隔離斷開器的制造方法
【專利摘要】一種隔離斷開器，包括：軸(12)，與軸旋轉(zhuǎn)接合的皮帶輪(1)，在皮帶輪與彈簧承載件(5)之間接合的螺旋彈簧(2)，彈簧承載件相對軸和皮帶輪可移動(dòng)，安裝在軸上的單向離合器(8)；在彈簧承載件與單向離合器之間接合的第一扭簧(30)和第二扭簧(31)，第一扭簧和第二扭簧與單向離合器具有可釋放的摩擦接合，第一扭簧和第二扭簧包括相鄰平行的匝圈并具有大致相等的直徑，第一扭簧和第二扭簧各自與皮帶輪可接合，當(dāng)?shù)谝慌せ苫虻诙せ膳c皮帶輪接合時(shí)，第一扭簧或第二扭簧將釋放其與單向離合器的摩擦接合。
【專利說明】隔離斷開器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隔離斷開器，并且更具體的涉及這樣的隔離斷開器，包括接合在彈簧承載件與單向離合器之間的第一扭簧和第二扭簧，第一扭簧和第二扭簧與單向離合器摩擦接合，第一扭簧和第二扭簧與皮帶輪可接合，當(dāng)?shù)谝慌せ珊偷诙せ膳c皮帶輪接觸時(shí)，第一扭簧和第二扭簧將釋放與單向離合器的摩擦接合。
【背景技術(shù)】
[0002]由于燃油經(jīng)濟(jì)性更佳的優(yōu)點(diǎn)，用于乘用車應(yīng)用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有所增加。此外，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在增加壓縮率以提高燃油效率。因此，由于上述發(fā)動(dòng)機(jī)中的變化，柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須克服來自曲軸的更大幅度的振動(dòng)。
[0003]由于增加的曲軸振動(dòng)以及高加速/減速率和高交流發(fā)電機(jī)慣性，由于皮帶打滑發(fā)動(dòng)機(jī)附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)皮帶喳喳聲。這同樣會(huì)降低皮帶的工作壽命。
[0004]曲軸隔離器/斷開器和交流發(fā)電機(jī)斷開器/隔離器已被廣泛用于具有大角度振動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，以在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)過濾掉振動(dòng)。然而，盡管曲軸隔離器在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)能夠起到相當(dāng)不錯(cuò)的作用；在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或關(guān)閉期間由于隔離器本身的固有振動(dòng)頻率它仍存在問題。
[0005]本領(lǐng)域的代表是專利號(hào)為6083130的美國專利，其公開了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的蛇形皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括帶有內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)總成，內(nèi)燃機(jī)具有輸出軸，輸出軸上帶有可繞驅(qū)動(dòng)皮帶輪軸線旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)皮帶輪。一系列的從動(dòng)總成各自具有可繞平行于驅(qū)動(dòng)皮帶輪軸線的軸線旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)皮帶輪和以與`驅(qū)動(dòng)皮帶輪和各從動(dòng)皮帶輪依次相配合的關(guān)系安裝的蛇形皮帶，與各從動(dòng)皮帶輪依次相配合的順序是:當(dāng)與皮帶的運(yùn)動(dòng)方向相關(guān)時(shí)，與該系列的從動(dòng)總成相對應(yīng)從而使得上述從動(dòng)皮帶輪隨著驅(qū)動(dòng)皮帶輪的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。該系列的從動(dòng)總成包括交流發(fā)電機(jī)總成，交流發(fā)電機(jī)總成包括以可繞軸線旋轉(zhuǎn)的方式安裝的交流發(fā)電機(jī)軸。