WO2023279317A1 - 扭矩限制装置及其公差校正方法 - Google Patents

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Abstract

一种扭矩限制装置及其公差校正方法。扭矩限制装置包括：支撑架（10），能够围绕旋转轴线转动，其中支撑架（10）包括至少一个至少部分地在径向上延伸的钩部（13）；压盘（20）和衬板（30），分别能够围绕旋转轴线转动；摩擦件（40、60），设置成用于使扭矩能够经由摩擦件（40、60）在衬板（30）与压盘（20）和/或支撑架（10）之间传递；和弹性部件（50），设置成在该弹性部件（50）的一个端部与支撑架（10）的钩部（13）在轴向上抵接并且在该弹性部件（50）的另一个端部与压盘（20）在轴向上抵接，以在支撑架（10）和压盘（20）之间施加轴向力，其中，支撑架（10）和衬板（30）中的一者用于输入扭矩，另一者用于输出扭矩，其中，支撑架（10）的钩部（13）构造成能够在轴向上朝着压盘（20）被弯曲，以调节弹性部件（50）的安装位置。

Description

扭矩限制装置及其公差校正方法 技术领域
本发明涉及扭矩传递领域。更具体地，本发明涉及用于扭矩限制装置。
背景技术
扭矩限制装置具有能围绕旋转轴线转动的扭矩输入部件和扭矩输出部件。在轴向力的作用下，扭矩输入部件和扭矩输出部件通过至少一个摩擦件以传递扭矩的方式彼此连接。当传递的扭矩未超过极限扭矩时，扭矩输入部件和扭矩输出部件同步转动。当传递的扭矩超过极限扭矩时，摩擦件在至少一个摩擦面上产生滑动，从而扭矩输入部件和扭矩输出部件相对转动。
通常，扭矩限制装置采用膜片弹簧来提供轴向力，以用于产生摩擦件的摩擦力。例如，膜片弹簧布置在支撑板和压盘之间，通过轴向力使压盘、摩擦件和衬板彼此压紧。在组装后的扭矩限制装置中，膜片弹簧的安装位置(EBL)将取决于支撑板、压盘、摩擦件和衬板等各个部件的叠加公差。膜片弹簧的安装位置将直接影响弹簧的轴向力以及摩擦件的摩擦力。因此，由于上述叠加公差的存在，现有扭矩限制装置在组装后滑动扭矩的公差带比较宽，不能满足要求高滑动扭矩精度的应用场景。
为此，需要一种能够在组装后校正滑动扭矩的扭矩限制装置及其公差校正方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供能够在组装后调节弹性部件安装位置的扭矩限制装置及其公差校正方法。本发明的另一目的是提供能够提高滑动扭矩精度的扭矩限制装置。
本发明的一个方面提供一种扭矩限制装置，包括：支撑架，能够围绕旋转轴线转动，其中支撑架包括至少一个至少部分地在径向上延伸的钩部；压盘和衬板，分别能够围绕旋转轴线转动；摩擦件，设置成用于使扭矩能够经由摩擦件在衬板与压盘和/或支撑架之间传递；和弹性部件，设置成在弹性部件的一个端部与支撑架的钩部在轴向上抵接并且在弹性部件的另一个端部与压盘在轴向上抵接，以在支撑架和压盘之间施加轴向力，其中，支撑架和衬板中的一者用于输入扭矩，另一者用于输出扭矩，其中，支撑架的钩部构造成能够在轴向上朝着压板被弯曲，以调节弹性部件的安装位置。
根据本发明的实施例，弹性部件包括指部，弹性部件通过指部与支撑板的钩部在轴向上抵接。
根据本发明的实施例，支撑架包括彼此抗扭转地连接的第一支撑板和第二支撑板，钩部设置在第一支撑板上，弹性部件、压盘、摩擦件和衬板在轴向上位于第一支撑板和第二支撑板之间。
根据本发明的实施例，弹性部件是膜片弹簧。
根据本发明的实施例，支撑架包括沿周向间隔分布的多个钩部。
根据本发明的实施例，弹性部件包括与多个钩部对应设置的多个指部。
