CN103124864A - 固定到涡轮上的螺旋弹簧缓冲减震器 - Google Patents

固定到涡轮上的螺旋弹簧缓冲减震器 Download PDF

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Abstract

一种变矩器（100），包括：具有涡轮壳体（108）的涡轮（106）；和减震器组件，该减震器组件包括：输出法兰（110）；第一罩板（112，114）；固定连接到涡轮壳体的第一驱动板（116）；与第一罩板接合的第一弹簧组（122）；与第一罩板和输出法兰接合的第二弹簧组（124）；与第一罩板和第一驱动板接合的第三弹簧组（126）；和从涡轮壳体通向减震器组件的单一转矩传输路径（166），该单一转矩传输路径由第一驱动板形成。

Description

固定到涡轮上的螺旋弹簧缓冲减震器
技术领域
本公开涉及一种用于变矩器的使用来自涡轮的惯性以减低震动的减震器组件。具体地，本公开涉及一种用于变矩器的具有安装在涡轮上的附加板的减震器组件。
背景技术
共同所有的美国专利申请公开US2009/0125202教导了一种变矩器中的减震器组件，其具有轴向固定到涡轮上但并不限制其相对于涡轮旋转的罩板，和固定到涡轮和罩板上的减震器。
发明内容
根据在此描述的方面，提供了一种变矩器，包括：具有涡轮壳体的涡轮；和减震器组件，减震器组件包括：输出法兰；第一罩板；紧固到涡轮壳体的第一驱动板；与第一罩板接合的第一弹簧组；与第一罩板和输出法兰接合的第二弹簧组；与第一罩板和第一驱动板接合的第三弹簧组；和从涡轮壳体到减震器组件的单一转矩传输路径，单一转矩传输路径由第一驱动板形成。
根据在此描述的方面，提供了一种变矩器，包括：罩；具有涡轮壳体的涡轮；包括活塞板、摩擦材料和第一驱动板的锁止离合器；和减震器组件，该减震器组件包括：输出法兰；罩板；紧固到涡轮壳体的第二驱动板；与罩板和第二驱动板接合的第一弹簧组；与罩板和输出法兰接合并且与第一弹簧组周向对齐的第二弹簧组；和与罩板和第一驱动板接合的第三弹簧组。
根据在此描述的方面，提供了一种变矩器，包括：具有涡轮壳体和减震器组件的涡轮。减震器组件包括：输出法兰；罩板；接合罩板的第一弹簧组；与罩板和输出法兰接合的第二弹簧组；与第一和第二弹簧组分离的第三弹簧组；从涡轮壳体到减震器组件的单一转矩传输路径；从第一弹簧组经过罩板到输出法兰的第一转矩传输路径；从第三弹簧组到罩板的第二转矩传输路径；和包括从涡轮壳体到第三弹簧组的单一转矩传输路径的实体转矩传输路径。
本发明这些和其它的目的和优点将会从以下对本发明的说明中和从附图和权利要求书中容易得知。
附图说明
参照附图，仅以示例的方式公开多个实施例，附图中的附图标记表示对应的部件，其中：
图1A是解释在本发明中使用的空间术语的圆柱坐标系的立体图；
图1B是解释在本发明中使用的空间术语的图1A中的圆柱坐标系中的一个物体的立体图；
图2是变矩器的局部剖面图，该变矩器具有减震器组件和连接到涡轮的驱动板和作为驱动板的旋转止动件的紧固件；
图3是图2所示的减震器组件的一部分的后视图；
图4是变矩器的局部剖面图，该变矩器具有减震器组件和连接到涡轮的驱动板和作为驱动板的旋转止动件的在驱动板上的翼片；
图5是变矩器的局部剖面图，该变矩器具有减震器组件和通过径向中间弹簧与涡轮连接的驱动板。
具体实施方式
首先，应该确定不同附图上的相似的附图标记表示本发明的相同的或功能类似的结构元件。应该理解的是，要求保护的本发明并不局限于公开的方面。
另外应该理解的是，本发明并不局限于所描述的具体方法、材料和变形，因为这些当然可以变化。也应该理解的是，在此使用的术语仅仅用于描述具体的方面，而并不用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围仅仅由所附的权利要求来限制。
