扭矩限制公差环的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体上涉及公差环，并且特别涉及扭矩限制公差环。
【背景技术】
[0002]本公开涉及公差环组件，其中，公差环在组件的元件之间提供过盈配合，在该组件中，第一元件具有定位在第二元件的圆柱形镗孔中的圆柱形部分。特别地，本公开涉及具有公差环的组件，该公差环在诸如轴之类的圆柱形部件与围绕该轴安装的外部部件之间提供过盈配合。
[0003]改良的工程技术已导致对于机器元件的较高精度的需要，从而提高了制造成本。在将压配合、花键、销钉或键槽用于在诸如滑轮、飞轮或传动轴之类的应用中传递扭矩的情况下需要非常紧密的公差。
[0004]公差环可用于在传递扭矩所需的元件之间提供过盈配合。公差环提供了一种在可以不被机加工成精确尺寸的元件之间提供过盈配合的低成本的方法。公差环具有多个其它可能的优点，例如对元件之间的不同的线性膨胀系数进行补偿、允许实现快速的设备装配、以及耐用性。
[0005]公差环通常包括弹性材料条带，该弹性材料例如为诸如弹簧钢之类的金属，该条带的两端被聚集在一起以形成环。突起的卡箍(band)或突起可从该环径向向外延伸，或者朝向该环的中心径向向内延伸。通常，突起是形成物，可能地为规则的形成物，例如褶皱、脊或波状部。
[0006]当环定位在位于例如轴与安装在该轴上的外部部件中的镗孔之间的环形空间内时，突起被压缩。每一个突起均可起到弹簧的作用并且可向该轴和该镗孔的表面上施加径向力，从而在轴与壳体之间提供过盈配合。当通过公差环来传递扭矩时，壳体或轴的旋转将在轴或壳体中的另一个中产生相似的旋转。通常，突起的卡箍被该环的没有形成物的环形区域(在本领域中被称之为公差环的"未成形区域")轴向地侧部包围住。
[0007]尽管公差环通常包括弹性材料条带，该弹性材料条带被弯曲以使得环能够通过叠置该条带的两端而容易地形成，但是公差环还可被制成为环形卡箍。下文中所使用的术语"公差环"包括这两种类型的公差环。下文中所使用的术语"轴"包括带有诸如轴或轴承之类的圆柱形部分的任何装配部件。
[0008]因此，本工业仍然需要对公差环作出改进，特别是对可用于将旋转轴与安装在该旋转轴上的外部部件联接的公差环作出改进。
【附图说明】
[0009]通过参照附图进行说明，本公开可得到更好地理解，并且其多个特征和优点对于本领域技术人员而言变得明显。
[0010]图1包括根据一种实施例的处于接合构造中的旋转组件的透视图。
[0011]图2包括在图1中的圆圈2处获取的根据一种实施例的处于接合构造中的该旋转组件的详视图。
[0012]图3包括根据一种实施例的处于接合构造中的该旋转组件的端部平面图。
[0013]图4包括在图3中的圆圈4处获取的根据一种实施例的处于接合构造中的该旋转组件的详视图。
[0014]图5包括根据一种实施例的处于脱离接合构造中的旋转组件的透视图。
[0015]图6包括在图5中的圆圈6处获取的根据一种实施例的处于脱离接合构造中的该旋转组件的详视图。
[0016]图7包括根据一种实施例的处于脱离接合构造中的该旋转组件的端部平面图。
[0017]图8包括在图7中的圆圈8处获取的根据一种实施例的处于脱离接合构造中的该旋转组件的详视图。
[0018]图9包括根据另一实施例的处于接合构造中的旋转组件的透视图。
[0019]图10包括在图9中的圆圈10处获取的根据另一实施例的处于接合构造中的该旋转组件的详视图。
[0020]图11包括根据另一实施例的处于接合构造中的该旋转组件的端部平面图。
[0021]图12包括在图11中的圆圈12处获取的根据另一实施例的处于接合构造中的该旋转组件的详视图。
[0022]图13包括根据另一实施例的处于脱离接合构造中的旋转组件的透视图。
