專利名稱：低速大扭矩轉子式液壓馬達及其改進的閥門裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及如低速大扭矩轉子式馬達這樣的旋轉液壓裝置，更準確地說，本發(fā)明涉及一種用于這種馬達的新型閥門裝置，這種裝置既可改善容積效率又可改善機械效率。
本發(fā)明所涉及的這種類型的低速大扭矩轉子式馬達一般根據其閥門配置方式或者歸入“滑閥”式液壓馬達類或者歸入“圓盤閥”式液壓馬達類。在本文中所使用的“滑閥”這個詞，指的是一種大致為圓柱形閥門構件，這種閥門構件在滑閥的圓柱形外表面和與其鄰近的環(huán)繞的殼體件的圓筒形表面之間起閥門作用。在由本發(fā)明的受讓者批量生產的這種類型的典型滑閥式液壓馬達，滑閥與液壓馬達輸出軸制成整體結構(參見轉讓給本發(fā)明受讓者的美國專利4592704號)。
在該典型的滑閥式液壓馬達中，側面載荷(即沿輸出軸徑向施加的載荷將傳遞給滑閥，從而要求滑閥具有一個或多個能與由殼體構成的圓筒形閥柱孔嚙合的軸承表面或軸頸表面。這種軸承表面增加了滑閥的總體尺寸、結構復雜性和加工成本。部分原因是由于存在這樣的軸承表面，所以滑閥式液壓馬達易受到熱沖擊的作用，既流入冷的液壓馬達內的溫熱液壓液體會使滑閥膨脹，從而使閥柱在滑閥孔內出現卡死現象。同樣地，正如本領域的普通技術人員將理解的那樣，要為用戶提供一種由啞鈴形軸(dogboneshaft)將扭矩從轉子式齒輪組直接傳遞給用戶用的內花鍵裝置(例如輪轂)的“無軸承”型的滑閥式液壓馬達顯然是不可能的。
滑閥式液壓馬達正確的閥定時取決于該滑閥和(構成液體容腔的)轉子環(huán)之間正確的轉動關系?；y是由將扭矩從轉子傳遞給輸出軸的啞鈴形軸驅動的。因此，在傳遞扭矩的花鍵連接機構(或者在星形件和啞鈴形軸之間或者在啞鈴形軸和輸出軸之間)的任何磨損都會改變滑閥的定時性。
該典型滑閥式液壓馬達的最后一個缺陷同時也是本發(fā)明所要解決的問題是滑閥式液壓馬達的容積效率隨壓力增加而急劇下降的趨勢。已經證實，當典型的滑閥式液壓馬達承受大約2000磅/平方英寸的工作壓差時，該液壓馬達內的滑閥可能會有大約0.001英寸的徑向的“癟縮”或總直徑減小?；y的這種癟縮會導致滑閥外表面和閥柱孔之間的徑向間隙加大，因此會在毗鄰高壓區(qū)和低壓區(qū)之間出現交叉孔口漏泄，從而大大降低容積效率。
滑閥式液壓馬達的最主要優(yōu)點之一是液壓馬達的輸出扭矩中僅僅用于驅動滑閥的那一部分幾乎可以忽略不計。因此，典型的滑閥式液壓馬達具有較高的機械效率。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種低速大扭矩轉子式液壓馬達，該液壓馬達保留了典型滑閥式液壓馬達所具有較高機械效率的特性，同時克服了滑閥式液壓馬達的各種缺陷。
本發(fā)明的一個更為具體的目的是提供一種改進的滑閥式液壓馬達，這種液壓馬達基本上克服了滑閥的受壓癟縮問題，因此具有比現有技術的滑閥式液壓馬達好得多的容積效率。
本文所說的“圓盤閥式液壓馬達”是指其閥門構件大致為圓盤形的并且在圓盤閥的橫向表面(垂直于轉動軸)和一個毗鄰的橫向表面之間產生閥門作用的液壓馬達(參見轉讓給本發(fā)明受讓人的美國專利3572983號，并通過引用該專利而將它結合到本發(fā)明中)。
由本發(fā)明受讓人生產的典型圓盤閥式液壓馬達的生產成本一直比性能類似的滑閥式液壓馬達的生產成本要相對高些。生產成本較高的一個原因是圓盤閥式液壓馬達需要某種軸向壓力平衡機構，在由本發(fā)明的受讓人批量生產的液壓馬達中，這種平衡機構實際上提供了“過平衡”的壓力，即偏置圓盤閥抵靠固定閥表面上的凈力。假如圓盤閥真的是處于軸向平衡狀態(tài)的，則閥門構件的“起飛”(即圓盤閥在軸向與固定閥分離)的現象就將很容易發(fā)生，從而導致顯著的交叉孔口漏泄和出現液壓馬達失速現象。不過，圓盤閥的“起飛”現象在很大程度上由平衡機構的壓力過平衡所避免。
典型圓盤閥式液壓馬達的一個主要缺點是如上所述施加在圓盤閥上的必要的壓力過平衡所產生的結果。將圓盤閥偏置使其與毗鄰的固定閥表面成滑動密封接觸的過平衡力導致出現較低的圓盤閥式液壓馬達機械效率。因為驅動圓盤閥所需要的扭矩有損于液壓馬達的凈輸出扭矩。
