專利名稱：轉(zhuǎn)矩馬達的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)矩馬達，優(yōu)選是用于建筑機械、升降機、載重汽車
和這類設(shè)備的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，包括細長的管狀外殼；至少一個軸向移動 地容納在外殼內(nèi)的活塞，其通過向壓力室內(nèi)加載壓力介質(zhì)而被軸向驅(qū)動； 以及至少一個軸向固定并可環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)地容納在外殼內(nèi)的軸，其中 活塞具有軸貫通切口，活塞利用其可在軸上軸向移動。
背景技術(shù)：
在這種轉(zhuǎn)矩馬達中，活塞的軸向運動能夠轉(zhuǎn)換成軸相對于外殼或外 殼相對于軸的扭轉(zhuǎn)，其中所述活塞通過壓力室的壓力介質(zhì)加載。為此軸 通常與活塞螺旋接合，活塞又抗扭地相對于外殼引導(dǎo)。例如DE20107 206介紹了這樣一種轉(zhuǎn)矩馬達，根據(jù)該文獻，活塞一方面抗扭地在圓柱 形外殼的內(nèi)表面上引導(dǎo)并且另一方面螺旋接合在軸的一個螺紋段上。如 果活塞通過液壓或者氣動加栽而在外殼內(nèi)軸向移動，那么其軸向運動通 過螺旋接合轉(zhuǎn)換成軸的旋轉(zhuǎn)運動。在這種情況下的一個問題是活塞相對 于軸和/或相對于外殼的密封。為了在活塞與軸之間進行密封，DE 201 07 206提出，為活塞提供一個與螺旋接合段隔開的密封段，其在軸密封段 上滑動并密封。但這種活塞結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)尺寸方面存在缺陷并且加工費用 很高。此外，沿不同的旋轉(zhuǎn)方向運行產(chǎn)生不同的力比。
此外JP 61-278606 A公開了一種轉(zhuǎn)矩馬達，其軸具有一個螺旋形的 凸輪段，應(yīng)當產(chǎn)生密封的裝入可軸向移動的活塞內(nèi)的對應(yīng)件在該凸輪段 上滑動。在此軸和活塞的結(jié)構(gòu)均非常復(fù)雜，此外不能在活塞的整個調(diào)整 行程上產(chǎn)生不變的旋轉(zhuǎn)運動。此外JP 63-130905 A介紹了一種轉(zhuǎn)矩馬 達，其中軸具有螺紋形的齒部，活塞利用與之配合的螺紋形齒部處于其 上面?；钊鄬τ诨钊麠U的密封僅通過螺旋齒部的嚙合產(chǎn)生，這樣在高 壓和/或稀液介質(zhì)的情況下自然造成泄漏并只允許效率不高的運行。在 此，類似的問題也出現(xiàn)在活塞相對于圓柱體的扭轉(zhuǎn)止動器中。
此外，所公開的具有螺旋齒部的轉(zhuǎn)矩馬達所能達到的效率很差，因
為通過很高的單位面積壓力和有摩擦的表面造成很大的損失。由此迄今
上。 一 "

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由此出發(fā)的目的在于，提供一種開頭所述類型的轉(zhuǎn)矩馬達， 其避免現(xiàn)有技術(shù)的缺點并以有利的方式對其進一步構(gòu)成。優(yōu)選提供一種 成本低廉和筒單密封的活塞_軸設(shè)置，其在短的馬達結(jié)構(gòu)長度情況下與 所使用的壓力介質(zhì)無關(guān)，在有益的效率下產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩和大旋轉(zhuǎn)角。
該目的依據(jù)本發(fā)明通過一種按權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)矩馬達得以實 現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實施形式為從屬權(quán)利要求的主題。
因此本發(fā)明脫離迄今為止的方案，即在軸與活塞之間具有螺旋接合 并通過活塞在外殼上的抗扭引導(dǎo)將活塞的軸向運動轉(zhuǎn)換成軸與外殼之 間的旋轉(zhuǎn)運動。取而代之，根據(jù)與螺旋形接合軌跡的導(dǎo)程楔作用的結(jié)合 的曲軸原理，活塞操縱軸。出人意料的是，在這種情況下可以放棄迄今 為止所始終遵循的方案，即將活塞的軸向運動轉(zhuǎn)換成軸的旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn) 矩馬達的活塞也始終防止扭轉(zhuǎn)所釆用的方式，本發(fā)明不予釆納。依據(jù)本 發(fā)明軸構(gòu)成為曲軸，其旋轉(zhuǎn)軸線相對于活塞的軸貫通切口偏移。相應(yīng)的 滑動經(jīng)過軸貫通切口的軸部分相對于軸的旋轉(zhuǎn)軸線具有杠桿臂，其將在 軸與活塞之間的接合期間通過活塞的軸向移動以及在軸與活塞之間和/ 或在活塞與外殼之間的螺旋形接合軌跡的導(dǎo)程產(chǎn)生的徑向力轉(zhuǎn)換成軸 相對于外殼旋轉(zhuǎn)運動或者反之亦然。為了達到有利的力削減比，在此方 面特別是軸貫通切口與活塞橫截面相關(guān)大約設(shè)置在活塞的中心，其中， 取消活塞的扭轉(zhuǎn)止動器，從而形成活塞相對于外殼的可扭轉(zhuǎn)性。通過軸 貫通切口基本設(shè)置在活塞橫截面的平面重心上，產(chǎn)生很小的傾覆力矩和 很小的止動力，這樣也通過活塞的可扭轉(zhuǎn)性和取消扭轉(zhuǎn)止動器或單獨的 導(dǎo)向件得到支持。此外，通過軸貫通切口所述的中心設(shè)置，在很小止動 力的同時還取得最大的有效杠桿臂。雖然偏心的軸貫通孔不言而喻可以 進一步加大軸的杠桿臂，但利用相反杠桿臂的反作用力會使效果重新破 滅，主要是因為在這種情況下需要補償傾覆力矩，這樣會使效率變差。 此外，活塞相對于外殼的可扭轉(zhuǎn)性原則上可以使軸斷面的導(dǎo)程變化。
與在活塞與軸或在活塞與外殼之間迄今為止常用的螺紋嚙合相比， 可以明顯降低加工費用，因為可以為活塞和特別是還有軸選擇簡單的幾 何形狀。特別是可以大面積地削減力并避免活塞與軸之間以及外殼與活
塞之間密封件的復(fù)雜構(gòu)成；此外，這些密封件不能承受螺紋嚙合時通過 轉(zhuǎn)矩傳遞產(chǎn)生的應(yīng)力。軸以及活塞可以使用的簡單幾何形狀不僅有益于 簡單和成本低廉的加工，此外也可以很容易和迅速地與變化的安裝尺寸 相配合，而且還可以提高軸和活塞的表面質(zhì)量，由此減少摩擦損耗。這 樣與更小的單位面積壓力共同產(chǎn)生馬達的更高效率并此外允許在沒有 含潤滑劑的壓力介質(zhì)情況下使用。對于制造軸、活塞和圓柱體來說，可 以使用簡單的旋轉(zhuǎn)對稱加工方法。在本發(fā)明的進一步構(gòu)成中，特別是可 以為軸4吏用渦流技術(shù)。
在本發(fā)明的進一步構(gòu)成中，軸具有環(huán)繞其旋轉(zhuǎn)軸線螺旋形分布。軸的 曲軸段在某種程度上可以說空間上以螺旋的方式環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸線纏繞。在此 方面，螺旋線有利地具有離開軸的旋轉(zhuǎn)軸線的恒定徑向距離，而導(dǎo)程在軸 向上可以明顯改變。但螺紋形曲軸段優(yōu)選具有相同的導(dǎo)程，以l更將活塞的 軸向運動轉(zhuǎn)換成均勻的旋轉(zhuǎn)運動。
外殼可以是具有圓柱形內(nèi)表面的簡單的圓柱形管，其在本發(fā)明最筒單 的實施形式中特別是可以構(gòu)成為圓柱形，因為不需要活塞在外殼內(nèi)的抗扭 引導(dǎo)。在橫截面為圓形的圓柱形管以及橫截面同樣為圓形的軸情況下，軸 的確定馬達效率的偏心尺寸，也就^I3兌，軸跳動相當于圓柱體直徑和軸直 徑差值的四分之一，也就是e^1/4 (dz-dw)。由此可以在緊湊和簡單的結(jié) 構(gòu)情況下達到馬達的最佳效率。