除非另行限定，否则在此所使用的全部技术和科学术语具有与通常由本发明所属技术领域中的专业人员所理解的意义相同的含义。虽然在实施或试验本发明时能够使用与所描述的方法、装置或材料类似或等效的任意方法、装置或材料，但是在此描述的是优选的方法、装置和材料。
图1A是解释在本发明中使用的空间术语的圆柱坐标系80的立体图。本发明至少部分地在圆柱坐标系环境中描述。坐标系80具有纵轴线81，作为以下方向和空间术语的基准。形容词“轴向的”、“径向的”、“周向的”分别对应于与轴线81、半径82（其与轴线81正交）和圆周83平行的方向。形容词“轴向的”、“径向的”、“周向的”也对应于平行于各自平面的方向。为了阐明各个平面的放置，使用物体84、85和86。物体84的表面87形成轴向平面。即，轴线81形成沿着该表面87的直线。物体85的表面88形成径向平面。即，半径82形成沿着该表面88的直线。物体86的表面89形成圆周面。即，圆周83形成为沿着该表面89的线。作为进一步的例子，轴向移动或设置平行于轴线81，径向移动或设置平行于半径82，周向移动或设置平行于圆周83。旋转是相对于轴线81的。
副词“轴向地”、“径向地”、“周向地”分别相对于与轴线81、半径82和圆周83平行的方向。副词“轴向地”、“径向地”、“周向地”也相当于平行于各自平面的方向。
图1B是图1A的圆柱坐标系80中的物体90的立体图，该坐标系80解释了本发明中使用的空间术语。圆柱体90代表了圆柱坐标系中的圆柱形物体，并且无意于以任何形式对本发明进行限制。物体90包括轴向表面91、径向表面92、和周向表面93。表面91是轴向平面的一部分，表面92是径向平面的一部分，表面93是圆周表面的一部分。
图2是变矩器100的局部剖面图，该变矩器100具有减震器组件102和连接到涡轮106的驱动板116和作为用于驱动板116的旋转止动件的紧固件。
图3是图2所示的减震器组件102的一部分的后视图。以下的描述都应参照附图2和3。变矩器100包括减震器组件102、锁止离合器104、和具有涡轮壳体108的涡轮106。减震器组件102包括输出法兰110、罩板112和114、和固定到涡轮壳体108的驱动板116。驱动板116能够以任何本领域已知的方式例如铆钉118固定在涡轮上。法兰110的径向内凹部120被构造为接合输入轴（未示出）例如用于传动。
减震器组件102还包括：与罩板112和锁止离合器104接合的弹簧组122、与罩板112和114和输出法兰110接合的弹簧组124、与罩板112和114和驱动板116接合的弹簧组126。弹簧126能够称为涡轮缓冲弹簧。在一个实施例中，弹簧124和126具有距离变矩器100的旋转轴线130相同的径向距离128，并且弹簧组122从弹簧组124和126径向向外设置。
变矩器包括罩132，并且锁止离合器包括能够轴向位移的活塞板134和摩擦材料136。特别的，活塞板的径向外凸部138能够轴向位移，从而使得在离合器的接合位置，摩擦材料与罩和活塞板接合或接触，并且转矩能够从罩向活塞板传递。锁止离合器与弹簧122直接接合或接触。在一个实施例中，锁止离合器包括驱动板，驱动板以本领域已知的任何方式例如铆钉141固定连接到活塞板，从而使得驱动板140与活塞板一起旋转。驱动板140与弹簧直接接触。
在一个实施例中，驱动板116的一部分142轴向设置在输出法兰110和罩板112之间。驱动板116能够相对于法兰110和罩板112和114旋转。在一个实施例中，驱动板116的旋转受到连接罩板112和114的紧固件144例如金属片铆钉的限制。例如，驱动板116包括槽或切口146并且紧固件144穿过该槽。为了简化描述，显示了单一槽，然而，可以理解的是，在板116上能够有任意数量的槽146。该槽具有各自的周向端部146A和146B，并且如果驱动板116在旋转方向R1或R2上充分旋转，那么相应端部接触紧固件，板的旋转停止，并且如果力在同一旋转方向上施加到驱动板116上，那么弹簧124持续压紧。例如，如果驱动板116在旋转方向R1上充分旋转，那么端部146B接触紧固件，板的旋转停止，如果力在方向R1上施加到驱动板116，那么弹簧124持续压紧。