圓盤式閥液壓馬達的主要優(yōu)點之一是由于圓盤閥和固定閥表面之間形成密封接觸，因此隨著液壓馬達兩端壓差的增加，其容積效率只稍微有點下降。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種改進的低速大扭矩轉子式液壓馬達，它保留了典型圓盤閥式液壓馬達具有良好容積效率的特征，同時克服了圓盤式閥液壓馬達的缺陷。
本發(fā)明的上述和其它目的是通過提供一種帶有構成液體入口裝置和液體出口裝置的殼體裝置的旋轉液壓裝置來實現的。一個液體能量傳遞排代裝置與該殼體相結合，它包括一個相對殼體作旋轉運動的構件和一個相對殼體作軌道運動的構件，以便隨著這種旋轉運動和軌道運動形成膨脹和收縮液體容腔。閥門裝置與殼體相配合以便在液體入口裝置與膨脹容腔之間和收縮容腔與液體出口裝置之間形成液體連通關系。該裝置包括一個輸入-輸出軸和一個用來在具有旋轉運動的排代裝置構件和輸入-輸出軸之間傳遞扭矩的裝置。該閥門裝置包括一個大致圓柱形的滑閥構件，從而構成一對端面，并在構件的圓柱形外表面上構成閥門通道?；y在旋轉的排代裝置構件的轉動速度下進行轉動。殼體裝置包括一閥殼體段，它構成一閥柱孔并環(huán)繞著滑閥構件，進而構成多個計量通道，每一個通道都與一個液體容腔保持液體連通。
該改進的旋轉液壓裝置的特征在于滑閥構件和閥殼體段是設置在與輸入-輸出軸相對的排代裝置的一側?；y構件相對較堅實，因此經得起預定的液體壓力的作用而不會有明顯地癟縮。
改進的旋轉液壓裝置的特征還在于上述閥殼體段包括一相對較厚的外殼體部分和一相對較薄并構成閥柱孔的內殼體部分。內殼體部分與外殼體部分是壓配合，其過盈配合的過盈量應足以向內殼體部分預先施加至少等于預定液體壓力的等效力的預定力，因此，內殼體部分將能經受住預定液壓力的作用，而閥孔不會產生明顯的脹大。


圖1是根據本發(fā)明制造的低速大扭矩轉子式液壓馬達的軸向斷面圖;
圖2是沿圖1中線2-2截取的橫向斷面放大圖;
圖3是類似于圖2但沿圖1中線3-3截取的橫向斷面圖，僅示出了根據本發(fā)明制造的閥殼體段的外殼體部分;
圖4是根據本發(fā)明制造的閥殼體段的內殼體部分的軸向平面圖，其比例與圖2一樣;
圖5是圖4所示為自內殼體部分截取的軸向斷面圖，其比例與圖4一樣;
圖6是從圖1左側看到的本發(fā)明滑閥端部橫向平面視圖;
圖7是沿圖6中線7-7截取的軸向斷面圖，其比例與圖6一樣，而圖6和圖7的比例要比前述幾個附圖的比例都大;
圖8是類似于圖1的局部軸向斷面圖，示出了本發(fā)明的一個可供選擇替換的實施例;
圖9是沿圖8中線9-9截取的局部橫向斷面圖，與圖8具有相同的比例。
圖10是從圖8右側看到的該可供選擇替換的實施例的滑閥端部的一個橫向平面視圖。
現在參照各附圖，但這并不是意圖用來限制本發(fā)明。其中圖1示出了根據本發(fā)明制造的一個低速大扭矩轉子式液壓馬達。圖1所示的液壓馬達包括多個例如用多個螺栓11固定在一起的部分。該液壓馬達包括一個帶有安裝法蘭15的軸承殼13、一轉子排代機構17、一配流盤19、一閥殼體段21、和一端蓋23。
轉子式排代機構17在現有技術中是眾所周知的，轉讓給本發(fā)明受讓人的美國專利第4533302號中示出和描述該機構，因此，此處僅對它作簡單地描述。更詳細地說，轉子式排代機構17包括一個帶內齒的環(huán)形件25和一個帶外齒的星形件27。星形件27偏心地設置在環(huán)形件25內，并且其齒數要比環(huán)形件25的齒數少一個。在主題實施例中，星形件27相對環(huán)形件25作軌道運動和旋轉運動，這種軌道運動和旋轉運動構成多個膨脹和收縮液體容腔29。本領域的普通技術人員應該清楚地知道，本發(fā)明并不局限于環(huán)形件是固定安裝的而星形件是沿軌道運行和旋轉這樣的設置方案，或代之以，或者環(huán)形件或者星形件可有或者軌道運動或者旋轉運動。此外，本發(fā)明并不僅限于轉子作為排代機構。
