專利名稱：具有多轉(zhuǎn)速比能力的液壓馬達的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，在這種裝置中回轉(zhuǎn)齒輪組用作流體排量機構(gòu)，更具體來說，本發(fā)明涉及的這種裝置設有多速度比能力。.
背景技術：
雖然本發(fā)明的技術內(nèi)容可應用于具有非回轉(zhuǎn)齒輪式的流體排量機構(gòu)的裝置，如凸輪瓣式裝置，但是本發(fā)明特別適用于回轉(zhuǎn)齒輪式裝置，并將結(jié)合這種裝置進行描述。
使用回轉(zhuǎn)齒輪組的裝置可用于多種應用場合，最常見的一種是將這種裝置用作低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩(LSHT)馬達。高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩馬達的一個常見的應用是車輛動力裝置，其中車輛包括向一對回轉(zhuǎn)齒輪馬達提供加壓流體的發(fā)動機驅(qū)動泵，每個馬達與驅(qū)動輪之一配合工作。本專業(yè)技術人員知道，許多回轉(zhuǎn)齒輪馬達采用滾子回轉(zhuǎn)齒輪，特別是在較大的較高轉(zhuǎn)矩的馬達上，這種馬達使用在推進應用場合，下文中提到“回轉(zhuǎn)齒輪”，其含義包括兩種傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)齒輪，以及滾子回轉(zhuǎn)齒輪。
近年來，人們期望車輛制造廠商能夠提供例如車輛在工地時的低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩(LSHT)工作方式，以及車輛在工地之間行駛(在路途上)時的高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩(HSLT)工作方式。一種可能的技術方案已提出一種具有兩轉(zhuǎn)速能力的回轉(zhuǎn)齒輪馬達。
美國專利第4,480,971號公開了兩轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)齒輪馬達，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在本文中用作參考。該專利的裝置已經(jīng)廣泛投入商業(yè)使用，一般來說，工作還令人滿意。本專業(yè)技術人員知道，通過設置能夠有效地在回轉(zhuǎn)齒輪組的膨脹和收縮流體容積腔之間“再循環(huán)(recirculate)”流體的閥門裝置，回轉(zhuǎn)齒輪馬達可以用作兩轉(zhuǎn)速比裝置。換言之，如果進口孔道與所有膨脹腔連通，所有收縮腔與出口孔道連通，那么，馬達以正常的LSHT方式工作。如果來自收縮腔的一些流體再循環(huán)回一些膨脹腔，其結(jié)果將是按照HSLT方式工作，該結(jié)果就好像是與回轉(zhuǎn)齒輪的排量被減小，但是相同的流體速率通過回轉(zhuǎn)齒輪的結(jié)果一樣。
雖然商業(yè)應用中的兩轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)齒輪馬達基本令人滿意，但是，這種馬達中存在一定的固有局限性。公知的兩轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)齒輪馬達的主要局限性涉及可用的轉(zhuǎn)速比。例如，如果馬達的排量機構(gòu)是8/9回轉(zhuǎn)齒輪，其中星形輪具有8個外齒，環(huán)形輪具有9個內(nèi)齒，容積腔中的4個能夠再循環(huán)，那么，可用轉(zhuǎn)速比是1.0∶1(LSHT)和2.0∶1(HSLT)。
因此，在一般情形中，HSLT方式中的轉(zhuǎn)速比是容積腔的總數(shù)除以“有效的”active)”，即，不再循環(huán)的容積腔的數(shù)目。為了提供兩種不同的馬達模式，每種模式具有不同的HSLT比，當采用現(xiàn)有技術時一直必須做到的是，從一種模式向另一種模式，要改變再循環(huán)的容積腔的數(shù)目，因此至少在馬達的一個部分的設計中要做重大改變。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種改進的多轉(zhuǎn)速比裝置，其特別適用于回轉(zhuǎn)齒輪馬達，這樣就使選擇HSLT轉(zhuǎn)速比時具有更大的靈活性。
