扭矩限制离合器的制造方法
【专利摘要】一种扭矩限制离合器（100）包括壳体（101）、内圈（102）和外圈（103）以及一个或多个滚子（104）。内圈（102）和外圈（103）位于壳体（101）内。外圈（103）与内圈（102）在径向方向上间隔开。滚子（104）适于在内圈（102）与外圈（103）之间所限定的空间内滑动，所述滚子受螺旋弹簧（107）引导，所述螺旋弹簧连接在滚子（104）中的每个与扭矩限制离合器（100）的外圈（103）之间。扭矩限制离合器（100）具有位于外圈（103）的内周上的板（105），所述板响应于与板（105）相接触的滚子（104）中的每个沿着所述空间的移动来压缩和/或伸展压缩弹簧（106）。
【专利说明】扭矩限制离合器
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有扭矩限制功能的离合器的领域。
【背景技术】
[0002]机动车辆在起动时使用起动电机来用曲柄起动发动机。在起动电机中，驱动力经由单向离合器传递。单向离合器定位在起动电机与用于与发动机齿圈啮合的行星齿轮(pinion)之间。单向离合器的功能是:在起动电机驱动传动轴时将驱动力传递至行星齿轮，且一旦行星齿轮在发动机起动起来后开始以高速度旋转时，就使行星齿轮与传动轴脱离。单向离合器的核心构件包括具有滚子的壳体，所述滚子在圆周方向上布置在内圈与行星齿轮之间，且所述滚子可在弹簧的支撑下沿着有限的空间自由地移动。滚子在内圈与行星齿轮之间产生摩擦接触，因此，将驱动力从内圈传递至行星齿轮，并进一步传递至发动机。在发动机后摆(back-rock)过程中或当车辆在齿轮箱不处于空挡位置的情况下起动时，一旦发动机开始加速，行星齿轮就不能匹配发动机的速度，并在起动电机需要起动不正常的负载时开始超限。因此，行星齿轮承受很高的扭矩。当这种高的扭矩经由内圈传回起动电机时，对起动电机的构件产生损害。此外，行星齿轮承受的扭矩高得足以压坏有限的空间内的滚子，从而损坏单向离合器。
[0003]现有技术US5706700教导了一种用于起动器的超限离合器。超限离合器根据现有技术被设计成:能在起动电机的过载过程中吸收冲击扭矩。在现有技术的情况下，用于适配滚动元件的装配凹形部分形成在外圈部分的内圆周和内圈部分的外圆周中的一个上。
[0004]因此，需要保护单向离合器的构件免受上述的高发动机负载。此外，还需要使离合器通过限制起动电机上的扭矩来防止起动电机过载，并保护飞轮中的齿圈。在传统的离合器中，防止损坏离合器的构件是不可能的，从而导致离合器的构件和飞轮中的齿圈的寿命降低。
【发明内容】
[0005]本发明的优点如独立权利要求所述是:通过阻止扭矩从发动机经由离合器传递至起动电机来提高离合器中所使用的滚子的寿命。本发明的另一优点是:在用曲柄起动过程中，保护起动电机和飞轮中的齿圈免受发动机过载影响，从而保护离合器的构件免于损坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]本发明的不同的模式在说明书中详细地公开并在附图中示出:
[0007]图1示出了结合了本发明的实施例的扭矩限制离合器；
[0008]图2示出了在过载条件下的扭矩限制离合器；以及
[0009]图3示出了通过在发动机中使用扭矩限制离合器来限制扭矩的大小的方法。【具体实施方式】[0010]图1示出了结合了本发明的实施例的扭矩限制离合器100。扭矩限制离合器100包括壳体101、内圈102和外圈103以及一个或多个滚子104。滚子104在圆周方向上布置在外圈103与内圈102之间。内圈102和外圈103位于壳体101内。外圈103与内圈102在径向方向上间隔开。内圈102安装在传动轴上。传动轴从起动电机接收动力。来自传动轴的动力被传递至内圈102。在内圈102旋转时，与内圈102相接触的滚子104也旋转，藉此将动力传递至行星齿轮。内圈102被设计成:仅能沿着一个方向相对于外圈103旋转。
[0011]外圈103是行星齿轮。所述行星齿轮与发动机的齿圈啮合，藉此使发动机起动。发动机一旦加速，它就由于可燃混合物装料的燃烧而产生动力。在发动机的加速过程中，行星齿轮的旋转速度变得非常高，且起动电机开始超限。在过载条件过程中，需要将起动电机与行星齿轮脱离，以避免对起动电机的构件造成损坏。所述脱离通过改变位于内圈102与外圈103之间的滚子104的运动来实现。
[0012]滚子104适于在内圈102与外圈103之间所限定的空间内滑动。滚子104在所述空间内滑动时受螺旋弹簧107引导，所述螺旋弹簧107连接在滚子104中的每个与扭矩限制离合器100的外圈103之间。螺旋弹簧107上的张力使得滚子104与内圈102和外圈103之间能够接触。
