CN101657342A - 制动器释放机构和制动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿轮转子设备，该设备包括具有第一元件的壳体。第一元件包括形成在该第一元件中的制动销孔。所述设备还包括至少部分地插在第一元件中的制动销。该制动销包括第一环形表面和第二环形表面。第一环形表面至少部分地限定第一制动室。第二环形表面至少部分地限定第二制动室。引入第一制动室的第一流体沿第一方向推动制动销。引入第二制动室的第二流体通常沿第一方向推动制动销。

Description

制动器释放机构和制动系统
技术领域
本发明总体涉及旋转式流体加压装置，更具体地，涉及包括具有齿轮转子(gerotor)对/摆线对的流体排代机构类型的装置。
背景技术
通常设置用于多种齿轮转子马达和泵的制动和锁止机构，以防止液压扭矩传动系统在不使用时发生转动。
在一些用于低速高扭矩齿轮转子马达的车辆应用中，希望马达具有某种驻车制动器或者驻车锁止器，术语“锁止器”是优选的，因为希望仅在车辆停止后驻车锁止器开始工作。换句话说，这种驻车锁止装置并不是在车辆移动过程中工作以使车辆停止的动态制动器。
许多用于马达尤其是用于液压齿轮转子组马达的制动和锁止机构使用活塞，该活塞由进口液压压力致动以使制动/锁止机构脱离接合。但是，用于这些活塞的供给压力可能不具有确保所述机构保持期望的脱离接合的加压流体的稳定供给。
发明内容
齿轮转子设备的示例性实施方式包括具有第一元件的壳体。该第一元件包括形成在该第一元件中的制动销孔。该设备还包括至少部分地插入在第一元件中的制动销。该制动销包括第一环形表面和第二环形表面。第一环形表面至少部分地限定第一制动室。第二环形表面至少部分地限定第二制动室。引入第一制动室的第一流体沿第一方向推动制动销。引入第二制动室的第二流体通常沿第一方向推动制动销。
附图说明
参考附图，图中详细示出示例性实施方式。虽然附图示出一些实施方式，但这些附图并不一定是按比例示出，并且某些零件被放大、拆除或者部分地剖切以便更好地示出并说明本发明。另外，此处说明的实施方式是示意性的并且并不意在穷举或者以其它方式将权利要求限制为附图中示出的和下述详细说明中公开的具体的形式和构型。
图1是根据一个实施方式的齿轮转子马达的部分剖视图；
图2是图1中马达沿线2-2的剖视图；
图3是图1中的马达沿线3-3的剖视图；
图4是图1中的马达沿线4-4的剖视图；
图5是图1中齿轮转子马达的部分剖视图。
具体实施方式
图1-5示出齿轮转子马达20的实施方式。马达20包括壳体22、制动/锁止机构24、齿轮转子组件26、驱动件28、输出轴30和垫圈32。壳体22包括第一壳体部分40、第二壳体部分42、端盖44和输出板46。如图1、3和5所示，第一壳体部分40具有形成在其中的制动销孔50、多个第一紧固件孔52、第一部分第一径向通道54和第一部分第二径向通道56。第二壳体部分42包括输出轴孔60、外表面62、进口64、出口66、垫圈配合表面68、输出端面70、多个第二紧固件孔72和多个第二部分通道74(也参见图4)。
进口64使输出轴孔60和外表面62相互连通。出口66使输出轴孔60和外表面62相互连通，并且该出口与进口64不连通。出口66不与任何第二部分通道74相交。
如图4所示，对于第二部分通道74，一条第二部分通道74被标识为第二部分第一通道76，另一条第二部分通道74被标识为第二部分第二通道78。对于第一紧固件孔52，如图3所示，一个紧固件孔52被标识为第一部分第一通道80，另一个紧固件孔52被标识为第一部分第二通道82。对于第二紧固件孔72，如图1所示，一个紧固件孔72被标识为第二部分第一通道86，另一个紧固件孔72被标识为第二部分第二通道88。
端盖44包括多个紧固件孔90、第一部分配合表面92和端盖外表面94。输出板46包括输出轴孔98。
参照图1和5，机构24包括第一壳体部分40、端盖44、制动销100和偏压元件102。在示出的实施方式中，制动销100至少部分地由第一大体环形销表面110、第二大体环形销表面112、第三环形销表面114、第四环形销表面116、连接第一大体环形销表面110和第二环形销表面112的第一大体柱形销表面120、连接第一大体环形销表面110和第三环形销表面114的第二大体柱形销表面122、连接第二环形销表面112和第四环形销表面116的第三大体柱形销表面124、和内部销孔128限定。