仍參見圖1，該液壓馬達包括一輸出軸31，它設置在軸承殼13內，并在該軸承殼內由適合的軸承組33和35轉動地支承著?？拷S承組35的前端設有一軸承保持器和卡環(huán)組件，用總標號36表示。軸31包括一組直齒內花鍵37，該花鍵37與一組在主驅動軸41前端上形成的鼓形外花鍵39相嚙合。在主驅動軸41后端設置有另一組鼓形外花鍵43，該組外花鍵與在星形件27內徑上形成的一組直齒內花鍵45相嚙合。在本主題實施例中，環(huán)形件25具有7個內齒，而星形件27具有6個外齒。因此，星形件27的六個軌道導致產生星形件27自身完成一整周轉動，主驅動軸41和輸出軸31也完成一整周轉動。本領域的普通技術人員應當知道在權利要求書中所用的“輸入-輸出軸裝置”這個詞可以指輸出軸31也可以指主驅動軸41。
與星形件27的內花鍵45相嚙合的還有在圍繞閥驅動軸49一端上形成的一組外花鍵47，在閥驅動轉軸49的另一端具有另外一組外花鍵51，該花鍵51與在圍繞著用總標號55表示的滑閥的內圓周面上形成的一組內花鍵53相嚙合?；y55可轉動地設置在閥殼體段21內，兩者都將在下文中作更加詳細的描述。
仍參見圖1，配流盤19構成多個液體通道57(圖1中僅示出其中2個)，每一個液流通道57都設置成與毗鄰的容腔29處于連續(xù)的液體連通狀態(tài)。在主題實施例中，具有7條液體通道57，因為環(huán)形件25有7個內齒，從而構成7個液體容腔29的通道。
現在參見圖2和圖3并將它們與圖1相比較可以看出，圖2和圖3實際上是一可供選擇替換的實施例，它與圖1所示實施例的不同之處僅在于其閥殼體段21的徑向尺寸要大些。圖2示出閥殼體段21和滑閥55的橫向平面視圖。閥殼體21構成多個液體通道59(有時也稱為計量通道)，在主題實施例中，該液體通道伸展在閥殼體段21(參見圖1)的整個軸向長度上。每一計量通道59都是與一條液體通道57有液體連通關系。這樣，就有圖2中所示的7條計量通道59。
用總標號21表示的閥殼體段包括一外殼體部分61，它形成一大致為圓筒形內表面63，還形成一液體入口孔65和一液體出口孔67。外殼體部分61還形成連通液體入口孔65和內表面63間的液體通道69，和連通液體出口孔和內表面64間的液體通道71。
現在參見圖4和圖5(注意圖3、圖4和圖5具有相同的比例)，閥殼體段21還包括一內殼體部分73。如圖2所示，內殼體部分73大致為圓筒體并有一大致為圓柱形外表面75。必須注意的是內殼部分73在圖1、圖4和圖5中的方位是完全一樣的，圖4和圖5所不同之處在于圖5是斷面圖;而不是外側平面圖。內殼體部分73借助液體通道69構成一與入口孔65呈開口的液體連通的液體口孔77(僅在圖4中示出)。類似地，內殼體部分73借助液體通道71還構成一與出口孔67呈開口的液體連通的液體孔口79(在圖4中僅以虛線形式示出，在圖5中以實線形式示出)。
現在主要參見圖5，內殼體部分73構成一大致為圓筒形內表面81，它包括一閥柱孔并為滑閥55提供唯一的轉動支承面。內殼體部分73還構成一與液體孔口77呈開口連通的前端內環(huán)槽83和一與液體孔口79呈開口連通的尾端內環(huán)槽85。
結合圖2再次參見圖4和圖5，內殼體部分73構成多個徑向孔口87，每個徑向孔口87在閥柱孔81和與其毗鄰的一個計量通道59(參見圖2)保持液體連通。因此，在主題實施例中，內殼體部分73構成7個徑向孔口87。
在隨后對本發(fā)明所作的描述中，外殼體部分61稱為“相對較厚的”，而內殼體部分稱為“相對較薄的”，“較厚的”和“較薄的”這兩個詞是指殼體部分61和73的徑向尺寸。對于本領域的普通技術人員通過以下描述將理解到，外殼體部分61設計成相對來說較厚些的目的在于使其能承受液壓馬達的額定液壓的作用而不產生明顯的徑向變形或脹大。同樣地，內殼體部分73設計成相對來說較薄的目的在于以外表面75與內表面63處于密封接觸狀態(tài)下使該內殼體部分73能與外殼體部分61壓配合。如可從圖2清楚看到的那樣，內殼體部分73與外殼體部分61壓配合的一個后果是內殼體部分73與外殼體部分61相配合構成計量通道59，從而不需要對計通道59進行機械加工。
