專利名稱：功率傳輸滑輪的制作方法
功率傳輸滑輪本發(fā)明涉及一種可用來分離附屬設備(例如交流發(fā)電機)的功率 傳輸滑輪，所述附屬設備在速度上具有變化從而導致了扭矩的變化。 例如，這些速度的變化可以是周期性的，或可為搖晃的形式，或?qū)嶋H 上為減速或加速的形式。在汽車領(lǐng)域，存在能夠分離附屬設備的幾類功率傳輸滑輪。第一類滑輪由自由滑輪(freewheel pulley)構(gòu)成，所述自由滑輪 僅在一個方向上傳輸功率，并通過在相反方向上超限運轉(zhuǎn)(over-run )、 以使得在驅(qū)動部分和受驅(qū)部分之間能夠存在速度差異，從而提供了分 離。嚙合的滾珠、凸輪或滾針由金屬制成，因此它們是剛性的，從而 提供了剛性的聯(lián)結(jié)。內(nèi)部部分優(yōu)選具有凸輪的形式，其適于楔入連接元件，以傳輸扭矩。在第4 725 259和5 676 225號美國專利中具體描述了這樣的滑輪。 在外部部分迅速減速時發(fā)生的分離階段期間，由純慣性驅(qū)動的內(nèi)部部分在完全不接觸的情況下保持高速。在外部驅(qū)動元件和內(nèi)部受驅(qū)元件之間存在的速度差異可足夠大，從而導致超速現(xiàn)象。第4 725 259號美國專利的圖2 (在本文中復制為

圖1)顯示了速度隨時間的波動，外部部分的速度以連續(xù)線畫出，而內(nèi)部部分的速度以虛線畫出。當外部部分的速度快速波動時，受驅(qū)的系統(tǒng)因而與外部部分分開， 然后重新連接 如果沒有摩擦力，則內(nèi)部元件的速度幾乎恒定； 如果存在反向扭矩，則內(nèi)部元件的速度稍有波動；以及 由內(nèi)部(受驅(qū)的)部分帶來的速度波動水平依賴于它的負加速 度，并因此依賴于它的反向扭矩，而且，如果反向扭矩很大(例如， 當交流發(fā)電機以其最大速率輸送電力時)，則該負加速度可非常大。存在著驅(qū)動運動來自內(nèi)部部分的自由輪，對于這種自由輪，以上 的解釋仍然有效，但應該一皮倒置。自由滑輪具有若干缺點1) 在聯(lián)結(jié)模式中，滾珠楔入外部部分與內(nèi)部部分之間。當(在P 處)聯(lián)結(jié)建立時，剛性的機械接觸產(chǎn)生碰撞，導致力的瞬時增加。一 旦聯(lián)結(jié)完成，該自由輪傳輸來自驅(qū)動部分的所有運動，并可能將附加 的搖晃一起傳輸。這樣導致了通過皮帶、鏈條、齒輪或直接地向傳輸施加動力，從 而導致了相關(guān)的損害(打滑、老化、磨損)。2) 圖1顯示了兩種在高頻下操作的模式之間的交替。受驅(qū)部分的 負加速度依賴于反向扭矩反向扭矩越大，減速就越難，其結(jié)果是負 加速度更緊密地隨著驅(qū)動部分的運動而相應變化。當反向扭矩是由獲得功率的受驅(qū)部件(交流發(fā)電機、變換器、旋 轉(zhuǎn)機、工具等)引起時，受驅(qū)部件的運動幾乎完全隨著與驅(qū)動部分的 運動而相應變化。在這種情況下，動態(tài)加速力/減速力被完全傳輸(打 滑、老化、磨損)。這種情況可總結(jié)如下如果該部件輸送反向扭矩(或者如果波動 的幅度較小)，則自由輪保持聯(lián)鎖(blocked)，不會切換到未接合 (unclutched)模式。