CN101944793A - 发电机柔性驱动联接 - Google Patents

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Abstract

发电机组件(6)包括转子(24)，在操作上联接到转子(24)的附属滑轮轴杆(36)以及在操作上联接附属滑轮驱动轴杆(36)与转子(24)的柔性驱动联接构件(40)。柔性驱动联接构件(40)包括多个挠曲驱动环(64-66)，挠曲驱动环被配置成从转子(24)向附属滑轮驱动轴杆(36)传输扭矩，且基本上无扭转变形，同时允许附属滑轮驱动轴杆(36)在径向负荷下沿径向偏转和在轴向负荷下沿轴向偏转以便调适附属滑轮驱动轴杆(36)的未对准。

Description

发电机柔性驱动联接
技术领域
本文所披露的主题涉及发电机的技术且，更特定而言，涉及用于发电机的柔性驱动联接。
背景技术
许多现代车辆运用具有较大功率需求的电子和其它装置。商用车辆，诸如半拖挂车(semi-trailer)，现包括计算机和娱乐系统。军用车辆包括计算机设备以及雷达，通信设备以及武器系统，所有这些都具有较高的能量需求。为了满足这些增加的能量需求，许多车辆现包括发电机系统，其被配置成用于结合低速往复式发动机使用。
发明内容
根据本发明的一方面，发电机组件包括转子、在操作上联接到转子的附属滑轮驱动轴杆、以及在操作上与附属滑轮驱动轴杆和转子相联接的柔性驱动联接构件。柔性驱动联接构件包括多个挠曲驱动环，其被配置成从转子向附属滑轮驱动轴杆传输扭矩，且基本上无扭转挠曲或扭转变形(torsional deflection)，并且同时允许附属滑轮驱动轴杆在径向负荷下沿径向偏转、以及在轴向负荷下沿轴向偏转以便调适附属滑轮驱动轴杆的未对准。
根据本发明的另一方面，发电机系统包括发动机，发动机包括曲轴、在操作上联接到曲轴的转子、在操作上联接到转子的附属滑轮驱动轴杆、以及在操作上联接着附属滑轮驱动轴杆与转子的柔性驱动联接构件。柔性驱动联接构件包括多个挠曲驱动环，其被配置成从转子向附属滑轮驱动轴杆传输扭矩，且基本上无扭转变形，同时允许附属滑轮驱动轴杆在径向负荷下沿径向偏转、以及在轴向负荷下沿轴向偏转以便调适附属滑轮驱动轴杆相对于曲轴的未对准。
根据示范性实施例的又一方面，柔性驱动联接构件包括多个挠曲驱动环。该多个挠曲驱动环中的每一个包括主体，主体具有中央开口和外边缘部分。多个挠曲驱动环中相邻的挠曲驱动环接合以形成弹性连接、用于从驱动构件向从动构件传输扭曲且基本上无扭转变形，同时允许从动构件在径向负荷下沿径向偏转和在轴向负荷下沿轴向偏转以便调适从动构件与驱动构件的未对准。
结合附图来理解下文的描述，本发明的这些和其它优点和特点将会变得更加显而易见。
附图说明
在说明书的结论中在权利要求书中特别地指出且明确地主张保护所被认为的本发明主旨。结合附图来理解下文的具体描述，本发明的前述和其它特点和优点将会变得显然，在附图中：
图1是根据示范性实施例的马达发电机组件的截面透视图，马达发电机组件包括马达部分和发电机组件；
图2是图1的马达发电机的发电机组件的截面立面图；
图3是根据示范性实施例的图2的发电机组件的柔性驱动联接构件的下部右侧透视图；
图4是图3的柔性驱动联接构件的截面立面图；
图5是根据另一示范性实施例的发电机组件的截面立面图，发电机组件包括柔性驱动构件；
图6是根据示范性实施例的图5的发电机组件的柔性驱动联接构件的下部右侧透视图；以及
图7是图6的柔性驱动联接构件的截面立面图。
具体实施方式参考附图以举例的方式解释了本发明的实施例以及优点和特点。
具体实施方式
