CN103727025A - 摆线马达平衡板结构 - Google Patents

Abstract

一种摆线装置包括阀调板、平衡板结构，以及定位在阀调板与平衡板结构之间的转子。从阀调板流向转子的高压流体将转子推向平衡板结构。平衡板结构包括平衡板和第二板。在平衡板与第二板之间界定了一个腔。平衡板包括具有止回阀的流体通道且流体经过流体通道以对腔加压。平衡板包括延伸穿过与腔相连的平衡板的第一泄压孔和第二泄压孔。

Description

摆线马达平衡板结构

技术领域

本发明涉及摆线马达。

背景技术

摆线装置利用输入端口与输出端口之间的压差来操作。摆线马达使用此压差来使轴转动。由于此压差，在摆线装置中可能发生压力不平衡。例如，在具有转子阀调的摆线马达中，经过转子的高压流体迫使转子从阀调板离开，其中所述阀调板与转子的前面相邻。此分离降低了摆线马达的效率且还增加了转子的后面上的磨损，其中所述后面与前面相对。

第4,717,320号美国专利描述了一种克服了与上述压力不平衡关联的问题的摆线转子。描述了使转子偏置背靠阀调板的平衡板结构。平衡板结构包括利用液压流体来加压以偏置平衡板的环形腔，这使得转子朝着阀调板移动。当只提供一个泄压孔时，如第4,717,320号美国专利所述，当转子停止转动且泄压孔不与形成于转子中的泄压槽对准时，压力可保持在环形腔中。这导致平衡板在轴向上压在转子上。如果不释放此压力，那么平衡板像制动器一样操作且阻碍转子的旋转运动和轨道运动。当重启马达时，在转子可开始其旋转运动和轨道运动之前，由转子界定的流体匣中的压力必须克服此“制动”力。

发明内容

一种能克服上述缺点的摆线装置包括阀调板、平衡板结构，以及定位在阀调板与平衡板结构之间的转子。从阀调板流向转子的高压流体将转子推向平衡板结构。平衡板结构包括平衡板和第二板。在平衡板与第二板之间界定了一个腔。平衡板包括具有止回阀的流体通道且流体穿过流体通道以对腔加压。平衡板包括延伸穿过与腔相连的平衡板的第一泄压孔和第二泄压孔。

附图说明

图1为展示了具有平衡板结构的摆线马达的端截面的截面视图。

图2为沿着图1中的线2-2所截得的图1中所示的摆线马达的摆线断面的示意端视图。

图3为沿着图1中的线3-3所截得的视图。

图4为沿着图1中的线4-4所截得的视图。

图5为与图1相似的展示了摆线马达的端截面的截面视图，其中球粒定位在泄压孔内。

具体实施方式

参考图1，摆线马达10包括前壳部分12、传动联杆（摆动杆）14、包括转子18和定子22的摆线结构16、阀调板24、端板26以及输出轴28。在摆线马达10操作期间，高压流体进入第一端口（未图示）并通过前壳部分12内的通道而朝着阀调板24中的通道32行进。继续参考图1，此流体通过阀调板24而向着在转子18的前面上形成的阀调槽34行进，其中所述前面面向阀调板。转子18中的阀调槽34与阀调板14中的某些双向通道36相连通，其中所述双向通道36与摆线结构16中的膨胀流体匣38（图2）相连通。流出的流体从摆线结构16中的收缩流体匣42（图2）行进通过阀调板24中其它的双向通道36以与转子18中的中心阀调开口46相连通。此流出的流体接着在前壳部分12中的开口48中沿传动联杆14循环至马达的前壳部分中的第二端口（未图示）。因为输出轴18的旋转在相反方向上，所以流体在相反方向上行进。在第4,474,544号美国专利中陈述了单边转子阀调的完整的具体实施方式。

