CN105705833A - 扭矩限制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及扭矩传递和扭矩限制系统技术和应用。本发明涉及提供改进的扭矩限制系统，其采用用于控制在单个动力输入轴与一个或多个动力输出轴之间传输动力的公差环，所述公差环能够保护机械设备和动力传动系统免受机械过载损坏。关于机动车辆差速器，本发明能够通过在所述差速器内部提供摩擦力来控制两个动力输出轴或驱动轴之间的差速，并且限制轮子之间的“不合期望的”滑移或差速，如当一个轮子遭遇低牵引力条件时可能发生的情况，从而提供限滑差速器。

Description

扭矩限制系统

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求2013年9月20日提交的标题为“LimitedSlipDifferentialwithToleranceRings/CircumferentialClutches(具有公差环和圆周离合器的限滑差速器)”的先前临时申请序列号61/880,178的优先权，涉及并要求2013年11月22日提交的标题为“LimitedSlipDifferentialwithToleranceRings”的先前临时申请序列号61/907,386的优先权，并且涉及并要求2014年1月14日提交的标题为“MechanicalLockingSystemforToleranceRings(用于公差环的机械锁定系统)”的先前临时申请序列号61/927,111的优先权，所述申请的内容以引用方式并入本文并且不应被认为由于在此交叉引用部分中提及而构成相对于本发明的现有技术。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及扭矩限制系统技术、扭矩-滑移和扭矩限制装置以及它们到动力传输组件的应用。此类扭矩限制装置可以保护机械设备免受机械过载损坏并且可以在各种组件中用作扭矩传递和限制装置。

2.现有技术的描述

本领域中已知的公差环是能够在匹配的圆柱形部件之间提供扭矩转移、轴向保持和径向负载的装置。当公差环被压缩地装配在所述匹配的圆柱形部件之间时，每个波纹提供引起摩擦力的弹簧力。公差环的摩擦容量是所有波纹的合力以及与匹配部件的摩擦系数。

公差环具有许多优点，诸如廉价、轻质、简单、耐用并且允许快速装置组装，然而，当期望大范围的匹配部件材料类型和摩擦容量时，所述公差环在其功能上受到限制。

本领域中已知的是，差速器是能够将旋转能量从单个动力输入源传递到两个动力输出轴或轮轴的装置。在陆地车辆的实例中，在转向时需要外侧轮比内侧轮转向得更远且更快的情况下，可允许差速(differentiation)。然而，为了控制轮子之间“不合期望的”滑移或差速，如当一个车轮遭遇低牵引力条件(诸如泥、雪或冰)时可能出现的，期望的是机动车辆差速组件能够包括用于限制“不合期望的”差速的一些设置。

本领域中已知的许多限滑差速器利用粘度、锁定装置、扭矩感测齿轮系统、摩擦离合器板或锥体、或用于限制差速的其他装置，并且是昂贵的、复杂的、笨重的，并且可能表现出高摩擦负载。

发明目的和特征

更具体地，本发明可涉及用于陆地车辆的工业扭矩限制器和限滑差速器，所述扭矩限制器和限滑差速器提供用于控制差速的摩擦扭矩。本发明的主要目的和特征是提供一种克服上述问题的系统。

本发明的另一个目的和特征是提供这样一种系统：所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环作为提供固定的、可变的、可调节的和主动的扭矩限制组件的简单、耐用且具有成本效益的装置，所述扭矩限制组件在差速器内部提供预先确定量的扭矩，所述扭矩限制组件阻止输出轴的相对运动以便在一个输出轴或驱动轮上的牵引力削弱的情况下合乎期望地分配扭矩。

本发明的另一个目的和特征是提供具有限滑差速器的通用型简单耐用廉价的系统：

所述系统允许两个被驱动轮轴或输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环来限制超过预先确定阈值的扭矩传输；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环来提供通过对输入能量的角加速的反应(reaction)而改变的摩擦扭矩-滑移值的范围；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环来改善用于扭矩感测和其他类型的限滑差速器的现有功能；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环作为增加汽车和工业动力传动系统中扭矩限制器和限滑差速器的通用性和功能的简单、耐用且具有成本效益的装置；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，同时对动力源施加最小的摩擦负载；

所述系统以提供长使用寿命的方式允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是允许随着一个或多个参数的变化来调节扭矩极限。

所述系统采用在其材料的弹性范围内持久地且一致地起作用的公差环；

所述系统具有轴向沟槽的构型，所述轴向沟槽可以提供增大或减小的摩擦扭矩；或者

所述系统采用公差环具有固定的、可变的、可调节的且主动的扭矩-滑移值并且可以在连续的扭矩-滑移工作条件下持久地起作用。

本发明的另一个目的和特征是提供一种具有轴向沟槽的系统，所述轴向沟槽提供能够将所述波纹保持在所述沟槽中的机械力，并且防止所述公差环波纹抵靠周向部件旋转。

值得注意的是，所述沟槽可允许所述公差环在更宽且先前不可用的固定和可变扭矩-滑移值范围内可靠地起作用，因为不需要弹簧力和摩擦力来防止所述公差环的破坏性旋转。

参考以下描述，本发明的其他目的和特征将变得明显。

附图简述

本文描述的附图仅用于本教导内容的所选择方面而非所有可能的实现方式的说明性目的，并且不旨在限制本教导内容的范围。还应理解的是，为清楚起见，所有附图可能有所扩大。

图1以分解透视图的形式示出与现有技术组件相关的外波纹公差环。

图2以分解透视图的形式示出与现有技术组件相关的内波纹公差环。

图3以分解透视图的形式示出与本发明相关的外波纹公差环。

图4以分解透视图的形式示出与本发明相关的内波纹公差环。

图5示出固定值扭矩限制器的外波纹公差环的一个波纹的部分截面示意图。

图6示出与固定值扭矩限制器的性能包络线相关的图形。

图7示出与固定值扭矩限制器的安装扭矩值和工作扭矩值相关的图形。

图8示出通过对角加速度(angularacceleration)扭矩限制组件反应(reaction)而产生的完整变量值的环形部分截面图。

图9示出通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量值的放大环形部分截面图，其中不具有公差环。

图10示出通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量值的外部圆柱形部件的透视图，其中不具有公差环和内部圆柱形部件。

图11示出通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量的外波纹公差环的一个波纹的部分截面示意图。

图12示出与通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量的性能包络线相关的图形。

图13示出与通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量的安装扭矩值和工作扭矩值相关的图形。

图14示出通过轴向移动扭矩限制器实现的变量的部分轴向截面图。

图15示出通过轴向移动扭矩限制器实现的变量的环形部分轴向截面图。

图16示出通过轴向移动扭矩限制器实现的变量的部分轴向截面图。

图17示出通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的双向变量的外波纹公差环的一个波纹的部分截面示意图。

图18示出与通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的双向变量的性能包络线相关的图形。

图19示出与通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的双向变量的安装扭矩值和工作扭矩值相关的图形。

图20示出完整的周向可调节值角扭矩限制器的完整环形部分横截面图。

图21示出周向可调节值扭矩限制器的驱动环的环形部分横截面图。

图22示出周向可调节值扭矩限制器的驱动环的轴向部分横截面图。

图23示出通过扭矩限制器实现的周向可调节值的外壳环的环形部分横截面图。

图24示出周向可调节值扭矩限制器的外壳环的轴向部分横截面图。

图25示出锥形套管扭矩限制器的环形部分截面图。

图26示出锥形套管扭矩限制器的外壳的正交视图。

图27示出锥形套管扭矩限制器的外壳的轴向部分截面图。

图28示出主动可变的扭矩限制器的截面图。

图29示出主动可变的扭矩限制器的正交视图。

图30示出主动可变的扭矩限制器的截面图。

图31示出主动可变的扭矩限制器的功能的框图。

图32示出与公差环高度、压缩值、环刚度以及对磨损的敏感度之间的关系有关的图形。

图33示出与公差环高度、压缩值、环刚度以及对磨损的敏感度之间的关系有关的图形。

图34示出与公差环高度、压缩值、环刚度以及对磨损的敏感度之间的关系有关的图形。

图35示出限滑差速器的环形部分截面图，所述限滑差速器具有通过对角加速度内部摩擦装置反应而产生的变量。

具体实施方式

提供以下描述以使得本领域的任何技术人员都能够制造并使用本发明，并且以下描述阐明了发明人所设想的实施其发明的最佳模式。然而，各种修改对本领域的技术人员来说是显而易见的，因为本发明的一般原理已在本文中明确定义以便提供扭矩限制系统。

此处，描述了使用公差环的扭矩限制器的新型创造性组合，可用作工业扭矩限制器并且可应用于开放式差速器以便限制差速。

存在两种基本类型的自动差速器，即标准或“开放式”差速器和限滑型差速器。这两种差速器在本领域中是众所周知的并且它们具有发展了多年的益处。这两种差速器在其功能方面是非常简单的。第一种是将动力从单个动力源传输到两个被驱动轮轴或输出轴。第二种是允许独立旋转、或两个被驱动轮轴或输出轴之间的差速。所述差速例如在陆地车辆转弯并且外侧轮必须比内侧轮行进更多且转弯更快时发生。

