用于在皮帶輪和軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩的單向離合解耦器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于在皮帶輪和軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩的單向離合解耦器，包括：一摩擦彈簧，該摩擦彈簧與該皮帶輪的內(nèi)表面摩擦結(jié)合；一外圈，該外圈位于該摩擦彈簧所形成的空間內(nèi)；該外圈與該摩擦彈簧的相對位置固定；一軸套，該軸套用于容納該軸，該軸套與該軸的相對位置固定；一彈性單元，該彈性單元位于該外圈和該軸套之間，用于將該外圈的轉(zhuǎn)矩傳遞至該軸套，當該外圈帶動該軸套旋轉(zhuǎn)時，該彈性單元通過形變減少或消除該外圈和該軸套的扭轉(zhuǎn)振動。
【專利說明】用于在皮帶輪和軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩的單向離合解耦器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將機動車發(fā)動機的扭矩通過皮帶輪傳遞至交流發(fā)電機的機械組件單元，尤其涉及一種用于在皮帶輪和軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩的單向離合解耦器。
【背景技術(shù)】
[0002]機動車發(fā)動機使用循環(huán)蛇形帶將發(fā)動機的一部分輸出傳遞給多個帶傳動附件。每個部件包括輸入驅(qū)動軸以及與該驅(qū)動軸的遠端聯(lián)接的、用于與帶傳動結(jié)合的皮帶輪。發(fā)動機產(chǎn)生的扭矩通過皮帶傳遞給皮帶輪，皮帶輪帶動交流發(fā)電機的驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)帶動動子切割磁力圈產(chǎn)生交流電。
[0003]由于機動車的發(fā)動機多數(shù)為燃油或燃氣燃燒推動活塞上下運動，燃燒使曲軸加速，壓縮使曲軸減速，因此帶傳動附件也被反復加速和減速。在這過程中皮帶所帶動整個輪系(發(fā)電機，水泵，空調(diào)，惰輪等)會產(chǎn)生較大振動，使發(fā)動機振動增大、零部件壽命降低、噪聲加強、油耗增加和整車舒適性降低等不良影響。為了解決該問題，現(xiàn)有技術(shù)中產(chǎn)生了單向離合解稱器(Overrunning alternator decoupler),用于降低和消除發(fā)動機輪系的振動。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中比較典型的技術(shù)方案如US5139463所示。該技術(shù)方案利用一個塑料支架將摩擦彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧串聯(lián)，通過扭轉(zhuǎn)彈簧的形變吸收部分皮帶輪產(chǎn)生的振動。該技術(shù)方案的缺點在于:第一、摩擦彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧串聯(lián)時，加工工藝難度高，導致對接精度難以保證；第二、T型的輪轂需要在內(nèi)表面銑削出一螺旋狀臺階，從而固定扭轉(zhuǎn)彈簧導致加工效率低，成本高昂。