[0013]扭矩限制离合器100具有位于外圈103的内周上的板105，所述板105响应于与板105相接触的滚子104中的每个沿着所述空间的移动来压缩和/或伸展压缩弹簧106。板105帮助在行星齿轮与滚子104之间产生摩擦接触。行星齿轮上的负载连同板105与滚子104之间的摩擦接触一起使得滚子104移动至所述空间的较宽部分中。因此，内圈102与滚子104之间失去接触，且内圈102开始空转。此外，当车辆挂档起动且转动曲柄起动该车辆时，存在损坏起动电机的可能性。这在车辆耗尽燃料且该车辆需要经由起动电机来起动时发生。该状况通常被称为起停。
[0014]图2示出了在过载条件下的扭矩限制离合器100。滚子104的功能是:在发动机开始超限且行星齿轮由于过载而承受高的扭矩时，使行星齿轮与传动轴脱离。行星齿轮与板105之间的摩擦力使得压缩弹簧106压缩，且滚子104滑动到通过弹簧106的压缩所产生的空间中。滚子104与内圈102之间失去接触。因此，内圈102自由地旋转，而不从行星齿轮接收扭矩。滚子104到空腔中的移动保证了:滚子104与行星齿轮的负载隔离，从而避免了滚子104的压坏。
[0015]图3示出了通过在发动机中使用扭矩限制离合器100来限制扭矩的大小的方法。压缩弹簧106响应于扭矩限制离合器100上的过载而被板105压缩301。与板105相接触的滚子104沿着所述空间滑动302，使得滚子104中的每个滑动到通过压缩弹簧106产生的空腔内。所述空间在扭矩限制离合器100的壳体101内限定在内圈102与外圈103之间。响应于行星齿轮上的过载，板105压缩所述压缩弹簧106，从而产生了空腔，滚子104移动至所述空腔中，且进而滚子104使内圈102与行星齿轮断开。滚子104中的每个与内圈102之间的距离增加303。当外圈103上的扭矩匹配发动机扭矩时，内圈102在不从外圈103接收扭矩的情况下旋转304。
[0016]应当理解，以上说明书中所阐述的实施例仅是说明性的，且不限制本发明的范围。可想到很多这样的实施例和说明书中所阐述的实施例中的其他改进和改变。本发明的范围仅通过权利要求的范围来限制。
【权利要求】
1.一种扭矩限制离合器(100)，包括: 壳体(101)； 位于所述壳体(101)内的内圈(102)和外圈(103)，所述外圈(103)与所述内圈(102)在径向方向上间隔开； 一个或多个滚子(104)，其适于在所述内圈(102)与所述外圈(103)之间所限定的空间内滑动，所述滚子中的每个均受螺旋弹簧(107)引导，所述螺旋弹簧(107)连接在所述滚子(104)中的每个与所述扭矩限制离合器(100)的外圈(103)之间； 其特征在于， 板(105)位于所述外圈(103)的内周上，所述板(105)响应于与所述板(105)相接触的所述一个或多个滚子(104)中的每个沿着所述空间的移动来压缩和/或伸展压缩弹簧(106)，所述压缩弹簧(106)定位在所述板(105)与所述外圈(103)之间。
2.如权利要求1所述的扭矩限制离合器(100)，其特征在于，所述内圈(102)安装在传动轴上。
3.如权利要求1所述的扭矩限制离合器(100)，其特征在于，所述外圈(103)是行星齿轮，所述行星齿轮驱动发动机的齿圈。
4.如权利要求1所述的扭矩限制离合器(100)，其特征在于，所述板(105)支撑在所述滚子(104)中的一个与所述外圈(103)之间。
5.一种通过在发动机中使用扭矩限制离合器(100)来限制扭矩的大小的方法，包括: 响应于所述扭矩限制离合器(100)上的过载来通过板(105)压缩压缩弹簧(106)， 使与所述板(105)相接触的一个或多个滚子(104)中的每个沿着一空间滑动，使得所述滚子(104)中的每个在通过所述压缩弹簧(106)产生的空腔内滑动，其中，所述空间在所述扭矩限制离合器(100)的壳体(101)内限定在内圈(102)与外圈(103)之间， 增加所述一个或多个滚子(104)中的每个与所述内圈(102)之间的距离；和 当所述外圈(103)上的扭矩匹配发动机扭矩时，使所述内圈(102)在不从所述外圈(103)接收扭矩的情况下旋转。
【文档编号】F16D41/064GK103807320SQ201310561672
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年11月12日 优先权日:2012年11月12日
【发明者】V·纳塔拉詹 申请人:博世有限公司, 罗伯特·博世有限公司