本發(fā)明的一個重要方面是內殼體部分73與外殼體部分61并非僅通過那種壓配合而保持兩者之間的牢固的接合?；虼?，本發(fā)明的重要方面是壓配合過程與液壓馬達的額定壓力有關。例如僅僅作為例子，如果液壓馬達連續(xù)運行的額定壓力為3000磅/平方英寸，那么內殼體部分73和外殼體部分61之間的過盈量應這樣確定，使得在壓配合后，作用在內殼體部分73上的合成徑向預壓力大約等效于具有3000磅/平方英寸連續(xù)額定壓力的壓力液體所施加的徑向力，因此可與該力相平衡。作為壓配合的預壓力與某一預定體壓力大小匹配的結果，在液壓馬達以預定壓力運轉的過程中閥柱孔81將不會出現明顯的徑向脹大。
壓配合的預壓力，根據液壓馬達設計者的選擇，可以與高于連續(xù)額定液體壓力的壓力水平相匹配，也可以與稍微低一些的壓力相匹配，對于本領域的普通技術人員而言，這是顯而易見的事。在本發(fā)明的研制過程中通過另一個例子發(fā)現，對內殼體部分73提供相對于外殼體部分61大約0.005至0.006英寸的過盈量，那么所產生的預壓力等效于液壓馬達在4000磅/平方英寸液壓下運轉，因此液壓馬達運轉在4000磅/平方英寸液壓力下不會導致內殼體部分73產生明顯的膨脹。
本領域的普通技術人員應該理解到，這里所使用的諸如“壓配合”或“過盈”這樣的詞并非要使本發(fā)明局限于任何特定的內外殼體部分的組裝方法，在下文和權利要求書中所用的上述和其它類似的詞，應該理解為包括了能夠取得同樣效果的任何其它類型的方法。僅作為一個例子，內、外殼體部分的組裝可以借助溫差熱壓配合的方法實現。
現在主要參見圖6和圖7，對滑閥55作更加詳細的描述。如從圖7中清楚地看到，本發(fā)明的一個重要方面是滑閥55相對較堅實，即具有足夠的徑向厚度，使得液壓馬達以某一預定液壓力運轉時不會造成滑閥出現明顯的癟縮。應該理解到，在這里所使用的“癟縮”這個詞所指為滑閥55外徑的縮小。
上面所指的、滑閥55能夠承受得起而不會使之癟縮的“預定壓力”，最好應選擇得使其與在內殼體部分73上的預定壓力匹配的預定壓力等值。換句話說，內殼體和滑閥兩者都要設計成可在某一預定壓力下工作，在該壓力下，閥柱孔內徑不會膨脹，滑閥不會癟縮，從而可防止在該預定壓力下出現容積效率迅速下降的現象。
滑閥55構成一緊貼配流盤19的前端面89和一緊靠端蓋23的尾端面91?；y55還構成多個前端軸向溝槽93和多個尾端軸向溝槽95。軸向溝槽93在端面89處是開口的(參見圖2)，而軸向溝槽95在端面91處是開口的，可參見圖6所示。軸向溝槽93和95的軸向范圍相互搭接，以至每一個溝槽93或95都能夠與每一個徑向孔口87處于完全連通狀態(tài)，以便提供低速的換向閥門裝置連通，這種類型的連通形式對于本領域的普通技術人員來說是熟知的。軸向溝槽93和軸向溝槽95以交替交叉交錯排列方式分布在滑閥55的外圓周面上。正如本領域的普通技術人員所熟知的那樣，滑閥55包括六個軸向溝槽93和六個軸向溝槽95，因為有7個容腔29和7條液通道57、7條計量通道59及7個徑向孔口87。
每一條軸向溝槽93各有一條軸向通道97與其連通，而每一條軸向溝槽95也各有一條軸向通道99與其連通。每一條軸向通道97都通到一個在端面91上形成的壓力平衡凹口101。同樣地，每一條軸向通道99都通到一個在端面89上形成的壓力平衡凹口103(仍參見圖2)。本發(fā)明的一個重要方面是滑閥55處于軸向壓力平衡狀態(tài)(而不是象圓盤閥那木處于壓力過度平衡狀態(tài))，以便使轉動滑閥所需的扭矩如此之小，以致不會導致液壓馬達的機械效率明顯地降低。在這里所使用的“軸向壓力平衡”這個詞的意思是不管通過液壓馬達的壓差有多大，作用在滑閥上使其向前端偏移的液體壓力大致等于作用在滑閥上使其向尾端偏移的液體壓力，且被后者所平衡。
為了實現這樣的軸向壓力平衡，最好應使每一個壓力平衡凹口101的橫截面積都與相應的軸向溝槽93的橫截面積幾乎相等，盡管這并非是本發(fā)明的必要特征。同樣地，每一個壓力平衡凹口103的橫截面積也應與相應的軸向溝槽95的橫截面積幾乎相等。關于凹口101和103與溝槽93和95的橫截面積，指的是如圖2和圖6所示的面積，即在垂直于轉動軸線的平面上所測量的面積。
