液壓系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有冷卻系統(tǒng)的液壓馬達(dá)。該液壓馬達(dá)包括定子、在該定子內(nèi)轉(zhuǎn)動并環(huán)繞的轉(zhuǎn)子、與該轉(zhuǎn)子連接的傳動桿和與該定子連接的殼體。該殼體包括工作流體進(jìn)入端口、工作流體退出端口、冷卻流體進(jìn)入端口和冷卻流體退出端口。每個端口延伸通過該殼體并被配置成與不同的相關(guān)外部流體管線連接。加壓的流體進(jìn)入該工作流體進(jìn)入端口以在到達(dá)該工作流體退出端口的途中使該轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動并環(huán)繞。冷卻流體端口在該殼體內(nèi)與該工作流體進(jìn)入端口和該工作流體退出端口隔離。
【專利說明】液壓系統(tǒng)
本申請是申請日為2009年6月5日、發(fā)明名稱為“擺線馬達(dá)的冷卻系統(tǒng)”的第200910146979.2號專利申請的分案申請。
相關(guān)申請的交互參照
[0001]本申請要求2008年6月5日提交的美國臨時申請N0.61/059，064和2009年5月29日提交的美國申請N0.12/474，339的優(yōu)先權(quán)，在此引入它們的全部內(nèi)容作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種用于推動車輛的液壓系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明涉及一種包括擺線馬達(dá)的液壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]用于推進(jìn)駕乘式剪草機(jī)和其他小型車輛的液壓系統(tǒng)包括與液壓馬達(dá)連接的泵。泵用于將加壓流體(例如油)輸送到液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)將來自泵的加壓油流的能量轉(zhuǎn)換成用于傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動以推進(jìn)駕乘式剪草機(jī)的扭矩和速度。由于液壓馬達(dá)持續(xù)工作，馬達(dá)運(yùn)動部件產(chǎn)生的摩擦力可能會導(dǎo)致工作溫度高。冷卻馬達(dá)可以提高馬達(dá)的壽命以及提高工作效率。
[0004]在液壓系統(tǒng)中眾所周知的是，在壓力下導(dǎo)入冷卻油以驅(qū)動液壓馬達(dá)的輸出軸。在一種這樣的已知液壓系統(tǒng)中，冷卻油被導(dǎo)入馬達(dá)，更具體而言被導(dǎo)入擺線馬達(dá)中的擺線組。油通過馬達(dá)的泄油口從馬達(dá)退出。液壓馬達(dá)也可以被制造成包括加壓的中央開口，即液壓馬達(dá)不包括泄油口，這樣使得這種已知的冷卻系統(tǒng)不適于這種類型的馬達(dá)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種可以克服上述缺點的具有冷卻系統(tǒng)的液壓馬達(dá)，所述液壓馬達(dá)包括定子、在所述定子內(nèi)轉(zhuǎn)動并環(huán)繞的轉(zhuǎn)子、與所述轉(zhuǎn)子連接的傳動桿和與所述定子連接的殼體。所述殼體包括工作流體進(jìn)入端口、工作流體退出端口、冷卻流體進(jìn)入端口和冷卻流體退出端口。每個端口延伸通過所述殼體并被配置成與不同的相關(guān)外部流體管線連接。加壓的流體進(jìn)入所述工作流體進(jìn)入端口以在到達(dá)所述工作流體退出端口的途中使所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動并環(huán)繞。所述冷卻流體端口在所述殼體內(nèi)與所述工作流體進(jìn)入端口和所述工作流體退出端口隔離。