[0005]有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)中亟需要一種新的單向離合解耦器技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種用于在皮帶輪和軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩的單向離合解耦器，既能有效吸收皮帶輪的振動，而且結(jié)構(gòu)更加簡潔。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開一種用于在皮帶輪和軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩的單向離合解耦器，包括:一摩擦彈簧，該摩擦彈簧與該皮帶輪的內(nèi)表面摩擦結(jié)合；一外圈，該外圈位于該摩擦彈簧所形成的空間內(nèi)；該外圈與該摩擦彈簧的相對位置固定；一軸套，該軸套用于容納該軸，該軸套與該軸的相對位置固定；一彈性單元，該彈性單元位于該外圈和該軸套之間，用于將該外圈的轉(zhuǎn)矩傳遞至該軸套，當該外圈帶動該軸套旋轉(zhuǎn)時，所述彈性單元通過形變以減小和/或消除所述外圈和所述軸套的扭轉(zhuǎn)振動。更進一步地，該外圈的內(nèi)表面包括至少一個凸臺，該軸套的外表面包括至少一個凸臺，該彈性單元通過該外圈的凸臺和該軸套的凸臺固定。
[0008]更進一步地，該彈性單元是一蛇形彈簧。
[0009]更進一步地，該外圈的外表面包括一凹槽，該凹槽用于容納該摩擦彈簧向內(nèi)彎折的一端。該摩擦彈簧的向內(nèi)彎折的一端與該彈性元件接觸，用于將轉(zhuǎn)矩從該皮帶輪內(nèi)表面直接傳遞到該彈性元件上。[0010]更進一步地，該外圈和該軸套之間還包括至少一墊塊，用于調(diào)節(jié)該彈性單元的形變范圍。
[0011]更進一步地，該外圈的凸臺和該軸套的凸臺軸向平行。
[0012]更進一步地，該彈性單元由一金屬條狀物體沿同一平面按正反方向彎折而成，該彈性單元的一個U型單元內(nèi)放置一個外圈凸臺和一個軸套凸臺。
[0013]更進一步地，該外圈和該軸套之間還包括至少一墊塊，該軸套凸臺的數(shù)量是該外圈凸臺的兩倍，該相鄰的U型單元內(nèi)間隔放置一個外圈凸臺和一個墊塊。該軸套凸臺的數(shù)量與該外圈凸臺的數(shù)量相等，該任意兩個相鄰的U型單元內(nèi)一個放置該軸套凸臺和所述外圈凸臺，另一個放置該墊塊。
[0014]更進一步地，該墊塊由以下材料中的一種或多種制成:塑料、復合材料、金屬材料。
[0015]更進一步地，該皮帶輪通過兩個滾動軸承相對于該軸套轉(zhuǎn)動，該滾動軸承分別位于該單向離合解耦器的兩端。
[0016]更進一步地，該外圈包括一臺階，該臺階用于止擋該摩擦彈簧。
[0017]更進一步地，該外圈由以下材料中的一種或多種制成:塑料、復合材料、金屬材料。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明通過一個蛇形彈簧傳遞扭矩并消除振動，結(jié)構(gòu)簡潔，制造工藝難度大大下降。同時，外圈作為摩擦彈簧和軸套的連接件，在外圈的外表面開設(shè)一凹槽嵌入并固定摩擦彈簧，避免了在T型的輪轂需要在內(nèi)表面銑削出螺旋狀臺階的加工步驟。同時，該外圈可以用塑料制成，進一步降低了本發(fā)明所提供的單向離合解耦器的制造難度。另外，現(xiàn)有技術(shù)的離合解耦器一端是金屬滾動軸承另一端是塑料支架，在轉(zhuǎn)動過程中因為金屬與塑料二者之間的耐受力不一致，導致容易磨損；本發(fā)明的兩端都有金屬軸承作為支承，將受力均勻分布，因此與現(xiàn)有技術(shù)比較起來，本發(fā)明所提供的單向離合解耦器工作壽命更長，質(zhì)量更為可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了解。
[0020]圖1是本發(fā)明所涉及的單向離合解耦器的側(cè)視圖；
圖2是本發(fā)明所涉及的單向離合解耦器的剖面圖；
圖3是本發(fā)明所涉及的單向離合解耦器的彈性單元連接方式示意圖；
圖4是本發(fā)明所涉及的單向離合解耦器的彈性單元連接方式示意圖之二。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的一種具體實施例的單向離合解耦器。然而，應當將本發(fā)明理解成并不局限于以下描述的這種實施方式，并且本發(fā)明的技術(shù)理念可以與其他公知技術(shù)或功能與那些公知技術(shù)相同的其他技術(shù)組合實施。
