隔離斷開器的制造方法
【專利摘要】一種隔離斷開器，包括：軸(10)；帶輪(30)，該帶輪軸頸連接在軸(10)上；離合器載體(50)，該離合器載體通過單向離合器(60)而軸頸連接在軸(10)上；扭轉彈簧(40)，該扭轉彈簧接合在帶輪和離合器載體之間；該扭轉彈簧可沿展開方向負載，該扭轉彈簧和帶輪有在扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑表面之間的預定間隙，因此，扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑表面通過扭轉彈簧的、取決于力矩負載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。
【專利說明】隔離斷開器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種隔離斷開器，該隔離斷開器有扭轉彈簧和帶輪，該扭轉彈簧和帶 輪有在扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑表面之間的預定間隙，因此，扭轉彈簧外徑表面和帶 輪內徑表面通過扭轉彈簧的、取決于力矩負載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。
【背景技術】
[0002] 由于燃料經濟性更佳的優點，用于乘用車應用的柴油發動機有所增加。而且，汽油 發動機在增加壓縮率以提高燃料效率。因此，由于發動機中的上述變化，柴油和汽油發動機 的附件驅動系統必須克服來自曲軸的更大幅度的振動。
[0003] 由于增加的曲軸振動以及較高的加速/減速率和較高的交流發電機慣性，發動機 附件驅動系統經常由于皮帶滑移而出現皮帶的尖銳噪音。這也將降低皮帶的工作壽命。
[0004] 曲軸隔離器/斷開器和交流發電機斷開器/隔離器已被廣泛用于具有大角度振動 的發動機，以便過濾掉在發動機運轉速度范圍內的振動，還控制皮帶的尖銳噪音。
[0005] 本領域的代表是美國專利7766774,該美國專利7766774公開了一種斷開器組件， 用于使得交流發電機能夠在機動車輛的發動機中由蛇形皮帶進行旋轉地驅動，并用于允許 皮帶的速度相對于交流發電機振蕩。輪轂由交流發電機的驅動軸固定地承載，用于與其一 起旋轉。帶輪通過球軸承組件而可旋轉地軸頸支承在輪轂上。露出的螺旋形離合器彈簧 在輪轂和帶輪之間操作地聯接，用于在帶輪通過蛇形皮帶而相對于輪轂加速的過程中從帶 輪向輪轂傳遞旋轉運動，并用于在帶輪相對于輪轂減速時允許輪轂超過帶輪。力矩限制器 (優選是彈簧或套筒）包繞轉矩，限制其向外膨脹，從而使得扭轉彈簧與高于預定界限的力 矩隔離。
[0006] 需要一種隔離斷開器，該隔離斷開器有扭轉彈簧和帶輪，該扭轉彈簧和帶輪有在 扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑表面之間的預定間隙，因此，扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑 表面通過扭轉彈簧的、取決于力矩負載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。本發明滿足這樣的需 求。
【發明內容】
[0007] 本發明的主要方面是一種隔離斷開器，隔離斷開器有扭轉彈簧和帶輪，該扭轉彈 簧和帶輪有在扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑表面之間的預定間隙，因此，扭轉彈簧外徑表 面和帶輪內徑表面通過扭轉彈簧的、取決于力矩負載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。
[0008] 本發明的其它方面將由下面的本發明說明書和附圖來指出或變得顯而易見。
