可調(diào)節(jié)的離心調(diào)速器速度控制裝置制造方法
【專利摘要】一種用于氣動馬達(dá)的轉(zhuǎn)速調(diào)速器包括殼體、閥、軸、橫桿、板和一對重物。殼體具有進(jìn)氣口和排氣口。閥設(shè)置在進(jìn)氣口和排氣口之間。軸沿著軸線在殼體內(nèi)延伸。橫桿連接至軸。板在閥和橫桿之間與軸交叉。重物在樞轉(zhuǎn)點處可旋轉(zhuǎn)地連接至橫桿。每個重物包括延伸到橫桿之外以接合板的弓形成型邊緣。弓形成型邊緣的形狀形成為在重物樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離軸時增加板的力矩臂。
【專利說明】可調(diào)節(jié)的離心調(diào)速器速度控制裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及氣動裝置的速度控制裝置。更特別地，本發(fā)明涉及諸如旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)之類的旋轉(zhuǎn)式氣動馬達(dá)的離心調(diào)速器。
【背景技術(shù)】
[0002]許多氣動工具采用旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)作為輸入裝置。旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)利用壓縮空氣流轉(zhuǎn)動軸。在旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)中，轂包括多個葉片，在多個葉片上產(chǎn)生壓差以轉(zhuǎn)動軸。典型地，這種馬達(dá)由被以恒定壓力提供的壓縮空氣的供給提供動力。這樣，馬達(dá)的速度僅根據(jù)放在軸上的負(fù)載改變。例如，在油漆攪拌器中，用于旋轉(zhuǎn)攪拌器的氣動馬達(dá)的速度在它的容器中的油漆的體積減少時增加。氣動馬達(dá)速度控制的缺乏在其中不需要精確的速度控制或其中操作者能夠熟練地控制氣動工具的性能的某種情況中是可接受的。然而，希望限制氣動馬達(dá)可以運轉(zhuǎn)的速度以防止氣動工具的不利的工作狀態(tài)。例如，希望限制油漆攪拌器的速度以防止將不必要的空氣引入油漆中。因此，許多旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)設(shè)置有簡單地限制輸出軸的最高速度的調(diào)速器。
[0003]離心調(diào)速器按照慣例用于由旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)提供動力的氣動工具。離心調(diào)速器通常包括連接至氣動馬達(dá)軸的一對重物。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，重物在離心力的作用下被推動徑向向外遠(yuǎn)離軸。止動機(jī)構(gòu)鄰近重物定位，使得當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)得足夠快以將重物推入止動機(jī)構(gòu)時切斷供給至馬達(dá)的空氣。這些類型的離心調(diào)速器因此僅提供簡單的接通/斷開機(jī)構(gòu)。只要軸以低于閾值速度的速度旋轉(zhuǎn)，則氣動馬達(dá)將以由軸負(fù)載控制的速度旋轉(zhuǎn)。在閾值速度處，氣動馬達(dá)臨時失去所有氣流，直到軸速度減慢。
[0004]氣動工具和旋轉(zhuǎn)葉片式氣動馬達(dá)可以設(shè)置有允許氣動馬達(dá)軸速度變化的外部速度控制裝置。例如，限制裝置，如針形閥，可以設(shè)置在氣動馬達(dá)的排氣裝置處以限制可以以高度離開馬達(dá)的空氣的量，從而限制馬達(dá)上的壓力降以防止速度增加。類似地，馬達(dá)的入口可以被節(jié)流以實現(xiàn)同樣的結(jié)果。然而，`這些節(jié)流裝置在軸的負(fù)載改變時不能非常好地控制軸速度。希望能夠獨立于放置在軸的負(fù)載而更精確地控制氣動馬達(dá)的速度，而不停止至軸的旋轉(zhuǎn)動力，如用在油漆攪拌器應(yīng)用中。因此，在氣動工具和氣動馬達(dá)中存在對改進(jìn)的速度控制和調(diào)速器系統(tǒng)的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種用于氣動馬達(dá)的轉(zhuǎn)速調(diào)速器。該轉(zhuǎn)速調(diào)速器包括殼體、閥、軸、橫桿、板和一對重物。殼體具有進(jìn)氣口和排氣口。閥設(shè)置在進(jìn)氣口和排氣口之間。軸沿著軸線在殼體內(nèi)延伸。橫桿連接至軸。板在閥和橫桿之間與軸交叉。重物在樞轉(zhuǎn)點處可旋轉(zhuǎn)地連接至橫桿。每個重物包括延伸到橫桿之外以接合板的弓形成型邊緣。弓形成型邊緣的形狀形成為在重物樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離軸時增加板的力矩臂。