[0006]可以克服上述缺點的液壓系統(tǒng)的一個例子包括液壓馬達(dá)、泵、連接所述泵與所述液壓馬達(dá)以用于驅(qū)動和用于冷卻所述馬達(dá)的流體管線和與至少一條所述流體管線連接的油冷卻器。所述馬達(dá)包括:殼體部，包括工作流體進(jìn)入端口和工作流體退出端口 ；與所述殼體部連接的擺線組，包括轉(zhuǎn)子和定子；與所述轉(zhuǎn)子連接的傳動桿；與所述傳動桿連接的輸出軸；和與所述殼體部連接并封閉所述殼體部一端的端板。當(dāng)流體在所述工作流體進(jìn)入端口和所述工作流體退出端口之間流經(jīng)所述馬達(dá)時，所述轉(zhuǎn)子在所述定子內(nèi)轉(zhuǎn)動并環(huán)繞。所述端板包括冷卻流體進(jìn)入端口、冷卻流體退出端口和形成在所述端板內(nèi)表面上的槽。所述槽在所述殼體內(nèi)與所述工作流體進(jìn)入端口和所述工作流體退出端口隔離，使得當(dāng)所述冷卻流體流經(jīng)所述馬達(dá)時，通過所述冷卻流體進(jìn)入端口進(jìn)入所述槽和通過所述冷卻流體退出端口退出的冷卻流體沒有通過所述工作流體進(jìn)入端口進(jìn)入或通過所述工作流體退出端口退出。
[0007]—種可以被操作以冷卻擺線馬達(dá)的擺線馬達(dá)的端板，所述端板包括:基本上平的內(nèi)表面、從所述內(nèi)表面延伸進(jìn)所述端板的槽、從所述端板的外表面延伸進(jìn)所述端板的冷卻流體進(jìn)入端口和從所述端板的外表面延伸進(jìn)所述端板的冷卻流體退出端口。所述基本上平的內(nèi)表面被配置成接觸相關(guān)擺線馬達(dá)的部件的平面。當(dāng)所述端板與所述相關(guān)的擺線馬達(dá)連接時，所述端板的外表面與外界環(huán)境接觸。所述冷卻流體進(jìn)入端口與所述槽流體連通。所述冷卻流體退出端口也與所述槽流體連通。
[0008]降低擺線裝置內(nèi)壓力不平衡的液壓馬達(dá)的一個例子包括:殼體部，包括進(jìn)入端口、退出端口和中央開口 ；與所述殼體部連接的定子；當(dāng)加壓的流體被導(dǎo)入所述進(jìn)入端口時在所述定子內(nèi)轉(zhuǎn)動并環(huán)繞的轉(zhuǎn)子；與所述轉(zhuǎn)子連接的傳動桿；與所述傳動桿連接并配置在所述中央開口中的輸出軸；與所述殼體部連接的端板；平衡板；和被限制在所述平衡板和所述端板之間的球。所述轉(zhuǎn)子包括在所述轉(zhuǎn)子的前側(cè)上的前閥槽、在所述轉(zhuǎn)子的后側(cè)上的后外槽、在所述轉(zhuǎn)子的后側(cè)上的后內(nèi)槽和連接所述后外槽與所述前閥槽并經(jīng)過所述轉(zhuǎn)子的通道。所述平衡板接觸所述轉(zhuǎn)子的后側(cè)。所述平衡板配置在所述轉(zhuǎn)子和所述端板之間。所述平衡板包括從所述板的第一平面向內(nèi)延伸的梭腔、從所述板的第二平面向內(nèi)延伸進(jìn)所述梭腔的外通道、從所述板的第二平面向內(nèi)延伸進(jìn)所述梭腔的內(nèi)通道、鄰近所述外通道的外閥座和鄰近所述內(nèi)通道的內(nèi)閥座。當(dāng)所述轉(zhuǎn)子在所述定子內(nèi)轉(zhuǎn)動并環(huán)繞時，所述轉(zhuǎn)子的后外槽掃過所述平衡板，使得所述平衡板中的所述外通道與所述轉(zhuǎn)子上的所述后外槽連接，并且所述轉(zhuǎn)子上的所述后內(nèi)槽保持與所述中央開口的流體連通。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1示意性示出一種液壓系統(tǒng)，其包括泵、液壓馬達(dá)、油冷卻器和連接泵與液壓馬達(dá)的流體管線。
