用于发动机的传动系组件的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了用于发动机的传动系组件。发动机具有发动机阻尼器和基座框架。发动机安装在基座框架上。传动系组件包括具有多个第一楔形部分和多个第二楔形部分的交替楔形部分的扭转联轴器。第一楔形部分包括刚性结构。第二楔形部分包括弹性结构。引导组件包括安装至基座框架的至少一个轴承座。另外，包括具有第一端和第二端的传动轴。第一端经由扭转联轴器连接至发动机阻尼器。传动轴可由轴承座转动地支撑。另外，第一楔形部分包括径向延伸紧固件以接合传动轴的第一端的外部。另外，具有传动皮带轮的皮带传动器是连接至传动轴的第二端。
【专利说明】
用于发动机的传动系组件
技术领域
[0001]本实用新型一般涉及较大规模发动机应用中的散热器风扇传动装置。更具体地， 本实用新型涉及一种利用非万向基本线性构造的轴设计来驱动散热器风扇传动装置的散热器风扇传动器。【背景技术】
[0002]众所周知，与汽车应用中的内燃机相比，航海应用中的内燃机使用较大尺寸的风扇来降低散热器的温度。由于尺寸的限制，这些风扇通常远离发动机安装，但靠近散热器。 传动系组件通常用于传递发动机动力来驱动散热器冷却风扇。
[0003]详细地说，大型电力系统中的传动系组件使用风扇位于散热器上的设计，通常包括万向轴。万向轴通常包括具有至少一个插入分体轴之间的万向联轴器的分体轴构造。这些构造造成动力传动系统组件与发动机的对准以及有效组装的困难。这是因为万向轴的轮廓可以是非线性的，并且其本身可以包括一个以上的轴线。因此，使用万向轴需要同时组装发动机和散热器。这通常繁琐且耗时。而且，空间的限制可能使情况更为糟糕。此外，组装不当可以导致万向轴在操作期间破损，并由此造成停机时间过长。因此，在这种较大规模发动机应用中使用的系统通常效率相当低，如果将传动系组件错误地安装和组装到发动机。
[0004]美国专利申请1，265，086公开了一种可安装到汽车发动机的可连接支架。这个对比文件提出一种支架，其可直接地连接到发动机底座并在汽车和发动机的前面之间延伸。 由于这个支架是在有限的空间内使用，所以发动机和风扇之间的对准通常很关键，并且因此，在安装发动机风扇组件之前，仍可能需要首先将支架风扇组件组装到车辆的主体中。【实用新型内容】
[0005]本实用新型提供了一种用于发动机的传动系组件，解决了上述现有技术中的一个或多个问题和/或其它问题。
[0006]本实用新型描述了一种用于发动机的传动系组件。发动机具有发动机阻尼器和基座框架，其中发动机安装在该基座框架上。发动机还包括具有交替的楔形部分的扭转联轴器。交替的楔形部分包括具有刚性结构的多个第一楔形部分以及具有弹性结构的多个第二楔形部分。引导组件包括至少一个安装在基座框架上的轴承座。另外，传动系组件包括具有第一端和第二端的传动轴。该传动轴在第一端连接到发动机阻尼器。第一端通过扭转联轴器连接到发动机阻尼器。另外，传动轴由轴承座转动地支撑。第一楔形部分包括用来接合传动轴的第一端的外部的径向延伸紧固件。此外，具有传动皮带轮的皮带传动器连接到传动轴的第二端。
[0007]所述多个第一楔形部分包括第一组和第二组，其中所述径向延伸紧固件设在第一组所述第一楔形部分上，并且在第二组所述第一楔形部分上包括轴向延伸紧固件以接合所述发动机阻尼器。
[0008]所述第一组第一楔形部分和所述第二组第一楔形部分在周向上以等间距交替分布在所述扭转联轴器上。
[0009]本实用新型的传动轴的旋转是在缺少摆动和过多轴径向跳动的情况下实现，因此实现动力的可靠传输，伴随着发动机所需的基本上较少作用力。因为传动轴连接至传动皮带轮，所以发动机阻尼器将旋转运动传输至传动皮带轮，并且因此使皮带驱动的工作。从而使得散热器风扇稳定运行。【附图说明】
[0010]图1是根据本实用新型构思的传动系组件；
[0011]图2是根据本实用新型构思的图1所示的示例性传动系组件的分解图；并且
[0012]图3是根据本实用新型构思的图2所示的传动系组件的挠性联轴器的透视图。【具体实施方式】
