CN110785560A - 动力产生单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力产生单元(100、200、400)，该动力产生单元(100、200、400)包括：液压单元(102、202、402)；接口单元(104、204、404)，其连接到液压单元(102、202、402)，该接口单元(104、204、404)能够连接到固定单元；动力流轴(302)，其连接在液压单元(102、202、402)与接口单元(104、204、404)之间，用于在液压单元与接口单元之间供应扭矩负载；以及至少一个连接元件(110、210、410)，其布置在液压单元(102、202、402)与接口单元(104、204、404)之间，能够在第一状态和第二状态之间控制所述至少一个连接元件(110、210、410)，在该第一状态中，允许液压单元(102、202、402)与接口单元(104、204、404)之间的相对旋转，在该第二状态中，阻止液压单元(102、202、402)与接口单元(104、204、404)之间的相对旋转。

Description

动力产生单元
技术领域
本发明涉及一种动力产生单元。本发明适用于车辆，特别是通常被称为卡车的轻型、中型及重型车辆。
背景技术
动力产生单元通常被用在各种应用中，诸如车辆领域内的应用。动力产生单元被布置成以旋转方式处理负载，并且能够经由动力流轴从该单元机械地传递动力，或者例如通过将液压单元装配到动力产生单元而从该单元液压地传递动力。液压单元例如可以是液压泵，由此，动力产生单元连接到能够推进泵的车辆的旋转能量源。
在WO 2007/058594中描述了包括这种液压泵的动力产生单元。如此处所述，动力产生单元能够被安装到内燃机的外壳。动力产生单元包括壳体，该壳体设置有将动力产生单元连接到内燃机的凸缘。凸缘还包括与外壳的对应螺栓孔对准的多个螺栓孔。因此，动力产生单元借助于布置在凸缘和外壳的螺栓孔中的螺栓接头而被固定到内燃机。
尽管WO 2007/058594中描述的动力产生单元能够将液压压力和液压流充分地供应到从动附件，但在例如将动力产生单元连接到内燃机或其它固定单元的灵活性的方面仍然需要进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种至少部分地克服了上述缺陷的动力产生单元。这通过根据权利要求1的动力产生单元来实现。
根据本发明的第一方面，提供了一种动力产生单元，该动力产生单元包括：液压单元；接口单元，该接口单元连接到液压单元，该接口单元能够连接到固定单元；动力流轴，该动力流轴连接在液压单元与接口单元之间，用于在液压单元与接口单元之间供应扭矩负载；以及至少一个连接元件，所述至少一个连接元件被布置在液压单元与接口单元之间，能够在第一状态和第二状态之间控制所述至少一个连接元件，在该第一状态中，允许液压单元与接口单元之间的相对旋转，在该第二状态中，阻止液压单元与接口单元之间的相对旋转。
在本文中，词语“固定单元”指的是可以包括从动单元或驱动单元的单元。由此，固定单元可以包括由液压单元推进的装置或者被布置成推进液压单元的装置。因此，液压单元可以是由固定单元的旋转能量源(诸如发动机变速器或齿轮箱变速器等)推进的液压流体泵。液压单元还可以是液压马达，该液压马达推进固定单元的装置，诸如压缩机、发电机、其它液压单元等。
此外，应容易理解，当动力流轴在接口单元与液压单元之间供应扭矩负载时，接口单元暴露于扭矩负载。由此，动力流轴连接到液压单元，从而使其壳体暴露于扭矩负载。由此，动力流轴是被布置成传递扭矩负载的机械轴。
优点在于，能够通过使用至少一个连接元件将液压单元和接口单元在液压单元和接口单元之间的大致任何旋转位置处彼此连接。由此，与例如液压单元与接口单元之间的螺栓连接相比，实现了增大的自由度。螺栓连接需要待对准的液压单元和接口单元的螺栓孔，而连接元件(诸如下面将描述的摩擦元件)能够将液压单元在沿其旋转方向看的大致任何期望的位置处连接到接口单元。能够通过常规的连接装置(诸如螺栓连接、螺钉连接等)将接口单元连接到固定单元。因为液压单元与接口单元之间的大致任何旋转位置都能够实现，所以提供了较容易的对螺栓连接的接近。
此外，通过能够在液压单元与接口单元之间的大致任何旋转位置处将液压单元定位到接口单元，提供了其附近的其它部件的简化连接。这可能特别有益于车厢下方的可用空间有限的车辆应用。由于与现有技术相比提供了更少的部件，所以还能够简化液压单元的组装，由此可以需要更少的组装步骤。
根据示例性实施例，至少一个连接元件可以至少部分地与液压单元的第一表面和接口单元的第一表面重叠。
据此，连接元件优选地被布置为摩擦元件，由此，所述至少一个连接元件与液压单元和接口单元的第一表面之间的摩擦足以承受上述扭矩负载。
