擺線馬達(dá)平衡板結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種擺線裝置包括閥調(diào)板、平衡板結(jié)構(gòu)，以及定位在閥調(diào)板與平衡板結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)子。從閥調(diào)板流向轉(zhuǎn)子的高壓流體將轉(zhuǎn)子推向平衡板結(jié)構(gòu)。平衡板結(jié)構(gòu)包括平衡板和第二板。在平衡板與第二板之間界定了一個(gè)腔。平衡板包括具有止回閥的流體通道且流體經(jīng)過流體通道以對腔加壓。平衡板包括延伸穿過與腔相連的平衡板的第一泄壓孔和第二泄壓孔。
【專利說明】擺線馬達(dá)平衡板結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及擺線馬達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002]擺線裝置利用輸入端口與輸出端口之間的壓差來操作。擺線馬達(dá)使用此壓差來使軸轉(zhuǎn)動(dòng)。由于此壓差，在擺線裝置中可能發(fā)生壓力不平衡。例如，在具有轉(zhuǎn)子閥調(diào)的擺線馬達(dá)中，經(jīng)過轉(zhuǎn)子的高壓流體迫使轉(zhuǎn)子從閥調(diào)板離開，其中所述閥調(diào)板與轉(zhuǎn)子的前面相鄰。此分離降低了擺線馬達(dá)的效率且還增加了轉(zhuǎn)子的后面上的磨損，其中所述后面與前面相對。
[0003]第4，717, 320號美國專利描述了一種克服了與上述壓力不平衡關(guān)聯(lián)的問題的擺線轉(zhuǎn)子。描述了使轉(zhuǎn)子偏置背靠閥調(diào)板的平衡板結(jié)構(gòu)。平衡板結(jié)構(gòu)包括利用液壓流體來加壓以偏置平衡板的環(huán)形腔，這使得轉(zhuǎn)子朝著閥調(diào)板移動(dòng)。當(dāng)只提供一個(gè)泄壓孔時(shí)，如第4，717, 320號美國專利所述，當(dāng)轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)且泄壓孔不與形成于轉(zhuǎn)子中的泄壓槽對準(zhǔn)時(shí)，壓力可保持在環(huán)形腔中。這導(dǎo)致平衡板在軸向上壓在轉(zhuǎn)子上。如果不釋放此壓力，那么平衡板像制動(dòng)器一樣操作且阻礙轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軌道運(yùn)動(dòng)。當(dāng)重啟馬達(dá)時(shí)，在轉(zhuǎn)子可開始其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軌道運(yùn)動(dòng)之前，由轉(zhuǎn)子界定的流體匣中的壓力必須克服此“制動(dòng)”力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]一種能克服上述缺點(diǎn)的擺線裝置包括閥調(diào)板、平衡板結(jié)構(gòu)，以及定位在閥調(diào)板與平衡板結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)子。從閥調(diào)板流向轉(zhuǎn)子的高壓流體將轉(zhuǎn)子推向平衡板結(jié)構(gòu)。平衡板結(jié)構(gòu)包括平衡板和第二板。在平衡板與第二板之間界定了一個(gè)腔。平衡板包括具有止回閥的流體通道且流體穿過流體通道以對腔加壓。平衡板包括延伸穿過與腔相連的平衡板的第一泄壓孔和第二泄壓孔。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]圖1為展示了具有平衡板結(jié)構(gòu)的擺線馬達(dá)的端截面的截面視圖。
[0006]圖2為沿著圖1中的線2-2所截得的圖1中所示的擺線馬達(dá)的擺線斷面的示意端視圖。
[0007]圖3為沿著圖1中的線3-3所截得的視圖。
[0008]圖4為沿著圖1中的線4-4所截得的視圖。