作為替代，軸的曲軸段也可以具有平行于其旋轉(zhuǎn)軸線并與之隔開的直 線分布。為了實現(xiàn)曲軸原理，在這種情況下外殼可以具有螺旋形旋轉(zhuǎn)的內(nèi) 表面，從而在活塞軸向運動時，該活塞環(huán)繞軸的旋轉(zhuǎn)軸線進行螺旋運動。
相結(jié)合，以便可以說增加導(dǎo)程和與此相應(yīng)達到活塞的軸向調(diào)整運動與軸相 對于外殼的旋轉(zhuǎn)運動之間更大的傳動比。
在本發(fā)明的進一步構(gòu)成中，在活塞和外殼和/或活塞和軸^f吏力削減的平 面對同時構(gòu)成用于密封壓力加載活塞的壓力室的密封面對。由此可以實現(xiàn) 一種極短的結(jié)構(gòu)長度。此外在本發(fā)明的進一步構(gòu)成中，活塞的兩面可以構(gòu)
成相同大小的有效活塞面，從而可以有效利用在兩個方向上具有相同力的 全部活塞面。實際上在兩個活塞面上，整個外殼內(nèi)徑面積作為活塞壓力面 積僅可供減少軸橫截面使用。由此可以利用相同的液壓或者氣動壓力在兩 個傳動方向上產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)矩。此外為給定的壓力形成最大的轉(zhuǎn)矩收益 率。
特別是在軸與活塞內(nèi)的軸貫通切口之間以及活塞外徑面與外殼內(nèi)表面 之間使用至少一個密封件。通過活塞這種內(nèi)表面或外殼面以及外殼和軸上 所屬面的簡單幾何形狀，能夠使用例如合適的標準密封圏的形式的普通密 封件。
依據(jù)本發(fā)明一種特別有利的構(gòu)成，密封件在此方面這樣構(gòu)成，使得在 活塞與外殼之間和/或在活塞與軸之間分別構(gòu)成可由傳動活塞的壓力室供 壓的壓力嚢。特別是在活塞外殼面和/或活塞內(nèi)軸貫通切口的內(nèi)表面上，彼 此相對的圓周段可以沿周向通過軸向延伸的密封件限定邊界，從而相應(yīng)的 圓周段分別構(gòu)成一個壓力嚢，其中， 一個壓力嚢與一個活塞面上的壓力室 流動連接并且另一個壓力嚢與相對活塞面上的壓力室流動連接。壓力嚢因 此從活塞的不同面供壓?？紤]的依據(jù)是，所要削減的徑向力根據(jù)傳動方向 始終在活塞的相同面上出現(xiàn)。在各自的活塞面上為各自的傳動運動出現(xiàn)的 液壓或者氣動壓力有針對性地導(dǎo)入活塞與外殼之間和/或者軸與活塞之 間的 一個確定圓周段內(nèi)，并通過兩個軸向密封件或密封段防止從該圓周段 向外流動到不能收集徑向力的其他活塞面上。由此可以達到顯著降低對轉(zhuǎn) 矩馬達的效率產(chǎn)生明顯影響的摩擦的目的。所要吸收的徑向力可以通過這 種壓力嚢構(gòu)成和明智的密封件i殳置吸收大部分液壓或者氣動壓力。在本發(fā) 明的進一步構(gòu)成中，類似地通過適當?shù)膲毫橘|(zhì)換向引導(dǎo)和密封件的構(gòu) 成，可以達到卸壓和需要時潤滑軸支承部位的目的。
在本發(fā)明的進一步構(gòu)成中，馬達的兩個壓力室之間具有過壓保險裝置， 具有至少一個連接兩個壓力室之一的過壓通道，其在正常情況下，也就是 在低于預(yù)先確定的閾值情況下由 一個過壓閥關(guān)閉，該過壓閥只有在超過所
述的閾值情況下才打開。it^保險原則上可以軸切口的方式與軸一體化。 但有利的是，過壓保險裝置也可與活塞一體化，這樣特別^1在軸的螺旋形 分布情況下使"過壓通道變得容易。
為了在簡單加工和有益削減力的情況下便于安裝，軸有利地在至少一 端上借助支承板和/或支承盤支承在外殼上，其中，優(yōu)選在支承板與軸之間
具有可松開的連接。特別是在支M上具有螺旋形的切口，軸利用螺旋形 段配M確地容納在該切口內(nèi)。有利的是，螺旋形軸段在支^切口內(nèi)通 過可以不同構(gòu)成的形狀配合元件軸向和/或者徑向張緊或分開。
在此方面軸的兩端可以不同地支承，優(yōu)選一端通過固定軸承和另一端 通過浮動軸承，從而軸僅一側(cè)軸向固定。
在本發(fā)明有利的構(gòu)成中，在此方面外殼的整個構(gòu)成這樣產(chǎn)生或軸的支 承這樣構(gòu)成，使得軸連同與其配合的活塞以及優(yōu)選連同支承軸的支承板， 可以軸向地從外殼的一側(cè)取出，由此以筒單的方式為了更換密封件或維護 的目的，可以接觸活塞和密封件。馬達在此方面可以在整體上不對稱地構(gòu) 成，特別是在端面支承部位方面可以說不對稱地構(gòu)成。
軸或其曲軸段原則上可以具有不同的橫截面幾何形狀。按照本發(fā)明一 種有利的構(gòu)成，軸具有普通的圓形橫截面。
作為對此的選擇，軸也可以具有壓平的、特別是卵形或者橢圓形的橫 截面。由此可以在削減彎曲力矩和支承變形方面取得優(yōu)點。特別是軸由此 可以更好地在相應(yīng)的對應(yīng)輪廓上潤滑，從而可以達到更好支承的目的。
作為替代，軸也可以具有其他多邊形構(gòu)成的橫截面，這樣根據(jù)用途例 如在持續(xù)時間較長的情況下可以有利地補償彎曲力。
軸在本發(fā)明的進一步構(gòu)成中可以具有沿其需要時螺旋形彎曲的軸線不 變的橫截面，其中，有利的是軸表面光滑無溝槽和凸起部構(gòu)成，正如它在 螺紋嚙合時存在的那樣。特別是軸的表面相對于一個連續(xù)的包絡(luò)面，正如 例如一個球體或者需要時其他形狀的橫截面件沿需要時螺旋形彎曲的軸 線運動時那樣。軸橫截面因此有利地沿需要時彎曲的縱軸線具有無凸起部 或者其他如嚙合槽或者這類不平度的不變的幾何形狀。軸可以有利地加工 為無盡的型材，根據(jù)使用所要求的長度尺寸切割，其中，需要時也可以成 形有支承軸頸。
在本發(fā)明有利的進一步構(gòu)成中，軸在一側(cè)具有成形的支承軸頸，而其 他軸的另一側(cè)伸出其螺旋形斷面，支承在一個支承板上。
按照本發(fā)明的一種構(gòu)成，支承軸頸有利地在軸的螺旋斷面區(qū)域內(nèi)大于 線。支承軸頸的直徑&在此方面有利地為四倍軸跳動和軸直徑的總和，也
就是dL =4 s + dw。
特別是在軸直徑相當大的情況下，支承軸頸也可以小于軸直徑，其中， 在這里有利的是支承軸頸基^目當于螺旋形輪廓的內(nèi)包絡(luò)線，以達到最佳
的彎曲剛度，其中，優(yōu)選d!^dw-2e。
活塞原則上同樣可以具有不同的橫截面形狀。依據(jù)一種特別簡單制造 和產(chǎn)生緊湊結(jié)構(gòu)尺寸的實施方式，活塞具有一種圓環(huán)形的外圓周輪廓，其 中，特別是可以具有不同于密封件容納處的圓柱形外殼面。
作為替代，活塞也可以具有壓平的外圓周輪廓，特別是卵形或者橢圓 形外圓周輪廓，特別是在與軸橫截面同樣壓平結(jié)構(gòu)的結(jié)合的情況下。由此 軸外面可以相應(yīng)地在外殼壁上潤滑。需要時活塞的外圓周輪廓也可以構(gòu)成 為多邊形。利用壓平的卵形或者橢圓形活塞橫截面特別是還可以降低出現(xiàn) 的傾覆力矩。
活塞內(nèi)的軸貫通切口同樣可以具有不同的橫截面形狀，其在本發(fā)明的 進一步構(gòu)成中與相應(yīng)的軸橫截面相配合。
為了將摩擦損耗降到最低限度和進一步提高馬達的效率，外殼與活塞 之間和/或活塞與軸之間可以分別設(shè)有優(yōu)選為球形套形式的一個滾動軸承。 此外，為了將摩擦降到最低限度也可以使用耐磨損和低摩擦的塑料來制造 活塞，其中，需要時同樣也可以同時成形密封件。
依據(jù)本發(fā)明另一有利的構(gòu)成，馬達也可以具有兩個軸，它們由一個共 用的活塞驅(qū)動?；钊麨榇丝梢跃哂袃蓚€軸貫通切口，各一個軸從中穿過。
具有彼此適當?shù)膶?dǎo)程偏移，從而彼此補償由各自的軸引起的在段活塞上的 徑向力。軸可以^L^目對設(shè)置，從而由活塞所要削減的徑向力彼此相反定向 并因此彼此補償。


下面借助多個實施方式和所屬的附圖對本發(fā)明進行詳細說明。其中
圖1示出按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式的具有螺旋形彎曲的傳動軸 的轉(zhuǎn)矩馬達的立體示意圖2示出圖l馬達的縱剖面；
圖3示出前面附圖中的轉(zhuǎn)矩馬達的橫截面，其還示出軸的包絡(luò)線；