本發(fā)明的更為具體的目的是提供一種改進的多轉(zhuǎn)速比裝置，它能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的而無需為了能夠提供具有不同HSLT轉(zhuǎn)速比的不同模式而對馬達進行較大的再設計。
現(xiàn)有技術的兩轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)齒輪馬達所固有的另一個功能上的局限性就是這種馬達實際上局限于兩種不同的轉(zhuǎn)速比，即，沒有再循環(huán)的容積腔的1.0∶1的低轉(zhuǎn)速比和由進行再循環(huán)的容積腔的數(shù)目確定的HSLT轉(zhuǎn)速比。在車輛的應用中，人們?nèi)找嬲J識到需要多于只有兩個可用的轉(zhuǎn)速比。
因此，本發(fā)明的另一個目的是提供一種改進的多轉(zhuǎn)速比裝置，它能實現(xiàn)上述目的，并且進一步具有提供至少一個第三轉(zhuǎn)速比的能力。
最后，本專業(yè)技術人員都知道，對許多用液壓馬達推進的車輛，人們一直期望車輛能夠被牽引。但是，為了使車輛被牽引，推進車輛的馬達必須能夠以“自由輪(free wheel)”方式工作，否則牽引車輛會使馬達像泵那樣工作，這會使流體過熱，并導致馬達的損壞。本專業(yè)技術人員都知道，當流體過熱時，流體就會喪失其潤滑能力，這是馬達各零件出現(xiàn)損壞的主要原因。
在馬達中提供自由輪能力，使車輛能被牽引的一種方式是提供帶有旁路特征的推進回路閥門裝置。因此，在推進回路閥門裝置處于旁路狀態(tài)時，流體可以通過閥門裝置流向或流離馬達，但是對于流體流動存相對較小的約束。不幸的是，對傳統(tǒng)的推進回路閥門裝置增加上述旁路能力，這會顯著增加閥門裝置的及整個推進回路的總成本和復雜性。
因此，本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有多轉(zhuǎn)速裝置的改進的回轉(zhuǎn)齒輪馬達，它可實現(xiàn)上述目的，同時使馬達具有自由輪能力，但是并不增加現(xiàn)有技術的方案所需要的推進回路的成本和復雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的上述和其它目的是通過提供一種旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置實現(xiàn)的，該裝置包括一個限定一流體進口孔道和一流體出口孔道的殼體。一個流體壓力操縱的排量裝置與殼體配合工作，并包括一個第一內(nèi)齒環(huán)形件和一個偏心地設置在第一環(huán)形件中的第一外齒星形件，該星形件在第一環(huán)形件中作相對的軌道和旋轉(zhuǎn)運動，以便響應于軌道和旋轉(zhuǎn)運動限定多個(N＋1)膨脹和收縮的第一流體容積腔。一個換向閥裝置與殼體配合工作以提供進口孔道和第一膨脹容積腔之間，以及第一收縮容積腔和出口孔道之間的流體連通。一個軸裝置用于傳遞第一星形件的旋轉(zhuǎn)運動。
這種改進的裝置的特征在于流體壓力操縱排量裝置包括一個第二內(nèi)齒環(huán)形件和一個偏心地設置在第二環(huán)形件中作軌道和旋轉(zhuǎn)運動的第二外齒星形件，從而響應于軌道和旋轉(zhuǎn)運動限定多個(N＋1)膨脹和收縮的第二容積腔。該裝置包括連接裝置，其用于將第二星形件連接于第一星形件，以便與其作共同的軌道和旋轉(zhuǎn)運動。一個選擇閥裝置與第一和第二環(huán)形件配合工作，并且可以在第一低轉(zhuǎn)速位置上工作以形成與每個第一容積腔的流體連通，以及一個第二高轉(zhuǎn)速位置，堵住進、出每個第一容積腔的流體連通，并使每個第二容積腔可與一個流體再循環(huán)腔流體連通。