【專利附圖】

【附圖說明】[0006]圖1是本發(fā)明的具有用于氣動馬達(dá)的可調(diào)節(jié)速度控制裝置的離心調(diào)速器的透視圖。
[0007]圖2是圖1的離心調(diào)速器的分解圖，示出設(shè)置在調(diào)速器殼體內(nèi)的離心調(diào)速器機(jī)構(gòu)。
[0008]圖3是圖2的調(diào)速器機(jī)構(gòu)的透視圖，示出連接至調(diào)速器軸的升降板和成型重物臂。
[0009]圖4是圖1的離心調(diào)速器的剖視圖，示出通過調(diào)速器機(jī)構(gòu)的空氣流動路徑。
[0010]圖5是圖1的離心調(diào)速器的剖視圖，示出調(diào)速器機(jī)構(gòu)與圖4的空氣流動路徑的相
互作用。
[0011]圖6A和6B示出升降板的針對圖2-5的調(diào)速器機(jī)構(gòu)的成型重物臂的不同位置的位移。
【具體實施方式】
[0012]圖1是具有用于氣動馬達(dá)的可調(diào)節(jié)速度控制裝置的離心調(diào)速器10的透視圖。離心調(diào)速器10包括下殼體12、上殼體14、帽16、旋鈕18、入口 20、出口 22和聯(lián)接器24。調(diào)速器10用來限制被提供至用來驅(qū)動氣動動力工具的氣動馬達(dá)的壓縮空氣的供給。調(diào)速器10在聯(lián)接器24處連接至氣動馬達(dá)的軸。典型地，聯(lián)接器24連接至該軸的與驅(qū)動端相反的露出端。壓縮空氣被發(fā)送到入口 20中，通過調(diào)速器10，并在用來驅(qū)動壓縮空氣連接的氣動馬達(dá)之前排出至出口 22。下殼體12和上殼體14合在一起以包圍本發(fā)明的離心調(diào)速器機(jī)構(gòu)。具體地，調(diào)速器軸從聯(lián)接器24延伸至閥機(jī)構(gòu)。閥機(jī)構(gòu)貫穿至旋鈕18。閥機(jī)構(gòu)定位在入口20和出口 22之間的空氣流動路徑中。在調(diào)速器軸的特定閾值轉(zhuǎn)速處，由閥機(jī)構(gòu)切斷入口20和出口 22之間的氣流。因此在馬達(dá)軸和調(diào)速器軸的速度降低之前，至氣動馬達(dá)的氣流被切斷。此外，本發(fā)明的離心調(diào)速器允許控制入口 20和出口 22之間的氣流，從而在不確定氣動馬達(dá)軸上的負(fù)載的情況下，提供氣動馬達(dá)軸的低于閾值速度的恒定速度輸出。由旋鈕18調(diào)節(jié)調(diào)速器機(jī)構(gòu)切斷至氣動馬達(dá)的氣流時的閾值速度。
[0013]圖2是圖1的離心調(diào)速器10的分解圖，示出設(shè)置在下殼體12和上殼體14之間的離心調(diào)速器機(jī)構(gòu)26。離心調(diào)速器10還包括帽16、旋鈕18、入口 20和出口 22。調(diào)速器機(jī)構(gòu)26包括調(diào)速器軸28、橫桿30A和30B、成型重物臂32A和32B、升降板34、閥桿36以及閥座38。調(diào)速器機(jī)構(gòu)26還包括緊固件40、螺母42、銷44A和44B、軸套46A和46B、上軸承48、下軸承50、密封件52和密封件54。
[0014]采用擰入螺母42中的緊固件40將橫桿30A和30B連接至調(diào)速器軸28。也可以以其它方式，如采用鉚釘，將橫桿30A和30B固定至軸28。此外，在其它實施例中，可以僅采用單個橫桿。緊固件40插入穿過橫桿30A和30B中的每一個內(nèi)的對中孔和延伸穿過軸28的孔56。軸套46A和46B分別插入升降臂32A和32B內(nèi)的孔58A和58B中。成型重物臂32A和32B的頂部插入橫桿30A和30B之間，使得孔58A和58B分別與橫桿30A和30B中的每一個中的側(cè)向鉆孔對齊。銷44A和44B分別插入穿過橫桿30A和30B以及成型重物臂32A和32B。軸28在殼體12和14內(nèi)的軸承50和軸承48之間延伸。升降板34的孔60圍繞軸28定位，使得升降板34擱置在成型重物臂32A和32B上。閥桿36位于軸28穿過軸承48的部分上。