“开放式”差速器在大多数情况下工作很好。然而，如当一个轮子处于泥或冰上时，被驱动车轮之间牵引力的差别可能导致那个被驱动车轮打滑，不提供牵引力。这是因为“开放式”差速器提供几乎无限的差速，并且能够将大部分输出动力传送到具有最小牵引力的轮子，影响车辆的移动。

限滑差速器在本领域中是众所周知的并且可能是相对大型的、笨重的、昂贵的且复杂的。然而，就其功能来说它们仍然是非常简单的。它们通过各种装置限制差速以便在牵引力削弱的情况下提供原动力。就安全和性能两者而言，它们在所有类型的车辆中都是合乎期望的选择，但是它们的费用阻碍了它们成为标准特征。

许多现有的工业扭矩限制器是复杂的、大型的、笨重的且昂贵的。公差环在本领域中是已知的并且提供简单、廉价的扭矩传递和限制。所述公差环具有两个面，即波纹面和平滑面，并且可以由(但不限于)弹性金属或塑料制成，所述弹性金属或塑料具有分裂的或分段的环形构型(有着变化的直径)、具有多个周向布置的呈单行或多行形式的外部或内部波纹(有着一致的或变化的高度和间距)并且具有一对平滑的周向侧缘。使用公差环的扭矩限制组件限制了能够在组件的各部分之间传输的最大扭矩量。当公差环压缩地位于例如轴与孔之间的环形空间中时，波纹受到压缩。每个波纹充当弹簧并且抵靠轴和孔的表面施加一个径向力，从而提供预先确定量的摩擦扭矩。优选地，压缩值与摩擦力之间存在线性关系，所述线性关系确定扭矩值。外壳或轴的旋转将传递所述轴或外壳中另一个的类似旋转。如果施加所述旋转力以使得输入扭矩高于预先确定的阈值，那么一个将相对于另一个旋转，即，它们将滑移。

当这种滑移发生时，所述波纹面将在平滑面之前滑移，因为波纹面的至少一个压力区域小于平滑面的压力区域。当这种事件在工作条件下重复时，可以理解，波纹可能导致其本身或其所接触的部件的磨损或损坏。平滑面的滑移一般不会导致磨损。当前实践包括以下安装：其中接收波纹的材料足够软以允许波纹缩进并夹紧材料，然而，可以看出，这对于所有条件或长期性能来说并不是优选的解决方案。

前述关于公差环的波纹面相对于其接触的圆柱形部件滑移的问题可能是在低的弹簧力或摩擦值下功能受限的主要原因。

另一个限制是，所述公差环组件可能局限于一个预先确定的工作扭矩-滑移值，该值可以通过设计和制造设定，因此调节、磨损、设计变化以及其他因素可能难以或不可能进行补救。

当前广泛的研究发现极少关于公差环如何在低的扭矩和扭矩-滑移值下起作用的知识，并且没有发现处理以上问题的系统。

本发明提供一系列耐用的、廉价的装置，所述装置提供固定可调节的且可变的扭矩限制器，所述扭矩限制器增加了公差环的通用性和功能并且提供了一系列耐用的、廉价固定的、可变可调节的、且活动的限滑差速器，因此存在对本发明的需要。

附图

图1以分解透视图的形式示出普通现有技术组件中的外波纹公差环。示出了外波纹公差环1、外部圆柱形部件2、内部圆柱形部件3。应当理解，当超出这个组件的扭矩极限时，外部圆柱形部件2或内部圆柱形部件3将相对于另一个滑移，并且外波纹公差环1的波纹将抵靠外部圆柱形部件2滑移，从而造成损坏并且其预先确定的扭矩值的迅速劣化。

图2以分解透视图的形式示出普通现有技术组件中的内波纹公差环。示出了内波纹公差环1n、外部圆柱形部件2、内部圆柱形部件3。应当理解，当超出这个组件的扭矩极限时，外部圆柱形部件2或内部圆柱形部件3将相对于另一个滑移，并且内波纹公差环1n的波纹将抵靠内部圆柱形部件3滑移，从而造成损坏并且其预先确定的扭矩值的迅速劣化。

图3以分解透视图的形式示出与本发明相关的组件中的外波纹公差环。示出了本发明的优选实施方案50、外波纹公差环1、外部圆柱形部件2、内部圆柱形部件3、恒定值轴向沟槽4a。应当理解，当超出这个组件的扭矩极限时，外部圆柱形部件2或内部圆柱形部件3将相对于另一个滑移。然而，因为存在通过恒定值轴向沟槽4a中的一个或多个波纹将外波纹公差环1的波纹机械地锁定到外部圆柱形部件2这样一个装置，所以期望的内部圆柱形部件3能够滑移，并且外波纹公差环1将保持被机械地锁定到外部圆柱形部件2，从而提供了耐用的、简单的且廉价的扭矩限制组件。

图4以分解透视图的形式示出与本发明相关组件中的内波纹公差环。示出了内波纹公差环1n、外部圆柱形部件2、内部圆柱形部件3、恒定值轴向沟槽4a。因为前述原理适用，应当理解，当超出这个组件的扭矩极限时，外部圆柱形部件2或内部圆柱形部件3将相对于另一个滑移。

应当理解，存在机械锁定或限制公差环的许多方式，非限制性地，使用按键、榫钉、销以及其他方法。本领域技术人员可以理解，前述构型本质上是示例性的而非限制性的。非限制性地，可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程，在外壳的内孔或轴的外表面中切割具有预先确定的深度和设计的所述恒定值轴向沟槽4a。非限制性地，本发明的原理还适用于任何类型的材料或构型的、在任一方向上旋转的外或内波纹公差环以及其部件。优选地，但非限制性地，图4和图5的原理适用于所有构型、形式、材料的公差环。

在具有用于将所述环的波纹面机械地锁定到其期望部件的装置的情况下，可以防止损坏并且可以改善公差环组件的可靠性和通用性。例如，本发明提供一种系统，所述系统允许持久的且非常宽范围的扭矩转移和滑移值，这将在本教导内容中进一步解释。

图5、图6、图7示出与功能、安装和工作扭矩-滑移值相关的本发明的固定值扭矩限制器、即优选实施方案50的部分截面示意图和两个图。

另外，图5介绍了力Ft，它是与内部圆柱形部件3的内部圆柱形部件表面3a相切的力。优选地，力Ft由内部圆柱形部件3产生，这是因为所述内部圆柱形部件3是由原动机驱动的，其中内部圆柱形部件3的内部圆柱形部件表面3a在外波纹公差环1上、在相对的角加速度下、在任一旋转方向上滑移地推动，所述外波纹公差环1受恒定值轴向沟槽4a限制。

因为力Ft是切向于内部圆柱形部件3的内部圆柱形部件表面3a引导的矢量力，是切向于内部圆柱形部件横截面3的内部圆柱形部件表面3a的力，所以它转换成等于Ft乘以切向于内部圆柱形部件3的内部圆柱形部件表面3a的力的半径的扭矩。

图5示出固定值扭矩限制器的外波纹公差环的一个波纹的部分截面示意图。示出了外波纹公差环1、外部圆柱形部件2、恒定值轴向沟槽4a、内部圆柱形部件3、内部圆柱形部件表面3a，介绍了对应于外波纹公差环1的压缩值的压缩值刻度0-Y、旋转方向11、以及力Ft。

对图5进行解释，优选地恒定值轴向沟槽4a，其提供了在变化的角加速度下预先确定的固定恒定的扭矩-滑移值。当内部圆柱形部件3的角加速度增大或减少时，外波纹公差环1可以维持其恒定的扭矩-滑移值，因为在压缩值不能改变时扭矩-滑移值也不能改变。外波纹公差环通过波纹的布置而机械地锁定在沟槽中。优选地，优选实施方案50可以充当在所有旋转条件下、在任一方向上提供恒定的扭矩滑移值的装置。

图6示出与固定值扭矩限制器的性能包络线相关的图。所述图与图5直接相关。介绍了扭矩值刻度0-T，示出了与压缩值相关的扭矩-滑移值、对应于外波纹公差环1(未示出)的压缩值刻度0-Y、旋转方向11。

对图6进行解释，优选地，恒定值轴向沟槽4a示出了恒定的扭矩-滑移和压缩值，所述扭矩-滑移和压缩值不能随着内部圆柱形部件的角加速度增大或减小而改变，因为压缩值不能改变。所述事件通过以下关系进行描述：在4a处，力Ft等于力4a。由于本文中所解释的原因，这些相对参数对于本文所描述的扭矩限制系统的性能来说是至关重要的。

当通过恒定值轴向沟槽4a将外波纹公差环1机械地锁定到外部圆柱形部件2时，所述外波纹公差环1能够可靠地将固定预先确定的安装扭矩-滑移值从零传输到外波纹公差环1在连续工作条件下的最大弹性值，而不会出现由角加速度的变化或机械夹紧度的损失导致的变化。优选地，这个实施方案在这种情况下特别有益：在需要宽范围固定恒定预先确定的扭矩-滑移值、并且在固定值连续扭矩-滑移工作条件下需要一个公差环持久地起作用。

本领域中已知的是，将公差环波纹保持在轴向沟槽4a中的机械力可以大于内部圆柱形部件3的切向力或角加速度；因此，关系可以是机械力mf大于切向力Ft。值得注意的是，轴向沟槽4a可允许外波纹公差环1在更宽且先前不可用的扭矩-滑移值范围内可靠地起作用，因为不需要弹簧力和/或摩擦力来防止不希望的相对旋转。

