流體驅動馬達的可變速度控制的制作方法
【專利說明】流體驅動馬達的可變速度控制
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年8月2日提交的美國臨時專利申請N0.61/679，038的權益，并且其通過引用并入本文。
技術領域
[0003]本發明總體上涉及流體驅動馬達，更具體地，但非排他地，涉及流體驅動機械的可變馬達速度控制，其包括流體驅動工具。
【背景技術】
[0004]流體動力馬達的速度控制，特別是在流體驅動機械的領域仍然是令人關注的領域。許多當前的設計對馬達提供最大的流量；并且因此，在從入口閥門進入的流體的流動之后，最大的馬達速度立刻被啟動。因此，在該領域，進一步的技術發展是受到期待的。
【發明內容】
[0005]本發明的一個實施例是獨特的速度控制裝置，其提供對流體驅動馬達的可變速度馬達控制。其他的實施例包括裝置、系統、設備、硬件、方法、以及對流體動力機械進行馬達速度控制的組合。本申請的進一步的實施例，形式，特征，外觀，益處和優點在一起提供的描述和附圖中將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0006]此處的描述參考了附圖，其中相同的附圖標記在所有多個視圖中表示相同的部件，并且其中:
[0007]圖1示出了包括可變閥門組件的流體驅動機器的實施例；
[0008]圖2A-2B示出了包括多個軸向設置的流體通道的柱塞的實施例；
[0009]圖3示出了柱塞組件的實施例；
[0010]圖4示出了包括多柱塞的可變閥門組件的實施例；
[0011]圖5A-5C示出了在各種操作模式下的可變閥門組件的實施例。
【具體實施方式】
[0012]為了促進對本發明原理的理解，現在將參考在附圖中描述的實施例，并且特定的語言將被用于說明同一事物。然而應當理解的是，本發明并不因此意在對發明的范圍進行限制，所示裝置的這種改變和進一步的修改，以及如所示的本發明原理的這種進一步應用，對于本發明涉及的領域的技術人員來說通常是能夠想到的。
[0013]參考附圖1，公開了一個實施例，其中流體動力機器100包括殼體102和流體驅動馬達104。可以設想到，流體動力裝置100可以包括各種流體動力裝置，例如泵、壓機、起重機、谷物升降機、或者任意其他的流體動力裝置100。在某些實施例中，流體動力裝置可以是動力工具，包括但不限于，鉆機、棘輪、鑿子、研磨機等等。在一種形式中，流體動力裝置100是包括手柄120的手持氣動工具。
[0014]運動流體114可以是任何能夠為流體驅動馬達104提供動力的流體。運動流體114可以是可壓縮氣體。從壓力源116接收的空氣114可以被用來作為運動流體114。壓力源116可以包括各種壓縮機、活塞、增壓箱、或者任何其他能夠在運動流體114上施加或保持壓力的裝置。在一種形式中，壓力源116是無油螺桿式空氣壓縮機。
[0015]流體驅動馬達104可以是任意能夠從運動流體114抽取能量以及由此被驅動的裝置。流體驅動馬達104可以是活塞、渦輪、轉子、螺紋驅動器、或者任何其他這樣的裝置。流體驅動馬達104可以是渦輪，其將加壓空氣114中存儲的勢能轉換為旋轉運動以被利用在馬達軸輸出部122。
[0016]流體入口 106允許運動流體114流入閥門組件108。流體入口 106可包括在閥門組件108相對的端部上的各種法蘭、配件等，用來提供關于壓力源116的連接的便利。在某些形式中，殼體102可以包括壓力室118用來儲存運動流體114的一部分，以確保不斷流向閥門組件108。
[0017]閥門組件108由致動器110操作。致動器110可以采用各種形式，包括但不限于，電動的或者手動的致動器，例如線性致動器、液壓致動器、馬達驅動致動器、螺線管、或者類似的致動器。作為一個非限制性的實例，致動器110可以接收來自致動器附近位置的輸入，如圖1所示，或者可以接收從遠處位置的輸入信號，例如與氣動升降機一起使用的按鈕(未示出)。致動器110可以是扳機110，其為閥門組件108提供機械力。