根据本发明的实施例，钩部是从第一支撑板一体地延伸出的。
本发明的另一方面提供一种车辆，包括根据本发明的实施例的扭矩限制装置和减振装置，其中扭矩限制装置的衬板与减振装置的侧板和法兰中的一者抗扭转地连接。
本发明的另一方面提供一种用于根据本发明的实施例的扭矩限制装置的公差校正方法，包括：测量组装后的扭矩限制装置的弹性部件的安装位置，以判断安装位置是否在预定公差范围内；如果判断安装位置不在预定公差范围内，在轴向上使扭矩限制装置的支撑架的钩部朝着压板弯曲，以调节弹性部件的安装位置。
根据本发明的实施例，如果判断安装位置不在预定公差范围内，计算钩部的弯曲距离，并且根据计算的弯曲距离在轴向上使钩部弯曲。
根据本发明的实施例，扭矩限制装置的支撑架的钩部能够在轴向上朝压板被弯曲。如果在组装后的扭矩限制装置中弹性部件的安装位置不在预定公差范围内，通过对钩部的弯曲可以调节弹性部件的安装位置，使其落入公差范围内。由此，对于组装后的扭矩限制装置，可以缩小弹性部件的安装位置公差，调节弹性部件对压盘所施加的轴向力以及摩擦件的摩擦力，从而提高扭矩限制装置的滑动扭矩精度。
根据本发明的实施例，可以在现有的扭矩限制装置生产线中增加校正工位；如果经测量后判断弹性部件的安装位置不在预定公差范围内，可以在校正工位通过压弯装置对钩部进行弯曲以调节弹性部件的安装位置。由此，可以以相对较低的成本缩小大批量扭矩限制装置的滑动扭矩公差带，满足高滑动扭矩精度的应用要求。
附图说明
图1是根据一个实施例的扭矩限制装置的侧视截面图。
图2是膜片弹簧的力学特性的示意图。
图3是根据本发明的实施例的扭矩限制装置的侧视截面示意图，其中为了示出其内部构造而省略了部分结构，并且仅示出了扭矩限制装置的相对于旋转轴线的一半结构。
图4是根据本发明的某些实施例的支撑架在轴向上观察的示意图。
图5是根据本发明的某些实施例的弹性部件在轴向上观察的示意图。
图6是根据本发明的某些实施例的校正过程示意图。
具体实施方式
下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。现参考示例性的实施方式详细描述本发明，一些实施例图示在附图中。以下描述参考附图进行，除非另有表示，否则在不同附图中的相同附图标记代表相同或类似的元件。以下示例性实施方式中描述的方案不代表本发明的所有方案。相反，这些方案仅是所附权利要 求中涉及的本发明的各个方面的系统和方法的示例。
图1是根据一个实施例的扭矩限制装置的侧视截面图。如图1所示，扭矩限制装置包括从未示出的圆板盘一体地延伸出的衬板76；由圆盘状的第一支承板78a和圆板状的第二支承板78b彼此抗扭转连接构成的支承板78；容纳于支承板78内的圆板状的压盘80；以预加载状态设置于压盘80和第一支承板78a之间的膜片弹簧82；沿轴向设置于压盘80和衬板76之间的第一摩擦件88；以及沿轴向设置于第二支承板78b和衬板76之间的第二摩擦件89。
膜片弹簧82以预加载(弯曲)的状态在其一个轴向侧与第一支承板78a抵接，并且在其另一轴向侧与压盘80抵接。从而，膜片弹簧82沿朝着衬板76的方向对压盘80施加轴向力。由此，第一摩擦件88与压盘80和衬板76分别摩擦接合，并且第二摩擦件89与第二支承板78b和衬板76分别摩擦接合。通过膜片弹簧82的轴向力来产生摩擦件88、89的摩擦力。
