聯(lián)接系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于同軸地連接兩個(gè)軸的聯(lián)接系統(tǒng)。尤其是將內(nèi)燃機(jī)曲軸與電機(jī)電樞軸同軸地連接。本發(fā)明還涉及一種用于安裝聯(lián)接系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)已知用于連接機(jī)動車中內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)的不同結(jié)構(gòu)。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常使用皮帶傳動機(jī)構(gòu)來連接曲軸與電樞軸。皮帶輪在此確保扭矩波動的補(bǔ)償以及無間隙的力傳遞。皮帶傳動機(jī)構(gòu)的使用和因此電機(jī)與內(nèi)燃機(jī)的非同軸設(shè)置導(dǎo)致不節(jié)省空間的設(shè)計(jì)。另夕卜，皮帶傳動機(jī)構(gòu)需要經(jīng)常維護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明任務(wù)在于，提供一種用于同軸地連接兩個(gè)軸的聯(lián)接系統(tǒng)，該聯(lián)接系統(tǒng)可在廉價(jià)制造和安裝的情況下少維護(hù)且低噪聲地運(yùn)行。本發(fā)明任務(wù)還在于，提供一種用于安裝聯(lián)接系統(tǒng)的相應(yīng)方法。這種連接還有補(bǔ)償內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)之間的同軸度誤差(角錯(cuò)位和軸錯(cuò)位)的任務(wù)。
[0004]所述任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決。從屬權(quán)利要求構(gòu)成本發(fā)明的有利擴(kuò)展方案。
[0005]因此，所述任務(wù)通過一種包括第一軸、第二軸和聯(lián)軸器的聯(lián)接系統(tǒng)來解決。第一軸尤其是機(jī)動車中的內(nèi)燃機(jī)的曲軸。第二軸尤其是電機(jī)的電樞軸。電機(jī)優(yōu)選作為用于產(chǎn)生電能的高電壓發(fā)電機(jī)運(yùn)行。另外，電機(jī)也可用作用于起動內(nèi)燃機(jī)的電動機(jī)。電機(jī)殼體優(yōu)選直接與曲軸殼體或內(nèi)燃機(jī)殼體連接。兩個(gè)軸同軸設(shè)置。內(nèi)燃機(jī)和電機(jī)的這種極為緊湊和節(jié)省空間的布置結(jié)構(gòu)需要特殊的聯(lián)軸器設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)軸器低噪聲且少維護(hù)地運(yùn)行，應(yīng)確保兩個(gè)軸之間、尤其是沿兩個(gè)轉(zhuǎn)動方向的無間隙的力傳遞。聯(lián)軸器因此具有至少一個(gè)運(yùn)動元件和至少一個(gè)聯(lián)接元件。聯(lián)接元件可沿圓周方向和/或徑向方向運(yùn)動地設(shè)置。運(yùn)動元件確保聯(lián)接元件沿圓周軸向或徑向方向無間隙地貼靠或壓緊到相應(yīng)軸上。通過使聯(lián)接元件無間隙地貼靠在相應(yīng)軸上，扭矩可無間隙地在兩個(gè)軸之間傳遞。
[0006]尤其是規(guī)定，所述運(yùn)動元件是彈簧和/或液壓腔。彈簧和/或液壓腔設(shè)置在聯(lián)軸器中并且將聯(lián)接元件壓緊到第一或第二軸上，從而可實(shí)現(xiàn)無間隙的貼靠和因此無間隙的力傳遞。軸向運(yùn)動也是可能的。
[0007]關(guān)于聯(lián)接系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)，根據(jù)本發(fā)明規(guī)定三種方案:
