流体驱动马达的可变速度控制的制作方法
【专利说明】流体驱动马达的可变速度控制
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年8月2日提交的美国临时专利申请N0.61/679，038的权益，并且其通过引用并入本文。
技术领域
[0003]本发明总体上涉及流体驱动马达，更具体地，但非排他地，涉及流体驱动机械的可变马达速度控制，其包括流体驱动工具。
【背景技术】
[0004]流体动力马达的速度控制，特别是在流体驱动机械的领域仍然是令人关注的领域。许多当前的设计对马达提供最大的流量；并且因此，在从入口阀门进入的流体的流动之后，最大的马达速度立刻被启动。因此，在该领域，进一步的技术发展是受到期待的。
【发明内容】
[0005]本发明的一个实施例是独特的速度控制装置，其提供对流体驱动马达的可变速度马达控制。其他的实施例包括装置、系统、设备、硬件、方法、以及对流体动力机械进行马达速度控制的组合。本申请的进一步的实施例，形式，特征，外观，益处和优点在一起提供的描述和附图中将是显而易见的。
【附图说明】
[0006]此处的描述参考了附图，其中相同的附图标记在所有多个视图中表示相同的部件，并且其中:
[0007]图1示出了包括可变阀门组件的流体驱动机器的实施例；
[0008]图2A-2B示出了包括多个轴向设置的流体通道的柱塞的实施例；
[0009]图3示出了柱塞组件的实施例；
[0010]图4示出了包括多柱塞的可变阀门组件的实施例；
[0011]图5A-5C示出了在各种操作模式下的可变阀门组件的实施例。
【具体实施方式】
[0012]为了促进对本发明原理的理解，现在将参考在附图中描述的实施例，并且特定的语言将被用于说明同一事物。然而应当理解的是，本发明并不因此意在对发明的范围进行限制，所示装置的这种改变和进一步的修改，以及如所示的本发明原理的这种进一步应用，对于本发明涉及的领域的技术人员来说通常是能够想到的。
[0013]参考附图1，公开了一个实施例，其中流体动力机器100包括壳体102和流体驱动马达104。可以设想到，流体动力装置100可以包括各种流体动力装置，例如泵、压机、起重机、谷物升降机、或者任意其他的流体动力装置100。在某些实施例中，流体动力装置可以是动力工具，包括但不限于，钻机、棘轮、凿子、研磨机等等。在一种形式中，流体动力装置100是包括手柄120的手持气动工具。
[0014]运动流体114可以是任何能够为流体驱动马达104提供动力的流体。运动流体114可以是可压缩气体。从压力源116接收的空气114可以被用来作为运动流体114。压力源116可以包括各种压缩机、活塞、增压箱、或者任何其他能够在运动流体114上施加或保持压力的装置。在一种形式中，压力源116是无油螺杆式空气压缩机。
[0015]流体驱动马达104可以是任意能够从运动流体114抽取能量以及由此被驱动的装置。流体驱动马达104可以是活塞、涡轮、转子、螺纹驱动器、或者任何其他这样的装置。流体驱动马达104可以是涡轮，其将加压空气114中存储的势能转换为旋转运动以被利用在马达轴输出部122。
[0016]流体入口 106允许运动流体114流入阀门组件108。流体入口 106可包括在阀门组件108相对的端部上的各种法兰、配件等，用来提供关于压力源116的连接的便利。在某些形式中，壳体102可以包括压力室118用来储存运动流体114的一部分，以确保不断流向阀门组件108。
[0017]阀门组件108由致动器110操作。致动器110可以采用各种形式，包括但不限于，电动的或者手动的致动器，例如线性致动器、液压致动器、马达驱动致动器、螺线管、或者类似的致动器。作为一个非限制性的实例，致动器110可以接收来自致动器附近位置的输入，如图1所示，或者可以接收从远处位置的输入信号，例如与气动升降机一起使用的按钮(未示出)。致动器110可以是扳机110，其为阀门组件108提供机械力。