[0009]圖5為與圖1相似的展示了擺線馬達(dá)的端截面的截面視圖，其中球粒定位在泄壓孔內(nèi)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]參考圖1，擺線馬達(dá)10包括前殼部分12、傳動(dòng)聯(lián)桿(擺動(dòng)桿)14、包括轉(zhuǎn)子18和定子22的擺線結(jié)構(gòu)16、閥調(diào)板24、端板26以及輸出軸28。在擺線馬達(dá)10操作期間，高壓流體進(jìn)入第一端口(未圖示)并通過前殼部分12內(nèi)的通道而朝著閥調(diào)板24中的通道32行進(jìn)。繼續(xù)參考圖1，此流體通過閥調(diào)板24而向著在轉(zhuǎn)子18的前面上形成的閥調(diào)槽34行進(jìn)，其中所述前面面向閥調(diào)板。轉(zhuǎn)子18中的閥調(diào)槽34與閥調(diào)板14中的某些雙向通道36相連通，其中所述雙向通道36與擺線結(jié)構(gòu)16中的膨脹流體匣38 (圖2)相連通。流出的流體從擺線結(jié)構(gòu)16中的收縮流體匣42 (圖2)行進(jìn)通過閥調(diào)板24中其它的雙向通道36以與轉(zhuǎn)子18中的中心閥調(diào)開口 46相連通。此流出的流體接著在前殼部分12中的開口 48中沿傳動(dòng)聯(lián)桿14循環(huán)至馬達(dá)的前殼部分中的第二端口(未圖示)。因?yàn)檩敵鲚S18的旋轉(zhuǎn)在相反方向上，所以流體在相反方向上行進(jìn)。在第4，474，544號美國專利中陳述了單邊轉(zhuǎn)子閥調(diào)的完整的【具體實(shí)施方式】。
[0011]通常，此轉(zhuǎn)子閥調(diào)使得轉(zhuǎn)子18趨向于輕微地與閥調(diào)板24分離并偏向端板26。轉(zhuǎn)子18從閥調(diào)板24的分離使得流體泄漏繞過擺線結(jié)構(gòu)16。這降低了馬達(dá)10的效率。泄漏也產(chǎn)生熱量。轉(zhuǎn)子18朝著端板26的偏向使產(chǎn)生的摩擦增加，這進(jìn)一步降低了馬達(dá)的效率且增加了馬達(dá)的部件上的磨損。
[0012]作為平衡板結(jié)構(gòu)52的部分而提供的平衡板50抵消了轉(zhuǎn)子18上的高壓不平衡的影響。平衡板結(jié)構(gòu)52通過使轉(zhuǎn)子18偏置背靠著閥調(diào)板24從而對抗著另外存在于轉(zhuǎn)子18上的高壓不平衡來實(shí)現(xiàn)此目的。如圖1中所示，平衡板50通過主螺栓54連接到端板26和前殼部分12。轉(zhuǎn)子18定位在閥調(diào)板24與平衡板結(jié)構(gòu)52之間。圖1中所描述的平衡板結(jié)構(gòu)包括平衡板50和第二板，其中所述第二板在所述實(shí)施例中為端板26。
[0013]平衡板結(jié)構(gòu)52包括第一(中心)腔56和將中心腔56連接到轉(zhuǎn)子18中的閥調(diào)開口46上的第一單向止回閥58 (只在圖3和圖4中展示，與下文描述且圖1中所示的第二單向止回閥64的配置相似)。平衡板結(jié)構(gòu)52還包括從中心腔56徑向向外定位并環(huán)繞中心腔的第二(外環(huán)形)腔62。第二單向止回閥64將第二腔62連接到在轉(zhuǎn)子18的后面上形成的外槽66上。外槽66通過延伸穿過轉(zhuǎn)子的通道68連接到轉(zhuǎn)子18的前面上的閥調(diào)槽34上。
[0014]第一止回閥58定位在被轉(zhuǎn)子18中的閥調(diào)開口 46掃掠過的區(qū)域中。第二止回閥64位于被外槽66掃掠過且未被轉(zhuǎn)子18的外(輪廓)邊緣78掃掠過(且優(yōu)選不被泄壓槽74掃掠，其中所述泄壓槽從外槽66徑向向內(nèi)位于轉(zhuǎn)子18的后面上)的空間的限定范圍內(nèi)的位置。
[0015]第一泄壓孔72位于被泄壓槽74掃掠過且未被中心閥調(diào)開口 46或外環(huán)形槽66掃掠過的空間的限定范圍內(nèi)的位置。止回閥58、64或第一泄壓孔72沒有必要與轉(zhuǎn)子18中它們各自的槽或開口持續(xù)連通。止回閥58、64以及泄壓孔72可以僅偶爾與它們各自的槽或開口相連通以產(chǎn)生平衡效果。在所示的裝置中，第一止回閥58與閥調(diào)開口 46持續(xù)連通、兩個(gè)第二止回閥64中的一個(gè)與外槽66保持半連通，且第一泄壓孔72與泄壓槽74間歇地連通。