图2是膜片弹簧的力学特性的示意图。在图2中，EBL nom表示膜片弹簧的名义安装位置，中间曲线表示膜片弹簧的名义弹性力曲线。在图1所示的组装后的扭矩限制装置中，膜片弹簧82的实际安装位置主要取决于各个部件76、78a、78b、80、88和89等的叠加几何公差。通过计算叠加几何公差，可以得到膜片弹簧82沿轴向的安装位置公差(安装位置范围，从最大位置EBL max到最小位置EBL min)。膜片弹簧的安装位置由于各个部件的几何公差而在该安装位置范围内变化。此外，膜片弹簧的弹性力也根据其受压缩状态而在最高弹性力曲线(最大曲线)和最低弹性力曲线(最小曲线)之间变化，而该受压缩状态会根据膜片弹簧的安装位置而变化。因此，现有扭矩限制装置中的膜片弹簧具有较宽的弹性力公差带，因而难以实现高滑动扭矩精度。
本发明提供一种扭矩限制装置，特别是用于车辆的扭矩限制装置。根据本发明的实施例的扭矩限制装置在组装后能够校正滑动扭矩，以提高滑动扭矩精度。根据本发明的实施例的扭矩限制装置可以安装在车辆中，特别是混合动力车辆。下面，参考附图来描述本发明的示例性实施例。应当理解，附图中仅示出本发明的某些实施例，本发明的范围应当根据权利要 求来确定。
图3是根据本发明的实施例的扭矩限制装置的侧视截面示意图，其中为了示出其内部构造而省略了部分结构，并且仅示出了扭矩限制装置的相对于旋转轴线的一半结构。图3的左侧示出未经校正的扭矩限制装置，图3的右侧示出经校正后的扭矩限制装置。此外，在图3的左侧示出的附图标记可以相应地应用于图3的右侧。
根据本发明的某些实施例，扭矩限制装置包括支撑架10、压盘20、衬板30、摩擦件40和弹性部件50。支撑架10、压盘20和衬板30分别能够围绕旋转轴线转动。优选地，压盘20与支撑架10抗扭转地连接。
在示例性实施例中，如图3所示，扭矩限制装置的支撑架10包括第一支撑板11和第二支撑板12。第一支撑板11和第二支撑板12被抗扭转地连接在一起，例如通过螺栓、铆钉。在其他实施例中，支撑架还可以采用其他结构。
弹性部件50、压盘20、衬板30和摩擦件40沿轴向位于第一支撑板11和第二支撑板12之间。具体地，第一支撑板11和第二支撑板12之间形成容纳空间，该容纳空间至少部分地容纳弹性部件50、压盘20、衬板30和摩擦件40。
支撑架10包括一个或多个钩部13。钩部13是从支撑架10至少部分沿径向突出的结构。钩部13可以与支撑架10的一部分一体地形成，或者钩部13可以与支撑架10分开形成并且连接到支撑架10的一部分。当支撑架10包括多个钩部13时，多个钩部13可以沿周向间隔分布。
在示例性实施例中，如图3所示，钩部13设置在第一支撑板11上。钩部13可以从第一支撑板11一体地延伸出。图4是根据本发明的某些实施例的支撑架在轴向上观察的示意图。在图4所示的实施例中，钩部13包括从第一支撑板11沿径向向内延伸的部分和沿周向延伸的部分，即，钩部13沿轴向观察具有大致L型结构。
支撑架10和衬板30中的一者作为扭矩限制装置的扭矩输入部件，另一者作为扭矩限制装置的扭矩输出部件。在一些实施例中，支撑架10用于抗扭转地连接到发动机的曲轴或飞轮，衬板30用于传动连接到变速箱的输 入轴或电动机的输出轴。在一些实施例中，衬板30用于抗扭转地连接到减振装置的侧板或法兰，如下文所述。
摩擦件40用于分别与压盘20和衬板30摩擦接合。摩擦件40沿轴向设置在压盘20和衬板30之间。摩擦件40的一个轴向表面与压盘20摩擦接合，摩擦件40的另一轴向表面与衬板30摩擦接合。
在一些实施例中，扭矩限制装置还包括摩擦件60，用于分别与衬板30和第二支撑板12摩擦接合。摩擦件60沿轴向设置在衬板30和第二支撑板12之间。摩擦件60的一个轴向表面与衬板30摩擦接合，摩擦件60的另一轴向表面与第二支撑板12摩擦接合。
弹性部件50用于在支撑架10和压盘20之间施加轴向力。弹性部件50在轴向上位于压盘20的一侧，摩擦件40和衬板30在轴向上位于压盘20的远离弹性部件50的一侧。在示例性实施例中，弹性部件50是膜片弹簧或碟形弹簧。