圖4示出傳動軸支承段的部分縱剖面，該傳動軸的軸承座按照本發(fā)明 一種可替代的實施方式具有用于提高端面負載削減加大的支承盤；
圖5示出圖4支承仗的軸穿過位置的俯視圖6示出傳動軸按照本發(fā)明一種可替代的實施方式的部分視圖，其中 從動軸端部分與傳動軸整體連接；
圖7示出按照本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式多部分構(gòu)成的活塞的剖面 圖，據(jù)此在一個環(huán)形活塞架上兩面各自端面套裝兩個活塞半殼；
圖8示出圖7活塞的端面俯視圖9示出按照本發(fā)明一種可替代的實施方式由兩個半殼組成的活塞的 剖面圖，其中分界縫與傳動軸的曲率相應(yīng)彎曲；
圖10示出圖9兩個活塞半殼螺栓連接的活:i^截面；
圖11示出按照本發(fā)明另一種優(yōu)選的實施方式一個具有雙密封件和液 壓壓力補償?shù)恼w活塞的剖面圖12示出圖ll活塞的端面俯視圖13示出按照本發(fā)明另一實施方式橢圓形構(gòu)成的活塞的正視圖，其 中，傳動軸以剖面并利用其包絡(luò)線示出；
圖14示出類似圖13橢圓形活塞的正視圖，但其中傳動軸具有橢圓形 的橫截面；
圖15示出按照本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式具有中心收縮橢圓形活塞 的正視圖，通過該中心收縮可以達到改善傳動軸支承的目的；
圖16示出具有傳動軸蛋形、多邊形橫截面和同樣多邊形構(gòu)成的活塞的 轉(zhuǎn)矩馬達的正視圖，該傳動軸在軸的抗扭剛度和活塞上的力平衡方面是最 佳的；
圖17示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式類似于圖4轉(zhuǎn)矩馬達傳動軸支 承區(qū)的部分剖面圖，其中具有一個固定在支承盤上的控制滑岡，用于終端 位置減振和/或終端位置的無級調(diào)整；
圖18示出按照本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的相互液壓同步的兩個轉(zhuǎn)矩 馬達的示意圖19示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的轉(zhuǎn)矩馬達的縱剖面圖，其中
兩個傳動軸設(shè)置在一個共用的外殼內(nèi)并可由一個共用的軸向調(diào)整活塞驅(qū)
動；
圖20示出圖19轉(zhuǎn)矩馬達的橫截面圖，其示出共用的活塞以及處于與 共用的活塞嚙合的兩個軸的剖視圖21示出按照本發(fā)明另一實施方式的轉(zhuǎn)矩馬達的縱剖面，其中構(gòu)成為 曲軸的傳動軸具有一個直線的曲軸段，而活塞在一個螺旋形旋轉(zhuǎn)的外殼管 內(nèi)縱向移動引導(dǎo)；
圖22示出圖21轉(zhuǎn)矩馬達的橫截面圖，其以剖面示出外殼壁和軸；
圖23示出按照本發(fā)明一種優(yōu)選的實施方式轉(zhuǎn)矩馬達的部分縱剖面 圖，其具有與外殼或端面外殼蓋一體化的從動傳動級；
圖24示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的轉(zhuǎn)矩馬達的縱剖面，其 中螺旋形彎曲的傳動軸在其末端上球鉸接式支承；
圖25示出圖24轉(zhuǎn)矩馬達的橫截面；
圖26示出具有分開構(gòu)成的壓力嚢的整體活塞的縱剖面；
圖27示出圖26活塞的俯視圖28示出具有分開壓力嚢的整體活塞縱剖面，壓力嚢通過S形環(huán) 繞的密封件產(chǎn)生；
圖29示出圖28活塞的俯視圖30示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式轉(zhuǎn)矩馬達的縱剖面，其中， 在活塞與外殼之間和/或在軸與活塞之間具有一個對角密封件并且軸具 有在其內(nèi)包絡(luò)面內(nèi)部構(gòu)成的從動軸軸頸；
圖31示出圖30轉(zhuǎn)矩馬達軸的側(cè)視圖32示出在圖31中箭頭A的觀察方向上圖31軸的正視圖33示出按照本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的軸利用推力板形式的形 狀配合元件固定在支承板上的正視圖34示出軸固定在圖33支承板上的剖面圖35示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用齒條形式的形狀 配合元件固定在支承板上的正視圖36示出軸固定在圖35支承板上的剖面圖37示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用推力支承環(huán)形式 的形狀配合元件固定在兩部分支承板上的正視圖38示出軸固定在圖37支承板上的剖面圖39示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用推力螺母形式的 形狀配合元件固定在支承板上的正視圖40示出軸固定在圖39支承板上的剖面圖41示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用推力螺母形式的 形狀配合元件固定在支承板上的正視圖42示出軸固定在圖41支承板上的剖面圖43示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用推力螺母以及軸 上凸緣形式的形狀配合元件固定在支承板上的正視圖44示出軸固定在圖43支承板上的剖面圖45示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用狹槽推力板形式 的形狀配合元件固定在支承板上的正視圖46示出軸固定在圖45支承板上的剖面圖47示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用內(nèi)置狹槽推力板 形式的形狀配合元件固定在支承板上的正視圖48示出軸固定在圖47支承板上的剖面圖49示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用一個將軸分開的 支承圓錐體固定在支承板上的正視圖50示出軸固定在圖49支承板上的剖面圖51示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式軸的利用一個處于臺階形 支承板切口內(nèi)的臺階形軸端固定在支承板上的正視圖52示出軸固定在圖51支承板上的剖面圖53示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用一個處于互補的 支承板切口內(nèi)偏心傾斜的軸端固定在支承板上的正視圖54示出軸固定在圖53支承板上的剖面圖55示出按照本發(fā)明另一優(yōu)選實施方式的軸利用徑向螺紋銷方式 的形狀配合元件固定在支承板上的正視圖56示出軸固定在圖55支承板上的剖面圖；以及
圖57示出按照本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的轉(zhuǎn)矩馬達的示意縱剖面， 其中軸在其末端上不同支承并與活塞共同可軸向從馬達外殼取出。
具體實施例方式
圖1至3所示的轉(zhuǎn)矩馬達包括管形的圃柱體的外殼1，該外殼在其 兩個端面上分別通過一個軸承蓋2封閉。外殼l在此可以由無盡的型材 制造，切割到所希望的長度。外殼1的內(nèi)部空間內(nèi)容納有可軸向移動的 活塞3，其將外殼1的內(nèi)部空間分成兩個壓力室4和5，所述兩個壓力 室在所示的實施方式中通過軸承蓋2內(nèi)的壓力介質(zhì)導(dǎo)管能夠用壓力介質(zhì) 加載，從而在兩個壓力室4和5加載壓力介質(zhì)之后，活塞3軸向在外殼 1內(nèi)往復(fù)運動。