[0013]图1示出了根据本实用新型的在发动机系统12中使用的示例性传动系组件10。发动机系统12包括发动机14以及发动机阻尼器16。发动机阻尼器16由发动机14驱动。发动机 14可以是用来实现较大规模功率应用的内燃机。作为实例，这种应用可以与海洋环境相关。 然而，也可以考虑在各种其它环境中使用。例如，可以想到本实用新型各方面应用在商用或民用建筑机械、发电机和其它发电设备。通常，正如所示的发动机14被固定安装到基座框架 18。[〇〇14]传动系组件10被配置成驱动发动机14的散热器风扇20。传动系组件10包括引导组件22、传动轴24和皮带传动器26以及也可以称为扭转联轴器28的弹性联轴器(图2和图3)。 这些部件和/或子系统中的每一个协同工作以有效地驱动皮带传动器26以及因此驱动散热器风扇20。另外，这些部件和/或子系统中的每一个被定位成大致上可操作地与发动机阻尼器16同轴。如此，纵向轴线30同轴地延伸穿过部件和/或子系统中的每一个。散热器风扇20 可以涉及使空气穿过散热器(未示出)以使循环穿过发动机14的冷却剂冷却以在最优温度调节下实现操作。另外，传动系组件10和发动机14安装至相同基座框架18。这使得传动系组件10能够与发动机阻尼器16直接且可靠地接合。
[0015] 参考图2,引导组件22定位成邻近发动机阻尼器16。引导组件22包括两个轴承座， 即，第一轴承座32和第二轴承座34,或为了便于参考而简称为轴承座32和轴承座34。然而， 还可以预期涉及使用单数个轴承座的应用。
[0016]第一轴承座32是具有包括如所公知的底座平台的配置的轴承壳体。底座平台促进第一轴承座32的安装和装配方便(呈现为通过螺栓式或铆钉式配置方便地装配至基座框架 18)。如此，第一轴承座32可以确定与发动机阻尼器16的不可移动关系。[〇〇17]第二轴承座34在形式、功能和组装上类似于第一轴承座32。因此，与第一轴承座32 一样，第二轴承座34也安装至基座框架18。然而，第二轴承座34沿纵向轴线30且朝皮带传动器26定位成与第一轴承座32同轴而作为同一轴系。总之，轴承座32和轴承座34可以用作双引导底座来可转动地支撑传动轴24。出于此目的，轴承座32和轴承座34包括便于可转动地容纳传动轴24的轴承(未示出)。[〇〇18]传动轴24可以是大致上线性配置的动力传输单元，其促进从发动机阻尼器16至皮带传动器26的旋转运动的传输。如已经提及的，传动轴24可转动地定位成穿过轴承座32和轴承座34。传动轴24包括第一端36和第二端38。第一端36连接至发动机阻尼器16并且第二端38连接至皮带传动器26。传动轴24在第一端36处由扭转联轴器28连接至发动机阻尼器 16。扭转联轴器28充当传动轴24与发动机阻尼器16之间的界面。发动机阻尼器16可以由发动机14的曲轴(未示出)驱动。在实施例中，发动机阻尼器16可以形成阻尼器组，阻尼器组形成发动机14的曲轴(未示出)与传动轴24之间的连接界面。[〇〇19]为此，传动轴24包括在第一端36处构成的数个花键槽40。花键槽40可以围绕传动轴24的外表面排列，并且在结构上可以沿纵向轴线30延伸。同样地，第二端38可以包括至少一个键槽42,键(未示出)可被插入至该键槽中。键(未示出)可以使传动轴24在第二端38处固定地接合至皮带传动器26。
[0020]皮带传动器26包括传动皮带轮44。传动皮带轮44包括向传动轴24提供固定容纳的第二端38的轴孔径46。轴孔径46可以包括键槽(未示出)，以不可移动地容纳被插入至传动轴24的第二端38的键槽42中的键(未示出)。如此，皮带传动器26与传动轴24之间可靠地建立连接。实际上，传动轴24相对于发动机阻尼器16和皮带传动器26两者固定地连接。因此， 发动机阻尼器16的旋转对应于皮带传动器26的工作。与传动轴24以及轴承座32和轴承座34 一样，传动皮带轮44被定位成沿纵向轴线30与发动机阻尼器16大致同轴。[〇〇21]另外，多个周向凹槽48限定在传动皮带轮44上。周向凹槽48沿传动皮带轮44的外圆周而周向地延伸。在所示实施例中，示出了 5个周向凹槽48。然而，也可以是不同数量的周向凹槽48。每个周向凹槽48沿纵向轴线30而按顺序构造。周向凹槽48便于容纳一个或多个皮带50,使得传动皮带轮44的旋转运动传递至散热器风扇20。进一步，在不同的专利申请中，皮带50相对于传动皮带轮44的规格和位置可以变化。考虑到多凹槽设计，相对于传动系组件10，传动皮带轮44能够使散热器风扇20沿纵向轴线30纵向地移动位置。
