扭矩限制组件的制作方法
扭矩限制组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开总体上涉及轴承组件，并且特别地涉及扭矩限制组件。
【背景技术】
[0002] 本公开涉及扭矩限制组件，其中扭矩限制器可以提供组件的部件之间的过盈配 合，其中第一部件具有位于第二部件的圆柱形腔孔中的圆柱形部分。特别地，本公开涉及提 供圆柱形部件（如轴）和围绕轴安装的外部部件之间的有限过盈配合的扭矩限制组件。
[0003] 扭矩限制器总体上包括围绕轴安装的滑动构件。另一构件可以围绕滑动构件被安 装并且可以接合腔孔的内壁。轴和形成有腔孔的部件可以一起旋转直到超过扭矩极限。当 超过扭矩极限时，轴可以在滑动构件内滑动。
[0004] 工业仍然需要可以允许轴和安装在轴上的部件之间的限制角运动的扭矩限制组 件的改进。
【附图说明】
[0005] 通过参考附图，本领域的技术人员可以更好地理解本公开，并且可以显而易见本 公开的许多特征和优点。
[0006] 图1包括根据实施例的扭矩限制组件的端视平面图。
[0007] 图2包括在图1的圆圈A中看到的根据实施例的扭矩限制组件的一部分的放大端 视平面图。
[0008] 图3包括根据实施例的扭矩限制组件的端视平面图。
[0009] 图4包括根据实施例的扭矩限制组件的横截面图。
[0010] 图5包括根据实施例的部署在旋转组件中的扭矩限制组件的横截面图。
[0011] 不同图中的相同附图标记的使用指示相似或相同项。
【具体实施方式】
[0012] 以下描述涉及轴承组件，并且特别地，涉及扭矩限制组件，其可以在空调压缩机组 件内安装在压缩机轴和形成于压缩机带轮中的腔孔之间。在一方面，扭矩限制组件可以围 绕压缩机轴配合，并且然后压缩机带轮可以围绕扭矩限制组件安装。替代地，扭矩限制组件 可以被插入到形成于带轮中的腔孔中并且压缩机轴可以插入通过扭矩限制公差环。
[0013] 在典型的安装中，扭矩限制组件可以提供内部和外部部件之间的有限过盈配合。 因而，内部和外部部件可以静态地联接并且可以一起旋转。如果内部和外部部件之间的扭 矩变为大于过盈配合的力，则内部和外部部件可以相对于彼此旋转。当内部和外部部件之 间的扭矩降到低于过盈配合的力时，两个部件可以彼此再接合。
[0014] 根据本文中所述的一个或多个实施例的扭矩限制公差环可以包括轴承，所述轴承 具有金属衬底和布置在其上的轴承材料。公差环可以围绕轴承并且可以包括多个突起，所 述多个突起可以从公差环的主体径向向外延伸。扭矩限制组件可以安装在内部部件（例 如，轴）上或形成于外部部件（例如，带轮）中的腔孔内。如果操作扭矩超过阈值，则轴可 以相对于带轮移动并且在轴承内滑动。
[0015] 初始参考图1至3,扭矩限制组件被显示并且大体上标示为100。图4示出扭矩限 制组件100的横截面图。
[0016]如图1至4中所示，扭矩限制组件100可以包括具有大体圆柱形主体104的轴承 102。主体104可以包括侧壁106,所述侧壁可以包括第一轴向端部108和第二轴向端部 110。间隙112 (例如，第一间隙）可以形成于主体104的侧壁106中。间隙112可以沿着 主体104的侧壁106的整个轴向长度延伸以形成轴承102中的裂缝。
[0017] 在特定方面，如图2中所示，轴承102可以包括具有衬底114和聚合物层116的层 压件。在特定方面，衬底114可以包括金属。轴承102可以成形为圆柱，如图所示，并且可 以包括内部轴接触表面118。内部轴接触表面118可以包括聚合物层116。在特定方面，层 压件可以包括金属衬底上的含氟聚合物的层压件。含氟聚合物可以使用机械附着或层压用 含氟聚合物热熔性粘合剂附着到衬底。在示例性实施例中，含氟聚合物可以包括例如PTFE， 并且衬底可以包括例如铝、钢、青铜、铜或它们的合金。在特定实施例中，层压件可以基本上 没有铅。
[0018] 在特定方面，聚合物层116可以包括一种或多种填充物，如石墨、玻璃、芳香族聚 酯（EKONGL?)、青铜、锌、氮化硼、碳和/或聚酰亚胺。而且，在一方面，聚合物层116可 以包括石墨和聚酯两种填充物。聚合物（如PTFE)中的这些填充物的每一种的浓度可以大 于1%、大于5%、大于10%、大于20%或大于25% (重量）。金属和含氟聚合物之间或嵌 入含氟聚合物中的附加层（如青铜网）也可以被使用。
[0019] 这样的材料的例子可以包括从Saint-GobainPerformancePlasticsInc?可获 得的NORGLIDE?系列产品。NORGLIDE产品的合适例子包括NORGLIDEPRO、M、SM、T和 SMTL。在另一方面，轴承102可以包括自润滑金属轴承材料。
[0020] 在特定方面，轴承102上的聚合物层116的厚度可以围绕轴承102的圆周变化。 在另一方面，聚合物层116可以在衬底114上是大致均匀的。在特定方面，聚合物层116可 以具有厚度TPL，并且TPL可以彡30ym，如彡50ym，彡75ym，或彡100ym。而且，TPL可以 彡250ym，如彡200ym，或彡150ym。在该方面，可以在本文中所述的TPL的最大和最 小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何一个在内的范围内。
[0021] 例如，TPL可以彡30ym并且彡250ym，如彡30ym并且彡200ym，或彡30ym并 且彡150ym。进一步地，TPL可以彡50ym并且彡250ym，如彡50ym并且彡200ym，或 彡50ym并且彡150ym。更进一步地，可以彡75ym并且彡250ym，如彡75ym并且 彡200ym，或彡75ym并且彡150ym。再进一步地，TPL可以彡100ym并且彡250ym，如 彡 100ym并且< 200ym，或彡 100ym并且< 150ym。
[0022] 在另一方面，衬底114可以具有厚度TM，并且TM可以彡100ym，如彡150ym， 多200ym，或多250ym。而且，TM可以<5. 0mm，如<4. 0mm，或<2. 0mm。在该方面，TM可 以在本文中所述的TM的最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何 一个在内的范围内。例如，TM可以多100ym并且< 5. 0_，如多100ym并且< 4. 0_，或 多100ym并且< 2. 0mm。而且，TM可以多150ym并且< 5. 0mm，如多150ym并且< 4. 0mm，或 多150ym并且< 2. 0mm。另外，TM可以多200ym并且< 5. 0mm，如多200ym并且< 4. 0mm， 或彡200ym并且彡2.0mm。进一步地，TM可以彡250ym并且彡5.Omm，如彡250ym并且 <4. 0mm，或多 250ym并且< 2. 0mm。
[0023] 如图4中所示，轴承102可以包括从轴承102的第一轴向端部108延伸的第一凸 缘120和从第二轴向端部110延伸的第二凸缘122。每个凸缘120、122可以包括从轴承102 的第一或第二轴向端部108、110径向向外（例如，远离轴承102的中心）延伸的第一部分 124。进一步地，每个凸缘120、122可以包括在平行于扭矩限制组件100的中心轴线128(在 图1中显示）的方向上轴向地延伸的第二部分126。在特定方面，第一凸缘120可以包括围 绕轴承102的第一轴向端部108形成的第一公差环槽130,并且第二凸缘122可以包括围绕 轴承102的第二轴向端部110形成的第二公差环槽132。
[0024] 扭矩限制组件100还可以包括围绕轴承102安装并且与轴承接合的公差环150。 公差环150可以包括具有侧壁154的大体圆柱形主体152。侧壁154可以包括第一轴向端 部156和第二轴向端部158。进一步地，侧壁154可以包括未精整部分160和从未精整部分 160径向地（例如，径向向外）延伸的多个突起162。
[0025] 在另一方面，如图3中所示，轴承102可以围绕公差环150安装使得接触表面118 是外部接触表面并且公差环150可以具有径向向内延伸的突起162。
[0026] 在任一方面（即，突起162径向向内或径向向外延伸），每个突起162可以从未成 形部分160延伸并且每个突起162可以由公差环150的未成形部分160围绕。
[0027] 如图1至3中所示，公差环150可以包括形成于公差环150的侧壁154中的间隙 164 (例如，第二间隙）。间隙164可以沿着侧壁154的整个轴向长度延伸以形成公差环150 中的裂缝。
[0028] 如图4中所示，公差环150可以安装在轴承102上使得公差环150的第一轴向端 部156配合到形成于轴承102的第一轴向端部108上的第一公差环槽130中，并且公差环 150的第二轴向端部158配合到形成于轴承102的第二轴向端部110上的第二公差环槽132 中。而且，公差环150的未成形部分160可以接合轴承102的金属衬底116。
[0029] 如图所示，公差环102轴向地附着在轴承102的第一和第二凸缘120、122之间。而 且，公差环150的第一轴向端部156可以接合或邻接轴承102上的第一凸缘120的第一部 分124,并且公差环150的第二轴向端部158可以接合或邻接轴承102 上的第二凸缘122的 第一部分124。第一凸缘120的第二部分126可以折叠在公差环150的第一轴向端部156 上并且第二凸缘122的第二部分126可以折叠在公差环150的第二轴向端部158上。
