和第二鄰接裝置。所述內體3與所述外體7耦合，同時能夠以所述第一鄰接裝置的一側和所述第二鄰接裝置的相對側為界，以無游隙(例如幾毫米或不到一毫米)的方式進行軸向運動。第一鄰接裝置和第二鄰接裝置分別包括第一肩部9和第二肩部10，都設置在外體7上。內體3包括軸向插入在第一肩部9和第二肩部10之間的徑向凸起U。內體3和外體7之間無游隙的相對軸向運動由徑向凸起11的行程終點止檔界定，所述行程終點止檔在一側與第一肩部9抵靠，在另一側與第二肩部10抵靠。
[0032]外體7包括第一部分7a和第二部分7b，二者通過軸向連接件(例如螺旋連接件)以及軸向行程端部12以可拆卸的方式組裝在一起。
[0033]轉動接頭I包括第一密封裝置(例如第一環(huán)形墊圈13)，設置用來在內體3和外體7之間生成第一密封區(qū)。第一密封區(qū)至少具有第一操作直徑Dl。特別地，Dl是與第一墊圈13接觸的內體3的外部圓柱面的直徑。
[0034]轉動接頭I包括第二密封裝置(例如第二環(huán)形墊圈14)，設置用來在內體3與外體7之間生成第二環(huán)形密封區(qū)。第二環(huán)形密封區(qū)具有不同于第一直徑Dl的第二直徑D2。特別地，D2是與第二墊圈14接觸的外體8的內部圓柱面的直徑。在特定的情況下，D2大于Dl0
[0035]轉動接頭I包括界定在第一密封裝置(第一墊圈13)、第二密封裝置(第二墊圈14)、內體3以及外體7之間的反壓室15。反壓室15與用于加壓流體通過的內腔4相連通。特別地，反壓室15可通過在內體3上的一個或多個孔16(徑向的，例如管狀徑向孔)與內腔4相連通。
[0036]第一直徑Dl和第二直徑D2設計成使得反壓室15內的加壓流體施加至內體3的軸向力與內腔4內的加壓流體施加至內體3的軸向力相反。在特定的情況下(D2>D1)，反壓室15內的流體產生的軸向推力將從左至右指向(參照附圖1和2)。
[0037]轉動接頭I可包括第三密封裝置(例如第三環(huán)形墊圈17)，設置用來在內體3和外體7之間生成第三環(huán)形密封區(qū)。第三環(huán)形密封區(qū)具有第三直徑D3。特殊情況下，D3是與第三墊圈17相接觸的內體3的外部圓柱面的直徑。
[0038]第二環(huán)形密封區(qū)沿軸向(參照轉動軸線X-X)設置在由第一和第三環(huán)形密封區(qū)之間的區(qū)域內。第一環(huán)形密封區(qū)沿軸向朝向第一端部5的一側布置，而第三環(huán)形密封區(qū)沿軸向朝向第二端部8的(相對)側布置。
[0039]轉動接頭I包括界定在第二密封裝置(第二墊圈14)、第三密封裝置(第三墊圈17)、內體3以及外體7之間的補償室18。補償室18與大氣相通，特別是通過外體7中的一個或多個通氣孔19與大氣相通。
[0040]第一直徑D1、第二直徑D2和第三直徑D3可設計成使得:內腔4內的加壓流體沿一個方向施加在內體3上的軸向力以及反壓室15內的沿相反方向的軸向力基本為零。特別地，由于反壓室15內的壓力和接頭內內腔4內的壓力被認為是相同的，由第三直徑限定的圓形面積基本上與在第一直徑和第二直徑之間限定的圓形冠狀的面積是一樣的，下面會更好的解釋。
[0041]此處的轉動接頭I中，第一直徑Dl、第二直徑D2以及第三直徑D3被選擇成使得內體3基本上是液壓平衡的。如上所說，兩個主體，內體3和外體7能夠圍繞轉動軸線X-X自由旋轉。在使用時，接頭I內部的加壓流體會在一個方向產生軸向推力(參考圖1向左)，軸向推力趨于擠壓兩個主體相互壓靠。該軸向推力通過相反方向的軸向推力(參考圖1向右)，能夠部分或全部的平衡，因此大體上取消上述后果，所述相反方向的軸向推力由反壓室15以幾乎大小相等方向相反的方式液壓地產生，正如所見，反壓室包括在兩個主體(內體3和外體7)之間和兩個環(huán)形密封區(qū)之間，這兩個環(huán)形密封區(qū)在兩個主體之間操作且具有互不相同的操作直徑(Dl和D2)。
[0042]在反壓室15中，正如所述，