[0022] 基座框架18包括底座构件52和框架部分54,如图2所示。框架部分54相对于纵向轴线30大体上横向延伸。可以构想框架部分54的替代布置方式。底座构件52可以经由框架部分54连接并安装于基座框架18。底座构件52能使传动系组件10安装在基座框架18上，以允许传动系组件10大体上牢固地与发动机14安装在一起。尽管未做限定，但可以通过螺栓连接和/或铆接紧固件来进行所有相关的连接。在一个实施例中，底座构件52和框架部分54可以集成到基座框架18上。进一步，底座构件52包括第一平台56和第二平台58,可以在组装过程中在这两个平台上分别安装轴承座32和轴承座34。[〇〇23]扭转联轴器28围绕纵向轴线30与发动机阻尼器16同轴地连接并对准。扭转联轴器 28位于第一轴承座32附近，并在传动轴24的第一端36和发动机阻尼器16之间形成界面。然而，第一轴承座32限定了与扭转联轴器28的最小间隙，以满足发动机阻尼器16的旋转。如图 2所示，扭转联轴器28沿纵向轴线30依次定位，并相对于轴承座32和轴承座34以及发动机阻尼器16而按顺序定位。[〇〇24]参考图2和图3,通过使用紧固件，诸如螺纹紧固件60(图3)，便于将扭转联轴器28 连接于发动机阻尼器16。通过这种方式，扭转联轴器28可拆卸地与发动机阻尼器16连接在一起。在一个实施例中，发动机阻尼器16可以包括凹槽或保持部分62(图2)，相对于发动机阻尼器16,其有利于固定地容纳扭转联轴器28。另外，扭转联轴器28可以包括多个孔口 64， 孔口 64共轴地紧靠发动机阻尼器16的保持部分62(图2)上设置的螺纹孔66(图2)。孔口 64配置成接收螺纹紧固件60(图3)，其使得扭转联轴器28固定地与保持部分62接合。这种固定接合使得扭转联轴器28与发动机阻尼器16—起旋转。[〇〇25]扭转联轴器28包括轴接收部分68，传动轴24的第一端36与其相连，使得传动轴24 和发动机阻尼器16之间形成连接。此外，轴接收部分68包括具有反向键槽72的花键插入件 70(图3)，其可以适于与传动轴24的花键槽40相配合并互为补充，以在传动轴24和发动机阻尼器16之间形成连接。
[0026]如图3中最佳所示，扭转联轴器28总体由弹性材料制成，其被保持在大致刚性的周围结构中。作为实施例，弹性材料可以是橡胶或聚合物基材料，适于承受如下文中的发动机 14运行时的冲击和振动，扭转联轴器28包括若干等距间隔分布的第一楔形部分74,第一楔形部分74夹在弹性材料或第二楔形部分76之间。第一楔形部分74通常为刚性结构，其包括被称为固定螺丝78的紧固件。固定螺丝78通常为径向延伸的紧固件，向内接合扭转联轴器 28的花键插入件70(或简称为插入件70)，插入件70又接合传动轴24的第一端36的外部。插入件70在固定螺丝78和第一端36之间形成界面。以这种方式，散热器风扇20和传动系组件 10可以经由扭转联轴器28组装于发动机14。固定螺丝78适当地拧紧，以将插入件70刚性地紧固于轴接收部分68中。这样，插入件70通常与发动机阻尼器16沿纵向轴线30共轴。
[0027]作为示例性安装过程，传动系组件10相对于发动机14的组装是通过首先建立框架部分54相对于基座框架18的横向接合而实现。此后，底座构件52可以被安装至框架部分54 上，在框架部分54上安装有平台56和58。轴承座32和轴承座34接着转而被安装至平台56和平台58,并且相对于基座框架18固定地连接。这促进传动系组件10至基座框架18的安装。由此，传动系组件10获取相对于发动机14的合理的可操作关系，因为发动机14和传动系组件 10二者均设置在相同底座上。因此，实现发动机14至散热器风扇20的可操作连接。
[0028]工业实用性
