专利名称：用于园林车辆的液压驱动桥的制作方法
用于园林车辆的液压驱动桥
相关申请的交叉参考
本申请是申请日为2006年10月30日，发明名称为“用于园林车辆的液压驱动桥”的第200680042623. 9号专利申请的分案申请。
本申请是在国家知识产权局认为上述母案不符合单一性要求的情况下提出的，具体涉及母案的分案通知书，其发文日为2011年03月21日、发文序号为2011031600532780。
背景技术：
液压控制的齿轮传动驱动桥是用于控制诸如手扶式和驾乘式剪草机、全地形车 (ATV)和拖拉机等地面车辆的速度和方向的有效方式。一些已知的液压控制驱动单元包括高减速比机械齿轮传动装置，它可能会损害车辆控制的相对平稳性。此外，这些驱动单元可能本来就受到地面接合动力的量的限制，因而不能用多于限定量的发动机马力来进行地面接合作业。这影响了驱动桥的控制、精确度和寿命，还损害了车辆的性能并且在其它方面限制了车辆的应用。其它已知的地面接合驱动桥的设计和重量有很多种。以活塞为动力的泵单元尽管可以使用，但是具有它们自身的需要和限制，包括需要单独的马达或者需要关联的齿轮传动装置以向地面施加动力。虽然这些已知的驱动系统是有实用性的，但它们在每个设计的成本和性能上的缺点是显而易见的。
发明内容
一种静液压传动组件，包括第一摆线马达、泵壳体、第一变排量泵、第二摆线马达和第二变排量泵。所述第一摆线马达包括沿第一轴线排列的第一输出轴。所述泵壳体与所述第一摆线马达连接并接触。所述第一变排量泵包括安装在所述泵壳体上并且沿第二轴线排列的第一传动轴，所述第二轴线通常垂直于所述第一轴线(所述第一输出轴的轴线)。所述第一变排量泵通过所述泵壳体中的通道与所述第一摆线马达流体连通。所述第二摆线马达包括通常沿所述第一轴线排列的或者通常平行于所述第一轴线的第二输出轴。所述第二摆线马达在与所述第一摆线马达相对的所述泵壳体的一侧上与所述泵壳体连接。所述第二变排量泵包括安装在所述泵壳体上并且通常平行于所述第二轴线排列的第二传动轴。该变排量泵通过所述泵壳体中的通道与所述第二摆线马达流体连通。根据第二实施例，静液压传动组件包括摆线马达、变排量泵壳体和变排量泵。所述摆线马达包括输出轴和围绕所述输出轴的马达壳体。所述马达壳体限定通常垂直于所述输出轴的旋转轴线的第一表面。所述摆线马达还包括第一孔口和第二孔口。所述变排量泵壳体与所述马达壳体连接。所述泵壳体包括与所述泵壳体的第一表面邻接的第二表面。所述壳体还包括通常为线性的第一通道和通常为线性的第二通道。所述第一通道与所述摆线马达的第一孔口连通。所述第二通道与所述摆线马达的第二孔口连通。所述变排量泵至少部分地布置在所述泵壳体中。所述泵包括通常垂直于所述输出轴而排列的传动轴。所述泵还包括与所述第一通道和所述第二通道连通的泵室。
根据另一个实施例，静液压传动组件包括泵单元、散热器、第一液压马达和第二液压马达。所述泵单元包括第一排量泵和第二排量泵。所述散热器与所述泵单元连接并且包括至少两个与所述第一排量泵流体连通的通道。所述第一液压马达与所述散热器连接并与所述散热器的所述至少两个通道连通。所述第二液压马达与所述泵单元连接并与所述第二排量泵连通。
图1是静液压传动组件的侧视图。图2是图1中静液压传动组件的泵单元的侧视图，其中一部分以截面图示出。图3是图1中组件沿着图1中线3-3的截面图。图4是图1中组件的散热器的立体图。图5是静液压传动组件的可选实施例的侧视图。图6是沿着图5中线6-6的分解截面图。