图7示出与固定值扭矩限制器的安装扭矩值和工作扭矩值相关的图。另外，图7介绍并解释了由公差环产生的扭矩-滑移值如何随着随时间推移的使用而改变，并且引入了安装扭矩值itv的概念(当第一次安装在组件中时外波纹公差环1的扭矩值)和工作扭矩值wtv的概念(在安置周期之后的外波纹公差环1的扭矩值)以及它们的各自关系。

示出了扭矩值刻度0-T、压缩值刻度0-Y，介绍了刻度rxlk，示出了内部圆柱形部件3以一千的增量的旋转。

关于图7，示出了与扭矩-滑移值的改变相关的线。具体地，图7示出了从安装扭矩值itv开始、减小至工作扭矩值wtv的扭矩-滑移和压缩值。示出了在达到其工作扭矩-滑移值之后，在优选实施方案50中运行的公差环可以在连续工作条件下提供非常恒定且可靠的工作扭矩-滑移值。

在测试过程中，已发现，对于模拟限滑差速器或扭矩限制装置的功能的润滑测试固定装置来说，安装扭矩值在第一1,000次旋转期间大幅减小。举例来说：在约1k转数下，安装扭矩值itv是38ft-lbs，并且工作扭矩值wtv是28ft-lbs。在这个实例中，安装扭矩值与工作扭矩值之间的平均下降率是约25％。因此，由于本文所解释的原因，这显示了本文所描述的扭矩限制系统的构型和相对尺寸的关键程度。

因此，这个测试显示了在类似装置中使用并且循环数千转数的公差环可以提供非常一致且可靠的工作扭矩值wtv。本领域技术人员应当理解，前述研究、构型和描述本质上是示例性的而非限制性的。

因此，图5、图6、图7以示意图和图形的方式解释了系统如何通过恒定值轴向沟槽4a机械地锁定公差环的一个或多个波纹，如何提供能够简单且可靠地提供预先确定的固定恒定且可靠的工作扭矩-滑移值的扭矩限制装置。

应当理解，存在机械地锁定或限制公差环的许多方式，非限制性地，使用按键、榫钉、销以及其他方法。本领域技术人员可以理解，前述构型本质上是示例性的而非限制性的。非限制性地，可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程，在外壳的内孔或轴的外表面中切割具有预先确定的深度和设计的所述恒定值轴向沟槽4a。非限制性地，本发明的原理还适用于任何类型的材料或构型的、在任一方向上旋转的外或内波纹公差环以及其部件。优选地，但非限制性地，图5、图6、图7的原理适用于所有构型、形式、材料的公差环。

图8、图9、图10示出通过对角加速度扭矩限制组件反应而产生的变量值的环形部分截面图和透视图。

图8示出通过对角加速度扭矩限制组件反应而产生的完整变量值的环形部分截面图。包括了外波纹公差环1、外部圆柱形部件2、内部圆柱形部件3、最小值机械下行斜面限止部(stop)8、下行斜面9、最大值机械下行斜面限止部10、主要机械波纹限止部10a、并且在外波纹公差环1的每个末端处、以及一个或多个波纹末端限止部17、旋转方向11，所述旋转方向11示出了内部圆柱形部件2的优选旋转方向。

对图8进行解释，它示出优选实施方案100，所述优选实施方案100提供了在正常旋转条件下、在最小值机械下行斜面限止部8处的预先确定的恒定最小扭矩-滑移值。当内部圆柱形部件3的角加速度增大时，优选地，外波纹公差环1沿下行斜面9被“向下”驱动进入下行斜面9与内部圆柱形部件3之间的逐渐减小的间隙，从而导致扭矩-滑移值增大。

因此，优选地，压缩值和扭矩增加直到波纹到达最大值机械下行斜面限止部10，此时达到扭矩-滑移阈值。如果角加速度继续，那么优选地，优选实施方案100充当扭矩限制器，从而提供预先确定的最大扭矩-滑移值。优选地，因为下行斜面9具有自动释放型轮廓并且因为角加速度停止或变成负的，外波纹公差环1返回到最小值机械下行斜面限止部8和最小扭矩-滑移值。如果内部圆柱形部件3在反方向上旋转(未示出)，那么优选实施方案100将产生与在正常相对旋转条件下、在最小值机械下行斜面限止部8处产生的预先确定最小扭矩-滑移值相同的预先确定最小扭矩-滑移值。

优选地，一个或多个波纹末端限止部17位于外波纹公差环1的相对末端处，并且可以将最大压缩值和最大扭矩-转移(预先确定的最大扭矩-滑移值)限制到预先确定的范围。由于本文中所解释的原因，这些相对参数对于本文所描述的扭矩限制系统的性能来说是至关重要的。

图9示出通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量值的放大环形部分截面图，其中不具有公差环。示出了图8的放大图，其中不具有外波纹公差环1。这个视图更清楚地示出了下行斜面9。此外，优选地，这个视图示出了外部圆柱形部件2、内部圆柱形部件3、最小值机械下行斜面限止部8、下行斜面9、以及最大值机械下行斜面限止部10，连同旋转方向11。

图10示出通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量值的外部圆柱形部件的透视图，其中不具有公差环和内部圆柱形部件。单独地示出了图8的外部圆柱形部件2的透视图，其中具有外部圆柱形部件2、最小值机械下行斜面限止部8、下行斜面9、最大值机械下行斜面限止部10、主要机械波纹限止部10a。

本领域技术人员应当理解，最小值机械下行斜面限止部8、下行斜面9、和最大值机械下行斜面限止部10的特性以及它们的关系存在无限的变化，所述变化包括但不限于：长或短、线性或、凸曲率或凹曲率、逐渐或突然以及具有较小压缩值或具有较大压缩值。

优选地，本发明的实施方案100被设计成仅在逆时针方向上旋转，因为下行斜面的轮廓仅允许在一个方向上的压缩。作为替代方案，优选地，本发明100可以被构造成在逆时针或顺时针方向上但不在两个旋转方向上提供扭矩-滑移。

优选地，外部圆柱形部件2和内部圆柱形部件3两者被构建并布置用于在同一个角方向上旋转并且相对于彼此滑动地联接。优选地，这些部件被构建并布置在装置(诸如陆地车辆的动力源与车轮之间的差速器)中。优选地，这些部件被构建并布置成使得角加速度能够将其自身表现为突然增加的旋转速度或切向力冲量(tangentialforceimpulse)。

优选地，但非限制性地，外波纹公差环1被构建并布置在外壳孔中并且围绕对应的轴；或者在外壳孔中的沟槽中并且围绕对应的轴；或者在外壳孔中并且在围绕轴的沟槽中；或者这些优选布置的组合。优选实施方案100的元件可以通过本领域中已知的任何方式进行润滑。

如上所述，本发明的这种构型提供仅在一个方向上可变的扭矩-滑移值，并且提供在另一个方向上固定恒定的扭矩-滑移值，所述另一个方向可以是相对于陆地车辆或其他被驱动装置正向和反向的。

另外，优选地，但非限制性地，实施方案100可以被构造成具有内波纹公差环1a(未示出)，因为前述原理适用。

图11、图12、图13示出部分截面示意图和两个图形，这些示意图和图形与通过角加速度扭矩限制器、即本发明的优选实施方案100实现的变量值的功能、安装和工作扭矩-滑移值有关。

图11示出通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量的外波纹公差环的一个波纹的部分截面示意图。

示出了外波纹公差环1、外部圆柱形部件2、内部圆柱形部件3、内部圆柱形部件表面3a、最小值机械下行斜面限止部8、下行斜面9、最大值机械下行斜面限止部10、压缩值刻度0-Y、以及力Ft，示出了旋转方向11。

对图11进行解释，优选地在正常的相对旋转条件下，在最小值机械下行斜面限止部8处发生最小值扭矩-滑移输出，从而产生预先确定的最小扭矩-滑移值。当内部圆柱形部件3的角加速度增大时，外波纹公差环1在下行斜面9的旋转方向上被驱动进入外部圆柱形部件2、内部圆柱形部件3以及内部圆柱形部件表面3a之间的逐渐减小的间隙中。这个动作导致压缩值和扭矩-滑移值增大。因此，压缩值和扭矩增加直到外波纹公差环1被推动到最大值机械下行斜面限止部10，此时达到扭矩阈值。如果角加速度继续，那么优选地，该装置充当扭矩限制器并且提供预先确定的最大扭矩-滑移值。优选地，下行斜面9具有自动释放型轮廓并且当角加速度减小或变成负的时，外波纹公差环1可以返回到其最小值机械下行斜面限止部8和其正常的预先确定恒定最小扭矩-滑移值。如果内部圆柱形部件3在反方向上旋转(未示出)，那么优选实施方案100将产生与在正常相对旋转条件下、在最小值机械下行斜面限止部8处产生的预先确定最小扭矩-滑移值相同的预先确定最小扭矩-滑移值。

图12示出与通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量的性能包络线相关的图形。图12介绍了与本发明的优选实施方案100相关的图形。图12的图形与图11直接相关并且介绍了点最小值机械下行斜面限止部8p、直线下行斜面9p、点最大值机械下行斜面限止部10p，它们直接对应于最小值机械下行斜面限止部8、下行斜面9、最大值机械下行斜面限止部10。