閥桿36裝入上殼體14內(nèi)的凹部中。閥座38延伸到上殼體14中的承窩(socket)中，該承窩具有開口以與閥桿36連接在一起。帽16套在閥座38上并包括孔以能夠允許旋鈕18連接至閥座38。[0015]氣動馬達(dá)的輸出軸插入聯(lián)接器24中以連接至調(diào)速器軸28。調(diào)速器軸28、橫桿30A和30B、成型重物臂32A和32B以及升降板34在來自輸出軸的輸入旋轉(zhuǎn)下旋轉(zhuǎn)。閥桿36和閥座38從軸28延伸，以便通道62與入口 20和出口 22之間的加壓氣流相交叉。密封件52和54分別圍繞上殼體14和閥座38安裝，以防止加壓空氣轉(zhuǎn)移到上殼體14和下殼體12中。成型重物臂32A和32B由離心力引起的移動升高升降板34以控制閥桿36相對于通道62的位置，從而調(diào)整入口 20和出口 22之間的流量。旋鈕18可以被旋轉(zhuǎn)以相對于閥桿36獨立地移動閥座38的位置，從而設(shè)置閥桿36可以移位的距離和調(diào)速器軸28的上閾值轉(zhuǎn)速。
[0016]圖3是圖2的調(diào)速器機(jī)構(gòu)26的透視圖，示出了連接至調(diào)速器軸28的升降板34以及成型重物臂32A和32B。調(diào)速器機(jī)構(gòu)還包括橫桿30A和30B、閥桿36、緊固件40、銷44A和44B以及軸承48和50。
[0017]軸承50定位在軸28上的頸狀部64上。頸狀部64還包括用于連接至氣動馬達(dá)軸的六角形螺栓66或某種其它面接合裝置。緊固件40將橫桿30A和30B連接至軸28。螺母42 (圖2)被緊固在緊固件40上，使得橫桿30A和30B與軸28的旋轉(zhuǎn)軸線大致垂直對齊地固定不動。軸28包括用于維持橫桿30A和30B的對齊和固定的臺肩(圖2和4)。銷44A和44B被緊配合(如,壓配合)到橫桿孔68A和68B中。銷44A和44B插入穿過定位在成型重物臂32A和32B的孔58A和58B (圖2)內(nèi)的軸襯46A和46B (圖2)。銷44A和44B可以被僅配合到軸襯46A和46B中，使得軸襯在孔58A和58B內(nèi)旋轉(zhuǎn)，或者軸襯46A和46B可以被緊配合到孔58A和58B中，使得銷44A和44B與軸襯(參見2和5) —起旋轉(zhuǎn)。在任何實施例中，成型重物臂32A和32B被允許在橫桿30A和30B之間圍繞銷44A和44B轉(zhuǎn)動。
[0018]成型重物臂32A和32B包括上連接部70A和70B、下質(zhì)量部72A和72B以及成型邊緣或凸輪74A和74B。連接部70A和70B定位在橫桿30A和30B之間。質(zhì)量部72A和72B從連接部70A和70B剛性地懸掛。當(dāng)軸28通過橫桿30A和30B轉(zhuǎn)動重物臂32A和32B時，質(zhì)量部72A的和72B離心力分別引起圍繞銷44A和44B的旋轉(zhuǎn)。具體地，質(zhì)量部72A和72B移動離開軸28并向著升降板34移動。成型邊緣74A和74B沿著升降板34中的狹槽76滾動。狹槽76包括沿著板34的長度延伸的細(xì)長矩形通道，板34的寬度與連接部70A和70B的厚度近似一樣。連接部70A和70B與狹槽76的接合確保升降板34與軸28 —起旋轉(zhuǎn)。
[0019]軸承48定位在板34和閥桿36之間，閥桿36被阻止在上殼體14 (圖2)內(nèi)旋轉(zhuǎn)。然而，閥桿36被允許在來自升降臂32A和32B的力的作用下平移離開橫桿30A和30B。具體地，成型邊緣74A和74B的表面與銷44A和44B之間的距離變化，使得升降臂32A和32B在銷44A和44B上的旋轉(zhuǎn)位置確定升降板34與橫桿30A和30B之間的距離。當(dāng)升降板34移動離開橫桿30A和30B時，它進(jìn)一步推動閥桿36到閥座38 (圖2)中以限制通過調(diào)速器10的氣流。在本發(fā)明中，成型邊緣74A和74B的形狀形成為在質(zhì)量部72A和72B以較高轉(zhuǎn)速進(jìn)一步移動離開軸28時逐漸地升高升降板34，以提供軸28的上閾值速度。而且，成型邊緣74A和74B的形狀形成為在質(zhì)量部72A和72B以較高轉(zhuǎn)速進(jìn)一步移動離開軸28時在升降板34上提供漸增的扭轉(zhuǎn)力矩，以獨立于氣動馬達(dá)上的負(fù)載將軸28的速度維持恒定低于閾值速度。如下文將討論的那樣，調(diào)速器10的操作者可以改變閥座38的位置，以改變調(diào)速器10將允許連接至它的氣動馬達(dá)運轉(zhuǎn)的最大閾值速度。