輪轂結(jié)構(gòu)固定地設(shè)置在交流發(fā)電機(jī)軸上以便其繞軸線旋轉(zhuǎn)。彈簧和單向離合器機(jī)構(gòu)將交流發(fā)電機(jī)皮帶輪與輪轂結(jié)構(gòu)接合起來。彈簧和單向離合器機(jī)構(gòu)包括與單向離合器構(gòu)件分開形成且與單向離合器構(gòu)件相連的彈性彈簧構(gòu)件。彈性彈簧構(gòu)件被如此構(gòu)造且配置:通過蛇形皮帶將交流發(fā)電機(jī)皮帶輪的從動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至輪轂結(jié)構(gòu)，這樣交流發(fā)電機(jī)軸被沿著與交流發(fā)電機(jī)皮帶輪相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在其從動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)期間能夠相對于交流發(fā)電機(jī)皮帶輪在相反方向上作暫時(shí)性的相對彈性運(yùn)動(dòng)。單向離合器構(gòu)件被如此構(gòu)造且配置:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸減速至足以在交流發(fā)電機(jī)皮帶輪和輪轂結(jié)構(gòu)之間形成預(yù)定的負(fù)水平扭矩的范圍時(shí)，允許輪轂機(jī)構(gòu)且由此而允許交流發(fā)電機(jī)軸以超過交流發(fā)電機(jī)皮帶輪的旋轉(zhuǎn)速度的速度旋轉(zhuǎn)。
[0006]需要一種隔離斷開器，隔離斷開器包括在彈簧承載件與單向離合器之間接合的第一扭簧和第二扭簧，第一扭簧和第二扭簧與單向離合器摩擦接合，第一扭簧和第二扭簧與皮帶輪可接合，當(dāng)?shù)谝慌せ珊偷诙せ膳c皮帶輪接觸時(shí)，第一扭簧和第二扭簧將釋放與單向離合器的摩擦接合。本發(fā)明滿足這樣的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要方面是提供一種隔離斷開器，隔離斷開器包括在彈簧承載件與單向離合器之間接合的第一扭簧和第二扭簧，第一扭簧和第二扭簧與單向離合器摩擦接合，第一扭簧和第二扭簧與皮帶輪可接合，當(dāng)?shù)谝慌せ珊偷诙せ膳c皮帶輪接觸時(shí)，第一扭簧和第二扭簧將釋放與單向離合器的摩擦接合。
[0008]通過下文本發(fā)明的說明書及其附圖，本發(fā)明的其他方面將被指出或變得顯而易見。 [0009]本發(fā)明包括一種隔離斷開器，包括:軸，與軸旋轉(zhuǎn)接合的皮帶輪，在皮帶輪與彈簧承載件之間接合的螺旋彈簧，相對軸和皮帶輪可移動(dòng)的彈簧承載件，安裝在軸上的單向離合器，接合在彈簧承載件與單向離合器之間的第一扭簧和第二扭簧，第一扭簧和第二扭簧與單向離合器具有可釋放的摩擦接合，第一扭簧和第二扭簧包括相鄰平行的匝圈并具有大致相等的直徑，第一扭簧和第二扭簧各自與皮帶輪可接合，當(dāng)其與皮帶輪接合時(shí)，第一扭簧或第二扭簧將脫開與單向離合器的摩擦接合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖包含于說明書并形成說明書的一部分，示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，且與描述一起，用于解釋本發(fā)明的原理。
[0011]圖1是隔離斷開器的截面圖。
[0012]圖2是隔離斷開器的分解圖。
[0013]圖3是示出扭簧如何在設(shè)備中工作的剖視圖。
[0014]圖4是解釋使用兩個(gè)卷繞彈簧的自由體圖。
[0015]圖5是扭簧30的透視圖。
[0016]圖6是扭簧31的透視圖。
[0017]圖7是兩個(gè)扭簧的透視圖。
[0018]圖8是彈簧承載件的透視圖。
[0019]圖9是彈簧承載件中的兩個(gè)扭簧的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明涉及交流發(fā)電機(jī)調(diào)諧設(shè)備，尤其涉及交流發(fā)電機(jī)隔離皮帶輪，其具有用于隔離的扭簧和/或用于斷開的單向離合器。為了盡量減小彈簧和單向離合器的物理尺寸，具有過載特征以防止傳遞到彈簧和/或單向離合器的扭矩超過預(yù)定的量是有益的。施加到彈簧和單向離合器之一的過大扭矩可導(dǎo)致彈簧和單向離合器中的任一部件的失效。需要滑動(dòng)特征以當(dāng)大約特定扭矩時(shí)允許兩個(gè)鎖定元件斷開連接。