[0023]图14包括根据另一实施例的处于脱离接合构造中的旋转组件的侧视平面图。
[0024]图15包括在图14中的圆圈15处获取的根据另一实施例的处于脱离接合构造中的该旋转组件的详视图。
[0025]图16包括根据另一实施例的处于脱离接合构造中的该旋转组件的端部平面图。
[0026]图17包括根据再一实施例的处于接合构造中的旋转组件的端部平面图。
[0027]图18包括在图17中的圆圈18处获取的根据再一实施例的处于接合构造中的该旋转组件的详视图。
[0028]图19包括根据再一实施例的处于脱离接合构造中的该旋转组件的端部平面图。
[0029]图20包括在图19中的圆圈20处获取的根据再一实施例的处于脱离接合构造中的该旋转组件的详视图。
[0030]不同附图中的相同的附图标记用于表示相似或相同的物品。
【具体实施方式】
[0031]下列描述涉及公差环，并且特别涉及扭矩限制公差环，该扭矩限制公差环可被安装在处于压缩机轴与形成在压缩机带轮中的镗孔之间的空调压缩机组件内。在一个方面中，公差环可被围绕该压缩机轴装配，并且随后压缩机带轮可被围绕该扭矩限制公差环安装。作为选择，该扭矩限制公差环可被插入到形成在该带轮中的镗孔中，并且该压缩机轴可被插入穿过该扭矩限制公差环。
[0032]在常规公差环中，该公差环可在内部部件与外部部件之间提供过盈配合。这样一来，该内部部件和外部部件就可被静态地联接并可以一起旋转。如果内部部件与外部部件之间的扭矩变得大于过盈配合的力，则该内部部件与外部部件就能够相对于彼此旋转。当内部部件与外部部件之间的扭矩低于过盈配合的力时，这两个元件可彼此重新接合。在该内部部件是轴并且该轴例如由于轴承失效而卡住的情况下，该外部部件可在该轴上继续旋转。当该外部部件继续旋转时，外部部件与公差环之间或轴与公差环之间的摩擦会产生高热量。继续运动会对轴、外部部件、公差环、或所有的三种部件造成永久损伤。
[0033]根据本文中描述的实施例中的一个或多个所述的扭矩限制公差环可包括多个突起，这些突起可从该扭矩限制公差环的本体径向向内延伸、径向向外延伸、或既径向向内又径向向外延伸。该扭矩限制公差环可被安装在花键轴上或安装在花键套管内。如果该花键轴或该花键套管相对于该扭矩限制公差环旋转，则突起可与花键对齐并且该扭矩限制公差环可径向向内收缩或径向向外扩张。该扭矩限制公差环的扩展或收缩可使轴与套管脱离接合或断开联接并且这两个部件可在不产生热量的情况下相对于彼此自由地旋转。这样一来，可基本上降低了损坏轴或套管的风险。
[0034]参照图1至图8，旋转组件被示出并且被总体上标明为100。旋转组件100可包括内部部件102和外部部件104。扭矩限制公差环106可被安装在内部部件102和外部部件104之间。在使用期间，并且如在下文中更为详细地描述的那样，该扭矩限制公差环106可从图1至图4中图示的接合构造移动到图5至图8中图示的脱离接合构造，在该接合构造中，内部部件102静态地联接至外部部件104，在该脱离接合构造中，内部部件102与外部部件104脱离接合。
[0035]在具体方面中，旋转组件100可以是空调压缩机组件，例如，用于机动车辆的皮带传动的空调压缩机组件。此外，在该具体方面中，内部部件102可以是从空调压缩机延伸的压缩机轴并且外部部件104可以是围绕该压缩机轴安装的压缩机带轮。传动皮带(未示出)可至少部分地围绕压缩机带轮的外部圆周延伸。
[0036]在该皮带移动时，该压缩机带轮能够旋转。在接合构造中，在该压缩机轴被静态地联接至该压缩机带轮的情况下，压缩机轴同样可以旋转。如果空气压缩机内出现故障，例如，轴承咬死，那么压缩机轴会卡在空气压缩机内并停止旋转。如果该轴卡住，则该压缩机轴/压缩机带轮组件内的扭矩会超过阈值扭矩并且扭矩限制公差环会通过在该压缩机轴/压缩机带轮组件内成角度地旋转而从接合构造移动到脱离接合构造。在脱离接合构造中，该压缩机带轮可围绕卡住的压缩机轴自由地旋转。