圖1是包括本發(fā)明的多轉(zhuǎn)速比裝置的回轉(zhuǎn)齒輪馬達的軸向剖視圖。
圖2是沿圖1中2-2線的相同比例的剖視圖，表示回轉(zhuǎn)齒輪排量機構(gòu)。
圖3是沿圖1中3-3線的比例稍大的剖視圖，表示選擇閥，該選擇閥包括本發(fā)明的多轉(zhuǎn)速裝置的一部分。
圖4是沿圖1中4-4線的比例大致相同的剖視圖，表示與圖3所示的選擇閥軸向相鄰設置的隔板的平面圖。
圖5A，5B和5C是穿過本發(fā)明的選擇閥構(gòu)件的轉(zhuǎn)至三個不同位置的軸向剖視圖，分別表示低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)速和自由輪工作方式。
圖6是回轉(zhuǎn)齒輪馬達的軸向剖視圖，表示本發(fā)明的一個替代實施例。
具體實施例方式
現(xiàn)在參閱附圖，這些附圖并不是對本發(fā)明的限定，圖1是包括本發(fā)明的多轉(zhuǎn)速比的低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩回轉(zhuǎn)齒輪馬達的軸向剖視圖。圖1所示的回轉(zhuǎn)齒輪馬達可以是美國專利第4,592,704號和第6,062,835號圖示及描述的基本類型的，上述兩專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在本說明書中用作參考，并且已由本發(fā)明的受讓人商業(yè)銷售。
圖1的回轉(zhuǎn)齒輪馬達包括一個閥殼體部分11和一個流體能量轉(zhuǎn)換排量機構(gòu)13，該機構(gòu)在本實施例中是一個由圖2更詳細表示的滾子回轉(zhuǎn)齒輪組。一個選擇閥15緊鄰回轉(zhuǎn)齒輪組13設置，下文將作更詳細的描述，與其相鄰的是一個隔板17(見圖4)，與隔板相鄰的是一個第二流體能量轉(zhuǎn)換排量機構(gòu)19，該機構(gòu)在本實施例中也是一個滾子回轉(zhuǎn)齒輪組。最后，該馬達包括一個后端蓋21，馬達的從閥殼體部分11至端蓋21的所有部分都由多個螺栓23嚴密的密封接合地固定，在圖1和2中只畫出一個螺栓，但在圖3和4中則畫出了全部螺栓。
閥殼體部分11包括一個流體進口孔道25和一個流體出口孔道27，孔道25和27分別使流體連通于一對環(huán)形槽29和31，所述環(huán)形槽是由殼體部分11限定的。本專業(yè)技術人員懂得，孔道25和27可以顛倒，從而使馬達的運轉(zhuǎn)逆向。
現(xiàn)在一起參閱圖1和2，回轉(zhuǎn)齒輪組13包括一個內(nèi)齒環(huán)形件33，螺栓23穿過該環(huán)形件。一個外齒星形件35偏心地設置在環(huán)形件33中。環(huán)形件33的內(nèi)齒包括多個圓柱形滾子37，這是在本專業(yè)中公知的。環(huán)形件33的內(nèi)齒或滾子37和星形件35的外齒相互嚙合以限定多個(N＋1)膨脹和收縮的流體容積腔39，其中N是回轉(zhuǎn)齒輪星形件35或65上的外齒的數(shù)目的一般標識，這也是本專業(yè)中公知的。
閥殼體部分11限定一個滑閥孔41，一個滑閥43可轉(zhuǎn)動地設置在該滑閥孔中與滑閥43整體形成一根輸出軸45，該輸出軸只在圖1中部分畫出。本專業(yè)技術人員懂得，雖然本發(fā)明的本實施例采用滑閥43來進行所需要的換向閥功能，但是，本發(fā)明并不局限于此，也可以采用各種其它類型的閥門裝置。例如，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，滑閥43可以由某種形式的圓盤閥替代，其中換向閥功能是在一個橫向平面上而不是在滑閥43那樣的圓柱面上進行的。
一個由閥殼體部分11限定的軸向孔47與每個容積腔39流體連通，一個開口49與每個孔47流體連通，并通入滑閥孔41。開口49以本專業(yè)技術人員所公知的方式首先與環(huán)形槽29流體連通，然后與環(huán)形槽31流體連通，這是分別先后借助滑閥43中形成的軸向槽51和軸向槽53實現(xiàn)的，這是本專業(yè)中公知的。