[0008]根據(jù)第一種方案，聯(lián)軸器包括第一花鍵軸、第二花鍵軸和第三花鍵軸。三個(gè)花鍵軸構(gòu)成聯(lián)接元件。第一花鍵軸與第二花鍵軸隔開設(shè)置。在第一花鍵軸和第二花鍵軸之間設(shè)置第三花鍵軸。三個(gè)花鍵軸同軸地沿旋轉(zhuǎn)軸線設(shè)置。第一花鍵軸通過扭轉(zhuǎn)彈簧與第二花鍵軸連接。與此相應(yīng)，第一花鍵軸和第二花鍵軸分別抗扭地、例如通過多邊形與扭轉(zhuǎn)彈簧連接。扭轉(zhuǎn)彈簧在本方案中構(gòu)成運(yùn)動元件。扭轉(zhuǎn)彈簧使第一花鍵軸無間隙地貼靠在第一軸上并且使第二花鍵軸無間隙地貼靠在第二軸上。這以下述方式實(shí)現(xiàn):兩個(gè)軸的力流通過第三花鍵軸閉合。
[0009]尤其是規(guī)定，第一軸具有第一軸齒部并且第二軸具有第二軸齒部。兩個(gè)軸齒部尤其是曲軸上和電樞軸上的內(nèi)齒部。在聯(lián)接系統(tǒng)的安裝狀態(tài)中，第一軸齒部既與第一花鍵軸又與第三花鍵軸嚙合，第二軸齒部與第二花鍵軸并且同時(shí)與第三花鍵軸嚙合。
[0010]為了補(bǔ)償由制造技術(shù)決定的關(guān)于軸錯(cuò)位和角度的誤差，齒部是齒面對中的，并且在花鍵軸3的兩個(gè)端部上構(gòu)造成球形的。
[0011]第三花鍵軸優(yōu)選構(gòu)造成內(nèi)部中空的。由此扭轉(zhuǎn)彈簧可穿過第三花鍵軸。第一花鍵軸和第二花鍵軸裝在扭轉(zhuǎn)彈簧的兩個(gè)端部上。第三花鍵軸優(yōu)選可相對于扭轉(zhuǎn)彈簧旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。
[0012]優(yōu)選相對扭轉(zhuǎn)第一花鍵軸和第二花鍵軸，使得扭轉(zhuǎn)彈簧張緊。第一軸、尤其是第一軸齒部根據(jù)轉(zhuǎn)動方向的不同情況貼靠在第一花鍵軸上或第三花鍵軸上。同樣第二軸齒部可貼靠在第二花鍵軸上或第三花鍵軸上。根據(jù)電機(jī)作為發(fā)電機(jī)或電動機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)動方向。通過將第一花鍵軸和第三花鍵軸的齒面或第二花鍵軸和第三花鍵軸的齒面提供給軸齒部，可實(shí)現(xiàn)曲軸和電樞軸之間的無間隙的力傳遞。
[0013]在第二種方案中，聯(lián)軸器構(gòu)造為十字聯(lián)軸器。十字聯(lián)軸器又稱為“歐式聯(lián)軸器”。為此聯(lián)軸器具有基體。該基體在兩側(cè)分別具有一個(gè)突出部。第一突出部插入第一軸的凹槽中。第二突出部插入第二軸的凹槽中。插入凹槽的突出部能夠在有限的程度上補(bǔ)償兩個(gè)軸之間的徑向和軸向錯(cuò)位。
[0014]在第二種方案中，運(yùn)動元件優(yōu)選是彈簧和/或液壓腔。聯(lián)接元件構(gòu)造為至少一個(gè)活塞。該活塞可在基體中線性運(yùn)動地被導(dǎo)向。彈簧和/或液壓腔確保將活塞壓離基體。由此活塞貼靠在相應(yīng)軸的凹槽中并且確保無間隙的力傳遞。
[0015]尤其規(guī)定，在基體的朝向第一軸的一側(cè)即第一突出部上設(shè)有至少一個(gè)活塞，并且在朝向第二軸的一側(cè)即第二突出部上也設(shè)有至少一個(gè)活塞。
[0016]在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，在基體的兩個(gè)突出部中分別設(shè)置多個(gè)活塞。每個(gè)活塞至少通過一個(gè)彈簧加載并且另外可借助自己的液壓腔被壓向外部。
[0017]基體中相應(yīng)的液壓通道確保為液壓腔供應(yīng)壓力。尤其是為此利用內(nèi)燃機(jī)潤滑劑供應(yīng)裝置的液壓壓力。
[0018]優(yōu)選的在液壓通道中的止回閥確保充分維持各個(gè)活塞下方的液壓腔中的壓力。在活塞中優(yōu)選設(shè)置小出口。通過這些小出口液壓油從液壓腔流到活塞表面上。這導(dǎo)致液壓腔中的壓力節(jié)流地排出并且同時(shí)能夠潤滑聯(lián)軸器和兩個(gè)軸之間的滑動面。
[0019]彈簧的力或液壓腔的力不必大到總是將活塞壓離基體，而只需至少在轉(zhuǎn)動方向變化時(shí)使活塞貼靠到兩個(gè)軸上。隨著扭矩的增大活塞被壓入基體中。在此液壓油優(yōu)選通過出口從液壓腔流向外部。