[0010]圖2是圖1所示的液壓馬達(dá)的剖視圖。
[0011]圖3是圖1所示的馬達(dá)的端板的平面圖(外側(cè))。
[0012]圖4是沿圖3的線4-4的剖視圖。
[0013]圖5是圖3所示的端板的平面圖(內(nèi)側(cè))。
[0014]圖6是圖4 一部分的放大圖。
[0015]圖7是圖1所示的馬達(dá)的平衡板的平面圖(轉(zhuǎn)子組側(cè))。
[0016]圖8是沿圖7的線8-8的剖視圖。
[0017]圖9是圖7所示的平衡板的平面圖(端板側(cè))。
【具體實施方式】
[0018]圖1示意性示出可以用于推進(jìn)駕乘式剪草機(jī)的液壓系統(tǒng)。圖1中的液壓系統(tǒng)可以用于推進(jìn)其他小型地面車輛。該液壓系統(tǒng)包括液壓馬達(dá)10和經(jīng)由流體管線與該液壓馬達(dá)連接的泵12。該流體管線連接泵12與液壓馬達(dá)10以用于驅(qū)動和用于冷卻馬達(dá)。該液壓系統(tǒng)還包括油冷卻器14 (例如散熱器)和貯存器16。在圖1中，用于推進(jìn)馬達(dá)的泵12和馬達(dá)10之間的連接是閉合回路，其可能導(dǎo)致馬達(dá)10的工作溫度高。當(dāng)馬達(dá)10用于驅(qū)動剪草機(jī)的輪子時尤其是這種情況。因此，希望提供一種用于冷卻液壓馬達(dá)的冷卻系統(tǒng)。
[0019]液壓系統(tǒng)的泵12是常規(guī)類型的泵，其包括主泵20和輔助泵22。主泵20是變排量泵，圖1所示的輔助泵可以是與變排量泵一起使用的供給泵。在圖1所示實施例中的變排量泵20和供給泵22均由輸入軸24驅(qū)動，該輸入軸與剪草機(jī)的發(fā)動機(jī)(圖未示)連接。這些泵20和22是常規(guī)的，因此不需要進(jìn)一步說明。
[0020]圖1所示的流體管線可以包括工作流體管線和冷卻流體管線。第一工作流體管線30連接主泵出口 32 (示意性示出)與馬達(dá)10的工作流體進(jìn)入端口 34(在圖1中被螺帽蓋住)。第二工作流體管線36連接主泵進(jìn)口 38 (示意性示出)與液壓馬達(dá)10的工作流體退出端口 42 (在圖1中被螺帽蓋住)。主泵20、工作流體管線30和36以及馬達(dá)10限定了可能導(dǎo)致馬達(dá)的工作溫度高的閉合回路。其他元件，例如過濾器，可以設(shè)置在連接主泵20與馬達(dá)10的回路中。
[0021]圖1所示的流體管線還包括連接輔助泵出口 52 (示意性示出)與冷卻流體進(jìn)入端口 54的第一冷卻流體管線50。第二冷卻流體管線56連接輔助泵進(jìn)口 58 (示意性示出)與冷卻流體退出端口 62。油冷卻器14與至少一條冷卻流體管線連接。如圖1所示，在所示實施例中，油冷卻器14與用于連接輔助泵進(jìn)口 58與冷卻流體退出端口 62的第二冷卻流體管線56連接。
[0022]從圖1中明顯可以看出，推進(jìn)馬達(dá)10的流體，即工作流體，與冷卻馬達(dá)的流體隔離開(除了由供給泵22輸送至變排量泵20的少量流體之外)。在馬達(dá)自身內(nèi)，推進(jìn)馬達(dá)10的流體與冷卻馬達(dá)的流體隔離開。換言之，通過冷卻流體進(jìn)入端口 54進(jìn)入馬達(dá)10的流體流經(jīng)馬達(dá)沒有通過馬達(dá)的工作流體出口 42退出。相反，通過冷卻流體進(jìn)入端口 54進(jìn)入的流體通過冷卻流體退出端口 62退出，并且沒有與流經(jīng)馬達(dá)以推進(jìn)馬達(dá)的流體混合。馬達(dá)的內(nèi)部部件更詳細(xì)地顯示在圖2中。在另一種配置中，在工作流體管線30，36上可以設(shè)置配件。第一冷卻流體管線50可以與第一工作流體管線30和冷卻流體進(jìn)入端口 54連接，而不是連接輔助泵出口 52與冷卻流體進(jìn)入端口 54。同樣，第二冷卻流體管線56可以與第二工作流體管線36和冷卻流體退出端口 62連接。在這種情況下，可以不設(shè)置輔助泵22。