示出了：扭矩值刻度0-T；压缩值刻度0-Y；直线，其包括点最小值机械下行斜面限止部8p、直线下行斜面9p、点最大值机械下行斜面限止部10p；旋转方向11。

对图12进行解释，优选地应当理解，当相对角加速度增大和减小时，优选实施方案100的操作包络线由点最小值机械下行斜面限止部8p、直线下行斜面91、点最大值机械下行斜面限止部10p限定。

关于图12，图形建立了压缩值和扭矩-滑移值的变化之间的直接关系，显示了它们的增大和减小是由内部圆柱形部件3的相对角加速度和减速度如何确定的，并且它们的增大和减小限定优选实施方案100的操作包络线。优选地，这种关系通过以下关系进行描述：在最小值机械下行斜面限止部8处，力Ft小于或等于F8；并且在最大值机械下行斜面限止部10处，力Ft大于或等于F10。由于本文中所解释的原因，这些相对参数对于本文所描述的扭矩限制系统的性能来说是至关重要的。

图13示出与通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的变量的安装扭矩值和工作扭矩值相关的图形。优选地，图13包括与图11直接相关的图形，该图形示出扭矩值刻度0-T、压缩值刻度0-Y、刻度Rxlk。介绍了：与最小值机械下行斜面限止部8相关的最小值机械下行斜面限止部安装扭矩值8itv、最小值机械下行斜面限止部工作扭矩值8wtv；与下行斜面9相关的直线下行斜面9itv和直线下行斜面9wtv；与最大值下行斜面限止部10相关的最大值机械下行斜面限止部安装扭矩值10itv、最大值机械下行斜面限止部工作扭矩值10wtv。因此，应当了解，安装和工作扭矩值、最小和最大值机械下行斜面限止部和下行斜面对应于图11和图12以及本文所描述的原理。

对图13进行解释，其示出对应于优选实施方案100的安装和工作扭矩值以及外波纹公差环1(未示出)的安装扭矩值的两条直线，在零转数下为8itv、9itv、l0itv。当转数增加时，安装扭矩-滑移值开始下降到工作扭矩-滑移值8wtv、9wtv、l0wtv，一旦实现了工作扭矩值，工作扭矩值就将针对数千转数以非常小的扭矩和压缩损失度继续。由于本文中所解释的原因，这些相对参数对于本文所描述的扭矩限制系统的性能来说是至关重要的。

示出了优选实施方案100可以提供非常一致且可靠的工作扭矩-滑移值。本领域技术人员应当理解，前述研究、构型和描述在本质上是示例性的，并且不以任何方式限制本发明的范围。

本领域技术人员可以理解，前述构型本质上是示例性的而非限制性的。非限制性地，可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程，在外壳的内孔或轴的外表面中切割具有预先确定的深度和设计的所述最小值机械下行斜面限止部8、下行斜面9、最大值机械下行斜面限止部10。非限制性地，本发明的原理还适用于任何类型的材料或构型的、在任一方向上旋转的外部或内波纹公差环以及其部件。优选地，但非限制性地，图11、图12、图13的原理适用于所有构型、形式、材料的公差环。

图14、图15、图16示出利用本发明的优选实施方案100的原理的优选实施方案600的部分截面图，所述优选实施方案600适于从外部圆柱形部件的轴向移动提供压缩和扭矩-滑移。

优选地，利用前述原理的优选实施方案600可以提供主动可变的扭矩-滑移值的预先计算的范围。

图14示出扭矩限制器的部分轴向截面图。示出了外波纹公差环1、外部压缩部件2c、内部圆柱形部件3、内部圆柱形部件表面3a、轴向压缩沟槽4b、外壳移动力mF、外部压缩部件限止部10x、以及轴向保持沟槽4c。

对图14进行解释，其示出处于在正常条件下提供零扭矩-滑移的构型中的优选实施方案600。轴向压缩沟槽4b可以接合外波纹公差环1的一个或多个波纹，并且当外部压缩部件2c借助于外壳移动力mF而移动时，外部压缩部件2c、内部圆柱形部件3、以及内部圆柱形部件表面3a之间的逐渐减小的尺寸导致压缩值和扭矩-滑移值增大。

因此，优选地，压缩值和扭矩-滑移增加直到所述外部压缩部件2c到达外部压缩部件限止部10x，此时达到期望的最大扭矩-滑移值。优选地，优选实施方案600于是充当扭矩限制器，从而提供预先确定的最大扭矩-滑移值。优选地，因为轴向压缩沟槽4a具有自动释放型轮廓和/或因为外壳移动力mF停止或变成负的，扭矩-滑移值返回到零。轴向保持沟槽可以机械地限制外波纹公差环1的不希望的轴向移动。

图15示出扭矩限制器的环形部分截面图。示出了上述实施方案600的部分横截面图，其具有外波纹公差环1、外部压缩部件2c、内部圆柱形部件3、内部圆柱形部件表面3a、以及轴向压缩沟槽4b。

因为前述原理适用，应当理解，非限制性地，优选实施方案600可以在预先确定的扭矩-滑移值的范围内起作用。优选地，应当理解，非限制性地，移动力mF可源于任何来源。

这个实施方案可以具有类似于图11、图12、图13的性能包线。此外，优选地，本领域技术人员应当理解，非限制性地，优选实施方案600可适于与本发明的适用实施方案中的任何一个一起起作用。

优选地，本领域技术人员应当理解，前述解释在本质上是示例性的而非限制性的。

图16示出扭矩限制器的部分轴向截面图。示出了有角度的外波纹公差环1b、外部压缩部件2c、内部圆柱形部件3、内部圆柱形部件表面3a、轴向压缩沟槽4b、外壳移动力mF、外部压缩部件限止部10x、以及轴向保持沟槽4c。

对图16进行解释，其示出处于在正常条件下提供零扭矩-滑移的构型中的优选实施方案600。轴向压缩沟槽4b可以接合有角度的外波纹公差环1b的一个或多个波纹。当外部压缩部件2c借助于外壳移动力mF而移动时，外部压缩部件2c、内部圆柱形部件3、以及内部圆柱形部件表面3a之间的逐渐减小的尺寸导致压缩值和扭矩-滑移值增大。

因此，优选地，压缩值和扭矩-滑移增加直到所述外部压缩部件2c到达外部压缩部件限止部10x，此时达到期望的最大扭矩-滑移值。优选地，优选实施方案600于是充当扭矩限制器，从而提供预先确定的最大扭矩-滑移值。优选地，因为轴向压缩沟槽4a具有自动释放型轮廓和/或因为外壳移动力mF停止或变成负的，扭矩-滑移值返回到零。轴向保持沟槽可以机械地限制有角度的外波纹公差环1的不希望的轴向移动。

本领域技术人员可以理解，前述构型本质上是示例性的而非限制性的。非限制性地，可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程，在外壳的内孔或轴的外表面中切割具有预先确定的深度和设计的所述轴向压缩沟槽4b。非限制性地，本发明的原理还适用于任何类型的材料或构型的、在任一方向上旋转的外部或内波纹公差环以及其部件。优选地，但非限制性地，图14、图15、图16的原理适用于所有构型、形式、材料的公差环。

图17、图18、图19示出与通过对角加速度双向扭矩限制器、即本发明的优选实施方案150反应而产生的变量值的功能、安装和工作扭矩-滑移值相关的部分截面示意图和两个图形。

另外，图17示出图14的优选实施方案100的双向变体，所述优选实施方案100的功能已在上文详细描述。

介绍了最大负值机械下行斜面限止部-10、负下行斜面-9、最小值平衡点eq，应当理解，因为前述原理适用，这些是与优选实施方案150的功能对应的必要部分，以便提供通过对角加速度扭矩限制器反应产生的双向可变的扭矩值。

示出了外波纹公差环1的一个波纹、外部圆柱形部件2、内部圆柱形部件3、内部圆柱形部件表面3a、最大负值机械下行斜面限止部-10、负下行斜面-9、最小值平衡点eq、下行斜面9、最大值机械下行斜面限止部10、压缩值刻度0-Y、以及力Ft的部分示意图。

另外，图17将下行斜面-9和下行斜面9的对称线性双向下行斜面轮廓与内部圆柱形部件、内部圆柱形部件表面3a、内部圆柱形部件3、以及外部圆柱形部件2之间的间隙相关。

图17示出通过对角加速度扭矩限制器反应产生的双向变量的外波纹公差环的一个波纹的部分截面示意图。对图17进行解释，因为前述原理适用，优选地，应当理解，优选实施方案150可以提供通过对在任一旋转方向上的角旋转反应而产生的可变扭矩值，并且最小值平衡点eq描述了相对旋转为零的情况。此外，先前对图14、图15、图16的论述中的详细解释适用，除了在这个优选实施方案150中，内部圆柱形部件3的力Ft以及其相关联的旋转角加速度可以是双向的。

图18示出与通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的双向变量的性能包络线相关的图形。

示出了扭矩值刻度0-T、压缩值刻度0-Y、最大负值机械限止部-10、负下行斜面-9、最小值平衡点eq、下行斜面9、最大值机械限止部10，示出了旋转方向11。

对图18进行解释，优选地应当理解，优选实施方案150可以在任一旋转方向上起作用，并且先前对图14、图15、图16的论述中的详细解释适用，除了在这个优选实施方案150中，内部圆柱形部件3的力Ft以及其相关联的旋转角加速度可以是双向的之外。通过以下关系来描述事件：在-10处，力Ft大于或等于F-10；在eq处，力Ft等于Feq；在最大值机械限止部10处，力Ft大于或等于F10。由于本文中所解释的原因，这些相对参数对于本文所描述的扭矩限制系统的性能来说是至关重要的。

