本發(fā)明涉及一種隔離斷開器，更特別是涉及一種包括卷繞彈簧的隔離斷開器，該卷繞彈簧接合在載體和軸之間，該卷繞彈簧包括通過(guò)漸縮部分來(lái)連接的柱形內(nèi)部部分和平面形外部部分，該內(nèi)部部分沿卷繞方向與所述軸摩擦地接合。

背景技術(shù)：

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于更好的燃料經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越多地用于客車用途。而且，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在增加壓縮比，以便提高燃料效率。因此，柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由于發(fā)動(dòng)機(jī)中的上述變化而必須克服來(lái)自曲軸的更大幅度的振動(dòng)。

由于增加的曲軸振動(dòng)加上較高的加速度/減速度和較高的交流發(fā)電機(jī)慣性，發(fā)動(dòng)機(jī)附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常經(jīng)受由于皮帶滑移而引起的皮帶間歇噪音。這也將降低皮帶的工作壽命。

曲軸隔離器/斷開器和交流發(fā)電機(jī)斷開器/隔離器已經(jīng)廣泛用于具有較高角度振動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，以便濾除在發(fā)動(dòng)機(jī)操作速度范圍內(nèi)的振動(dòng)，還控制皮帶間歇噪音。

現(xiàn)有技術(shù)的代表是美國(guó)專利申請(qǐng)No.13/541216，其公開了一種隔離斷開器，該隔離斷開器有帶輪，該帶輪可與卷繞彈簧單向離合器的一端部沿展開方向暫時(shí)接合，因此，在卷繞彈簧單向離合器端部和帶輪之間的暫時(shí)接觸將暫時(shí)減少卷繞彈簧單向離合器與軸的摩擦接合。

需要一種包括卷繞彈簧的隔離斷開器，該卷繞彈簧接合在載體和軸之間，該卷繞彈簧包括通過(guò)漸縮部分來(lái)連接的柱形內(nèi)部部分和平面形外部部分，該內(nèi)部部分沿卷繞方向與軸摩擦接合。本發(fā)明滿足該需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要方面是一種包括卷繞彈簧的隔離斷開器，該卷繞彈簧接合在載體和軸之間，該卷繞彈簧包括通過(guò)漸縮部分來(lái)連接的柱形內(nèi)部部分和平面形外部部分，該內(nèi)部部分沿卷繞方向與所述軸摩擦接合。

本發(fā)明的其它方面將由本發(fā)明的下面說(shuō)明和附圖來(lái)指出，或者通過(guò)本發(fā)明的下面說(shuō)明和附圖而清楚。

本發(fā)明包括一種隔離斷開器，該隔離斷開器包括：軸；帶輪，該帶輪與軸進(jìn)行軸頸連接；扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧接合在帶輪和載體之間，該扭轉(zhuǎn)彈簧沿展開方向加載；卷繞彈簧，該卷繞彈簧接合在載體和軸之間，該卷繞彈簧包括通過(guò)漸縮部分來(lái)連接的柱形內(nèi)部部分和平面形外部部分，該內(nèi)部部分沿卷繞方向與軸摩擦接合。

附圖說(shuō)明

包含在說(shuō)明書中并形成說(shuō)明書的一部分的附圖表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。

圖1是裝置的透視圖。

圖2是裝置的剖視圖。

圖3是裝置的詳細(xì)剖視圖。

圖4是裝置的分解圖。

圖5A是裝置的內(nèi)部的透視圖。

圖5B是裝置的透視剖視圖。

圖6是載體的后部透視圖。

圖7是載體的前部透視圖。

圖8是卷繞彈簧和帶輪的透視圖。

圖9是卷繞彈簧的過(guò)渡部分的詳圖。

具體實(shí)施方式

圖1是裝置的透視圖。圖2是裝置的剖視圖。隔離斷開器100包括帶輪2，該帶輪2通過(guò)軸承7而軸頸連接在軸1上。推力墊片3布置在帶輪2和端帽5之間。推力墊片6布置在帶輪2和軸1之間。扭轉(zhuǎn)彈簧10接合在帶輪2和載體9之間。卷繞彈簧11接合在載體9和軸1之間。推力墊片22布置在載體9和軸1的徑向部件21之間。載體9由于扭轉(zhuǎn)彈簧10在該載體9和帶輪2之間的壓縮而支承在推力墊片22上。載體9和卷繞彈簧11包括單向離合器組件50。圖6是載體的后部透視圖。圖7是載體的前部透視圖。