[0030] 在特定方面，公差环150的轴向端部156、158可以附着到轴承102的凸缘122、 124。例如，凸缘122、124的每一个可以卷曲到公差环150的相应轴向端部156、158上。而 且，每个凸缘122、124可以焊接到公差环150的相应轴向端部156、158。
[0031] 再次参考图1和3,形成于轴承102中的间隙112可以位于圆周位置Cu，所述圆周 位置从穿过扭矩限制组件100的中心并且平分扭矩限制组件100的参考轴线170被测量。 Cu可以在45°到135°之间并且包括45°和135°在内的范围内，如50°到130°之间 并且包括50°和130°在内，55°到125°之间并且包括55°和125°在内，60°到120° 之间并且包括60°和120°在内，65°到115°之间并且包括65°和115°在内，70°到 110°之间并且包括70°和110°在内，75°到105°之间并且包括75°和105°在内，80° 到100°之间并且包括80°和100°在内，或85°到95°之间并且包括85°和95°在内。 在另一方面，Cu可以基本上为90°。
[0032] 如图所示，形成于公差环150中的间隙164可以位于从参考轴线170测量的圆周 位置Q。在特定实施例中，Q可以在225°到315°之间并且包括225°和315°在内的 范围内，如230°到310°之间并且包括230°和310°在内，235°到305°之间并且包括 235°和305°，240°到300°之间并且包括240°和300°，245°到295°之间并且包括 245°和295°，250°到290°之间并且包括250°和290°，255°到285°之间并且包括 255°和285°，260°到280°之间并且包括260°和280°，或265°到275°之间并且包 括265°和275°。在另一方面，Cl2可以基本上为270°。
[0033] 进一步地，间隙112和间隙164可以是直径相对的。换句话说，间隙112和间隙 164可以基本上沿着穿过扭矩限制组件100的中心的线位于扭矩限制组件100的相对侧。
[0034] 在特定方面，轴承102可以包括总厚度TB，并且公差环可以包括总厚度Tt，所述 总厚度1\由最大厚度测量（例如，从公差环侧壁到突起162的顶点）。在该方面，TB可以 彡10%Tt，如彡25%Tt，彡50%Tt，彡75%Tt，或彡100%Tt。进一步地，TB可以彡500% Tt，如彡450%Tt，彡400%Tt，彡300%Tt，或彡200%Tt。在另一方面，Tb可以在上述的Tb 的最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何一个在内的范围内。
[0035] 例如，Tb可以彡10%Tt并且彡500%Tt，如彡10%Tt并且彡450%Tt，彡10%Tt 并且彡400%Tt，彡10%Tt并且彡300%Tt，或彡10%Tt并且彡200%Tt。Tb可以彡25% Tt并且彡500%Tt，如彡25%Tt并且彡450%Tt，彡25%Tt并且彡400%Tt，彡25%Tt并 且彡300%Tt，或彡25%Tt并且彡200%Tt。TB可以彡50%Tt并且彡500%Tt，如彡50% Tt并且< 450%Tt，彡 50%Tt并且< 400%Tt，彡 50%Tt并且< 300%Tt，或彡 50%Tt并 且彡200%Tt。Tb可以彡75%Tt并且彡500%Tt，如彡75%Tt并且彡450%Tt，彡75%Tt 并且彡400%Tt，彡75%Tt并且彡300%Tt，或彡75%Tt并且彡200%Tt。而且，Tb可以 彡100%Tt并且彡500%Tt，如彡100%Tt并且彡450%Tt，彡100%Tt并且彡400%Tt， 彡 100%Tt并且< 300%Tt，或彡 100%Tt并且< 200%Tt。
[0036] 在另一方面，聚合物层116可以具有厚度TPy并且公差环150可以包括侧壁厚度 Tsw，所述厚度通过公差环150的未成形部分160被测量。TP^T以彡1%Tsw，如彡5%Tsw， 彡 10%Tsw，彡 50%Tsw，或彡 75%Tsw。进一步地，TPL可以彡 500%Tsw，如彡 450%Tsw，彡 400% Tsw，< 300%Tsw，或< 200%Tsw。在另一方面，TP^T以在本文中所述的Tk的最大或最小值 的任何一个之间并且包括该最大或最小值的任何一个在内的范围内。
[0037] 例如，TPL可以彡1%Tsw并且彡500%Tsw，如彡1%Tsw并且彡450%Tsw，彡1%Tsw 并且彡400%Tsw，彡1%Tsw并且彡300%Tsw，或彡1%Tsw并且彡200%Tsw。TPL可以彡5% Tsw并且彡500 %Tsw，如彡5 %Tsw并且彡450 %Tsw，彡5 %Tsw并且彡400 %Tsw，彡5 %Tsw并 且彡300%Tsw，或彡5%Tsw并且彡200%Tsw。TPL可以彡10%Tsw并且彡500%Tsw，如彡10% Tsw并且彡450%Tsw，彡10%Tsw并且彡400%Tsw，彡10%Tsw并且彡300%Tsw，或彡10% Tsw并且彡200 %Tsw。TPL可以彡50 %Tsw并且彡500 %Tsw，如彡50 %Tsw并且彡450 %Tsw， 彡50%Tsw并且彡400%Tsw，彡50%Tsw并且彡300%Tsw，或彡50%Tsw并且彡200%Tsw。Tpl 可以彡75%Tsw并且彡500%Tsw，如彡75%Tsw并且彡450%Tsw，彡75%Tsw并且彡400% Tsw，彡75%Tsw并且彡300%Tsw，或彡75%Tsw并且彡200%Tsw。进一步地，TPL可以彡100% Tsw并且彡 500%Tsw，如彡 100%Tsw并且彡 450%Tsw，彡 100%Tsw并且彡 400%Tsw，彡 100% Tsw并且彡 300%Tsw，或彡 100%Tsw并且彡 200%Tsw。
[0038] 图5显示部署在旋转组件200中的扭矩限制组件100。旋转组件200可以包括内 部部件202和外部部件204。扭矩限制组件100可以安装在其间。在使用期间，如果超过阈 值扭矩T，则内部部件202可以在扭矩限制组件100的轴承102内滑动。否则，内部部件102 可以保持静态地联接到外部部件204。当压缩地安装在内部部件202和外部部件204之间 时，由形成于公差环150上的突起162提供的径向力可以提供作用于外部部件204的大致 法向力。由公差环150提供的法向力可以提供夹紧力，所述夹紧力可以克服轴承102和内 部部件202之间的较低摩擦，并且可以显著地增加轴承102和内部部件202之间的静态摩 擦Fs或牵引。然而，轴承102和内部部件202之间的动态摩擦FD可以保持明显低于Fs，并 且如果内部和外部部件202、204之间的扭矩T超过阈值，则内部部件202可以开始在扭矩 限制组件100内滑动。当内部部件202滑动时，较低动态摩擦FD将进一步促进滑动并且将 允许轴在扭矩限制组件100内相对容易地旋转。其后，如果扭矩减小，则法向力可以克服较 低FD并且用作内部部件202上的制动直到完全克服FD并且恢复Fs。
[0039] 在特定方面，Fs可以彡Fd，如彡2Fd，彡5Fd，或彡10Fd。在另一方面，Fs可以彡100Fd， 如彡75Fd，彡50Fd，或彡25Fd。Fs可以在本文中所述的Fs的值的任何一个之间并且包括该任 何一个值在内的范围内。例如，Fs可以彡2FD并且彡100FD，如彡2FD并且彡75FD，彡2FD并 且彡50FD，或彡2FD并且彡25FD。Fs可以彡5FD并且彡100FD，如彡5FD并且彡75FD，彡5FD并 且彡50Fd，或彡5Fd并且彡25Fd。Fs可以彡10Fd并且彡100Fd，如彡10Fd并且彡75Fd，彡10Fd 并且彡50Fd，或彡10Fd并且彡25Fd。
[0040] 径向力在很大程度上取决于公差环150的壁厚度。当壁厚度增加并且径向力弹簧 负荷率增加时轴承上的聚合物层116的厚度可以增加。
[0041] 因此，扭矩限制组件100可以在较高扭矩应用（例如，大于4, 000每分钟转数 (RPM))中被使用，并且可以通过允许轴在这样的应用中会出现的更加高的扭矩下滑动而基 本上最小化扭矩的变化。
[0042] 在特定方面，旋转组件200可以是空调压缩机组件，例如用于机动车辆的皮带驱 动空调压缩机组件。进一步地，在该特定方面，内部部件202可以是从空调压缩机延伸的压 缩机轴，并且外部部件204可以是围绕压缩机轴安装的压缩机带轮。驱动皮带（未显示） 可以至少部分地围绕压缩机带轮的外圆周延伸。
[0043]当皮带移动时，压缩机带轮可以旋转。在接合配置中，压缩机轴静态地联接到压缩 机带轮，压缩机轴也可以旋转。在空气压缩机内的故障（例如，轴承卡住）的情况下，压缩 机轴会在空气压缩机内卡住并且停止旋转。如果轴卡住，则压缩机轴/压缩机带轮组件内 的扭矩可以超过阈值扭矩并且轴可以在轴承内旋转而不损坏带轮。
[0044] 因此，当扭矩保持高于阈值时，轴承102可以允许轴在其中旋转而没有严重损坏 的风险。因而，驱动皮带、压缩机带轮或对皮带进行驱动或正由驱动皮带驱动的其它部件的 损坏的 风险可以显著地减小。