[0021]已知交流發(fā)電機(jī)的額定峰值扭矩小于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)所觀測到的峰值扭矩。例如，典型的車用交流發(fā)電機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間具有12Nm的額定峰值扭矩、0.00030kg m2的慣量、以及100，OOOrad / S2的交流發(fā)電機(jī)的加速度。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)使用等式1，設(shè)備必須能夠處理30Nm的扭矩，但在其他所有運(yùn)行條件下不會(huì)遇到這樣的高扭矩。
[0022]等式?:Τ = Ιω22[0023]其中:
[0024]T=扭矩
[0025]I=交流發(fā)電機(jī)的慣量
[0026]ω2=加速度
[0027]為了避免使用能夠處理啟動(dòng)扭矩的尺寸過大的彈簧和單向離合器，本發(fā)明的設(shè)備使用在經(jīng)過峰值額定轉(zhuǎn)矩后斷開連接的卷繞彈簧。
[0028]圖1是隔離斷開器的截面圖。皮帶輪I接合皮帶(未示出)從而驅(qū)動(dòng)設(shè)備，例如交流發(fā)電機(jī)。皮帶輪I容納有滾珠軸承6和滾針軸承10，從而允許軸12和皮帶輪I之間的相對運(yùn)動(dòng)同時(shí)將徑向載荷傳遞到軸12。皮帶輪I還容納有密封件11。密封件11是旋轉(zhuǎn)密封件，用來密封設(shè)備中的潤滑劑并防止污染物進(jìn)入設(shè)備。
[0029]動(dòng)力從皮帶輪I流到螺旋彈簧2的一端21。螺旋彈簧2是減弱振動(dòng)并提供設(shè)備的隔離功能的彈性構(gòu)件。螺旋彈簧2的另一端22連接到彈簧承載件5。彈簧承載件5如圖所示由塑料制成，但可由本領(lǐng)域已知的其他任何合適的材料制成，例如，金屬或酚醛樹脂。彈簧承載件5上壓配合有加強(qiáng)環(huán)4，其在徑向方向上保持螺旋彈簧2。兩個(gè)扭簧30、31連接到彈簧承載件5。
[0030]扭簧30、31具有相同的直徑。扭簧30、31的螺旋匝是平行的并且因此包括相鄰平行的圈或匝。相比于串聯(lián)布置的彈簧，扭簧30、31就其配置方面在彈簧承載件5與單向離合器8之間也是平行的。每個(gè)扭簧30、31的任一端部與彈簧承載件5中的另一對應(yīng)彈簧端部相距180°的相位布置,從而使得扭簧30的載荷由另一扭簧31抵消，見圖4。扭簧30的端部3b與彈簧承載收部分51接合。扭簧31的端部3d與彈簧承載件接收部分52接合。在彈簧承載件上的用于第一扭簧30的接收部分51與在彈簧承載件上的用于第二扭簧31的接收部分52相距180度的相位。
[0031]扭簧30和31摩擦地接合單向離合器8，從而驅(qū)動(dòng)單向離合器8。接著，單向離合器8驅(qū)動(dòng)軸12。當(dāng)軸12旋轉(zhuǎn)的速度比皮帶輪I快時(shí)，單向離合器8允許軸12斷開連接或超越。
[0032]兩個(gè)扭簧30、31用于平衡或反作用于施加到單向離合器8的徑向載荷，否則如果只有單一的扭簧摩擦接合到單向離合器8其將被施加到單向離合器8。在本領(lǐng)域中眾所周知的是，單向離合器在沒有軸承支撐來承受徑向載荷的情況下不應(yīng)承受相當(dāng)大的徑向載荷，因此本發(fā)明的設(shè)備設(shè)計(jì)來反作用于徑向力，否則該徑向力將由單個(gè)扭簧30被施加到單向離合器8。
[0033]扭簧30包括與皮帶輪I上的止擋部Ia相互作用的柄3a。扭簧30通過繞單向離合器8的外表面卷繞與單向離合器8摩擦地接合。兩個(gè)組件一起移動(dòng)直到柄3a接觸止擋部la。與止擋部Ia的接觸導(dǎo)致扭簧30退繞，從而增大了匝圈的直徑，其相應(yīng)地減小了與單向離合器8的摩擦接合。這限制了通過摩擦連接能夠從扭簧30傳遞到單向離合器8的扭矩的量。限制通過扭簧30能夠傳遞的最大扭矩防止了彈簧2和單向離合器8的過載。
[0034]扭簧31包括與皮帶輪I上的止擋部Ib相互作用的柄3c。扭簧30通過繞單向離合器8的外表面卷繞與單向離合器8摩擦地接合。兩個(gè)組件一起移動(dòng)直到柄3c接觸止擋部lb。與止擋部Ib的接觸導(dǎo)致扭簧31退繞，從而增大了匝圈的直徑，其相應(yīng)地減小了與單向離合器8的摩擦接合。這限制了通過摩擦連接能夠從扭簧31傳遞到單向離合器8的扭矩的量。限制通過扭簧31能夠傳遞的最大扭矩防止了彈簧2和單向離合器8的過載。
[0035]當(dāng)扭簧30和31被釋放導(dǎo)致扭簧30和31與單向離合器8之間打滑時(shí)，止推墊圈9將單向離合器8保持在其恰當(dāng)?shù)妮S向位置。止推墊圈9與滾針軸承10接觸并將單向離合器8軸向地推到與彈簧承載件5相抵接的位置。