根据示例性实施例，当连接元件被定位在第二状态时，连接元件可以被布置成提供对液压单元的第一表面和接口单元的第一表面的压力，该压力高于预定阈值极限。
根据示例性实施例，液压单元的第一表面和接口单元的第一表面可以被布置成彼此大致平行。
根据示例性实施例，接口单元可以被定位在液压单元的径向外侧，使得接口单元至少部分地包围液压单元。据此，通过使接口单元内部的液压单元旋转，能够使接口单元和液压单元相对于彼此旋转。液压单元的第一表面可以优选地具有在与接口单元的第一表面的表面法线相同的方向上的表面法线。液压单元的第一表面和接口单元的第一表面的表面法线可以优选地被定向为远离固定单元。此外，液压单元的第一表面和接口单元的第一表面的表面法线可以优选地被布置在动力流轴的轴向方向上。
根据示例性实施例，连接元件可以包括连接表面，该连接表面面向液压单元和接口单元，该连接表面包括具有足够高的摩擦系数以承受扭矩负载的材料成分。该摩擦系数优选地高于0.5。
根据示例性实施例，连接表面可以包括嵌有金刚石颗粒的化学镀镍基体的涂层。
根据示例性实施例，接口单元可以包括用于连接到固定单元的装置。如上所述，该装置可以是螺栓连接、螺钉连接等。
根据示例性实施例，连接元件可以包括多个通孔，所述多个通孔与用于将动力产生单元连接到固定单元的装置对准。据此，连接元件可以在将动力产生单元连接到固定单元的同时提供足够的对液压单元和接口单元的压缩力。
根据示例性实施例，连接元件可以是周向布置的连接元件，该连接元件被定位在液压单元的第一表面和接口单元的第一表面的径向外侧。这种连接元件可以被布置成V形连接元件。
根据示例性实施例，当连接元件被定位在第二状态时，连接元件可以被布置成与液压单元的第一表面和接口单元的第一表面邻接，用于在液压单元的第二表面与接口单元的第二表面之间提供压缩力。
据此，液压单元的第一表面和接口单元的第一表面的表面法线可以优选地具有在径向方向上面向连接元件的分量。液压单元的第二表面的表面法线可以优选地面向接口单元的第二表面的表面法线。
根据示例性实施例，连接元件可以包括突出部，并且液压单元可以包括凹口，其中，连接元件的突出部与液压单元的凹口对准。据此，突出部和凹口提供了对液压单元与接口单元之间的相互旋转的进一步阻止。
根据示例性实施例，连接元件可以是垫片元件，该垫片元件被螺栓连接到接口单元并且被布置成与接口单元和液压单元邻接。
根据示例性实施例，液压单元可以包括泵壳体和流体泵，该流体泵用于将加压流体流供应到至少一个从动附件。因此，与固定单元相比，所述至少一个从动附件优选地被定位在动力产生单元的相反侧。
根据示例性实施例，固定单元可以是用于旋转能量源的壳体，其中，动力流轴能够连接到旋转能量源。
根据示例性实施例，流体泵可以包括泵轴，该泵轴能够借助于离合器单元连接到动力流轴。据此，动力流轴能够可控地连接到泵轴。
当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征，以创建除下述实施例之外的其它实施例。
附图说明
通过以下对本发明的示例性实施例的说明性且非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述以及其它的目的、特征和优点，其中：
图1是卡车形式的车辆的侧视图，该车辆包括根据示例性实施例的动力产生单元；
图2a是根据示例性实施例的动力产生单元的分解透视图；
图2b是组装好的图2a中的动力产生单元的透视图；
图3a是根据另一个示例性实施例的动力产生单元的透视图；
图3b是图3a中所描绘的动力产生单元的截面的透视图；并且
图4是根据另一个示例性实施例的动力产生单元的截面的透视图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应被解释为限于本文中所阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了透彻性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
特别参考图1，描绘了卡车形式的车辆1，下面将描述的动力产生单元100特别适合于该车辆。然而，动力产生单元100也可以被设置并使用在其它应用中，诸如农业机械、风扇、起重机、加工工业中使用的发动机等。然而，为了简单起见，下面将仅针对卡车描述动力产生单元100。如图1中所示，车辆包括原动机10(在此为内燃机10形式)、变速器装置5以及动力产生单元100、100a。在图1中，动力产生单元100经由接口单元102连接到内燃机的发动机变速器。然而，如虚线所描绘，可以替代地或另外地将动力产生单元100a连接到变速器装置5。
参考动力产生单元100，图2a至图4将在下文描述各种替代实施例。如从图中可以看出，图3b和图4示出了连接到动力产生单元的动力流轴和轴承等。因此，应容易理解，这些方面(即，动力产生单元100的内部)同样适用于图2a至图2b中所描绘的实施例。