弹性部件50包括一个或多个指部51。指部51是从弹性部件50至少部分沿径向突出的结构。在示例性实施例中，指部51是弹性部件50的一体形成部分。当弹性部件50包括多个指部51时，多个指部51可以沿周向间隔分布。在一些实施例中，当支撑架10包括多个钩部13，弹性部件51包括与多个钩部13对应设置的多个指部51。在一些实施例中，除指部51外，弹性部件50的主体部是环形的。
在图3所示的实施例中，指部51从弹性部件50的主体部至少部分地沿径向向外突出。但是，本发明不限于此。图5是根据本发明的某些实施例的弹性部件的正面示意图。如图5所示，沿轴向观察，指部51从弹性部件50的主体部沿径向向内延伸。
根据本发明的某些实施例，弹性部件50可以向压盘20施加轴向力，以使压盘20与摩擦件40摩擦接合以及使摩擦件40和衬板30摩擦接合。在一些实施例中，弹性部件50还可以通过向压盘20施加的轴向力，使衬板30与摩擦件60摩擦接合和/或使摩擦件60与支撑架10的第二支撑板12摩擦接合。
具体地，如图3所示，弹性部件50在一个轴向侧通过指部51与支撑 架10的钩部13在轴向上抵接，并且在另一轴向侧与压盘20在轴向上抵接。由此，弹性部件50在轴向上被钩部13和压盘20分别支撑。通过在轴向上被预压缩，弹性部件50可以在支撑架10和压盘20之间施加轴向力。
当扭矩限制装置的扭矩输入部件传递的扭矩未超过极限扭矩时，扭矩输入部件和扭矩输出部件同步转动。当扭矩限制装置的扭矩输入部件传递的扭矩超过极限扭矩时，摩擦件在至少一个摩擦面上产生滑动，从而扭矩输入部件和扭矩输出部件相对转动。
根据本发明的实施例，支撑架10的钩部13可以在轴向上朝着压盘20被弯曲。图6是根据本发明的某些实施例的校正过程示意图。如图6所示，压弯装置100可以在轴向上朝着压盘20对扭矩限制装置的钩部13进行压弯。请注意，图6中其他部件的附图标记可以参考图3，在此未示出。
当钩部13在轴向上被压弯时，钩部13与弹性部件50的指部51的抵接位置在轴向上移动。由此，通过对钩部13的弯曲，可以调节弹性部件50的安装位置，从而缩小弹性部件50的安装位置公差。此外，通过调节弹性部件50的安装位置，可以调节弹性部件50对压盘20所施加的轴向力以及摩擦件的摩擦力，从而提高扭矩限制装置的滑动扭矩精度。
根据本发明的某些实施例，钩部13的材料和/或力学特性经选择，以实现在轴向上的弯曲。例如，钩部13的硬度可以低于支撑板11的硬度，以便于弯曲；或者钩部13的结构利于被弯曲。
上文描述弹性部件50通过指部51在轴向上与支撑架10的钩部13抵接。但是，本发明不限于此。根据本发明的实施例，弹性部件50还可以直接与钩部13抵接，即弹性部件50没有指部51。例如，弹性部件50整体可以是环形的，并且在一个轴向侧与支撑架10的钩部13在轴向上直接抵接。
上文描述钩部沿轴向观察具有大致L型结构。但是，本发明不限于此。根据本发明的实施例，钩部还可以具有其他形状，只要其能够在轴向上支撑弹性部件并且能够沿轴向被弯曲以调节弹性部件的安装位置即可。
本发明还提供一种车辆，其包括根据本发明的实施例的扭矩限制装置和减振装置。在一些实施例中，如图3所示，减振装置70包括侧板71、法 兰72和减振弹簧73。法兰72相对于侧板71能够沿周向在预定范围内转动。衬板30与侧板71和法兰72中的一者抗扭转地连接。在一些实施例中，衬板30从侧板71和法兰72中的一者一体地延伸出。
本发明还提供一种用于扭矩限制装置的公差校正方法，特别是用于根据本发明的实施例的扭矩限制装置。