通常，此转子阀调使得转子18趋向于轻微地与阀调板24分离并偏向端板26。转子18从阀调板24的分离使得流体泄漏绕过摆线结构16。这降低了马达10的效率。泄漏也产生热量。转子18朝着端板26的偏向使产生的摩擦增加，这进一步降低了马达的效率且增加了马达的部件上的磨损。

作为平衡板结构52的部分而提供的平衡板50抵消了转子18上的高压不平衡的影响。平衡板结构52通过使转子18偏置背靠着阀调板24从而对抗着另外存在于转子18上的高压不平衡来实现此目的。如图1中所示，平衡板50通过主螺栓54连接到端板26和前壳部分12。转子18定位在阀调板24与平衡板结构52之间。图1中所描述的平衡板结构包括平衡板50和第二板，其中所述第二板在所述实施例中为端板26。

平衡板结构52包括第一（中心）腔56和将中心腔56连接到转子18中的阀调开口46上的第一单向止回阀58（只在图3和图4中展示，与下文描述且图1中所示的第二单向止回阀64的配置相似）。平衡板结构52还包括从中心腔56径向向外定位并环绕中心腔的第二（外环形）腔62。第二单向止回阀64将第二腔62连接到在转子18的后面上形成的外槽66上。外槽66通过延伸穿过转子的通道68连接到转子18的前面上的阀调槽34上。

第一止回阀58定位在被转子18中的阀调开口46扫掠过的区域中。第二止回阀64位于被外槽66扫掠过且未被转子18的外（轮廓）边缘78扫掠过（且优选不被泄压槽74扫掠，其中所述泄压槽从外槽66径向向内位于转子18的后面上）的空间的限定范围内的位置。

第一泄压孔72位于被泄压槽74扫掠过且未被中心阀调开口46或外环形槽66扫掠过的空间的限定范围内的位置。止回阀58、64或第一泄压孔72没有必要与转子18中它们各自的槽或开口持续连通。止回阀58、64以及泄压孔72可以仅偶尔与它们各自的槽或开口相连通以产生平衡效果。在所示的装置中，第一止回阀58与阀调开口46持续连通、两个第二止回阀64中的一个与外槽66保持半连通，且第一泄压孔72与泄压槽74间歇地连通。

由于止回阀58、64之间的配合，平衡板50被偏置抵靠着转子18。当阀调槽34在相对高压下时，流体穿过转子中18的通道68且从外槽66穿过一个第二止回阀64以对平衡板50与端板26之间的外环形腔62加压。此压力积累以使平衡板50朝着转子18弯曲。平衡板50的弯曲使转子18偏置抵靠着阀调板24以均衡转子上的轴向压力。平衡板50与端板26之间的压力泄漏将关闭第一止回阀58并使之保持关闭。当中心阀调开口46在相对高压下时，流体穿过第一止回阀58以对平衡板50与端板26之间的中心腔56加压。此压力积累以使平衡板50朝着转子18弯曲。平衡板50与端板26之间的压力泄漏将关闭第二止回阀64并使之保持关闭。

通过与转子18的后面中的泄压槽74相连通，第一泄压孔72提供安全性以防备平衡板50与端板26之间压力太多的积累。选取腔56、62的确切的大小和位置以及板50、26的厚度以提供在转子18上适当程度的抵消偏置力。例如，中心腔56可具有略微小于被阀调开口46扫掠过的区域的表面区域,外环形腔62可具有大体上追踪被阀调槽34扫掠过的区域的表面区域，且作为反应板的端板26应当相对较硬。

参考图3和图4，第二泄压孔82延伸穿过平衡板50。当转子18在定子22内旋转并沿轨道运行时，第二泄压孔82还位于这样一个位置，其中所述位置在被泄压槽74扫掠过且优选未被中心阀调开口46或外环形槽66扫掠过的空间的限定范围内。与仅有单个泄压孔与泄压槽间歇连通的第4,717,320号美国专利不同，定位泄压孔72、82以使泄压孔72、82中的至少一者持续（一直）与泄压槽74连通。当转子18在定子22内沿轨道运行时，泄压槽74相对于马达10的中心轴84（图1）移动。当泄压槽74移动到第一泄压孔72不再与泄压槽74相交的地方时，正是在这个时候泄压槽74开始与第二泄压孔82相交。