[0045] 在特定方面，扭矩限制组件100的公差环部分150可以由金属、金属合金或它们 的组合制造。金属可以包括含铁金属。进一步地，金属可以包括钢。钢可以包括不锈钢， 如奥氏体不锈钢。而且，钢可以包括具有铬、镍或它们的组合的不锈钢。例如，钢可以是 X10CrNil8-8不锈钢。进一步地，公差环可以包括维氏角锥硬度值VPN，VPN可以彡350,如 彡375,彡400,彡425,或彡450。VPN也可以彡500,彡475,或彡450。VPN也可以在本文中 所述的VPN值的任何一个之间并且包括该任何一个VPN值在内的范围内。在另一方面中，公 差环可被处理以提高其耐腐蚀性。特别地，公差环可以被钝化。例如，公差环可以根据ASTM 标准A967被钝化。
[0046] 在另一方面，可以形成公差环的库存材料可以具有厚度t，并且t可以彡0. 05mm， 如> 0? 1mm，> 0? 2mm，> 0? 3mm，或> 0? 4mm。在另一方面，t可以< 1. 0mm，如< 0? 75mm，或 < 0. 5mm。而且，t可以在上面公开的t的最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和 最小值的任何一个在内的范围内。
[0047]例如，t可以> 0. 05mm并且< 1. 0mm，如X). 05mm并且< 0. 75mm，或> 0. 05mm并且 < 0? 5mm。进一步地，t可以> 0? 1mm并且< 1. 0mm，如> 0? 1mm并且< 0? 75mm，或> 0? 1mm并且< 0? 5臟。在另一方面，t可以> 0? 2臟并且< 1. 0臟，如> 0? 2臟并且< 0? 75臟，或 > 0? 2mm并且< 0? 5mm。而且，t可以> 0? 3mm并且< 1. 0mm，如> 0? 3mm并且< 0? 75mm，或 > 0? 3mm并且< 0? 5mm。另外，t可以> 0? 4mm并且< 1. 0mm，如> 0? 4mm并且< 0? 75mm，或 > 0? 4mm并且< 0? 5mm。
[0048] 根据本文中所述的方面的任何一个的公差环可以具有总外径0D，并且0D可以 > 5mm，如 > 10mm，> 20mm，> 30mm，或 > 40mm〇 0D可以 < 100mm，如 < 90mm，< 80mm， < 70mm，< 60mm，或< 50mnu0D可以在本文中所述的0D的最大和最小值的任何一个之间 并且包括该最大和最小值的任何一个在内的范围内。
[0049]例如，0D可以 > 5mm并且 < 100mm，如 > 5mm并且< 90mm，> 5mm并且 < 80mm， > 5mm并且< 70mm，> 5mm并且< 60mm，或> 5mm并且< 50mmD0D可以> 10mm并且< 100mm， 如 > 10mm并且< 90mm，> 10mm并且< 80mm，> 10mm并且< 70mm，> 10mm并且< 60mm， 或 > 10mm并且< 50mnu0D可以 > 20mm并且< 100mm，如 > 20mm并且< 90mm，> 20mm并 且< 80mm，> 20mm并且< 70mm，> 20mm并且< 60mm，或> 20mm并且< 50mnu进一步地， 〇D可以 > 30mm并且< 100mm，如 > 30mm并且< 90mm，> 30mm并且< 80mm，> 30mm并且 < 70mm，> 30mm并且< 60mm，或> 30mm并且< 50mm。另外，0D可以> 40mm并且< 100mm， 如 > 40mm并且< 90mm，> 40mm并且< 80mm，> 40mm并且< 70mm，> 40mm并且< 60mm，或 > 40mm并且< 50mm〇
[0050] 在另一方面，公差环可以具有总轴向长度L，并且L可以彡5mm，如彡10mm，或 > 15mm。另外，L可以< 50mm，如< 40mm，< 30mm，或< 20mm。而且，L可以在上述的L的 最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何一个在内的范围内。
[0051]例如，L可以 > 5mm并且 < 50mm，如 > 5mm并且 < 40mm，> 5mm并且 < 30mm，或 > 5mm并且< 20mnu进一步地，L可以> 10mm并且< 50mm，如> 10mm并且< 40mm，> 10mm 并且< 30臟，或> 5臟并且< 20臟。更进一步地，L可以> 15臟并且< 50臟，如> 15臟并 且< 40mm，> 15mm并且< 30mm，或 > 15mm并且< 20mm。
[0052] 在另一方面，每个突起可以具有径向高度HR，并且HR可以彡0. 3mm，如彡0. 4mm， > 0. 5mm，> 0. 6mm，或> 0. 7mm。HR也可以< 1. 5mm，如< 1. 25mm，或<lmm。HR也可以在本 文中所述的HR的最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何一个在内 的范围内。
[0053]例如，HR可以 > 0? 3mm并且< 1. 5mm，如 > 0? 3mm并且< 1. 25mm，或> 0? 3mm并且 < 1mm。进一步地，馬可以多0? 4mm并且< 1. 5mm，如多0? 4mm并且< 1. 25mm，或多0? 4mm 并且< 1臟。HR可以多0? 5臟并且< 1. 5臟，如多0? 5臟并且< 1. 25臟，或多0? 5臟并且 < 1臟。而且，HR可以多0? 6臟并且< 1. 5臟，如多0? 6臟并且< 1. 25臟，或多0? 6臟并且 < 1臟。另外，HR可以多0? 7臟并且< 1. 5臟，如多0? 7臟并且< 1. 25臟，或多0? 7臟并且 < lmm〇
[0054] 本领域的技术人员可以认识到可以有可以使用具有本文中描述的一个或多个特 性的扭矩限制公差环的其它应用。
[0055] 上面公开的主题应当被理解为示例性的而不是限制性的，并且附带的权利要求旨 在涵盖属于本发明的真实范围内的所有这样的修改、改进和其它实施例。因此，在法律允许 的最大范围内，本发明的范围将由以下权利要求及其等效物的最广义的允许解释确定，并 且不应当由前面的详细描述约束或限制。
[0056]另外，在前面的详细描述中，为了精简本公开，各种特征可以被组合在一起或在单 个实施例中被描述。本公开不应当被解释为反映要求权利的实施例需要比每个权利要求中 明确叙述的更多的特征的意图。而是，如以下权利要求所反映的，本发明的主题可以涉及少 于任何公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求被包含到详细描述中，每个权利要求独 立地限定单独要求权利的主题。
[0057]通
[0058] 项1.一种扭矩限制组件，其包括：
[0059] 大体圆柱形轴承；以及
[0060] 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环，
[0061] 其中所述扭矩限制组件配置成安装在内部部件和外部部件之间，其中所述扭矩限 制组件配置成可旋转地联接所述内部部件和所述外部部件，并且其中所述扭矩限制组件配 置成当超过阈值扭矩T时相对于所述内部部件和所述外部部件中的至少一个旋转。
[0062] 项2.-种组件，其包括：
[0063] 内部部件；
[0064] 围绕所述内部部件布置的外部部件；以及
[0065] 布置在所述内部部件和所述外部部件之间的扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包 括：
[0066] 大体圆柱形轴承；以及
[0067] 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环，
[0068] 其中所述扭矩限制组件可旋转地联接所述内部部件和所述外部部件，并且其中所 述扭矩限制组件配置成当超过阈值扭矩T时相对于所述内部部件和所述外部部件中的至 少一个旋转。
[0069]项3.-种组件，其包括：
[0070]轴；
[0071] 围绕所述轴布置的带轮；
[0072] 安装在所述轴和所述带轮之间的扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包括：
[0073] 包括第一间隙的大体圆柱形轴承；以及
[0074] 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环，所述公差环包括第二间隙，
[0075] 其中所述扭矩限制组件可旋转地联接所述轴和所述带轮，并且其中所述扭矩限制 组件配置成当超过阈值扭矩T时相 对于所述轴和所述带轮中的至少一个旋转。
[0076] 项4.根据项1或2中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括第一间 隙，并且其中所述公差环包括第二间隙。
[0077] 项5.根据项3或4中的任一项所述的组件，其中所述第一间隙位于由离参考轴线 的距离测量的圆周位置心，并且Cu在大约45°到大约135°之间并且包括45°和135°在 内的范围内，如50°到130°之间并且包括50°和130°在内，55°到125°之间并且包括 55°和125°在内，60°到120°之间并且包括60°和120°在内，65°到115°之间并且包 括65°和115°在内，70°到110°之间并且包括70°和110°在内，75°到105°之间并 且包括75°和105°在内，80°到100°之间并且包括80°和100°在内，或85°到95°之 间并且包括85°和95°在内。