[0020]圖4是圖1的離心調(diào)速器10的剖視圖，示出通過調(diào)速器機(jī)構(gòu)26的空氣流動路徑78A-78E。下殼體12包括凹部80并在接頭82處連接至上殼體14。軸28包括頸狀部84。閥桿36包括凸輪86、孔88和桿支柱90。上殼體包括承窩92、孔94、密封件96、臺肩98和承窩99。帽16包括輪緣100、支柱102、承窩104和孔106。閥座38包括基部108、包括通道62和橫向密封件111的缸110、支柱112和密封件114。旋鈕18包括孔116。
[0021]軸承50裝入下殼體12上的凹部80中。凹部80連接至聯(lián)接器24，聯(lián)接器24包括具有用于接合氣動馬達(dá)上的配合螺紋的內(nèi)螺紋或外螺紋的圓柱形凸緣。軸28的頸狀部64插入軸承50中，使得六角形螺栓66延伸到聯(lián)接器24中。在一種實施例中，六角形螺栓66連接至用于連接至氣動馬達(dá)軸的筒夾型馬達(dá)連接件。調(diào)速器軸28沿著中心軸線CA延伸到下殼體12內(nèi)部。在上殼體14在接頭82處連接至下殼體12之前，調(diào)速器組件26連接至軸28，如參照圖2和3描述的那樣。在成型重物臂32A和32B連接至軸28之后，升降板34圍繞頸狀部84定位以擱置在安放在狹槽76中的連接部70A和70B的頂部上。軸承48還圍繞頸狀部84被裝配以擱置在升降板34的頂部上。升降板34和軸承48包括中心孔，使得它們沿著中心軸線CA與調(diào)速器軸28同軸。而且，閥桿36的孔88與中心軸線CA對齊，使得桿支柱90從頸狀部84軸向地延伸。然而，凸輪86包括具有平直部的圓形外壁，該平直部的中心實際上從桿支柱90和中心軸線CA的中心移位，以防止閥桿36在上殼體14與下殼體12組裝在一起時旋轉(zhuǎn)。
[0022]上殼體14在接頭82處與下殼體12連接在一起，接頭82可以包括任何合適的、可重復(fù)使用的機(jī)械聯(lián)接器，如搭扣配合。上殼體14和下殼體12因此形成用于保持調(diào)速器機(jī)構(gòu)26的內(nèi)腔，其具有足夠的空間以允許成型重物臂32A和32B相對于中心軸線CA的徑向向外旋轉(zhuǎn)。上殼體14的承窩92和孔94分別接收凸輪86和桿支柱90?？?4與桿支柱90同軸且因此也與軸28同軸。包括與凸輪86的外輪廓配合的內(nèi)輪廓的承窩92和凸輪86從中心軸線CA同軸地偏移。凸輪86與承窩92的相互作用防止桿支柱90在軸28正在旋轉(zhuǎn)時旋轉(zhuǎn)。軸承48和50允許調(diào)速器軸28和升降板34在下殼體12和閥桿36之間旋轉(zhuǎn)。在上殼體14連接至下殼體12之后，密封件96圍繞桿支柱90定位。
[0023]帽16、旋鈕18和閥座38在與上殼體12組裝在一起之前被組裝成子組件。密封件114圍繞缸110定位。支柱112擰入孔106中，使得支柱112的遠(yuǎn)端從帽16突出。支柱112延伸穿過帽16足夠遠(yuǎn)，使得缸110接合承窩104。缸110和承窩104都具有圓形橫截面，使得缸110可以在承窩104內(nèi)旋轉(zhuǎn)。缸110、承窩104和支柱112與中心軸線CA同軸地對齊。密封件54圍繞基部108定位。在閥座38與帽18接合的情況下，輪緣100被螺紋連接在上殼體14的臺肩98上。密封件52定位在輪緣100和上殼體14之間?；?08在組裝時裝入上殼體112的承窩99中。進(jìn)一步，桿支柱90接合基部108中的橫向密封件111。閥座38的支柱112被壓配合到旋鈕18的孔116中。旋鈕18外接于帽18的支柱102，但未緊密接合支柱102，從而沒有禁止旋鈕18的旋轉(zhuǎn)。
[0024]旋鈕18的旋轉(zhuǎn)用來調(diào)整通道62和閥桿38的座111的位置，以控制通過空氣流動路徑78A-78E的氣流。壓縮空氣在入口 20處被引入上殼體12中。從入口 20開始，空氣流入路徑78A，通過路徑78B被向上(參照圖4的方向)改變方向，路徑78B包括延伸到上殼體14以接合路徑78A的小直徑孔。從路徑78B開始，空氣分散到路徑78C中，路徑78C包括上殼體14和帽16之間的空間?？諝鈴膬蓚?cè)進(jìn)入通道62并行進(jìn)到座111 (參見5)。因此，通道62的末端包括入口，座111包括出口。在通過基部108之后，空氣在進(jìn)入路徑78E和在出口 22處離開上殼體14之前向內(nèi)(參照圖4的方向)行進(jìn)至路徑78D。路徑78D包括延伸到上殼體14中以接合路徑78E的小直徑孔。說明的是，圖4示出處于鎖定位置的調(diào)速器組件26，在鎖定位置中桿支柱90完全接合座111以防止成型重物臂32A和32B向外旋轉(zhuǎn)。在這種位置中，不允許空氣行進(jìn)通過座111。從鎖定位置開始，操作者旋轉(zhuǎn)旋鈕18以控制座111相對于桿支柱90的位置。旋鈕18被旋轉(zhuǎn)以將基部108從桿支柱90縮回?；?08縮回越多，允許成型重物臂旋轉(zhuǎn)越遠(yuǎn)，從而允許軸28的更快的轉(zhuǎn)速，如將參照圖5-6B更詳細(xì)地討論的那樣。