图4是变矩器100的局部剖面图，该变矩器100具有减震器组件和连接到涡轮的驱动板116和作为驱动板116的旋转止动件的在驱动板上的翼片148。在一个实施例中，驱动板116的一部分142轴向设置在输出法兰110和罩板112之间。驱动板116能够相对于法兰110和罩板112和114旋转。在一个实施例中，驱动板116的旋转受到驱动板116上的翼片或轴向延伸部148的限制。例如，罩板112包括槽150，并且翼片148设置在该槽150中。槽150具有各自的周向端部并且如果驱动板116在任一旋转方向上充分旋转，那么相应端部接触翼片148，驱动板116的旋转停止，如果力在同一旋转方向上施加到驱动板116，那么弹簧124持续压紧。
返回图3，弹簧126的相应端部与驱动板116中的槽152接合。在图3中，弹簧126与槽152的端部154接合。弹簧126的另一相应端部与罩板114中的槽156接合。弹簧124分别与罩板114中的槽158和160接合并且与输出法兰110接合。在一个实施例中，槽158和160基本具有相同的尺寸并且在减震器组件的静止位置轴向对准。
图5是变矩器100的局部剖面图，该变矩器100具有减震器组件和通过径向中间弹簧连接到涡轮的驱动板116。在一个实施例中，弹簧126与罩板112和驱动板116接合，并且径向设置在弹簧122和124之间。在一个实施例中，驱动板116的一部分142轴向设置在输出法兰110和罩板112之间。驱动板116能够相对于法兰110和罩板112和114旋转。在一个实施例中，驱动板116的旋转受到连接罩板112和114的紧固件144例如铆钉的限制。例如，驱动板116包括槽146和穿过该槽146的紧固件144。槽146具有相应周向端部，并且如果驱动板116在任一旋转方向上充分旋转，那么相应端部接触紧固件，驱动板的旋转停止，并且如果力在同一方向上施加到驱动板116，那么弹簧124持续压紧。
有利的是，图5中的布置能够在减震器组件中增加弹簧124和/或126的数量。例如，在图2到图4中由弹簧126占用的圆周空间可以用于附加弹簧124，因为弹簧126径向设置在弹簧122和124之间。增加弹簧124的数量提高减震器组件的性能。此外，在图2到4中由弹簧124占用的空间如果需要可以用于附加弹簧126。
以下将参照附图2到5进行描述。减震器组件102包括相对设置的螺旋弹簧对126，例如弹簧126A和126B，该弹簧对被预加载从而使得在板116上的总预载荷为零。板116驱动弹簧126。在一个实施例中，减震器102的双重减震器构造中的内减震器162被分为两个功能部分。被分离的减震器的使用罩板和驱动板116的涡轮缓冲减震部分用于涡轮缓冲弹簧。被分离的减震器的包括罩板和法兰的其他部分用于减震器扭转的主要阶段和弹簧124。
在图3中，显示了4个弹簧124和4个弹簧126。然而可以理解的是，变矩器100不限于任何具体数量的弹簧124和126。使用的弹簧124和126的实际数量可能取决于变矩器100的具体设计的工况和转矩要求。所显示的构思意图于说明铆接中间驱动板的缓冲件的概念。在本发明中说明的设计功能的例子在图4中通过转矩传输路径164来显示。转矩传递到外壳并且通过锁止离合器104和板140进入减震器从而扭转罩板112和114。然后转矩扭转主要阶段内减震器弹簧124，然后该弹簧124将转矩传递到法兰。
在运行中，由涡轮壳体和板116体现的涡轮惯性通过板116和弹簧126连接到部分162。这样，本发明的变矩器有利地将涡轮惯性与减震器组件连接并且使用该惯性抵消与变矩器连接的发动机有关的不利的震动。例如，涡轮的震动和惯性能够调整为相对于与变矩器连接的发动机的震动异相。在一个实施例中，涡轮缓冲减震器部分需要扭转止动。如上所述，由紧固件144和板116中的槽或者由翼片148和罩板112中的槽提供扭转止动。
