具有移动密封件承载件的无支承活塞制造技术

本申请文件的主题至少实施为一种旋转致动器，该旋转致动器包括：壳体，该壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端；第一密封件承载件组件，该第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与第二敞开端相对的第三敞开端、在第一敞开端和第二敞开端附近与壳体密封接触的第一面部密封件；旋转输出组件；以及弧形第一活塞，该弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于在第一弧形腔室部分和在第二弧形腔室部分中往复运动。

Unsupported piston with moving seal carrier

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有移动密封件承载件的无支承活塞优先权声明本申请要求于2017年7月14日提交的美国专利申请第62/532,785号的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。
本专利技术涉及致动器装置，并且更具体地涉及恒定扭矩旋转活塞式致动器装置，其中，转子的活塞由处在压力下的流体来移动。
技术介绍
各种形式的线性液压致动器目前用在工业机械动力转换应用中。一种常见的工业用途是在建筑器械(例如，挖掘机、反铲挖掘机)中，其中，液压活塞的线性作用转换为围绕接合部(接头)的旋转运动。在某些应用、诸如用于重型器械操作的致动器中，期望的是增加的致动速度、较大的运动范围、流体动力使用的效率以及易于维护。然而，尽管它们被广泛使用，但是在线性液压致动器的典型重型器械应用中、例如在挖掘机的臂和铲斗上难以提供这样的特征。各种形式的旋转液压致动器目前也用在其他类型的工业机械动力转换应用中。这种工业用途通常用于需要连续惯性负载而无需长时间保持负载的应用、例如在飞行控制表面上使用旋转叶片致动器的飞行器，以及负载保持不成问题的应用、例如使用液压马达使厢体或吊臂相对于底盘水平枢转的反铲挖掘机。然而，这种致动器的设计不能很好地缩放以提供以下的组合，即，重型器械操作者通常期望的功率/重量比、现场维可维修性特征、刚度、保持能力、扭矩/重量比、摆率、能量效率和/或现场可维修性，以用于其器械中的其他地方、例如挖掘机的铲斗、斗杆和吊臂的致动。
技术实现思路
总体上，本文描述了旋转活塞式致动器装置。在第一方面中，旋转致动器包括：壳体，该壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与第一腔体流体连通的第一流体端口；第一密封件承载件组件，该第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与第二敞开端相对的第三敞开端、在第一敞开端和第二敞开端附近与第一壳体密封接触的第一面部密封件；旋转输出组件；以及弧形第一活塞，该弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于穿过第一敞开端、第二敞开端和第三敞开端的在第一弧形腔室部分和在第二弧形腔室部分中的往复运动，其中，第一活塞密封件、第一面部密封件、第一腔体、第二腔体和第一活塞限定了第一压力腔室，并且第一活塞的第一部分接触旋转输出组件。在第二方面中，根据方面1，第一密封件承载件组件构造成相对于壳体运动。在第三方面中，根据方面1或2，壳体还限定第三弧形腔室部分，并且包括第三腔体、第四敞开端以及与第三腔体流体连通的第二流体端口，并且旋转致动器还包括：第二密封件承载件组件，该第二密封件承载件组件限定第四弧形腔室部分并且包括与第三腔体流体连通的第四腔体、第二活塞密封件、第五敞开端和与第五敞开端相对的第六敞开端、在第四敞开端和第五敞开端附近与壳体密封接触的第二面部密封件；以及弧形第二活塞，该弧形第二活塞设置在所述壳体中，用于穿过第四敞开端、第五敞开端和第六敞开端的在第三弧形腔室部分和在第四弧形腔室部分中的往复运动，其中，第二活塞密封件、第二面部密封件、第三腔体、第四腔体和第二活塞限定了第二压力腔室，并且第二活塞的第一部分接触旋转输出组件。在第四方面中，根据方面3，第二活塞沿着与第一活塞相同的旋转方向来定向。在第五方面中，根据方面3，第二活塞沿着与第一活塞相反的旋转方向来定向。在第六方面中，根据方面1至5中的任一个，旋转致动器还包括外壳，该外壳设置成围绕壳体并且具有第二流体端口，其中，外壳、壳体、第一活塞密封件和第一活塞限定第二压力腔室。在第七方面中，根据方面1至6中的任一个，第一活塞密封件设置成围绕第三敞开端的内表面。在第八方面中，根据主张1至7中的任一个，壳体形成为单件的壳体。在第九方面中，根据方面1至8中的任一个，第一活塞的横截面是至少部分中空的。在第十方面中，根据方面9，第一活塞内部的结构构件位于第一活塞内部的两个腔体之间。在第十一方面中，根据方面1至10中的任一个，第一活塞的横截面是正方形、矩形、卵形、椭圆形或圆形中的一种。在第十二方面中，根据方面1至11中的任一个，第一活塞以相对于第一转子臂的预先确定的角度可移除地固附到第一转子臂并从第一转子臂延伸。