對于驅(qū)動柴油發(fā)動機上的交流發(fā)電機的V形槽機動車皮帶 當發(fā)動機低速運行時，其速度在30赫茲(Hz)頻率具有差不多 ±20%的波動； 皮帶從驅(qū)動滑輪(曲柄軸滑輪)獲得該運動，并將其傳送到交 流發(fā)電機； 交流發(fā)電機經(jīng)由自由輪驅(qū)動，自由輪在每次減速時與慣性分開， 并在加速時與之重新連接； 如果交流發(fā)電^^產(chǎn)生電力，則它的扭矩達到10牛米(Nm)至 15Nm,該扭矩足以對超限運轉(zhuǎn)階段進行制動，因而自由輪保持在聯(lián)結(jié) 模式，不再與交流發(fā)電機分開；以及.如果自由輪未鎖定，則在下一次加速時，自由輪迅速鎖定，并導致皮帶打滑。由于其慣性，交流發(fā)電機從而產(chǎn)生隨著增加的波動而增加的動轉(zhuǎn)矩(dynamic torque ),從而接連地導致皮帶打滑、磨損、噪聲和/或軸 承老化。第二類裝置由具有彈性元件的滑輪組成，其中，在扭轉(zhuǎn)方向具有 撓性的元件插入在外部部分和內(nèi)部部分之間。該元件具有環(huán)、盤、彈 簧、襯墊等形式。該元件的剛度定量為在靜態(tài)和動態(tài)條件下待傳輸?shù)?扭矩的函數(shù)。彈性元件可變形，以吸收扭矩的變化，但不能在驅(qū)動部 分和受驅(qū)部分之間提供差動的轉(zhuǎn)動。一種帶有彈性元件的滑輪是所謂的"分離器(decoupler)"滑輪， 其具有被選為能過濾高于某一激發(fā)頻率的所有速度變化的剛度。圖2顯示了已知彈性滑輪的示例，圖3顯示了其頻率響應，其中， fr為其共振頻率(以每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)為單位)，fc為其截止頻率 (以rpm為單位)。振幅在縱坐標上以過濾比率的形式以分貝(dB) 標示，其中OdB水平對應于截止頻率fc處的振幅。在圖2中顯示的傳輸滑輪提供了具有外輪廓1的滑輪元件，外輪 廓l與具有棱紋的三角皮帶的凸棱的外形相適應?；喸@軸承2 轉(zhuǎn)動，并提供了經(jīng)由橡膠主體6的外輪廓6'的部分7'而固定的延長部 l'，橡膠主體6的內(nèi)輪廓經(jīng)由另一部分7"而固定至部分3，部分3提 供了與(例如交流發(fā)電機的)接受器軸的連接。因為外部和內(nèi)部之間的連接是固定不變的，所以這一類滑輪只能 在中間位置附近振蕩。(夕卜部)驅(qū)動部分和(內(nèi)部)受驅(qū)部分的波動幅度之間的比率改 變了波動頻率的函數(shù)。與之相關(guān)，要被驅(qū)動的剛度和慣性構(gòu)成了共振系統(tǒng)。在彈性滑輪 的截止頻率fc之上，受驅(qū)的內(nèi)部部分的波動小于驅(qū)動的外部部分的波 動。這些滑輪還表現(xiàn)出幾個缺點1 )第一個缺點是由其還提供了支撐徑向力的軸承(通?；赑TFE (聚四氟乙烯))的事實而導致的。摩擦阻止了過濾，這是因為其產(chǎn)生了附著閾值，在低于該閾值時，滑輪保持靜止(并因此是固定的)。2) 如果速度波動為適當?shù)氐陀诠舱耦l率fr的頻率，或者如果搖 晃是漸進的，則彈性元件變形非常小，力仍被傳輸。在設計時需要精 確地得知頻譜(見圖3),因為否則彈性滑輪將不起作用。3) 如果速度波動為高于截止頻率fc的頻率，或者如果搖晃很短 暫，則彈性元件變形。這一變形在兩個方向發(fā)生；在正方向上儲存的 能量通過反方向上的彈性返回而恢復，等等。這導致了滑輪變熱和受 損。4) 如果速度波動處于非常接近共振頻率fr (見圖3)的頻率，則 彈性滑輪放大波動(過濾比率X)dB)。這產(chǎn)生了與希望得到的效果相 反的效果。