具体实施例方式用于例如驾乘式零转割草机、手扶式商用剪草机、园林拖拉机、全地形车或小型自带履带式反铲挖掘机等地面车辆的静液压传动组件10利用各个构件的组合来提供可靠、 平稳、易于控制且扭矩高的动力传输装置。动力输入、控制和动力传输对使用者是显而易见的。参照图1，驱动组件10的实施例包括泵单元12、散热器14、第一液压动力单元16 和第二液压动力单元18。从图1中可见，散热器14与泵单元12直接接触并连接。第一液压单元16与散热器14直接接触并连接，并且第二液压动力单元18与泵单元12直接接触并连接。因此，提供了一种紧凑型静液压驱动组件，其中泵单元12与液压动力单元16和18 之间的流体通道被设置在坚固耐用的壳体单元中，从而提供在机械方面充分齐全的驱动组件。参照图2和图3，泵单元12包括在所描述的实施例中具有像矩形箱一样结构的泵壳体22，泵壳体22在该特定实施例中包括与下壳体部26连接的上板24。弯曲的内壁28 位于下壳体部26中，并且包括第一开口 32和第二开口 34。泵壳体22容纳有第一泵40和第二泵42的构件，它们在所描述的泵单元12中是变排量泵。第一泵40包括由驱动桥组件10外部的马达M(在图1中示意性地示出)驱动的传动轴44。马达M可以是驱动车辆以及车辆其它构件(例如割草机刀片等)的马达。马达 M可以通过传动装置(未示出)可操作地驱动传动轴44。可旋转气缸座46与传动轴44连接，因此气缸座46随该轴旋转。可旋转气缸座46 包括多个可容纳弹簧式活塞52的室48。斜盘54与活塞52接触，从而改变每个室48中的泵室容量。斜盘54绕传动轴44的旋转轴线枢转。例如上轴承56和下轴承58等轴承支撑着传动轴44。上轴承56被布置在上板24这一相对侧上作为第一泵40的其他构件。如图所示，轴承帽62安装在上轴承56之上并与上板24连接从而保护轴承。同样，具有用于容纳下轴承58的凹入部的下板部件64与下壳体部26连接。下轴承58被布置在内壁28这一相对侧上作为第一泵40的其他构件。
传动轴44穿过内壁28中的第一开口 32延伸。传动轴40与第一圆形齿轮66连接。第一圆形齿轮66夹在下轴承58和下壳体部26的内壁28之间。因此，第一传动齿轮 66与第一泵40的其他构件分离。第二泵42具有与第一泵40非常相似的结构。第二泵42包括用于驱动气缸座76 的传动轴74。气缸座76包括多个可容纳弹簧式活塞82的室78。斜盘84与弹簧式活塞82 接触。斜盘84可以通过绕传动轴74的旋转轴线进行枢转来移动位置，从而改变在气缸座 76的每个室78中所限定的泵室的容量。传动轴74还受到上套筒轴承86和下球轴承88这些轴承的支撑，下球轴承88通过中间壁28与第二泵42的其他构件分离。下板部件64还包括用于容纳下球轴承88的凹入部。圆形齿轮92与传动轴74连接。圆形齿轮92被布置在中间壁28这一相对侧上作为第二泵42的其他部件。第二齿轮92与第一圆形齿轮66啮合。每个齿轮66和92具有相同的直径，因而以第一速度旋转的第一齿轮66就使第二齿轮92以相同的速度旋转。因此，第一传动轴44的旋转使第二传动轴74以与第一传动轴相同的速度旋转(但旋转方向相反)。所描述的实施例中的齿轮66和92由粉末冶金金属制成，并且提供第一传动轴44 和第二传动轴74之间的有效连接。齿轮66和92容许利用用于驱动桥组件的普通旋转马达M。如果需要，在第一齿轮66和第二齿轮92之间可以设置有中间齿轮，因此第一齿轮66 在第一旋转方向上的旋转就使第二齿轮92以相同的旋转方向旋转。斜盘54和84的角位移通过例如杆94和96(图1)等控制部件来控制。第一斜盘54的角度调节通过控制部件 94来控制，并且第二斜盘84的角位移通过控制部件96来控制。车辆操作员可以用本领域中已知的方式操作上述控制部件，就能改变每个单独泵的输出量。再参照图2，在泵单元12的上板24上安装有供给泵(charge pump) 100。供给泵 100具有高于其充电功能所需要的容量，并且包括输入/输出接头102和104，从而为车辆的辅助特征(例如转向、升起割草机甲板或其它辅助功能等)提供液压动力。供给泵100 与第二传动轴74连接。通过供给泵100和传动轴74的相互连接，不管泵40和42的控制情况如何，只要第一传动轴44旋转，供给泵100就能起作用。