制动销孔50至少部分地由第一大体环形孔表面130、第二大体环形孔表面132、第一部分齿轮转子配合表面134、第一部分端盖配合表面136、连接第一环形孔表面130和第二环形孔表面132的第一大体柱形孔表面140、连接第一环形孔表面130和第一部分齿轮转子配合表面134的第二大体柱形孔表面142、连接第二环形孔表面132和第一部分端盖配合表面136的第三大体柱形孔表面144限定。
制动销100插进制动销孔50中，使得第二大体柱形销表面22与第二大体柱形孔表面142配合、第一大体柱形销表面120与第一大体柱形孔表面140配合、第三大体柱形销表面124与第三大体柱形孔表面144配合。
如图1和图5所示，制动销100可在制动销孔50中移动，以限定第一大体环形制动室146和第二大体环形制动室148。在示出的实施方式中，第一室146由第一大体环形销表面110、第二大体柱形销表面122、第一大体环形孔表面130和第一孔表面140限定，第二室148由第二环形销表面112、第一大体柱形销表面120、第二大体环形孔表面132和第三孔表面144限定。
在图1、2和5中示出为齿轮转子滚子齿轮组的齿轮转子组件26包括插入在环152内的星轮(star)150和多个滚子154。在示出的实施方式中，输出轴孔60是在第二壳体部分42中形成的柱形孔，该孔限定轴线A-A(如图2和图3中点A所示)，而在第一壳体部分40中形成的制动销孔50大体限定轴线B-B(如图2中点B所示)。
如图2所示，星轮150的示例性实施方式包括限定六个凸角162的外表面160、垫圈配合表面164、第一部分配合表面166和星轮内部键合孔168。环152包括至少部分地由与七个紧固件凹部174交替的七个滚子表面172限定的环内表面170、垫圈配合表面176、第一部分配合表面178和外表面180。
每一个滚子表面172与一个滚子154接触。组件26的几何形状是这样的，即容积膨胀/收缩室184由两个相邻的滚子、星轮150的外表面160的一部分和包括一个紧固件凹部174的环形内表面170的一部分限定。简要来说，组件26的运行包括当点B围绕点A通常沿环形路线旋转时星轮150在环152中旋转。当星轮150在环152中旋转时，每一个凸角162旋转进入两个相邻的滚子154之间的位置以减少各容积室184的容积。
如图1和5所示，驱动件28包括具有输出轴配合端190和星轮配合端192的细长的体部188。输出轴配合端190由隆起的键合表面194限定，星轮配合端192由与星轮内部键合孔168配合的键合表面限定。输出轴30包括部分地由输出键合表面202限定的驱动轴孔200、延伸穿过输出板46的输出轴孔98的输出部分204、成型外表面206和垫圈配合端208。如图4所示，垫圈32包括中心孔210、多个紧固件孔212、外表面214、垫圈前表面216和垫圈后表面218。
成型外表面206可以看作滑阀。每个容积室184都与一个紧固件孔212和一个第二部分通道74流体连通。每一个第二部分通道74都通过通道220与输出轴孔60流体连通，其中输出轴孔60包括多个围绕输出轴孔60的周边大体等距离间隔设置的通道220。
成型外表面206由大体环形的进口槽230限定，该进口槽与进口64连续地流体连通。相似地，成型外表面206由大体环形的出口槽232限定，该出口槽与出口66连续地流体连通。成型外表面206还由多个与进口槽230流体连通的轴向延伸的槽236和多个与出口槽232流体连通的轴向槽238限定。轴向槽236、238也经常被称为进料槽或者正时槽。如本领域技术人员所公知的，轴向槽236提供进口槽230和通道220之间的流体连通，而轴向槽238提供出口槽232和通道220之间的流体连通。在示出的实施方式中，成型外表面206包括七个大体等距间隔的轴向槽236和七个大体等距间隔的轴向槽238，其中轴向槽236与轴向槽238不交叉。如本领域已知的，当输出轴30旋转时，轴向槽236、238交替地与通道220流体连通。
为了简要地说明马达20的操作，当流体(未示出)流进进口64时，该流体在流过出口66之前会使星轮150旋转。当星轮150在环152中旋转时，驱动件28旋转，这使得输出轴30转动。由于液压齿轮转子马达或泵的操作原理是公知的，如共同所有的US专利6,062,835中所公开，因而本文将不再对该原理进行描述，所述US专利6,062,835全文以参考文献的方式并入本文。
第一通道C1由第二部分第一通道76、第二部分第一通道86、第一部分第一通道80和第一部分第一径向通道54限定，所述第二部分第一通道76在一条通道220处通入输出轴孔60。由此，第一通道C1与第一室146流体连通并且当输出轴30转动一整周时与进口64选择性地流体连通数次。
