CN102084147A - 用于扭矩传递尤其用于空调压缩机的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于在驱动带轮(1)和轴(2)之间的扭矩传递的装置，包括由所述带轮转动地驱动的耦合凸缘(4)和安装在所述轴末端并转动地结合到该轴的毂以及安装在所述耦合凸缘(4)和所述毂(3)之间的扭矩限制装置，其特征在于，所述扭矩限制装置包括摩擦环(28)，该摩擦环包括与所述耦合凸缘(4)和/或所述毂(3)的表面摩擦接触的多个突起弹性部分。

Description

用于扭矩传递尤其用于空调压缩机的装置
技术领域
本发明涉及在驱动带轮和由带轮驱动的轴之间的扭矩传递。这种类型的扭矩传递装置可以用于特别是空调压缩机中，例如那些安装到汽车的空调压缩机。
背景技术
在驱动带轮和由带轮驱动的轴之间的扭矩传递过程中，特别是在扭矩传递装置用于驱动空调压缩机的情形中，通常设置用于限制扭矩的装置，其布置在驱动带轮和从动轴之间。这样，在太大扭矩的情形下，例如由于空调压缩机卡住(seizing)，带轮会继续转动而不会驱动轴或者没有相对于驱动带滑移，这快速地导致带的损坏。
日本专利申请JP 08-135686使用挤压在金属保持元件之间的多个弹性元件作为扭矩限制装置，该组件设计为以使得在太大的扭矩情形下，弹性元件从它们的正常驱动位置脱离，从而消除扭矩传递。这些装置复杂，因此制造以及装配相对昂贵。此外，它们不允许当扭矩值再次变为正常时恢复扭矩传递。
日本专利申请JP 2000/356226描述一种扭矩限制装置，包括布置在驱动带轮和结合到空调压缩机的轴的耦合凸缘之间的摩擦系统。耦合凸缘的周边部分在它的每个面上包括摩擦涂层，该摩擦涂层一方面与带轮的径向面配合，另一方面与通过有肋的圆柱表面结合到驱动带轮的环形传递元件的径向面配合。这样的耦合凸缘，其具有双摩擦涂层，并设置有安装的传递元件以及设置有用于结合到凸轮的肋，该耦合凸缘被证明是复杂且昂贵的。
专利申请WO 2005/021991描述一种与自由飞轮装置相关联的滚动轴承，包括扭矩限制装置。这些装置包括安装在自由飞轮支撑部中的摩擦元件。
专利申请WO 01/098678描述一种具有螺旋系统的动力转向装置，其中环形齿轮通过包括多个凸起部的开裂环形圈直接安装在轴的中央部分上。这样的应用特定于转向柱，其相对缓慢的转动仅转几圈。
发明内容
本发明的主题是一种用于在驱动带轮和通过所述驱动带轮转动驱动的轴之间的扭矩传递的装置，其中扭矩限制装置在结构上简单并制造起来低成本，其可以容易地安装在轴末端，尤其是对于空调压缩机的驱动轴。
本发明的主题还为一咱传递装置，该传递装置包括当扭矩超过阈值时能够中断带轮和从动轴之间的扭矩传递，同时允许一旦扭矩值低于该阈值时就恢复扭矩传递的扭矩限制装置。
在一个实施例中，一种用于在驱动带轮和轴之间传递扭矩的装置，包括由带轮转动驱动的耦合凸缘和安装在轴末端并转动地结合到轴的毂。扭矩限制装置安装在耦合凸缘和毂之间并包括摩擦环，该摩擦环包括多个突起弹性部分，该多个突起弹性部分与耦合凸缘和/或毂的表面摩擦接触。这样，在驱动带轮和轴之间的扭矩太大的情形中，产生滑移，从而避免任何损坏的危险。扭矩值一返回到滑移阈值之下，就再次进行传递。该装置对于生产和安装是有效且简单的，并且便宜。
突起弹性部分优选地通过使得构成弹性环的薄材料变形而产生。
突起弹性部分可以是波纹状的或者凸起部。
在一个实施例中，凸起部占据摩擦环的中心部分，在两个末端部分之间没有凸起部。
摩擦环可以是开裂的或者相反为闭合的。
在一个实施例中，摩擦环径向预压在两个圆柱支承表面之间，该两个圆柱支承表面之间的间隙具有小于环的径向厚度的数值。