所述放大伴隨有兩個方向上的非常高程度的變形；在正方 向上儲存的能量通過反方向上的彈性返回而恢復，等等。這也導致了 變熱和受損?？紤]在機動車中的應用，其中 發(fā)動機(具有N = 4個汽缸)以低速運行(以Vm = 900 rpm空 轉(zhuǎn))，其速度在30 Hz頻率Fexe具有約i20y。的波動。 應該回憶起，F(xiàn)exe = VmN/120。 交流發(fā)電機由分離器滑輪驅(qū)動，所述分離器滑輪假設從700 rpm (23.3Hz)執(zhí)行過濾。 空轉(zhuǎn)速度為Vm= 900rpm(Fexc=30Hz)，所以滑輪適當?shù)剡^濾。由于上述吸收，彈性元件(由橡膠制成)具有接近土20。的變形并 且變熱、變硬，可4艮快破裂。在啟動后，發(fā)動機很快地從零速度到達空轉(zhuǎn)速度(900rpm)。然 后，它發(fā)現(xiàn)其自身在短時間內(nèi)處于共振頻率fr。此時，橡膠元件的變 形程度可達±40°，并且如果經(jīng)過幾次重復啟動，橡膠元件可很快破裂。 最后，如果發(fā)動機突然減速或停轉(zhuǎn)，則連接曲柄軸的皮帶停止 旋轉(zhuǎn)，但交流發(fā)電機由于其慣性而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此，皮帶被突然繃緊 然后放松，形狀急速回復。第三類滑輪由使用彈簧的彈性離合滑輪組成。在例如第6 083 130號美國專利中描述的彈性離合滑輪(上述專利的圖2在本文中復制為圖4用以描述該彈性離合滑輪)中，主扭簧88 插入在外部部分120和內(nèi)部部分52之間，所述彈簧通過徑向擴展而提 供離合器的功能。隨后，該離合器連接到可作為第二扭簧85 - 86的彈 性元件。當主彈簧收縮時，在驅(qū)動部分和受驅(qū)部分之間的連接中存在過大 的壓力。然而，由于存在保持連接的摩擦閾值，因此導致打滑現(xiàn)象。在主彈簧擴展的方向上，這種配置導致了較強連接，彈性元件(在 此處為彈簧)用以傳輸力。如果超過某一角度的扭曲，彈性元件不能再變形(匝接觸)。因 此，彈簧必須大量伸長，這增加了滑輪的軸向長度，從而使其體積增 大。滾珠軸承118以大偏移運轉(zhuǎn)，這縮短了它們的壽命。為了承擔一 部分徑向力，PTFE軸承110-112在與滾珠軸承相對的端部處插入。 該PTFE軸承產(chǎn)生摩擦，該摩擦附加于離合器的摩擦，降低了未鎖定 模式下的效率。上述第三類滑輪的一種變型在第6 394 248號美國專利中描述，尤 其在其圖2和圖3中(在本文中復制為圖5a和圖5b)進行描述。保 存了膨脹彈簧(expandingspring) 22的原理。但是，彈性元件是插入 到翼片27和47之間的一連串的壓縮彈簧。因為彈簧不能被完全地壓縮，所以必須限制變形的幅度。此外，元件17和26應該具有低摩擦引導，但它們不具有該低摩 擦引導，因此存在較高的磨損的風險。在該結(jié)構(gòu)中，皮帶的徑向力由具有大偏移的滾珠軸承50支撐。 上述分析顯示 一旦鎖定，自由輪裝置就過于剛硬，并且它們的有效性依賴于 反向扭矩； 彈性滑輪不允許受驅(qū)部件在減速情況下繼續(xù)其運動；內(nèi)部摩擦 對過濾是有害的；以及 帶有使用彈簧的彈性離合器的滑輪較為復雜，并且具有相同的 摩擦問題；同時，它們的體積較大。本發(fā)明通過將自由輪(例如采用滾珠或滾針)和具有適于分離的 剛度的彈性元件串聯(lián)地聯(lián)合，能夠避免至少一些上述缺點。