[发明专利]扭矩限制系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及并要求2013年9月20日提交的标题为“Limited Slip Differential with Tolerance Rings/Circumferential Clutches(具有公差环和圆周离合器的限滑差速器)”的先前临时申请序列号61/880,178的优先权，涉及并要求2013年11月22日提交的标题为“Limited Slip Differential with Tolerance Rings”的先前临时申请序列号61/907,386的优先权，并且涉及并要求2014年1月14日提交的标题为“Mechanical Locking System for Tolerance Rings(用于公差环的机械锁定系统)”的先前临时申请序列号61/927,111的优先权，所述申请的内容以引用方式并入本文并且不应被认为由于在此交叉引用部分中提及而构成相对于本发明的现有技术。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及扭矩限制系统技术、扭矩-滑移和扭矩限制装置以及它们到动力传输组件的应用。此类扭矩限制装置可以保护机械设备免受机械过载损坏并且可以在各种组件中用作扭矩传递和限制装置。

2.现有技术的描述

本领域中已知的公差环是能够在匹配的圆柱形部件之间提供扭矩转移、轴向保持和径向负载的装置。当公差环被压缩地装配在所述匹配的圆柱形部件之间时，每个波纹提供引起摩擦力的弹簧力。公差环的摩擦容量是所有波纹的合力以及与匹配部件的摩擦系数。

公差环具有许多优点，诸如廉价、轻质、简单、耐用并且允许快速装置组装，然而，当期望大范围的匹配部件材料类型和摩擦容量时，所述公差环在其功能上受到限制。

本领域中已知的是，差速器是能够将旋转能量从单个动力输入源传递到两个动力输出轴或轮轴的装置。在陆地车辆的实例中，在转向时需要外侧轮比内侧轮转向得更远且更快的情况下，可允许差速(differentiation)。然而，为了控制轮子之间“不合期望的”滑移或差速，如当一个车轮遭遇低牵引力条件(诸如泥、雪或冰)时可能出现的，期望的是机动车辆差速组件能够包括用于限制“不合期望的”差速的一些设置。

本领域中已知的许多限滑差速器利用粘度、锁定装置、扭矩感测齿轮系统、摩擦离合器板或锥体、或用于限制差速的其他装置，并且是昂贵的、复杂的、笨重的，并且可能表现出高摩擦负载。

发明目的和特征

更具体地，本发明可涉及用于陆地车辆的工业扭矩限制器和限滑差速器，所述扭矩限制器和限滑差速器提供用于控制差速的摩擦扭矩。本发明的主要目的和特征是提供一种克服上述问题的系统。

本发明的另一个目的和特征是提供这样一种系统：所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环作为提供固定的、可变的、可调节的和主动的扭矩限制组件的简单、耐用且具有成本效益的装置，所述扭矩限制组件在差速器内部提供预先确定量的扭矩，所述扭矩限制组件阻止输出轴的相对运动以便在一个输出轴或驱动轮上的牵引力削弱的情况下合乎期望地分配扭矩。

本发明的另一个目的和特征是提供具有限滑差速器的通用型简单耐用廉价的系统：

所述系统允许两个被驱动轮轴或输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环来限制超过预先确定阈值的扭矩传输；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环来提供通过对输入能量的角加速的反应(reaction)而改变的摩擦扭矩-滑移值的范围；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环来改善用于扭矩感测和其他类型的限滑差速器的现有功能；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是采用公差环作为增加汽车和工业动力传动系统中扭矩限制器和限滑差速器的通用性和功能的简单、耐用且具有成本效益的装置；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，同时对动力源施加最小的摩擦负载；

所述系统以提供长使用寿命的方式允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转；

所述系统允许两个被驱动轮轴或两个输出轴之间的独立旋转，其方式是允许随着一个或多个参数的变化来调节扭矩极限。

所述系统采用在其材料的弹性范围内持久地且一致地起作用的公差环；

所述系统具有轴向沟槽的构型，所述轴向沟槽可以提供增大或减小的摩擦扭矩；或者