專利名稱:發(fā)電機(jī)柔性驅(qū)動聯(lián)接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本文所披露的主題涉及發(fā)電機(jī)的技術(shù)且,更特定而言,涉及用于發(fā)電機(jī)的柔性驅(qū) 動聯(lián)接。
背景技術(shù):
許多現(xiàn)代車輛運(yùn)用具有較大功率需求的電子和其它裝置。商用車輛,諸如半拖掛 車(semi-trailer),現(xiàn)包括計(jì)算機(jī)和娛樂系統(tǒng)。軍用車輛包括計(jì)算機(jī)設(shè)備以及雷達(dá),通信設(shè) 備以及武器系統(tǒng),所有這些都具有較高的能量需求。為了滿足這些增加的能量需求,許多車 輛現(xiàn)包括發(fā)電機(jī)系統(tǒng),其被配置成用于結(jié)合低速往復(fù)式發(fā)動機(jī)使用。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面,發(fā)電機(jī)組件包括轉(zhuǎn)子、在操作上聯(lián)接到轉(zhuǎn)子的附屬滑輪驅(qū) 動軸桿、以及在操作上與附屬滑輪驅(qū)動軸桿和轉(zhuǎn)子相聯(lián)接的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件。柔性驅(qū)動 聯(lián)接構(gòu)件包括多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán),其被配置成從轉(zhuǎn)子向附屬滑輪驅(qū)動軸桿傳輸扭矩,且基本 上無扭轉(zhuǎn)撓曲或扭轉(zhuǎn)變形(torsional deflection),并且同時(shí)允許附屬滑輪驅(qū)動軸桿在 徑向負(fù)荷下沿徑向偏轉(zhuǎn)、以及在軸向負(fù)荷下沿軸向偏轉(zhuǎn)以便調(diào)適附屬滑輪驅(qū)動軸桿的未對 準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括發(fā)動機(jī),發(fā)動機(jī)包括曲軸、在操作上聯(lián)接 到曲軸的轉(zhuǎn)子、在操作上聯(lián)接到轉(zhuǎn)子的附屬滑輪驅(qū)動軸桿、以及在操作上聯(lián)接著附屬滑輪 驅(qū)動軸桿與轉(zhuǎn)子的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件。柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件包括多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán),其被配置 成從轉(zhuǎn)子向附屬滑輪驅(qū)動軸桿傳輸扭矩,且基本上無扭轉(zhuǎn)變形,同時(shí)允許附屬滑輪驅(qū)動軸 桿在徑向負(fù)荷下沿徑向偏轉(zhuǎn)、以及在軸向負(fù)荷下沿軸向偏轉(zhuǎn)以便調(diào)適附屬滑輪驅(qū)動軸桿相 對于曲軸的未對準(zhǔn)。根據(jù)示范性實(shí)施例的又一方面,柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件包括多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)。該多個(gè) 撓曲驅(qū)動環(huán)中的每一個(gè)包括主體,主體具有中央開口和外邊緣部分。多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)中相 鄰的撓曲驅(qū)動環(huán)接合以形成彈性連接、用于從驅(qū)動構(gòu)件向從動構(gòu)件傳輸扭曲且基本上無扭 轉(zhuǎn)變形,同時(shí)允許從動構(gòu)件在徑向負(fù)荷下沿徑向偏轉(zhuǎn)和在軸向負(fù)荷下沿軸向偏轉(zhuǎn)以便調(diào)適 從動構(gòu)件與驅(qū)動構(gòu)件的未對準(zhǔn)。結(jié)合附圖來理解下文的描述,本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將會變得更加顯而 易見。
在說明書的結(jié)論中在權(quán)利要求書中特別地指出且明確地主張保護(hù)所被認(rèn)為的本 發(fā)明主旨。結(jié)合附圖來理解下文的具體描述,本發(fā)明的前述和其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將會變得顯 然,在附圖中圖1是根據(jù)示范性實(shí)施例的馬達(dá)發(fā)電機(jī)組件的截面透視圖,馬達(dá)發(fā)電機(jī)組件包括馬達(dá)部分和發(fā)電機(jī)組件;圖2是圖1的馬達(dá)發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)組件的截面立面圖;圖3是根據(jù)示范性實(shí)施例的圖2的發(fā)電機(jī)組件的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件的下部右側(cè)透 視圖;圖4是圖3的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件的截面立面圖;圖5是根據(jù)另一示范性實(shí)施例的發(fā)電機(jī)組件的截面立面圖,發(fā)電機(jī)組件包括柔性 驅(qū)動構(gòu)件;圖6是根據(jù)示范性實(shí)施例的圖5的發(fā)電機(jī)組件的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件的下部右側(cè)透 視圖;以及圖7是圖6的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件的截面立面圖。
具體實(shí)施方式
