CN104179938A - 旋转传动装置及包括该装置的交流发电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有内置式单向离合器的旋转传动装置(1)，包括：内部旋转构件(2)、与内部旋转构件(2)同心设置的外部旋转构件(3)。该装置还包括沿径向设置在限定于内部旋转构件(2)与外部旋转构件(3)之间的环形空间(5)中的单向离合器(8)、以及设置在所述环形空间(5)中的至少一个轴承(6、7)。外部旋转构件(3)由塑料材料制成，且被包覆成型到至少一个加强插入件(4)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有内置式单向离合器的旋转传动设备，例如用于汽车交流发电机的皮带轮。本发明还涉及一种包括这种旋转传动设备的交流发电机。
背景技术
如所周知，传动带驱动皮带轮交流发电机的外冠，驱动内部轮毂。此皮带轮在工作中经受速度和转矩的变化，主要是由于发动机的非循环运动。具有不同的方法来平滑施加在皮带轮上的所述变化，例如通过在轮毂与皮带轮冠之间设置单向离合器。在一旋转方向上，该单向离合器将转矩从轮毂传递至皮带轮冠，而在另一旋转方向上，皮带轮作为飞轮工作。
所述皮带轮冠通常由金属制成，并且由至少一个包括内圈、外圈及在所述圈之间的滚动元件的滚动轴承旋转支承，所述滚动轴承部件由金属制成。包括这种元件的旋转传动装置具有产生重要惯性的重量。
此外，金属皮带轮冠须有热涂层，例如用于防止腐蚀或改善硬度。这样的表面处理很昂贵，并且增加了旋转传动装置的制造成本。
发明内容
因此，本发明的特别目的是，通过提供简单设计的旋转传动装置来克服上述这些缺点，即易于组装、经济，能够以有效且经济的方式长时间运行。
本发明涉及一种具有内置式单向离合器的旋转传动装置，包括：内部旋转构件、与内部旋转构件同心设置的外部旋转构件、径向设置在限定于内部旋转构件与外部旋转构件之间的环形空间中的单向离合器、以及设置在所述环形空间中的至少一个轴承。
根据本发明，所述外部旋转构件由塑料材料制成，且被包覆成型到至少一个加强插入件上。
由于本发明，所述旋转传动装置的重量大幅降低，使得能够降低设备成本，特别是降低材料数量及制造成本。
所节省的设备重量还意味着降低了惯性，且提高设备启动及停止时的爬坡性能。
根据本发明的有利但并非强制的其他方面，在前提是没有矛盾的情况下，这样的滚动轴承可以具有以下特征中的一个或多个：
-所述轴承是滚动轴承，其包括安装在限定于内圈与外圈之间的滚动室中的滚动元件。
-所述轴承是滑动轴承。
-所述至少一个滚动轴承的滚动元件是滚珠。
-所述滚动元件由保持架沿周向等间距隔开。
-所述至少一个加强元件包括与包覆成型外部旋转构件配合的轴向夹持装置。
-所述至少一个加强元件包括与包覆成型外部旋转构件配合的径向夹持装置。
-所述至少一个加强元件包括与包覆成型外部旋转构件配合的旋转夹持装置。
-所述至少一个轴承的内圈由冲压金属板制成。
-所述至少一个轴承的内圈包括为滚动元件形成滚道的环形部分和从该环形部分轴向延伸的轴向部分。
-所述至少一个轴承的内圈的轴向部分压配到内部旋转构件的外圆柱面上。
-所述至少一个轴承的外圈由冲压金属板制成。
-所述至少一个轴承的外圈包括为滚动元件形成滚道的环形部分。
-所述至少一个轴承的外圈包括从该环形部分轴向延伸的至少一个轴向部分。
-至少一个密封件被安装到所述至少一个轴承的外圈的至少一个轴向部分上，所述密封件径向朝向所述内圈和/或内部旋转构件。
-所述至少一个轴承的外圈构成外部旋转构件的一个加强插入件，以便所述外部旋转构件被包覆成型到所述外圈上，用于滚动元件的滚道开放于环形空间。
-所述至少一个轴承的外圈包括从为滚动元件形成滚道的环形部分延伸的第二环形部分，所述第二环形部分为保持架限定附加径向空间。
-所述单向离合器包括沿径向设置在两个滚道之间的滑动元件，所述滚道中的至少一个形成到圈上。
-所述单向离合器的滑动元件是楔块。
-所述单向离合器的滑动元件是辊子。
-所述单向离合器的滑动元件由保持架沿周向间隔开。