图19示出与通过对角加速度扭矩限制器反应而产生的双向变量的安装扭矩值和工作扭矩值相关的图形。示出了与图17直接相关的图形。因为先前已详细描述了安装扭矩-滑移值和工作扭矩-滑移值原理的不同，所以将简单地对图形进行描述。

示出了具有安装扭矩-滑移值itv的线和工作扭矩-滑移值wtv的线的图形，这两条线表示与优选实施方案150相关的安装和工作扭矩值的差别，并且安装和长期工作扭矩-滑移值的差别是约25％。由于本文中所解释的原因，这些相对参数对于本文所描述的扭矩限制系统的性能来说是至关重要的。

示出了优选实施方案150可以提供通过对角加速度双向扭矩限制器反应而产生非常一致且可靠的变量值。本领域技术人员应当理解，前述研究、构型和描述本质上是示例性的而非限制性的。

本领域技术人员可以理解，前述构型本质上是示例性的而非限制性的。非限制性地，可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程，在外壳的内孔或轴的外表面中切割具有预先确定的深度和设计的所述最大负值机械限止部-10、负下行斜面-9、最小值平衡点eq、下行斜面9、最大值机械限止部10。非限制性地，本发明的原理还适用于任何类型的材料或构型的、在任一方向上旋转的外或内波纹公差环以及其部件。优选地，但非限制性地，图17、图18、图19的原理适用于所有构型、形式、材料的公差环。

图20、图21、图22、图23、图24示出利用本发明的优选实施方案50的周向可调节值扭矩限制器200的完整和局部截面图以及部分截面图。

此外，图20、图21、图22、图23、图24示出本发明的优选实施方案200，即具有调节其内部圆周的装置的扭矩限制组件。这允许调节优选实施方案50的压缩值和扭矩-滑移值，从而为期望的装置提供相关联传递扭矩的可调节性。

图20示出周向可调节值角扭矩限制器的完整环形部分横截面图。包括外波纹公差环1、外部圆柱形部件驱动环2a、内部圆柱形部件3、内部圆柱形部件表面3a、一个或多个轴向沟槽4a、外部圆柱形驱动环2b、内部圆柱形部件3、压缩方向11a、一个或多个孔洞16、一个或多个调节螺钉21、以及一个或多个螺纹孔31a。

对图20进行解释，轴向沟槽4a平行于外部圆柱形部件驱动环2a的具有预先确定的深度和设计的旋转轴线(所述预先确定的深度和设计可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程在内孔中进行切割)，并且适于驱动地接合外波纹公差环1的一个或多个对应的外波纹。优选地，外部圆柱形部件驱动环2a具有包括一个或多个突出耳部的开口环构型，并且以这样一种方式进行构造：可以通过一个或多个调节螺钉31减小其直径，这产生了抵靠所述突出耳部的夹持力，从而减小了外部圆柱形部件驱动环2a的内圆周。

优选地，外部圆柱形部件驱动环2a可以通过其凸缘或其他装置将扭矩传递到外部圆柱形驱动环2b，所述外部圆柱形驱动环2b优选地，但非限制性地通过一个或多个孔洞16中的螺栓(未示出)安装在限滑差速器或工业动力传动系统中。

图21示出周向可调节值扭矩限制器的驱动环的环形部分横截面图。关于图21，其示出具有对应于外波纹公差环1(未示出)的一个或多个波纹的轴向沟槽4a的外部圆柱形部件驱动环2a，箭头示出压缩方向11a。

图22示出周向可调节值扭矩限制器的驱动环的轴向部分横截面图。关于图22，其示出图2B1的轴向横截面，其中外部圆柱形部件驱动环2a具有一个或多个轴向沟槽4a。

图23示出周向可调节值扭矩限制器的外壳环的环形部分横截面图。关于图23，其示出外部圆柱形驱动环2b，其中具有用于调节螺钉31的螺纹孔31a和一个或多个孔洞16。

图24示出周向可调节值扭矩限制器的外壳环的轴向部分横截面图。关于图24，其示出具有螺纹孔31a的外部圆柱形部件驱动环2b的轴向截面。

优选地，通过由调节螺钉31的压缩改变外部圆柱形部件驱动环2b的内部圆周直径，实施方案200提供可调节的扭矩滑移值。

优选地，轴向沟槽4a可以紧密地适形于公差环的被压缩波纹的轮廓，并且可以是(但不应限于)在其应用中使用的环的材料的厚度的深度。因此，例如：由0.020英寸厚的材料制成的环可以具有0.020英寸的沟槽深度，并且由0.006英寸厚的材料制成的环可以具有0.006英寸的沟槽深度。由于本文中所解释的原因，这些相对尺寸对于本文所描述的扭矩限制系统的性能来说是至关重要的。非限制性地，所述轴向沟槽可以通过CNC机械加工、附加制造、模塑、刨削、研磨或本领域中已知的任何过程制造，并且非限制性地，图20、图21、图22、图23、图24的任何部件可以由金属、塑料、复合材料或任何材料制成。

优选地，本发明的这个优选实施方案200提供非常简单、廉价且可靠的扭矩限制器，其具有能够补偿不同需求、不断变化的条件或磨损度的可精确调节的扭矩-滑移值。

优选地，本领域技术人员应当理解，优选实施方案200可适于与上文示出的优选实施方案50或本发明的任何相关实施方案一起起作用。另外，优选地，实施方案200可以以许多方式进行构造，非限制性地，包括具有内波纹公差环(未示出)，因为前述原理适用。

本领域技术人员可以理解，前述构型本质上是示例性的而非限制性的。非限制性地，可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程，在外部圆柱形部件驱动环2a的内孔中切割具有预先确定的深度和设计的所述恒定值轴向沟槽4a。非限制性地，本发明的原理还适用于任何类型的材料或构型的、在任一方向上旋转的外或内波纹公差环以及其部件。优选地，但非限制性地，图20、图21、图22、图23、图24的原理适用于所有构型、形式、材料的公差环。

图25、图26、图27示出锥形套管(bushing)扭矩限制器、即本发明的优选实施方案400，其是利用优选实施方案50的可调节值扭矩限制器。

图25、图26、图27示出了本领域中已知的一种类型的压缩型锥形套管，其另外可以被称为锥形套管，非限制性地，其可以被构造成将动力源连接到轴、将带轮连接到轴、和/或其他构型。优选地，所述锥形套管可具有用于通过压缩减小其内部圆周直径、或通过膨胀扩大其外部圆周直径的装置(未示出)，并且可具有用于传递扭矩的装置。优选地，本发明可以使用所述锥形套管来精确地控制压缩值以及因此扭矩滑移，并且可以传递扭矩。优选地，应当理解，图25、图26、图27是示例性的，并且非限制性地，可以表示任何类型的锥形套管或装置，其中具有用于使内部或外部部件向内或向外扩大的装置和传递扭矩的装置并且因此具有任何类型或构型。

图25、图26、图27优选地示出所述可调节套管的部分截面图，根据本发明的优选实施方案400，所述可调节套管还可以充当扭矩-滑移组件。

优选地，所述可调节套管可以使用螺栓、开口环和锥形环来实现对其内部压缩环的压缩，另外进一步解释了如何实现压缩和传递扭矩。

图25示出锥形套管扭矩限制器的环形部分截面图。示出了内部圆柱形部件3、轴向沟槽4a、锥形开尾螺纹外壳21、外壳狭槽21a、压力螺母34、孔洞16、外波纹公差环1(未示出)。

图26示出锥形套管扭矩限制器的外壳的正交视图。示出了锥形开尾螺纹外壳21、内部圆柱形部件3、外壳狭槽21a、锥形螺纹36、以及孔洞16。

图27示出锥形套管扭矩限制器的外壳的轴向部分截面图。示出了压力螺母34、锁紧螺母35、锥形螺纹36、外波纹公差环1、内部圆柱形部件3、轴向沟槽4a、锥形开尾(split-tapered)外壳21、以及孔洞16。

对图25、图26、图27进行解释，优选地，通过压力螺母34的动作周向地压缩锥形开尾外壳21，从而减小其内径。优选地，可以通过所述压力螺母34的动作来增加或减少对所述外波纹公差环1的压缩值，并且因此控制其扭矩-滑移值。优选地，锥形开尾外壳21可以通过其凸缘12传递来自内部圆柱形部件3的扭矩滑移，所述内部圆柱形部件3可以是由电源驱动的轴。非限制性地可以具有其他构型的所述凸缘，非限制性地可以通过一个或多个孔洞16的螺栓安装在差速器或工业动力传动系统中、或安装在其他装置或构型中。

本领域技术人员应当理解，非限制性地，所述压缩锥形套管可适于与本发明的适用实施方案中的任何一个一起起作用。

优选地，本领域技术人员应当理解，前述解释在本质上是示例性的而非限制性的。本领域技术人员可以理解，前述构型本质上是示例性的而非限制性的。非限制性地，可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程，在外壳的内孔或轴的外表面中切割具有预先确定的深度和设计的所述恒定值轴向沟槽4a。非限制性地，本发明的原理还适用于任何类型的材料或构型的、在任一方向上旋转的外部或内波纹公差环以及其部件。优选地，但非限制性地，图25、图26、图27的原理适用于所有构型、形式、材料的公差环。

