转矩限制离合器组件制造技术

提供了一种转矩限制离合器组件，包括离合器板组件、行星齿轮组件和弹簧构件。离合器板组件包括形成交替图案的多个第一离合器板和多个第二离合器板。离合器板组件环绕行星齿轮组件，行星齿轮组件的齿圈和多个第一离合器板之间的连接将每个第一离合器板互锁到所述齿圈。离合器板组件安装在电机壳体构件内，电机壳体构件和多个第二离合器板之间的连接将每个第二离合器板互锁到所述电机壳体构件。弹簧构件被构造成在所述离合器板组件上施加预载力，在第一操作条件下预载力防止所述齿圈相对于所述电机壳体旋转，在第二操作条件下预载力不足以防止所述齿圈相对于所述电机壳体旋转。

Clutch as-torque limit

【技术实现步骤摘要】
转矩限制离合器组件
本专利技术总体上涉及电机，更具体地说，涉及一种在电动车辆传动系中提供过载保护的转矩限制设备，涉及用于双行星/集成差速传动系的转矩限制器。
技术介绍
为了满足受到不断上涨的燃油价格和全球变暖的可怕后果的双重驱动的消费者的需求，汽车工业正慢慢开始满足超低排放、高效率汽车的需求。虽然一些业内人士正试图通过设计更高效的内燃机来实现这些目标，但也有一些人正在将混合动力或全电动传动系统整合到他们的车辆系列中。然而，为了满足消费者的期望，汽车工业不仅必须实现更绿色的传动系统，而且必须同时保持合理的性能、续航里程、可靠性、安全性和成本水平。实现低排放、高效率汽车的最常见方法是使用混合动力传动系统，其中内燃机(ICE)与一个或多个电机相结合。尽管混合动力汽车比传统的基于ICE的车辆更省油排放更低，但由于其包括了内燃机，因此它们仍然会排放有害的污染物，尽管与传统车辆相比排放水平有所降低。此外，由于包括内燃机和电机及其附带的电池组，混合动力车辆的驱动系统通常比传统的基于ICE的车辆或全电动车辆更复杂，导致成本和重量增加。因此，几家车辆制造商正在设计仅使用电机的车辆，从而消除了一种污染源，同时显著降低了传动系的复杂性。为了在电动车辆(EV)中实现期望的车轮转矩水平，动力系通常使用合适的齿轮减速组件连接到车轮。在正常驾驶条件下，这种方法提供了高效的传动系。遗憾的是，在某些导致牵引力损失然后恢复的异常驾驶条件下，这种方法可能会导致传动系上的负载过大。这种负载是由于当车轮恢复牵引力时，电机速度会迅速降低。根据失去牵引力的时间长度，当牵引力恢复时，减速相关的惯性转矩会产生过大的转矩负载，从而损坏各种传动系部件。尽管传动系可以设计成承受这些转矩载荷，但这种方法导致传动系设计过度、昂贵且笨重。因此，需要一种能够将传动系负载限制在有用范围内的系统。本专利技术提供了这样一种系统。
技术实现思路
本专利技术提供一种转矩限制离合器组件，其包括离合器板组件、行星齿轮组件、电机壳体构件和弹簧构件。离合器板组件包括多个第一离合器板和多个第二离合器板，其中第一离合器板和第二离合器板交错以形成第一离合器板和第二离合器板的交替图案。离合器板组件构造成围绕行星齿轮组件，其中行星齿轮组件的齿圈和多个第一离合器板之间的连接使得每个第一离合器板与齿圈互锁。离合器板组件还被构造成安装在电机壳体构件内，其中电机壳体构件和多个第二离合器板之间的连接使得每个第二离合器板与电机壳体构件互锁。弹簧构件被构造成在离合器板组件上施加预载力。预载力防止齿圈在第一操作条件下相对于电机壳体旋转，而预载力不足以防止齿圈在第二操作条件下相对于电机壳体旋转。转矩限制离合器组件可以集成到车辆传动系中，在这种情况下，第一操作条件被定义为正常车辆操作条件，第二操作条件被定义为严重的车辆传动系负载条件。在严重的车辆传动系加载条件下，施加到转矩限制离合器组件的转矩水平超过预载力，并允许多个第一离合器板和多个所述第二离合器板之间滑动。第一离合器板和第二离合器板可以由表现出高摩擦系数并且适于处理过量产生的热量的材料制成。类似地，第一离合器板和第二离合器板可以涂覆有表现出高摩擦系数并且适于处理过多产生的热量的材料。在一个方面，齿圈和每个第一离合器板之间的连接可以包括形成在齿圈外表面上的第一多个特征和形成在每个第一离合器板上的与第一多个特征互补的第二多个特征。第一多个特征优选地是形成在齿圈外表面上的第一多个齿，第二多个特征优选地是形成在每个第一离合器板的内圆柱表面上的第二多个齿，其中第一多个齿和第二多个齿被构造成当离合器板组件围绕行星齿轮组件时互锁。