用於傳遞扭矩的裝置的製作方法

2023-05-13 13:04:21 1

專利名稱：用於傳遞扭矩的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按權利要求1前序部分所述的裝置。
背景技術：
用於汽車或其它移動用途的新式空調壓縮機一般具有一種帶輪，該帶輪由內燃機通過帶傳動機構進行驅動。由帶傳動機構施加在帶輪上的扭矩由帶輪大多傳遞到與空調壓縮機的壓縮機軸不可相對轉動地連接的輪轂上。布置在帶輪和輪轂之間的振動阻尼元件所起的作用是緩衝內燃機曲軸或帶傳動機構的振動以及由於空調壓縮機載荷變化所引起的振動。此外在帶輪和壓縮機軸之間的扭矩傳遞路徑上一般還設有過載保護器，它能在出現過載時不可逆地切斷動力傳遞。
前述類型的裝置例如已經由DE 198 60 150 A1所公開。這種所公開的裝置構成了汽車空調壓縮機傳動鏈的一部分，其中在由汽車內燃機通過帶傳動機構驅動的並且設有輻條的塑料帶輪和固定在空調壓縮機的壓縮機軸上的金屬輪轂之間，布置了一個與輪轂不可相對轉動地連接的傳動輪，該傳動輪具有多個在圓周方向上間隔開布置的凸齒(Mitnehmer)。在傳動輪凸齒和與之相鄰的帶輪輻條之間布置有相應的梯形彈性體部件，這些彈性體部件用於從帶輪到輪轂的扭矩傳遞以及振動緩衝，同時還能形成一個共同的環形部件。但是在高轉速時，由於離心力作用導致彈性體部件變形，從而在這些彈性體部件和輻條或者說凸齒之間形成氣隙，這在扭矩變化時產生噪音。此外，這種公開的裝置中較多的構件數也是不利的。

發明內容
與之相反，按本發明的具有權利要求1所述特徵的裝置尤其在使用由可成形的材料製成的帶輪時具有以下優點能更好的利用振動阻尼元件和帶輪的材料的可自由造型性，以在帶輪和輪轂之間實現無間隙的扭矩傳遞，同時還能減少所需構件的數量，因為振動阻尼元件和帶輪的可成形性，使得在這兩個組件之間能實現比較簡單的、無額外構件的形狀配合的、並且在必要時可脫開的連接。此外，由於輪轂或者帶輪連接在振動阻尼元件的內圓周或者外圓周上，還能縮短壓縮機與裝置的軸向結構長度。
根據本發明一種優選的設計方案，振動阻尼元件由彈性體材料製成，並且通過硫化不可相對轉動並且一體地連接在輪轂上，由此兩個組件形成一個唯一的構件，從而在振動阻尼元件和輪轂之間建立了直接的傳力連接。
根據本發明另一種特別優選的設計方案，基本為環形的振動阻尼元件具有一個外齒部，該外齒部在裝置安裝後與帶輪的內齒部相嚙合，並且這兩個組件相互形狀配合連接。為了使裝置的裝配更容易，有利的是這種裝配通過帶有振動阻尼元件的輪轂和帶輪之間的軸向相對運動實現，其中振動阻尼元件與帶輪進行形狀配合連接的嚙合。這種連接既可以是可脫開的，也可以是不可脫開的，方法是例如將這兩個組件相互粘接在一起。
為避免由于振動阻尼元件與帶輪材料的熱膨脹不同而在運行過程中在兩個齒部之間形成氣隙，從而該氣隙在扭矩變化時導致噪音，帶輪的內齒部的齒和振動阻尼元件的外齒部的齒優選具有無間隙地相互貼靠的齒面。
根據本發明另一種優選的設計方案，此外帶輪內齒部的齒的齒高在任何工作狀態下都大于振動阻尼元件外齒部的齒的齒高，這樣儘管熱膨脹係數不同，其齒的熱膨脹也能不受阻礙。
由於帶輪材料具有較高的強度，根據本發明另一種有利的設計方案，帶輪的齒在齒根處的齒寬明顯小于振動阻尼元件的齒，這樣齒就具有類似的變形耐抗性，並且振動阻尼元件的變形也基本限制在它硫化在輪轂上的內圓周表面和齒根之間的區域上，從而當然避免了在齒區產生不期望的變形和能量吸收。此外，為使振動阻尼元件在其內圓周表面和齒根之間的區域中能不受阻礙的變形，振動阻尼元件在壓縮機一側的端面在該區域中優選與帶輪或壓縮機的軸向相鄰部件間隔充分的軸向距離地進行布置。