[0022]本發(fā)明提供一種用于在皮帶輪和軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩的單向離合解耦器，既能有效吸收皮帶輪的振動，而且結(jié)構(gòu)更加簡潔。為了實現(xiàn)該發(fā)明目的，本發(fā)明提供的單向離合解耦器包括摩擦彈簧，該摩擦彈簧與該皮帶輪的內(nèi)表面摩擦結(jié)合；外圈，該外圈位于該摩擦彈簧所形成的空間內(nèi)；該外圈與該摩擦彈簧的相對位置固定；軸套，該軸套用于容納該軸，該軸套與該軸的相對位置固定；彈性單元，該彈性單元位于該外圈和該軸套之間，用于將該外圈的轉(zhuǎn)矩傳遞至該軸套，當該外圈帶動該軸套旋轉(zhuǎn)時，該彈性單元通過形變減少或消除該外圈和該軸套之間的扭轉(zhuǎn)振動。扭轉(zhuǎn)振動是指外圈和軸套的速度和轉(zhuǎn)矩的不均勻性所導致的振動。在以下描述中，為了清楚展示本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及工作方式，將借助諸多方向性詞語進行描述，但是應當將“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“內(nèi)”、“向外”、“向內(nèi)”、“上”、“下”等詞語理解為方便用語，而不應當理解為限定性詞語。此外，在以下描述中所使用的“內(nèi)” 一詞主要指靠近發(fā)電機驅(qū)動軸的方向；“外”一詞主要指遠離發(fā)電機驅(qū)動軸的方向；“軸向”一詞主要指發(fā)電機驅(qū)動軸平行的方向，“徑向” 一詞主要指與發(fā)電機驅(qū)動軸垂直的方向。
[0023]圖1是本發(fā)明所涉及的單向離合解耦器的側(cè)視圖。本發(fā)明所提供的單向離合從外至內(nèi)依次包括:皮帶輪10、摩擦彈簧20、外圈30、彈性單元60、軸套40。位于最外圈的皮帶輪10的外表面有多個V型槽，用于與皮帶(圖中未示出)相耦合。當皮帶轉(zhuǎn)動時，帶動皮帶輪10轉(zhuǎn)動。摩擦彈簧20包括多個螺旋簧圈。摩擦彈簧20被放置于皮帶輪10里面。摩擦彈簧20的橫截面為非圓形的橫截面。當摩擦彈簧20安裝于皮帶輪10內(nèi)部時，摩擦彈簧20與皮帶輪10的內(nèi)表面相接觸。由于摩擦彈簧20的張力受到皮帶輪10的內(nèi)表面限制以及摩擦彈簧20與皮帶輪之間的阻尼，使該摩擦彈簧20和皮帶輪10之間只能通過一個方向相對運動。反方向下由于摩擦彈簧20發(fā)生徑向收縮，摩擦彈簧20與皮帶輪10之間的制動解除。這意味著當皮帶輪10加速運動時,摩擦彈簧20與皮帶輪同方向轉(zhuǎn)動；皮帶輪10減速運動時，摩擦彈簧20不隨皮帶輪轉(zhuǎn)動的方向轉(zhuǎn)動。
[0024]摩擦彈簧20的里面被放置了一個外圈30，外圈30與摩擦彈簧20的內(nèi)表面保持一定的間隙，以適應摩擦彈簧徑向尺寸的變化。。外圈30整體上呈一圓筒狀，用于通過放置于外圈30內(nèi)部的蛇形彈簧60，將力矩傳遞給位于蛇形彈簧60內(nèi)部的軸套40。
[0025]摩擦彈簧20的一端與皮帶輪10的內(nèi)表面接觸，另一端向內(nèi)彎折。向內(nèi)彎折的一端嵌入外圈30外表面的一個凹槽中，這樣摩擦彈簧20便與外圈30固定。為了更好地實現(xiàn)被技術(shù)效果，外圈30的一端被設(shè)計為臺階狀，即向外凸起并越過摩擦彈簧20的內(nèi)表面所在的空間，這樣做的目的是為了對摩擦彈簧20進行止推、限位。而且，摩擦彈簧20向軸心折彎的一端與蛇形彈簧60接觸，直接把扭力傳遞到蛇形彈簧60上。