-所述单向离合器包括内圈，其安装到内部旋转构件的外圆柱表面上并且为滑动元件形成滚道，所述内圈由冲压金属板制成。
-所述内部旋转构件的外圆柱表面为单向离合器的滑动元件形成滚道。
-所述单向离合器包括外圈，其安装到外部旋转构件的孔中并且为滑动元件形成滚道，所述外圈由冲压金属板制成。
-所述单向离合器的外圈构成外部旋转构件的一个加强插入件，以便所述外部旋转构件被包覆成型到所述外圈上，用于滑动元件的滚道开放于环形空间。
-所述加强插入件的外圆柱表面设置有专用于由外部旋转构件包覆成型并形成旋转夹持装置的轴向肋。
-所述单向离合器的外圈和至少一个滚动轴承的外圈由形成轴向夹持装置的外部旋转构件的径向环形部分轴向地间隔开，所述径向环形部分在包覆成型过程期间被制造。
-所述单向离合器的外圈和所述至少一个轴承的外圈形成构成外部旋转构件的一个加强插入件的一个独特外圈，所述独特圈设置有用于单向离合器的滑动元件的一个滚道和用于至少一个轴承的滚动元件的至少一个滚道。
-所述外部旋转构件包括与独特加强插入件的径向开口相配合并形成轴向夹持装置的径向销。
-所述外部旋转构件被包覆成型到单向离合器的和/或至少一个滚动轴承的外圈上，以便形成肩部，从而轴向保持所述外圈的自由端。
-用于单向离合器的滑动元件的滚道的直径严格小于用于至少一个滚动轴承的滚动元件的滚道的直径。
-所述旋转传动装置包括两个相邻的轴承。
-所述旋转传动装置包括沿轴向位于单向离合器的每一侧上的两个轴承。
-所述外部旋转构件由聚合物材料例如聚酰胺46(PA46)或酚醛树脂(PF)制成。
-所述外部旋转构件由包括玻璃纤维例如至少30％玻璃纤维的聚合物材料制成。
-所述滚动和/或滑动元件的滚道得以热处理，例如通过感应淬火、穿透淬火、表面硬化、氮碳共渗。
本发明还涉及一种交流发电机，其包括根据任何前述实施例所述的旋转传动装置。
附图说明
通过研究由非限制性示例给出的及由附图所示的具体实施例的详细描述，本发明及其优点将得到更好的理解，其中：
-图1是根据本发明第一实施例的旋转传动装置的半剖视图，
-图2是用于根据本发明第二实施例的旋转传动装置的独特外圈的透视图，以及
-图3是根据本发明第三实施例的旋转传动装置的半剖视图。
具体实施方式
如图1所示，中心轴线X1的旋转传动装置1包括中心轴线X2的内部旋转构件2，例如轮毂；和中心轴线X3的外部旋转构件3，例如皮带轮冠。
在正常使用时，轴线X1、X2和X3是重合的，并且内部旋转构件2和外部旋转构件3围绕这些轴线相对旋转。
在本实施例及以下实施例中，术语“轴向”和“径向”相对于旋转传动装置1的旋转轴线X1定义。则轴向部分平行于旋转的该轴线，且径向部分垂直于该轴线。
内部旋转构件2包括两个侧向凸缘2a、2b、外圆柱表面2c以及内孔2d。轴(未示出)专门用于被插入到内孔2d中，以便将转矩传递至内部旋转构件。
外部旋转构件3包括两个侧向凸缘3a、3b、设计成与带(未示出)配合的外表面3c以及内孔3d。外表面3c包括环形肋，例如以便与多楔V型带配合。
根据本发明，外部旋转构件3包括加强插入件4。外部旋转构件3由聚合物材料制成，并且被包覆成型到所述加强插入件4上。
由于本发明，所述外部旋转构件可以由比通常的金属旋转构件更轻的材料来制造，能够为旋转传动装置1实现轻量化。
外部旋转构件3的加强由加强插入件4确保，其用于支承负载和转矩。
外部旋转构件3与内部旋转构件2同心设置，以便内孔3d和外圆柱表面2c限定环形空间5，其中安装两个滚动轴承6、7和单向离合器8。
滚动轴承6、7轴向地设置在单向离合器8的每一侧上。两个滚动轴承6、7是相似的，并且相对于穿过单向离合器中心的径向轴线是对称的。
滚动轴承6、7径向地设置在外部旋转构件3的内孔3d与内部旋转构件2的外圆柱表面2c之间。
滚动轴承6、7每个都包括内圈6a、7a以及一排滚动元件6d、7d，此处为滚珠。内圈6a、7a每个都包括环形部分6b、7b，其限定形成用于滚动元件6d、7d的滚道的外凹部。环形部分6b、7b每个都由通过压配到外旋转构件2的外圆筒表面2c上所安装的轴向部分6c、7c延伸。
内圈6a、7a由冲压金属板制成。