[0078] 项6.根据项5所述的组件，其中CUS本上为90°。
[0079] 项7.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述第二间隙位于由离参考轴 线的距离测量的圆周位置Q2，Q2在大约225°到大约315°之间并且包括225°和315°在 内的范围内，如230°到310°之间并且包括230°和310°在内，235°到305°之间并且包 括235°和305°在内，240。到300°之间并且包括240°和300°在内，245。到295°之 间并且包括245°和295°在内，250°到290°之间并且包括250°和290°在内，255°到 285°之间并且包括255°和285°在内，260°到280°之间并且包括260°和280°在内， 或265°到275°之间并且包括265°和275°在内。
[0080] 项8.根据项7所述的组件，其中Q基本上为270°。
[0081] 项9.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述第一间隙和所述第二间隙 是直径相对的。
[0082] 项10.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述第一间隙和所述第二间 隙基本上沿着穿过所述组件的中心的线位于所述组件的相对侧。
[0083] 项11.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述轴承包括总厚度TB，并且 所述公差环包括总厚度1\，并且TB> 10%Tt，如彡25%Tt，彡50%Tt，彡75%Tt，或彡100% Tt〇
[0084] 项12.根据项10所述的组件，其中Tb< 500%Tt，如彡450%Tt，彡400%Tt， 彡 300%Tt，或彡 200%Tt〇
[0085] 项13.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括衬 底和布置在所述衬底上的聚合物层，其中所述聚合物层包括厚度TPy其中所述公差环包括 侧壁厚度Tsw，并且其中TPL彡1%Tsw，如彡5%Tsw，彡10%Tsw，彡50%Tsw，或彡75%Tsw。
[0086] 项14.根据项13所述的组件，其中K500%Tsw，如彡450%Tsw，彡400%Tsw， 彡 300%Tsw，或彡 200%Tsw〇
[0087] 项15.根据项13所述的组件，其中所述衬底包括金属。
[0088] 项16.根据项13所述的组件，其中所述聚合物层包括低摩擦聚合物。
[0089] 项17.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括具 有第一凸缘的第一轴向端部和具有第二凸缘的第二轴向端部，并且其中所述公差环布置在 所述第一凸缘和所述第二凸缘之间。
[0090] 项18.根据项17所述的组件，其中每个凸缘包括第一部分，所述第一部分从所述 轴承的所述第一轴向端部或所述第二轴向端部径向向外延伸，其中所述公差环的第一轴向 端部与所述第一凸缘的所述第一部分接合，并且其中所述公差环的第二轴向端部与所述第 二凸缘的所述第一部分接合。
[0091] 项19.根据项18所述的组件，其中每个凸缘包括第二部分，所述第二部分轴向向 内延伸以形成围绕所述轴承的第一轴向端部的第一公差环槽和围绕所述轴承的第二轴向 端部的第二公差环槽，其中所述公差环的第一轴向端部配合到所述第一公差环槽中并且所 述公差环的第二轴向端部配合到所述第二公差环槽中。
[0092] 项20.根据项17所述的组件，其中所述公差环的所述轴向端部附着到所述轴承的 所述凸缘。
[0093] 项21.根据项20所述的组件，其中所述凸缘卷曲到所述公差环的所述轴向端部 上。
[0094] 项22.根据项20所述的组件，其中所述凸缘焊接到所述公差环的所述轴向端部。 [0095]项23.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述扭矩限制组件配置成提 供在所述扭矩限制组件和所述内部部件之间测量的动态摩擦力FD，其中所述扭矩限制组 件配置成提供在所述扭矩限制组件和所述内部部件之间测量的静态摩擦力Fs，并且其中 Fs彡2Fd，如彡5Fd，或彡10Fd。
[0096]项24.根据项23所述的组件，其中Fs< 100Fd，如彡75Fd，彡50Fd，或彡25Fd。
【主权项】
1. 一种扭矩限制组件，其包括： 大体圆柱形轴承；以及 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环， 其中所述扭矩限制组件配置成安装在内部部件和外部部件之间，其中所述扭矩限制组 件配置成可旋转地联接所述内部部件和所述外部部件，并且其中所述扭矩限制组件配置成 当超过阈值扭矩T时相对于所述内部部件和所述外部部件中的至少一个旋转。2. -种组件，其包括： 内部部件； 围绕所述内部部件布置的外部部件；以及 布置在所述内部部件和所述外部部件之间的扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包括： 大体圆柱形轴承；以及 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环， 其中所述扭矩限制组件可旋转地联接所述内部部件和所述外部部件，并且其中所述扭 矩限制组件配置成当超过阈值扭矩T时相对于所述内部部件和所述外部部件中的至少一 个旋转。3. -种组件，其包括： 轴； 围绕所述轴布置的带轮； 安装在所述轴和所述带轮之间的扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包括： 包括第一间隙的大体圆柱形轴承；以及 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环，所述公差环包括第二间隙， 其中所述扭矩限制组件可旋转地联接所述轴和所述带轮，并且其中所述扭矩限制组件 配置成当超过阈值扭矩T时相对于所述轴和所述带轮中的至少一个旋转。4. 根据权利要求3所述的组件，其中所述第一间隙位于由离参考轴线的距离测量的圆 周位置Cu，并且Cu在大约45°到大约135°之间并且包括45°和135°在内的范围内。5. 根据权利要求3所述的组件，其中所述第二间隙位于由离参考轴线的距离测量的圆 周位置Q2，Q2在大约225°到大约315°之间并且包括225°和315°在内的范围内。6. 根据权利要求3所述的组件，其中所述第一间隙和所述第二间隙是直径相对的。7. 根据权利要求1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括总厚 度Tb，其中所述公差环包括总厚度Tt，并且其中TB> 10%TT。8. 根据权利要求7所述的组件，其中TbS500%TT。9. 根据权利要求1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括衬底 和布置在所述衬底上的聚合物层，其中所述聚合物层包括厚度T1^，其中所述公差环包括侧 壁厚度Tsw，并且其中TP> 1 %Tsw。10. 根据权利要求9所述的组件，其中T 500%Tsw。11. 根据权利要求9所述的组件，其中所述衬底包括金属。12. 根据权利要求1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括具有 第一凸缘的第一轴向端部和具有第二凸缘的第二轴向端部，并且其中所述公差环布置在所 述第一凸缘和所述第二凸缘之间。13. 根据权利要求12所述的组件，其中每个凸缘包括第一部分，所述第一部分从所述 轴承的所述第一轴向端部或所述第二轴向端部径向向外延伸，其中所述公差环的第一轴向 端部与所述第一凸缘的所述第一部分接合，并且其中所述公差环的第二轴向端部与所述第 二凸缘的所述第一部分接合。14. 根据权利要求12所述的组件，其中所述公差环的所述轴向端部附着到所述大体圆 柱形轴承的所述凸缘。15. 根据权利要求1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述扭矩限制组件配置成提 供在所述扭矩限制组件和所述内部部件之间测量的动态摩擦力FD，其中所述扭矩限制组 件配置成提供在所述扭矩限制组件和所述内部部件之间测量的静态摩擦力Fs，并且其中 Fs 彡 2Fd。
【专利摘要】本发明提供一种扭矩限制组件，所述扭矩限制组件可以包括大体圆柱形轴承和围绕大体圆柱形轴承布置的公差环。扭矩限制组件配置成安装在内部部件和外部部件之间并且可旋转地联接内部部件和外部部件。扭矩限制组件配置成当超过阈值扭矩T时相对于内部部件和外部部件中的至少一个旋转。
【IPC分类】F16D7/02, F16D43/20, F16H35/10
【公开号】CN104903606
【申请号】CN201380069464
【发明人】T·J·哈甘