优选地，本发明的优选实施方案400提供非常简单、廉价且可靠的扭矩限制器，其具有能够补偿不断变化的需求、条件或磨损度的可精确调节的扭矩-滑移值。

图28、图29、图30示出主动可变的扭矩限制器的截面图。优选实施方案500使用优选实施方案400的变体和固定值扭矩限制器、即优选实施方案50。所述实施方案提供能够适于包括限滑差速器的许多工业和自动装置的主动系统。

图28示出主动可变的扭矩限制器的截面图。示出了内部圆柱形部件3、轴向沟槽4a、锥形开尾平滑外壳21s、外壳狭槽21a、压力轴承22、致动器臂24、致动器25、致动器臂枢轴26、外波纹公差环1(未示出)。

图29示出主动可变的扭矩限制器的正交视图。示出了锥形开尾平滑外壳21s、外壳狭槽21a、内部圆柱形部件3、以及孔洞16。

图30示出主动可变的扭矩限制器的截面图。示出了致动器25、致动器活塞25a、致动器力aF、压力轴承22、致动器臂24、致动器臂枢轴26、内部圆柱形部件3、外波纹公差环1、压力环32、贝氏垫圈组23、垫片环18、锥形开尾平滑外壳21s。

对图28、图29、图30进行解释，在正常条件下，优选实施方案500可以提供预先确定的摩擦扭矩值。当需要增加的摩擦扭矩或检测到不希望的差速时，优选地通过来自ECU或机械控制装置、液压泵或其他装置(未示出)的信号，可以产生致动器力aF。借助于致动器力aF而运动的致动器活塞25a优选地使致动器臂24运动(所述致动器臂24在致动器臂枢轴26上枢转)，并且使压力轴承22抵靠锥形开尾平滑外壳21s的锥形外表面运动，从而减小锥形开尾外壳21s的内圆周直径，所述压力轴承22在构型上类似于汽车离合器分离轴承，所述压力轴承22使压力轴环32运动，所述压力轴环32可具有自动释放型锥形内表面。这增加了对外波纹公差环1的压缩值。当致动器力aF停止时，贝氏垫圈组23向压力环32的自动释放型锥形部提供力，以便将优选实施方案500返回到其预先确定的摩擦扭矩。这个实施方案可具有类似于图14、图15、图16的性能包络线，并且非限制性地，可以通过本领域中已知的任何方式进行润滑。

另外，优选地，已知的是，因为前述原理适用，并且优选实施方案500提供主动可变的扭矩-滑移值的预先计算的范围，并且在被适当构造时，可以提供主动的(active)限滑差速器。优选地，但非限制性地，所述主动系统可以具有用于提供致动器力aF的装置。

此外，优选地，但非限制性地，它可以在陆地车辆中提供动力传递。此外，优选地，本领域技术人员应当理解，非限制性地，优选实施方案500可适于与本发明的适用实施方案中的任何一个一起起作用。

本领域技术人员可以理解，前述构型本质上是示例性的而非限制性的。非限制性地，可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程，在外壳的内孔或轴的外表面中切割具有预先确定的深度和设计的所述恒定值轴向沟槽4a。非限制性地，本发明的原理还适用于任何类型的材料或构型的、在任一方向上旋转的外或内波纹公差环以及其部件。优选地，但非限制性地，图28、图29、图30的原理是用于所有构型、形式、材料的公差环。

图31示出图28、图29、图30的主动可变的扭矩限制器的功能的框图。

1.检测逐渐增加的不希望的径向速度差速

2.将来自传感器的信号发送到致动器

3.产生致动器力的致动器使致动器臂移动

4.移动的致动器使压力环抵靠锥形开尾平滑外壳的锥形外表面移动，从而减小锥形开尾外壳的内圆周直径。

5.减小锥形开尾外壳的内圆周直径增加了对波纹公差环的压缩值。

6.增加对所述波纹公差环的压缩值增大了扭矩限制系统的至少一个扭矩极限。

图32、图33、图34示出与公差环高度、压缩值、环刚度以及对磨损的敏感度之间的关系有关的三个图形。此处，tr1、tr2和tr3表示外波纹公差环的安装扭矩-滑移值。

图32示出与公差环高度、压缩值、环刚度以及对磨损的敏感度之间的关系有关的图形。示出了两条直线tr1、tr2。此处，tr1和tr2是具有0.050英寸的未压缩波纹高度的外波纹公差环，并且被布置在具有不同径向间隙(diametralclearance)的相同装置中。在相关测试条件下，tr1在10％或0.005英寸压缩值下产生100ft-lbs，tr2在10％或0.005英寸压缩值下产生50ft-lbs。因此，tr1被认为是tr2的刚度的两倍。因此，由于本文所解释的原因，这些结果显示了本文所描述的扭矩限制系统的构型和相对尺寸的关键程度。

当tr1被安装在具有一定径向间隙的装置中以使得它(在0.0025英寸压缩值下)产生50ft-lbs的扭矩-滑移值时，那么可以认为它接近其弹性上限。在这种情况下，0.001英寸的磨损度导致扭矩-滑移值的40％损失度，(trlΔ＝(50-30)/50x100＝40％)。因此，由于本文所解释的原因，这些结果显示了本文所描述的扭矩限制系统的构型和相对尺寸的关键程度。

当tr2被安装在具有一定径向间隙的装置中以使得它产生50ft-lbs的扭矩-滑移值(0.005英寸压缩值)时，0.001英寸的磨损度导致扭矩-滑移值的20％损失度。(tr2Δ＝(50-40)/50x100＝20％)。因此，由于本文所解释的原因，这些结果显示了本文所描述的扭矩限制系统的构型和相对尺寸的关键程度。

在这个实例中，相同量的磨损度(0.001英寸)导致tr1的扭矩-滑移损失度为tr2的两倍。因此，优选的是，选择其安装扭矩-滑移值是在其弹性上限处或附近的公差环。

图33示出与公差环高度、压缩值、环刚度以及对磨损的敏感度之间的关系有关的图形。示出了具有两条直线tr2和tr3的图形。此处，tr2可以是具有0.050英寸的未压缩波纹高度的外波纹公差环，并且tr3可以是具有0.100英寸的未压缩波纹高度的外波纹公差环。它们是相同的装置，除了它们的径向间隙不同之外。由于本文中所解释的原因，这些相对参数对于本文所描述的扭矩限制系统的性能来说是至关重要的。

相关测试：tr2在10％或0.005英寸压缩值下产生50ft-lbs，并且tr3在10％或0.010英寸压缩值下产生50ft-lbs。当tr2被安装在具有一定径向间隙的装置中以使得它(在0.0025英寸压缩值下)产生50ft-lbs的扭矩-滑移值时，0.001英寸的磨损度导致扭矩-滑移值的20％损失度(tr2Δ＝(50-40)/50x100＝20％)。当tr3被安装在具有一定径向间隙的装置中以使得它产生50ft-lbs的扭矩-滑移值(0.010英寸压缩值)时，0.001英寸的磨损度导致扭矩-滑移值的10％损失度(tr3Δ＝(50-45)/50x100＝10％)。在这个实例中，相同量的磨损度(.001英寸)导致的tr2扭矩-滑移损失度为tr3的两倍。因此，优选的是，选择具有最大可能波纹高度的公差环。因此，由于本文所解释的原因，这些结果显示了本文所描述的扭矩限制系统的构型和相对尺寸的关键程度。

图34示出与公差环高度、压缩值、环刚度以及对磨损的敏感度之间的关系有关的图形。示出了具有两条直线tr1、tr3的图形。此处，tr1是具有0.50英寸的未压缩波纹高度的外波纹公差环，并且tr3是具有0.100英寸的压缩高度的外波纹公差环，并且它们是相同的装置，除了它们的径向间隙不同之外。在这个实例中，将来自图1A的环tr1与来自图1B的环tr3进行比较。此处，tr1在10％或0.005英寸压缩值下产生100ft-lbs，tr3在10％或0.010英寸压缩值下产生50ft-lbs。因此，由于本文所解释的原因，这些结果显示了本文所描述的扭矩限制系统的构型和相对尺寸的关键程度。

当tr1被安装在具有一定径向间隙的装置中以使得它(在0.0025英寸压缩值下)产生50ft-lbs的扭矩-滑移值时，那么认为它接近其弹性上限。在这种情况下，0.001英寸的磨损度导致扭矩-滑移值的40％损失度(trlΔ＝(50-30)/50x100＝40％)。因此，由于本文所解释的原因，这些结果显示了本文所描述的扭矩限制系统的构型和相对尺寸的关键程度。

当tr3被安装在具有一定径向间隙的装置中以使得它产生50ft-lbs的扭矩-滑移值(.010英寸压缩值)时，0.001英寸的磨损度导致扭矩-滑移值的10％损失度(tr3Δ＝(50-45)/50x100＝10％)。在这个实例中，相同量的磨损度(0.001英寸)导致tr1的扭矩-滑移损失度为tr3的四倍。因此，由于本文所解释的原因，这些结果显示了本文所描述的扭矩限制系统的构型和相对尺寸的关键程度。