[0018]阀门组件108允许运动流体114从流体入口 106到流体驱动马达104的入口 112的选择性释放。参见图2A-2B，阀门组件108包括至少一个柱塞202。柱塞202包括位于柱塞本体214中的多个轴向延伸的流体通道204、208、212。轴向延伸的流体通道204、208、212可以是柱塞本体214中的凹槽，在柱塞本体214内延伸并且具有进口 206、210的孔，或者可以是任何其他允许流体从轴向延伸的流体通道204的进口 206、210向轴向延伸的流体通道204的出口流动的通道，其中所述出口与流体驱动马达104流体连通。
[0019]多个轴向延伸的流体通道204、208、212的每个包括流体进口 206、210、306。流体进口 206、210、306相对于其他流体进口 206、210、306轴向地设置。轴线220是用来说明轴向关系以及沿着轴线运动的参考轴线；然而，轴向关系和轴向运动并不意味着由轴线220进行限制。在某些形式中，流体进口 206、210、306和相对应的轴向延伸的通道204、208、212可以如图2B所示的那样相对于彼此圆周地设置。
[0020]参照图3，取决于具体应用，制造能力以及任何与其相关联的成本收益分析，任意数量的轴向延伸的流体通道可以结合到柱塞本体214中。如下文将要解释的，轴向延伸的流体通道的数量能够确定流体驱动马达104能够操作的速度的数值。图3示出了柱塞组件300，其包括5个轴向延伸的通道204、208、212、310、314以及相对应的进口 206、210、306、308,312ο在该非限制性的实施例中，柱塞本体214能够提供5股不同的流体流向流体驱动马达104 ;由此以5个不同的速度驱动流体驱动马达104。柱塞组件300包括多个密封件302和304以将入口 106从流体驱动马达104的入口 112隔离开。密封件302和304可以是O形环，垫圈，或者任意其他能够执行密封或半密封功能的设备，这取决于具体的应用。在某些形式中，密封件302和/或304能够结合到阀门组件108的各种壁构件或其他壳体结构中，能够结合到一个或多个柱塞中，或者一个或多个柱塞能够自身形成密封件302和/或 304。
[0021]随着柱塞本体214被致动器110沿着轴线202在如320所示的方向上线性移动，轴向延伸的通道204的第一进口 206被放置成与流体入口 106流体连通。随着柱塞本体214进一步在如320所示的方向上移动，第二进口 210被放置成与流体入口 106流体连通。运动流体114能够从流体入口 106通过流体进口 206和210，穿过轴向延伸的流体通道204、208，并通过流体驱动马达104的入口 112进入流体驱动马达104。如图所示，由于密封件302防止运动流体114进入其中，进口 306、308和314的其余的未被放置成与流体入口 106流体连通。因此，在这个示例中，马达204仅从5个可能的通道中的两个接收运动流体114。
[0022]阀门组件108可以包括多于一个柱塞。图4示出了包括第二柱塞404的阀门组件108的剖面图400。在某些形式中，第二柱塞404可以位于第一柱塞202的周围。在第一柱塞202完全移动时，第二柱塞404可以移动以提供最大的运动流体114的流动。第二柱塞404可以附加地或者替代地包含多个轴向延伸的流体通道，在第二柱塞404的线性移动时，运动流体114穿过该通道，如关于第一柱塞202所讨论的。由于提供了带有多个轴向延伸的流体通道的第二柱塞404，总的流体驱动马达104的速度的数值可以增加。
[0023]额外地，图4示出了阀门组件108的流体入口 106的一部分和入口 402可以设置成垂直或近似垂直的关系。然而，取决于具体的应用和所需的流动，关于流体入口 106和入口 402任何配置可以被采用。
[0024]现在参照图5A-5C，阀门组件108操作的各种所示模式将被讨论。参照图5A，扳机110未被按压并且活塞202位于第一位置502。作为密封件302的柱塞202和404阻挡了流体进口 204，以及其他的流体进口(未示出)，并且有效地防止了运动流体114向流体驱动马达104的释放，使得流体运动马达104不被提供动力。
[0025]参照图5B，手动力被施加到扳机，使得第一柱塞202从第一位置502移动到第二位置，其中由流体入口 106接收的运动流体114进入第一轴向延伸的流体通道204，并且运动流体114被引导至流体驱动马