【申请人】美国圣戈班性能塑料公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月18日
【公告号】EP2938897A1, US9115763, US20140187336, WO2014105559A1
【技术领域】
[0001] 本公开总体上涉及轴承组件，并且特别地涉及扭矩限制组件。
【背景技术】
[0002] 本公开涉及扭矩限制组件，其中扭矩限制器可以提供组件的部件之间的过盈配 合，其中第一部件具有位于第二部件的圆柱形腔孔中的圆柱形部分。特别地，本公开涉及提 供圆柱形部件（如轴）和围绕轴安装的外部部件之间的有限过盈配合的扭矩限制组件。
[0003] 扭矩限制器总体上包括围绕轴安装的滑动构件。另一构件可以围绕滑动构件被安 装并且可以接合腔孔的内壁。轴和形成有腔孔的部件可以一起旋转直到超过扭矩极限。当 超过扭矩极限时，轴可以在滑动构件内滑动。
[0004] 工业仍然需要可以允许轴和安装在轴上的部件之间的限制角运动的扭矩限制组 件的改进。
【附图说明】
[0005] 通过参考附图，本领域的技术人员可以更好地理解本公开，并且可以显而易见本 公开的许多特征和优点。
[0006] 图1包括根据实施例的扭矩限制组件的端视平面图。
[0007] 图2包括在图1的圆圈A中看到的根据实施例的扭矩限制组件的一部分的放大端 视平面图。
[0008] 图3包括根据实施例的扭矩限制组件的端视平面图。
[0009] 图4包括根据实施例的扭矩限制组件的横截面图。
[0010] 图5包括根据实施例的部署在旋转组件中的扭矩限制组件的横截面图。
[0011] 不同图中的相同附图标记的使用指示相似或相同项。
【具体实施方式】
[0012] 以下描述涉及轴承组件，并且特别地，涉及扭矩限制组件，其可以在空调压缩机组 件内安装在压缩机轴和形成于压缩机带轮中的腔孔之间。在一方面，扭矩限制组件可以围 绕压缩机轴配合，并且然后压缩机带轮可以围绕扭矩限制组件安装。替代地，扭矩限制组件 可以被插入到形成于带轮中的腔孔中并且压缩机轴可以插入通过扭矩限制公差环。
[0013] 在典型的安装中，扭矩限制组件可以提供内部和外部部件之间的有限过盈配合。 因而，内部和外部部件可以静态地联接并且可以一起旋转。如果内部和外部部件之间的扭 矩变为大于过盈配合的力，则内部和外部部件可以相对于彼此旋转。当内部和外部部件之 间的扭矩降到低于过盈配合的力时，两个部件可以彼此再接合。
[0014] 根据本文中所述的一个或多个实施例的扭矩限制公差环可以包括轴承，所述轴承 具有金属衬底和布置在其上的轴承材料。公差环可以围绕轴承并且可以包括多个突起，所 述多个突起可以从公差环的主体径向向外延伸。扭矩限制组件可以安装在内部部件（例 如，轴）上或形成于外部部件（例如，带轮）中的腔孔内。如果操作扭矩超过阈值，则轴可 以相对于带轮移动并且在轴承内滑动。
[0015] 初始参考图1至3,扭矩限制组件被显示并且大体上标示为100。图4示出扭矩限 制组件100的横截面图。
[0016]如图1至4中所示，扭矩限制组件100可以包括具有大体圆柱形主体104的轴承 102。主体104可以包括侧壁106,所述侧壁可以包括第一轴向端部108和第二轴向端部 110。间隙112 (例如，第一间隙）可以形成于主体104的侧壁106中。间隙112可以沿着 主体104的侧壁106的整个轴向长度延伸以形成轴承102中的裂缝。
[0017] 在特定方面，如图2中所示，轴承102可以包括具有衬底114和聚合物层116的层 压件。在特定方面，衬底114可以包括金属。轴承102可以成形为圆柱，如图所示，并且可 以包括内部轴接触表面118。内部轴接触表面118可以包括聚合物层116。在特定方面，层 压件可以包括金属衬底上的含氟聚合物的层压件。含氟聚合物可以使用机械附着或层压用 含氟聚合物热熔性粘合剂附着到衬底。在示例性实施例中，含氟聚合物可以包括例如PTFE， 并且衬底可以包括例如铝、钢、青铜、铜或它们的合金。在特定实施例中，层压件可以基本上 没有铅。
[0018] 在特定方面，聚合物层116可以包括一种或多种填充物，如石墨、玻璃、芳香族聚 酯（EKONGL?)、青铜、锌、氮化硼、碳和/或聚酰亚胺。而且，在一方面，聚合物层116可 以包括石墨和聚酯两种填充物。聚合物（如PTFE)中的这些填充物的每一种的浓度可以大 于1%、大于5%、大于10%、大于20%或大于25% (重量）。金属和含氟聚合物之间或嵌 入含氟聚合物中的附加层（如青铜网）也可以被使用。
[0019] 这样的材料的例子可以包括从Saint-GobainPerformancePlasticsInc?可获 得的NORGLIDE?系列产品。NORGLIDE产品的合适例子包括NORGLIDEPRO、M、SM、T和 SMTL。在另一方面，轴承102可以包括自润滑金属轴承材料。
[0020] 在特定方面，轴承102上的聚合物层116的厚度可以围绕轴承102的圆周变化。 在另一方面，聚合物层116可以在衬底114上是大致均匀的。在特定方面，聚合物层116可 以具有厚度TPL，并且TPL可以彡30ym，如彡50ym，彡75ym，或彡100ym。而且，TPL可以 彡250ym，如彡200ym，或彡150ym。在该方面，可以在本文中所述的TPL的最大和最 小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何一个在内的范围内。
[0021] 例如，TPL可以彡30ym并且彡250ym，如彡30ym并且彡200ym，或彡30ym并 且彡150ym。进一步地，TPL可以彡50ym并且彡250ym，如彡50ym并且彡200ym，或 彡50ym并且彡150ym。更进一步地，可以彡75ym并且彡250ym，如彡75ym并且 彡200ym，或彡75ym并且彡150ym。再进一步地，TPL可以彡100ym并且彡250ym，如 彡 100ym并且< 200ym，或彡 100ym并且< 150ym。
[0022] 在另一方面，衬底114可以具有厚度TM，并且TM可以彡100ym，如彡150ym， 多200ym，或多250ym。而且，TM可以<5. 0mm，如<4. 0mm，或<2. 0mm。在该方面，TM可 以在本文中所述的TM的最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何 一个在内的范围内。例如，TM可以多100ym并且< 5. 0_，如多100ym并且< 4. 0_，或 多100ym并且< 2. 0mm。而且，TM可以多150ym并且< 5. 0mm，如多150ym并且< 4. 0mm，或 多150ym并且< 2. 0mm。另外，TM可以多200ym并且< 5. 0mm，如多200ym并且< 4. 0mm， 或彡200ym并且彡2.0mm。进一步地，TM可以彡250ym并且彡5.Omm，如彡250ym并且 <4. 0mm，或多 250ym并且< 2. 0mm。
[0023] 如图4中所示，轴承102可以包括从轴承102的第一轴向端部108延伸的第一凸 缘120和从第二轴向端部110延伸的第二凸缘122。每个凸缘120、122可以包括从轴承102 的第一或第二轴向端部108、110径向向外（例如，远离轴承102的中心）延伸的第一部分 124。进一步地，每个凸缘120、122可以包括在平行于扭矩限制组件100的中心轴线128(在 图1中显示）的方向上轴向地延伸的第二部分126。在特定方面，第一凸缘120可以包括围 绕轴承102的第一轴向端部108形成的第一公差环槽130,并且第二凸缘122可以包括围绕 轴承102的第二轴向端部110形成的第二公差环槽132。
[0024] 扭矩限制组件100还可以包括围绕轴承102安装并且与轴承接合的公差环150。 公差环150可以包括具有侧壁154的大体圆柱形主体152。侧壁154可以包括第一轴向端 部156和第二轴向端部158。进一步地，侧壁154可以包括未精整部分160和从未精整部分 160径向地（例如，径向向外）延伸的多个突起162。
[0025] 在另一方面，如图3中所示，轴承102可以围绕公差环150安装使得接触表面118 是外部接触表面并且公差环150可以具有径向向内延伸的突起162。
[0026] 在任一方面（即，突起162径向向内或径向向外延伸），每个突起162可以从未成 形部分160延伸并且每个突起162可以由公差环150的未成形部分160围绕。
[0027] 如图1至3中所示，公差环150可以包括形成于公差环150的侧壁154中的间隙 164 (例如，第二间隙）。间隙164可以沿着侧壁154的整个轴向长度延伸以形成公差环150 中的裂缝。
[0028] 如图4中所示，公差环150可以安装在轴承102上使得公差环150的第一轴向端 部156配合到形成于轴承102的第一轴向端部108上的第一公差环槽130中，并且公差环 150的第二轴向端部158配合到形成于轴承102的第二轴向端部110上的第二公差环槽132 中。而且，公差环150的未成形部分160可以接合轴承102的金属衬底116。
[0029] 如图所示，公差环102轴向地附着在轴承102的第一和第二凸缘120、122之间。而 且，公差环150的第一轴向端部156可以接合或邻接轴承102上的第一凸缘120的第一部 分124,并且公差环150的第二轴向端部158可以接合或邻接轴承102 上的第二凸缘122的 第一部分124。第一凸缘120的第二部分126可以折叠在公差环150的第一轴向端部156 上并且第二凸缘122的第二部分126可以折叠在公差环150的第二轴向端部158上。