根据本发明的某些实施例，用于扭矩限制装置的公差校正方法包括：测量组装后的扭矩限制装置的弹性部件50的安装位置，以判断该安装位置是否在预定公差范围内；如果判断弹性部件50的安装位置不在预定公差范围内，在轴向上使扭矩限制装置的支撑架10的钩部13朝着压盘20弯曲，以调节弹性部件50的安装位置。
在一些实施例中，如果判断弹性部件50的安装位置不在公差范围内，计算钩部13的弯曲距离，并且根据计算的弯曲距离在轴向上使钩部13弯曲。例如，可以提供弯曲距离与滑动扭矩的关系曲线，从而可以针对每个扭矩限制装置计算相应的弯曲距离。由此，不同的扭矩限制装置可以具有不同的弯曲距离。通过对一批扭矩限制装置分别测量安装位置和确定弯曲距离，可以使这些扭矩限制装置具有更窄的安装位置公差带，提高滑动扭矩精度。
在一些实施例中，在使钩部13弯曲后，再次测量扭矩限制装置的弹性部件50的安装位置，以判断该安装位置是否在预定公差范围内。如果安装位置仍然不在预定公差范围内，可以重复上述弯曲步骤。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。

Claims (10)

  1. 一种扭矩限制装置，包括：
    支撑架，能够围绕旋转轴线转动，其中所述支撑架包括至少一个至少部分地在径向上延伸的钩部；
    压盘和衬板，分别能够围绕所述旋转轴线转动；
    摩擦件，设置成用于使扭矩能够经由所述摩擦件在所述衬板与所述压盘和/或所述支撑架之间传递；和
    弹性部件，设置成在所述弹性部件的一个端部与所述支撑架的所述钩部在轴向上抵接并且在所述弹性部件的另一个端部与所述压盘在轴向上抵接，以在所述支撑架和所述压盘之间施加轴向力，
    其中，所述支撑架和所述衬板中的一者用于输入扭矩，另一者用于输出扭矩，
    其中，所述支撑架的所述钩部构造成能够在轴向上朝着所述压板被弯曲，以调节所述弹性部件的安装位置。
  2. 根据权利要求1所述的扭矩限制装置，其中，所述弹性部件包括指部，所述弹性部件通过所述指部与所述支撑板的所述钩部在轴向上抵接。
  3. 根据权利要求1或2所述的扭矩限制装置，其中，所述支撑架包括彼此抗扭转地连接的第一支撑板和第二支撑板，所述钩部设置在所述第一支撑板上，所述弹性部件、所述压盘、所述摩擦件和所述衬板在轴向上位于所述第一支撑板和所述第二支撑板之间。
  4. 根据权利要求1或2所述的扭矩限制装置，其中，所述弹性部件是膜片弹簧。
  5. 根据权利要求2所述的扭矩限制装置，其中，所述支撑架包括沿周向间隔分布的多个所述钩部。
  6. 根据权利要求5所述的扭矩限制装置，其中，所述弹性部件包括与多个所述钩部对应设置的多个所述指部。
  7. 根据权利要求3所述的扭矩限制装置，其中，所述钩部是从所述第一支撑板一体地延伸出的。
  8. 一种车辆，包括：
    根据权利要求1至7中任一项所述的扭矩限制装置；和
    减振装置，其中所述扭矩限制装置的衬板与所述减振装置的侧板和法兰中的一者抗扭转地连接。
  9. 一种用于根据权利要求1至7中任一项所述的扭矩限制装置的公差校正方法，包括：
    测量组装后的扭矩限制装置的弹性部件的安装位置，以判断所述安装位置是否在预定公差范围内；
    如果判断所述安装位置不在所述预定公差范围内，在轴向上使所述扭矩限制装置的支撑架的钩部朝着压板弯曲，以调节所述弹性部件的所述安装位置。
  10. 根据权利要求9所述的公差校正方法，其中，如果判断所述安装位置不在所述预定公差范围内，计算所述钩部的弯曲距离，并且根据计算的弯曲距离在轴向上使所述钩部弯曲。
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