在所说明的实施例中以及就图3而言，第一泄压孔72与第二泄压孔82间隔了角度Φ以便当转子18在定子22内旋转并沿轨道运行时，第一泄压孔72或第二泄压孔82总是与泄压槽74连通。因为在所说明的实施例中，转子18具有六个凸瓣且定子22具有七个内齿（滚轴86），所以第一泄压孔72与第二泄压孔82间隔约102.9度（圆周的2/7）。这提供了与泄压槽74的持续连通。当转子具有n个凸瓣时，第一泄压孔72可与第二泄压孔82角向间隔约360/(n+1)x度，其中x是小于n的整数。在此实例中，x通常等于一或二。

在泄压孔72、82中的至少一个与泄压槽74之间提供持续的连通提供一定的优势。例如，当仅提供一个泄压孔时，当转子18在定子22中停止转动且单个泄压孔不与泄压槽74对准时，压力可保持在外环形腔62中。这导致平衡板50在轴向上压在转子18上。如果不释放此压力，那么平衡板50像制动器一样操作且提供阻碍转子18的旋转运动和轨道运动的“制动”力。通过借助提供第一泄压孔72和第二泄压孔82来提供外环形腔62与泄压槽74之间的持续（与间歇相反）连通，无论转子18在定子22内的停止位置在哪儿，“制动”力都不会产生。照此，当马达10启动后，转子18在定子22内的旋转运动和轨道运动可以更加迅速地启动。

第一泄压孔72和第二泄压孔82小于用于止回阀58、64的通道。在所说明的实施例中，第一泄压孔和第二泄压孔具有较大直径钻孔，其中所述钻孔从平衡板50的后面朝着与转子18相接触的前面延伸。在所说明的实施例中第一泄压孔72和第二泄压孔82中的每一泄压孔的较大直径钻孔的直径约为在止回阀58、64中接纳球状物的较大直径钻孔的直径的一半。较小直径钻孔从平衡板50的前面朝着后面延伸以与第一泄压孔72和第二泄压孔82的较大直径钻孔相连接。第一泄压孔72和第二泄压孔82中的每一泄压孔的较小直径钻孔在直径上小于止回阀58、64中的每一止回阀的较小直径钻孔。

参考图4，平衡板50中还提供了迁移腔90。迁移腔90在平衡板结构52中将中心腔56连接到外环形腔62上并在图1中示意性地描述。迁移腔90允许流体从中心腔56（图1）迁移到外环形腔62（图1），反之亦然。没有迁移腔90的情况下，中心腔56与外环形腔62完全密封隔开，反之亦然。通过具有迁移腔90，当允许压力作用在平衡板50的较大表面上时，平衡板50在两个旋转方向上反应迅速且更加均匀。

图2还描述了第二泄压孔82'的替代位置。第二泄压孔82'可与定子22的内齿（例如滚轴86）轴向对准，而非提供给泄压孔82一个这样的位置，其中所述位置在被泄压槽74扫掠过的空间的限定范围内。此第二泄压孔82'也延伸穿过平衡板50，然而，如在图1中可见，它在第二止回阀64的相对侧上（径向向外）。通常，每一滚轴86具有小于接纳每一滚轴的定子22的轴向长度的轴向长度。当通过允许从外环形腔62朝着滚轴86的后平面并进入流体匣38、42的泄漏而从低压过渡到高压时，此第二泄压孔82'可作为附加的放泄孔操作以帮助均衡在任一旋转方向上的性能并建立更加平滑的操作。和与泄压槽74间歇性连通的第一泄压孔72不同，第二泄压孔82'提供了第二腔62与膨胀/收缩流体匣38、42之间的持续连通以提供受控的泄漏路径以释放来自平衡板50后方（即，平衡板的与接触转子18的一侧相对的一侧）的压力。在定子22不包括作为内齿的滚轴的情况下，第二泄压孔82'可与定子的一个内齿径向对准。