一根主驅(qū)動軸55(通常稱為“狗骨(dogbone)”軸)設置在中空的圓筒形滑閥43內(nèi)。驅(qū)動軸55(圖2中未畫出)具有一個與星形件35的花鍵連接裝置57，同樣也具有一個與滑閥43(因而也與輸出軸45)的花鍵連接裝置59。因此，星形件35的軌道和旋轉(zhuǎn)運動借助驅(qū)動軸55轉(zhuǎn)變成輸出軸45的純轉(zhuǎn)動，這是公知的。
現(xiàn)在再次主要參閱圖1和2，應當注意的是，為了本發(fā)明的目的，回轉(zhuǎn)齒輪組19基本與回轉(zhuǎn)齒輪組13相同(因而圖2實際上可以表示任一個回轉(zhuǎn)齒輪組)。但是，這對本發(fā)明并不重要，這一點是本專業(yè)技術人員所能夠理解的。在本實施例中，回轉(zhuǎn)齒輪組13和19都是6/7回轉(zhuǎn)齒輪，因而限定了多個(N＋1)容積腔39，在圖2中N＋1＝7。因此，本發(fā)明重要之處并不在于兩個回轉(zhuǎn)齒輪組是相同的，不過這是典型的優(yōu)選布置，但是，真正重要之處在于兩個回轉(zhuǎn)齒輪組13和19的容積腔數(shù)目N＋1是相同的，從而使兩個回轉(zhuǎn)齒輪組的變換閥定時是相同的。
現(xiàn)在再次主要參閱圖1，如圖所示，第二回轉(zhuǎn)齒輪組19包括一個內(nèi)齒環(huán)形件61，該環(huán)形件具有作為內(nèi)齒的多個滾子63，一個外齒星形件65偏心地設置在環(huán)形件61內(nèi)。環(huán)形件61的內(nèi)齒或滾子63和星形件65的外齒相互嚙合，以便按照與第一回轉(zhuǎn)齒組13相同的方式限定多個膨脹和收縮容積腔。馬達包括一根副驅(qū)動軸67(該軸也可稱為“狗骨”軸)。驅(qū)動軸67具有與星形件35的花鍵連接裝置69，同樣也具有與第二星形件65的花鍵連接裝置。因此，驅(qū)動軸67用作連接裝置，使第一星形件35和第二星形件65具有共同的軌道和旋轉(zhuǎn)運動。
現(xiàn)在主要參閱圖3，首先應當注意的是，為了便于圖示，圖3中省略了副驅(qū)動軸67，另外，并不是圖3的所有零件都在圖1的相同平面上。選擇閥部分15包括一個選擇閥殼體73，隔板17緊鄰殼體73的后表面設置并與其接合。殼體73限定一個基本呈圓筒形的閥腔75，一個可轉(zhuǎn)動的、基本呈圓筒形的選擇閥構(gòu)件77設置在腔75中。由選擇閥構(gòu)件77完成的閥門動作將在下文中詳述。
選擇閥殼體73也限定一個橫向孔79，孔79的左端設有一個管接頭81，孔79的右端設有一個管接頭83。液壓控制(輔助控制)專業(yè)的技術人員懂得，管接頭81和83將連接于輔助壓力源，使輔助壓力可選擇地連通于孔79的左端或孔79的右端。一對導向活塞85和87設置在橫向孔79內(nèi)，一桿件89軸向設置在活塞85和87之間，該桿件裝配在選擇閥件77內(nèi)形成的孔91中。在管接頭83和導向活塞87之間設有一壓縮螺簧93，因而在管接頭81處不存在輔助壓力時，桿件89和選擇閥件77被偏壓至圖3所示位置。
當輔助壓力通過管接頭81連通時，導向活塞85從圖3所示位置被向右偏壓，從而使桿件89右移至中間位置，使選擇閥件77從圖3所示位置順時針方向轉(zhuǎn)動。當輔助壓力通過管接頭81連通時，從管接頭83排泄，導向活塞85被進一步從圖3所示位置向右偏壓，因而使桿件89向右移動全程，使選擇閥件77從圖示位置進一步順時針方向轉(zhuǎn)動。因此，圖3所示位置和上述的兩個附加位置構(gòu)成選擇閥部分15的三個不同的工作狀態(tài)，其意義將在下文描述。
現(xiàn)在主要參閱圖1，3和4，選擇閥殼體73限定多個(N＋1)流體通道95，如圖1所示，所述流體通道形成在閥的殼體73的前表面上，但軸向向后延伸一個短的矩離，然后徑向向內(nèi)延伸，通入閥腔75。如前所述，N＋1是回轉(zhuǎn)齒輪專業(yè)中的通用術語，是指在環(huán)形件上內(nèi)齒的數(shù)目。因此，在每個第一容積腔39中的流體是通過各自的流體通道95連通的，存在于選擇閥件77的外表面處。同樣，如圖1所示，選擇閥殼體73限定多個(N＋1)流體通道97，每條流體通道97在一個與有關的流體通道95的開口軸向相鄰的位置上通入閥腔75。然后，每條流體通道在閥的殼體73的后表面上通過流體通道101的一個軸向延伸的部分99。按照與每個第一容積腔39與各自流體通道95流體連通相同的方式，每條流體通道101與各自的第二流體容積腔66連通。