参看图1和图2，大体上以2示出发电机系统，其被示出为呈根据示范性实施例构造的马达发电机的形式。马达发电机2包括马达部分4和发电机组件6。马达部分4呈内燃机的形式，其包括在操作上连接到驱动构件或曲轴10的多个活塞(未图示)。还示出马达部分4包括多个附属滑轮12和13以及空转滑轮或惰轮(idler pulley)15和16。另外，根据所图示的示范性实施例，发电机组件6包括外壳21，转子24和定子27定位于外壳21内，外壳包括多个警告(未图示)。发电机组件6包括第一附属滑轮30和第二附属滑轮32。附属滑轮32由多个机械紧固件(其中一个标示为38)通过从动构件或附属滑轮牵伸轴杆36而在操作上连接到曲轴10。附属滑轮牵伸轴杆36经由柔性驱动联接构件40在操作上连接到曲轴10。柔性驱动联接构件40以下文更全面讨论的方式允许附属滑轮牵伸轴杆36与曲轴10之间的对准变化。
如在图3和图4中最佳地示出，柔性驱动联接构件40包括基板46，基板具有多个开口(其中之一标示为58)用于接纳机械紧固件60(图2)，机械紧固件60将柔性驱动联接构件40固持到曲轴10。还示出柔性驱动联接构件40包括多个挠曲驱动环64至66，其将会如下文更全面地讨论，提供绕多个轴线的轴向挠曲以便调适附属滑轮驱动轴杆36与曲轴10之间的任何未对准。除了挠曲驱动环64至66，柔性驱动联接构件40包括呈轴杆附连板形式的柔性驱动环68。轴杆附连板68包括主体部分69，主体部分69具备中央轮毂72，中央轮毂72包括花键(splined)部分75。花键部分75被配置成接纳附属滑轮驱动轴杆36的相对应的花键部分(未图示)。当然，应了解，中央轮毂72可使用键、螺栓、压配合或类似方式接合到附属滑轮驱动轴杆36。由于每个挠曲驱动环64至66类似地形成，下文将关于挠曲驱动环64展开详细描述，且应了解到：其余挠曲驱动环，即，挠曲驱动环65和66，包括相对应的结构。
如图所示，挠曲驱动环64包括主体82，主体82具有中央开口85和外边缘部分87。一对连接区91与92布置于主体82上在中央开口85与87之间。挠曲驱动环64还包括第二对连接区，即，连接区94和对置的连接区(未图示)，其与连接区91和92偏移90度。对于这种布置，连接区91和92将挠曲驱动环64连接到基板56，而连接区93和对置的连接区(未图示)将挠曲驱动环64联接到相邻挠曲驱动环65。以类似方式，实现挠曲驱动环65与挠曲驱动环66之间、以及挠曲驱动环66与轴杆附连板68之间的联接。
对于这种布置，以90度间隔连接的多个挠曲驱动环允许轴杆附连板68在径向负荷下沿径向偏转、和在轴向负荷下沿轴向偏转。即，挠曲驱动环64至66和轴杆附连板68在轴向上充当弹簧。此外，通过保持应力低于特定材料的无限寿命应力应变曲线，挠曲驱动环64至66和轴杆附连板68能够调适轴向和径向轴杆未对准、而不会引起磨损。在任何情况下，在图示示范性实施例中，通过使用机械紧固件(诸如图4中的100至103所示)在连接器区91至93处接合挠曲驱动环64至66与轴杆附连板68。
现将参看图5至图7，其中相似的附图标记表示相应视图中相对应的部件，描述根据另一示范性实施例构造的柔性驱动联接构件140。如图所示，柔性驱动联接构件140包括基板156，基板156具有多个开口158用于接纳机械紧固件，诸如在图5中的160所示。机械紧固件160将基板156固定到曲轴10上。还示出柔性驱动联接构件140包括多个挠曲驱动环164至167、以及呈轴杆附连板168形式的额外挠曲驱动环。轴杆附连板168包括主体部分169，主体部分169具有中央轮毂172，中央轮毂172包括花键部分175，花键部分175被配置成配合地接纳附属滑轮驱动轴杆36上的相对应的花键。当然，应了解到：中央轮毂172可使用键连接、螺栓、压配合或类似方式接合到附属滑轮驱动轴杆36。由于每个挠曲驱动环164至167类似地形成，在下文中关于挠曲驱动环164展开具体描述，应了解其余挠曲驱动环165至167包括类似结构。