现在，参考图2a至图2b，以便描述根据示例性实施例的动力产生单元100。图2a是示出了动力产生单元100的部件的分解图，而图2b示出了处于组装构造的动力产生单元100。可以看出，动力产生单元100包括液压单元102。液压单元102可以是液压泵或液压马达。此外，动力产生单元100还包括接口单元104，该接口单元104连接到液压单元102并且被布置成连接到固定单元，该固定单元诸如内燃机10的发动机变速器或者如上文关于图1描述的发动机变速器的壳体。动力产生单元100还包括连接元件110，该连接元件110被布置在液压单元102与接口单元104之间。连接元件110被布置成将液压单元102附接到接口单元104。这通过以下方式实现：将连接元件110布置成使得其与液压单元102的第一表面102'和接口单元104的第一表面104'重叠，同时例如借助于穿过连接元件110的螺栓孔105的螺栓连接将连接元件110固位到固定单元。由此，当动力流轴(见例如图3b中的302)在液压单元102和接口单元104之间供应扭矩负载时，连接元件110防止液压单元102相对于接口单元104旋转。
此外，连接元件110包括摩擦元件112，该摩擦元件112被定位在连接元件110的接触表面114与液压单元102和接口单元104之间。摩擦元件112可以被布置为外部部件，或者与连接元件110成一体。摩擦元件112可以包括嵌有金刚石颗粒的化学镀镍基体的涂层。由此，获得了彼此接触的元件之间的适当的摩擦系数。这种摩擦系数优选地高于0.5。
借助于图2a至图2b中所描绘的动力产生单元100，在连接元件110从固定单元断开连接或未完全连接到固定单元的第一状态下，液压单元102能够相对于接口单元104旋转约360度。在连接元件110被固位到固定单元的第二状态下，阻止液压单元102相对于接口单元104旋转。
现在参考图3a至图3b，其示出了根据另一个示例性实施例的动力产生单元200。特别参考图3a，根据另一个示例性实施例描绘了多个连接元件210以及接口单元204。可以看出，动力产生单元200包括垫片元件形式的多个连接元件210。这些连接元件210中的每一个借助于一对螺栓203被螺栓连接到接口单元204。由此，连接元件210的接触表面214与液压单元202的第一表面202'和接口单元204的第一表面204'重叠，从而阻止液压单元202与接口单元204之间的相对旋转。
此外，接口单元204包括多个螺栓孔205，所述多个螺栓孔205用于将接口单元204固位到固定单元。因此，在图3a至图3b中所描绘的实施例中，接口单元204借助于穿过螺栓孔205的螺栓连接而被螺栓连接到固定单元。
如上所述，连接元件210的接触表面214与液压单元202的第一表面202'和接口单元204的第一表面204'重叠。因此，液压单元202借助于来自连接元件210的摩擦力和压缩力而连接到接口单元204。因此，每一个连接元件210可以优选地包括上述摩擦元件112，该摩擦元件112被定位在相应的连接元件210的接触表面214与液压单元202和接口单元204之间。类似于以上描述，摩擦元件112可以被布置为外部部件，或者与相应的连接元件210中的每一个成一体。摩擦元件112可以包括嵌有金刚石颗粒的化学镀镍基体的涂层。由此，获得了彼此接触的元件之间的适当的摩擦系数。这种摩擦系数优选地高于0.5。
参考图3b，描绘了示出图3a中的动力产生单元202的截面的透视图。如在图3b中可以看出，如以上关于图3a描述的那样，连接元件210的接触表面214与液压单元202的第一表面202'和接口单元204的第一表面204'中的每一个重叠。由此，连接元件210的接触表面214被布置成与液压单元202的第一表面202'和接口单元204的第一表面204'中的每一个邻接。
根据图3b中所描绘的示例性实施例，接口单元204至少部分地被定位在液压单元202的径向外侧，即，液压单元202至少部分地由接口单元204包围。
从图3b中也可以看出，动力流轴302被布置在接口单元204与液压单元202之间。根据示例性实施例，动力流轴302连接到上述发动机变速器，其中，与液压单元302相比，发动机变速器在接口单元204的相反侧处连接到动力流轴302。在这种情况下，动力流轴可以连接到液压单元202的液压泵，用于将加压流体流供应到例如车辆1的从动附件。根据另一个示例，动力流轴302可以连接到压缩机或其它推进附件，并且连接到液压单元202的液压马达，用于推进压缩机。
动力流轴302优选地借助于接口轴承装置220连接到接口单元204，并且借助于液压单元轴承装置222连接到液压单元202。轴承装置优选地被布置为圆锥滚子轴承，但其它替代方案也是可能的。此外，密封元件224被布置在轴承装置220、222之间。