第二通道C2由第二部分第二通道78、第二部分第二通道88、第一部分第二通道82和第一部分第二径向通道56限定，所述第二部分第二通道78在一条通道220处通入输出轴孔60。由此，第二通道C2与第二室148流体连通并且当输出轴30转动一整周时与进口64选择性流体连通数次。
在机构24运行的一个实施方式中，加压流体例如油被压入进口64并且填充进口槽230和轴向槽236，马达20处于图1所示的锁止构型。如图1所示，第二通道C2与进口64流体连通，加压流体允许从进口64流进第二室148。第二室148中的加压流体朝向图1和图5所示的方向U推动制动销100，该方向U与偏压元件102沿方向L作用在制动销100上的弹簧力相反。当制动销100移动到图5所示的未锁止构型时，制动销100不再插进星轮孔168中，星轮150围绕轴线A-A自由旋转。
由于星轮150在环152中旋转，因而进口64不总是通过第二通道C2与第二室148流体连通。当进口64与第二室148不流体连通时，第一室146可以通过第一通道C1与进口64流体连通，从而允许第一流体进入第一通道C1并由此加压第一室146并将制动销保持在图5所示的未锁止构型。星轮150的进一步转动将使得第二室148再次与进口64流体连通，以将制动销保持在图5所示的未锁止构型。
为了进一步说明马达20运行的实施方式，当供给至进口64的流体压力降低时，星轮150的转速降低并且室146、148中的流体压力降低。当室146、148中的流体压力充分降低，以使沿方向U作用在制动销100上的力不能抵抗偏压元件102沿方向L的偏压力时，制动销100将沿方向L移动直到制动销100的第三环状销表面114与星轮150的第一部分配合表面166接触。星轮150进一步旋转将使得制动销100与星轮孔168对准，如图5大体示出。然后偏压元件102的偏压力推动制动销100进一步沿方向L移动，制动销100的一部分插进(接合)星轮孔168，如图1大体示出。
当马达例如具有六个凸角162的马达20处于第一室146和第二室148均不与进口64流体连通的旋转构型时，制动销100不与星轮孔168对准，马达不会锁止。在制动销100与星轮孔168对准之前，第一室146与进口64流体连通，由此将制动销100保持在图5所示的未锁止构型。
由于星轮150旋转并且通道76、78由于其中的压力不同而允许流体进入通道80、82，所以第一流体的一部分可以包括第二流体。但是，进入第一通道C1的流体可以与进入第二通道C2的流体不同。
可以在通道54和/或通道56内设置一个或者多个孔以延迟制动销100的锁止，从而防止制动销100与星轮150在马达20运行时接触。另外，可以在马达例如具有六个凸角的星轮150的马达20中形成三个制动室和通道，其中三个通道与七个容积室184中的三个(但不是三个相邻的容积室184)相互连接，以保持进口64和至少一个制动室在马达20的所有运行角度中流体连通。另外，这种类型的制动销可以用于非齿轮转子装置。
虽然操作马达20的方法的步骤被以优选的顺序列出，但是这些步骤可以以不同的顺序执行或者组合成使得一个操作可以执行多个步骤。另外，一个或多个步骤可以在其它的一个或多个步骤完成之前开始；或者一个或多个步骤可以在其它步骤开始之后和完成之前(在执行该其它步骤的过程中)开始并完成。
上述说明只是用于解释和说明本发明的方法和系统的示例性实施方式，并不意在穷举或将本发明限制于任何所公开的具体的形式。本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变，也可以使用等同物替代本发明中的元件。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明的教导进行多种修改以适用特定的情况或者材料。因此，本发明并不限制于作为实现执行本发明的最佳实施方式的具体实施方式，本发明包括所有落入权利要求的范围内的实施方式。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明可以以本文具体说明的方式之外的其它方式进行。本发明的范围仅仅由下述权利要求限定。

Claims (20)

1.一种齿轮转子设备，包括：
壳体，该壳体包括第一元件，其中第一元件包括形成在其中的制动销孔；和