滑閥55構成一中央軸向通道105，它將內花鍵53內的前端凹口與中央壓力平衡凹口107連接起來。由于前面所述的相同原因，凹口107的橫截面積應該與由內花鍵53構成的橫截面積基本相等。正如前面所指出的那樣，盡管存在軸向通道105，但根據滑閥55所具有的能夠承受預定液壓力而不會“癟縮”的能力，滑閥55被稱為是“相對堅實的”。
正如前面論述的那樣，現有技術的滑閥式液壓馬達在滑閥的兩端部需要有軸承面，部分原因在于提供足夠的側面截荷承受能力?，F有技術的這種滑閥構成一些環(huán)槽，它們位于端部軸承面和軸向溝槽(類似于圖7中溝槽93和95)之間的軸向位置處。因此，現有技術滑閥的一個缺陷是它不易作為粉末冶金或燒結金屬件進行制造。本發(fā)明的一個重要方面是該滑閥55的圓柱形外表面上沒有環(huán)槽，其端部也沒有圓柱形軸承面，因此，可以作為粉末冶金或燒結金屬件而易于制造。此外，滑閥55的構形便于進行無心磨削作為外圓柱面的維一加工工序?？紤]到滑閥55相對較短這個事實，采用無心磨削加工外表面使滑閥55具有能夠減小其外表面和與其毗鄰的閥柱孔81之間間隙的能力，這可進一步改善液壓馬達的容積效率。
通過觀察圖1，本領域的普通技術人員應能認識到，滑閥55必須具有少許的軸向端間隙，以便當其受到閥驅動軸49的驅動時能自由地轉動。所要求的端部間隙可以通過下述兩種方法的任何一種方法提供。一種方法是磨削滑閥55和閥殼體段21的軸向端面，以便兩者具有同樣的軸向總體長度，然后對殼體段加墊片調整間隙。另一種方法是磨削滑閥55，使其比閥殼體段21稍微短些。可以確信，本領的普通技術人員不需要過多的實驗就可以很容易地確定滑閥55的合適的端部間隙，使得其端部間隙的大小大到足以避免增加轉動滑閥所需的扭矩，而又不至于太大而造成漏泄，這種漏泄會減小容積效率。
本發(fā)明設計的另一個優(yōu)點涉及閥定時。前面已經指出，在大多數滑閥式液壓馬達中，滑閥是由啞鈴形驅動軸驅動的，該軸也是該液壓馬達的主扭矩傳遞驅動軸。因此，主驅動軸上花鍵的磨損或者主驅動軸的“扭矩扭曲”將會改變閥定時。在本發(fā)明中，滑閥55是由一分立的閥驅動軸49驅動的，它與一般用于圓盤閥式液壓馬達的驅動形式是一樣的。然而，由于滑閥55能處于軸向平衡狀態(tài)，而不是象典型的圓盤閥那樣處于過平衡狀態(tài)，因此，驅動滑閥所需要的扭矩很小，以至可以忽略由它所導致的機械效率的損失。
對滑閥式液壓馬達和圓盤閥式液壓馬達兩者都精通的本領域的普通將會認識到本發(fā)明的附加優(yōu)點與滑閥自身的一個優(yōu)點有關，即滑閥與圓盤閥相比，前者中毗鄰的兩孔口(或毗鄰的溝槽93和95)之間的密封面積要比后者中相應的密封面積為大。與該優(yōu)點有關的事實是圓盤閥的構形不適用于尺寸相對較小的液壓馬達，因為孔口交叉漏泄的可能性隨圓盤閥尺寸減小而增加。另一方面，本發(fā)明的改進的滑閥設計特別適用于尺寸相對較小的液壓馬達，因此，與圓盤閥設計相比，它可用于尺寸小得多的且成本很低的液壓馬達中，而不必過多地考慮有關孔口交叉漏泄問題。
現在參見圖8、圖9和圖10，它們示出了本發(fā)明的一個可供選擇替換的實施例，其中與圖1至圖7所示實施例的元件相同但已并作了改進的元件則用同樣的參考標號表示，但帶有符號“a”以示區(qū)別，而新元件則用從109起始的參考標號表示。
在圖8的實施例中，配流盤19被取消了，使得轉子齒輪組件17a可設置在緊靠閥殼體段21a位置處，每一條計量通道59a都直接與每一個容腔29相連通，端蓋23也取消了其殼體段21a則被設計成大致呈杯形。取消配流盤19和端蓋23具有減小液壓馬達總體長度的優(yōu)點，但是，正如那些本領域的普通技術人員將理解的那樣，有必要利用某種不同于閥驅動軸49的機構將星形件27的轉動運動傳遞給滑閥55。