[0026]位于最里面的發(fā)電機的驅(qū)動軸50與軸套40固定。軸套40和外圈30之間通過一個蛇形彈簧60來傳遞扭矩。具體的連接方式參見圖2和圖3。蛇形彈簧60由一金屬條狀物體沿同一平面按正反方向彎折而成，可以視作有多個U型單元組成的彈簧。外圈30的內(nèi)表面上包括若干凸臺31，軸套40的外表面上也包括若干凸臺41。蛇形彈簧60被嵌在凸臺與凸臺之間。蛇形彈簧60通過凸臺31和凸臺41與外圈30和軸套40連接，并使外圈30和軸套40固接在一起。當外圈30轉(zhuǎn)動時，扭矩通過蛇形彈簧60傳遞至軸套40。蛇形彈簧60除了將皮帶輪10的扭矩經(jīng)外圈30傳遞至軸套40，并最終傳遞至發(fā)電機的驅(qū)動軸50，最重要的作用是為了消除皮帶輪10轉(zhuǎn)動過程的振動，并將該振動阻絕在外圈30與軸套之間40，從而實現(xiàn)消除發(fā)電機的驅(qū)動軸50振動的發(fā)明目的。當蛇形彈簧60受到來自徑向上的振動時，每個U型單元都受到擠壓，彎折部的彎折角發(fā)生變化，因而能夠吸收掉該振動，僅傳遞扭矩。在較佳實施例中，外圈30的凸臺31均勻的分布于其內(nèi)表面，軸套40的凸臺41分布于其外表面。軸套凸臺41的數(shù)量與凸臺31的數(shù)量一樣，且位置分布也一致。
[0027]在另一種較佳實施例中，蛇形彈簧60之間還放置若干墊塊80，墊塊80的位置示意圖請參考圖3和圖4。圖3是一種較佳的實施方式，在這種實施方式中，軸套40的凸臺41和外圈30的凸臺31的數(shù)量相同，蛇形彈簧60所形成的U型空間內(nèi)，分別放置軸套凸臺41。
[0028]軸套40的凸臺41的數(shù)量是外圈凸臺31的數(shù)量的兩倍。一個軸套凸臺41對應一個外圈凸臺31，與多出來的軸套凸臺41相對應的空間用于放置一個墊塊80。墊塊80的作用是為了調(diào)節(jié)蛇形彈簧60的形變范圍，從而提高振動吸收效率以及提高蛇形彈簧的工作壽命。本領(lǐng)域技術(shù)人員同樣知道，除了間隔分布以外，每兩個相鄰的凸臺31、41之間放一個墊塊80也是可以的。墊塊80的材料可以是塑料、橡膠或金屬材料制成。
[0029]本發(fā)明所示的單向離合解耦器還包括兩個滾動軸承70，兩個滾動軸承70分別位于該單向離合解耦器的兩端，即摩擦彈簧20、外圈30、彈性單元60、軸套40位于兩個滾動軸承70之間。其中滾動軸承70的外表面與皮帶輪10的內(nèi)表面接觸，滾動軸承70的內(nèi)表面與軸套40接觸。因為滾動軸承的存在，皮帶輪10可以繞軸套40轉(zhuǎn)動，故避免了單向離合解耦器工作過程中發(fā)生卡死現(xiàn)象。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，首先、本發(fā)明通過一個蛇形彈簧傳遞扭矩并消除振動，結(jié)構(gòu)簡潔，制造工藝難度大大下降。然后，外圈作為摩擦彈簧和軸套的連接件，在外圈的外表面開設(shè)一凹槽嵌入并固定摩擦彈簧，避免了金屬的T型的輪轂需要在內(nèi)表面銑削出螺旋狀臺階的加工步驟。再次，本發(fā)明所提供的外圈可以由塑料、復合材料或金屬材料加工而成，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，加工工藝更簡單，制造成本幾何級下降。另外，現(xiàn)有技術(shù)的離合解耦器一端是金屬滾動軸承另一端是塑料支架，在轉(zhuǎn)動過程中因為金屬與塑料二者之間的耐受力不一致，導致容易磨損；本發(fā)明的兩端都有金屬軸承作為支承，將受力均勻分布，因此與現(xiàn)有技術(shù)比較起來，本發(fā)明所提供的單向離合解耦器工作壽命更長，質(zhì)量更為可靠。