根據本發明的扭矩傳遞裝置的起限扭作用的過載保護器優選集成在輪轂中，其為此優選設有解裂槽。


下面根據附圖以一種實施例對本發明進行更詳細地說明，附圖示出圖1根據本發明的扭矩傳遞裝置的透視圖；
圖2扭矩傳遞裝置在裝配在汽車空調壓縮機上的狀態下的部分截取透視圖；圖3扭矩傳遞裝置的一個部分的俯視圖；圖4扭矩傳遞裝置阻尼元件的部分截取圖。
具體實施例方式
圖中所示用於傳遞扭矩的裝置2的實施例是汽車空調壓縮機4驅動機構的一部分，它包括一個由汽車內燃機(未示出)通過帶傳動機構(未示出)驅動的帶輪6、一個與空調壓縮機4的壓縮機軸8不可相對轉動地連接的輪轂10、以及一個布置在帶輪6和輪轂10之間的、與輪轂10不可相對轉動地連接的、基本為環形的振動阻尼元件12，該振動阻尼元件12用於將扭矩從帶輪6傳遞到輪轂10上，並且同時用於緩衝振動。
布置在帶輪6和輪轂10之間的振動阻尼元件並不局限於如圖1和圖2所示的環形形式，而是可以例如星形或其它形式。此外，所描述或者說要求保護的用以傳遞扭矩的裝置也不限於使用僅僅一個這種振動阻尼元件。
由熱塑性塑料材料經注塑製成的、通過一個軸承(不能看出)可旋轉地支承在空調壓縮機4的殼體14上的多楔帶輪6在其外圓周上具有多個沿著軸向並排布置的環繞的橫截面大致為V形的溝槽16。在其內圓周上，帶輪6設有內齒部，該內齒部包括多個在帶輪6上一體成形的徑向向內指向的齒18。在所示的裝置2中，齒部總共包括二十個齒18，其中四個齒較寬，並且相應以90度的角間距布置，其它十六個齒較窄，並且每四個齒以相同的角間距並排布置在兩個相鄰的較寬的齒18之間。
最好由鋼並且優選由碳素鋼製成的輪轂10的基本組成為一個空心圓柱形的外輪轂件20，在其外圓周表面上剛性固定了振動阻尼元件12；一個可以套在伸出的壓縮機軸8上的並且可以不可相對轉動且不可軸向移動地與該壓縮機軸8連接的套筒形內輪轂件22；以及一個布置在內外輪轂件22或20之間的用以形成過載保護器的徑向連接件24，為此，連接件24具有多個基本沿圓周方向延伸的凹槽26。凹槽26在圓周方向被隔片28分隔，這些隔片在過載時折斷，並由此形成輪轂10的解裂槽。為避免應力集中，凹槽26的端面設有倒圓的加寬部分30。
但是本發明不限於該類型的過載保護器，其它過載保護機構也同樣可行。
有利的是也可以使用錐體配合連接形式的軸-輪轂連接。在此連接下，系統引起的零件軸向位置方面的特定誤差無法排除，因為無法將公差保持得無限小。在所提出的扭矩傳遞裝置中，阻尼元件在帶輪塑料部分中的軸向位置同樣可以變化。正因為如此，所提出的錐體配合連接形式的軸-輪轂連接能很好的適應整體結構的軸向位置公差。因此這種系統在軸與輪轂之間具有較大的軸向位置公差。
由可硫化的彈性體材料製成的振動阻尼元件12具有圓柱形的內圓周表面，其在本實施例中硫化在輪轂件20的圓柱形圓周表面上，並且用此方式與輪轂10一體相連，從而通過這種連接將由帶輪6引入振動阻尼元件12的扭矩傳遞到輪轂10，並從那裡傳遞到壓縮機軸8上。為了將扭矩從帶輪6傳遞到振動阻尼元件12上，該振動阻尼元件12在其外圓周上設有模製的外齒部，它與帶輪6的內齒部互補，也就是總共具有二十個齒32，它們與帶輪6的內齒部的齒18相應由十六個較窄的齒槽或者四個較寬的齒槽分隔。兩個齒部的齒18或者32可以在它們相應的齒根和它們相應的齒頂之間具有沿軸向保持相同的厚度，或者可以朝齒頂方向例如逐漸收斂。
裝配時，通過軸向相對運動使帶輪6的內齒部和振動阻尼元件12的外齒部達到形狀配合地相互嚙合，而且，帶輪6和振動阻尼元件12之間的連接根據具體情況可以是可脫開的，也可以是不可脫開的。