徑向負載 由滾珠軸承承載，所述滾珠軸承通常相對于皮帶居中，因此基本不受 偏移的影響。僅在自由輪處于其鎖定模式時，經(jīng)由彈性元件建立機械 連接。在未鎖定模式下(例如，當驅(qū)動元件減速時)，受驅(qū)部件根據(jù) 其自身的慣性繼續(xù)自由轉(zhuǎn)動。因此，本發(fā)明提供一種功率傳輸滑輪，其用于皮帶驅(qū)動的附屬設備，所述滑輪包括滑輪元件，其具有適于接納皮帶的具有棱紋的外 輪廓；以及彈性元件，其插入在滑輪元件和用于與受皮帶驅(qū)動的部件 聯(lián)結(jié)的接收器裝置之間。所述滑輪的特征在于，其包括采用了滾珠、 輥子或凸輪的自由輪裝置，所述自由輪裝置在滑輪元件和所述接收器 元件之間與彈性元件串聯(lián)設置。所述滑輪的特征可在于，所述自由輪裝置設置在滑輪元件和固定 至所述接收器裝置的彈性元件之間，或者，所述自由輪裝置設置在彈 性元件和所述軸之間，所述彈性元件固定至所述滑輪元件。有利地，至少一個軸承(例如滾珠軸承或滾針軸承)插入在具有 棱紋的外輪廓和螺母或所述軸(當滑輪安裝在其上時)之間，所述螺 母用于與聯(lián)結(jié)到所述部件的軸聯(lián)結(jié)。彈性元件可以包括至少一個彈性體部分。其可以是彈簧，例如螺 旋彈簧。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個如上限定的附屬設 備分離滑輪。本發(fā)明的其它特征和有益效果將通過閱讀以下結(jié)合附圖的描述而更清晰，其中圖1為上面提及的第4 725 259號美國專利的圖2的復制；圖2顯示了已知的彈性滑輪的示例，圖3顯示了該彈性滑輪的頻率響應，其中縱坐標標示了的過濾比率(dB),該過濾比率為沿著橫坐標標示的曲柄軸速度(rpm)的函數(shù)；圖4為上面提及的第6 083 130號美國專利的圖2的復制；圖5a和圖5b為上面提及的第6 394 248號美國專利的圖2和圖3的復制；圖6a至圖6c、圖7和圖8顯示了本發(fā)明的多種滑輪；以及圖9為顯示了傳輸系統(tǒng)的典型響應曲線的圖。在圖6a至圖6c和圖7中，部件200為接收器滑輪元件，其具有 接納皮帶(如三角皮帶或梯形皮帶)的凸棱的外輪廓201。部件202 為滾珠軸承。優(yōu)選地，部件202置于部件200的凸棱201的下方，以 避免任何軸向偏移，從而避免增加任何額外的軸承。滾^朱軸承202承 :扭了全部的徑向力和軸向力。它可以-使用一個以上的軸7fc。部件203 是螺母，其首先用于提供附屬設備(例如交流發(fā)電機，其一端位于在 201處具有凸棱的接收器滑輪元件200的旁邊)的接收器軸220和插 入在分離器主體206和螺母203之間的 一 圏滾珠、滾針或凸輪自由輪 204之間的連接。出于這一目的，分離器主體206的外4侖廓206'與部 件207結(jié)合，其中部件207固定到接收器滑輪200的延伸部211，而 內(nèi)部輪廓206"與分離器主體206的內(nèi)部強力部件209結(jié)合。通過這種結(jié)構(gòu)，完全分離了自由輪功能和負載承擔功能。與現(xiàn)有 技術(shù)中的自由滑輪不同，自由輪204不受到任何軸向力或徑向力。緊密地安裝在部件209上的可選的插入物(例如唇形密封220, 見圖6a)可用來承擔自由輪的外罩與分離器主體206的強力部件209 之間的任何縱向松弛。因此，同樣的自由輪元件204可適于具有不同形狀的分離器主體。在操作期間，橡膠的分離器主體206用來提供彈性功能(因為其 具有彈性)以及通過粘滯效果而提供阻尼功能(遲滯性)。