現(xiàn)在主要參閱圖1，3，5A，5B和5C詳細描述選擇閥件77。與每對軸向?qū)实牧黧w通道95和97相鄰，選擇閥件77限定三個不同的閥門結(jié)構(gòu)，三個閥門結(jié)構(gòu)中與流體通道95和97連通的閥門結(jié)構(gòu)取決于選擇閥件77的轉(zhuǎn)動位置，而這又是如前所述由輔助壓力的連通所決定的。
選擇閥件77限定多個(N＋1)軸向長槽103，當選擇閥件77處于圖1和5A所示的轉(zhuǎn)動位置時，馬達以LSHT方式工作。在這種方式中，加壓流體從進口孔道25通過一定的軸向孔47連通至膨脹容積腔39。但是，當選擇閥件77處于圖5A所示的位置時，進入每個膨脹容積腔39的加壓流體可以流過相鄰的流體通道95，然后流過軸向槽103，然后流過流體通道97和101，流入第二膨脹容積腔66。就馬達輸出轉(zhuǎn)速與輸入流量的比而言，其結(jié)果是與好象只有一個回轉(zhuǎn)齒輪組一樣，等于齒輪組13和19的總合。
選擇閥件77限定多個(N＋1)徑向孔105(在圖3中看不見)。當選擇閥件77轉(zhuǎn)至圖5B所示的位置時，來自進口孔道25的加壓流體經(jīng)過一定的軸向孔47流入膨脹容積腔39，但是，對每個膨脹容積腔39來說，其各自的流體通道95只連通于閥件77的外圓柱表面，因而沒有流體流入或流出容積腔39，只是以通常的方式流過軸向孔47。同時，每個第二容積腔66通過其流體通道101和97與其各自的徑向孔105連通，因而現(xiàn)在每個第二容積腔與馬達的殼體排泄區(qū)域106馬達的包圍驅(qū)動軸55和67的部分敞通地流體連通。即，殼體排泄區(qū)域106在下文中及在權利要求書中也可稱為“流體再循環(huán)區(qū)域”，其理由是本專業(yè)技術人員理解的。因此，現(xiàn)在馬達以HSLT方式工作，在這種方式中，馬達的輸出轉(zhuǎn)速與輸入流量之比顯著較大(這是由于只有回轉(zhuǎn)齒輪組13是有效的緣故)。
在本實施例中，只是作為一個實例，由于回轉(zhuǎn)齒輪組13和19在長度上大致相等，因而LSHT轉(zhuǎn)速比是1.0∶1(通?？偸沁@樣)，而HSLT轉(zhuǎn)速比為大約2.0∶1。換言之，回轉(zhuǎn)齒輪組13單獨的流動容積大約是齒輪組13和19一起的流動容積的一半，因而HSLT方式的轉(zhuǎn)速大約是LSHT方式的轉(zhuǎn)速的二倍。按照本發(fā)明的一個重要方面，HSLT轉(zhuǎn)速比只是通過改變回轉(zhuǎn)齒輪組的長度就可以從一種馬達型號向另一種型號方便地改變。作為另一實例，如果圖1所示的馬達由一個軸向長度為齒輪組19的兩倍的齒輪組替代齒輪組19，那么，LSHT轉(zhuǎn)速比仍為1.0∶1，但是，HSLT轉(zhuǎn)速比就是3.0∶1，這是由于齒輪組13單獨的流動容積為兩齒輪組一起的流動容積的大約三分之一的緣故。根據(jù)這種原理，幾乎任何HSLT轉(zhuǎn)速比都可以被選擇，只是受到對于回轉(zhuǎn)齒輪組的最小和最大長度的實際局限性的限制。
僅通過舉例來說，第一回轉(zhuǎn)齒輪組13的軸向長度必須長得足以容納兩個花鍵連接裝置57和69，而第二回轉(zhuǎn)齒輪組的長度不必那么長，而不致使馬達的總長度過大。但是，在對于齒輪組13和19的長的實際限制范圍內(nèi)，本發(fā)明可以在很大的范圍內(nèi)選擇HSLT轉(zhuǎn)速比。
選擇閥件77也限定多個(N＋1)徑向孔107(見圖3)和109(只在圖5C中顯示)的孔對。當選擇閥件77轉(zhuǎn)至圖5C所示位置時，該位置相應于馬達的“自由輪”工作方式，每對流體通道95和97分別與其各自的徑向孔107和109流體連通。本專業(yè)技術人員懂得，當需要以自由輪方式運轉(zhuǎn)馬達時，無加壓流體與進口孔道25連通，而且無輔助壓力連通于管接頭81或83，因而壓簧93將選擇閥件77偏壓至圖3所示位置。在自由輪工作方式中，第二容積腔66按照在HSLT方式中相同的方式與殼體排泄區(qū)域106(流體再循環(huán)區(qū)域)相對較不受限制地流體連通。但是，在自由輪方式中，第一容積腔39借助有關的流體通道95和徑向孔107也與殼體排泄區(qū)域106相對不受限制地流體連通。