如上所述的变矩器100的运行也能够从图2和3所示的转矩传输路径的方面进行描述。例如，转矩传输路径166从弹簧122经过罩板112和114到法兰110。实体转矩传输路径168从涡轮壳体到弹簧126，且转矩传输路径170从弹簧126到罩板112和114。关于实体转矩传输路径，指的是该路径不包括任何将会削弱或吸收转矩的元件，例如弹簧或屈曲装置。即，转矩传输路径等价于将涡轮壳体和弹簧126结合的实体部件材料，例如转矩传输路径通过固定在涡轮壳体上的板116形成。沿着路径166传递的转矩遇到沿着转矩传输路径168和170传递的转矩。因此，例如沿着路径166的转矩能够在一个方向上推动罩板112和114，其反过来也能够沿上述方向推动输出法兰。如果转矩采取蜂涌或激增的形式，那么法兰的这种移动是不良的。然而，沿着路径168和170的转矩能够在相反的旋转方向上推动罩板112和114，有利地驱散或削弱沿着路径166的不良的激增。
本发明的涡轮缓冲器结构为制造提供了以下优点，即使得组装制造更加容易并且排除了对容纳涡轮缓冲减震部分的额外的焊接或铆接工艺的需求。整体减震器102包括涡轮缓冲减震部分，其能够通过紧固件144例如铆钉而在单一操作中铆接，该紧固件用于在铆接工艺中连接罩板，缓冲弹簧能够通过组装载件触及。该触及允许使用组装钉来预加载缓冲弹簧，使得可以组装驱动中间板。最后，由于减震器和缓冲器形成为单一的铆接单元，因此其能够在已存的涡轮紧固件例如铆钉118的镦粗过程中被铆接到涡轮上。因此，本发明的变矩器有利地消除了壳体对涡轮上的单独的焊接翼片/环的需要并且通过提供简单的组装方法消除了对预加载分隔板的需要。本发明的变矩器也消除了对任何额外铆接操作或焊接的需要，这些在现有设计中都是需要的。
由此可知，本发明的目的被有效地实现，尽管本发明的变形和改变对于本领域技术人员而言是显而易见的并且这些变形意图于在要求保护的本发明的精神和范围中。也可以理解的是，上述说明仅仅是对本发明的示例性描述并且不应当被认为限制本发明。因此本发明的其它实施方式也是可能的而不会背离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种变矩器，包括。
具有涡轮壳体的涡轮；和，
减震器组件，包括：
输出法兰；
第一罩板；
固定连接到涡轮壳体的第一驱动板；
与第一罩板接合的第一弹簧组；
与第一罩板和输出法兰接合的第二弹簧组；
与第一罩板和第一驱动板接合的第三弹簧组；
从涡轮壳体到减震器组件的单一转矩传输路径，所述单一转矩传输路径由所述第一驱动板形成。
2.根据权利要求1的变矩器，其中所述第一和第二弹簧组在距所述变矩器的旋转轴线相同的径向距离处。
3.根据权利要求1的变矩器，其中所述第二和第三弹簧组周向对齐。
4.根据权利要求1的变矩器，其中所述第三弹簧组从所述第二弹簧组径向向外设置。
5.根据权利要求1的变矩器，其中所述第三弹簧组径向设置在所述第一和第二弹簧组之间。
6.根据权利要求1的变矩器，还包括：
罩；和
与所述罩能够接合并且与所述第一弹簧组直接接合的锁止离合器。
7.根据权利要求6的变矩器，其中：
所述锁止离合器包括能够轴向位移的活塞板和与所述活塞板连接的第二驱动板，从而使得当所述活塞板旋转时，所述第二驱动板旋转；和
所述第二驱动板与所述第一弹簧组直接接触。
8.根据权利要求1的变矩器，其中所述第一驱动板的一部分轴向设置在所述输出法兰和所述第一罩板之间。
9.根据权利要求1所述的变矩器，其中所述第一驱动板能够相对于所述输出法兰和所述第一罩板旋转。
10.根据权利要求1所述的变矩器，其中：
所述减震器组件包括通过多个紧固件与所述第一罩板连接的第二罩板；和，
所述第一驱动板的旋转被所述多个紧固件所限制。
11.根据权利要求1所述的变矩器，其中：
所述第一罩板包括槽；
所述第一驱动板包括设置在槽中的轴向突出部；和，
所述第一驱动板的旋转通过槽的相应端部被所述轴向突出部接触所限制。
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