此外，外殼1內(nèi)容納傳動軸6，其在所示的實施方式中可旋轉(zhuǎn)支承 在兩個軸承蓋2上，從而它可以環(huán)繞平行于圓柱體外殼1的縱軸線的旋 轉(zhuǎn)軸線7扭轉(zhuǎn)。如圖l和圖2所示，傳動軸6在所示的實施方式中螺旋 形環(huán)繞所述旋轉(zhuǎn)軸線7扭轉(zhuǎn)，其中傳動軸6相對于所述的旋轉(zhuǎn)軸線7具 有偏心度，其為軸與活塞的相應(yīng)的嚙合段提供相對于旋轉(zhuǎn)軸線7的杠桿 臂。傳動軸6可以環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸線7螺旋連接并通過導(dǎo)程的楔作用操縱杠 桿臂。在圖l至3所示的實施方式中傳動軸6的橫截面為圓形。它可以 由無盡的(endless)型材構(gòu)成，并被切割成希望長度。它的端面分別固 定在支承板8上，支承板上又抗扭地固定有以軸頸9形式的穿過軸承蓋 2延伸的從動軸。
如圖2所示，活塞3具有軸貫通切口 10，活塞3利用其可縱向移動 處于傳動軸6上，其中，活塞根據(jù)其優(yōu)選螺旋線形的軸貫通切口在軸上 移動時進行扭轉(zhuǎn)。軸貫通切口 10的橫截面與傳動軸6—樣為圓形，其 中，沿軸向觀察，軸貫通切口 10與傳動軸6的彎曲分布相配合并具有 與軸一致的彎曲分布。
有利的是，傳動軸6的幾何形狀比和設(shè)置這樣選擇，使軸貫通切口 10基本上處于活塞3橫截面重心的中心，從而活塞3相對于由傳動軸6 引起的力保持平衡，特別是不出現(xiàn)傾覆力矩。為此傳動軸6的旋轉(zhuǎn)軸線 7相對于外殼1和活塞3的縱向中心軸線徑向偏移，而且有利的是盡可 能偏移，從而傳動軸6利用一個盡可能處于其兩端之間中心的段或者根 據(jù)導(dǎo)程也利用多個段處于外殼1的內(nèi)表面上或支承在其上面。在圖2中， 該點采用附圖符號11標注。不言而喻，該點在傳動軸6旋轉(zhuǎn)時遷移。 在橫截面為圓形的圓柱體管以及橫截面同樣為圓形的軸時，軸的確定馬 達效率的偏心尺寸，也就是軸跳動基本相當于圓柱體直徑和軸直徑差值 的四分之一，也就是￡ = % (dz-dw)。由此在結(jié)構(gòu)緊湊和簡單的情況下 達到馬達的最佳效率。
有利的是，在傳動軸6與活塞3之間或在活塞3與外殼1之間進行 力傳遞的平面對，也就是一方面?zhèn)鲃虞S6的外殼面和軸貫通切口 10的 內(nèi)表面以及另一方面活塞外殼面和外殼內(nèi)表面構(gòu)成密封壓力室4和5的 密封面對。有利的是，密封件12和13集成在這些平面對中，以避免壓 力損失。在此方面在所示的實施方式中，軸密封件12處于軸貫通切口 10內(nèi)并在傳動軸6的外殼面上滑動。外殼密封件13處于活塞外殼面上 并相對于外殼1密封活塞3，所述的密封件13在外殼上滑動。兩個密封 件在所示的實施方式中構(gòu)成為密封圏。
如果壓力室4或者5之一加載壓力介質(zhì)，那么活塞3軸向移動。這 種軸向的調(diào)整運動導(dǎo)致傳動軸6環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸線7扭轉(zhuǎn)，因為傳動軸6各 個滑動穿過軸貫通切口 10的螺旋段具有相對于旋轉(zhuǎn)軸線7的相應(yīng)杠桿 臂并且傳動軸6的導(dǎo)程施加一種楔作用，其將活塞3的軸向調(diào)整運動轉(zhuǎn)
換成操縱杠桿臂的徑向力。傳動軸6按照曲軸原理通過活塞3的軸向調(diào) 整運動驅(qū)動。因為軸貫通切口 10處于活塞3的中心，所以由傳動軸6 傳遞到活塞上的力幾乎沒有杠桿臂，從而這些力對活塞幾乎不產(chǎn)生轉(zhuǎn) 矩?；钊?在外殼1內(nèi)不必抗扭轉(zhuǎn)地引導(dǎo)。這對于密封件12和13產(chǎn)生 有利的影響。
圖l至2中所示的實施方式帶來顯著的優(yōu)點。首先，通過傳動軸6 在軸貫通切口 10內(nèi)和活塞3在外殼1內(nèi)通過分別一體化密封件的直接 引導(dǎo)，縮短了所需的安裝長度并可以通過傳動軸6的螺旋線形狀的小斜 率產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩。徑向力基本上導(dǎo)入活塞3內(nèi)并通過其導(dǎo)入外殼1內(nèi)。與 采用陡嚙合或陡螺紋嚙合的傳統(tǒng)解決方案相比，無論是活塞外引導(dǎo)還是 活塞相對于軸的內(nèi)引導(dǎo)的加工費用均明顯降低。理想地使用可以環(huán)形地 制造和按需要和長度成形的制造非常簡單的形狀和結(jié)構(gòu)件。通過螺旋中 心上的負載作用，螺旋形傳動軸6的杠桿長度和導(dǎo)程可以幾乎任意確定。 小導(dǎo)程和大杠桿臂產(chǎn)生大轉(zhuǎn)矩。此外能夠有效地利用活塞面，其中，可 以在兩個方向上取得相同的力?；旧险麄€外殼橫截面面積減去軸橫截 面面積用作有效的活塞面。此外，由于單位面積壓力小甚至可以使用無 潤滑劑或者低潤滑劑的壓力介質(zhì)，例如水或者空氣。
有利的是， 一部分軸向負載的削減可以通過支承板8進行，傳動軸 6借助其端面支承在外殼末端上，特別是如圖4所示，在使用大面積的 支承板8情況下。在此傳動軸6的螺旋形狀和導(dǎo)程延伸到支承板8內(nèi)并 通過其螺旋形狀整面將轉(zhuǎn)矩傳遞到支承板上，其中，支承板可以僅借助 軸向和/或徑向的保險裝置防止拉出，例如以連接螺栓14的形式。例如， 如果圖4所示的壓力室4加載有壓力介質(zhì)，那么該壓力介質(zhì)將活塞3向 右壓，由此將軸向力傳遞到傳動軸6上，該軸向力依據(jù)圖4試圖將傳動 軸6向右拉。但壓力室4內(nèi)的相同壓力也作用于將這種軸向力部分補償 的支承板8。如圖5所示，支承板8通過多個連接螺栓15削減轉(zhuǎn)矩，其 中，通過密封件16和17確保壓力室4的密封。
圖6示出具有直接連接的軸頸形從動軸9的傳動軸6。有利的是， 在此方面從動軸軸頸9的直徑和支承板8的寬度不大于傳動軸6本身的 直徑，從而用于相對于軸6密封活塞3的軸密封圏12可以通過從動軸 軸頸9推到傳動軸6上。這一點有利地通過支承板8上的斜面18支持。 整個傳動軸6連同所連接的從動軸軸頸9這樣構(gòu)成，使內(nèi)徑相當于傳動 軸6外徑的彈性密封圏可以推過整個軸組件。
有利的是，傳動軸6的一端上優(yōu)選可松開與單獨構(gòu)成的支承板8連 接，正如圖33下面所示。傳動軸6通過一個單獨的支承板8支承可以 削減具有疊加轉(zhuǎn)矩的非常高的軸向力和橫向力，而無需以過度的加工費 用為代價。
在此方面，特別優(yōu)選的是，在支承板與傳動軸之間產(chǎn)生螺旋線-螺 旋線方式的連接，也就是說，傳動軸6利用其螺旋形分布處于支承板8 上一個同樣螺旋形的切口 50內(nèi)。有利的是，螺旋形軸段在支承板的螺 旋形切口 50內(nèi)借助形狀配合元件51軸向和/或徑向定位并在需要時有 利地張緊或分開，由此可以消除可松開連接情況下由螺旋線造成的徑向 間隙。
如圖33和34所示，傳動軸6的螺旋形的輪廓能夠以不變的方式 運動到支承板8或里面所具有的同樣螺旋形輪廓的切口 50內(nèi)。形狀配 合元件51在這種實施方式中由——大致地說——半月形的推力板52構(gòu) 成，其嵌入傳動軸6中一個徑向延伸的槽53內(nèi)并支承在支承板8上。 為了進行安裝，將支承板8在傳動軸上向內(nèi)推移直到推力板52設(shè)置在 槽53中，然后將支承板回拉。支承板8上端面所具有的用于容納推力 板52的切口為此可以具有圖33中所示的空隙54，其在周向具有過大尺 寸，以便可以回拉。在擰緊固定螺栓55時，推力板52在優(yōu)選楔形的槽 53與支承板8上優(yōu)選錐形的空隙54之間分開，由此產(chǎn)生一種無間隙預(yù) 張緊的軸向和徑向保險。
如圖35和36所示，也可以使用齒條56取代圖33所示的推力板 作為軸和支承板保險的形狀配合元件。齒條56 —端設(shè)有齒部并且另一 端形成為錐形或楔形的斜面，以便可以卡入。在這里借助固定螺栓55 也可以產(chǎn)生無間隙的徑向和軸向保險，參閱圖35和36，其中，有利的 是法蘭無需扭轉(zhuǎn)。
在按照圖37和38的實施方式中，使用推力支承圏57作為用于將 傳動軸6固定在支承板8螺旋形切口內(nèi)的形狀配合元件51。支承板8 在這種情況下為兩部分，其中，有利的是分界面處于導(dǎo)流裝置的外面。