帶輪2在推力墊片3和6之間沿軸向布置在軸1上，并通過(guò)端帽5而保持于其上。通過(guò)將裝置安裝在交流發(fā)電機(jī)(未示出)的軸上，端帽5夾在交流發(fā)電機(jī)軸承內(nèi)座圈和軸1之間。這就沿軸向固定本發(fā)明裝置100在交流發(fā)電機(jī)軸上的位置。軸1能夠螺紋固定在交流發(fā)電機(jī)軸上。

圖6是載體的后部透視圖。圖7是載體的前部透視圖。單向離合器組件50包括載體9和卷繞彈簧11。載體9包括面77。扭轉(zhuǎn)彈簧10的端部78支承在面77上。扭轉(zhuǎn)彈簧10的另一端79與帶輪2接合。

卷繞彈簧11包括外部平面形盤旋線圈部分93和內(nèi)部柱形線圈部分94，見圖8。圖8是卷繞彈簧和帶輪的透視圖。平面形外部部分93和柱形內(nèi)部部分94通過(guò)切向部分155而連接。部分155從內(nèi)部部分94沿徑向向外和切向延伸。部分93包括線圈，該線圈的半徑沿徑向向外增加，這樣，線圈以沿徑向向外盤旋的方式沿徑向向外一個(gè)堆垛在另一個(gè)上，即，線圈在垂直于旋轉(zhuǎn)軸線A-A延伸的平面內(nèi)共面。卷繞彈簧端部85是扭矩限制，端部89用于接收扭矩輸入。

卷繞彈簧11接合在載體9和軸1之間。內(nèi)部部分94的卷繞彈簧部分110與軸1的軸表面53摩擦接合。卷繞彈簧外部部分93與載體9在接收部分91中接合。

在本發(fā)明裝置中，扭矩沿帶輪2的旋轉(zhuǎn)方向從帶輪2通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧10通過(guò)單向離合器組件50而傳遞給軸1。扭矩通過(guò)卷繞彈簧11而沿卷繞方向來(lái)傳遞。扭轉(zhuǎn)彈簧10沿展開方向加載。在卸載或超出方向上，端部78可以與面77脫開或與帶輪2脫開或者與兩者脫開，但是這并不優(yōu)選的，因?yàn)樗赡芤鹪胍艉蛯?duì)裝置的損壞。

圖9是卷繞彈簧的過(guò)渡部分的詳圖。在圖9中的各區(qū)域的長(zhǎng)度并不按比例。卷繞彈簧11包括沿彈簧線的軸向長(zhǎng)度的可變截面?？勺兘孛嫣卣靼ㄈ齻€(gè)部分或區(qū)域：恒定截面區(qū)域110、可變或漸縮截面區(qū)域120以及恒定截面區(qū)域130。區(qū)域130的截面尺寸近似為1.5mm×2.5mm。區(qū)域110的截面尺寸近似為0.6mm×1.2mm。在本說(shuō)明書中給出的數(shù)字值只是實(shí)例，并不用于限制本發(fā)明的范圍。

區(qū)域130在端部89處從載體9獲得負(fù)載。載體9在接觸面77處與扭轉(zhuǎn)彈簧10接觸。區(qū)域130盤旋卷繞。區(qū)域130的盤旋特征用作能量吸收界面。例如，當(dāng)帶輪使得區(qū)域130的線圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)帶輪的旋轉(zhuǎn)或加速的方向而局部卷繞和展開。在全扭矩傳遞給軸1之前，區(qū)域130必須完全“卷繞”。這樣，卷繞彈簧用作順應(yīng)部件，以便將交流發(fā)電機(jī)與可能由于突然的發(fā)動(dòng)機(jī)速度變化而引起的沖擊隔離。這也是扭轉(zhuǎn)彈簧工作的方式，即，當(dāng)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)減速時(shí)允許交流發(fā)電機(jī)軸超出范圍。

卷繞彈簧11包括恒定截面區(qū)域110和可變截面區(qū)域120。區(qū)域130在部分1213處與區(qū)域120連接。區(qū)域120在部分1112處與區(qū)域110連接。區(qū)域120是漸縮的，它的截面尺寸從在部分1213處的1.5mm×2.5mm變化至在部分1112處的0.6mm×1.2mm。截面的這種過(guò)渡從區(qū)域130的端部通過(guò)切向部分155而逐漸產(chǎn)生，并繼續(xù)通過(guò)內(nèi)部部分94的隨后兩個(gè)至三個(gè)線圈。圖9是卷繞彈簧的過(guò)渡部分的詳圖。

交流發(fā)電機(jī)的最大扭矩在16-20N-m的范圍內(nèi)。在切向部分155和區(qū)域120之間的連接點(diǎn)處，操作拉伸將在區(qū)域120處產(chǎn)生大約16-20N-m的扭矩。在區(qū)域120和區(qū)域110之間的連接處1120，操作拉伸將產(chǎn)生比由扭轉(zhuǎn)彈簧10傳送的最大扭矩小約6.5至10倍的扭矩。