[0016]由于止回閥58、64之間的配合，平衡板50被偏置抵靠著轉(zhuǎn)子18。當(dāng)閥調(diào)槽34在相對高壓下時(shí)，流體穿過轉(zhuǎn)子中18的通道68且從外槽66穿過一個(gè)第二止回閥64以對平衡板50與端板26之間的外環(huán)形腔62加壓。此壓力積累以使平衡板50朝著轉(zhuǎn)子18彎曲。平衡板50的彎曲使轉(zhuǎn)子18偏置抵靠著閥調(diào)板24以均衡轉(zhuǎn)子上的軸向壓力。平衡板50與端板26之間的壓力泄漏將關(guān)閉第一止回閥58并使之保持關(guān)閉。當(dāng)中心閥調(diào)開口 46在相對高壓下時(shí)，流體穿過第一止回閥58以對平衡板50與端板26之間的中心腔56加壓。此壓力積累以使平衡板50朝著轉(zhuǎn)子18彎曲。平衡板50與端板26之間的壓力泄漏將關(guān)閉第二止回閥64并使之保持關(guān)閉。
[0017]通過與轉(zhuǎn)子18的后面中的泄壓槽74相連通，第一泄壓孔72提供安全性以防備平衡板50與端板26之間壓力太多的積累。選取腔56、62的確切的大小和位置以及板50、26的厚度以提供在轉(zhuǎn)子18上適當(dāng)程度的抵消偏置力。例如，中心腔56可具有略微小于被閥調(diào)開口 46掃掠過的區(qū)域的表面區(qū)域，外環(huán)形腔62可具有大體上追蹤被閥調(diào)槽34掃掠過的區(qū)域的表面區(qū)域，且作為反應(yīng)板的端板26應(yīng)當(dāng)相對較硬。
[0018]參考圖3和圖4，第二泄壓孔82延伸穿過平衡板50。當(dāng)轉(zhuǎn)子18在定子22內(nèi)旋轉(zhuǎn)并沿軌道運(yùn)行時(shí)，第二泄壓孔82還位于這樣一個(gè)位置，其中所述位置在被泄壓槽74掃掠過且優(yōu)選未被中心閥調(diào)開口 46或外環(huán)形槽66掃掠過的空間的限定范圍內(nèi)。與僅有單個(gè)泄壓孔與泄壓槽間歇連通的第4，717，320號美國專利不同，定位泄壓孔72、82以使泄壓孔72、82中的至少一者持續(xù)(一直)與泄壓槽74連通。當(dāng)轉(zhuǎn)子18在定子22內(nèi)沿軌道運(yùn)行時(shí)，泄壓槽74相對于馬達(dá)10的中心軸84 (圖1)移動(dòng)。當(dāng)泄壓槽74移動(dòng)到第一泄壓孔72不再與泄壓槽74相交的地方時(shí)，正是在這個(gè)時(shí)候泄壓槽74開始與第二泄壓孔82相交。
[0019]在所說明的實(shí)施例中以及就圖3而言，第一泄壓孔72與第二泄壓孔82間隔了角度Φ以便當(dāng)轉(zhuǎn)子18在定子22內(nèi)旋轉(zhuǎn)并沿軌道運(yùn)行時(shí)，第一泄壓孔72或第二泄壓孔82總是與泄壓槽74連通。因?yàn)樵谒f明的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子18具有六個(gè)凸瓣且定子22具有七個(gè)內(nèi)齒(滾軸86)，所以第一泄壓孔72與第二泄壓孔82間隔約102.9度(圓周的2/7)。這提供了與泄壓槽74的持續(xù)連通。當(dāng)轉(zhuǎn)子具有η個(gè)凸瓣時(shí)，第一泄壓孔72可與第二泄壓孔82角向間隔約360/(η+1) X度，其中X是小于η的整數(shù)。在此實(shí)例中，χ通常等于一或二。
[0020]在泄壓孔72、82中的至少一個(gè)與泄壓槽74之間提供持續(xù)的連通提供一定的優(yōu)勢。例如，當(dāng)僅提供一個(gè)泄壓孔時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)子18在定子22中停止轉(zhuǎn)動(dòng)且單個(gè)泄壓孔不與泄壓槽74對準(zhǔn)時(shí)，壓力可保持在外環(huán)形腔62中。這導(dǎo)致平衡板50在軸向上壓在轉(zhuǎn)子18上。如果不釋放此壓力，那么平衡板50像制動(dòng)器一樣操作且提供阻礙轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軌道運(yùn)動(dòng)的“制動(dòng)”力。通過借助提供第一泄壓孔72和第二泄壓孔82來提供外環(huán)形腔62與泄壓槽74之間的持續(xù)(與間歇相反)連通，無論轉(zhuǎn)子18在定子22內(nèi)的停止位置在哪兒，“制動(dòng)”力都不會產(chǎn)生。照此，當(dāng)馬達(dá)10啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)子18在定子22內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軌道運(yùn)動(dòng)可以更加迅速地啟動(dòng)。