當振動阻尼元件12的外齒部和帶輪6的內齒部之間的形狀配合嚙合是可脫離時，以如下方式實現兩齒部的齒18或者32的相對齒面34在任何運行狀態下都是無間隙地相互緊貼。這樣，即使振動阻尼元件12的彈性體材料和帶輪6的塑料材料具有不同的熱膨脹係數，當空調壓縮機4在整個可能的溫度範圍內運行時，齒部相鄰的齒18或者32之間都不會產生氣隙，由此也不會產生任何噪音。
在這裡描述的方案中，將振動阻尼元件12硫化在裡面的輪轂10上，並且與帶輪6的外面的塑料材料的連接以形狀配合連接實現，除了這種方案之外還可以在振動阻尼元件12的外邊緣上設置固定連接。振動阻尼元件12和帶輪6之間的這種固定連接例如同樣可通過硫化的方式建立。在這種情況下，內部的、也就是在將振動阻尼元件12連接到輪轂10上時可採用可脫離的或是不可脫離的形狀配合連接，以實現扭矩傳遞。在此可以使用任何形式的形狀配合連接。
此外由于振動阻尼元件12的彈性體材料和帶輪6的塑料材料具有不同的熱膨脹係數，兩齒部的齒高如下設計，振動阻尼元件12的外齒部的齒32的齒高在任何運行狀態下都不大於帶輪6的內齒部的齒18的齒高。一般而言，兩齒部的齒18或32的齒高取決於它們所傳遞的扭矩和所採用的塑料或者彈性體材料的強度特性。由於後者具有比前者更低的強度，振動阻尼元件12的外齒部的齒32在其齒根部具有比帶輪6的內齒部的齒18明顯更大的寬度。
對於齒18、32，其優選幾何形狀為齒18、32的相對齒面34的夾角X約為30度，如圖3所示。然而，原則上也可以選擇0和90度之間的任意其它銳角X。
振動阻尼元件12的減震功能基於其外齒部和其與輪轂10相連的內圓周表面之間區域內彈性體材料的剪應力，當帶輪6和輪轂10之間出現靜態或動態扭力時，就會在此區域引發剪應力，並導致此區域的材料變形，此時，振動阻尼元件12的齒32則基本上保持不變形，且不承擔任何減震功能。在外齒部和內圓周表面之間的變形區域內，本實施例的振動阻尼元件12優選具有沿軸向保持相同的厚度，而且將其在圖中不可見的壓縮機側的端面與帶輪6或者空調壓縮機4的軸向相鄰部件隔開一個軸向間距進行布置，這樣在此區域內，振動阻尼元件12的變形將不會受到阻礙。
有利的是增加振動阻尼元件12內部區域、即靠近輪轂區域的厚度，以實現恆定的材料橫截面面積。如果不增加振動阻尼元件內部區域的材料厚度，也就是振動阻尼元件比如具有兩個平行的、平坦的接觸面，這樣的阻尼元件表現為非線性特徵。這會導致振動阻尼元件尤其在靠近輪轂的內部區域的變形增大，從而引起扭矩傳遞裝置的功能性損壞。
為使振動阻尼元件12的外齒部在軸向相對帶輪6的內齒部固定，並且避免由於離心力或由剪切負荷引起的變形而使彈性體材料移出，或在輪轂10的連接件24中的過載保護器折斷的情況下，保持振動阻尼元件12相對於帶輪6固定，在圖中所示的裝置2中，振動阻尼元件12相應地在其外齒部的四個較寬的齒槽區域內都設有成形在彈性體材料中的、沿圓周方向延伸的、徑向伸出齒槽底部38的凸臺36形式的止動元件，其在裝置2安裝時被彈性壓緊後嚙合在帶輪6內齒部的四個較寬的齒18中其中一個的齒頂中的互補凹槽(未示出)內。上述的齒18分別帶有一個軸向開口40，其通到帶輪6的背向壓縮機4的端面中，這樣可目檢凸臺36是否在凹槽中處於正確的位置，同時也可在必要時解開止動元件36和帶輪6之間的連接。
另外阻尼元件和帶輪之間的形狀配合連接元件也可以是完全對稱的。因為阻尼元件在預緊情況下被裝入帶輪，即使當過載耦合器斷裂時，阻尼元件也由於存在的摩擦配合而保持在原來的位置中。
本發明並不僅僅局限於在壓縮機、尤其是空調壓縮機上的應用。