圖6a至6c顯示了自由輪204和軸承202具有不同配置的變型。如圖6c所示，保護蓋201和適當?shù)囊r墊可設置在自由輪204和分 離器主體206所在的自由端處。分離功能也可由金屬彈簧(例如，螺旋彈簧208，見圖7)來執(zhí)行。圖6a至6c和圖7顯示，可使用不同類型的滾動軸承(滾珠軸承， 滾針軸承等)。所述軸承安裝在螺母203上(如圖6a、 6c和7所示)， 或者在接收器軸220上通過其內(nèi)部輪廓202'直接引導(圖6b)。還可將自由輪204設置在橡膠主體206的周圍，即，主體206和延伸部211之間。這一結(jié)構(gòu)較簡單，需要很少的部件。在所有情況下，所述的裝置使得即使在接收器部件輸送反向扭矩 時，也能獲得分離效果，這在現(xiàn)有技術(shù)的自由輪中是不可能的。自由輪超限運轉(zhuǎn)用來釋放分離器與軸之間的連接，從而消除共振。 如果分離效果不重要，則可向撓性元件給予適于抑制自由輪狀態(tài) 變化的剛度。由于通過滾動軸承(滾珠軸承等)而不是通過平滑的軸承來承擔 徑向負載，因而不具有內(nèi)部摩擦。本發(fā)明的裝置使得能夠?qū)⒊袚撦d(徑向/軸向)功能和自由輪功 能分開。無需重新設計自由輪或滾動軸承，就能調(diào)整分離元件的形狀和機 械性質(zhì)。通過重新使用普通的組件，本發(fā)明可實施為模塊化方式。彈性元件的偏轉(zhuǎn)幅度未受限，這與包括支座或具有接觸轉(zhuǎn)動的彈 簧的某些現(xiàn)有技術(shù)的滑輪不同。此外，由于自由輪的超限運轉(zhuǎn)，因此變形的幅度僅局限于為過濾 目的而使用的部分，從而減緩了撓性元件的老化。本發(fā)明可應用于采用皮帶的功率傳輸(柴油或汽油發(fā)動機)，更 一般地，可應用于具有速度波動和扭矩波動的所有情況。當自由輪鎖定時，彈性元件開始發(fā)揮作用。然后，其抵抗由受驅(qū) 部件產(chǎn)生的反向扭矩。這導致了彈性元件的某些中間水平的變形，以 及由速度變化而形成的動轉(zhuǎn)矩波動。這些波動導致了彈性元件在中間 位置附近變形的波動。在未鎖定模式下，自由輪不能傳輸扭矩，從而可限制彈性元件的 角變形的幅度^ (通過峰值限制)。這種超限運轉(zhuǎn)用于消除分離器中觀察到的共振效應。彈性元件的 變形幅度通過零點之后，自由輪就解除鎖定，且彈性元件不再彈性地 存儲能量。最后，當驅(qū)動部分的速度突然下降時，撓性元件首先返回到其中立位置，由于在自由輪開始超限運轉(zhuǎn)的時刻未在撓性元件中存儲能量， 因此，無摩擦的超限運轉(zhuǎn)使得受驅(qū)元件能夠繼續(xù)隨著其自身的慣性而 轉(zhuǎn)動。圖8顯示了一種變型，其中，自由輪裝置204和彈性元件設置在 滑輪與受驅(qū)的附屬設備的軸220之間的連接的旁邊，而在201處具有 凸棱的接收器滑輪元件200設置于遠離滑輪與軸220之間的連接。令人驚訝地，本發(fā)明能夠增加彈性元件的剛度。在汽車皮帶傳動裝置中，慣性和剛度的連續(xù)性產(chǎn)生了具有一系列 共振的搖晃機械系統(tǒng)。術(shù)語"共振"指的旋轉(zhuǎn)部件的角速度被放大的 事實。由于受發(fā)動機速度不穩(wěn)定的影響，受驅(qū)運動是偽正弦的，因此， 受驅(qū)運動的頻率隨發(fā)動機速度的變化而變化，并且該頻率覆蓋較大頻 率范圍，從而穿過傳輸系統(tǒng)的所有共振頻率。