在另一方面，电机壳体构件和每个第二离合器板之间的连接可以包括形成在电机壳体构件的内表面上的第一多个特征和形成在每个第二离合器板上的与第一多个特征互补的第二多个特征。第一多个特征优选地是形成在电机壳体构件的内表面上的第一多个齿，第二多个特征优选地是形成在每个第二离合器板的外圆柱表面上的第二多个齿，其中第一多个齿和第二多个齿被构造成当离合器板组件安装在电机壳体构件内时互锁。在另一方面，弹簧构件可以是锥形弹簧，当转矩限制离合器组件和行星齿轮组件安装到电机壳体时，该锥形弹簧被压缩。在另一方面，转矩限制离合器组件还可以包括二级特征，该二级特征被构造成在离合器板组件上施加额外的预载力。二级特征包括(i)接近于端部离合器板的环形构件，其中端部离合器板是多个第一离合器板之一；(ii)形成在环形构件表面内的多个槽，其中每个槽具有不均匀的深度；以及(iii)保持在多个槽内的多个滚珠(例如滚珠轴承)，其中滚珠的直径超过每个槽的最大深度，其中在端部离合器板相对于环形构件旋转期间，每个滚珠从第一槽区向比第一槽区浅的第二槽区移动，从而压缩离合器板组件。环形构件可以与电机外壳构件一体形成。通过参考说明书和附图的剩余部分，可以实现对本专利技术的本质和优点的进一步理解。附图说明应当理解，附图仅仅是为了说明而不是限制本专利技术的范围，不应当认为是按比例的。此外，不同附图上的相同附图标记应理解为指相同的部件或具有相似功能的部件。图1提供了根据现有技术的电动车辆动力系的简化侧视图；图2提供了结合本专利技术转矩限制器的动力系组件的横截面视图；图3提供了图2所示齿圈的透视图；图4提供了图2和图3所示齿圈的平面图；图5提供了图2所示转矩限制离合器组件的透视图；图6提供了图2和图5所示转矩限制离合器组件的平面图；图7提供了构成本专利技术转矩限制离合器组件的一个板的透视图；图8提供了构成本专利技术转矩限制离合器组件的另一个板的透视图；图9提供了电机壳体的端部和集成到电机壳体中的特征的透视图，这些特征被设计成与本专利技术的转矩限制离合器组件配合；图10提供了本专利技术的转矩限制离合器组件的透视图，该视图类似于图5所示的视图，增加了锥形弹簧构件；图11提供了图10所示组件的侧视图；图12提供了用于预加载转矩限制离合器组件的锥形弹簧构件的透视图；图13提供了结合到本专利技术优选实施例的转矩限制离合器组件中的环形构件的平面图，该构件结合了用于预加载离合器组件的二级特征；以及图14提供了图13所示离合器组件环形构件的一部分的横截面视图。具体实施方式如这里所使用的，单数形式(a、an)和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示，这里使用的术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。如这里所使用的，术语“和/或”和符号“/”意味着包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。另外，虽然这里术语第一、第二等可以用于描述各种步骤或计算，但这些步骤或计算不应受这些术语的限制，而是这些术语仅用于将一个步骤或计算与另一个区分开来。例如，第一计算可以被称为第二计算；类似地，第一步骤可以称为第二步骤；类似地，第一部件可以被称为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转矩限制离合器组件，包括：/n离合器板组件，其包括：/n多个第一离合器板；以及/n多个第二离合器板，所述第一离合器板和所述第二离合器板交错以形成所述第一离合器板和所述第二离合器板的交替图案；/n行星齿轮组件，其中，所述离合器板组件环绕所述行星齿轮组件，其中，所述行星齿轮组件的齿圈和所述多个第一离合器板中的每个第一离合器板之间的连接将每个第一离合器板互锁到所述齿圈；/n电机壳体构件，所述离合器板组件安装在所述电机壳体构件内，其中，所述电机壳体构件和所述多个第二离合器板中的每个第二离合器板之间的连接将每个第二离合器板互锁到所述电机壳体构件；以及/n弹簧构件，其被构造成在所述离合器板组件上施加预载力，其中，在第一操作条件下所述预载力防止所述齿圈相对于所述电机壳体旋转，并且其中，在第二操作条件下所述预载力不足以防止所述齿圈相对于所述电机壳体旋转。/n