[0021]第一泄壓孔72和第二泄壓孔82小于用于止回閥58、64的通道。在所說明的實(shí)施例中，第一泄壓孔和第二泄壓孔具有較大直徑鉆孔，其中所述鉆孔從平衡板50的后面朝著與轉(zhuǎn)子18相接觸的前面延伸。在所說明的實(shí)施例中第一泄壓孔72和第二泄壓孔82中的每一泄壓孔的較大直徑鉆孔的直徑約為在止回閥58、64中接納球狀物的較大直徑鉆孔的直徑的一半。較小直徑鉆孔從平衡板50的前面朝著后面延伸以與第一泄壓孔72和第二泄壓孔82的較大直徑鉆孔相連接。第一泄壓孔72和第二泄壓孔82中的每一泄壓孔的較小直徑鉆孔在直徑上小于止回閥58、64中的每一止回閥的較小直徑鉆孔。
[0022]參考圖4，平衡板50中還提供了遷移腔90。遷移腔90在平衡板結(jié)構(gòu)52中將中心腔56連接到外環(huán)形腔62上并在圖1中示意性地描述。遷移腔90允許流體從中心腔56(圖1)遷移到外環(huán)形腔62 (圖1)，反之亦然。沒有遷移腔90的情況下，中心腔56與外環(huán)形腔62完全密封隔開，反之亦然。通過具有遷移腔90，當(dāng)允許壓力作用在平衡板50的較大表面上時(shí)，平衡板50在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上反應(yīng)迅速且更加均勻。[0023]圖2還描述了第二泄壓孔82’的替代位置。第二泄壓孔82’可與定子22的內(nèi)齒(例如滾軸86)軸向?qū)?zhǔn)，而非提供給泄壓孔82 —個(gè)這樣的位置，其中所述位置在被泄壓槽74掃掠過的空間的限定范圍內(nèi)。此第二泄壓孔82’也延伸穿過平衡板50，然而，如在圖1中可見，它在第二止回閥64的相對側(cè)上(徑向向外)。通常，每一滾軸86具有小于接納每一滾軸的定子22的軸向長度的軸向長度。當(dāng)通過允許從外環(huán)形腔62朝著滾軸86的后平面并進(jìn)入流體匣38、42的泄漏而從低壓過渡到高壓時(shí)，此第二泄壓孔82’可作為附加的放泄孔操作以幫助均衡在任一旋轉(zhuǎn)方向上的性能并建立更加平滑的操作。和與泄壓槽74間歇性連通的第一泄壓孔72不同，第二泄壓孔82’提供了第二腔62與膨脹/收縮流體匣38、42之間的持續(xù)連通以提供受控的泄漏路徑以釋放來自平衡板50后方(即，平衡板的與接觸轉(zhuǎn)子18的一側(cè)相對的一側(cè))的壓力。在定子22不包括作為內(nèi)齒的滾軸的情況下，第二泄壓孔82’可與定子的一個(gè)內(nèi)齒徑向?qū)?zhǔn)。
[0024]圖5描述了在與第一泄壓孔72相鄰的位置中與圖1相似的液壓馬達(dá)的一個(gè)部分。如圖6中可見，球粒94定位在第一泄壓孔72中?？稍诘诙箟嚎?2中接納相似的球粒。在包括球粒94的實(shí)施例中，第一泄壓孔72和第二泄壓孔82無需小于用于止回閥58、64的通道。球粒94陷在端板26與轉(zhuǎn)子18之間。泄壓孔72、82中的每一泄壓孔定位在與上文所描述的位置相似的位置。球粒94在泄壓孔72、82中的每一泄壓孔中來回滑動(dòng)。在球粒94的外徑(OD)與泄壓孔72、82中的每一泄壓孔的內(nèi)徑(ID)之間有一個(gè)非常小的間隙(例如，約0.001英寸)。當(dāng)球粒94在泄壓孔72、82中的每一泄壓孔中來回滑動(dòng)時(shí)，向外環(huán)形腔62提供流體流量的快速爆發(fā)或從外環(huán)形腔62提供流體流量的快速爆發(fā)。在球粒94滑動(dòng)至接觸轉(zhuǎn)子18或平衡板50之后，在球粒94的OD與相應(yīng)泄壓孔72、82的ID之間提供計(jì)量流量。當(dāng)球粒94移動(dòng)時(shí)，因?yàn)樾枰簤毫黧w很少的量來激活和停用平衡板50，所以球粒94將允許平衡板結(jié)構(gòu)中的平衡板50與端板26之間的壓力的快速釋放。