[0031]本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領(lǐng)域技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在皮帶輪和軸之間傳遞轉(zhuǎn)矩的單向離合解耦器，其特征在于，包括: 一摩擦彈簧，所述摩擦彈簧與所述皮帶輪的內(nèi)表面摩擦結(jié)合； 一外圈，所述外圈位于所述摩擦彈簧所形成的空間內(nèi)；所述外圈與所述摩擦彈簧的相對位置固定； 一軸套，所述軸套用于容納所述軸，所述軸套與所述軸的相對位置固定； 一彈性單元，所述彈性單元位于所述外圈和所述軸套之間，用于將所述外圈的轉(zhuǎn)矩傳遞至所述軸套，當所述外圈帶動所述軸套旋轉(zhuǎn)時，所述彈性單元通過形變以減小和/或消除所述外圈和所述軸套之間的扭轉(zhuǎn)振動。
2.如權(quán)利要求1所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述外圈的內(nèi)表面包括至少一個凸臺，所述軸套的外表面包括至少一個凸臺，所述彈性單元通過所述外圈的凸臺和所述軸套的凸臺固定。
3.如權(quán)利要求1所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述彈性單元是一蛇形彈簧。
4.如權(quán)利要求1所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述外圈的外表面包括一凹槽，所述凹槽用于容納所述摩擦彈簧向內(nèi)彎折的一端。
5.如權(quán)利要求1所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述外圈和所述軸套之間還包括至少一墊塊，用于調(diào)節(jié)所述彈性單元的形變范圍。
6.如權(quán)利要求2所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述外圈的凸臺和所述軸套的凸臺軸向平行。
7.如權(quán)利要求6所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述彈性單元由一金屬條狀物體沿同一平面按正反方向彎折而成，所述彈性單元的一個U型單元內(nèi)放置一個外圈凸臺和一個軸套凸臺。
8.如權(quán)利要求7所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述外圈和所述軸套之間還包括至少一墊塊，所述軸套凸臺的數(shù)量是所述外圈凸臺的兩倍，所述相鄰的U型單元內(nèi)間隔放置一個外圈凸臺和一個墊塊。
9.如權(quán)利要求8所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述軸套凸臺的數(shù)量與所述外圈凸臺的數(shù)量相等，所述任意兩個相鄰的U型單元內(nèi)一個放置所述軸套凸臺和所述外圈凸臺，另一個放置所述墊塊。
10.如權(quán)利要求5、8或9任一項所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述墊塊由以下材料中的一種或多種制成:塑料、復合材料、金屬材料。
11.如權(quán)利要求1所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述皮帶輪通過兩個滾動軸承相對于所述軸套轉(zhuǎn)動，所述滾動軸承分別位于所述單向離合解耦器的兩端。
12.如權(quán)利要求1所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述外圈包括一臺階，所述臺階用于止擋所述摩擦彈簧，和/或所述外圈由以下材料中的一種或多種制成:塑料、復合材料、金屬材料。
13.如權(quán)利要求4所述的單向離合解耦器，其特征在于，所述摩擦彈簧的向內(nèi)彎折的一端與所述彈性元件接觸，用于將轉(zhuǎn)矩從所述皮帶輪內(nèi)表面直接傳遞到所述彈性元件上。
【文檔編號】F16H55/36GK103925304SQ201410163988
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】劉增崗 申請人:劉增崗