[0025]圖5是圖1的離心調(diào)速器10的剖視圖，示出調(diào)速器機(jī)構(gòu)26與圖4的空氣流動路徑78A-78E的相互作用。調(diào)速器10連接到其上的氣動馬達(dá)的運轉(zhuǎn)使調(diào)速器軸28以與氣動馬達(dá)軸相同的速度旋轉(zhuǎn)。軸28的旋轉(zhuǎn)引起成型重物臂32A和32B受到離心力。如本領(lǐng)域已知的那樣，離心力由重物臂的旋轉(zhuǎn)速度決定(如由調(diào)速器軸28的轉(zhuǎn)速決定)、由重物臂的質(zhì)量決定(如主要受質(zhì)量部72A和72B的影響)、以及由軸28的中心軸線CA與質(zhì)量部72A和72B之間的距離決定。當(dāng)軸28的轉(zhuǎn)速增加時，用作在成型重物臂32A和32B上的離心力推動質(zhì)量部72A和72B徑向向外遠(yuǎn)離軸28。連接部70A和70B的銷44A和44B處的銷式連接引起重物臂32A和32B圍繞銷44A和44B旋轉(zhuǎn)。由升降臂32A和32B在銷44A和44B處施加的扭矩由質(zhì)量部72A和72B的質(zhì)量矩臂(如，質(zhì)量部72A和72B的質(zhì)心與銷44A和44B處的樞轉(zhuǎn)點之間的距離)決定。這種旋轉(zhuǎn)引起成型邊緣74A和74B沿著升降板34的狹槽76滾動。成型邊緣74A和74B的形狀引起升降臂32A和32B向上(參照圖5的方向)推動升降板34。成型邊緣74A和74B向升降板34施加與升降板杠桿臂(如,銷44A處的樞轉(zhuǎn)點與升降板34和成型邊緣74A之間的接觸點之間的距離)成比例的作用力。
[0026]升降板34的升高向上(參照圖5的方向)推動軸承48和閥桿36。軸頸狀部84延伸到軸承48和閥桿36的孔88中，并且由于調(diào)速器軸28的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。凸輪86與承窩92的接合防止閥桿36旋轉(zhuǎn)。軸承48允許升降板34和閥桿36之間的相對旋轉(zhuǎn)。然而，軸承48軸向向上地推動閥桿36，使得桿支柱90進(jìn)一步移動到孔94中。閥桿36的運動推動桿支柱90更靠近閥座38的橫向密封件111，這限制空氣流動路徑78C和78D (圖4)之間的氣流，直到橫向密封件111被接觸。桿支柱90與橫向密封件111的接合決定了氣動馬達(dá)的閾值速度。采用旋鈕18控制座111的位置。
[0027]閥座38的支柱112被插入旋鈕18的孔116中。支柱112被固定至孔116以能夠傳遞扭矩。例如，可以采用延伸穿過旋鈕18的調(diào)節(jié)螺釘壓配合或固定支柱112。旋鈕18的壁外接于上部帽16的支柱102。旋鈕18緊密接觸支柱102以防止灰塵和碎屑進(jìn)入帽16，但不干擾旋鈕18的旋轉(zhuǎn)。旋鈕18的旋轉(zhuǎn)使支柱112以與孔106的螺紋接合旋轉(zhuǎn)，這在承窩104內(nèi)上下移動閥座38。閥座38的運動還在承窩99內(nèi)移動基部108和橫向密封件111，從而改變空氣流動路徑78C和空氣流動路徑78D(圖4)之間的限制裝置的形狀。
[0028]桿支柱90和橫向密封件111的接合設(shè)置有兩個自由度，一個自由度源于閥桿36的運動，一個自由度源于閥座38的運動。閥座38和橫向密封件111的運動控制允許調(diào)速器軸28旋轉(zhuǎn)多快。具體地，橫向密封件111在承窩99內(nèi)的降低指示桿支柱90將接合處于較低位置的座111。這種較低的位置限定了可以由升降臂32A和32B移動升降板34到達(dá)的最高的點。升降板34的最高極限的降低還限制質(zhì)量部74A和74B可以從調(diào)速器軸28向外擺動多遠(yuǎn)。質(zhì)量部74A和74B能夠擺動的越少，軸28的將質(zhì)量部74A和74B移動成與座111接合所需要的轉(zhuǎn)速越低。因此，軸28的最高速度被限制在至軸28的較低的輸入速度處。在嚴(yán)重超速情況中，臂32A和32B將升降板34和桿支柱90推入向密封件111中，關(guān)閉從空氣流動路徑78C至空氣流動路徑78D通過的所有氣流。在該閾值速度以下，本發(fā)明的升降臂32A和32B的形狀還形成為，獨立于調(diào)速器軸28連接至其上的氣動馬達(dá)軸28的負(fù)載，維持調(diào)速器軸28以恒定速度旋轉(zhuǎn)。具體地，成型邊緣74A和74B的形狀形成為平衡從空氣流動路徑78A-78E中的空氣以及從升降臂32A和32B作用在升降板34上的作用力。