參考附圖以舉例的方式解釋了本發(fā)明的實(shí)施例以及優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式參看圖1和圖2,大體上以2示出發(fā)電機(jī)系統(tǒng),其被示出為呈根據(jù)示范性實(shí)施例構(gòu) 造的馬達(dá)發(fā)電機(jī)的形式。馬達(dá)發(fā)電機(jī)2包括馬達(dá)部分4和發(fā)電機(jī)組件6。馬達(dá)部分4呈內(nèi) 燃機(jī)的形式,其包括在操作上連接到驅(qū)動構(gòu)件或曲軸10的多個(gè)活塞(未圖示)。還示出馬 達(dá)部分4包括多個(gè)附屬滑輪12和13以及空轉(zhuǎn)滑輪或惰輪(idler pulley) 15和16。另外, 根據(jù)所圖示的示范性實(shí)施例,發(fā)電機(jī)組件6包括外殼21,轉(zhuǎn)子24和定子27定位于外殼21 內(nèi),外殼包括多個(gè)警告(未圖示)。發(fā)電機(jī)組件6包括第一附屬滑輪30和第二附屬滑輪32。 附屬滑輪32由多個(gè)機(jī)械緊固件(其中一個(gè)標(biāo)示為38)通過從動構(gòu)件或附屬滑輪牽伸軸桿 36而在操作上連接到曲軸10。附屬滑輪牽伸軸桿36經(jīng)由柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件40在操作上 連接到曲軸10。柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件40以下文更全面討論的方式允許附屬滑輪牽伸軸桿36 與曲軸10之間的對準(zhǔn)變化。如在圖3和圖4中最佳地示出,柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件40包括基板46,基板具有多個(gè) 開口(其中之一標(biāo)示為58)用于接納機(jī)械緊固件60 (圖2),機(jī)械緊固件60將柔性驅(qū)動聯(lián)接 構(gòu)件40固持到曲軸10。還示出柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件40包括多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)64至66,其將 會如下文更全面地討論,提供繞多個(gè)軸線的軸向撓曲以便調(diào)適附屬滑輪驅(qū)動軸桿36與曲 軸10之間的任何未對準(zhǔn)。除了撓曲驅(qū)動環(huán)64至66,柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件40包括呈軸桿附連 板形式的柔性驅(qū)動環(huán)68。軸桿附連板68包括主體部分69,主體部分69具備中央輪轂72, 中央輪轂72包括花鍵(splined)部分75?;ㄦI部分75被配置成接納附屬滑輪驅(qū)動軸桿 36的相對應(yīng)的花鍵部分(未圖示)。當(dāng)然,應(yīng)了解,中央輪轂72可使用鍵、螺栓、壓配合或 類似方式接合到附屬滑輪驅(qū)動軸桿36。由于每個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)64至66類似地形成,下文將 關(guān)于撓曲驅(qū)動環(huán)64展開詳細(xì)描述,且應(yīng)了解到其余撓曲驅(qū)動環(huán),即,撓曲驅(qū)動環(huán)65和66, 包括相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。如圖所示,撓曲驅(qū)動環(huán)64包括主體82,主體82具有中央開口 85和外邊緣部分87。 一對連接區(qū)91與92布置于主體82上在中央開口 85與87之間。撓曲驅(qū)動環(huán)64還包括第 二對連接區(qū),即,連接區(qū)94和對置的連接區(qū)(未圖示),其與連接區(qū)91和92偏移90度。對 于這種布置,連接區(qū)91和92將撓曲驅(qū)動環(huán)64連接到基板56,而連接區(qū)93和對置的連接區(qū) (未圖示)將撓曲驅(qū)動環(huán)64聯(lián)接到相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)65。以類似方式,實(shí)現(xiàn)撓曲驅(qū)動環(huán)65與撓曲驅(qū)動環(huán)66之間、以及撓曲驅(qū)動環(huán)66與軸桿附連板68之間的聯(lián)接。對于這種布置,以90度間隔連接的多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)允許軸桿附連板68在徑向負(fù) 荷下沿徑向偏轉(zhuǎn)、和在軸向負(fù)荷下沿軸向偏轉(zhuǎn)。即,撓曲驅(qū)動環(huán)64至66和軸桿附連板68 在軸向上充當(dāng)彈簧。此外,通過保持應(yīng)力低于特定材料的無限壽命應(yīng)力應(yīng)變曲線,撓曲驅(qū)動 環(huán)64至66和軸桿附連板68能夠調(diào)適軸向和徑向軸桿未對準(zhǔn)、而不會引起磨損。在任何情 況下,在圖示示范性實(shí)施例中,通過使用機(jī)械緊固件(諸如圖4中的100至103所示)在連 接器區(qū)91至93處接合撓曲驅(qū)動環(huán)64至66與軸桿附連板68?,F(xiàn)將參看圖5至圖7,其中相似的附圖標(biāo)記表示相應(yīng)視圖中相對應(yīng)的部件,描述根 據(jù)另一示范性實(shí)施例構(gòu)造的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件140。如圖所示,柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件140包括 基板156,基板156具有多個(gè)開口 158用于接納機(jī)械緊固件,諸如在圖5中的160所示。機(jī) 械緊固件160將基板156固定到曲軸10上。還示出柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件140包括多個(gè)撓曲 驅(qū)動環(huán)164至167、以及呈軸桿附連板168形式的額外撓曲驅(qū)動環(huán)。軸桿附連板168包括 主體部分169,主體部分169具有中央輪轂172,中央輪轂172包括花鍵部分175,花鍵部分 175被配置成配合地接納附屬滑輪驅(qū)動軸桿36上的相對應(yīng)的花鍵。當(dāng)然,應(yīng)了解到中央 輪轂172可使用鍵連接、螺栓、壓配合或類似方式接合到附屬滑輪驅(qū)動軸桿36。由于每個(gè)撓 曲驅(qū)動環(huán)164至167類似地形成,在下文中關(guān)于撓曲驅(qū)動環(huán)164展開具體描述,應(yīng)了解其余 撓曲驅(qū)動環(huán)165至167包括類似結(jié)構(gòu)。如圖所示,撓曲驅(qū)動環(huán)164包括第一撓曲構(gòu)件182和第二撓曲構(gòu)件183。第一撓 曲構(gòu)件182和第二撓曲構(gòu)件183包括相對應(yīng)的內(nèi)邊緣部分185、186,相對應(yīng)的內(nèi)邊緣部分 185、186分別限定中央開口 188和189。此外,第一撓曲構(gòu)件182和第二撓曲構(gòu)件183分別 包括外邊緣部分192和193。柔性徑向連結(jié)板(web) 196在第一撓曲構(gòu)件的內(nèi)邊緣185與外 邊緣192之間延伸。同樣,柔性徑向連結(jié)板197在第二撓曲構(gòu)件183的內(nèi)邊緣186與外邊 緣193之間延伸。根據(jù)示范性實(shí)施例,第一撓曲構(gòu)件182與第二撓曲構(gòu)件183通過機(jī)械接合過程 (諸如焊接)而在外邊緣192和193處固定到彼此。內(nèi)邊緣185和186分別經(jīng)由柔性連接 構(gòu)件203和204固定到基板156和相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)165。