推力支承圏可以構(gòu)成為多部分或者一體的開槽彈性形式。推力支承圏57 在內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)可以構(gòu)成為錐形的和/或斜面，從而在兩個支承板件拉 緊時產(chǎn)生連接的軸向和徑向預(yù)緊。作為替代或者補充，在兩個支承板件 之間與在其內(nèi)部螺旋形的切口相關(guān)存在名義切口 ，從而兩個支承板件在
線性對中心擰緊連接它們的夾緊件時，在防止兩個支承板件相對扭轉(zhuǎn)情 況下，這一點例如可以通過以導(dǎo)向銷方式的線性導(dǎo)向件——優(yōu)選借助導(dǎo) 向螺栓58——進行，在螺旋形輪廓方面夾緊并固定在傳動軸6上。
作為替代，傳動軸6也可以借助推力螺母59保持在支承板切口 50內(nèi)，正如圖39至44所示。在按照圖39和40的實施方式中，推力螺 母59在此方面具有外螺紋和內(nèi)螺紋，從而它可與支承板8和傳動軸6 旋接，以便將傳動軸6夾緊在支承板切口 50內(nèi)。依據(jù)圖41和42,推力 螺母59僅借助內(nèi)螺紋與傳動軸6旋接，其中，螺旋形輪廓在支承板8 中下沉，從而傳動軸6利用其構(gòu)成從傳動軸6的螺旋形輪廓向其螺紋段 過渡的凸肩，可以抵靠支承板切口內(nèi)的相應(yīng)凸肩被張緊。此外，推力螺 母在支承板側(cè)支承在錐形推力螺母切口上，從而也達到消除徑向間隙的 定中心，參閱圖42。
在按照圖43和44的實施方式中，傳動軸的螺旋形輪廓具有可以 簡單方式制造的直徑縮小部，并具有利用其可向支承板8的內(nèi)側(cè)張緊的 凸肩60。有利的是，將普通的夾緊螺母61旋接在軸端的端面上，該夾 緊螺母向支承板8張緊并因此將傳動軸6的凸肩60拉向支承板8，參閱 圖44。
依據(jù)圖45和46，傳動軸6也可以通過狹槽推力板62固定在支承 板8的螺旋形切口 50內(nèi)，其從外部徑向地插入支承板8中的狹槽內(nèi)， 直至其嵌入傳動軸6上圓周側(cè)所設(shè)有的槽內(nèi)，參閱圖46。狹槽推力板 62在此方面整體上基本——大致地說——可以構(gòu)成為透鏡形。圖47和 48示出 一種原則上類似的構(gòu)成，但在這里狹槽推力板62從內(nèi)部插入支 承板8中深度比狹槽推力板的寬度更大的狹槽形切口內(nèi)，從而狹槽推力 板62可以首先以這樣的深度插入，使傳動軸進入支承板切口 50內(nèi)。狹 槽推力板62然后有利地通過一個錐體或者偏心螺栓63徑向向內(nèi)插入傳 動軸6上的槽內(nèi)并夾緊，參閱圖47和48。在這種情況下，原則上也可 以相反操作，首先將狹槽推力板62沉入一個深的軸槽內(nèi)然后向外夾緊
在支承板槽內(nèi)。
為了達到特別可靠地消除傳動軸6與支承板8之間任何間隙的目 的，也可以擴展軸橫截面，這將插在螺旋形支承板切口 50內(nèi)的軸段與 支承板擠壓，這正如圖49和50所示。為此傳動軸6具有端側(cè)優(yōu)選錐形 的切口，其中可以軸向地插入支承圓錐體64,以便擴展軸輪廓。例如， 為此支承圓錐體通過一個夾緊螺栓拉入軸切口內(nèi)。作為替代或者補充， 可以將支承圓錐體壓入。有利的是，在此方面?zhèn)鲃虞S可以擴展到塑性區(qū) 域內(nèi)，從而形成接合擠壓。特別有利的是，這與通過支承圓錐體64的 相應(yīng)插入方向?qū)崿F(xiàn)的偏心擴展一起進行。但作為替代，也可以利用同心 擴展通過同心裝入支承圓錐體64的操作實現(xiàn)。根據(jù)圓柱體角度在彈性 變形區(qū)域內(nèi)可以將連接重新松開。
圖51和52示出一種可替代的傳動軸-支承板連接。因此處于支 承板切口 50中的軸段具有多個圓柱形優(yōu)選略微錐形的臺階65，它們優(yōu) 選設(shè)置在螺旋形輪廓的內(nèi)部或傳動軸6延續(xù)固有螺旋形輪廓的螺旋線包 絡(luò)面的內(nèi)部，從而它們可以從螺旋形輪廓中切削或者以其他方式加工出 來。在此方面，臺階的各自的幾何軸線優(yōu)選彼此偏移，參閱圖51,從而 可以通過支承板切口 50的一致構(gòu)成的臺階傳遞轉(zhuǎn)矩。有利的是，傳動 軸-支承板連接的這種構(gòu)成允許線性直角或軸平行的壓制過程以及簡 單的加工過程。通過傳動軸和/或支承板切口上臺階的略微錐形構(gòu)成， 可以消除徑向間隙?？梢詥为氃O(shè)有例如以螺母形式構(gòu)成的軸向保險，其 旋接在軸端上并抵靠支承板8張緊，參閱圖52。
作為對這種臺階的替代，傳動軸6在其插入支承板8的軸段區(qū)域 內(nèi)也可以具有彼此偏心偏移的圓周面段66和67，它們特別是可以通過 傳動軸6其余螺旋形輪廓的單面錐形斜面構(gòu)成。為此支承板切口互補地 構(gòu)成。通過兩個圓周面段66和67的偏移也可以傳遞轉(zhuǎn)矩。傳動軸如先 前一樣通過螺母軸向保險并在支承板上夾緊。
此外圖55和56示出傳動軸6與支承板8之間的一種銷釘連接， 其中，在這里傳動軸6也利用螺旋形輪廓的軸段處于同樣螺旋形的支承 板切口內(nèi)。多個銷釘68——優(yōu)選為螺紋銷一一有利地在導(dǎo)流裝置的外面 旋入支承板8與傳動軸6之間，其中，銷釘68在所示的實施方式中從 外部旋入支承板8內(nèi)，直至其嵌入傳動軸6內(nèi)，參閱圖56。 轉(zhuǎn)矩馬達的活塞3原則上可以不同地構(gòu)成。圖7和8在此方面示 出活塞3的一種有利的多部分構(gòu)成?；钊?9構(gòu)成為環(huán)形并利用其位 于徑向外側(cè)的段構(gòu)成活塞3的外殼面。活塞架19端面具有兩個圃形凹 陷部，在凹陷部內(nèi)可以分別裝入兩個內(nèi)半殼20和21，它們分別構(gòu)成一 個圓圏形的殼體，其內(nèi)表面共同構(gòu)成軸貫通切口 10。有利的是，在端面 設(shè)置的內(nèi)半殼對20和21之間可以裝入內(nèi)密封圏12。
整體的活塞架19在此方面有利地具有足夠大的內(nèi)徑，以便能夠被 推動越過傳動軸6的端面的支承板8。
圖9和10示出一種同樣多部分構(gòu)成的可替代的活塞的實施形式。 活塞3在這里由兩個可在徑向上彼此設(shè)置在一起的活塞半殼22和23組 成。分界縫24在此方面有利地形成為弧形，這如圖9所示。分界縫24 特別是可以跟隨軸貫通切口 IO的同樣弧形分布，其相當于傳動軸6螺 旋形分布。兩個活塞半殼22和23通過螺栓25和定中心軸套26旋接。
如圖9所示，在所示的實施方式中活塞3上分別設(shè)有兩個內(nèi)密封 圏12和兩個外密封圏13。
可替代地，活塞3也可以制成為一體的。圖11和12示出這種實 施方式，其中，這種實施方式要求傳動軸6與支承板8的可松開相應(yīng)的 連接或支承軸頸或從動軸軸頸在傳動軸6的內(nèi)包絡(luò)線內(nèi)部，正如還要結(jié) 合圖30至32介紹的那樣。在這里也設(shè)有分別兩個軸向彼此隔開的內(nèi)密 封圏12和外密封圏13，它們分別環(huán)形地環(huán)繞相應(yīng)的活塞外殼面或內(nèi)表 面分布。這一點可以有利地用于在一對密封圏之間跟別構(gòu)成的環(huán)形壓力 嚢27與28之間，從分別加壓的壓力室4或5加注液壓或者氣動壓力。 為此在活塞內(nèi)構(gòu)成相應(yīng)的供給孔29,其一方面通入活塞3的端面內(nèi)和另 一方面通入密封圏之間活塞外殼面中所述的壓力嚢27和28內(nèi)。通過閥 門30可以控制供給孔29與相應(yīng)壓力側(cè)的連接，參閱圖11。通過這種由 壓力室4或5分別供壓的壓力嚢27和28， 一方面可以至少部分吸收引 起的徑向力并且另一方面可以顯著地降低摩擦，這將大大提高轉(zhuǎn)矩馬達 的效率。
如圖13所示，活塞3也可以具有橢圓形的圓柱體形狀。由此一方 面可以通過力作用點的移動更好地利用活塞空間。另一方面，不對著活
塞平面?zhèn)鹊母軛U變小。特別是在活塞平衡時達到更大的軸跳動。此外需