[0020]根據(jù)第三種方案，聯(lián)軸器構(gòu)造為爪齒式聯(lián)軸器。該聯(lián)軸器在此包括抗扭地設(shè)置在第一軸上的第一環(huán)、抗扭地設(shè)置在第二軸上的第二環(huán)和設(shè)置在這兩個(gè)軸之間的補(bǔ)償環(huán)。補(bǔ)償環(huán)在此構(gòu)成可運(yùn)動的聯(lián)接元件。第一環(huán)具有第一爪齒。第二環(huán)具有第二爪齒。補(bǔ)償環(huán)具有補(bǔ)償爪齒。補(bǔ)償環(huán)可在有限的程度上相對于兩個(gè)軸運(yùn)動。第一爪齒、第二爪齒和補(bǔ)償爪齒彼此嵌接。因此可根據(jù)爪齒的尺寸有限地補(bǔ)償徑向和軸向的錯(cuò)位。在沿圓周方向觀察所述布置結(jié)構(gòu)時(shí)，每一個(gè)補(bǔ)償爪齒設(shè)置在一個(gè)第一爪齒和一個(gè)第二爪齒之間。至少在一個(gè)第二爪齒和一個(gè)補(bǔ)償爪齒之間設(shè)置一個(gè)構(gòu)造為螺旋壓簧或碟簧的彈簧。該彈簧以一個(gè)端部支撐在第二爪齒上并且以另一端部支撐在補(bǔ)償爪齒上。補(bǔ)償爪齒被壓緊到第一爪齒上，由此該第一爪齒又被壓緊到下一第二爪齒上。彈簧因此用于將第二爪齒沿所發(fā)出的有效扭矩的方向壓緊到第一爪齒上。
[0021]尤其是在補(bǔ)償爪齒中設(shè)置凹窩，從而彈簧可部分設(shè)置在所述凹窩中。在扭矩方向變化時(shí)彈簧被壓縮，以致它們完全處于凹窩中，由此補(bǔ)償爪齒貼靠在第二爪齒上。
[0022]為了將第二環(huán)安裝在第二軸上，優(yōu)選使用錐形夾緊元件。
[0023]第一軸優(yōu)選構(gòu)造成錐形的。與此匹配的內(nèi)錐優(yōu)選構(gòu)造在第一環(huán)上。除了所述錐形連接外，優(yōu)選使用夾緊螺釘和墊片。夾緊螺釘優(yōu)選在端面旋入第一軸中，以便將第一環(huán)保持在第一軸上。
[0024]本發(fā)明優(yōu)選包括用于控制和/或調(diào)節(jié)電機(jī)的控制器，該控制器構(gòu)造用于控制電機(jī)，以便補(bǔ)償轉(zhuǎn)動不均勻性。例如根據(jù)內(nèi)燃機(jī)中的氣缸數(shù)在曲軸上出現(xiàn)轉(zhuǎn)動不均勻性。這種轉(zhuǎn)動不均勻性可通過相應(yīng)控制電機(jī)來補(bǔ)償。
[0025]本發(fā)明還包括一種用于安裝根據(jù)上述第一種方案的聯(lián)接系統(tǒng)的方法。該方法包括下述步驟:(i)通過相對于第二花鍵軸扭轉(zhuǎn)第一花鍵軸來張緊扭轉(zhuǎn)彈簧，(ii)安裝第一抗扭器和第二抗扭器，第一抗扭器使第一花鍵軸相對于第三花鍵軸固定，第二抗扭器使第二花鍵軸相對于第三花鍵軸固定，(iii)將第一花鍵軸安裝在第一軸上并且將第二花鍵軸安裝在第二軸上，并且(iv)釋放兩個(gè)抗扭器。
[0026]本發(fā)明聯(lián)接系統(tǒng)的從屬權(quán)利要求和有利方案可相應(yīng)有利地用于本發(fā)明方法。
[0027]尤其是優(yōu)選規(guī)定，兩個(gè)抗扭器的釋放與第一和第二花鍵軸在第一和第二軸上的安裝同時(shí)進(jìn)行。在此通過將相應(yīng)花鍵軸推入曲軸或電樞軸上的內(nèi)齒部中來推動抗扭器。由此釋放抗扭器。
[0028]抗扭器有兩種優(yōu)選可能性:一方面抗扭器可構(gòu)造為軸環(huán)。另一方面抗扭器可構(gòu)造為銷。
[0029]在張緊扭轉(zhuǎn)彈簧之后套上軸環(huán)，使得軸環(huán)上的內(nèi)齒部同時(shí)與第一花鍵軸和第三花鍵軸或與第二花鍵軸和第三花鍵軸嚙合。在將聯(lián)軸器安裝到兩個(gè)軸上時(shí)，軸環(huán)優(yōu)選被推向內(nèi)部。在安裝之后軸環(huán)優(yōu)選完全裝在第三花鍵軸上。在安裝之后軸環(huán)不再繼續(xù)起作用，但優(yōu)選保留在第三花鍵軸上。
[0030]代替軸環(huán)，可使用銷。銷在端面被插入花鍵軸中。在張緊扭轉(zhuǎn)彈簧這后這樣定位這些銷，使得銷將第一花鍵軸相對于第三花鍵軸固定或?qū)⒌诙ㄦI軸相對于第三花鍵軸固定，從而扭轉(zhuǎn)彈簧不再能釋放。在安裝聯(lián)接系統(tǒng)時(shí)，銷被推動、尤其是向內(nèi)推入第三花鍵軸中。
[0031]但也可能的是，在聯(lián)軸器的一側(cè)上使用軸環(huán)并且在另一側(cè)上使用銷作為抗扭器