對于這種布置,柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件 140允許軸桿附連板168在徑向負(fù)荷下沿徑向偏轉(zhuǎn)、和在軸向負(fù)荷下沿軸向偏轉(zhuǎn)。S卩,每個(gè) 撓曲驅(qū)動環(huán)164至167和軸桿附連板168充當(dāng)彈簧。以類似于上文所述的方式,通過維持 應(yīng)力低于特定材料的無限壽命應(yīng)力應(yīng)變曲線,撓曲驅(qū)動環(huán)164至167和軸桿附連板168能 夠調(diào)適徑向和軸向軸桿未對準(zhǔn)、而不會引起磨損。雖然已經(jīng)僅結(jié)合有限的幾個(gè)實(shí)施例描述了本發(fā)明,應(yīng)易于了解本發(fā)明并不限于這 些所披露的實(shí)施例。而是可修改本發(fā)明以合并之前未描述的任意多種變化、更改、替代或等 效布置,但它們?nèi)苑媳景l(fā)明的精神和范圍。此外,雖然描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例,但應(yīng) 了解本發(fā)明的方面可包括所描述實(shí)施例中的僅某些實(shí)施例。因此,不應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明受到前 文描述的限制,而是僅受到所附權(quán)利要求書的范圍限制。
權(quán)利要求
一種發(fā)電機(jī)組件(6),其包括轉(zhuǎn)子(24);附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36),其在操作上聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子(24);以及柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40),其在操作上聯(lián)接所述附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)和所述轉(zhuǎn)子(24),所述柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40)包括多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64 66),撓曲驅(qū)動環(huán)被配置成從所述轉(zhuǎn)子(24)向所述附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)傳輸扭矩,且基本上無扭轉(zhuǎn)變形,同時(shí)允許所述附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)在徑向負(fù)荷下沿徑向偏轉(zhuǎn)和在軸向負(fù)荷下沿軸向偏轉(zhuǎn)、以便調(diào)適所述附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)的未對準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中所述柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40)包括軸桿 附連板(68)和基板(56),所述軸桿附連板(68)通過所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)接合到 所述基板(56)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中所述軸桿附連板(68)包括中央輪轂 (72),所述中央輪轂(72)被配置成接納所述附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中所述中央輪轂(72)包括花鍵部分 (75)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)中的每 一個(gè)包括主體(82),主體(82)具有中央開口(85)和外邊緣部分(87)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中在連接區(qū)(91-93)處通過所述主體 (82)接合所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)中的選定的相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)組件(6)。其中在另外的連接區(qū)(95,96)處通過所述 主體(82)接合所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)中的另外選定的撓曲驅(qū)動環(huán),所述另外的連接 區(qū)(95,96)處于與所述連接區(qū)(91-93)偏移大約90度的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中分別在所述連接區(qū)(91-93)和所述另 外的連接區(qū)(95,96)接合所述撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)的選定的撓曲驅(qū)動環(huán)和另外選定的撓曲 驅(qū)動環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中通過所述外邊緣部分(192,193)接合 所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(164-166)的選定的相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中通過焊接過程接合所述多個(gè)撓曲驅(qū)動 環(huán)(164-166)的選定的相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中通過柔性連接器構(gòu)件(203,204)接 合所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(164-166)的其它選定的相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(164-166)中 每一個(gè)的每個(gè)主體(169)包括柔性徑向連結(jié)板(196,197)。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)組件(6),其中所述中央輪轂(172)延伸到所述多個(gè) 撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66 ; 164-166)內(nèi)。