[0036]圖2是隔離斷開器的分解圖。
[0037]圖3是示出扭簧如何在設(shè)備中工作的剖視圖。柄3a接合皮帶輪I上的止擋部la。隨著轉(zhuǎn)矩的增大，由于螺旋彈簧2在傳遞到皮帶輪I的載荷下偏轉(zhuǎn)，彈簧承載件5將相對于軸12旋轉(zhuǎn)。最終，柄3a將接觸止擋部la。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，扭矩的任何進(jìn)一步的增加將導(dǎo)致扭簧30和31 “退繞”，從而脫開扭簧30和31與單向離合器8之間的摩擦接合。摩擦釋放將允許軸相對于皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而減少傳送到皮帶輪和皮帶的轉(zhuǎn)矩。
[0038]圖4是解釋使用兩個(gè)卷繞彈簧的自由體圖。“彈簧I”是表示從彈簧承載件5傳送到扭簧30的功率的矢量。“彈簧2”是表示從彈簧承載件5傳送到扭簧31的功率的矢量?！胺醋饔昧”是由扭簧30施加到單向離合器8上的徑向力?！胺醋饔昧?”是由扭簧31施加到單向離合器8上的徑向力。反作用力I抵消反作用力2。在皮帶輪上的可與扭簧30相接合的止擋部Ia與在皮帶輪上的可與扭簧31相接合的止擋部Ib相距180度的相位。
[0039]圖5是扭簧30的透視圖。
[0040]圖6是扭簧31的透視圖。
[0041]圖7是兩個(gè)扭簧的透視圖。柄3b與柄3d相距180度的相位。柄3a與柄3c相距180度的相位。每個(gè)彈簧的匝圈相鄰且平行。扭簧30的每個(gè)匝圈與相鄰的扭簧31的匝圈相交錯(cuò)。
[0042]圖8是彈簧承載件的透視圖。接收部分51接收柄3b。接收部分52接收柄3d。
[0043]圖9是彈簧承載件中的兩個(gè)扭簧的透視圖。螺旋彈簧2的一端支撐在表面53上。
[0044]雖然此處描述了本發(fā)明的一種形式，對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不背離此處描述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可對零件的結(jié)構(gòu)和關(guān)系進(jìn)行各種變型。
【權(quán)利要求】
1.一種隔離斷開器，包括: 軸； 與軸能夠旋轉(zhuǎn)接合的皮帶輪； 在皮帶輪與彈簧承載件之間接合的螺旋彈簧，彈簧承載件相對軸和皮帶輪可移動(dòng)； 安裝在軸上的單向離合器； 在彈簧承載件與單向離合器之間接合的第一扭簧和第二扭簧，第一扭簧和第二扭簧與單向離合器具有可釋放的摩擦接合； 第一扭簧和第二扭簧包括相鄰平行的匝圈并具有大致相等的直徑； 第一扭簧和第二扭簧各自與皮帶輪可接合； 當(dāng)?shù)谝慌せ苫虻诙せ膳c皮帶輪接合時(shí)，第一扭簧或第二扭簧將脫離與單向離合器的摩擦接合。
2.如權(quán)利要求1所述的隔離斷開器，其中第一扭簧和第二扭簧是平行的。
3.如權(quán)利要求1所述的隔離斷開器，其中彈簧承載件包括用于接收扭簧端部的接收部分。
4.如權(quán)利要求1所述的隔離斷開器，還包括加強(qiáng)環(huán)。
5.如權(quán)利要求1所述的隔離斷開器，其中皮帶輪還包括用于與第一扭簧的端部接合的第一止擋部和用于與第二扭簧的端部接合的第二止擋部。
6.一種隔離斷開器，包括: 軸； 與軸能夠旋轉(zhuǎn)接合的皮帶輪； 在皮帶輪與彈簧承載件之間接合的螺旋彈簧，彈簧承載件相對軸和皮帶輪可移動(dòng)； 安裝在軸上的單向離合器；以及 與彈簧承載件相連接的第一扭簧和第二扭簧，并且第一扭簧和第二扭簧每個(gè)與單向離合器可釋放摩擦接合，并且第一扭簧和第二扭簧每個(gè)能夠與皮帶輪可釋放地接合。
7.如權(quán)利要求6所述的隔離斷開器，其中第一扭簧和第二扭簧包括具有大致相等直徑的相鄰平行的匝圈。
8.如權(quán)利要求6所述的隔離斷開器，其中第一扭簧和第二扭簧平行布置。
9.如權(quán)利要求6所述的隔離斷開器，其中在彈簧承載件上的用于第一扭簧的接收部分與在彈簧承載件上的用于第二扭簧的接收部分相距180度的相位。
10.如權(quán)利要求10所述的隔離斷開器，其中在皮帶輪上的能與第一扭簧接合的止擋部與在皮帶輪上的與第二扭簧接合的止擋部相距180度的相位。
【文檔編號(hào)】F16H55/36GK103765027SQ201280025327
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月25日
【發(fā)明者】P·沃德, A·塞克, I·阿里, D·施奈德 申請人:蓋茨公司