所述单向离合器包括滑动元件8a，比如楔块，其由保持架8b沿周向保持。内部旋转构件2的外圆柱表面2c包括为滑动元件8a形成滚道的轴向部分2e。作为一种替代(未示出)，单向离合器8可以包括安装到内部旋转构件2的外圆柱表面2c上的内圈。
根据本发明的一实施例，滚动轴承6、7和单向离合器还包括构成加强插入件4的共同的独特外圈。
外圈4包括轴向部分4a，其由第一环形部分4b在一侧上轴向延伸并且由第二环形部分4c在另一侧上轴向延伸。
第一环形部分4b的内凹面为滚动轴承6的滚动元件6d形成滚道。第二环形部分4c的内凹面为滚动轴承7的滚动元件7d形成滚道。轴向部分4a的轴向内表面为单向离合器8的滑动元件8a形成滚道。
如图1中的示例所示，环形部分4e设置在第一环形部分4b与轴向部分4a之间，另一环形部分4f设置在第二环形部分4c与轴向部分4a之间。这样的环形部分4e、4f使得能够为用于滚动元件6d、7d的保持架(未示出)增加径向空间。
外部旋转构件3包覆成型到所述外圈4上，以便形成肩部3e、3f，从而分别轴向地保持环形部分4b、4c的自由端。
用于滚动元件6d、7d的外圈4上的滚道的直径严格大于用于滑动元件8a的外圈4上的滚道的直径。这样的设计允许很容易地轴向插入滚动和滑动元件。
在如图2所示的本发明的一实施例中，外圈4的轴向部分4a的外圆柱表面包括与凹部4h交替的径向肋4g。肋4g都是相似的，并且沿周向等间距隔开。肋4g和凹部4h与被包覆成型到所述肋4g和凹部4h上的外部旋转构件3的相似形式配合。这样的形式允许阻止外圈4与包覆成型构件3之间的任何旋转。
图3(其中相同的元件具有相同的参考标记)所示的另一实施例不同于图1的实施例，其中外部旋转构件3包括三个加强插入件9、10、11。外部旋转构件3由聚合物材料制成，并且被包覆成型到所述加强插入件9、10、11上。
根据图3中所示的一示例，滚动轴承6、7每个都包括外圈，其分别构成加强插入件9、10。
外圈9、10每个都分别包括轴向延伸的第一环形部分9a、10a、在一侧上从第一环形部分9a、10a轴向延伸的第二环形部分9b、10b、在另一侧上从第一环形部分9a、10a轴向延伸的轴向部分9c、10c。
第一环形部分9a、10a中每个的内凹面分别为滚动轴承6、7的滚动元件6d、7d形成滚道。
第二环形部分9b、10b使得能够为用于滚动元件6d、7d的保持架(未示出)增加径向空间。
轴向部分9c、10c每个都可以设置有至少一个密封件(未示出)，所述密封件沿径向朝向轴线X1。这样的密封件允许防止污染进入环形空间5，并且防止润滑剂泄漏至滚动轴承6、7及单向离合器8的外部。
根据图3中所示的一示例，单向离合器8包括构成加强插入件11的外圈。
外圈11是圆柱形的，并且包括为滑动元件8a形成滚道的内表面。
单向离合器8的外圈11轴向地位于分别滚动轴承6、7的两个外圈9、10之间。
根据图3中所示的一示例，轴向间隙限定在相邻的外圈9和11之间以及在相邻的外圈10和11之间。
在用于制造外部旋转构件3的包覆成型过程中，两个相邻的外圈之间的所述轴向间隙由从外部旋转构件3的内孔3d径向延伸的两个环形径向部分3g、3h填充。这样的环形径向部分3g、3h允许轴向保持单向离合器的外圈11。环形径向部分3g还允许采用肩部3e轴向保持外圈9；以及环形径向部分3h允许采用肩部3f轴向保持外圈10。
上面所考虑的实施例及替代变型的技术特征可以组合。
Claims (13)
1.具有内置式单向离合器的旋转传动装置(1)，包括：内部旋转构件(2)、与内部旋转构件(2)同心设置的外部旋转构件(3)、沿径向设置在限定于内部旋转构件(2)与外部旋转构件(3)之间的环形空间(5)中的单向离合器(8)、以及设置在所述环形空间(5)中的至少一个轴承(6、7)，
其特征在于，外部旋转构件(3)由塑料材料制成，且被包覆成型到至少一个加强插入件(4)上。
2.根据权利要求1所述的旋转传动装置，其中，至少一个轴承(6、7)包括内圈(6a、7a)、滚动元件(6d、7d)和外圈(4；9、10)，所述外圈构成外部旋转构件(3)的一个加强插入件，以便所述外部旋转构件(3)包覆成型到所述外圈(4；9、10)上，用于滚动元件(6d、7d)的滚道开放于环形空间(5)。