因此，在圖8、圖9和圖10所示的實施例中，一個改進的帶內齒的環(huán)形件25a具有9個內齒，帶有9個輥子件109;一個改進的星形件27a，設置在環(huán)形件25a內，該星形件有8個外齒或凸齒。圖8中，該星形件27a的左端構成4個半圓柱形加大的開口111，它們可以或者如圖9中所示那樣正好設于內花鍵45的徑向外側，或者可以實際上占據兩毗鄰花鍵間的空隙。一個大致圓柱形驅動銷構件113設置在每一個開口111內。由星形件27a構成的開口111的深度最好剛足夠容納每一個銷構件113總長度的約一半。
現在，主要參見圖8和圖10?；y55a是對圖1所示滑閥實施例作了某些改進。可在圖9中看到，該實施例具有9個容腔29a，因此，具有9個計量通道59a。結果滑閥55a具有8個軸向溝槽93a和8個軸向溝槽95a，其原因對于本領域的普通技術人員來說是不難理解的。值得注意的是，在圖8所示滑閥55a的實施例中，軸向溝槽93a和95a在軸向并延伸到滑閥55a的端面，而代之以更象傳統(tǒng)的現有技術滑閥式液壓馬達中的軸向溝槽。正如本領域的普通技術人員所熟知的那樣，軸向溝槽93a和95a本身就能提供滑閥55的軸向壓力平衡，因此，圖8中的可供選擇替換的實施例不需要圖1的實施例中所具有的軸向通道97和99以及壓力平衡凹口101和103。
仍參見圖8和圖10?；y55a包括一其上鉆有4個鏜孔115的前端面89a，每一個鏜孔都可容納驅動銷113的后半截，它們的尺寸最好這樣確定，以使每一根驅動銷113在鏜孔內處于壓配合狀態(tài)。從一個也在作軌道運動的構件(星形件27a)借助插在過大的孔內的銷子傳遞旋轉運動到另一個構件(滑閥55a)的一般概念是本領域的普通技術人員所基本熟知的概念。如眾所周知，每一鏜孔111的直徑必須等于驅動銷的直徑加上兩倍的轉子組件17a的偏心距。因此，在該可供選擇替換的實施例中最好采用圖9所示的8∶9的轉子齒輪組，這種轉子齒輪組的偏心距本身就具有小于圖1所示實施例的6∶7齒輪組的偏心距，所以鏜孔115不必太大。
仍參見圖10所示，滑閥55a的前端面89a構成4條徑向對準凹槽117，它們從軸向通道105延伸到滑閥55的外表面，每一條都與其相對應的鏜孔115相交。凹槽117的用途是為銷子113提供潤滑液，潤滑液的液源不是從軸向通道徑向外流的漏液就是從滑閥55a和閥殼體21a之間的區(qū)域徑向內流的漏液。
本發(fā)明的液壓馬達提供了有關效率方面的某些性能的改進由于該設計采用了滑閥，所以與典型的采用圓盤閥設計相比，這種類型的液壓馬達具有較高的機械效率，其原因已在本說明書的發(fā)明背景中作了介紹。同時，內殼體部分73與相對較堅實的滑閥55間的壓配合所獲得的容積效率遠大于典型滑閥液壓馬達的容積效率。正如本領域的普通技術人員所熟知的那樣，從數學角度看，總的效率等于機械效率與容積效率之積，所以本發(fā)明的液壓馬達的總效率要比現有技術中滑閥設計或圓盤閥設計中任意一種所具有總效率都高得多。
本發(fā)明的液壓馬達具有某些附加優(yōu)點，它們不屬于上面所述的效率方面優(yōu)點。在這些優(yōu)點中有具能夠提供改進的滑閥式液壓馬達(從而能提供具有較高機械效率的液壓馬達)的能力，能夠為顧客提供可供選擇的無軸承液壓馬達方案。為將圖1所示液壓馬達轉換成可供選擇的無軸承方案的液壓馬達，所要做的是去掉軸支承殼13、輸出軸31及軸承組33和35，將所去掉的部分代之以一個前端蓋，它具有一個可讓主驅動軸41從中伸出的中央通孔。
本發(fā)明的滑閥式液壓馬達的另一優(yōu)點是具有通過端蓋23接近在液壓馬達輸出轉速下轉動的一個構件(即滑閥55)的通道的可能性。只是作為例子，由于存在上面所描述的接近通道使得在端蓋23內安裝一個液壓馬達轉速傳感器成為可能，轉遇傳感器的輸出信號可以作為某個電氣/電子閉合回路控制電路的輸入信號。正如本領域的普通技術人員將理解的那樣，對典型的現有技術滑閥液壓馬達而言，無法通過端蓋接近液壓馬達內作純轉動運動從而可用作轉速感受信號基準的那個構件。本領域的普通技術人員同樣能理解的是，在典型的現有技術圓盤閥式液壓馬達中，可能具有通過端蓋的通道以接近作純轉動的圓盤閥。然而，由于存在壓力平衡機構，同時由于存在這樣的事實，即圓盤閥上未被密封機構遮住的部分不是鄰接進液室部分就是鄰接出液室部分，而在這些部位安裝轉速傳感器將會涉及到傳感器和端蓋之間相當復雜和相當昂貴的密封裝置，所以在端蓋內安裝轉速傳感器應當說是行不通的。