因此，在自由輪方式中，車輛可以被牽引，當輸出軸轉(zhuǎn)動時，星形件35和65作軌道和旋轉(zhuǎn)運動，而流體能夠流入流出第一和第二容積腔流體流動受到相對較小的限制。應當注意的是，在自由輪方式中，流體不受輸出軸45轉(zhuǎn)動的壓迫以流過相對較大限制的換向閥門裝置(即滑閥43)，而是所有的流體通過選擇閥部分15流入和流出容積腔39和66。由于選擇閥門裝量中的各流動孔寬暢地敞開，在本發(fā)明中，當車輛被牽引時，流體的溫度將上升至比流體的正常溫度高大約20或30°F，然后在該溫度上變平。通過比較，已經(jīng)觀察到，對于現(xiàn)有技術的馬達來說，對車輛的較長時間的牽引可能使流體的溫度持續(xù)上升，直至流體喪失潤滑能力，然后，馬達就開始磨損，這是馬達專業(yè)的技術人員熟知的一種現(xiàn)象。
雖然在本說明書中未專門說明，但是，采用本發(fā)明的構(gòu)思提供三轉(zhuǎn)速馬達也在本專業(yè)技術人員的能力范圍之內(nèi)。為提供三轉(zhuǎn)速馬達需要在第二齒輪組19后設置第二選擇閥部分，一個第三齒輪組設置在第二選擇閥和端蓋21之間。當兩個選擇閥處于圖5A所示的位置上時將出現(xiàn)最低的轉(zhuǎn)速。當?shù)谝贿x擇閥處于圖5A所示位置，且第二選擇閥變換至圖5B所示位置時出現(xiàn)中等轉(zhuǎn)速。當兩個選擇閥都變換至圖5B所示位置時出現(xiàn)高轉(zhuǎn)速工作方式。最后，當兩個選擇閥變換至圖5C所示位置時出現(xiàn)自由輪方式。
現(xiàn)在主要參閱圖6，該圖表示本發(fā)明的替代實施例，它與主要實施例的區(qū)別主要在于流體的流動路徑。在對圖6的替代實施例的工作的描述中，應當注意的是，相同或相似的零件使用與圖1-5所示實施例相同的標記，而新零件使用超過“120”的標號。因此，在圖1-5的實施例中，流體流過第一齒輪組13，然后流過選擇閥部分15，然后流過第二齒輪組19。在替代實施例中，流體流過選擇閥部分15，然后流過(在LSHT方式中)并聯(lián)的回轉(zhuǎn)齒輪組13和19，或者流過選擇閥部分15，然后流過齒輪組13或19，而另一齒輪組與殼體排泄區(qū)域106連通。
現(xiàn)在仍主要參閱圖6，隔板121和123分別在選擇閥部分15的前、后側(cè)上。一選擇閥件125設置在部分15中，所述選擇閥件限定多個(N＋1)流體通道127及多個(N＋1)流體通道129，兩者都可在圖6中看到。流體通道127提供從軸向孔47至第一容積腔39的流體連通，而流體通道129提供從軸向孔47，通過軸向孔131，然后通過在端蓋21中形成的徑向槽133，流入第二容積腔66的流體連通。當選擇閥件125處于圖6所示位置時，流體連通于兩組容積腔39和66，馬達以LSHT方式工作。
如果選擇閥件125轉(zhuǎn)至一個只有流體通道127可用的位置時，流體只連通于第一容積腔39，而第二容積腔66連通于殼體排泄區(qū)域106，其方式與結(jié)合圖1至5的實施例所述方式相同。在圖6所示的實施例中，當馬達從LSHT(轉(zhuǎn)速比為1.0∶1)變換至第二轉(zhuǎn)速(稱為“中等轉(zhuǎn)速中等轉(zhuǎn)矩”方式)時，如圖6所示，轉(zhuǎn)速比大約為1.1∶1，這是以回轉(zhuǎn)齒輪組13和19的相對長度為基礎的。
如果選擇閥件125然后轉(zhuǎn)至一個只有流體通道129可用的位置時，流體只與第二容積腔66連通，而第一容積腔39則按照結(jié)合圖1至5的實施例所述的方式連通于殼體排泄區(qū)域106。當馬達從第二轉(zhuǎn)速變換至第三轉(zhuǎn)速(HSLT方式)時，也是以齒輪組13和19的相對長度為基礎，如圖6所示，轉(zhuǎn)速比為大約9.5∶1。因此，采用替代實施例的馬達結(jié)構(gòu)可以只借助兩個回轉(zhuǎn)齒輪組和一個選擇閥部分取得三個轉(zhuǎn)速(加上自由輪)。而且，采用任一個實施例的布置，只通過提供附加回轉(zhuǎn)齒輪組和選擇閥部分就可以實現(xiàn)四個轉(zhuǎn)速。