图5描述了在与第一泄压孔72相邻的位置中与图1相似的液压马达的一个部分。如图6中可见，球粒94定位在第一泄压孔72中。可在第二泄压孔82中接纳相似的球粒。在包括球粒94的实施例中，第一泄压孔72和第二泄压孔82无需小于用于止回阀58、64的通道。球粒94陷在端板26与转子18之间。泄压孔72、82中的每一泄压孔定位在与上文所描述的位置相似的位置。球粒94在泄压孔72、82中的每一泄压孔中来回滑动。在球粒94的外径（OD）与泄压孔72、82中的每一泄压孔的内径（ID）之间有一个非常小的间隙（例如，约0.001英寸）。当球粒94在泄压孔72、82中的每一泄压孔中来回滑动时，向外环形腔62提供流体流量的快速爆发或从外环形腔62提供流体流量的快速爆发。在球粒94滑动至接触转子18或平衡板50之后，在球粒94的OD与相应泄压孔72、82的ID之间提供计量流量。当球粒94移动时，因为需要液压流体很少的量来激活和停用平衡板50，所以球粒94将允许平衡板结构中的平衡板50与端板26之间的压力的快速释放。

尽管已经特别对用于摆线马达的平衡板结构进行一定程度的特定描述，但应理解，在不脱离本发明的范围的情况下可做出多种变化。本发明由所附权利要求及其等效物界定。应了解，可以根据需要将各种上文所揭示的以及其他特征和功能，或者其替代方案或变体组合到许多其他不同系统或应用中。并且所属领域的技术人员可以随后在其中做出各种当前未预见或未预料的替代方案、修改、变化或其改善方案，而这些也希望被随附权利要求涵盖。

Claims (10)

1.一种摆线装置，其包括：

阀调板；

平衡板结构；以及

定位在所述阀调板与所述平衡板结构之间的转子，其中从所述阀调板流向转子的高压流体将所述转子推向所述平衡板结构，

其中所述平衡板结构包括平衡板和第二板，

其中在所述平衡板与所述第二板之间界定了一个腔；

其中所述平衡板包括具有止回阀的流体通道且流体经过所述流体通道以对所述腔加压；

其中所述平衡板包括延伸穿过与所述腔相连的所述平衡板的第一泄压孔和第二泄压孔。

2.根据权利要求1所述的摆线装置，其中所述第二板是端板。

3.根据权利要求1所述的摆线装置，其中所述转子具有n个凸瓣，且所述第一泄压孔与所述第二泄压孔角向间隔约360/(n+1)x度，其中x是小于n的整数。

4.根据权利要求3所述的摆线装置，其中x等于1或2。

5.根据权利要求1所述的摆线装置，其中所述转子包括在所述转子的后面中形成的泄压槽，其中当所述转子在所述摆线装置中旋转且沿轨道运行时，所述泄压孔中的至少一者与所述泄压槽持续连通。

6.根据权利要求1所述的摆线装置，其中所述转子包括在所述转子的后面中形成的泄压槽，其中所述第一泄压孔相对于所述第二泄压孔而定位，以便当所述转子移动到所述第一泄压孔不再与所述泄压槽相交的地方时，所述第二泄压孔经定位成与所述泄压槽相交。

7.根据权利要求1所述的摆线装置，进一步包含设置在所述泄压孔中且陷在所述转子与所述第二板之间的球粒。

8.根据权利要求1所述的摆线装置，进一步包含定子，其中所述转子在所述定子内旋转并沿轨道运行，其中所述定子包括多个内齿，其中所述第二泄压孔与所述内齿中的至少一者对准。

9.根据权利要求8所述的摆线装置，其中所述内齿为轴向长度小于所述定子的滚轴。

10.根据权利要求1所述的摆线装置，其中每一泄压孔的最大直径小于所述具有所述止回阀的流体通道的最大直径。

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