術(shù)語"響應"指的是系統(tǒng)行為的所有動態(tài)表現(xiàn)。共振導致了較大 的動力以及多條傳動帶的振動，或者實際上導致了張緊器運動，并且 有的時候會導致上述情況同時發(fā)生。圖9中的曲線顯示了作為激發(fā)頻率函數(shù)的響應的一般特征。激發(fā) 頻率與汽缸的數(shù)量成比例，而且與曲柄軸轉(zhuǎn)動的平均速度成比例。臨界頻率f^可以是系統(tǒng)的一個共振頻率。由于發(fā)動機產(chǎn)生的激發(fā) 向處于共振的系統(tǒng)輸送能量，因此響應具有較大的幅度。在其它情況下，P也可以是來自發(fā)動機的激發(fā)幅度為最大值時的 頻率。使用柴油發(fā)動機，尤其是直接噴射式發(fā)動機，通常在20Hz至60 Hz的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)最大程度的速度不穩(wěn)定。同樣在該頻率范圍內(nèi)，通常會發(fā)現(xiàn)皮帶傳輸系統(tǒng)的共振頻率。因此，具有較高的兩個頻率重合的風險。當激發(fā)較高且與共振頻 率重合時，系統(tǒng)是不可行的。在圖9中，假設在臨界頻率f^處的響應超過系統(tǒng)能夠接受的水平 (存在系統(tǒng)的功能變差甚至完全失去的風險)。因此，對于本領(lǐng)域技 術(shù)人員而言公知的解決方案之一在于，彈性地分離系統(tǒng)中引起這一放大的部分。為彈性元件選擇的剛度必須滿足與分離和耐久性都相關(guān)的需求。 在現(xiàn)有技術(shù)中，已選擇分離系統(tǒng)的剛度以使得彈性滑輪的截止頻 率f^總是低于臨界頻率，。這被稱為"頻率阻止，，。因此，當發(fā)動機 在，附近運行時，系統(tǒng)的響應比不具有分離系統(tǒng)時小得多。這種情況相當于以下公式(1) f" P此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的規(guī)則(振動系統(tǒng)理論)與fr和fc 相關(guān)，如下所述(2) fc= *fr還存在與fr、分離的剛度L以及要分離的附屬設備的慣性I相關(guān) 的/>知的關(guān)系根據(jù)這兩個關(guān)系，本領(lǐng)域技術(shù)人員通常獲得了與不會比之更大的最大剛度L有關(guān)的功能規(guī)范，從而確保分離繼續(xù)有效 (4)k S 2tP(P)21之后，對于耐久性的需求使得能夠設定L的最小值，該值取決于 要傳輸?shù)呐ぞ?，還取決于對剛度有貢獻的材料(彈性體盤、金屬彈簧) 的性質(zhì)。在現(xiàn)有技術(shù)中，尤其在包括分離的交流發(fā)電機的機動車的皮帶傳 動領(lǐng)域中，人們發(fā)現(xiàn)，k可減小到0.15Nm/°，但相關(guān)的變形較大，危 及了彈性元件的強度。在這種情況下，部件(大功率交流發(fā)電機)所產(chǎn)生的反向扭矩使 得由公式(4)限定的剛度L不能使可行的系統(tǒng)得以限定。作為實施例，考慮會導致問題的、運行于600rpm、，為20 Hz的 4缸柴油發(fā)動才幾。交流發(fā)電機具有3克平方米(g.m2)的慣性，并輸送14Nm的標 稱電扭矩。根據(jù)公式(4)的功能剛度k需要小于23.7Nm/弧度，或者以傳統(tǒng) 的單位為小于0.41 Nm/°。