在另一个实施例中，摩擦环是径向预压在两个径向表面之间的凸缘形式的，该两个径向表面之间的间隙具有小于在自由状态下所述凸缘的轴向厚度的数值。
一个或多个弹性块可以安装在带轮和耦合凸缘之间以减少扭转振动。
根据另一个方面，本发明还涉及空调压缩机，尤其是用于汽车的空调压缩机，包括如上所述的在驱动带轮和压缩机轴之间传递扭矩的装置。
附图说明
本发明将通过研究通过例子形式描述并通过附图示出的决非限定性的实施例而得以更好的理解，其中：
图1是适于汽车的空调机轴的本发明的实施例的截面视图；
图2是图1的放大的详细视图；
图3是用于图1和2所示的装置的摩擦环的局部侧视图；以及
图4是从摩擦环上部观察的局部视图。
具体实施方式
如图所示，本发明的示例性实施例涉及用于汽车上的车载空调压缩机的扭矩传递装置。在所示实施例中，其尤其可以在图1中看出，所述装置包括用于驱动轴2的驱动带轮1，轴2在此为空调压缩机的输入轴(在图中未示出)。毂3附着到靠近轴2的末端的前部台肩2a。所述装置进一步包括由带轮1转动驱动的耦合凸缘4。
更准确地说，带轮1具有外圆柱部分5，该外圆柱部分5设置有肋6，肋6限定在肋之间的凹槽7，在凹槽7内部容纳包括相应肋的V带或者单个皮带，该带在图中未示出。带轮1具有径向凸缘8和由两个径向边9a界定的环形部分9，在两个径向边9a之间可以容纳滚动轴承10，该滚动轴承10在此为球轴承。外环10a容纳在边9a之间，而内环10b安装在压缩机支撑部12的圆柱部分11上。间隔垫圈13保持滚动轴承10也就是带轮1和支撑部12的台肩14之间的适当距离。簧环15用作轴向止停部从而将滚动轴承10保持在圆柱部分11上的适当位置。由于径向边9a，带轮1同样相对于压缩机支撑部12被保持在适当位置。
在所示例子中，大致环形构型而实质上为正方形截面的弹性块16通过机械方式连接和/或过模制到带轮1的凸缘8，同时还支承在所述凸缘8的一侧上，向着轴2的末端取向，抵靠着圆柱部分5的孔。弹性块16和带轮1之间的连接可以通过任何适当的方式进行。
耦合凸缘4具有在带轮1方向通过邻接抵靠凸缘8的圆柱壳18延伸的环形主体17。耦合凸缘4和弹性块16通过任何适当的方式例如机械方式和/或通过过模制彼此连接。为此，弹性块16的孔接触壳18的外圆柱表面。在图中所示的单一的弹性块16可以通过分布在圆柱壳18的周边上的数个单独的弹性块替代。在所有情形中，该弹性块16的介入使得能够减缓带轮1和耦合凸缘4之间的扭转振动。
还可以想到，消除弹性块16并将耦合凸缘4直接耦合到带轮1。耦合凸缘可以与带轮分离或者集成到带轮中以构成单一件。可能的振动然后通过所使用的材料属性或者所涉及部分的形状吸收，如果必要的话。在任何情形中，不管是否使用弹性块16，带轮1优选地由既强又轻的材料例如基于嵌入在合成树脂的玻璃纤维或碳纤维的复合材料所制成。带轮1可以优选地直接过模制到滚动轴承10的外环10a上。耦合凸缘4还可以由相同类型或者模制的非加强合成树脂的材料制成。
毂3包括由轴的延伸部20通过其中的中心孔19，所述延伸部20具有与夹持螺母21配合的螺纹末端。由于存在该螺母21，耦合凸缘3抵靠着台肩2a夹持在轴2的末端上。毂3的圆柱外表面22定位为面对耦合凸缘4(图2)的孔23，并且在这两个表面之间具有分隔或者间隙。毂3通过容纳在形成在耦合凸缘4中的凹陷25内部的环形末端边24实现。耦合凸缘4相应地具有部分环形边界26，其定位在毂3和滚动轴承10(图1)之间。毂3优选地由金属材料制成并可以在数个部位27挖空以为了使其更轻。