[0018]閥門組件108允許運動流體114從流體入口 106到流體驅動馬達104的入口 112的選擇性釋放。參見圖2A-2B，閥門組件108包括至少一個柱塞202。柱塞202包括位于柱塞本體214中的多個軸向延伸的流體通道204、208、212。軸向延伸的流體通道204、208、212可以是柱塞本體214中的凹槽，在柱塞本體214內延伸并且具有進口 206、210的孔，或者可以是任何其他允許流體從軸向延伸的流體通道204的進口 206、210向軸向延伸的流體通道204的出口流動的通道，其中所述出口與流體驅動馬達104流體連通。
[0019]多個軸向延伸的流體通道204、208、212的每個包括流體進口 206、210、306。流體進口 206、210、306相對于其他流體進口 206、210、306軸向地設置。軸線220是用來說明軸向關系以及沿著軸線運動的參考軸線；然而，軸向關系和軸向運動并不意味著由軸線220進行限制。在某些形式中，流體進口 206、210、306和相對應的軸向延伸的通道204、208、212可以如圖2B所示的那樣相對于彼此圓周地設置。
[0020]參照圖3，取決于具體應用，制造能力以及任何與其相關聯的成本收益分析，任意數量的軸向延伸的流體通道可以結合到柱塞本體214中。如下文將要解釋的，軸向延伸的流體通道的數量能夠確定流體驅動馬達104能夠操作的速度的數值。圖3示出了柱塞組件300，其包括5個軸向延伸的通道204、208、212、310、314以及相對應的進口 206、210、306、308,312ο在該非限制性的實施例中，柱塞本體214能夠提供5股不同的流體流向流體驅動馬達104 ;由此以5個不同的速度驅動流體驅動馬達104。柱塞組件300包括多個密封件302和304以將入口 106從流體驅動馬達104的入口 112隔離開。密封件302和304可以是O形環，墊圈，或者任意其他能夠執行密封或半密封功能的設備，這取決于具體的應用。在某些形式中，密封件302和/或304能夠結合到閥門組件108的各種壁構件或其他殼體結構中，能夠結合到一個或多個柱塞中，或者一個或多個柱塞能夠自身形成密封件302和/或 304。
[0021]隨著柱塞本體214被致動器110沿著軸線202在如320所示的方向上線性移動，軸向延伸的通道204的第一進口 206被放置成與流體入口 106流體連通。隨著柱塞本體214進一步在如320所示的方向上移動，第二進口 210被放置成與流體入口 106流體連通。運動流體114能夠從流體入口 106通過流體進口 206和210，穿過軸向延伸的流體通道204、208，并通過流體驅動馬達104的入口 112進入流體驅動馬達104。如圖所示，由于密封件302防止運動流體114進入其中，進口 306、308和314的其余的未被放置成與流體入口 106流體連通。因此，在這個示例中，馬達204僅從5個可能的通道中的兩個接收運動流體114。
[0022]閥門組件108可以包括多于一個柱塞。圖4示出了包括第二柱塞404的閥門組件108的剖面圖400。在某些形式中，第二柱塞404可以位于第一柱塞202的周圍。在第一柱塞202完全移動時，第二柱塞404可以移動以提供最大的運動流體114的流動。第二柱塞404可以附加地或者替代地包含多個軸向延伸的流體通道，在第二柱塞404的線性移動時，運動流體114穿過該通道，如關于第一柱塞202所討論的。由于提供了帶有多個軸向延伸的流體通道的第二柱塞404，總的流體驅動馬達104的速度的數值可以增加。
[0023]額外地，圖4示出了閥門組件108的流體入口 106的一部分和入口 402可以設置成垂直或近似垂直的關系。然而，取決于具體的應用和所需的流動，關于流體入口 106和入口 402任何配置可以被采用。
[0024]現在參照圖5A-5C，閥門組件108操作的各種所示模式將被討論。參照圖5A，扳機110未被按壓并且活塞202位于第一位置502。作為密封件302的柱塞202和404阻擋了流體進口 204，以及其他的流體進口(未示出)，并且有效地防止了運動流體114向流體驅動馬達104的釋放，使得流體運動馬達104不被提供動力。
[0025]參照圖5B，手動力被施加到扳機，使得第一柱塞202從第一位置502移動到第二位置，其中由流體入口 106接收的運動流體114進入第一軸向延伸的流體通道204，并且運動流體114被引導至流體驅動馬