例如，在卷繞彈簧11中的拉伸能夠通過(guò)以下公式來(lái)確定：

T1/T2＝e^μФ

其中：

T1/T2＝拉伸率

μ＝在卷繞彈簧和軸之間的摩擦系數(shù)

Ф＝在卷繞彈簧和軸之間的接觸角(弧度)。

對(duì)于給定實(shí)例，其中，摩擦系數(shù)為0.12，接觸角表示3個(gè)線圈3*2*π＝18.85；拉伸率為9.6。當(dāng)摩擦系數(shù)為0.10時(shí)，拉伸率為6.6。實(shí)際上，因?yàn)槟Σ料禂?shù)可以變化，因此合理的是預(yù)期拉伸率將在大約6.5至10的范圍內(nèi)。

減小的扭矩是因?yàn)閰^(qū)域120在軸1上產(chǎn)生17至18N-m的扭矩。在連接處1120，還保留在區(qū)域120內(nèi)的拉伸負(fù)載，這在區(qū)域110中產(chǎn)生大約2至3N-m的扭矩。區(qū)域110的截面尺寸為大約0.6mm×1.2mm。區(qū)域110包括9-10個(gè)彈簧線圈。

在可變截面區(qū)域120和軸1之間沒(méi)有干涉或者只有很小的干涉。這意味著可變截面區(qū)域120能夠通過(guò)摩擦接合而僅僅傳遞1至2N-m的扭矩。區(qū)域110作為用于可變截面區(qū)域120的扳機(jī)或開關(guān)。區(qū)域110與軸1干涉配合，以便傳遞2-3N-m的扭矩。

在正常操作中，卷繞彈簧11的端部85并不與帶輪2接觸。當(dāng)通過(guò)帶輪2向裝置輸入的扭矩增加時(shí)，在帶輪2的凸片68與端部85之間的相對(duì)距離將減小。一旦在預(yù)定扭矩輸入下產(chǎn)生接觸時(shí)，在凸片68和端部85之間的進(jìn)一步按壓接觸(由于增加扭矩而引起)將使得卷繞彈簧11逐漸與軸表面53脫開，從而使得帶輪2能夠“滑過(guò)”軸1。這是因?yàn)橥蛊?8對(duì)著端部85的進(jìn)一步相對(duì)運(yùn)動(dòng)將使得卷繞彈簧11沿展開方向運(yùn)動(dòng)，這增加了卷繞彈簧11的直徑，這將逐漸遞增地使得卷繞彈簧11與軸表面53脫開。這種逐漸或遞增的接觸將使得在卷繞彈簧和軸之間的摩擦接合量通過(guò)來(lái)自帶輪的遞增壓力而逐漸地減小。當(dāng)過(guò)大扭矩負(fù)載增加時(shí)，卷繞彈簧越來(lái)越從軸上展開，從而使得帶輪有更大自由度，以便滑過(guò)軸，這又“釋放”高扭矩。這種扭矩釋放功能將保護(hù)裝置和從動(dòng)部件而防止過(guò)大扭矩的情況。

卷繞彈簧11由彈簧線的連續(xù)件來(lái)制造。彈簧線由具有1.5mm×2.5mm的初始截面尺寸的線來(lái)制造，這也是區(qū)域130的截面。為了獲得可變截面的區(qū)域120和更小截面的區(qū)域110，必須對(duì)各彈簧線進(jìn)行處理。第一步驟是將彈簧線切割成一定長(zhǎng)度。然后，將多個(gè)彈簧線裝入固定裝置中，以使得它們平行和定向而擱置在1.5mm的一側(cè)上。然后，對(duì)彈簧線進(jìn)行成組研磨，以便獲得區(qū)域120的從2.5mm至1.2mm的漸縮形狀以及區(qū)域110的1.2mm尺寸。然后，從固定裝置中取出彈簧線并將它們布置在磁性臺(tái)板上，并定向成使得它們平行和擱置在先前的2.5mm長(zhǎng)度的一側(cè)上(新研磨的1.2mm的一側(cè))。然后，對(duì)彈簧線進(jìn)行成組研磨，以便獲得沿區(qū)域120的從1.5mm至0.6mm的第二過(guò)渡以及用于區(qū)域110的0.6mm的最終厚度。然后，將機(jī)械加工的彈簧線在普通的彈簧制造卷繞設(shè)備上處理成卷繞彈簧11的卷繞形狀。

盡管這里已經(jīng)介紹了本發(fā)明的一種形式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，在不脫離這里所述的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對(duì)部件的結(jié)構(gòu)和關(guān)系進(jìn)行變化。