要注意的是，在圖13所示活塞的橢圓形狀中，螺旋形彎曲的傳動軸6 的包絡(luò)線31更好，也就是通過更長的曲軸段在外殼1的內(nèi)表面上調(diào)整。 但傳動軸6可以更好支承在外殼1上，這特別是在較長結(jié)構(gòu)情況下具有 重要意義，其中軸向力可以引起更大的軸彎曲。
如圖14所示，傳動軸6也可以具有卵形或橢圓形的橫截面。這一 點提高傳動軸6在彎曲方向上的穩(wěn)定性。傳動軸6的卵形或橢圓面的橫 截面的平面?zhèn)瓤梢愿玫刭N靠于外殼1同樣卵形或橢圓面的內(nèi)表面，由 此取得更好的支承。
支承效果此外可以如下方式提高，即整體——大致地說——橢圓 形構(gòu)成的外殼l中心收縮，從而窄面更好地靠近傳動軸6的包絡(luò)線31， 如圖15所示。
如圖16所示，傳動軸6也可以具有蛋形或多邊形的橫截面，其構(gòu) 成為向包絡(luò)線外側(cè)變厚和向內(nèi)側(cè)變薄，由此傳動軸6在其彎曲剛度和扭 轉(zhuǎn)剛度方面被優(yōu)化。外殼1以及活塞3的外殼面也具有這種多邊形的圓 柱體輪廓，其構(gòu)成為向一側(cè)變厚并向支承傳動軸6的一側(cè)變窄。但也可 以實現(xiàn)一種在力方面平衡的緊湊的圓柱體。
為了實現(xiàn)活塞3的終端位置減振和/或終端位置的無級調(diào)整，可以 圖17所示的方式設(shè)有可調(diào)整的控制滑閥32,其分配給壓力介質(zhì)輸送-排放導(dǎo)管33,通過該導(dǎo)管可以加注和排空壓力室4或5。通過控制滑閥 32可以改變所述導(dǎo)管33的打開橫截面。如果將其完全關(guān)閉，這如圖17 所示，那么活塞3不再繼續(xù)向左移動；它到達其終端位置。
通過圖18所示的控制示意圖，通過壓力介質(zhì)以簡單方式實現(xiàn)兩個 轉(zhuǎn)矩馬達的旋轉(zhuǎn)運動同步。有利的是，兩個轉(zhuǎn)矩馬達彼此結(jié)構(gòu)相同并基 本上相應(yīng)于圖l至3所示的實施方式。每個馬達的壓力室4和5分別通 過一個共用的壓力導(dǎo)管34或35加注，所述導(dǎo)管通過流量分配器36分 配并通到兩個馬達的相應(yīng)的壓力室4或5內(nèi)。
相反地，圖19示出轉(zhuǎn)矩馬達的一種實施方式，其具有兩個機械上 通過一個共用的活塞3同步的傳動軸6。如圖19和20所示，活塞3在
這種實施方式中有利地具有壓平的橫截面，特別是它可以構(gòu)成為卵形或
者橢圓形圓柱形，從而兩個傳動軸6可以設(shè)置在相應(yīng)構(gòu)成的外殼l形成 的平面?zhèn)壬?。共用的活?在這種情況下具有兩個軸貫通切口 10,活塞 3利用其在兩個傳動軸6上滑動移動。
有利的是，均以前述的方式構(gòu)成的螺旋形的兩個傳動軸6在其螺 旋行程上彼此偏移，從而在兩個軸貫通切口 10內(nèi)插入相對彎曲的軸段。 由此可以補償由軸引起的在活塞3內(nèi)產(chǎn)生的徑向力。
如圖19和20所示，在馬達的這種雙軸構(gòu)成中，有利的是在外殼 1的內(nèi)部空間內(nèi)中心裝入導(dǎo)桿37，其將兩個端面的外殼蓋或軸承蓋2相 互連接。活塞3具有相應(yīng)的切口，其滑動地處于所述的導(dǎo)桿37上。導(dǎo) 桿37除了引導(dǎo)活塞外，還通過有利地連接端面外殼段吸收液壓壓力。 此外降低活塞面積，這特別是在馬達結(jié)構(gòu)非常大的情況下具有重要意 義。
在此方面，軸斷面彼此相對的不同設(shè)置達到不同的優(yōu)點。圖20 所示的裝入位置在緊湊的外部尺寸情況下允許兩個軸軸向距離較大，而 按照本發(fā)明另一優(yōu)選的實施方式，軸也可以如圖20A所示設(shè)置，以達到 補償橫向力的目的。如圖20A所示，在那里所示的軸裝入位置中，由軸 作用于活塞的力Fl和F2彼此相反，從而合成的支承反應(yīng)力基本相當于 零。傳動軸6的旋轉(zhuǎn)軸線7在此方面不是處于兩個軸貫通切口之間的連 接直線上，而是與之橫向偏移，參閱圖20A。
圖21和22示出可以說傳動軸6的螺旋形設(shè)計的運動學逆解。在 這種實施方式中，傳動軸6雖然同樣構(gòu)成為曲軸，但它具有直線分布， 其相對于傳動軸的所述旋轉(zhuǎn)軸線7偏移并與所述的旋轉(zhuǎn)軸線7平行延 伸，參閱圖21。活塞3同樣可軸向移動地通過在這種情況下圓柱形的軸 貫通切口 10滑動處于所述的傳動軸6上。為了根據(jù)曲軸原理驅(qū)動傳動 軸6，外殼1的內(nèi)表面自身螺旋形環(huán)繞傳動軸6的旋轉(zhuǎn)軸線7扭轉(zhuǎn)，從 而活塞3在軸向移動時環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸線7進行螺旋形旋轉(zhuǎn)。由此傳動軸6 相應(yīng)地曲軸式轉(zhuǎn)動。
為了使從動軸轉(zhuǎn)速或從動軸旋轉(zhuǎn)角和可取得的傳動軸轉(zhuǎn)矩即使在 給定的外殼結(jié)構(gòu)長度和軸導(dǎo)程情況下也可與要求相配合，可以如圖23
所示與外殼l和/或與軸承蓋2 —體構(gòu)成有從動軸加速器或者減速器38。 特別是支承傳動軸6的支承板8可以具有端面齒部，其與驅(qū)動從動軸40 的從動小齒輪39嚙合，從動軸同樣支承在端面封閉外殼1的軸承蓋2 上并從其穿過，參閱圖23。
圖24和25示出一種實施方式，其原則上與圖l至3的實施方式 類似并在其他方面與其相應(yīng)。作為對圖1至3中所示實施方式的替代， 傳動軸6不是剛性地連接于支承盤或支承板8，而是球形鉸接與之連接。
與圖11和12的實施方式類似，圖26和27也示出一個整體活塞， 其中設(shè)有兩個軸向彼此隔開的內(nèi)密封件12和外密封件13,它們分別環(huán) 繞相應(yīng)的活塞外殼面或內(nèi)表面分布。與圖11的實施方式相反，除了在 圓周方向上延伸的密封件之外，還設(shè)有軸向伸展的密封件，它們在活塞 的相對面上(參閱圖27)將兩個軸向隔開的密封件12和13相互連接。 在密封件12與13之間延伸的壓力嚢27和28沿圓周方向通過所述軸向 密封片12a和13a分開，從而它們以半圓形位于相對的圓周面上。由此 根據(jù)壓力施加于活塞3上所處的面可以由壓力室4或5供壓。如圖26 和27所示，所述的壓力嚢27和28通過供給孔29a和29b —次由壓力 室4供壓和一次由壓力室5供壓。
圖28和29示出一種與圖26和27—樣的相應(yīng)的活塞設(shè)計。但與 其不同的是，沒有設(shè)置兩個彼此隔開的在圓周方向上延伸的密封件，而 是僅設(shè)有一個這種密封件，但其通過S形分布，參閱圖28，或者簡單 地僅對角分布與活塞3靠近壓力室4的面并在相對的段內(nèi)與靠近壓力室 5的面偏移，確切地說是分別在活塞的基本半個圓周上偏移。如圖28 所示，通過這種S形或?qū)欠植?，同樣彼此分成兩個扇形的壓力嚢，它 們以所述的方式由不同的壓力室4和5供壓。
在圖30所示本發(fā)明的另一實施方式中，同樣在活塞3與外殼1 之間以及在活塞3與軸6之間構(gòu)成彼此相對的壓力嚢，但它們在所示的 實施方式中通過各一個環(huán)形密封件13或12限定邊界，它們?nèi)鐖D30所 示分別對角在活塞圓周上延伸。壓力嚢由此獲得一種傾斜的楔形構(gòu)成， 其中壓力嚢的深度在圓周上觀察相對增加或減少。不言而喻，在這里一 個壓力嚢與一個活塞面和另一個壓力嚢與另一個活塞面壓力連接，從而 在轉(zhuǎn)矩馬達一個壓力室加壓的情況下向一個壓力嚢供壓并在另一個壓
力室加壓的情況下向另一個壓力嚢供壓。由此也可以達到相應(yīng)卸壓的目 的。
此外，圖30所示轉(zhuǎn)矩馬達的實施方式的不同之處在于軸6和與其 連接的從動軸軸頸9的設(shè)計。如圖31和32所示，軸6具有相當大的軸 直徑，并且具有旋轉(zhuǎn)軸線7相當小的偏心度。從動軸軸頸9在此方面有 利地在軸6內(nèi)包絡(luò)斷面的內(nèi)部并由此可以一體地成形在軸頭上。在圖32 中，附圖符號41表示軸6的內(nèi)包絡(luò)斷面，所述的支承或從動軸軸頸9 在其內(nèi)部延伸。