權利要求
1.用於將扭矩從帶輪傳遞到有待驅動的設備、尤其是汽車空調壓縮機的輪轂上的裝置，其具有至少一個布置在帶輪和輪轂之間的振動阻尼元件，其特徵在於該振動阻尼元件(12)在其內圓周上與輪轂(10)剛性連接，在其外圓周上與帶輪(6)形狀配合連接地嚙合。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述振動阻尼元件(12)由彈性體材料製成。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特徵在於所述振動阻尼元件(12)硫化到輪轂(10)上。
4.根據權利要求2或3所述的裝置，其特徵在於在裝配時，所述輪轂(10)連同振動阻尼元件(12)和帶輪(6)可通過軸向相對運動實現嚙合。
5.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於所述振動阻尼元件(12)可脫開地與帶輪(6)嚙合。
6.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於所述帶輪(6)由塑料材料製成。
7.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於所述振動阻尼元件(12)基本為環形。
8.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於所述振動阻尼元件(12)具有一個外齒部，該外齒部與帶輪(6)的一個內齒部保持嚙合。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於所述帶輪(6)的內齒部的齒(18)和所述振動阻尼元件(12)的外齒部的齒(32)具有無間隙地相互貼靠的齒面(34)。
10.根據權利要求8或9所述的裝置，其特徵在於所述帶輪(6)的內齒部的相鄰齒(18)的相對的齒面(34)和所述振動阻尼元件(12)的外齒部的齒(32)的相對置的齒面(34)的夾角小於90度，最好是約30度。
11.根據權利要求8至10中任一項所述的裝置，其特徵在於所述帶輪(6)的內齒部的齒(18)的齒高在任何運行狀態下都比振動阻尼元件(12)的外齒部的齒(32)的齒高更大。
12.根據權利要求8至11中任一項所述的裝置，其特徵在於所述帶輪(6)的內齒部的齒(18)的齒寬比振動阻尼元件(12)的外齒部的齒(32)的齒寬小。
13.根據權利要求8至12中任一項所述的裝置，其特徵在於所述振動阻尼元件(12)在輪轂(10)和與帶輪(6)形狀配合連接地嚙合之間的區域內與帶輪(6)的軸向相鄰部件間隔一個軸向間距地布置。
14.根據前述權利要求中任一項所述的裝置，其特徵在於所述輪轂(10)包括一個過載保護器(26、28)。
全文摘要
本發明涉及到一種將扭矩從帶輪(6)傳遞到有待驅動的設備、特別是壓縮機(4)、例如汽車空調壓縮機的輪轂(10)上的裝置，該裝置具有一個布置在帶輪(6)和輪轂(10)之間的振動阻尼元件(12)。在此提出，振動阻尼元件(12)在其內圓周上與輪轂(10)剛性連接，並且在其外圓周上與帶輪(6)形狀配合連接地嚙合。
文檔編號F16H55/36GK1993569SQ200580025529
公開日2007年7月4日 申請日期2005年7月29日 優先權日2004年7月30日
發明者D·達姆森, M·耶格, A·L·卡斯蒂洛裡唐多, H·卡利斯, A·馬蒂內茲勒斯馬 申請人:羅伯特·博世有限公司, 傑克賽爾法雷奧壓縮機歐洲有限責任公司