至此已對本發(fā)明進行了詳細的描述，其公開的程度已使本領域的普通技術人員能制造和使用本發(fā)明的液壓馬達。只要閱讀和理解了前面所述的說明，本領域的普通技術人員就能設想出本發(fā)明的各種變更和改進，并且，只要是這些變更和改進可劃入本發(fā)明權利要求書所限定的范圍內，就應該將它們視為本發(fā)明的一部分。
權利要求
1.一種旋轉液壓裝置，它包括構成液體入口裝置(65)和液體出口裝置(67)的殼體裝置(13、19、21、23)；與所述殼體裝置有聯系的液體能量傳遞排代裝置(17)，它包括一個具有相對所述殼體裝置作旋轉運動的構件(27)，和一個相對所述殼體裝置作軌道運動的構件(27)，以便隨所述旋轉運動和所述軌道運動構成膨脹和收縮液體容腔(29)；閥門裝置(55)與所述殼體裝置配合運轉以便在所述液體入口裝置與所述膨脹容腔之間和在所述液體出口裝置與所述收縮容腔之間形成液體連通關系；輸入-輸出軸裝置(31)和用來在進行旋轉運動的所述排代裝置的所述構件和所述輸入-輸出軸裝置之間傳遞扭矩的裝置(41)；所述閥門裝置包括一個大致為圓柱形的滑閥構件(55)，構成一對端面(89、91)，并在所述構件的圓柱形說表面上構成閥門通道(93、95)，并以旋轉的所述排代裝置的所述構件的轉動速度旋轉；所述殼體裝置包括一閥殼體段(21)，它構成一閥柱孔(81)并環(huán)繞著所述滑閥構件，進而構成多個計量通道(59，87)，每一個通道都是與一個所述液體容腔保持液體連通的；其特征在于(a)所述閥殼體段(21)包括一相對較厚的外殼體部分(61)和一相對較薄的構成所述閥柱孔(81)的內殼體部分(73)；(b)所述內殼體部分與所述外殼體部分是壓配合的，其過盈配合的過盈量應足以使所述內殼體部分預先施加有至少與預定液壓等效壓力相等的預壓力，因此，所述內殼體部分經得起預定液壓的作用，而不會導致所述閥柱孔產生明顯的膨脹。
2.如權利要求1所述的旋轉液壓裝置，其特征在于所述外殼體部分構成一大致為圓筒形內表面(63)，而所述內殼體部分構成一大致為圓柱形外表面(75)，其與上述內表面壓配合的過盈配合關系應至少占該表面的大部分。
3.如權利要求2所述的旋轉液壓裝置，其特征在于所述內表面(63)和所述外表面(75)相配合構成所述計量通道(59)。
4.如權利要求1所述的旋轉液壓裝置，其特征在于所述滑閥構件(55)和所述閥殼體段(21)都設置在與所述輸入-輸出軸(31)相對的所述排代裝置(17)的一側。
5.如權利要求4所述的旋轉液壓裝置，其特征在于所述滑閥構件(55)相對較堅實，因此經得起所述預定的液壓壓力的作用而不會明顯地癟縮。
6.一種旋轉液壓裝置，它包括構成液體入口裝置(65)和液體出口裝置(67)的殼體裝置(13、19、21、23);與所述殼體裝置相聯系的液體能量傳遞排代裝置(17)，它包括一個相對所述殼體裝置作旋轉運動的構件(27)，和一個相對所述殼體裝置作軌道運動的構件(27)，以便隨所述旋轉運動和所述軌道運動構成膨脹和收縮的液體容腔(29);與所述殼體裝置配合運轉以便在所述液體入口裝置與所述膨脹容腔和所述液體出口裝置與所述收縮容腔之間形成液體連通關系的閥門裝置(55);輸入-輸出軸裝置(31)和用來在進行旋轉運動的所述排代裝置的所述構件和所述輸入-輸出軸裝置之間傳遞扭矩的裝置(41);所述閥門裝置包括一個大致為圓柱形的滑閥構件(55)，從而構成一對端面(89、91)，并在所述構件的圓柱形外表面上構成閥門計量通道(93、95)，并以旋轉的所述排代裝置的所述構件的轉動速度旋轉;所述殼體裝置包括一閥殼體段(21)，它構成一閥柱孔(81)并環(huán)繞著所述滑閥構件，進而構成多個計量通道(59、87)，每一個通道都是與一個所述液體容腔保持液體連通的;其特征在于(a)所述滑閥構件(55)和所述閥殼體段(21)都設置在與所述輸入-輸出軸(31)相對的所述排液裝置(17)的一側;(b)所述滑閥構件相對較堅實，因此經得起所述預定的液壓壓力的作用不會明顯地癟縮。