[0025]盡管已經(jīng)特別對用于擺線馬達(dá)的平衡板結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的特定描述，但應(yīng)理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可做出多種變化。本發(fā)明由所附權(quán)利要求及其等效物界定。應(yīng)了解，可以根據(jù)需要將各種上文所揭示的以及其他特征和功能，或者其替代方案或變體組合到許多其他不同系統(tǒng)或應(yīng)用中。并且所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以隨后在其中做出各種當(dāng)前未預(yù)見或未預(yù)料的替代方案、修改、變化或其改善方案，而這些也希望被隨附權(quán)利要求涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種擺線裝置，其包括: 閥調(diào)板； 平衡板結(jié)構(gòu)；以及 定位在所述閥調(diào)板與所述平衡板結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)子，其中從所述閥調(diào)板流向轉(zhuǎn)子的高壓流體將所述轉(zhuǎn)子推向所述平衡板結(jié)構(gòu)， 其中所述平衡板結(jié)構(gòu)包括平衡板和第二板， 其中在所述平衡板與所述第二板之間界定了一個(gè)腔； 其中所述平衡板包括具有止回閥的流體通道且流體經(jīng)過所述流體通道以對所述腔加壓； 其中所述平衡板包括延伸穿過與所述腔相連的所述平衡板的第一泄壓孔和第二泄壓孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線裝置，其中所述第二板是端板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線裝置，其中所述轉(zhuǎn)子具有η個(gè)凸瓣，且所述第一泄壓孔與所述第二泄壓孔角向間隔約360/(η+1)χ度，其中X是小于η的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擺線裝置，其中X等于I或2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線裝置，其中所述轉(zhuǎn)子包括在所述轉(zhuǎn)子的后面中形成的泄壓槽，其中當(dāng)所述轉(zhuǎn)子在所述擺線裝置中旋轉(zhuǎn)且沿軌道運(yùn)行時(shí)，所述泄壓孔中的至少一者與所述泄壓槽持續(xù)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線裝置，其中所述轉(zhuǎn)子包括在所述轉(zhuǎn)子的后面中形成的泄壓槽，其中所述第一泄壓孔相對于所述第二泄壓孔而定位，以便當(dāng)所述轉(zhuǎn)子移動(dòng)到所述第一泄壓孔不再與所述泄壓槽相交的地方時(shí)，所述第二泄壓孔經(jīng)定位成與所述泄壓槽相交。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線裝置，進(jìn)一步包含設(shè)置在所述泄壓孔中且陷在所述轉(zhuǎn)子與所述第二板之間的球粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線裝置，進(jìn)一步包含定子，其中所述轉(zhuǎn)子在所述定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)并沿軌道運(yùn)行，其中所述定子包括多個(gè)內(nèi)齒，其中所述第二泄壓孔與所述內(nèi)齒中的至少一者對準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的擺線裝置，其中所述內(nèi)齒為軸向長度小于所述定子的滾軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺線裝置，其中每一泄壓孔的最大直徑小于所述具有所述止回閥的流體通道的最大直徑。
【文檔編號】F04C15/00GK103727025SQ201310454882
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】特里·哈德森, 杰弗瑞·N·懷特 申請人:懷特驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品有限公司