因此，实例1和2的有益效果两者都是附加的。优选的是，选择其扭矩-滑移值是在其弹性上限处或附近的公差环，并且还优选的是，所述公差环还具有最大可能的波纹高度。

因此，由于本文所解释的原因，这些结果显示了本文所描述的扭矩限制系统的构型和相对尺寸的关键程度。

图35示出限滑差速器的环形部分截面图，所述限滑差速器具有通过对角加速度内部摩擦装置反应而产生的变量。

图35示出本发明的优选实施方案300、即限滑差速器，其利用优选实施方案100作为差速器内部的摩擦装置。具体地，这个实施方案有效且廉价地提供了使尺寸、复杂度、费用或重量增加非常少的限滑差速器。

优选实施方案300可适于许多类型的装置和车辆，并且可以放置在任何相关的动力传递位置中，诸如(非限制性地)前轮驱动差速器、所有驱动中心差速器、后轮驱动后轮轴、或任何相关陆地车辆中。

优选实施方案100的功能已在先前的图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16中详细描述，并且可以在允许容易出现差速的正常道路行进条件下提供预先确定的恒定最小扭矩-滑移值。如果发生牵引损失的情况，在角加速期间扭矩-滑移值增大，以便向车辆提供较高的扭矩-滑移值和增加的原动力。如果角加速度继续，则保持一个固定的最大扭矩-滑移值。当角加速度停止或变成负的，逐渐减小的扭矩-滑移值返回到恒定最小扭矩-滑移值，并且在反方向上保持一个固定恒定的最小扭矩-滑移值。所有这些都限制不希望的差速并且在不利条件下提供牵引力。

此外，对图35进行描述，其示出限滑差速器机动车辆差速器的部分截面图。优选地，差速器外壳47牢固地安装在轮轴或变速驱动桥外壳(未示出)上并且可以处于在机动车辆中。优选地，差速器外壳47适于响应于从原动机和传动系统(未示出)、第一侧轴承56、侧轴承盖(未示出)、和第二侧轴承57、侧轴承盖(未示出)、外波纹公差环1、最小值机械下行斜面限止部8、下行斜面9、最大值机械下行斜面限止部10接收的旋转扭矩而旋转。

优选地，第一侧齿轮48定位在差速器外壳47中，第一侧齿轮48旋转地固定到第一输出轴50，并且第二侧齿轮49定位在差速器外壳47中。优选地，第二侧齿轮49旋转地固定到第二输出轴51，小齿轮轴54上的一个或多个差速器小齿轮52牢固地固定到差速器外壳47。优选地，所述小齿轮居中定位到第一侧齿轮48和第二侧齿轮49，从而允许差速。

优选地，第一侧齿轮48和第二侧齿轮49被制成具有圆周直径增加的摩擦区域以及第一侧齿轮摩擦区域48a和第二侧齿轮摩擦区域49a。如本领域中已知的，增加的圆周直径和区域提供了增加的扭矩-滑移量，以及减少的摩损特性，因为压力区域更大。

优选地，一个或多个外波纹公差环1可以定位在每个摩擦区域中，所述摩擦区域是在第一侧齿轮48、第二侧齿轮49以及差速器外壳47之间。因此，外波纹公差环1围绕第一侧齿轮48周向地定位并且位于第一侧齿轮48与差速器外壳47之间，而另一个外波纹公差环1围绕所述第二侧齿轮49周向地定位并且位于第二侧齿轮49与所述差速器外壳47之间。

优选地，优选实施方案300可以与本发明的优选实施方案100直接相关。此外，优选地，应当理解，非限制性地，优选实施方案300可适于与本发明的适用实施方案中的任何一个一起起作用。

本领域技术人员可以理解，前述构型本质上是示例性的而非限制性的。非限制性地，可以通过拉削、CNC或本领域中已知的附加制造或其他过程，在外壳的内孔或轴的外表面中切割具有预先确定的深度和设计的所述优选实施方案100，其具有最小值机械下行斜面限止部8、下行斜面9、最大值机械下行斜面限止部10。非限制性地，本发明的原理还适用于任何类型的材料或构型的、在任一方向上旋转的外部或内波纹公差环以及其部件。此外，优选地，但非限制性地，它可以在陆地车辆中提供动力传递。

优选地，本领域技术人员应当理解，前述解释在本质上是示例性的，并且不以任何方式限制本发明的范围。

元件列表

40优选实施方案40

固定值扭矩限制器

未使用螺钉、按键、

销、限止部

50优选实施方案50

固定值扭矩限制器

100优选实施方案100

单向可变的值扭矩限制器

150优选实施方案150

双向可变值扭矩限制器

200优选实施方案200

具有50、100和150的E形环

300优选实施方案300

具有100的LSD

400优选实施方案400

具有50的锥形套管

500优选实施方案500

具有50的主动式

600优选实施方案600

主动式同步与轴向

1外波纹公差环

1n内波纹公差环

1a外波纹公差环(球形)

1b外波纹公差环(有角度)

2外部圆柱形部件

2a外部/圆柱形/部件/驱动环

2b外壳环

2c外部压缩部件

3内部圆柱形部件

3a内部圆柱形部件表面

4a恒定值轴向沟槽

4b恒定值轴向斜面

4c轴向保持沟槽

8最小值机械下行斜面限止部

-8最小负值下行斜面限止部

8itv安装扭矩值

8wtv工作扭矩值

9下行斜面

-9负下行斜面

9itv安装扭矩值

9wtv工作扭矩值

10最大值机械下行斜面限止部

-10最大负值下行斜面限止部

10itv安装扭矩值

10wtv工作扭矩值

10a外壳波纹限止部

10b外壳

11旋转方向

11a压缩箭头方向

11b致动器力

16孔洞

17波纹限止部

18垫片环

21锥形开尾螺纹外壳

21a外壳狭槽

21s锥形开尾平滑外壳

22压力轴承

23贝氏垫圈组

24致动器臂

25致动器

25a致动器活塞

26致动器臂枢轴

31调节螺钉

31a螺纹孔

32压力环

34压力螺母

35锁紧螺母

36锥形螺纹

47差速器外壳

48第一侧齿轮

48a第一侧齿轮摩擦区域

49第二侧齿轮

49a第二侧齿轮摩擦区域

50第一输出轴

51第二输出轴

52差速器小齿轮

54小齿轮轴

56侧轴承

57侧轴承

eq最小值平衡点

10wtv最小值机械下行斜面工作扭矩值

Ft切向力

tr1图6中的公差环1

tr2图6中的公差环2

tr3图6中的公差环3

itv安装扭矩值

wtv工作扭矩值

O-T扭矩值刻度

O-Y压缩值刻度

rx1k刻度

8itv最小值机械下行斜面安装扭矩值

8wtv最小值机械下行斜面工作扭矩值

9itv下行斜面安装扭矩值

9wtv下行斜面工作扭矩值

10itv最小值机械下行斜面安装扭矩值

Claims (20)

1.一种扭矩限制组件，其包括：

中心元件，所述中心元件由圆形横截面和外壁限定；

中间环元件，所述中间环元件将所述中心元件包围在形成于所述中间环元件内的中心孔内，所述中间环元件由大体圆形横截面以及内壁和外壁限定；

外部元件，所述外部元件将所述中间环元件包围在形成于所述外部元件中的大体圆形孔内，所述孔由内壁限定并且所述外部元件进一步由外壁限定；并且

其中所述中心元件、所述中间元件和所述外部元件是选自由内花键套件和外花键套件限定的群组的匹配套件，

所述内花键套件包括：

所述中心元件外壁由以围绕其圆周呈隔开关系的多个纵向沟槽限定；

所述中间元件内壁由从其突出的多个圆顶限定，所述圆顶被构造成驻留在所述中心元件外壁的所述纵向沟槽内；并且

所述外部元件内壁由平滑表面限定，以及

所述外花键套件包括：

所述中心元件外壁由平滑表面限定；

所述中间元件外壁由从其突出的围绕其圆周呈隔开关系的多个圆顶限定；并且

所述外部元件内壁由多个纵向沟槽限定，所述多个纵向沟槽被构造成使得从所述中间元件外壁突出的所述圆顶驻留在它们内。

2.如权利要求1所述的扭矩限制组件，其中至少一个所述纵向沟槽包括：

第一纵向侧壁和第二纵向侧壁，所述第一纵向侧壁和所述第二纵向侧壁从所述沟槽的相对边缘向上延伸并且终止在第一限止部分和第二限止部分中，所述第一纵向侧壁和所述第二纵向侧壁限定相对不等的高度；

顶壁，所述顶壁在所述限止部分之间延伸。

3.如权利要求1所述的扭矩限制组件，其中至少一个所述纵向沟槽包括：

第一纵向侧壁和第二纵向侧壁，所述第一纵向侧壁和所述第二纵向侧壁从所述沟槽的相对边缘向上延伸并且终止在第一限止部分和第二限止部分中；

顶壁，所述顶壁在所述限止部分之间延伸，其中所述顶壁限定大体弓形形状，其中由所述顶壁限定的中点限定与互连所述相对边缘的线相距的距离大于所述限止部分与所述侧壁的至少一个的所述边缘之间的距离。