[0030] 在特定方面，公差环150的轴向端部156、158可以附着到轴承102的凸缘122、 124。例如，凸缘122、124的每一个可以卷曲到公差环150的相应轴向端部156、158上。而 且，每个凸缘122、124可以焊接到公差环150的相应轴向端部156、158。
[0031] 再次参考图1和3,形成于轴承102中的间隙112可以位于圆周位置Cu，所述圆周 位置从穿过扭矩限制组件100的中心并且平分扭矩限制组件100的参考轴线170被测量。 Cu可以在45°到135°之间并且包括45°和135°在内的范围内，如50°到130°之间 并且包括50°和130°在内，55°到125°之间并且包括55°和125°在内，60°到120° 之间并且包括60°和120°在内，65°到115°之间并且包括65°和115°在内，70°到 110°之间并且包括70°和110°在内，75°到105°之间并且包括75°和105°在内，80° 到100°之间并且包括80°和100°在内，或85°到95°之间并且包括85°和95°在内。 在另一方面，Cu可以基本上为90°。
[0032] 如图所示，形成于公差环150中的间隙164可以位于从参考轴线170测量的圆周 位置Q。在特定实施例中，Q可以在225°到315°之间并且包括225°和315°在内的 范围内，如230°到310°之间并且包括230°和310°在内，235°到305°之间并且包括 235°和305°，240°到300°之间并且包括240°和300°，245°到295°之间并且包括 245°和295°，250°到290°之间并且包括250°和290°，255°到285°之间并且包括 255°和285°，260°到280°之间并且包括260°和280°，或265°到275°之间并且包 括265°和275°。在另一方面，Cl2可以基本上为270°。
[0033] 进一步地，间隙112和间隙164可以是直径相对的。换句话说，间隙112和间隙 164可以基本上沿着穿过扭矩限制组件100的中心的线位于扭矩限制组件100的相对侧。
[0034] 在特定方面，轴承102可以包括总厚度TB，并且公差环可以包括总厚度Tt，所述 总厚度1\由最大厚度测量（例如，从公差环侧壁到突起162的顶点）。在该方面，TB可以 彡10%Tt，如彡25%Tt，彡50%Tt，彡75%Tt，或彡100%Tt。进一步地，TB可以彡500% Tt，如彡450%Tt，彡400%Tt，彡300%Tt，或彡200%Tt。在另一方面，Tb可以在上述的Tb 的最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何一个在内的范围内。
[0035] 例如，Tb可以彡10%Tt并且彡500%Tt，如彡10%Tt并且彡450%Tt，彡10%Tt 并且彡400%Tt，彡10%Tt并且彡300%Tt，或彡10%Tt并且彡200%Tt。Tb可以彡25% Tt并且彡500%Tt，如彡25%Tt并且彡450%Tt，彡25%Tt并且彡400%Tt，彡25%Tt并 且彡300%Tt，或彡25%Tt并且彡200%Tt。TB可以彡50%Tt并且彡500%Tt，如彡50% Tt并且< 450%Tt，彡 50%Tt并且< 400%Tt，彡 50%Tt并且< 300%Tt，或彡 50%Tt并 且彡200%Tt。Tb可以彡75%Tt并且彡500%Tt，如彡75%Tt并且彡450%Tt，彡75%Tt 并且彡400%Tt，彡75%Tt并且彡300%Tt，或彡75%Tt并且彡200%Tt。而且，Tb可以 彡100%Tt并且彡500%Tt，如彡100%Tt并且彡450%Tt，彡100%Tt并且彡400%Tt， 彡 100%Tt并且< 300%Tt，或彡 100%Tt并且< 200%Tt。
[0036] 在另一方面，聚合物层116可以具有厚度TPy并且公差环150可以包括侧壁厚度 Tsw，所述厚度通过公差环150的未成形部分160被测量。TP^T以彡1%Tsw，如彡5%Tsw， 彡 10%Tsw，彡 50%Tsw，或彡 75%Tsw。进一步地，TPL可以彡 500%Tsw，如彡 450%Tsw，彡 400% Tsw，< 300%Tsw，或< 200%Tsw。在另一方面，TP^T以在本文中所述的Tk的最大或最小值 的任何一个之间并且包括该最大或最小值的任何一个在内的范围内。
[0037] 例如，TPL可以彡1%Tsw并且彡500%Tsw，如彡1%Tsw并且彡450%Tsw，彡1%Tsw 并且彡400%Tsw，彡1%Tsw并且彡300%Tsw，或彡1%Tsw并且彡200%Tsw。TPL可以彡5% Tsw并且彡500 %Tsw，如彡5 %Tsw并且彡450 %Tsw，彡5 %Tsw并且彡400 %Tsw，彡5 %Tsw并 且彡300%Tsw，或彡5%Tsw并且彡200%Tsw。TPL可以彡10%Tsw并且彡500%Tsw，如彡10% Tsw并且彡450%Tsw，彡10%Tsw并且彡400%Tsw，彡10%Tsw并且彡300%Tsw，或彡10% Tsw并且彡200 %Tsw。TPL可以彡50 %Tsw并且彡500 %Tsw，如彡50 %Tsw并且彡450 %Tsw， 彡50%Tsw并且彡400%Tsw，彡50%Tsw并且彡300%Tsw，或彡50%Tsw并且彡200%Tsw。Tpl 可以彡75%Tsw并且彡500%Tsw，如彡75%Tsw并且彡450%Tsw，彡75%Tsw并且彡400% Tsw，彡75%Tsw并且彡300%Tsw，或彡75%Tsw并且彡200%Tsw。进一步地，TPL可以彡100% Tsw并且彡 500%Tsw，如彡 100%Tsw并且彡 450%Tsw，彡 100%Tsw并且彡 400%Tsw，彡 100% Tsw并且彡 300%Tsw，或彡 100%Tsw并且彡 200%Tsw。
[0038] 图5显示部署在旋转组件200中的扭矩限制组件100。旋转组件200可以包括内 部部件202和外部部件204。扭矩限制组件100可以安装在其间。在使用期间，如果超过阈 值扭矩T，则内部部件202可以在扭矩限制组件100的轴承102内滑动。否则，内部部件102 可以保持静态地联接到外部部件204。当压缩地安装在内部部件202和外部部件204之间 时，由形成于公差环150上的突起162提供的径向力可以提供作用于外部部件204的大致 法向力。由公差环150提供的法向力可以提供夹紧力，所述夹紧力可以克服轴承102和内 部部件202之间的较低摩擦，并且可以显著地增加轴承102和内部部件202之间的静态摩 擦Fs或牵引。然而，轴承102和内部部件202之间的动态摩擦FD可以保持明显低于Fs，并 且如果内部和外部部件202、204之间的扭矩T超过阈值，则内部部件202可以开始在扭矩 限制组件100内滑动。当内部部件202滑动时，较低动态摩擦FD将进一步促进滑动并且将 允许轴在扭矩限制组件100内相对容易地旋转。其后，如果扭矩减小，则法向力可以克服较 低FD并且用作内部部件202上的制动直到完全克服FD并且恢复Fs。
[0039] 在特定方面，Fs可以彡Fd，如彡2Fd，彡5Fd，或彡10Fd。在另一方面，Fs可以彡100Fd， 如彡75Fd，彡50Fd，或彡25Fd。Fs可以在本文中所述的Fs的值的任何一个之间并且包括该任 何一个值在内的范围内。例如，Fs可以彡2FD并且彡100FD，如彡2FD并且彡75FD，彡2FD并 且彡50FD，或彡2FD并且彡25FD。Fs可以彡5FD并且彡100FD，如彡5FD并且彡75FD，彡5FD并 且彡50Fd，或彡5Fd并且彡25Fd。Fs可以彡10Fd并且彡100Fd，如彡10Fd并且彡75Fd，彡10Fd 并且彡50Fd，或彡10Fd并且彡25Fd。
[0040] 径向力在很大程度上取决于公差环150的壁厚度。当壁厚度增加并且径向力弹簧 负荷率增加时轴承上的聚合物层116的厚度可以增加。
[0041] 因此，扭矩限制组件100可以在较高扭矩应用（例如，大于4, 000每分钟转数 (RPM))中被使用，并且可以通过允许轴在这样的应用中会出现的更加高的扭矩下滑动而基 本上最小化扭矩的变化。
[0042] 在特定方面，旋转组件200可以是空调压缩机组件，例如用于机动车辆的皮带驱 动空调压缩机组件。进一步地，在该特定方面，内部部件202可以是从空调压缩机延伸的压 缩机轴，并且外部部件204可以是围绕压缩机轴安装的压缩机带轮。驱动皮带（未显示） 可以至少部分地围绕压缩机带轮的外圆周延伸。
[0043]当皮带移动时，压缩机带轮可以旋转。在接合配置中，压缩机轴静态地联接到压缩 机带轮，压缩机轴也可以旋转。在空气压缩机内的故障（例如，轴承卡住）的情况下，压缩 机轴会在空气压缩机内卡住并且停止旋转。如果轴卡住，则压缩机轴/压缩机带轮组件内 的扭矩可以超过阈值扭矩并且轴可以在轴承内旋转而不损坏带轮。
[0044] 因此，当扭矩保持高于阈值时，轴承102可以允许轴在其中旋转而没有严重损坏 的风险。因而，驱动皮带、压缩机带轮或对皮带进行驱动或正由驱动皮带驱动的其它部件的 损坏的 风险可以显著地减小。
