扭矩限制公差環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體上涉及公差環(huán)，并且特別涉及扭矩限制公差環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]本公開涉及公差環(huán)組件，其中，公差環(huán)在組件的元件之間提供過盈配合，在該組件中，第一元件具有定位在第二元件的圓柱形鏜孔中的圓柱形部分。特別地，本公開涉及具有公差環(huán)的組件，該公差環(huán)在諸如軸之類的圓柱形部件與圍繞該軸安裝的外部部件之間提供過盈配合。
[0003]改良的工程技術(shù)已導(dǎo)致對(duì)于機(jī)器元件的較高精度的需要，從而提高了制造成本。在將壓配合、花鍵、銷釘或鍵槽用于在諸如滑輪、飛輪或傳動(dòng)軸之類的應(yīng)用中傳遞扭矩的情況下需要非常緊密的公差。
[0004]公差環(huán)可用于在傳遞扭矩所需的元件之間提供過盈配合。公差環(huán)提供了一種在可以不被機(jī)加工成精確尺寸的元件之間提供過盈配合的低成本的方法。公差環(huán)具有多個(gè)其它可能的優(yōu)點(diǎn)，例如對(duì)元件之間的不同的線性膨脹系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償、允許實(shí)現(xiàn)快速的設(shè)備裝配、以及耐用性。
[0005]公差環(huán)通常包括彈性材料條帶，該彈性材料例如為諸如彈簧鋼之類的金屬，該條帶的兩端被聚集在一起以形成環(huán)。突起的卡箍(band)或突起可從該環(huán)徑向向外延伸，或者朝向該環(huán)的中心徑向向內(nèi)延伸。通常，突起是形成物，可能地為規(guī)則的形成物，例如褶皺、脊或波狀部。
[0006]當(dāng)環(huán)定位在位于例如軸與安裝在該軸上的外部部件中的鏜孔之間的環(huán)形空間內(nèi)時(shí)，突起被壓縮。每一個(gè)突起均可起到彈簧的作用并且可向該軸和該鏜孔的表面上施加徑向力，從而在軸與殼體之間提供過盈配合。當(dāng)通過公差環(huán)來傳遞扭矩時(shí)，殼體或軸的旋轉(zhuǎn)將在軸或殼體中的另一個(gè)中產(chǎn)生相似的旋轉(zhuǎn)。通常，突起的卡箍被該環(huán)的沒有形成物的環(huán)形區(qū)域(在本領(lǐng)域中被稱之為公差環(huán)的"未成形區(qū)域")軸向地側(cè)部包圍住。
[0007]盡管公差環(huán)通常包括彈性材料條帶，該彈性材料條帶被彎曲以使得環(huán)能夠通過疊置該條帶的兩端而容易地形成，但是公差環(huán)還可被制成為環(huán)形卡箍。下文中所使用的術(shù)語"公差環(huán)"包括這兩種類型的公差環(huán)。下文中所使用的術(shù)語"軸"包括帶有諸如軸或軸承之類的圓柱形部分的任何裝配部件。
[0008]因此，本工業(yè)仍然需要對(duì)公差環(huán)作出改進(jìn)，特別是對(duì)可用于將旋轉(zhuǎn)軸與安裝在該旋轉(zhuǎn)軸上的外部部件聯(lián)接的公差環(huán)作出改進(jìn)。
【附圖說明】
[0009]通過參照附圖進(jìn)行說明，本公開可得到更好地理解，并且其多個(gè)特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言變得明顯。
[0010]圖1包括根據(jù)一種實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的旋轉(zhuǎn)組件的透視圖。
[0011]圖2包括在圖1中的圓圈2處獲取的根據(jù)一種實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的詳視圖。
[0012]圖3包括根據(jù)一種實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的端部平面圖。
[0013]圖4包括在圖3中的圓圈4處獲取的根據(jù)一種實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的詳視圖。
[0014]圖5包括根據(jù)一種實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的旋轉(zhuǎn)組件的透視圖。
[0015]圖6包括在圖5中的圓圈6處獲取的根據(jù)一種實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的詳視圖。