供给泵100的排量相对于它对两个泵40和42的使用来设定，从而为两个泵提供充足的流量。液压供给泵100补充经过起作用的泵室40和42的油。在示出的实施例中，供给泵100还可以预启动上述泵单元， 从而在包括冷起动的所有操作情况下提供立即的操作。更清楚地如图3所示，上板26包括多个通道和开口。第一弯曲开口 110和第二弯曲开口 112分别与气缸座46 (图2)的室48(图2)连通，从而依赖于第一传动轴44 (图2) 的旋转方向为第一泵40提供输入口和输出口。第一弯曲开口 110与第一线性通道114连通，第一线性通道114以将在下面作更详细描述的方式与第二液压动力单元18连通。第二弯曲开口 112与第二线性通道116连通，第二线性通道116以将在下面作更详细描述的方式与第二液压动力单元18连通。第一开口 118在第一线性通道114终止处的上板26的第一平面122中形成。第二开口 124也在上板26的第一平面122中形成并且与第二线性通道116连通。第一螺栓开口 126和第二螺栓开口 128也分别在上板126中形成，从而允许第二液压单元18与泵单元12连接。上板26还包括与第二泵42的气缸座76 (图2)的室78 (图2)连通的第三弯曲开口 130和第四弯曲开口 132。第三弯曲开口 130与第三线性通道134连通，第三线性通道134以将在下面作更详细描述的方式与第一液压单元16连通。第四弯曲开口 132与第四线性通道136连通，第四线性通道136以将在下面作更详细描述的方式与第一液压动力单元16连通。第三开口 138在上板26的第二平面142中形成，并且与第三线性通道134连通。第四开口 144被设置在第二平面142中，并且与第四线性开口 136连通。第三螺栓孔 146和第四螺栓孔148分别被设置在上板26中，从而允许散热器14与泵单元12连接。再参照图1，散热器12与泵单元12接触并连接。在所描述的实施例中，从图4中更清楚地可见，散热器14具有由优选为金属的导热材料制成的一体式外壳160。散热器14 包括多个与外壳160 —起形成的翅片162以散发在组件10中产生的热量。尽管所示出的散热器相对于整个组件10是非对称的，但由于散热器14在第一液压动力单元16和泵单元 12之间延伸，所以，由于从上述组件的贮液室(在下面描述)流过两个动力单元的流量基本相似，因而该非对称结构是合适的。约50%的流体流过每个泵40和42，因此组件总流量的 25%受到散热器的作用。如果需要，还可以在泵单元12和第二液压动力单元18之间设置与图4中示出的散热器基本上类似的散热器。同样，在对组件10的其余构件未作其它修改的情况下，可以在具有不同轮距(track)或框架的车辆中使用不同长度的散热器。再参照图3，在散热器14中设置有多个允许第一液压动力单元16和泵单元12之间(以及视情况，当设置有多于一个的散热器时，在第二液压动力单元18和泵单元12之间)连通的通道。从图3中更清楚地可见，散热器包括从外壳160的第一平面166向外壳 160的第二平面168延伸的第一线性通道164。散热器14还包括从第一平面166向第二平面168延伸的第二线性通道172。第一开口 174在第一平面166中形成并且与第一线性通道164连通。第二开口 176在第一平面166中形成并且与第二线性通道172连通。组装时， 散热器14的外壳160的第一平面166与泵单元12的上板26的第二平面142接触。如果需要，只要散热器14和上板26之间的界面不会使流过二者之间的流体泄漏太多，上述平面也可以采用其它结构。因此，上板26中的第三线性通道134与外壳160中的第一线性通道 164连通。同样，外壳160中的第二线性通道172与上板26中的第四线性通道136连通； 第三孔口或开口 178在第二外壳160的第二表面168中形成，并与第一线性通道164连通。 