[0029]圖6A和6B示出升降板34的針對圖2_5的調(diào)速器機(jī)構(gòu)26的成型重物臂32A和32B的不同位置的位移。具體地，圖6A示出重物臂32A針對調(diào)速器軸28的低轉(zhuǎn)速的位置，而圖6B示出重物臂32A針對調(diào)速器軸28的高轉(zhuǎn)速的位置。成型邊緣74A在狹槽76內(nèi)的接觸點CP處接觸升降板34。接觸點CP從銷44A處的樞轉(zhuǎn)點延伸形成邊緣力矩臂Ae的距離。質(zhì)量部72A從銷44A處的樞轉(zhuǎn)點延伸形成質(zhì)矩臂Am的距離。
[0030]離心力Fc和力矩臂Am確定質(zhì)量部72A將引起多大的旋轉(zhuǎn)力使升降臂32A圍繞銷44A旋轉(zhuǎn)，這最終決定成型邊緣74A將壓靠在升降板34上的升力匕。升力Fl必須被來自作用在升降板34上的壓縮空氣的壓力Fp平衡以維持升降板在平衡下的靜止，如等式I中所示
[0031]Fl = Fp[等式 I]
[0032]此外，由離心力Fc和壓力Fp在銷44A處產(chǎn)生的力矩必須平衡，如等式2中所示，以避免升降臂32A在平衡下旋轉(zhuǎn)。通過將離心力F。乘以質(zhì)矩臂Am確定在銷44A處的來自質(zhì)量部72A的力矩。通過將壓力Fp乘以邊緣力矩臂Ae確定銷44A處的來自壓縮空氣的力矩。
[0033]FcAi11=FpAe [等式 2]
[0034]如在圖6A和6B中可以看到的那樣，力矩臂Ani在質(zhì)量部72A移動遠(yuǎn)離軸28并靠近升降板34時變小。反過來，力矩臂AE在質(zhì)量部72A移動遠(yuǎn)離軸28且接觸點CP進(jìn)一步滾動遠(yuǎn)離狹槽76中的銷4·4A時變大。因此，在調(diào)速器軸28的慢轉(zhuǎn)速處，質(zhì)量部72A將趨向于使升降臂32A產(chǎn)生大量旋轉(zhuǎn)，引起成型邊緣74A升高升降板34。當(dāng)力矩臂Am變小時，來自升降臂32A的旋轉(zhuǎn)的升力變?nèi)?。然而，來自成型邊?4A的升力逐漸變強(qiáng)。這允許升降臂32A維持它升高升降板34所采取的作用力。源于成型邊緣74A的形狀的該特征允許調(diào)速器組件26維持軸28的恒定速度。
[0035]調(diào)速器軸28的速度由允許多少壓縮空氣進(jìn)入空氣流動路徑78D決定。更多的氣流允許軸28連接至其上的氣動馬達(dá)更快地旋轉(zhuǎn)。此外，軸28的速度由通過其正驅(qū)動的工具放置在氣動馬達(dá)上的負(fù)載而減慢。因此，即使將壓縮空氣的穩(wěn)定供給被提供給氣動馬達(dá)，它的速度在重負(fù)載下也會降低。
[0036]在本發(fā)明中，調(diào)速器組件26允許在重負(fù)載期間提供附加的氣流，使得氣動馬達(dá)的速度不降低。這種結(jié)果是通過調(diào)速器組件26的能力實現(xiàn)，以平衡I)從壓縮空氣作用在升降板34上的向下作用力(如通過閥桿36和軸承48平移)，和2)從升降臂32A和32B作用在升降板34上的向上作用力。來自壓縮空氣的作用力由被提供至入口 20(圖4)的壓縮空氣的恒定的壓力決定。例如，入口 20通常連接至工廠內(nèi)的壓縮空氣源。因此，當(dāng)氣動馬達(dá)軸上的負(fù)載增加時，氣動馬達(dá)軸減慢調(diào)速器軸28的旋轉(zhuǎn)，這引起升降臂32A和32B降低。降低升降臂32A和32B允許附加的氣流進(jìn)入座111和離開出口 22，從而增加氣動馬達(dá)的速度以抵消來自負(fù)載的速度降低。升降臂32A和32B將在銷44A和44B上向外擺動，直到升降板34處于平衡狀態(tài)。平衡是由成型邊緣74A和74B的形狀實現(xiàn)的。成型邊緣74A和74B移動接觸點CP的瞬時中心以改變八￡和Am之間的比例，從而平衡等式I。例如，在較高轉(zhuǎn)速下，如圖6B所示，重物臂32A和32B由于較大的離心力而位于較大的角位置處，減小力矩臂Am。因此，重物臂32A和32B需要更大的力矩臂Ae來獲得平衡。