[0016]圖7包括根據(jù)一種實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的端部平面圖。
[0017]圖8包括在圖7中的圓圈8處獲取的根據(jù)一種實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的詳視圖。
[0018]圖9包括根據(jù)另一實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的旋轉(zhuǎn)組件的透視圖。
[0019]圖10包括在圖9中的圓圈10處獲取的根據(jù)另一實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的詳視圖。
[0020]圖11包括根據(jù)另一實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的端部平面圖。
[0021]圖12包括在圖11中的圓圈12處獲取的根據(jù)另一實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的詳視圖。
[0022]圖13包括根據(jù)另一實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的旋轉(zhuǎn)組件的透視圖。
[0023]圖14包括根據(jù)另一實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的旋轉(zhuǎn)組件的側(cè)視平面圖。
[0024]圖15包括在圖14中的圓圈15處獲取的根據(jù)另一實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的詳視圖。
[0025]圖16包括根據(jù)另一實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的端部平面圖。
[0026]圖17包括根據(jù)再一實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的旋轉(zhuǎn)組件的端部平面圖。
[0027]圖18包括在圖17中的圓圈18處獲取的根據(jù)再一實(shí)施例的處于接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的詳視圖。
[0028]圖19包括根據(jù)再一實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的端部平面圖。
[0029]圖20包括在圖19中的圓圈20處獲取的根據(jù)再一實(shí)施例的處于脫離接合構(gòu)造中的該旋轉(zhuǎn)組件的詳視圖。
[0030]不同附圖中的相同的附圖標(biāo)記用于表示相似或相同的物品。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下列描述涉及公差環(huán)，并且特別涉及扭矩限制公差環(huán)，該扭矩限制公差環(huán)可被安裝在處于壓縮機(jī)軸與形成在壓縮機(jī)帶輪中的鏜孔之間的空調(diào)壓縮機(jī)組件內(nèi)。在一個(gè)方面中，公差環(huán)可被圍繞該壓縮機(jī)軸裝配，并且隨后壓縮機(jī)帶輪可被圍繞該扭矩限制公差環(huán)安裝。作為選擇，該扭矩限制公差環(huán)可被插入到形成在該帶輪中的鏜孔中，并且該壓縮機(jī)軸可被插入穿過該扭矩限制公差環(huán)。
[0032]在常規(guī)公差環(huán)中，該公差環(huán)可在內(nèi)部部件與外部部件之間提供過盈配合。這樣一來，該內(nèi)部部件和外部部件就可被靜態(tài)地聯(lián)接并可以一起旋轉(zhuǎn)。如果內(nèi)部部件與外部部件之間的扭矩變得大于過盈配合的力，則該內(nèi)部部件與外部部件就能夠相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。當(dāng)內(nèi)部部件與外部部件之間的扭矩低于過盈配合的力時(shí)，這兩個(gè)元件可彼此重新接合。在該內(nèi)部部件是軸并且該軸例如由于軸承失效而卡住的情況下，該外部部件可在該軸上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)該外部部件繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，外部部件與公差環(huán)之間或軸與公差環(huán)之間的摩擦?xí)a(chǎn)生高熱量。繼續(xù)運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)軸、外部部件、公差環(huán)、或所有的三種部件造成永久損傷。