14.一種發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(2),其包括馬達(dá)部分(4),其包括曲軸(10);轉(zhuǎn)子(24),其在操作上聯(lián)接到所述曲軸(10);附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36),其在操作上聯(lián)接到所述轉(zhuǎn)子(24);以及柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40),其在操作上聯(lián)接所述附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)和所述轉(zhuǎn)子 (24),所述柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40)包括多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66),撓曲驅(qū)動環(huán)被配置成從 所述轉(zhuǎn)子(24)向所述附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)傳輸扭矩、且基本上無扭轉(zhuǎn)變形,同時(shí)允許所 述附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)在徑向負(fù)荷下沿徑向偏轉(zhuǎn)和在軸向負(fù)荷下沿軸向偏轉(zhuǎn)以便相對 于所述曲軸(10)調(diào)適所述附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)的未對準(zhǔn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(2),其中所述柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40)包括軸 桿附連板(68)和基板(56),所述軸桿附連板(68)通過所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)接合 到所述基板(56)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(2),其中所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)中的 每一個(gè)包括主體(82),主體(82)具有中央開口(85)和外邊緣部分(87)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)(2),其中在連接區(qū)(91-93)處通過所述主體 (82)接合所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)的選定的相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)。
18.—種柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40),其包括多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66),每個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)包括主體(82),主體(82)具有中央開口 (85)和外邊緣部分(87),其中所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)的選定的相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)接合 以形成彈性連接用于將扭矩從驅(qū)動構(gòu)件(10)傳輸?shù)綇膭訕?gòu)件(36)、且基本上無扭轉(zhuǎn)變形, 同時(shí)允許所述從動構(gòu)件(36)在徑向負(fù)荷下沿徑向偏轉(zhuǎn)并且在軸向負(fù)荷下沿軸向偏轉(zhuǎn)以便 調(diào)適所述從動構(gòu)件(36)與所述驅(qū)動構(gòu)件(36)的未對準(zhǔn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40),其中在連接區(qū)(91-93)處通過所 述主體(92)接合所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)的選定的相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)、且在另外的連接 區(qū)(95-96)處通過所述主體(82)接合所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66)中的另外選定的撓曲 驅(qū)動環(huán),另外的連接區(qū)(95-96)處于與所述連接區(qū)(91-93)成90度偏移的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40),其中通過所述外邊緣部分 (192-193)接合所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(164-166)的選定的相鄰撓曲驅(qū)動環(huán),且通過柔性連 接器件(203-204)接合所述多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(164-166)的另外選定的相鄰撓曲驅(qū)動環(huán)。
全文摘要
發(fā)電機(jī)組件(6)包括轉(zhuǎn)子(24),在操作上聯(lián)接到轉(zhuǎn)子(24)的附屬滑輪軸桿(36)以及在操作上聯(lián)接附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)與轉(zhuǎn)子(24)的柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40)。柔性驅(qū)動聯(lián)接構(gòu)件(40)包括多個(gè)撓曲驅(qū)動環(huán)(64-66),撓曲驅(qū)動環(huán)被配置成從轉(zhuǎn)子(24)向附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)傳輸扭矩,且基本上無扭轉(zhuǎn)變形,同時(shí)允許附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)在徑向負(fù)荷下沿徑向偏轉(zhuǎn)和在軸向負(fù)荷下沿軸向偏轉(zhuǎn)以便調(diào)適附屬滑輪驅(qū)動軸桿(36)的未對準(zhǔn)。
文檔編號H02K7/10GK101944793SQ201010221039
公開日2011年1月12日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者R·A·希默爾曼 申請人:哈米爾頓森德斯特蘭德公司