在14Nm的扭矩的作用下，如果具有所述剛度，則標稱角變形為 34° (未計算慣性和與正弦信號的角加速度相關(guān)的、在標稱值附近的附 加動態(tài)變形)。對于這種角度，分離器元件的形狀使得其材料的拉伸 超過該材料的能力。因此，增加其剛度以減小標稱變形角度和附加動 態(tài)效應所給予的角度是很重要的。不幸的是，由于需要提供公式(l) 限定的分離，因此不能增加剛度(從而也不能增加fr或fc)本發(fā)明的 一個有益效果在于對共振現(xiàn)象進行了峰值限制。由于運動不能無限增加，因而一部分振動上的超限運轉(zhuǎn)將立即停 止對振動的任何過分放大。在現(xiàn)有技術(shù)的分離器滑輪參與共振(導致了破壞)的情況下，本 發(fā)明的滑輪限制了彈性元件的共振峰值，并不會受到由超限運轉(zhuǎn)而導 致的損壞。因此，彈性分離器的截止頻率fc不需滿足以上給出的公式(1)。本發(fā)明能夠?qū)︻l率進行較少的"阻止(block)"，并擴寬了用于 設置分離器的共振頻率的規(guī)范。通過插入與彈性分離器級串聯(lián)的自由輪，可為彈性分離器級選擇 比現(xiàn)有技術(shù)中可能的剛度更大的剛度k。因此，在反向扭矩的作用下，彈性分離器元件所經(jīng)受的變形量變 得較小，從而增加其耐久性。自然地，自由輪的峰值限制能力受到限制。特別地，如果受驅(qū)部 件的反向扭矩重疊在動轉(zhuǎn)矩上，則超限運轉(zhuǎn)變得較少發(fā)生，且僅一部 分振動是峰值受限的。剛度L太高是不期望的，這是由于如果剛度太高，會導致現(xiàn)有技 術(shù)的自由滑輪中存在的相同缺陷(與k的無限大值相對應)。這兩種情況之間的折衷是如下設定fc的新的最大極限(5) fc^2f"S即，k《8ti2(^)21 優(yōu)選地，(6) f"1.5P，即，k".5 r2(，)21優(yōu)選地，在上述任一情況中，k都可大于27(P)21。 回到會導致問題的、在600 rpm下運行的、頻率f^為20 Hz的4缸柴油發(fā)動才幾 交流發(fā)電機具有3 g.n^的慣性，并輸送14Nm的扭矩；以及 根據(jù)公式(6)的功能剛度k必須小于53.3Nm/弧度，或者以傳統(tǒng)的單位為小于0.93 Nm/°在14Nm扭矩的作用下，如果具有所述剛度，則角變形為15° (而不是上述的34°)。因此，用于分離器元件的相同形狀會導致比現(xiàn)有技術(shù)小的拉伸。
權(quán)利要求
1.一種功率傳輸滑輪，其用于分離由皮帶驅(qū)動的附屬設備，所述滑輪包括驅(qū)動滑輪元件，其具有適于接納皮帶的外輪廓；以及彈性元件，其插入在所述滑輪元件和用于與所述附屬設備聯(lián)結(jié)的接收器之間，其特征在于，所述滑輪包括滾珠、滾針或凸輪類型的自由輪裝置(204)，所述自由輪裝置(204)在所述滑輪元件(200)和所述接收器裝置(203，220)之間與所述彈性元件(206，208)串聯(lián)設置，在所述驅(qū)動滑輪元件由所述皮帶驅(qū)動時，所述自由輪裝置(204)用于傳輸功率，在其他情況時，所述自由輪裝置(204)處于非聯(lián)結(jié)狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的滑輪，其特征在于，所述自由輪裝置(204) 設置在所述彈性元件(206, 208)和所述接收器裝置(203， 220)之 間，所述彈性元件固定至所述滑輪元件(200)。