[0029]在工作中，发动机14可以驱动发动机阻尼器16。因此，发动机阻尼器16将发动机14 的动力传输至扭转联轴器28。随着固定螺丝78被适当地拧紧以刚性地紧固插入件70,插入件70与扭转联轴器28同轴旋转。鉴于插入件70与传动轴24的第一端36(图1)之间的花键和固定接合，插入件70的旋转转而带动传动轴24旋转。因此，发动机阻尼器16将扭矩传送至传动轴24。轴承座32和轴承座34支撑传动轴24,并且使得传动轴24能够绕纵向轴线30旋转。此传动轴24的旋转是在缺少摆动和过多轴径向跳动的情况下实现，因此实现动力的可靠传输，伴随着发动机14所需的基本上较少作用力。因为传动轴24连接至传动皮带轮44,所以发动机阻尼器16将旋转运动传输至传动皮带轮44,并且因此导致皮带驱动26的工作。这使得散热器风扇20运行。
[0030]因为本实用新型避免万向轴的使用，所以传动系组件10的安装的执行可以独立于发动机14的组装。另外，由于传动轴24构成单轴配置，与通常的双轴万向轴的对准相关联的可工作性得以解决。因此，节省了大量的组装时间和人力。传动轴24的单轴配置还促进传动系组件10占据相对小于基于万向轴应用的空间。另外，第一楔形部分74的结合使得扭转联轴器28能够有效地将扭矩传送至传动轴24,而弹性第二楔形部分76用于缓冲伴随着常规发动机工作的应力。另外，由于包含弹性第二楔形部分76，使得扭转联轴器28具有相对较轻的重量和简单的结构，并且制造和维护成本也相当低。
[0031]另外，诸如传动轴24的线性配置的动力传输轴的可靠性超过了诸如万向轴的分轴式轴设计。这是因为实现了传动轴24绕单数纵向轴线30的旋转移动，且因此传动轴24的移动相对较为简单。因此，所涉及的工作负荷更少。因此，仅仅最低程度地保持轴变形和断裂。 另外，在实施例中，传动系组件10可以驱动散热器风扇20旁边的发动机14的多个子系统。因此，本实用新型对涉及散热器风扇20的驱动的应用的关注不必被视为以任何方式进行的限制。
[0032]应当理解，上述描述仅仅用于说明目的，而并不是以任何方式限制本实用新型的范围。因此，本领域技术人员将明白，可以从对附图、本实用新型，及所附权利要求书的研究中获得本实用新型的其它方面。
【主权项】
1.一种用于发动机的传动系组件，所述发动机具有发动机阻尼器和基座框架，所述发 动机安装在所述基座框架上，其特征在于，所述传动系组件包括:扭转联轴器，其具有包括多个第一楔形部分和多个第二楔形部分的交替楔形部分，其 中所述第一楔形部分包括刚性结构并且所述第二楔形部分包括弹性结构；引导组件，其包括被安装至所述基座框架的至少一个轴承座；具有第一端和第二端的传动轴，所述第一端经由所述扭转联轴器连接至所述发动机阻 尼器，所述传动轴由所述至少一个轴承座以可旋转方式支撑，其中所述第一楔形部分包括径向延伸紧固件以接合所述传动轴的所述第一端的外部； 以及具有传动皮带轮的皮带传动器，其中所述传动皮带轮连接至所述传动轴的所述第二端。2.如权利要求1所述的用于发动机的传动系组件，其特征在于，所述多个第一楔形部分 包括第一组和第二组，其中所述径向延伸紧固件设在第一组所述第一楔形部分上，并且在 第二组所述第一楔形部分上包括轴向延伸紧固件以接合所述发动机阻尼器。3.如权利要求2所述的用于发动机的传动系组件，其特征在于，所述第一组第一楔形部 分和所述第二组第一楔形部分在周向上以等间距交替分布在所述扭转联轴器上。
【文档编号】F02B61/06GK205689299SQ201620634040
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月24日 公开号201620634040.6, CN 201620634040, CN 205689299 U, CN 205689299U, CN-U-205689299, CN201620634040, CN201620634040.6, CN205689299 U, CN205689299U
【发明人】J·L·谢尔, D·B·萨克, R·K·那达慕瑞, B·K·毛特瑞, S·B·库拉巴哈特拉, M·L·布朗, R·D·奥德瓦德特
【申请人】卡特彼勒公司