如圖30所示，軸6在所示的實施方式中通過兩個滾動軸承42固 定在外殼蓋上，該外殼蓋在該實施方式中可與外殼1剛性地連接。特別 地軸6夾緊在兩個圓錐滾子軸承之間，它們明顯縮短了軸彎曲的有效主 要支承距離。通過夾緊螺栓43可以將軸承蓋彼此重疊或夾緊在外殼1 上。通過密封件44和45，相應(yīng)的軸承蓋一方面相對于支承軸頸9或從 動軸軸頸9和另一方面相對于外殼密封。
圖57示出轉(zhuǎn)矩馬達的特別有利的設(shè)計。在本發(fā)明有利的實施形式 中，在此方面外殼或軸的支承這樣構(gòu)成，使得傳動軸6連同處于其上面 的活塞3并連同軸承蓋2可以向外殼1的一側(cè)軸向取出，由此可以簡單 方式接觸活塞和密封件以便更換密封件或維護。有利的是，為此無需拆 卸第二支承板。馬達在此可以整體上，特別是在端面支承部位方面可以 說具有不對稱結(jié)構(gòu)。
傳動軸6在此方面在其兩端上不同支承，即一端通過固定軸承和 另一端通過浮動軸承，從而軸僅軸向固定在一側(cè)上。由此達到在釆用無 間隙吸收軸向力整體結(jié)構(gòu)緊湊的情況下軸的靜態(tài)確定支承。這種緊湊的 結(jié)構(gòu)特別是在轉(zhuǎn)矩馬達作為葉片傳動裝置使用的情況下，由于那里的位 置非常狹小而非常有利。
為了在簡單加工和有益的力削減情況下達到便于安裝的目的，軸 在此方面有利地一端上借助一個在上述構(gòu)成之一中的支承板或支承盤8 支承在外殼1上，其中，優(yōu)選在支承板與軸之間具有按依據(jù)圖33至56 的上述實施方式之一所述的可松開連接。由支承板8構(gòu)成的支承部位在 此方面構(gòu)成傳動軸的固定軸承。在相對的末端上，傳動軸6相反具有一
個整體成形的軸凸緣69,其處于一個端面外殼蓋內(nèi)并構(gòu)成傳動軸6的浮 動軸承。軸凸緣69在此方面具有比傳動軸6螺旋形的曲軸段更大的直 徑并特別是可以基本相當于描繪傳動軸6螺旋線的虛擬圓柱體包絡(luò)面， 其也可以相當于加工出軸的原始軸料坯輪廓。
在本發(fā)明的進一步構(gòu)成中，馬達的兩個壓力室4與5之間具有一 個過壓保險裝置70，其具有至少一個將兩個壓力室連接的過壓通道71， 其在正常情況下，也就是在壓力低于預(yù)先確定的閾值情況下由過壓閥72 關(guān)閉，該過壓閥只有在超過所述的閾值情況下才打開。過壓保險裝置原 則上可以軸切口的方式與軸一體化，這一點如圖57所示。但有利的是， 過壓保險裝置作為替代或者補充也可與活塞3 —體化，這樣特別是在軸 6螺旋形分布的情況下使過壓通道72的裝入變得容易。為也可以從外部 調(diào)整有利的是在其打開壓力方面可以調(diào)整的過壓閥72，在所示的實施方 式中以端面外殼蓋之一內(nèi)封閉螺栓73的方式具有一個接入部位，通過 其活塞3上所具有的過壓閥72可以通過外殼從外部操作，參閱圖57。
如圖57所示，活塞上外部和內(nèi)部所設(shè)有的密封件12或13分別具 有對角分布，由此防止油剪切效應(yīng)。由于設(shè)備在右-左運轉(zhuǎn)下不斷變換， 通過在負載變換時缸壁上自動密封反復(fù)加注的潤滑油膜嚢，構(gòu)成一種潤 滑油膜緩沖墊層。
權(quán)利要求
1. 一種轉(zhuǎn)矩馬達，優(yōu)選是建筑機械、升降裝置、載重汽車和這類設(shè)備的回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，包括細長的大約管狀的外殼(1)；至少一個活塞(3)，其能軸向移動地容納在外殼(1)內(nèi)，并能通過向壓力室(4、5)內(nèi)加載壓力介質(zhì)而被軸向驅(qū)動；以及至少一個軸(6)，其軸向固定地容納在外殼(1)內(nèi)并且能夠環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸線(7)旋轉(zhuǎn)，其中所述活塞(3)具有軸貫通切口(10)，所述活塞(3)利用所述軸貫通切口(10)能軸向移動地設(shè)置在軸(6)上，其特征在于，所述軸(6)構(gòu)成為曲軸，其旋轉(zhuǎn)軸線(7)相對于活塞(3)的軸貫通切口(10)偏移，其中軸貫通切口(10)相對于活塞橫截面設(shè)置在活塞(3)的中心并且活塞(3)相對于外殼(1)能扭轉(zhuǎn)。
2.按前一項權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6)具有環(huán) 繞其旋轉(zhuǎn)軸線(7)的螺旋形分布。
3.按權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6)具有平行于 其旋轉(zhuǎn)軸線(7)的直線分布。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述外殼(1)具 有螺旋形扭轉(zhuǎn)的內(nèi)表面。
5.按權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述外殼(1)具有圓柱 形的內(nèi)表面。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6)具有 圓形的橫截面并且所述活塞(3)具有圓形的外圓周輪廓。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，在所述活塞(3) 內(nèi)的軸貫通切口 (10)與軸(6)的橫截面相配合，特別是與軸橫截面 一致，和/或其軸向分布上與軸輪廓的軸向分布相配合。
8.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，在活塞(3)上和 外殼(1)上和/或在活塞(3)上和軸(6)上的實現(xiàn)活塞(3)軸向移 動導(dǎo)向和/或徑向力支承的平面對同時構(gòu)成用于壓力加載活塞(3)的壓 力室(4、 5)的密封面對。
9.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，在所述軸(6)與 所述活塞(3)內(nèi)的軸貫通切口 (10)之間裝入密封件(12)和/或在活 塞外殼面與外殼內(nèi)表面之間裝入密封件(13)，其中所述密封件(12、 13)構(gòu)成為，使得在活塞(3)與外殼(1)之間和/或在活塞(3)與軸 (6)之間構(gòu)成有能夠由壓力室(4、 5)供壓的壓力嚢(27、 28)。
10.按前一項權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，活塞外殼面上和/ 或軸貫通切口 (10)的內(nèi)表面上彼此相對的圓周段Ul、 42)沿活塞(3) 圓周方向通過軸向延伸的密封件和/或密封件段(43、 44)限定邊界并 分別構(gòu)成一個壓力嚢(27、 28)，其中一個壓力嚢與活塞的一個端面壓 力或流動連接并且另一個壓力嚢與相對的活塞端面壓力或流動連接，其 中，活塞外殼面上和/或軸貫通切口 (10)的內(nèi)表面上彼此相對的圓周 段(41、 42)通過一個對角在活塞圓周上延伸的密封件限定邊界并分別 構(gòu)成一個壓力嚢(27、 28)，其中一個壓力嚢與活塞的一個端面壓力或 流動連接并且另一個壓力嚢與相對的活塞端面壓力或流動連接。
11.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，在所述外殼(1) 與所述活塞(3)之間和/或在所述活塞(3)與軸(6)之間設(shè)有滾動軸 承。
12.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述活塞(3)由 多部分構(gòu)成，使得每個活塞部分自身能夠被推動經(jīng)過在曲軸端處的支承 根部。
13.按前一項權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述活塞(3)具有 環(huán)形的活塞架(19),其至少部分構(gòu)成活塞外殼面并且在端側(cè)至少一對 內(nèi)半殼能夠設(shè)置在所述活塞架，所述一對內(nèi)半殼在組裝狀態(tài)下構(gòu)成軸貫 通切口。