[0023]參照圖2，液壓馬達(dá)10包括殼體，該殼體包括前殼體部70和與該前殼體部連接的端板72。該殼體限定了圖1中可見的工作流體進(jìn)入端口 34、工作流體退出端口 42、冷卻流體進(jìn)入端口 54和冷卻流體退出端口 62。對于圖示實施例更具體的是，工作流體進(jìn)入端口34和工作流體退出端口 42形成在前殼體部70中，冷卻流體進(jìn)入端口 54和冷卻流體退出端口 62形成在端板72中。每個端口 34，42，54和62延伸通過殼體，并被配置成與不同的外部流體管線連接。
[0024]液壓馬達(dá)10還包括與前殼體部70和端板72連接的擺線組74。該擺線組包括轉(zhuǎn)子76和定子78。轉(zhuǎn)子76在定子78內(nèi)轉(zhuǎn)動并環(huán)繞。定子78與殼體連接。
[0025]在圖2示出的實施例中，轉(zhuǎn)子76包括在轉(zhuǎn)子鄰近歧管84的前平面80上的環(huán)形前閥槽82。前閥槽82經(jīng)由通道92 (示意性示出)與設(shè)置在轉(zhuǎn)子76鄰近平衡板88的后平面90上的環(huán)形后外槽86連接。后內(nèi)槽94 (也是環(huán)形的)從后外槽86徑向向內(nèi)配置，并形成在轉(zhuǎn)子76的同一后表面90上。下面更詳細(xì)地說明這些槽和通道的功能。[0026]繼續(xù)參照圖2，多個螺栓100(圖2中僅看到一個)將端板72、平衡板88、擺線組74和歧管84與前殼體部70連接。前殼體部70包括中央開口 102，在圖示實施例中，中央開口 102與工作流體進(jìn)入端口 34或工作流體退出端口 42連接。傳動桿104與轉(zhuǎn)子76連接并配置在前殼體部70的中央開口 102內(nèi)。輸出軸106與傳動桿104連接并至少部分地配置在中央開口 102內(nèi)。圖2所示的輸出軸106與制動組件108連接，也可以與剪草機(jī)的輪子(圖未示)連接。在液壓馬達(dá)10的操作過程中，前殼體部70的中央開口 102可能處于壓力下，從而使得圖2所示的馬達(dá)10不適于泄油口。因此，提供用于冷卻馬達(dá)10的另一種機(jī)制。
[0027]參照圖3-6，端板72包括冷卻流體端口 54和62，每一個端口與從緊靠平衡板88的內(nèi)平面114在端板72中磨銑、車削或機(jī)械加工而形成的環(huán)形冷卻槽112連通(參見圖2)。冷卻流體進(jìn)入端口 54和冷卻流體退出端口 62從端板的外表面110延伸進(jìn)端板72。當(dāng)端板72與馬達(dá)10的其余部分連接時，外表面110與外界環(huán)境接觸。在圖5中相對于端板72和槽112的中心從端口 54沿順時針方向測量，冷卻流體端口 54和62彼此成角度地偏置大約160°。換言之，冷卻流體進(jìn)入端口 54與冷卻流體退出端口 62繞環(huán)形槽112間隔至少約160°。兩端口的間隔避免了圖1所示的冷卻回路出現(xiàn)短路。冷卻流體端口 54和62可以彼此設(shè)置的更近；然而，在這樣的配置中，可能需要阻斷兩端口間的最近通路之間的環(huán)形槽112，以防止冷卻流體短路。例如，顯示在槽112中的壁116用于阻斷在冷卻流體進(jìn)入端口 54和冷卻流體退出端口 62之間沿一個方向的流動。