在第十三方面，旋转致动的方法包括：提供旋转致动器，该旋转致动器包括：壳体，该壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与第一腔体流体连通的第一流体端口；第一密封件承载件组件，该第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与第二敞开端相对的第三敞开端、在第一敞开端和第二敞开端附近与壳体密封接触的第一面部密封件；旋转输出组件；以及弧形第一活塞，该弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于穿过第一敞开端、第二敞开端和第三敞开端的在第一弧形腔室部分和在第二弧形腔室部分中的往复运动，其中，第一活塞密封件、第一面部密封件、第一腔体、第二腔体和第一活塞限定了第一压力腔室，并且第一活塞的第一部分接触旋转输出组件；将受压流体施加到第一压力腔室，将第一活塞从第一压力腔室部分地向外推动以促使旋转输出组件沿第一方向旋转，使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转；以及将第一活塞部分地推动到第一压力腔室中，以将受压流体从第一流体端口推动出来。在第十四方面中，根据方面13，该方法还包括：通过第一活塞促使第一密封件承载件组件相对于壳体运动。在第十五方面中，根据方面13或14，壳体还限定第三弧形腔室部分，并且包括第三腔体、第四敞开端以及与第三腔体流体连通的第二流体端口，并且旋转致动器还包括：第二密封件承载件组件，该第二密封件承载件组件限定第四弧形腔室部分并且包括与第三腔体流体连通的第四腔体、第二活塞密封件、第五敞开端和与第五敞开端相对的第六敞开端、在第四敞开端和第五敞开端附近与壳体密封接触的第二面部密封件；以及弧形第二活塞，该弧形第二活塞设置在所述壳体中，用于穿过第四敞开端、第五敞开端和第六敞开端的在第三弧形腔室部分和在第四弧形腔室部分中的往复运动，其中，第二活塞密封件、第二面部密封件、第三腔体、第四腔体和第二活塞限定了第二压力腔室，并且第二活塞的第一部分接触旋转输出组件。在第十六方面中，根据方面15，第二活塞沿着与第一活塞相反的旋转方向来定向。在第十七方面中，根据方面13至16中的任一个，旋转致动器还包括外壳，该外壳设置成围绕壳体并且具有第二流体端口，其中，外壳、壳体、第一活塞密封件和第一活塞限定第二压力腔室。在第十八方面中，根据方面17，使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转包括：将受压流体施加到第二压力腔室，以及将第二活塞从第二压力腔室部分地向外推动，以促使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转。在第十九方面中，根据方面13至18中的任一个，使旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转包括：将受压流体施加到第二压力腔室；以及将第一活塞部分地推动到第一压力腔室中，以推动旋转输出组件沿与第一方向相反的第二方向旋转。在第二十方面中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转致动器，包括：/n壳体，所述壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与所述第一腔体流体连通的第一流体端口；/n第一密封件承载件组件，所述第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与所述第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与所述第二敞开端相对的第三敞开端、在所述第一敞开端和所述第二敞开端附近与所述第一壳体密封接触的第一面部密封件；/n旋转输出组件；以及/n弧形第一活塞，所述弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于穿过所述第一敞开端、所述第二敞开端和所述第三敞开端在所述第一弧形腔室部分和在所述第二弧形腔室部分中往复运动，其中，所述第一活塞密封件、所述第一面部密封件、所述第一腔体、所述第二腔体和所述第一活塞限定了第一压力腔室，并且所述第一活塞的第一部分接触所述旋转输出组件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170714 US 62/532,7851.一种旋转致动器，包括：
壳体，所述壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与所述第一腔体流体连通的第一流体端口；
第一密封件承载件组件，所述第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与所述第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与所述第二敞开端相对的第三敞开端、在所述第一敞开端和所述第二敞开端附近与所述第一壳体密封接触的第一面部密封件；
旋转输出组件；以及
弧形第一活塞，所述弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于穿过所述第一敞开端、所述第二敞开端和所述第三敞开端在所述第一弧形腔室部分和在所述第二弧形腔室部分中往复运动，其中，所述第一活塞密封件、所述第一面部密封件、所述第一腔体、所述第二腔体和所述第一活塞限定了第一压力腔室，并且所述第一活塞的第一部分接触所述旋转输出组件。