如图所示，挠曲驱动环164包括第一挠曲构件182和第二挠曲构件183。第一挠曲构件182和第二挠曲构件183包括相对应的内边缘部分185、186，相对应的内边缘部分185、186分别限定中央开口188和189。此外，第一挠曲构件182和第二挠曲构件183分别包括外边缘部分192和193。柔性径向连结板(web)196在第一挠曲构件的内边缘185与外边缘192之间延伸。同样，柔性径向连结板197在第二挠曲构件183的内边缘186与外边缘193之间延伸。
根据示范性实施例，第一挠曲构件182与第二挠曲构件183通过机械接合过程(诸如焊接)而在外边缘192和193处固定到彼此。内边缘185和186分别经由柔性连接构件203和204固定到基板156和相邻挠曲驱动环165。对于这种布置，柔性驱动联接构件140允许轴杆附连板168在径向负荷下沿径向偏转、和在轴向负荷下沿轴向偏转。即，每个挠曲驱动环164至167和轴杆附连板168充当弹簧。以类似于上文所述的方式，通过维持应力低于特定材料的无限寿命应力应变曲线，挠曲驱动环164至167和轴杆附连板168能够调适径向和轴向轴杆未对准、而不会引起磨损。
虽然已经仅结合有限的几个实施例描述了本发明，应易于了解本发明并不限于这些所披露的实施例。而是可修改本发明以合并之前未描述的任意多种变化、更改、替代或等效布置，但它们仍符合本发明的精神和范围。此外，虽然描述了本发明的各种实施例，但应了解本发明的方面可包括所描述实施例中的仅某些实施例。因此，不应认为本发明受到前文描述的限制，而是仅受到所附权利要求书的范围限制。

Claims (20)

1.一种发电机组件(6)，其包括：
转子(24)；
附属滑轮驱动轴杆(36)，其在操作上联接到所述转子(24)；以及
柔性驱动联接构件(40)，其在操作上联接所述附属滑轮驱动轴杆(36)和所述转子(24)，所述柔性驱动联接构件(40)包括多个挠曲驱动环(64-66)，挠曲驱动环被配置成从所述转子(24)向所述附属滑轮驱动轴杆(36)传输扭矩，且基本上无扭转变形，同时允许所述附属滑轮驱动轴杆(36)在径向负荷下沿径向偏转和在轴向负荷下沿轴向偏转、以便调适所述附属滑轮驱动轴杆(36)的未对准。
2.根据权利要求1所述的发电机组件(6)，其中所述柔性驱动联接构件(40)包括轴杆附连板(68)和基板(56)，所述轴杆附连板(68)通过所述多个挠曲驱动环(64-66)接合到所述基板(56)。
3.根据权利要求2所述的发电机组件(6)，其中所述轴杆附连板(68)包括中央轮毂(72)，所述中央轮毂(72)被配置成接纳所述附属滑轮驱动轴杆(36)。
4.根据权利要求3所述的发电机组件(6)，其中所述中央轮毂(72)包括花键部分(75)。
5.根据权利要求2所述的发电机组件(6)，其中所述多个挠曲驱动环(64-66)中的每一个包括主体(82)，主体(82)具有中央开口(85)和外边缘部分(87)。
6.根据权利要求5所述的发电机组件(6)，其中在连接区(91-93)处通过所述主体(82)接合所述多个挠曲驱动环(64-66)中的选定的相邻挠曲驱动环。
7.根据权利要求6所述的发电机组件(6)。其中在另外的连接区(95，96)处通过所述主体(82)接合所述多个挠曲驱动环(64-66)中的另外选定的挠曲驱动环，所述另外的连接区(95，96)处于与所述连接区(91-93)偏移大约90度的位置。