[0028]環(huán)形外密封凹口 120從環(huán)形冷卻槽112徑向向外偏置。環(huán)形外密封凹口 120收容密封件122 (圖2)，以將冷卻槽112與外界環(huán)境隔離。環(huán)形內(nèi)密封凹口 124從冷卻槽112徑向向內(nèi)配置，并收容密封件126 (圖2)，以將冷卻槽112與流經(jīng)馬達(dá)10而驅(qū)動輸出軸106的工作流體隔離(圖2)。換言之，各密封件將馬達(dá)中的冷卻流體與工作流體隔離。密封件122和126也將冷卻槽112中的流體與液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動部件隔離。換言之，槽112在馬達(dá)殼體內(nèi)與工作流體進(jìn)入端口 34和工作流體退出端口 42隔離，使得通過冷卻流體進(jìn)入端口 54進(jìn)入槽112的流體沒有通過工作流體進(jìn)入端口 34進(jìn)入，也沒有通過工作流體退出端口 42退出。
[0029]環(huán)形內(nèi)密封凹口 124小于用于密封端板與平衡板的已知的密封凹口。由于內(nèi)密封凹口 124的面積較小，可以減小作用在端板72和平衡板88上的力。這樣提高了輸出軸106的扭矩工作能力，因為機(jī)械阻力減小。此外，馬達(dá)10工作時沒有象具有較大這種凹口的馬達(dá)那樣熱。在圖示實施例中，環(huán)形內(nèi)密封凹口 124沿徑向測量的寬度為約0.120英寸，沿軸向測量的深度為約0.058英寸。
[0030]再次參照圖1，包括供給泵22和連接供給泵與端板72的冷卻流體管線50和56的冷卻回路通過將冷卻油導(dǎo)入液壓馬達(dá)的端板而冷卻液壓馬達(dá)。如圖2所示，端板72鄰近擺線組74和平衡板88，它們通常是馬達(dá)10的最熱部件。油被抽入冷卻流體進(jìn)入端口 54并流入冷卻槽112。油從冷卻流體退出端口 62退出，在途中經(jīng)過散熱器14，以在油返回進(jìn)入供給泵22之前冷卻油。這與在壓力下導(dǎo)入冷卻油以驅(qū)動液壓馬達(dá)輸出軸的已知液壓馬達(dá)冷卻系統(tǒng)大不相同。在已知的液壓馬達(dá)冷卻系統(tǒng)中，冷卻油被導(dǎo)入馬達(dá)，并通過馬達(dá)的泄油口從馬達(dá)退出。由于圖1和圖2所示的馬達(dá)10具有加壓的中央開口，因此其不包括泄油口，這樣使得已知的冷卻系統(tǒng)不適于這種馬達(dá)。然而，本發(fā)明公開的冷卻系統(tǒng)也可以與包括泄油口的液壓馬達(dá)一起工作。
[0031]圖1所示的回路將用于冷卻馬達(dá)的油與用于驅(qū)動馬達(dá)的油分開。冷卻通道112顯示在端板72中。馬達(dá)10，尤其是馬達(dá)的殼體，可以包括限定在殼體中并與冷卻流體端口連通的冷卻通道。例如，與冷卻通道112相似的冷卻通道可以形成在馬達(dá)的其他部件中，如平衡板88、定子78、歧管84等。
[0032]圖7-9示出液壓馬達(dá)10的平衡板88。平衡板88包括從板88的后平面132朝著板的前平面134軸向向內(nèi)延伸的梭腔130。外通道136從前內(nèi)表面134向內(nèi)延伸進(jìn)梭腔130。內(nèi)通道138也從前表面134向內(nèi)延伸進(jìn)梭腔130。外閥座142形成在腔130中并鄰近外通道136。內(nèi)閥座144也形成在腔130中并鄰近內(nèi)通道138。再次參照圖2，止回球150設(shè)置在梭腔130中，并被限制在平衡板88和端板72之間。