[0033]根據(jù)本文中描述的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)所述的扭矩限制公差環(huán)可包括多個(gè)突起，這些突起可從該扭矩限制公差環(huán)的本體徑向向內(nèi)延伸、徑向向外延伸、或既徑向向內(nèi)又徑向向外延伸。該扭矩限制公差環(huán)可被安裝在花鍵軸上或安裝在花鍵套管內(nèi)。如果該花鍵軸或該花鍵套管相對(duì)于該扭矩限制公差環(huán)旋轉(zhuǎn)，則突起可與花鍵對(duì)齊并且該扭矩限制公差環(huán)可徑向向內(nèi)收縮或徑向向外擴(kuò)張。該扭矩限制公差環(huán)的擴(kuò)展或收縮可使軸與套管脫離接合或斷開聯(lián)接并且這兩個(gè)部件可在不產(chǎn)生熱量的情況下相對(duì)于彼此自由地旋轉(zhuǎn)。這樣一來，可基本上降低了損壞軸或套管的風(fēng)險(xiǎn)。
[0034]參照?qǐng)D1至圖8，旋轉(zhuǎn)組件被示出并且被總體上標(biāo)明為100。旋轉(zhuǎn)組件100可包括內(nèi)部部件102和外部部件104。扭矩限制公差環(huán)106可被安裝在內(nèi)部部件102和外部部件104之間。在使用期間，并且如在下文中更為詳細(xì)地描述的那樣，該扭矩限制公差環(huán)106可從圖1至圖4中圖示的接合構(gòu)造移動(dòng)到圖5至圖8中圖示的脫離接合構(gòu)造，在該接合構(gòu)造中，內(nèi)部部件102靜態(tài)地聯(lián)接至外部部件104，在該脫離接合構(gòu)造中，內(nèi)部部件102與外部部件104脫離接合。
[0035]在具體方面中，旋轉(zhuǎn)組件100可以是空調(diào)壓縮機(jī)組件，例如，用于機(jī)動(dòng)車輛的皮帶傳動(dòng)的空調(diào)壓縮機(jī)組件。此外，在該具體方面中，內(nèi)部部件102可以是從空調(diào)壓縮機(jī)延伸的壓縮機(jī)軸并且外部部件104可以是圍繞該壓縮機(jī)軸安裝的壓縮機(jī)帶輪。傳動(dòng)皮帶(未示出)可至少部分地圍繞壓縮機(jī)帶輪的外部圓周延伸。
[0036]在該皮帶移動(dòng)時(shí)，該壓縮機(jī)帶輪能夠旋轉(zhuǎn)。在接合構(gòu)造中，在該壓縮機(jī)軸被靜態(tài)地聯(lián)接至該壓縮機(jī)帶輪的情況下，壓縮機(jī)軸同樣可以旋轉(zhuǎn)。如果空氣壓縮機(jī)內(nèi)出現(xiàn)故障，例如，軸承咬死，那么壓縮機(jī)軸會(huì)卡在空氣壓縮機(jī)內(nèi)并停止旋轉(zhuǎn)。如果該軸卡住，則該壓縮機(jī)軸/壓縮機(jī)帶輪組件內(nèi)的扭矩會(huì)超過閾值扭矩并且扭矩限制公差環(huán)會(huì)通過在該壓縮機(jī)軸/壓縮機(jī)帶輪組件內(nèi)成角度地旋轉(zhuǎn)而從接合構(gòu)造移動(dòng)到脫離接合構(gòu)造。在脫離接合構(gòu)造中，該壓縮機(jī)帶輪可圍繞卡住的壓縮機(jī)軸自由地旋轉(zhuǎn)。
[0037]因此，在該組件脫離接合或斷開聯(lián)接的情況下，傳動(dòng)皮帶可在壓縮機(jī)帶輪、壓縮機(jī)軸、與傳動(dòng)皮帶之間的過熱或摩擦并不大量增加的情況下繼續(xù)移動(dòng)，該過熱或摩擦在該壓縮機(jī)帶輪于皮帶繼續(xù)圍繞卡住的壓縮機(jī)帶輪移動(dòng)的同時(shí)保持與卡住的壓縮機(jī)軸靜態(tài)地接合的情況下或者在皮帶在壓縮機(jī)帶輪并未與軸完全脫離接合的情況下繼續(xù)圍繞該軸驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)帶輪的情況下會(huì)可能出現(xiàn)。這樣一來，可顯著降低對(duì)傳動(dòng)皮帶、壓縮機(jī)帶輪、或驅(qū)動(dòng)皮帶或被該傳動(dòng)皮帶驅(qū)動(dòng)的其它部件造成損壞的風(fēng)險(xiǎn)。即使該機(jī)動(dòng)車輛停止運(yùn)轉(zhuǎn)并且傳動(dòng)皮帶停止移動(dòng)，壓縮機(jī)帶輪也可保持與壓縮機(jī)軸脫離接合。當(dāng)隨后起動(dòng)該機(jī)動(dòng)車輛時(shí)，存在少許或不存在將由使該傳動(dòng)皮帶移動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸來克服的壓縮機(jī)軸與壓縮機(jī)帶輪之間的殘余扭矩。