摩擦环28安装于在毂3的圆柱表面22和耦合凸缘4(图2)的孔23之间留出的径向间隔或间隙中，充当扭矩限制装置的角色。为此，在图2-4中可见的环28具有多个突起弹性部分29，该多个突起弹性部分29在所示的例子中通过使得构成弹性环28的薄材料变形并呈现大致矩形形状的凸起部的形式而进行制造，其长轴轴向定向。环28可以由例如不锈钢条制成。弹性部分或凸起部29占据摩擦环28的中心部分30，同时留下两个没有凸起部的末端部分31。在所示的例子中，摩擦环28安装到耦合凸缘3的圆柱表面22并接触所述圆柱表面。相反，突起凸起部29接触耦合凸缘4的孔23。设置有其突起弹性部分29的摩擦环28的径向厚度大于相对的表面22和23之间存在的间隙或间隔。因此在两个圆柱支承表面之间建立径向预应力，其中所述两个圆柱支承表面的一个为毂3的圆柱表面22，另一个为耦合凸缘4的孔23。摩擦环28可以是开裂环或者相反地为连续环形环。环28还可以由数个元件形成。
这样，所述的传递装置以下面的方式工作：
只要从带轮1传递到轴2的扭矩保持小于阈值，毂3和耦合凸缘4之间的摩擦环的预应力就足以使得由带轮1和耦合凸缘4传递的扭矩完全传递到毂3和毂3所结合到的轴2。当待传递的扭矩变得太大并超过上述阈值时，例如在轴被卡死的情形中，接触表面的滑移产生在摩擦环28和由毂3或耦合凸缘4所构成部件的其中之一之间，这是根据各自的摩擦系数。耦合凸缘4因此能够相对于毂3和轴2转动而没有破坏运动链的一些元件的危险。所以说，摩擦环28充当带轮1和轴2之间的扭矩传递的机械保险的角色。
尽管已经利用径向预应力摩擦环描述了特定的例子，但是，应当理解，还可以利用在分别限定在毂3和耦合凸缘4上的两个径向表面之间的轴向预应力凸缘，其中该凸缘具有突起弹性部分，这仍然是在本发明的范围内。此外，尽管突起弹性部分已经示出为凸起部的形式，但是应当理解，还可以利用具有多个波纹或者替代地多个弹性凸片的摩擦元件。

Claims (10)

1.一种用于在驱动带轮(1)和轴(2)之间传递扭矩的装置，包括由所述带轮转动驱动的耦合凸缘(4)和安装在所述轴末端并转动地结合到该轴的毂，以及安装在所述耦合凸缘(4)和所述毂(3)之间的扭矩限制装置，其特征在于，所述扭矩限制装置包括摩擦环(28)，该摩擦环包括与所述耦合凸缘(4)和/或所述毂(3)的表面摩擦接触的多个突起弹性部分。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述突起弹性部分通过使得构成所述弹性环(28)的薄材料变形而产生。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述突起弹性部分是波纹状的。
4.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述突起弹性部分是凸起部(29)。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述凸起部占据所述摩擦环的中心部分(30)，在两个末端部分(31)之间没有凸起部。
6.如前述任一权利要求所述的装置，其中，所述摩擦环是开裂的。
7.如前述任一权利要求所述的装置，其中，所述摩擦环径向预压在两个圆柱支承表面(22，23)之间，所述两个圆柱支承表面(22，23)之间的间隙具有小于在自由状态下所述环(28)的径向厚度的数值。
8.如权利要求1-6的任何一项所述的装置，其中，所述摩擦环是径向预压在两个径向表面之间的凸缘的形式，该两个径向表面之间的间隙具有小于在自由状态下的所述凸缘的轴向厚度的数值。
9.如前述任一权利要求所述的装置，其中，一个或多个弹性块(16)安装在所述带轮和所述耦合凸缘之间。
10.一种空调压缩机，尤其是用于汽车的空调压缩机，包括如前述任一权利要求所述的用于在驱动带轮和压缩机轴之间传递扭矩的装置。
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