[0045] 在特定方面，扭矩限制组件100的公差环部分150可以由金属、金属合金或它们 的组合制造。金属可以包括含铁金属。进一步地，金属可以包括钢。钢可以包括不锈钢， 如奥氏体不锈钢。而且，钢可以包括具有铬、镍或它们的组合的不锈钢。例如，钢可以是 X10CrNil8-8不锈钢。进一步地，公差环可以包括维氏角锥硬度值VPN，VPN可以彡350,如 彡375,彡400,彡425,或彡450。VPN也可以彡500,彡475,或彡450。VPN也可以在本文中 所述的VPN值的任何一个之间并且包括该任何一个VPN值在内的范围内。在另一方面中，公 差环可被处理以提高其耐腐蚀性。特别地，公差环可以被钝化。例如，公差环可以根据ASTM 标准A967被钝化。
[0046] 在另一方面，可以形成公差环的库存材料可以具有厚度t，并且t可以彡0. 05mm， 如> 0? 1mm，> 0? 2mm，> 0? 3mm，或> 0? 4mm。在另一方面，t可以< 1. 0mm，如< 0? 75mm，或 < 0. 5mm。而且，t可以在上面公开的t的最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和 最小值的任何一个在内的范围内。
[0047]例如，t可以> 0. 05mm并且< 1. 0mm，如X). 05mm并且< 0. 75mm，或> 0. 05mm并且 < 0? 5mm。进一步地，t可以> 0? 1mm并且< 1. 0mm，如> 0? 1mm并且< 0? 75mm，或> 0? 1mm并且< 0? 5臟。在另一方面，t可以> 0? 2臟并且< 1. 0臟，如> 0? 2臟并且< 0? 75臟，或 > 0? 2mm并且< 0? 5mm。而且，t可以> 0? 3mm并且< 1. 0mm，如> 0? 3mm并且< 0? 75mm，或 > 0? 3mm并且< 0? 5mm。另外，t可以> 0? 4mm并且< 1. 0mm，如> 0? 4mm并且< 0? 75mm，或 > 0? 4mm并且< 0? 5mm。
[0048] 根据本文中所述的方面的任何一个的公差环可以具有总外径0D，并且0D可以 > 5mm，如 > 10mm，> 20mm，> 30mm，或 > 40mm〇 0D可以 < 100mm，如 < 90mm，< 80mm， < 70mm，< 60mm，或< 50mnu0D可以在本文中所述的0D的最大和最小值的任何一个之间 并且包括该最大和最小值的任何一个在内的范围内。
[0049]例如，0D可以 > 5mm并且 < 100mm，如 > 5mm并且< 90mm，> 5mm并且 < 80mm， > 5mm并且< 70mm，> 5mm并且< 60mm，或> 5mm并且< 50mmD0D可以> 10mm并且< 100mm， 如 > 10mm并且< 90mm，> 10mm并且< 80mm，> 10mm并且< 70mm，> 10mm并且< 60mm， 或 > 10mm并且< 50mnu0D可以 > 20mm并且< 100mm，如 > 20mm并且< 90mm，> 20mm并 且< 80mm，> 20mm并且< 70mm，> 20mm并且< 60mm，或> 20mm并且< 50mnu进一步地， 〇D可以 > 30mm并且< 100mm，如 > 30mm并且< 90mm，> 30mm并且< 80mm，> 30mm并且 < 70mm，> 30mm并且< 60mm，或> 30mm并且< 50mm。另外，0D可以> 40mm并且< 100mm， 如 > 40mm并且< 90mm，> 40mm并且< 80mm，> 40mm并且< 70mm，> 40mm并且< 60mm，或 > 40mm并且< 50mm〇
[0050] 在另一方面，公差环可以具有总轴向长度L，并且L可以彡5mm，如彡10mm，或 > 15mm。另外，L可以< 50mm，如< 40mm，< 30mm，或< 20mm。而且，L可以在上述的L的 最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何一个在内的范围内。
[0051]例如，L可以 > 5mm并且 < 50mm，如 > 5mm并且 < 40mm，> 5mm并且 < 30mm，或 > 5mm并且< 20mnu进一步地，L可以> 10mm并且< 50mm，如> 10mm并且< 40mm，> 10mm 并且< 30臟，或> 5臟并且< 20臟。更进一步地，L可以> 15臟并且< 50臟，如> 15臟并 且< 40mm，> 15mm并且< 30mm，或 > 15mm并且< 20mm。
[0052] 在另一方面，每个突起可以具有径向高度HR，并且HR可以彡0. 3mm，如彡0. 4mm， > 0. 5mm，> 0. 6mm，或> 0. 7mm。HR也可以< 1. 5mm，如< 1. 25mm，或<lmm。HR也可以在本 文中所述的HR的最大和最小值的任何一个之间并且包括该最大和最小值的任何一个在内 的范围内。
[0053]例如，HR可以 > 0? 3mm并且< 1. 5mm，如 > 0? 3mm并且< 1. 25mm，或> 0? 3mm并且 < 1mm。进一步地，馬可以多0? 4mm并且< 1. 5mm，如多0? 4mm并且< 1. 25mm，或多0? 4mm 并且< 1臟。HR可以多0? 5臟并且< 1. 5臟，如多0? 5臟并且< 1. 25臟，或多0? 5臟并且 < 1臟。而且，HR可以多0? 6臟并且< 1. 5臟，如多0? 6臟并且< 1. 25臟，或多0? 6臟并且 < 1臟。另外，HR可以多0? 7臟并且< 1. 5臟，如多0? 7臟并且< 1. 25臟，或多0? 7臟并且 < lmm〇
[0054] 本领域的技术人员可以认识到可以有可以使用具有本文中描述的一个或多个特 性的扭矩限制公差环的其它应用。
[0055] 上面公开的主题应当被理解为示例性的而不是限制性的，并且附带的权利要求旨 在涵盖属于本发明的真实范围内的所有这样的修改、改进和其它实施例。因此，在法律允许 的最大范围内，本发明的范围将由以下权利要求及其等效物的最广义的允许解释确定，并 且不应当由前面的详细描述约束或限制。
[0056]另外，在前面的详细描述中，为了精简本公开，各种特征可以被组合在一起或在单 个实施例中被描述。本公开不应当被解释为反映要求权利的实施例需要比每个权利要求中 明确叙述的更多的特征的意图。而是，如以下权利要求所反映的，本发明的主题可以涉及少 于任何公开实施例的所有特征。因此，以下权利要求被包含到详细描述中，每个权利要求独 立地限定单独要求权利的主题。
[0057]通
[0058] 项1.一种扭矩限制组件，其包括：
[0059] 大体圆柱形轴承；以及
[0060] 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环，
[0061] 其中所述扭矩限制组件配置成安装在内部部件和外部部件之间，其中所述扭矩限 制组件配置成可旋转地联接所述内部部件和所述外部部件，并且其中所述扭矩限制组件配 置成当超过阈值扭矩T时相对于所述内部部件和所述外部部件中的至少一个旋转。
[0062] 项2.-种组件，其包括：
[0063] 内部部件；
[0064] 围绕所述内部部件布置的外部部件；以及
[0065] 布置在所述内部部件和所述外部部件之间的扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包 括：
[0066] 大体圆柱形轴承；以及
[0067] 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环，
[0068] 其中所述扭矩限制组件可旋转地联接所述内部部件和所述外部部件，并且其中所 述扭矩限制组件配置成当超过阈值扭矩T时相对于所述内部部件和所述外部部件中的至 少一个旋转。
[0069]项3.-种组件，其包括：
[0070]轴；
[0071] 围绕所述轴布置的带轮；
[0072] 安装在所述轴和所述带轮之间的扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包括：
[0073] 包括第一间隙的大体圆柱形轴承；以及
[0074] 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环，所述公差环包括第二间隙，
[0075] 其中所述扭矩限制组件可旋转地联接所述轴和所述带轮，并且其中所述扭矩限制 组件配置成当超过阈值扭矩T时相 对于所述轴和所述带轮中的至少一个旋转。
[0076] 项4.根据项1或2中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括第一间 隙，并且其中所述公差环包括第二间隙。
[0077] 项5.根据项3或4中的任一项所述的组件，其中所述第一间隙位于由离参考轴线 的距离测量的圆周位置心，并且Cu在大约45°到大约135°之间并且包括45°和135°在 内的范围内，如50°到130°之间并且包括50°和130°在内，55°到125°之间并且包括 55°和125°在内，60°到120°之间并且包括60°和120°在内，65°到115°之间并且包 括65°和115°在内，70°到110°之间并且包括70°和110°在内，75°到105°之间并 且包括75°和105°在内，80°到100°之间并且包括80°和100°在内，或85°到95°之 间并且包括85°和95°在内。