應當注意的是，為了權利要求書的目的，回轉(zhuǎn)齒輪組13或19可以包括所述“第一”或“第二”齒輪組。
本發(fā)明的另一顯著特征在于，任一個實施例都可以在車輛行駛中從一個轉(zhuǎn)速(一種方式)變換至另一轉(zhuǎn)速，而不必停下車輛以便變速。
在前面的說明中已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明，據(jù)信，本專業(yè)技術人員根據(jù)閱讀和理解說明書完全可以理解本發(fā)明的各種修改和變化。本發(fā)明包括在權利要求書的范圍內(nèi)的各種修改和變化。
權利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，包括一個限定一流體進口孔道(25)和一流體出口孔道(27)的殼體(11)；流體操縱的排量裝置，它與所述殼體(11)配合工作并包括第一內(nèi)齒環(huán)形件(33)和偏心地設置在所述第一內(nèi)齒環(huán)形件(33)內(nèi)的第一外齒星形件(35)，所述星形件在第一內(nèi)齒環(huán)形件內(nèi)作相對的軌道和旋轉(zhuǎn)運動，以便響應于所述軌道和旋轉(zhuǎn)運動限定多個(N＋1)膨脹和收縮的第一容積腔(39)；換向閥裝置(43)，它與所述殼體(11)配合工作，以便響應于所述軌道和旋轉(zhuǎn)運動之一提供所述進口孔道(25)和所述第一膨脹容積腔(39)之間及所述第一收縮容積腔(39)和所述出口孔道(27)之間的流體連通；以及軸裝置(55)，其用于傳遞所述第一星形件(35)的所述旋轉(zhuǎn)運動；其特征在于(a)所述流體壓力操縱的排量裝置包括一個第二內(nèi)齒環(huán)形件(61)和一個偏心地設置在所述第二環(huán)形件(61)內(nèi)的第二外齒星形件(65)，所述第二外齒星形件在所述第二環(huán)形件內(nèi)作相對的軌道和旋轉(zhuǎn)運動，以便響應于所述軌道和旋轉(zhuǎn)運動限定多個(N＋1)膨脹和收縮的第二容積腔(66)；(b)連接裝置(67)用于將所述第二星形件(65)連接于所述第一星形件(35)，以便與其共同作軌道和旋轉(zhuǎn)運動；以及(c)選擇閥裝置(15)與所述第一環(huán)形件(33)和第二環(huán)形件配合工作，并能在第一低轉(zhuǎn)速位置(圖5A；6)工作以提供至每個所述第一容積腔(39)及其相應的第二容積腔(66)的流體連通，以及能在第二高轉(zhuǎn)速位置(圖5B)工作，在該位置上所述換向閥裝置(43)使加壓流體只連通至所述第一容積腔(39)，并使每個所述第二容積腔(66)和一個流體再循環(huán)腔(106)之間可流體連通。
2.如權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述選擇閥裝置(15)可在第三自由輪位置(圖5C)工作，使每個第一容積腔(39)和所述流體再循環(huán)腔(106)之間以及每個第二容積腔(66)和所述再循環(huán)腔(106)之間可流體連通。
3.如權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述第一環(huán)形件(33)和所述第一星形件(35)限定第一回轉(zhuǎn)齒輪輪廓，所述第二環(huán)形件(61)和所述第二星形件(65)限定第二回轉(zhuǎn)齒輪輪廓，所述第一和第二回轉(zhuǎn)齒輪輪廓基本相同。
4.如權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述換向閥裝置包括一個設置在由所述殼體(11)限定的滑閥孔(41)中的可轉(zhuǎn)動的滑閥(43)，所述軸裝置包括一根輸出軸(45)，該輸出軸與所述滑閥(43)整體形成，并以所述第一星形件(35)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。
5.如權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于每個所述第一星形件(35)和第二星形件(65)限定第一和第二內(nèi)花鍵組，所述連接裝置包括一狗骨軸(67)，所述狗骨軸包括分別與第一和第二內(nèi)花鍵組花鍵式嚙合的第一外花鍵組(69)和第二外花鍵組(71)。