8.根据权利要求7所述的发电机组件(6)，其中分别在所述连接区(91-93)和所述另外的连接区(95，96)接合所述挠曲驱动环(64-66)的选定的挠曲驱动环和另外选定的挠曲驱动环。
9.根据权利要求5所述的发电机组件(6)，其中通过所述外边缘部分(192，193)接合所述多个挠曲驱动环(164-166)的选定的相邻挠曲驱动环。
10.根据权利要求9所述的发电机组件(6)，其中通过焊接过程接合所述多个挠曲驱动环(164-166)的选定的相邻挠曲驱动环。
11.根据权利要求10所述的发电机组件(6)，其中通过柔性连接器构件(203，204)接合所述多个挠曲驱动环(164-166)的其它选定的相邻挠曲驱动环。
12.根据权利要求11所述的发电机组件(6)，其中所述多个挠曲驱动环(164-166)中每一个的每个主体(169)包括柔性径向连结板(196，197)。
13.根据权利要求5所述的发电机组件(6)，其中所述中央轮毂(172)延伸到所述多个挠曲驱动环(64-66；164-166)内。
14.一种发电机系统(2)，其包括：
马达部分(4)，其包括曲轴(10)；
转子(24)，其在操作上联接到所述曲轴(10)；
附属滑轮驱动轴杆(36)，其在操作上联接到所述转子(24)；以及
柔性驱动联接构件(40)，其在操作上联接所述附属滑轮驱动轴杆(36)和所述转子(24)，所述柔性驱动联接构件(40)包括多个挠曲驱动环(64-66)，挠曲驱动环被配置成从所述转子(24)向所述附属滑轮驱动轴杆(36)传输扭矩、且基本上无扭转变形，同时允许所述附属滑轮驱动轴杆(36)在径向负荷下沿径向偏转和在轴向负荷下沿轴向偏转以便相对于所述曲轴(10)调适所述附属滑轮驱动轴杆(36)的未对准。
15.根据权利要求14所述的发电机系统(2)，其中所述柔性驱动联接构件(40)包括轴杆附连板(68)和基板(56)，所述轴杆附连板(68)通过所述多个挠曲驱动环(64-66)接合到所述基板(56)。
16.根据权利要求15所述的发电机系统(2)，其中所述多个挠曲驱动环(64-66)中的每一个包括主体(82)，主体(82)具有中央开口(85)和外边缘部分(87)。
17.根据权利要求16所述的发电机系统(2)，其中在连接区(91-93)处通过所述主体(82)接合所述多个挠曲驱动环(64-66)的选定的相邻挠曲驱动环。
18.一种柔性驱动联接构件(40)，其包括：
多个挠曲驱动环(64-66)，每个挠曲驱动环包括主体(82)，主体(82)具有中央开口(85)和外边缘部分(87)，其中所述多个挠曲驱动环(64-66)的选定的相邻挠曲驱动环接合以形成弹性连接用于将扭矩从驱动构件(10)传输到从动构件(36)、且基本上无扭转变形，同时允许所述从动构件(36)在径向负荷下沿径向偏转并且在轴向负荷下沿轴向偏转以便调适所述从动构件(36)与所述驱动构件(36)的未对准。
19.根据权利要求18所述的柔性驱动联接构件(40)，其中在连接区(91-93)处通过所述主体(92)接合所述多个挠曲驱动环(64-66)的选定的相邻挠曲驱动环、且在另外的连接区(95-96)处通过所述主体(82)接合所述多个挠曲驱动环(64-66)中的另外选定的挠曲驱动环，另外的连接区(95-96)处于与所述连接区(91-93)成90度偏移的位置。
20.根据权利要求18所述的柔性驱动联接构件(40)，其中通过所述外边缘部分(192-193)接合所述多个挠曲驱动环(164-166)的选定的相邻挠曲驱动环，且通过柔性连接器件(203-204)接合所述多个挠曲驱动环(164-166)的另外选定的相邻挠曲驱动环。
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