[0037]因此，在该组件脱离接合或断开联接的情况下，传动皮带可在压缩机带轮、压缩机轴、与传动皮带之间的过热或摩擦并不大量增加的情况下继续移动，该过热或摩擦在该压缩机带轮于皮带继续围绕卡住的压缩机带轮移动的同时保持与卡住的压缩机轴静态地接合的情况下或者在皮带在压缩机带轮并未与轴完全脱离接合的情况下继续围绕该轴驱动压缩机带轮的情况下会可能出现。这样一来，可显著降低对传动皮带、压缩机带轮、或驱动皮带或被该传动皮带驱动的其它部件造成损坏的风险。即使该机动车辆停止运转并且传动皮带停止移动，压缩机带轮也可保持与压缩机轴脱离接合。当随后起动该机动车辆时，存在少许或不存在将由使该传动皮带移动的发动机传动轴来克服的压缩机轴与压缩机带轮之间的残余扭矩。
[0038]如图1至图8中所图示，该扭矩限制公差环106可包括大致呈圆柱形的本体110。该本体110可包括侧壁112。该侧壁112可包括未成形区段114并且多个突起116可从本体110的侧壁112径向向外延伸。本体110的侧壁112可包括不具有突起的大致呈圆柱形的内表面118。侧壁112还可以包括处于未成形区段114中的间隙120。在具体方面中，间隙120可沿着本体110的整个轴向长度的大部分延伸以便在本体110中形成至少局部裂缝。在另一方面中，间隙120可沿着本体110的整个轴向长度延伸以便在本体110中形成至少完全裂缝。
[0039]此外，如在图1至图8中所描绘的那样，内部部件102可大致呈圆柱形并且可包括大致呈圆柱形的外表面130，并且外部部件104可包括大致呈圆柱形的镗孔，该镗孔具有大致呈圆柱形的内表面132。如图示，外部部件104的内表面132可形成有多个空隙134，这多个空隙134被围绕内表面132的圆周等距离地间隔开。在该方面中，空隙134可以是沿着外部部件104的整个轴向长度形成在外部部件104的内表面132中的花键。空隙134可远离外部部件104的中心径向地延伸到外部部件104的内表面132中。此外，空隙134可与旋转组件100的延伸穿过该旋转组件100的中心的旋转轴线基本上平行。
[0040]在该方面中，突起116可远离旋转组件100的中心、朝向形成在外部部件104的内表面132中的空隙134从本体110的侧壁112的未成形区段114径向向外延伸。再者，每一个突起116均可以是大致细长的并且可包括比每一个突起116的最宽部分处的圆周宽度大的轴向高度。在另一方面中，每一个突起116可以是由可沿同一轴线对齐的多个分立的突起构成的列，并且该列的总轴向高度可大于该列中的每一个分立的突起的最宽部分处的圆周宽度。
[0041]在图1至图4中图示的接合构造中，多个突起116可接合外部部件104的内部圆柱面132，例如，该内部圆柱面132的位于每一个空隙134之间的部分。本体110的侧壁112的内表面118可接合内部部件102的外表面130。再者，每一个突起116均可被在内部部件102的外表面130与外部部件104的内表面132之间进行压缩，并且可提供多个径向引导的力，这些径向引导的力可静态地联接内部部件102和外部部件104，由此，外部部件104可与内部部件102 —起旋转。
[0042]在具体方面中，每一个突起116均可包括刚度SP，该刚度Sp可允许每一个突起116在接合构造中被压缩但并非永久地变形。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可处于介于本文中描述的S P的最大值与最小值之间并包括该最大值或最小值中的任一个的范围内。
[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