[0038]如圖1至圖8中所圖示，該扭矩限制公差環(huán)106可包括大致呈圓柱形的本體110。該本體110可包括側(cè)壁112。該側(cè)壁112可包括未成形區(qū)段114并且多個(gè)突起116可從本體110的側(cè)壁112徑向向外延伸。本體110的側(cè)壁112可包括不具有突起的大致呈圓柱形的內(nèi)表面118。側(cè)壁112還可以包括處于未成形區(qū)段114中的間隙120。在具體方面中，間隙120可沿著本體110的整個(gè)軸向長(zhǎng)度的大部分延伸以便在本體110中形成至少局部裂縫。在另一方面中，間隙120可沿著本體110的整個(gè)軸向長(zhǎng)度延伸以便在本體110中形成至少完全裂縫。
[0039]此外，如在圖1至圖8中所描繪的那樣，內(nèi)部部件102可大致呈圓柱形并且可包括大致呈圓柱形的外表面130，并且外部部件104可包括大致呈圓柱形的鏜孔，該鏜孔具有大致呈圓柱形的內(nèi)表面132。如圖示，外部部件104的內(nèi)表面132可形成有多個(gè)空隙134，這多個(gè)空隙134被圍繞內(nèi)表面132的圓周等距離地間隔開。在該方面中，空隙134可以是沿著外部部件104的整個(gè)軸向長(zhǎng)度形成在外部部件104的內(nèi)表面132中的花鍵。空隙134可遠(yuǎn)離外部部件104的中心徑向地延伸到外部部件104的內(nèi)表面132中。此外，空隙134可與旋轉(zhuǎn)組件100的延伸穿過該旋轉(zhuǎn)組件100的中心的旋轉(zhuǎn)軸線基本上平行。
[0040]在該方面中，突起116可遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)組件100的中心、朝向形成在外部部件104的內(nèi)表面132中的空隙134從本體110的側(cè)壁112的未成形區(qū)段114徑向向外延伸。再者，每一個(gè)突起116均可以是大致細(xì)長(zhǎng)的并且可包括比每一個(gè)突起116的最寬部分處的圓周寬度大的軸向高度。在另一方面中，每一個(gè)突起116可以是由可沿同一軸線對(duì)齊的多個(gè)分立的突起構(gòu)成的列，并且該列的總軸向高度可大于該列中的每一個(gè)分立的突起的最寬部分處的圓周寬度。
[0041]在圖1至圖4中圖示的接合構(gòu)造中，多個(gè)突起116可接合外部部件104的內(nèi)部圓柱面132，例如，該內(nèi)部圓柱面132的位于每一個(gè)空隙134之間的部分。本體110的側(cè)壁112的內(nèi)表面118可接合內(nèi)部部件102的外表面130。再者，每一個(gè)突起116均可被在內(nèi)部部件102的外表面130與外部部件104的內(nèi)表面132之間進(jìn)行壓縮，并且可提供多個(gè)徑向引導(dǎo)的力，這些徑向引導(dǎo)的力可靜態(tài)地聯(lián)接內(nèi)部部件102和外部部件104，由此，外部部件104可與內(nèi)部部件102 —起旋轉(zhuǎn)。
[0042]在具體方面中，每一個(gè)突起116均可包括剛度SP，該剛度Sp可允許每一個(gè)突起116在接合構(gòu)造中被壓縮但并非永久地變形。Sp可^ 500kN/mm，例如^ lOOOkN/mm、^: 5000kN/mm、或彡 lOOOOkN/mm。此外，Sp可彡 500000kN/mm，例如彡 250000kN/mm、彡 lOOOOOkN/mm、或(50000kN/mm。Sp可處于介于本文中描述的S P的最大值與最小值之間并包括該最大值或最小值中的任一個(gè)的范圍內(nèi)。
[0043]例如，Sp可彡500kN/mm 且(500000kN/mm，例如彡 500kN/mm 且(250000kN/mm、多 500kN/mm 且 < 100000kN/mm、或多 500kN/mm 且 < 50000kN/mm。在另一方面中，Sp可彡 1000kN/mm 且(500000kN/mm,例如彡 1000kN/mm 且(250000kN/mm、彡 1000kN/mm且(lOOOOOkN/mm