[0033]當(dāng)轉(zhuǎn)子76在定子78內(nèi)轉(zhuǎn)動并環(huán)繞時，轉(zhuǎn)子76上的環(huán)形外槽86掃過平衡板88，使得平衡板88中的外通道136與轉(zhuǎn)子76上的環(huán)形外槽86連接。形成在平衡板88中的內(nèi)通道138保持轉(zhuǎn)子76的中央開口與前殼體部70的中央開口 102之間的流體連通。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)子76的中央開口處于相對較高壓力下時，球150被推離閥座144(圖8)，并被導(dǎo)向閥座142。當(dāng)轉(zhuǎn)子的中央開口用作馬達(dá)的出口時(相對較低壓力)，球150位于閥座144上。
[0034]上面詳細(xì)地說明了液壓馬達(dá)和液壓馬達(dá)系統(tǒng)。經(jīng)閱讀并理解上述詳細(xì)說明后，可以對其作出修改和變化。本發(fā)明不僅限于上述實施例。相反，本發(fā)明由所附權(quán)利要求書和其等同物寬泛地限定。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓系統(tǒng),包括: 液壓馬達(dá)，包括 殼體部，包括工作流體進(jìn)入端口和工作流體退出端口； 與所述殼體部連接的擺線組，包括轉(zhuǎn)子和定子，當(dāng)流體在所述工作流體進(jìn)入端口和所述工作流體退出端口之間流經(jīng)所述馬達(dá)時，所述轉(zhuǎn)子在所述定子內(nèi)轉(zhuǎn)動并環(huán)繞； 與所述轉(zhuǎn)子連接的傳動桿； 與所述傳動桿連接的輸出軸；和 與所述殼體部連接并封閉所述殼體部一端的端板，所述端板包括冷卻流體進(jìn)入端口、冷卻流體退出端口和形成在所述端板內(nèi)表面上的槽，所述槽在所述殼體內(nèi)與所述工作流體進(jìn)入端口和所述工作流體退出端口隔離，使得當(dāng)所述冷卻流體流經(jīng)所述馬達(dá)時，通過所述冷卻流體進(jìn)入端口進(jìn)入所述槽和通過所述冷卻流體退出端口退出的冷卻流體沒有通過所述工作流體進(jìn)入端口進(jìn)入或通過所述工作流體退出端口退出； 泵，包括泵進(jìn)口和泵出口 ； 流體管線，連接所述泵與所述液壓馬達(dá)以用于驅(qū)動和用于冷卻所述液壓馬達(dá)；和 與至少一條所述流體管線連接的油冷卻器。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其中所述油冷卻器的位置使得通過所述冷卻流體退出端口離開所述液壓馬達(dá)的流體流過所述油冷卻器。
3.如權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其中所述泵包括主泵和輔助泵，所述主泵包括主泵進(jìn)口和主泵出口，所述輔助泵包括輔助泵進(jìn)口和輔助泵出口。
4.如權(quán)利要求3所述的液壓系統(tǒng)，其中所述流體管線包括連接所述主泵出口與所述工作流體進(jìn)入端口的第一工作流體管線、連接所述主泵進(jìn)口與所述工作流體退出端口的第二工作流體管線，它們一起限定閉合回路。
5.如權(quán)利要求4所述的液壓系統(tǒng)，其中所述流體管線包括連接所述輔助泵出口與所述冷卻流體進(jìn)入端口的第一冷卻流體管線和連接所述輔助泵進(jìn)口與所述冷卻流體退出端口的第二冷卻流體管線，其中所述油冷卻器與至少一條所述冷卻流體管線連接。
6.如權(quán)利要求5所述的液壓系統(tǒng)，其中所述輔助泵安裝在所述主泵上，并將流體從貯存器供給到所述主泵。
【文檔編號】F15B15/18GK103498827SQ201310361678
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2008年6月5日
【發(fā)明者】戴格瑞·理查德 申請人:懷特驅(qū)動產(chǎn)品有限公司