2.根据权利要求1所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一密封件承载件组件构造成相对于所述壳体运动。


3.根据权利要求1或2所述的旋转致动器，其特征在于，
所述壳体还限定第三弧形腔室部分并且包括第三腔体、第四敞开端以及与所述第三腔体流体连通的第二流体端口；并且
所述旋转致动器还包括：
第二密封件承载件组件，所述第二密封件承载件组件限定第四弧形腔室部分并且包括与所述第三腔体流体连通的第四腔体、第二活塞密封件、第五敞开端和与所述第五敞开端相对的第六敞开端、在所述第四敞开端和所述第五敞开端附近与所述壳体密封接触的第二面部密封件；以及
弧形第二活塞，所述弧形第二活塞设置在所述壳体中，用于穿过所述第四敞开端、所述第五敞开端和所述第六敞开端在所述第三弧形腔室部分和在所述第四弧形腔室部分中往复运动，其中，所述第二活塞密封件、所述第二面部密封件、所述第三腔体、所述第四腔体和所述第二活塞限定了第二压力腔室，并且所述第二活塞的第一部分接触所述旋转输出组件。


4.根据权利要求3所述的旋转致动器，其特征在于，所述第二活塞沿着与所述第一活塞相同的旋转方向来定向。


5.根据权利要求3所述的旋转致动器，其特征在于，所述第二活塞沿着与所述第一活塞相反的旋转方向来定向。


6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，还包括外壳，所述外壳设置成围绕所述壳体并且具有第二流体端口，其中，所述外壳、所述壳体、所述第一活塞密封件和所述第一活塞限定第二压力腔室。


7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞密封件设置成围绕所述第三敞开端的内表面。


8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述壳体形成为单件的壳体。


9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞的横截面是至少部分中空的。


10.根据权利要求9所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞内部的结构构件位于所述第一活塞内部的两个腔体之间。


11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞的横截面是正方形、矩形、卵形、椭圆形或圆形中的一种。


12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的旋转致动器，其特征在于，所述第一活塞以相对于第一转子臂的预先确定的角度可移除地固附到所述第一转子臂并从所述第一转子臂延伸。


13.一种旋转致动的方法，包括：
提供旋转致动器，所述旋转致动器包括：
壳体，所述壳体限定第一弧形腔室部分并且包括第一腔体、第一敞开端和与是第一腔体流体连通的第一流体端口；
第一密封件承载件组件，所述第一密封件承载件组件限定第二弧形腔室部分并且包括与所述第一腔体流体连通的第二腔体、第一活塞密封件、第二敞开端和与所述第二敞开端相对的第三敞开端、在所述第一敞开端和所述第二敞开端附近与所述壳体密封接触的第一面部密封件；
旋转输出组件；以及
弧形第一活塞，所述弧形第一活塞设置在所述壳体中，用于穿过所述第一敞开端、所述第二敞开端和所述第三敞开端在所述第一弧形腔室部分和在所述第二弧形腔室部分中往复运动，其中，所述第一活塞密封件、所述第一面部密封件、所述第一腔体、所述第二腔体和所述第一活塞限定了第一压力腔室，并且所述第一活塞的第一部分接触所述旋转输出组件；
将受压流体施加到所述第一压力腔室；
将所述第一活塞从所述第一压力腔室部分地向外推动以促使所述旋转输出组件沿第一方向旋转；
使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转；以及
将所述第一活塞部分地推动到所述第一压力腔室中，以促使受压流体从所述第一流体端口出来。


14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：通过所述第一活塞促使所述第一密封件承载件组件相对于所述壳体运动。


15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，
所述壳体还限定第三弧形腔室部分并且包括第三腔体、第四敞开端以及与所述第三腔体流体连通的第二流体端口；并且
所述旋转致动器还包括：
第二密封件承载件组件，所述第二密封件承载件组件限定第四弧形腔室部分并且包括与所述第三腔体流体连通的第四腔体、第二活塞密封件、第五敞开端和与所述第五敞开端相对的第六敞开端、在所述第四敞开端和所述第五敞开端附近与所述壳体密封接触的第二面部密封件；以及
弧形第二活塞，该弧形第二活塞设置在所述壳体中，用于穿过所述第四敞开端、所述第五敞开端和所述第六敞开端在所述第三弧形腔室部分和在所述第四弧形腔室部分中往复运动，其中，所述第二活塞密封件、所述第二面部密封件、所述第三腔体、所述第四腔体和所述第二活塞限定了第二压力腔室，并且所述第二活塞的第一部分接触所述旋转输出组件。


16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二活塞沿着与所述第一活塞相反的旋转方向来定向。


17.根据权利要求13至16中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述旋转致动器还包括外壳，所述外壳设置成围绕所述壳体并且具有第二流体端口，其中，所述外壳、所述壳体、所述第一活塞密封件和所述第一活塞限定第二压力腔室。


18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转包括：
将受压流体施加到所述第二压力腔室；以及
将所述第二活塞从所述第二压力腔室部分地向外推动，以促使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转。


19.根据权利要求13至18中任一权利要求所述的方法，其特征在于，使所述旋转输出组件沿与所述第一方向相反的第二方向旋转包括：
将受压流体施加到所述第二压力腔室；以及
将所述第一活塞部分地推动到所述第一压...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·E·沙鲁迪，B·布林克斯，
申请(专利权)人：伍德沃德有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US