7.如權利要求6所述的旋轉液壓裝置，其特征在于所述閥門構件(55)在其圓柱外表面上構成入口閥門通道(93)和出口閥門通道(95)，所述入口和出口閥門通道以交替交叉交錯排列的方式分布在圓柱形外表面上。
8.如權利要求7所述的旋轉液壓裝置，其特征在于所述滑閥構件(55)構成N個所述入口閥門通道(93)和N個所述出口閥門通道(95)，所述閥殼體段形成N+1個所述計量通道(59、87)，所述閥門通道隨所述滑閥構件的轉動與所述計量通道交換地保持液體連通。
9.如權利要求8所述的旋轉液壓裝置，其特征在于每一個所述閥門通道(93、95)都延伸到所述滑閥構件(55)的所述端面中的一個端面(89、91)，并在該端處開口，所述滑閥構件還包括N個壓力平衡通道(97，99)，每一個壓力平衡通道都使一個所述入口閥門通道(93、95)與由所述端面中的另一端面(91、89)構成的壓力平衡凹口(101、103)保持液體連通。
10.如權利要求9所述的旋轉液壓裝置，其特征在于每一個所述入口閥門通道(93)的橫向截面積基本上等于與其對應的壓力平衡凹口(101)的面積，因此，所述滑閥構件基本上處于軸向平衡狀態(tài)。
11.一種旋轉液壓裝置，它包括構成液體入口裝置(65)和液體出口裝置(67)的殼體裝置(13、19、21、23);與所述殼體裝置相聯系的液體能量傳遞排代裝置(17)，它包括一個相對所述殼體裝置作旋轉運動的構件(27)，和一個相對所述殼體裝置作軌道運動的構件(27)，以便隨所述旋轉運動和所述軌道運動構成膨脹和收縮的液體容腔(29);與所述殼體裝置配合運轉以便在所述液體入口裝置與所述膨脹容腔和所述液體出口裝置與所述收縮容腔之間形成液體連通關系的閥門裝置(55);輸入-輸出軸裝置(31)和用來在進行旋轉運動的所述排代裝置的所述構件和所述輸入-輸出軸裝置之間傳遞扭矩的裝置(41);所述殼體裝置包括構成多個計量通道(59、87)的閥殼體段(21)，每一個通道都是與一個所述液體容腔處于液體連通狀態(tài)的;所述閥門裝置包括一個可轉動的閥門構件(55)，它以具有轉動運動的所述排代裝置的所述構件的轉速進行旋轉;所述閥門構件和所述閥殼體段設置在與所述輸入-輸出軸裝置相對的所述排代裝置的一側;其特征在于(a)所述滑閥構件部件一個構成一對端面(89、91)和在其圓柱形外表面上構成閥門通道(93、95)的大致為圓柱形滑閥構件(55);(b)所述滑閥構件相對較堅實，因此所述滑閥構件能夠承受預定液壓壓力，而不會出現明顯的癟縮。
12.如權利要求11所述的旋轉液壓裝置，其特征在于所述液體體能量傳遞排代裝置(17a)緊靠所述閥殼體段(21a)設置，它包括一轉子齒輪組，所述轉子齒輪組具有一帶內齒的環(huán)形件(25a)和一設置來作相對所述環(huán)形件的軌道運動和旋轉運動的帶外齒星形件(27a)。
13.如權利要求12所述的旋轉液壓裝置，其特征在于所述星形件(27a)和所述滑閥構件(55a)構成多個第一和第二孔口(111、115)，其特征還在于多個細長銷構件(113)可操縱地嚙合所述孔口以便將所述星形件的所述旋轉運動傳遞給所述滑閥構件。
14.如權利要求13所述的旋轉液壓裝置，其特征在于所述環(huán)形件(25a)和所述星形件(27a)形成一偏心距;所述多個第一孔口(111)和所述多個第二孔口(115)的一個孔口與所述銷子構件相比直徑要加大，其直徑加大值約兩倍于所述偏心距。
全文摘要
一種旋轉液壓裝置，包括一轉子齒輪組，該齒輪組具有一借助主驅動軸輸出扭矩的可作軌道運動和旋轉運動的星形件。該裝置包括一閥殼段，它具有一相對較厚的外殼體部分和一個與該外殼體部分壓配合的相對較薄的內殼體部分，其過盈配合所產生的預壓力與預定液壓的等效力相等，以避免閥柱孔脹大。將較堅實，能承受預定液壓而不會癟縮的滑閥設置在閥柱孔內。該滑閥設有借助通道與壓力平衡凹口連通的軸向溝槽，由此使滑閥處于軸向壓力平衡狀態(tài)。
文檔編號F16K3/26GK1046779SQ9010243
公開日1990年11月7日 申請日期1990年4月23日 優(yōu)先權日1989年4月24日
發(fā)明者索漢·拉爾·厄帕爾 申請人:易通公司