一旦将动力产生单元200连接到固定单元(下文中也被称为发动机变速器)，则就能够由发动机变速器驱动动力流轴302，以驱动液压单元202的液压泵。可以通过接合或分离离合器单元(未示出)来控制液压泵的操作，该离合器单元被定位在动力流轴302与液压泵的泵轴(未示出)之间。借助于离合器单元，仅在一个或多个从动附件需要液压压力和流量时操作液压泵。
此外，当由动力流轴302供应扭矩负载时，接口单元204与液压单元202之间的接口暴露于扭矩负载，由此借助于上述连接元件210来阻止接口单元204与液压单元202之间的相对旋转。
借助于图3a至图3b中所描绘的动力产生单元200，在连接元件210从接口单元204断开连接或未完全连接到接口单元204的第一状态下，液压单元202能够相对于接口单元204旋转约360度。在连接元件210被固位到接口单元204的第二状态下，阻止液压单元202相对于接口单元204旋转。
参考图4，描绘了示出根据另一个示例性实施例的动力产生单元400的截面的透视图。图4中所描绘的动力产生单元400与图2a至图3b中所描绘的动力产生单元100、200之间的主要区别在于液压单元402与接口单元404之间的连接元件422。
如从图4可以看出，连接元件410被布置成V形的连接元件形式(诸如V形夹具)，其设置有用于将液压单元402固位到接口单元404的加紧装置(未示出)。因此，连接元件410是周向布置的连接元件，该连接元件被定位在液压单元402的第一表面402'和接口单元404的第一表面404'的径向外侧。由此，连接单元410的在径向上面向内的接触表面414被布置成与液压单元402的第一表面402'和接口单元404的第一表面404'邻接。
液压单元402和接口单元404被定位成彼此在轴向上相邻，由此液压单元402的第二表面402”和接口单元404的第二表面404”被布置成彼此邻接。因此，液压单元402和接口单元404的第二表面402”、404”均具有在动力产生单元400的轴向方向上的表面法线。由此，当加紧V型夹具时，在液压单元402的第二表面402”与接口单元404的第二表面404”之间提供了压缩力。
也如图4中所描绘，动力产生单元400以与针对图3a至图3b中的实施例描绘的方式类似的方式包括动力流轴302。由此，图4中的动力产生单元400优选地借助于接口轴承装置420连接到接口单元404，并且借助于液压单元轴承装置422连接到液压单元402。轴承装置优选地被布置为圆锥滚子轴承，但也可以想到其它替代方案。此外，密封元件424被布置在轴承装置420、422之间。如上所述，图2a至图2b中的实施例也包括动力流轴，该动力流轴以与上述类似的方式连接到液压单元102和接口单元104。
借助于图4中所描绘的动力产生单元400，在连接元件410从接口单元404和液压单元402断开连接或未完全连接到接口单元404和液压单元402的第一状态下，液压单元402能够相对于接口单元404旋转约360度。在连接元件410被固位到接口单元404和液压单元402的第二状态下，阻止液压单元402和接口单元404相对于彼此旋转。
还应容易理解，图4中的连接元件410可以包括上述摩擦元件112，该摩擦元件112被定位在连接元件410的接触表面414与液压单元402和接口单元404之间。类似于以上描述，摩擦元件112可以被布置为外部部件，或者与连接元件210成一体。摩擦元件112可以包括嵌有金刚石颗粒的化学镀镍基体的涂层。由此，获得了彼此接触的元件之间的适当的摩擦系数。这种摩擦系数优选地高于0.5。
应当理解，本发明不限于上述和附图中所示出的实施例；而是，技术人员将认识到，可以在所附权利要求的范围内进行许多修改和变型。

Claims (16)

1.一种动力产生单元(100、200、400)，包括：
-液压单元(102、202、402)；
-接口单元(104、204、404)，所述接口单元(104、204、404)连接到所述液压单元(102、202、402)，所述接口单元(104、204、404)能够连接到固定单元；
-动力流轴(302)，所述动力流轴(302)连接在所述液压单元(102、202、402)与所述接口单元(104、204、404)之间，用于在所述液压单元(102、202、402)与所述接口单元(104、204、404)之间供应扭矩负载；以及
-至少一个连接元件(110、210、410)，所述至少一个连接元件(110、210、410)被布置在所述液压单元(102、202、402)与所述接口单元(104、204、404)之间，能够在第一状态和第二状态之间控制所述至少一个连接元件(110、210、410)，在所述第一状态中，允许所述液压单元(102、202、402)与所述接口单元(104、204、404)之间的相对旋转，在所述第二状态中，阻止所述液压单元(102、202、402)与所述接口单元(104、204、404)之间的相对旋转。