6.如權利要求5所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述軸裝置包括一狗骨軸(55)，所述再循環(huán)腔(106)包括所述裝置圍繞所述狗骨軸(55，67)的內(nèi)部。
7.如權利要求2所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述選擇閥裝置(15)包括一個選擇閥殼體(73)，它在所述第一環(huán)形件(33)和第二環(huán)形件(61)之間軸向設置，并限定了一個基本呈圓筒形的閥腔(75)，所述選擇閥裝置還包括一個閥件(77)，該閥件設置在所述閥室(75)中，并且可在該閥室中在第一(圖5A)、第二(圖5B)和第三(圖5C)位置之間轉(zhuǎn)動。
8.如權利要求7所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述選擇閥殼體(73)限定多個(N＋1)第一流體通道(95)，每個所述第一流體通道提供在一個所述第一容積腔(39)和所述圓筒形閥腔(75)之間的流體連通。
9.如權利要求8所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述選擇閥殼體(73)限定多個(N＋1)第二流體通道(97)，每個所述第二流體通道提供在一個所述第二容積腔(66)和所述圓筒形閥腔(75)之間的流體連通。
10.如權利要求1所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述選擇閥裝置(15)包括一個軸向設置在所述換向閥裝置(43)和所述第一環(huán)形件(33)之間的選擇閥殼體(73)，還包括一個選擇閥件(125)，該選擇閥件與所述第一環(huán)形件(33)和所述第二環(huán)形件(61)配合工作以限定多條流體通道(127，129，131)，所述多條流體通道在所述第一低轉(zhuǎn)速位置(圖6)用于將流體從所述換向閥裝置(43)連通至所述第一流體容積腔(39)和第二流體容積腔(66)。
11.如權利要求10所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述選擇閥件(125)具有第二位置，在第二位置所述多條流體通道中的一定的流體通道(129)被堵住從所述換向閥裝置(43)至所述第二流體容積腔(66)的流體連通。
12.如權利要求11所述的旋轉(zhuǎn)式流體壓力裝置，其特征在于所述選擇閥件(125)具有第三位置，在第三位置所述多條流體通道中的一定的流體通道(12)被堵住從所述換向閥裝置(43)至所述第一流體容積腔(39)的流體連通。
全文摘要
一種多轉(zhuǎn)速比回轉(zhuǎn)齒輪馬達具有作為排量裝置的第一(13)和第二(19)回轉(zhuǎn)齒輪組,以及公知類型的換向閥件(43)。在一實施例(圖1－5)中,在第一和第二回轉(zhuǎn)齒輪組之間設有一個選擇閥部分(15)。在低轉(zhuǎn)速方式(圖5A)中,流體從換向閥件(43)流過第一容積腔(39),然后流過選擇閥部分,然后流過第二容積腔(66)。在高轉(zhuǎn)速方式(圖5B)中,從第一容積腔(39)的流出被選擇閥部分堵住,第二容積腔(66)中的流體通過選擇閥部分流至殼體排泄區(qū)域(106)。在自由輪方式(圖5C)中,第一和第二容積腔都通至殼體排泄區(qū)域。在另一實施例(圖6)中,選擇閥部分(15)設在換向閥件(43)和第一回轉(zhuǎn)齒輪組(13)之間,可允許或堵住至任一回轉(zhuǎn)齒輪組的流體連通,從而提供三轉(zhuǎn)速能力。在任一實施例中,可實現(xiàn)的相對轉(zhuǎn)速比是由兩回轉(zhuǎn)齒輪組的相對軸向長度確定的,因而顯著提高了選擇轉(zhuǎn)速比的靈活度。
文檔編號F04C2/10GK1340428SQ0112585
公開日2002年3月20日 申請日期2001年8月28日 優(yōu)先權日2000年8月28日
發(fā)明者約翰·B·赫克爾, 馬文·L·貝恩斯特羅姆 申請人:尹頓公司