[0037]雖然已經(jīng)參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化，并且可以用等同物替換其元件。此外，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行多種修改以使特定情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，目的是，本發(fā)明不限于所公開的特定實施例，而是本發(fā)明將包括落入隨附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種離心調(diào)速器，包括: 殼體； 安裝在殼體內(nèi)的閥座； 安裝至殼體以沿著軸線旋轉(zhuǎn)的調(diào)速器軸； 離心臂，在樞轉(zhuǎn)點處可旋轉(zhuǎn)地連接至調(diào)速器軸以能夠在徑向方向上從所述軸線延伸，該離心臂包括相對于樞轉(zhuǎn)點不均勻地設(shè)置的弓形成型邊緣；和閥桿，在殼體內(nèi)機(jī)械地靠在弓形成型邊緣上以接合閥座； 其中離心臂的旋轉(zhuǎn)使閥桿相對于閥座移位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心調(diào)速器，其中調(diào)速器軸還包括: 剛性地連接至調(diào)速器軸的橫桿，該橫桿包括所述樞轉(zhuǎn)點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心調(diào)速器，其中離心臂包括: 連接部，包括用于在所述樞轉(zhuǎn)點處連接至調(diào)速器軸的板；和 質(zhì)量部，從連接部延伸以能夠樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離調(diào)速器軸； 其中連接部包括所述弓形成型邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心調(diào)速器，還包括: 升降板，調(diào)速器軸延伸穿過該升降板，并且該升降板定位在成型邊緣和閥桿之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心調(diào)速器，還包括: 第一軸承，圍繞調(diào)速器軸定位在調(diào)速器軸的第一端和殼體之間；和 第二軸承，圍繞調(diào)速器軸的第二端定位在閥桿和升降板之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心調(diào)速器，其中調(diào)速器軸同軸地延伸到閥桿中，并且閥桿同軸地延伸到閥座中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離心調(diào)速器，其中: 閥桿包括凸輪，該凸輪在偏離所述軸線的承窩中安裝至殼體以防止閥桿旋轉(zhuǎn)；并且 升降板包括狹槽，成型邊緣安放在該狹槽中使得升降板與調(diào)速器軸一起旋轉(zhuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心調(diào)速器，還包括: 剛性地連接至調(diào)速器軸的橫桿； 第一離心臂，在第一樞轉(zhuǎn)點處可樞轉(zhuǎn)地連接至橫桿，使得第一成型邊緣向著閥桿延伸到橫桿之外；和 第二離心臂，在第二樞轉(zhuǎn)點處可樞轉(zhuǎn)地連接至橫桿，使得第二成型邊緣向著閥桿延伸到橫桿之外。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心調(diào)速器，其中閥座可調(diào)節(jié)地安裝至殼體以改變離心臂能夠移位閥桿的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離心調(diào)速器，還包括: 帽，連接至殼體以包含殼體內(nèi)的閥座； 擰入所述帽中的孔中的閥座支柱；和 旋鈕，連接至閥座支柱以旋轉(zhuǎn)閥座。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心調(diào)速器，還包括: 通道，從第一端至第二端延伸穿過閥座； 入口，延伸到殼體中以流體地連接至通道的第一端；和出口，延伸到殼體中以流體地連接至通道的第二端； 其中弓形成型邊緣被構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)以將閥桿推入所述第一端和第二端之間的通道中，從而限制從所述入口到出口的氣流。