至少部分地插进第一元件内部的制动销，其中该制动销包括第一环形表面和第二环形表面，第一环形表面至少部分地限定第一制动室，第二环形表面至少部分地限定第二制动室，引入第一制动室的第一流体沿第一方向推动制动销，引入第二制动室的第二流体通常沿第一方向推动制动销。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一流体通过形成在第一元件中的第一通道被选择性地导向第一制动室，第二流体通过形成在第一元件中的第二通道被选择性地导向第二制动室。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述制动销包括在第一环形表面和第二环形表面之间延伸的大体柱状的第一表面。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括第二壳体元件，第二元件孔形成在所述第二壳体元件中。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，该设备还包括至少部分地插设在第一元件和第二元件之间的齿轮转子装置，其中齿轮转子包括具有限定环形孔的成型内表面的环和至少部分地设置在环形孔内的星轮。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，制动销的至少一部分选择性地插进星轮孔内，以限制星轮的转动。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括至少一个与第一制动室和第二制动室中的至少一个流体连通的孔。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括至少部分地插设在第二元件孔内部的输出轴和至少部分地插设在星轮和输出轴内的驱动件，其中所述输出轴大体围绕输出轴的轴线旋转，所述驱动件与输出轴可旋转地相互连接以与输出轴进行铰接运动。
9.一种齿轮转子设备，包括：
壳体，该壳体包括第一元件和第二元件，其中第一元件包括形成在其中的制动销孔，第二元件包括形成在其中的第二元件孔；
齿轮转子装置，该齿轮转子装置至少部分地插设在第一元件和第二元件之间，其中齿轮转子包括具有限定环形孔的成型内表面的环和至少部分地插设在环形孔内的星轮；以及
制动销，该制动销至少部分地插设在第一元件内，其中该制动销包括第一环形表面和第二环形表面，第一环形表面至少部分地限定第一制动室，第二环形表面至少部分地限定第二制动室，引入第一制动室的第一流体沿第一方向推动制动销，引入第二制动室的第二流体通常沿第一方向推动制动销。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，该设备还包括至少部分地插设在第二元件孔内的输出轴，其中所述输出轴大体围绕输出轴的轴线旋转。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备还包括至少部分地插设在星轮和输出轴内的驱动件，所述驱动件与输出轴可旋转地相互连接以进行铰接运动。
12.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，该设备还包括多个与星轮接触的滚子。
13.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述制动销的至少一部分选择性地插设在星轮孔中，以限制星轮的转动。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，至少一个孔与第一制动室和第二制动室中的至少一个流体连通。
15.一种操作液压马达的方法，包括：
将第一流体引入第一制动室，以沿第一方向推动制动销；
将第二流体引入第二制动室，以沿第一方向推动制动销；以及
使制动销与齿轮转子的星轮接合，以限制星轮的转动。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，使制动销与齿轮转子的星轮接合包括沿第二方向推动制动销，其中所述第二方向通常与第一方向相反。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，沿第二方向推动制动销包括使用偏压元件沿第二方向推动制动销。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括使制动销与齿轮转子的星轮脱离接合，以允许星轮转动。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，使制动销与齿轮转子的星轮接合包括将制动销的一部分插进形成在星轮内的孔内。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，还包括将星轮移动至一位置，使得移动制动销不会导致该制动销与星轮孔接合。
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