3. 如權(quán)利要求2所述的滑輪，其特征在于，所述自由輪裝置(204 ) 安裝在螺母(203 )上，所述螺母(203 )用于接納與所述部件聯(lián)結(jié)的軸。
4. 如權(quán)利要求1所述的滑輪，其特征在于，所述自由輪裝置(204) 設置在所述滑輪元件(200)和所述彈性元件(206， 208)之間，所述 彈性元件固定至所述接收器裝置(203， 220)。
5. 如權(quán)利要求4所述的滑輪，其特征在于，所述彈性元件(206, 208)固定至螺母(203 ),所述螺母(203 )用于接納與所述部件聯(lián)結(jié) 的軸(220)。
6. 如前述任一權(quán)利要求所述的滑輪，其特征在于，其具有至少一 個滾動軸承(202),所述滾動軸承(202)插入在具有棱紋的所述外 輪廓(201 )和螺母(203 )之間，所述螺母(203 )用于接納與所述部件聯(lián)結(jié)的軸(220)。
7. 如權(quán)利要求1至5中任一項所述的滑輪，其特征在于，其具有 至少一個滾動軸承(202)，所述滾動軸承(202)位于具有棱紋的所 述外輪廓(201)內(nèi)部并具有內(nèi)輪廓(202'),所述內(nèi)輪廓(202')適 于在與所述部件聯(lián)結(jié)的軸(220)上被引導。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的滑輪，其特征在于，至少一個所述軸 承(202)是滾珠軸承或滾針軸承。
9. 如前述任一權(quán)利要求所述的滑輪，其特征在于，所述彈性元件 (206)包括至少一個彈性體部分。
10. 如權(quán)利要求1至8中任一項所述的滑輪，其特征在于，所述 彈性元件是彈簧(208)，尤其是螺旋彈簧。
11. 如前述任一權(quán)利要求所述的滑輪，其特征在于，所述附屬設 備是機動車的交流發(fā)電機。
12. —種傳輸系統(tǒng)，其特征在于，其包括至少一個根據(jù)前述權(quán)利 要求中任一項所述的附屬設備分離滑輪。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述彈性元件(206，208)的剛度k滿足以下關(guān)系 k S 8ti2(，)21其中，，指的是所述系統(tǒng)的臨界頻率，I指的是要被分離的附屬設備的 慣性。
14. 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于k S 4.5一(P)21。
15.如權(quán)利要求13或14所述的系統(tǒng)，其特征在于: 2 (，)21 < k。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種功率傳輸滑輪，包括滑輪元件(200)，其具有適于接納具有棱紋的皮帶的具有棱紋的外輪廓(201)；以及彈性元件(206)，其插入在滑輪元件(200)和用于與受皮帶驅(qū)動的部件聯(lián)結(jié)的接收器裝置(203)之間。所述滑輪包括自由輪裝置(204)，其在滑輪元件(200)和所述接收器元件(203)之間與彈性元件(206)串聯(lián)設置。
文檔編號F16D41/20GK101263315SQ200680033721
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月19日
發(fā)明者亨利·坎代姆, 克勞德·魯瓦內(nèi)特呂 申請人:哈特奇桑公司