12.一種用于氣動馬達(dá)的轉(zhuǎn)速調(diào)速器，該調(diào)速器包括: 殼體，具有進(jìn)氣口和排氣口 ； 閥，設(shè)置在進(jìn)氣口和排氣口之間； 軸，沿著軸線在殼體內(nèi)延伸； 連接至所述軸的橫桿； 板，在所述閥和橫桿之間與所述軸相交叉；和 在樞轉(zhuǎn)點處可旋轉(zhuǎn)地連接至橫桿的一對重物，每個重物包括延伸到橫桿之外以接合所述板的成型邊緣，該成型邊緣的形狀形成為在重物樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離軸時增加板上的力矩臂。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)速調(diào)速器，其中成型邊緣是弓形的并相對于所述樞轉(zhuǎn)點不均勻地設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 2所述的轉(zhuǎn)速調(diào)速器，其中每個重物包括: 連接部，包括用于在所述樞轉(zhuǎn)點處連接至橫桿的板；和 質(zhì)量部，從連接部延伸以能夠樞轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離所述軸； 其中連接部包括所述成型邊緣。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)速調(diào)速器，其中所述閥包括: 設(shè)置在進(jìn)氣口和排氣口之間的閥座，該閥座包括通道； 閥桿，與所述板接合并具有向著閥座的通道延伸的桿支柱； 其中閥座相對于殼體是能夠調(diào)節(jié)的以改變桿支柱和通道之間的距離。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)速調(diào)速器，還包括: 第一軸承，圍繞所述軸定位在所述軸的第一端和殼體之間；和 第二軸承，在閥桿和所述板之間的第二端處圍繞所述軸定位。 其中所述軸同軸地延伸到閥桿中，并且閥桿同軸地延伸到閥座中。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)速調(diào)速器，其中: 閥桿包括凸輪，該凸輪在偏離所述軸線的承窩中安裝至殼體以防止閥桿旋轉(zhuǎn)；并且 所述板包括狹槽，成型邊緣安放在該狹槽中使得板與軸一起旋轉(zhuǎn)。
18.一種用于氣動馬達(dá)的離心調(diào)速器，該離心調(diào)速器包括: 殼體，包括: 進(jìn)氣口 ； 排氣口 ； 第一閥承窩； 第二閥承窩；和 軸套； 閥座，該閥座構(gòu)造以能夠在第一閥承窩內(nèi)可調(diào)節(jié)地平移，該閥座包括在進(jìn)氣口和排氣口之間延伸的空氣路徑； 閥桿，該閥桿被構(gòu)造以在第二閥承窩內(nèi)自由滑動，該閥桿包括與閥座中的空氣路徑相交叉的桿支柱；沿著軸線延伸的調(diào)速器軸，該調(diào)速器軸具有: 設(shè)置在軸套中的第一端；和 接合閥桿的第二端；和 連接至調(diào)速器軸的調(diào)速器機(jī)構(gòu)，該調(diào)速器機(jī)構(gòu)在離心力的作用下沿著調(diào)速器軸的第二端在第二閥承窩內(nèi)推動閥桿，該調(diào)速器機(jī)構(gòu)包括成型表面，該成型表面憑借增加調(diào)速器軸的轉(zhuǎn)速以施加增加的作用力至閥桿。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的離心調(diào)速器，其中調(diào)速器機(jī)構(gòu)包括: 升降板，調(diào)速器軸的第二端延伸穿過該升降板； 剛性地連接至調(diào)速器軸的橫桿；和 一對重物臂，該對重物臂連接至橫桿的遠(yuǎn)端以能夠在離心負(fù)載的作用下旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離調(diào)速器軸，每個重物臂具有接合升降板的成型邊緣，該成型邊緣的形狀形成為在重物臂進(jìn)一步移動遠(yuǎn)離調(diào)速器軸時增加升降板上的力矩臂。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的離心調(diào)速器，其中: 殼體還包括: 帽，連接至殼體以包含第一承窩內(nèi)的閥座；并且 所述閥座包括: 在第一承窩內(nèi)平移的缸；和· 螺紋支柱，從缸延伸以接合帽中的螺紋孔。
【文檔編號】F04D29/30GK103597216SQ201280027596
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月7日
【發(fā)明者】杰弗里·亞歷山大·布拉克, 約翰·拉塞爾·英格布蘭德 申請人:格瑞克明尼蘇達(dá)有限公司