第四孔口或开口 180也在第二表面168中形成，并与第二线性通道172连通。在散热器114的外壳160的相对两侧上设置有第一螺栓孔182和第二螺栓孔184。 第一螺栓孔182与上板26中的第三螺栓孔146对准。同样，第二螺栓孔184与上板26中的第四螺栓孔148对准。再参照图1，在散热器的外壳160上连接有用于组件10的贮液室190。参照图4， 在外壳160上设置有可穿过的接头192，从而允许贮液室190和散热器14之间连接。接头 192限定了通孔194 (也参照图3)，该通孔194与从外壳160的第二平面168向第一平面 166延伸的第三内通道196连通。再参照图1，在散热器14的外壳160上还连接有过滤器198。与接头192 (图4)类似的一个接头(不可见)被设置成将过滤器198和外壳160连接起来。再参照图3，第一过滤器口 202与第一中心通道196连通，第二过滤器口 204与第二中心通道206连通。上述第二中心通道在外壳160的第一平面166处终止。因此，流体流过通道196和通道206之间的过滤器198。散热器14与第一液压动力装置16的端口板210接触，端口板210可以包括马达壳体的一部分。端口板210包括在组装组件10时与散热器14的外壳160的第二平面168 接触的第一平面214。该平面可以采用其它的互补结构。板210还包括与第一平面214相对的第二平面216。第一通道218从第一平面214穿过本体212延伸至第二表面216。第一通道218与位于散热器14的外壳160中的第一线性通道164连通。端口板210中的第一通道218还连通与第一液压动力单元16的摆线结构(gerotor structure) 222相连的第一孔口 220。板210还包括与在散热器14的外壳160中形成的第二通道172连通的第二通道224。第二通道2 还与第一液压单元16的摆线结构222的第二孔口 2 连通。上述液压动力单元可以是诸如在引入作为参考的美国专利No. 6，257，853中公开的液压马达等液压马达，还可以是入口和出口能够成一直线的任何其他的已知液压动力单元。上述端口板可以替代后部开孔的已知马达单元的端盖。这提供了单个部件的流体和机械互连。与许多已知液压马达中的侧向流体连接相反，成一直线的流体孔口通过减少热量和节流损失而增加了组件的流体效率。这种结构还容许用于低型(low-profile)组件 10。然而，通过修改端口板，散热器的外壳160可适合于其他可选的安装方式。液压动力单元16包括能够驱动车辆轮子(未示出)的输出轴230。输出轴230的旋转轴线至少是大致垂直于第一泵单元40的传动轴44的旋转轴线。这种结构容许对割草机而言几乎是普遍优选的马达M的垂直驱动轴，同时提供在P处示意性表示(图1)的简单单轮直接驱动连接。在端口板210中，内阀门通道2 使第一通道218和第二通道2 相互连接。第三线性通道232从第一平面214向内延伸并与内阀门通道2 连通。在内阀门通道228中布置有球234。板210还包括两个螺栓孔236和238。螺栓242容纳在螺栓孔236中，并且穿过散热器14中的螺栓孔182延伸进入泵单元12的上板沈内的螺栓孔146中。第二螺栓244 容纳在端口板210的螺栓孔238中，还穿过螺栓孔184容纳在散热器14中，并最终容纳在上板26的螺栓孔148中。因此，液压马达16通过散热器14与泵单元12连接。流体在上述组件中流动的方向是传动轴44被驱动时的旋转方向的变量。当通过第二泵42抽吸流体时，流体有效地穿过泵单元12的上板沈中的线性通道134，进入散热器 14的外壳160中的第一通道164中，接着进入端口板210的第一通道218中，穿过第一孔口 220，从而驱动第一液压动力单元16的摆线结构222使输出轴230旋转。