3.根据权利要求1所述的旋转传动装置，其中，单向离合器(8)包括径向设置在两个滚道之间的滑动元件(8a)，所述滚道之一形成到构成外部旋转构件(3)的一个加强插入件的外圈(4；11)上，以便所述外部旋转构件(3)包覆成型到所述外圈(4；11)上，用于滑动元件(8a)的滚道开放于环形空间(5)。
4.根据权利要求2所述的旋转传动装置，其中，至少一个轴承(6、7)的外圈(9、10)与单向离合器(8)的外圈(11)通过外部旋转构件(3)的径向环形部分(3g、3h)沿轴向间隔开。
5.根据权利要求2所述的旋转传动装置，其中，形成一个独特外圈(4)的至少一个轴承(6、7)的外圈和单向离合器(8)的外圈构成外部旋转构件(3)的一个加强插入件，所述独特外圈(4)设置有用于单向离合器(8)的滑动元件(8a)的一个滚道和用于至少一个轴承(6、7)的滚动元件(6d、7d)的至少一个滚道。
6.根据权利要求2所述的旋转传动装置，其中，至少一个轴承(6、7)的外圈(4；9、10)包括形成用于滚动元件(6d、7d)的滚道的第一环形部分(4b、4c；9a、10a)和从第一环形部分(4b、4c；9a、10a)轴向延伸的第二环形部分(4e、4f；9b、10b)，以便为保持滚动元件(6d、7d)的保持架限定附加径向空间。
7.根据权利要求2所述的旋转传动装置，其中，至少一个轴承(6、7)的外圈(9、10)包括为滚动元件(6d、7d)形成滚道的环形部分(9a、10a)和从环形部分(9a、10a)轴向延伸的轴向部分(9c、10c)，至少一个密封件被安装到轴向部分(9c、10c)上且沿径向朝向内部旋转构件(2)。
8.根据权利要求2所述的旋转传动装置，其中，外部旋转构件(3)被包覆成型到至少一个滚动轴承(6、7)的外圈(4；9、10)上和/或单向离合器(8)的外圈(4；11)上，以便形成肩部(3e、3f)，从而轴向保持所述外圈(4；9、10；11)的自由端。
9.根据权利要求1所述的旋转传动装置，其中，所述加强插入件(4)包括设置有专用于由外部旋转构件(3)包覆成型的轴向肋(4g)的外圆柱表面。
10.根据权利要求1所述的旋转传动装置，其中，所述外部旋转构件(3)包括与加强插入件(4)的径向开口相配合的径向销。
11.根据权利要求1所述的旋转传动装置，其中，内部旋转构件(2)的外圆柱表面(2c)为单向离合器(8)的滑动元件(8a)形成滚道。
12.根据权利要求1所述的旋转传动装置，其中，外部旋转构件(3)由含有玻璃纤维的聚合物材料制成。
13.交流发电机，其包括根据前述权利要求中任一项所述的旋转传动装置(1)。
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2014
- 2014-05-23 CN CN201410221689.0A patent/CN104179938A/zh active Pending
- 2014-05-23 US US14/285,989 patent/US9188173B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109383618A (zh) * | 2017-08-08 | 2019-02-26 | 株式会社万都 | 电动力转向设备 |
| US11148709B2 (en) | 2017-08-08 | 2021-10-19 | Mando Corporation | Electric power steering apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2806181A1 (en) | 2014-11-26 |
| US9188173B2 (en) | 2015-11-17 |
| US20140346000A1 (en) | 2014-11-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141203 |