2.根据权利要求1所述的动力产生单元(100、200、400)，其中，所述至少一个连接元件(110、210、410)至少部分地与所述液压单元(102、202、402)的第一表面(102'、202'、402')和所述接口单元(104、204、404)的第一表面(104'、204'、404')重叠。
3.根据权利要求2所述的动力产生单元(100、200、400)，其中，当所述连接元件(110、210、410)被定位在所述第二状态时，所述连接元件(110、210、410)被布置成提供对所述液压单元(102、202、402)的所述第一表面(102'、202'、402')和所述接口单元(104、204、404)的所述第一表面(104'、204'、404')的压力，所述压力高于预定阈值极限。
4.根据权利要求2或3中的任一项所述的动力产生单元(100、200、400)，其中，所述液压单元(102、202、402)的所述第一表面(102'、202'、402')和所述接口单元(104、204、404)的所述第一表面(104'、204'、404')被布置成彼此大致平行。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的动力产生单元(100、200)，其中，所述接口单元(104、204)被定位在所述液压单元(102、202)的径向外侧，使得所述接口单元(104、204)至少部分地包围所述液压单元(104、204)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的动力产生单元(100、200、400)，其中，所述连接元件(110、210、410)包括连接表面(114、214、414)，所述连接表面(114、214、414)面向所述液压单元(102、202、402)和所述接口单元(104、204、404)，所述连接表面包括具有高于0.5的摩擦系数的材料成分。
7.根据权利要求6所述的动力产生单元(100、200、400)，其中，所述连接表面包括嵌有金刚石颗粒的化学镀镍基体的涂层。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的动力产生单元(100)，其中，所述接口单元包括用于连接到所述固定单元的装置。
9.根据权利要求8所述的动力产生单元(100)，其中，所述连接元件(110)包括多个通孔(105)，所述多个通孔(105)与用于将所述动力产生单元(100)连接到所述固定单元的所述装置对准。
10.根据权利要求2所述的动力产生单元(400)，其中，所述连接元件(410)是周向布置的连接元件，所述连接元件被定位在所述液压单元(402)的所述第一表面(402')和所述接口单元(404)的所述第一表面(404')的径向外侧。
11.根据权利要求10所述的动力产生单元(400)，其中，当所述连接元件被定位在所述第二状态时，所述连接元件(410)被布置成与所述液压单元(402)的所述第一表面(402')和所述接口单元(404)的所述第一表面(404')邻接，用于在所述液压单元(402)的第二表面(402”)与所述接口单元(404)的第二表面(404”)之间提供压缩力。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的动力产生单元(100、200、400)，其中，所述连接元件包括突出部，并且所述液压单元包括凹口，其中，所述连接元件的所述突出部与所述液压单元的所述凹口对准。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的动力产生单元(200)，其中，所述连接元件(210)是垫片元件，所述垫片元件被螺栓连接到所述接口单元(204)并且被布置成与所述接口单元(204)和所述液压单元(202)邻接。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的动力产生单元(100、200、400)，其中，所述液压单元(102、202、402)包括泵壳体和流体泵，所述流体泵用于将加压流体流供应到至少一个从动附件。
15.根据权利要求14所述的动力产生单元(100、200、400)，其中，所述固定单元是用于旋转能量源的壳体，其中，所述动力流轴能够连接到所述旋转能量源。
16.根据权利要求14至15中的任一项所述的动力产生单元(100、200、400)，其中，所述流体泵包括泵轴，所述泵轴能够借助于离合器单元连接到所述动力流轴。
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