然后，流体穿过液压动力单元16的第二孔口 2 进入端口板210的第二通道224中，进入散热器14的外壳 160中的第二通道172中，接着进入泵单元12的上板沈的第四线性通道136中。球2；34通常被布置成阻止端口板210的第一通道218和该端口板的第二通道2M之间的连通。通过与端口板210中的第三线性通道232和第二通道2M相连的阀门通道228， 在组件中提供受控制的泄漏。安全阀门250与第三通道232相连，从而允许受控制的泄漏。 因此，流体可以经过第二线性通道2M流入内阀门通道228中，然后经过第三线性通道232 流向并流入散热器14的外壳160内的第三通道196中。从第三通道196中流过的流体经由孔口 202流入过滤器198(图1)中，接着经由孔口 204流出并进入第二中心通道206，然后进入在泵单元12的上板沈内形成的中心通道252中。泵单元12的上板沈内的中心通道226与第二泵42的不常用的室78相连，并且还包括安全装置254。中心通道252还与供给泵100相连，因此贮液室190(图1)与供给泵100相连。如果组件中出现压力峰值，则球234移开，从而允许端口板210的第一通道218和贮液室190(图1)之间通过内阀门通道228、第三线性通道232和散热器14的外壳160内的中心通道196实现流体连通。第一泵40和第二液压动力装置18以类似于第二泵42和第一液压动力装置16连通的方式连通。在所描述的实施例中，第一液压动力装置16与第二液压动力装置18相同。 由于在所描述的实施例中，泵40和42的传动轴44和74(图2)分别以相反的方向旋转，因此穿过第二液压单元18的流体路径与第一液压单元16的流体路径相反。第一液压动力装置16不必相同；然而，下面公开的一般构思应当基本上是相同的，其中第一液压动力装置类似于第二液压动力装置。为简洁起见，参照与第一液压马达16相同的附图标记来描述第二液压马达18的构件。泵单元12中的第一泵40通过弯曲开口 112经由通道116将流体输送至端口板 210内的第一通道218中，然后输入至摆线结构234的第一孔口 222中。流体通过第二孔口 2 从摆线结构234流出，进入端口板210的第二通道224中，接着进入泵单元12的通道114和上板对中，从而通过弯曲开口 110与第一泵40连通。球234通常被布置成阻止流体从端口板中的第一通道218流入第三通道232 ；然而，如果出现压力峰值，流体可以从第一通道218流入第三通道232，并流向在上板M的内通道258中形成的安全阀门256。上述公开的传动组件10在极少改变流体方向的情况下为传动组件提供了位于坚固壳体中的全部或者近乎全部的流体通道。这不同于包括泵单元和驱动单元之间的中间软管的传动组件。如上所述，泵单元和驱动单元之间的流体连通由未设中间软管的线性或近乎线性的流体通道来提供。这种结构减少了流体泄漏并提供了更有效的流体传输。上述组件被设置得可以使该组件的构件能够容易地互换。例如，很多不同的液压马达可以与泵单元和/或散热器的外壳连接。传动组件的所有构件可以相互安装起来，并因此作为一个单元安装到车辆上。这种结构提高了动力输入的结构和旋转整体性，还简化了传送装置将要安装在其上的车辆的其余构件。如上所述，所有的构件可以相互安装起来。再参照图1，扭矩拉紧部件270安装在第一液压动力单元16上，而且延伸并安装至第二液压动力单元18。该扭矩拉紧部件减小了在传动组件10的相对两端处的第一液压动力单元16和第二液压单元18之间的角挠曲。 在操作中，扭矩拉紧部件270补偿传动组件10和关联的车辆的扭矩挠曲差，因而有助于延长它们每一个的寿命。参照图5和图6，公开了静液压传动组件310这一可选实施例。与用两个泵驱动两个单独的液压马达相反，一个泵可以驱动一个液压马达。与已知的传动组件相反，图5和图6中公开的实施例提供了泵单元和驱动单元之间的直接的机械和流体连接，而不用任何中间软管。因此，与已知的组件相比，为驱动单元提供了直接有效的流体传输。