14.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述活塞(3)在 其兩個相對的端面上具有相同大小的有效活塞面。
15. 按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述外殼(l)和 所述軸(6)的支承在外殼上構(gòu)成為，使得軸(6)連同處于其上面的活 塞，特別是連同固定在軸上的支承盤(8)能夠軸向從外殼(1)取出。
16. 按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6)兩端 不同地構(gòu)成和/或不同地支承。
17. 按前一項權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6)的一端 利用軸向固定的軸承并且其另一端利用浮動軸承支承在外殼(1)上。
18.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，軸(6)在其兩端 的至少一端上總是支承在支承板和/或支承盤(8)上，其在端側(cè)構(gòu)成相 應(yīng)壓力室(4、 5)的邊界和/或能夠由壓力室(4、 5)內(nèi)的壓力加載， 其中所述軸(6)延伸到支承板和/或支承盤(8)中的一個切口內(nèi)并通 過所述切口將轉(zhuǎn)矩全面地傳遞到支承板和/或支承盤(8)上。
19.按前一項權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述支承板和/或支 承盤(8)中的切口具有螺旋形分布，所述軸(6)利用其同樣螺旋形的 分布延伸到所述螺旋形分布內(nèi)，其中處于切口內(nèi)的螺旋形軸段相對于切 口通過形狀配合元件軸向和/或徑向固定，優(yōu)選楔緊。
20.按權(quán)利要求18所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6)在支承板 (8)的切口區(qū)域內(nèi)具有多個處于其螺旋形分布的內(nèi)部、分別為圓柱形和彼此偏心地偏移的臺階，所述臺階抵靠支承板張緊。
21.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6)具有 優(yōu)選整體成形的支承軸頸和/或從動軸軸頸(9)，其在軸斷面的內(nèi)包絡(luò) 面內(nèi)部延伸和/或其直徑(dL)基本相當于軸直徑(dw )減去雙倍軸偏心 度(e)，也就是dL = dw - 2 c:。
22.按權(quán)利要求1至20之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6) 具有優(yōu)選整體成形的支承軸頸和/或從動軸軸頸(9),其大于軸直徑并 基本上相當于軸斷面的外包絡(luò)面和/或其直徑(dL)基本相當于軸直徑 (dw)和四倍軸偏心度(e)的總和，也就是dL-dw + 4e。
23.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，能夠在軸(6)的 支承部位上加壓的壓力嚢構(gòu)成在外殼(1)與軸側(cè)的支承段之間，其中，在外殼的軸支承切口內(nèi)表面上和與所屬的軸側(cè)支承軸頸彼此相對的圓 周段通過軸向延伸的密封件和/或密封件段在支承軸頸的圓周方向上限 制并分別構(gòu)成一個壓力嚢，其中根據(jù)傳動旋轉(zhuǎn)方向一個壓力嚢或者另一 個壓力嚢能夠與相鄰的壓力室連接。
24.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述活塞(3)由 干滑動材料制成、優(yōu)選由耐磨損和低摩擦的合成材料制成、優(yōu)選由陶瓷 和/或塑料制成。
25.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述活塞(3)在 轉(zhuǎn)矩馬達的至少一個負載方向上彈性地構(gòu)成，使得所述活塞(3)在所 述至少一個負載方向上構(gòu)成減振件。
26.按前述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，至少一個壓力室 (4、 5)與過壓管道連接，其通流通過過壓閥控制，其中所述過壓管道 和過壓閥有利地設(shè)置在活塞(3)內(nèi)。
27.按權(quán)利要求1前序部分所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，設(shè)有兩個軸(6 )， 其相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸線(7)相對于活塞(3)的所相關(guān)的軸貫通切口 (10) 分別偏移，其中所述兩個軸(6)容納在一個共用活塞(3)內(nèi)的兩個軸 貫通切口 (10)內(nèi)，它們相對于活塞(3)的橫截面重心對稱地設(shè)置。
28.按前一項權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述兩個軸(6)分 別具有環(huán)繞其旋轉(zhuǎn)軸線(7)的螺旋形分布，其相對于相應(yīng)的另一個的 螺旋形分布這樣導(dǎo)程偏移，4吏得處于軸貫通切口 (10)內(nèi)的軸段相對彎 曲和/或彼此補償由所述的軸段施加到活塞(3)上的力(Fl、 F2)。
29.按權(quán)利要求1前序部分所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6)構(gòu) 成為曲軸，其旋轉(zhuǎn)軸線(7)相對于活塞(3)的軸貫通切口 (IO)偏移， 其中所述軸(6)具有卵形、橢圓形或者多邊形橫截面。
30.按權(quán)利要求l前序部分所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，所述軸(6)構(gòu) 成為曲軸，其旋轉(zhuǎn)軸線(7)相對于活塞(3)的軸貫通切口 (IO)偏移, 其中所述活塞具有卵形、橢圓形或者多邊形的外圓周輪廓。
31.按權(quán)利要求27至30之一所述的轉(zhuǎn)矩馬達，其中，此外設(shè)有按 權(quán)利要求2至26中至少之一所述的特征。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)矩馬達，包括細長的管狀外殼；活塞(3)，其以軸向能夠移動的方式容納在外殼內(nèi)，并且能通過向壓力室內(nèi)的加載壓力介質(zhì)而被軸向驅(qū)動；以及至少一個軸(6)，其軸向固定地容納在外殼內(nèi)并且構(gòu)成為環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，其中所述活塞具有軸貫通切口，活塞利用所述軸貫通切口可在軸上軸向移動。依據(jù)本發(fā)明，軸構(gòu)成為曲軸，其旋轉(zhuǎn)軸線(7)相對于軸貫通切口偏移。相應(yīng)的滑動經(jīng)過軸貫通切口的軸段相對于軸的旋轉(zhuǎn)軸線具有杠桿臂，其將在軸與活塞之間的接合期間通過活塞的軸向移動以及在軸與活塞之間和/或在活塞與外殼之間的螺旋形接合的軌跡的導(dǎo)程產(chǎn)生的徑向力轉(zhuǎn)換成軸相對于外殼(1)旋轉(zhuǎn)運動或者反之亦然。在此方面，特別是軸貫通切口相對于活塞橫截面大約設(shè)置在活塞的中心，其中取消活塞的扭轉(zhuǎn)止動器。
文檔編號F15B15/00GK101395386SQ200780008096
公開日2009年3月25日 申請日期2007年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者托馬斯·弗里德里希 申請人:金斯霍夫有限公司