[0078] 项6.根据项5所述的组件，其中CUS本上为90°。
[0079] 项7.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述第二间隙位于由离参考轴 线的距离测量的圆周位置Q2，Q2在大约225°到大约315°之间并且包括225°和315°在 内的范围内，如230°到310°之间并且包括230°和310°在内，235°到305°之间并且包 括235°和305°在内，240。到300°之间并且包括240°和300°在内，245。到295°之 间并且包括245°和295°在内，250°到290°之间并且包括250°和290°在内，255°到 285°之间并且包括255°和285°在内，260°到280°之间并且包括260°和280°在内， 或265°到275°之间并且包括265°和275°在内。
[0080] 项8.根据项7所述的组件，其中Q基本上为270°。
[0081] 项9.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述第一间隙和所述第二间隙 是直径相对的。
[0082] 项10.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述第一间隙和所述第二间 隙基本上沿着穿过所述组件的中心的线位于所述组件的相对侧。
[0083] 项11.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述轴承包括总厚度TB，并且 所述公差环包括总厚度1\，并且TB> 10%Tt，如彡25%Tt，彡50%Tt，彡75%Tt，或彡100% Tt〇
[0084] 项12.根据项10所述的组件，其中Tb< 500%Tt，如彡450%Tt，彡400%Tt， 彡 300%Tt，或彡 200%Tt〇
[0085] 项13.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括衬 底和布置在所述衬底上的聚合物层，其中所述聚合物层包括厚度TPy其中所述公差环包括 侧壁厚度Tsw，并且其中TPL彡1%Tsw，如彡5%Tsw，彡10%Tsw，彡50%Tsw，或彡75%Tsw。
[0086] 项14.根据项13所述的组件，其中K500%Tsw，如彡450%Tsw，彡400%Tsw， 彡 300%Tsw，或彡 200%Tsw〇
[0087] 项15.根据项13所述的组件，其中所述衬底包括金属。
[0088] 项16.根据项13所述的组件，其中所述聚合物层包括低摩擦聚合物。
[0089] 项17.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括具 有第一凸缘的第一轴向端部和具有第二凸缘的第二轴向端部，并且其中所述公差环布置在 所述第一凸缘和所述第二凸缘之间。
[0090] 项18.根据项17所述的组件，其中每个凸缘包括第一部分，所述第一部分从所述 轴承的所述第一轴向端部或所述第二轴向端部径向向外延伸，其中所述公差环的第一轴向 端部与所述第一凸缘的所述第一部分接合，并且其中所述公差环的第二轴向端部与所述第 二凸缘的所述第一部分接合。
[0091] 项19.根据项18所述的组件，其中每个凸缘包括第二部分，所述第二部分轴向向 内延伸以形成围绕所述轴承的第一轴向端部的第一公差环槽和围绕所述轴承的第二轴向 端部的第二公差环槽，其中所述公差环的第一轴向端部配合到所述第一公差环槽中并且所 述公差环的第二轴向端部配合到所述第二公差环槽中。
[0092] 项20.根据项17所述的组件，其中所述公差环的所述轴向端部附着到所述轴承的 所述凸缘。
[0093] 项21.根据项20所述的组件，其中所述凸缘卷曲到所述公差环的所述轴向端部 上。
[0094] 项22.根据项20所述的组件，其中所述凸缘焊接到所述公差环的所述轴向端部。 [0095]项23.根据项1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述扭矩限制组件配置成提 供在所述扭矩限制组件和所述内部部件之间测量的动态摩擦力FD，其中所述扭矩限制组 件配置成提供在所述扭矩限制组件和所述内部部件之间测量的静态摩擦力Fs，并且其中 Fs彡2Fd，如彡5Fd，或彡10Fd。
[0096]项24.根据项23所述的组件，其中Fs< 100Fd，如彡75Fd，彡50Fd，或彡25Fd。
【主权项】
1. 一种扭矩限制组件，其包括： 大体圆柱形轴承；以及 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环， 其中所述扭矩限制组件配置成安装在内部部件和外部部件之间，其中所述扭矩限制组 件配置成可旋转地联接所述内部部件和所述外部部件，并且其中所述扭矩限制组件配置成 当超过阈值扭矩T时相对于所述内部部件和所述外部部件中的至少一个旋转。2. -种组件，其包括： 内部部件； 围绕所述内部部件布置的外部部件；以及 布置在所述内部部件和所述外部部件之间的扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包括： 大体圆柱形轴承；以及 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环， 其中所述扭矩限制组件可旋转地联接所述内部部件和所述外部部件，并且其中所述扭 矩限制组件配置成当超过阈值扭矩T时相对于所述内部部件和所述外部部件中的至少一 个旋转。3. -种组件，其包括： 轴； 围绕所述轴布置的带轮； 安装在所述轴和所述带轮之间的扭矩限制组件，所述扭矩限制组件包括： 包括第一间隙的大体圆柱形轴承；以及 围绕所述大体圆柱形轴承布置的公差环，所述公差环包括第二间隙， 其中所述扭矩限制组件可旋转地联接所述轴和所述带轮，并且其中所述扭矩限制组件 配置成当超过阈值扭矩T时相对于所述轴和所述带轮中的至少一个旋转。4. 根据权利要求3所述的组件，其中所述第一间隙位于由离参考轴线的距离测量的圆 周位置Cu，并且Cu在大约45°到大约135°之间并且包括45°和135°在内的范围内。5. 根据权利要求3所述的组件，其中所述第二间隙位于由离参考轴线的距离测量的圆 周位置Q2，Q2在大约225°到大约315°之间并且包括225°和315°在内的范围内。6. 根据权利要求3所述的组件，其中所述第一间隙和所述第二间隙是直径相对的。7. 根据权利要求1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括总厚 度Tb，其中所述公差环包括总厚度Tt，并且其中TB> 10%TT。8. 根据权利要求7所述的组件，其中TbS500%TT。9. 根据权利要求1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括衬底 和布置在所述衬底上的聚合物层，其中所述聚合物层包括厚度T1^，其中所述公差环包括侧 壁厚度Tsw，并且其中TP> 1 %Tsw。10. 根据权利要求9所述的组件，其中T 500%Tsw。11. 根据权利要求9所述的组件，其中所述衬底包括金属。12. 根据权利要求1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述大体圆柱形轴承包括具有 第一凸缘的第一轴向端部和具有第二凸缘的第二轴向端部，并且其中所述公差环布置在所 述第一凸缘和所述第二凸缘之间。13. 根据权利要求12所述的组件，其中每个凸缘包括第一部分，所述第一部分从所述 轴承的所述第一轴向端部或所述第二轴向端部径向向外延伸，其中所述公差环的第一轴向 端部与所述第一凸缘的所述第一部分接合，并且其中所述公差环的第二轴向端部与所述第 二凸缘的所述第一部分接合。14. 根据权利要求12所述的组件，其中所述公差环的所述轴向端部附着到所述大体圆 柱形轴承的所述凸缘。15. 根据权利要求1、2或3中的任一项所述的组件，其中所述扭矩限制组件配置成提 供在所述扭矩限制组件和所述内部部件之间测量的动态摩擦力FD，其中所述扭矩限制组 件配置成提供在所述扭矩限制组件和所述内部部件之间测量的静态摩擦力Fs，并且其中 Fs 彡 2Fd。
【专利摘要】本发明提供一种扭矩限制组件，所述扭矩限制组件可以包括大体圆柱形轴承和围绕大体圆柱形轴承布置的公差环。扭矩限制组件配置成安装在内部部件和外部部件之间并且可旋转地联接内部部件和外部部件。扭矩限制组件配置成当超过阈值扭矩T时相对于内部部件和外部部件中的至少一个旋转。
【IPC分类】F16D7/02, F16D43/20, F16H35/10
【公开号】CN104903606
【申请号】CN201380069464
【发明人】T·J·哈甘
【申请人】美国圣戈班性能塑料公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月18日
【公告号】EP2938897A1, US9115763, US20140187336, WO2014105559A1
最新回复(0)