在图5中可见，液压动力单元316(例如图1和图3中所描述的液压马达等)以图 1中右侧示出的组件的方式与泵单元312直接连接。这种连接(例如不使用中间软管或不改变流体通道的方向)提供了坚固且有效的传动组件。泵单元312类似于图2中公开的泵单元12 ；然而，泵单元312只包括一个变排量泵。泵单元312中的变排量泵(未示出)与图2中公开的第一泵40或第二泵42中任一个的结构类似。泵单元312包括类似于上板M的壳体部324，壳体部3 包括多个允许上述泵与液压马达316相连的流体通道。流体由上述泵抽吸而经过第一弯曲通道330进入线性通道332，然后进入在液压马达316的端口板336内形成的第一线性通道334中。接着流体流入液压马达的第一流体孔口 338中，从而驱动使输出轴344旋转的摆线结构342。然后流体通过第二孔口 346流入端口板346的第二线性通道348中。随后流体流入在泵单元壳体的壳体部3 中形成的第二线性通道352中，再进入与上述泵连通的第二弯曲孔口 3M中。在端口板336内的第一线性通道334和第二线性通道348之间的通道358中布置有球356。通常，球356被布置成阻止第一通道334和第二通道348之间的连通。如果出现压力峰值，则球356可以移开，从而允许第二通道348和在泵单元壳体中设置的安全阀门362之间的连通。再参照图5，供给泵364可以以类似于上述供给泵100的方式与布置在泵单元312中的泵相连。再参照图6，液压马达316通过螺栓370与泵单元312直接连接，螺栓370穿过开口 372并容纳在端口板36中而且穿过开口 374并容纳在泵单元312中。应当理解，各种上述公开的以及其它的特征和功能，或者它们的可选方案，可以按照期望组合成很多其它不同的系统或用途。同样地，所附权利要求也应包含各种目前无法预料或无法预期而可以由本领域技术人员随后作出的选择、修改、变更或改进。
权利要求
1.一种静液压传动组件，包括摆线马达，其包括输出轴和围绕所述输出轴的马达壳体，所述马达壳体限定通常垂直于所述输出轴的旋转轴线的第一表面，所述摆线马达还包括第一孔口和第二孔口 ；与所述马达壳体连接的变排量泵壳体，所述泵壳体包括与所述泵壳体的第一表面邻接的第二表面，所述壳体还包括通常为线性的第一通道和通常为线性的第二通道，所述第一通道与所述摆线马达的第一孔口相连，所述第二通道与所述摆线马达的第二孔口相连；以及变排量泵，其至少部分地布置在所述泵壳体中，所述泵包括通常垂直于所述输出轴而布置的传动轴以及与所述第一通道和所述第二通道相连的泵室。
2.根据权利要求1所述的静液压传动组件，其中所述第一通道与所述摆线马达的第一孔口直接连通，而所述第一通道和所述第一孔口之间没有任何中间构件。
3.根据权利要求1所述的静液压传动组件，还包括安装在所述壳体上的供给泵，所述供给泵与所述变排量泵流体连通。
4.根据权利要求3所述的静液压传动组件，其中所述供给泵由所述变排量泵的传动轴驱动。
全文摘要
一种静液压传动组件，包括摆线马达，其包括输出轴和围绕所述输出轴的马达壳体，所述马达壳体限定通常垂直于所述输出轴的旋转轴线的第一表面，所述摆线马达还包括第一孔口和第二孔口；与所述马达壳体连接的变排量泵壳体，所述泵壳体包括与所述泵壳体的第一表面邻接的第二表面，所述壳体还包括通常为线性的第一通道和通常为线性的第二通道，所述第一通道与所述摆线马达的第一孔口相连，所述第二通道与所述摆线马达的第二孔口相连；以及变排量泵，其至少部分地布置在所述泵壳体中，所述泵包括通常垂直于所述输出轴而布置的传动轴以及与所述第一通道和所述第二通道相连的泵室。
文档编号B60K17/356GK102320241SQ20111014789
公开日2012年1月18日 申请日期2006年10月30日 优先权日2006年2月7日
发明者霍利斯·N·小怀特 申请人:怀特驱动产品有限公司