【技术特征摘要】
20181023 US 62/766,523;20181106 US 16/181,612;20181.一种转矩限制离合器组件，包括：
离合器板组件，其包括：
多个第一离合器板；以及
多个第二离合器板，所述第一离合器板和所述第二离合器板交错以形成所述第一离合器板和所述第二离合器板的交替图案；
行星齿轮组件，其中，所述离合器板组件环绕所述行星齿轮组件，其中，所述行星齿轮组件的齿圈和所述多个第一离合器板中的每个第一离合器板之间的连接将每个第一离合器板互锁到所述齿圈；
电机壳体构件，所述离合器板组件安装在所述电机壳体构件内，其中，所述电机壳体构件和所述多个第二离合器板中的每个第二离合器板之间的连接将每个第二离合器板互锁到所述电机壳体构件；以及
弹簧构件，其被构造成在所述离合器板组件上施加预载力，其中，在第一操作条件下所述预载力防止所述齿圈相对于所述电机壳体旋转，并且其中，在第二操作条件下所述预载力不足以防止所述齿圈相对于所述电机壳体旋转。


2.根据权利要求1所述的转矩限制离合器组件，其中，所述转矩限制离合器组件被集成到车辆传动系中，其中，所述第一操作条件被定义为正常车辆操作条件，其中，所述第二操作条件被定义为严重车辆传动系加载条件，其中，在所述严重车辆传动系加载条件期间，一转矩水平被施加到所述转矩限制离合器组件，该转矩水平超过所述预载力并允许所述多个第一离合器板和所述多个第二离合器板之间的滑动。


3.根据权利要求1所述的转矩限制离合器组件，所述行星齿轮组件的所述齿圈和所述多个第一离合器板中的每个第一离合器板之间的所述连接还包括形成在所述齿圈的外表面上的第一多个特征和对应于所述多个第一离合器板中的每个第一离合器板的第二多个特征，其中，所述第一多个特征与所述第二多个特征互补。


4.根据权利要求3所述的转矩限制离合器组件，其中，所述第一多个特征包括形成在所述齿圈的所述外表面上的第一多个齿，其中，所述第二多个特征包括形成在所述多个第一离合器板中的每个第一离合器板的内圆柱表面上的第二多个齿，所述第一多个齿和所述第二多个齿被构造成当所述离合器板组件围绕所述行星齿轮组件时互锁。


5.根据权利要求1所述的转矩限制离合器组件，所述电机壳体构件和所述多个第二离合器板中的每个第二离合器板之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B帕尔菲，P拉马斯瓦米，M特贝，RJ比斯库普，
申请(专利权)人：源捷公司，
类型：发明
国别省市：美国;US