4.如权利要求3所述的扭矩限制组件，其中所述顶壁由从所述限止部分中的每一个延伸出的平坦斜面部分限定，所述斜面部分在所述中点处彼此交叉。

5.如权利要求2所述的扭矩限制组件，其中：

所述外部元件还包括限定一个宽度的至少一个纵向间隙，所述间隙在所述内壁与所述外壁之间延伸；

所述扭矩限制组件还包括用于改变每个所述间隙宽度的间隙调节机构。

6.如权利要求5所述的扭矩限制组件，其中所述间隙调节机构包括：

包封环，所述包封环包围所述外部元件；以及

一个或多个调节螺钉，其中每个调节螺钉以螺纹方式接合形成于所述包封环内的螺纹孔，由此所述一个或多个调节螺钉能够被旋转以便增加或减小对所述外部元件的压缩力，从而响应性地减小或扩大所述间隙宽度。

7.如权利要求5所述的扭矩限制组件，其中所述间隙调节机构包括：

所述外部元件，所述外部元件限定纵向定向的圆锥形外壁，所述外壁进一步由形成于其中的螺纹限定；以及

一个或多个螺纹螺母，所述一个或多个螺纹螺母接合所述外壁螺纹，由此旋转所述螺纹螺母中的至少一个将增加或减小抵靠所述外壁的压缩力并且响应性地减小或扩大所述间隙宽度。

8.如权利要求5所述的扭矩限制组件，其中所述间隙调节机构包括：

所述外部元件，所述外部元件限定纵向定向的圆锥形外壁；

一个或多个环圈，所述一个或多个环圈接合所述外部元件外壁；以及

致动器臂，所述致动器臂被构造成沿所述圆锥形外壁纵向推进所述环圈中的一个或多个以便增加或减小抵靠所述外壁的压缩力，从而响应性地减小或扩大所述间隙宽度。

9.如权利要求1所述的扭矩限制组件，其中所述外部元件内壁限定沿横向方向倾斜的表面，所述横向方向被定向成垂直于所述纵向方向。

10.如权利要求9所述的扭矩限制组件，其中所述圆顶限定沿所述横向方向定向的伸长形状。

11.一种差速器组件，其包括：

可旋转的输入轴组件；

第一可旋转的输出轴组件，所述第一可旋转的输出轴组件机械地连接到所述输入轴，由此旋转所述输入轴组件在所述第一输出轴组件处产生第一旋转力；

第二可旋转的输出轴组件，所述第二可旋转的输出轴组件机械地连接到所述输入轴组件，由此旋转所述输入轴组件在所述第二输出轴组件处产生第二旋转力；

第一扭矩控制元件，所述第一扭矩控制元件与所述第一输出轴组件相关联，所述第一扭矩控制元件被构造成响应于所述第一输出轴组件的旋转速度而施加与所述第一旋转力相反的力；以及

第二扭矩控制元件，所述第二扭矩控制元件与所述第二输出轴组件相关联，所述第二扭矩控制元件被构造成响应于所述第二输出轴组件的旋转速度而施加与所述第二旋转力相反的力。

12.如权利要求11所述的差速器组件，其中：

所述第一可旋转的输出轴组件和所述第二可旋转的输出轴组件各自限定：

中心元件，所述中心元件由圆形横截面和外壁限定；以及

中间环元件，所述中间环元件将所述中心元件包围在形成于所述中间环元件中的中心孔内，所述中间环元件由大体圆形横截面以及内壁和外壁限定；

所述差速器组件还包括机械地连接到所述输入轴的外壳元件，所述外壳元件包围两个所述输出轴组件的所述中间环元件，每个所述输出轴组件处于形成于所述外壳元件中的大体圆形孔内，所述孔由内壁限定；并且

其中所述中心元件、所述中间元件和所述外壳元件是选自由内花键套件和外花键套件限定的群组的匹配套件，

所述内花键套件包括：

所述中心元件外壁由以围绕其圆周呈隔开关系的多个纵向沟槽限定；

所述中间元件内壁由从其突出的多个伸长圆顶限定，所述圆顶被构造成驻留在所述中心元件外壁的所述纵向沟槽内；并且

所述外壳元件内壁由平滑表面限定，以及

所述外花键套件包括：

所述中心元件外壁由平滑表面限定；

所述中间元件外壁由从其突出的围绕其圆周呈隔开关系的多个伸长圆顶限定；并且

所述外壳元件内壁由多个纵向沟槽限定，所述多个纵向沟槽被构造成使得从所述中间元件外壁突出的所述伸长圆顶驻留在它们内。

13.如权利要求11所述的差速器组件，其中所述第一可旋转的输出轴组件和所述第二可旋转的输出轴组件各自限定：

中心元件，所述中心元件机械地连接到所述输入轴，所述中心元件由圆形横截面和外壁限定；

中间环元件，所述中间环元件将所述中心元件包围在形成于所述中间环元件中的中心孔内，所述中间环元件由大体圆形横截面以及内壁和外壁限定；

外部元件，所述外部元件将所述中间环元件包围在形成于所述外部元件中的大体圆形孔内，所述孔由内壁限定并且所述外部元件进一步由外壁限定；并且

其中所述中心元件、所述中间元件和所述外部元件是选自由内花键套件和外花键套件限定的群组的匹配套件，

所述内花键套件包括：

所述中心元件外壁由以围绕其圆周呈隔开关系的多个纵向沟槽限定；

所述中间元件内壁由从其突出的多个伸长圆顶限定，所述圆顶被构造成驻留在所述中心元件外壁的所述纵向沟槽内；并且

所述外部元件内壁由平滑表面限定，以及

所述外花键套件包括：

所述中心元件外壁由平滑表面限定；

所述中间元件外壁由从其突出的围绕其圆周呈隔开关系的多个伸长圆顶限定；并且

所述外部元件内壁由多个纵向沟槽限定，所述多个纵向沟槽被构造成使得从所述中间元件外壁突出的所述伸长圆顶驻留在它们内。

14.一种改进的扭矩环组件，其包括：

中心元件，所述中心元件由外壁限定；

中间环元件，所述中间环元件将所述中心元件包围在形成于所述中间环元件中的中心孔内，所述中间环元件由内壁和外壁限定；

外部元件，所述外部元件将所述中间环元件包围在形成于所述外部元件中的孔内，所述孔由内壁限定并且所述外部元件进一步由外壁限定；并且

其中所述中心元件、所述中间元件和所述外部元件是选自由内沟槽套件和外沟槽套件限定的群组的匹配套件，

所述内沟槽套件包括：

所述中心元件外壁由以围绕其圆周呈隔开关系的多个纵向沟槽限定；

所述中间元件内壁由从其突出的多个圆顶限定，所述圆顶被构造成驻留在所述中心元件外壁的所述纵向沟槽内；并且进一步由大体泪珠形横截面限定；并且

所述外部元件内壁由平滑表面限定，以及

所述外沟槽套件包括：

所述中心元件外壁由平滑表面限定；

所述中间元件外壁由从其突出的围绕其圆周呈隔开关系的多个圆顶限定，所述圆顶进一步由大体泪珠形横截面限定；并且

所述外部元件内壁由多个纵向沟槽限定，所述多个纵向沟槽被构造成使得从所述中间元件外壁突出的所述圆顶驻留在它们内。

15.如权利要求14所述的扭矩环组件，其中所述外部元件内壁限定沿横向方向倾斜的表面，所述横向方向被定向成垂直于所述纵向方向。

16.如权利要求15所述的扭矩环组件，其中所述圆顶限定沿所述横向方向定向的伸长形状。

17.如权利要求14所述的扭矩环组件，其中至少一个所述纵向沟槽包括：

第一纵向侧壁和第二纵向侧壁，所述第一纵向侧壁和所述第二纵向侧壁从所述沟槽的相对边缘向上延伸并且终止在第一限止部分和第二限止部分中，所述第一纵向侧壁和所述第二纵向侧壁限定相对不等的高度；

顶壁，所述顶壁在所述限止部分之间延伸；并且

其中所述外部元件还包括限定一个宽度的至少一个纵向间隙，所述间隙在所述内壁与所述外壁之间延伸；

所述扭矩环组件还包括用于改变每个所述间隙宽度的间隙调节机构。

18.如权利要求19所述的扭矩环组件，其中所述间隙调节机构包括：

包封环，所述包封环包围所述外部元件；以及

一个或多个调节螺钉，其中每个调节螺钉以螺纹方式接合形成于所述包封环内的螺纹孔，由此所述一个或多个调节螺钉能够被旋转以便增加或减小对所述外部元件的压缩力，从而响应性地减小或扩大所述间隙宽度。

19.如权利要求17所述的扭矩环组件，其中所述间隙调节机构包括：

所述外部元件，所述外部元件限定纵向定向的圆锥形外壁，所述外壁进一步由形成于其中的螺纹限定；以及

一个或多个螺纹螺母，所述一个或多个螺纹螺母接合所述外壁螺纹，由此旋转所述螺纹螺母中的至少一个将增加或减小抵靠所述外壁的压缩力并且响应性地减小或扩大所述间隙宽度。

20.如权利要求17所述的扭矩环组件，其中所述间隙调节机构包括：

所述外部元件，所述外部元件限定纵向定向的圆锥形外壁；

一个或多个环圈，所述一个或多个环圈接合所述外部元件外壁；以及

致动器元件，所述致动器用于沿所述圆锥形外壁纵向推进所述环圈中的一个或多个以便增加或减小抵靠所述外壁的压缩力，从而响应性地减小或扩大所述间隙宽度。