[0009] 本發明包括一種隔離斷開器，它包括：軸，帶輪，該帶輪與所述軸進行軸頸連接； 離合器載體，該離合器載體通過單向離合器而與所述軸進行軸頸連接；扭轉彈簧，該扭轉彈 簧接合在帶輪和離合器載體之間，該扭轉彈簧可沿展開方向負載，該扭轉彈簧和帶輪有在 扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑表面之間的預定間隙，因此，扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑 表面通過扭轉彈簧的、取決于力矩負載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010] 包含在說明書中并形成說明書的一部分的附圖表示了本發明的優選實施例，并與 說明書一起用于解釋本發明的原理。
[0011] 圖1是本發明裝置的剖視圖。
[0012] 圖2是分解圖。
[0013] 圖3是本發明裝置的側視圖。
[0014] 圖4是離合器載體的詳細視圖。
[0015] 圖5是推力襯套的詳細視圖。
[0016] 圖6是推力襯套和離合器載體止動器的透視圖。
【具體實施方式】
[0017] 圖1是本發明裝置的剖視圖。隔離斷開器包括軸10。帶輪30通過布置在帶輪30 和軸10之間的滾針軸承20而軸頸連接在軸10上。扭轉彈簧40接合在帶輪30和離合器 載體50之間。離合器載體50通過單向離合器60而軸頸連接在軸10上。例如，彈簧40的 彈簧系數為大約0. 27Nm/deg，但用戶也可選擇其它彈簧系數以適合裝置的操作需要。
[0018] 帶輪30還通過布置在帶輪30和軸10之間的軸承70而軸頸連接在軸10上。
[0019] 推力襯套80布置在離合器載體50和軸承70之間。灰塵蓋90防止碎屑進入裝置。 蓋33壓配合安裝在帶輪30上。彈簧40的一端與蓋33的接收部分34接合。
[0020] 在用于發動機加速或穩速的操作中，彈簧40沿展開方向來負載，并鎖定單向離合 器60。動力從皮帶（未示出）傳遞給帶輪30,并通過彈簧40、離合器載體50和單向離合器 60而傳遞給軸10。當沿驅動方向負載時，彈簧40試圖展開，因此彈簧外徑（0D)表面42通 過各彈簧渦卷的半徑（R)的增加而徑向向外膨脹。彈簧40展開的最大程度被限制為各彈 簧40渦卷的、與帶輪30的內徑（ID)表面32逐漸接觸的外徑表面42。展開的程度取決于 施加的力矩負載，因此，當力矩負載增加時，彈簧表面42與表面32接觸的量逐漸增加，且當 力矩負載減小時，彈簧表面42與表面32接觸的量逐漸減小。
[0021] 在彈簧外徑和帶輪內徑之間的間隙（C)確定和限制了彈簧40的展開徑向膨脹，這 又保護彈簧40而防止其過載。在完全鎖定時，也就是當彈簧表面42充分膨脹而與表面32 接觸時，彈簧40完全限定于帶輪表面32內，因此即使施加的力矩負載繼續增加也能防止受 損。
[0022] 在發動機減速情況下，驅動皮帶（未示出）將變慢，因此帶輪30也變慢，但是由于 它的慣性，在大部分情況下，與軸10連接的交流發電機（未示出）的RPM降低并不像帶輪 30-樣快。實際上，交流發電機將試圖驅動發動機（未示出），且動力流將反向。這將使得 系統超速，并由于皮帶在帶輪上滑移而引起皮帶的尖銳噪聲。當使用本發明裝置時，在減 速度中的差異將使單向離合器使得過度旋轉的軸10與帶輪30脫開。交流發電機和軸10 將繼續以它自身的速率減速，直到它與帶輪30的速度近似匹配，這時單向離合器將重新接 合。這樣脫開將在正常使用過程中在發動機加速和減速時防止振動施加在皮帶系統上。
[0023] 圖2是分解圖。推力襯套80壓配合裝配至帶輪30的內徑中。軸承70與軸10的 軸環11接合。灰塵蓋90卡扣在帶輪30上。單向離合器60軸向滑動地裝配在軸10上，并 將在力矩反向時鎖定。離合器載體50壓配合裝配在單向離合器60上。扭轉彈簧40渦卷 具有矩形截面。矩形截面增加了可用于與帶輪的內徑接觸的表面面積。軸承20滑動地裝 配在軸上。
[0024] 推力襯套80與軸承70接合，以便防止帶輪30和離合器載體50軸向運動。
[0025] 圖3是本發明裝置的側視圖。帶輪接合表面31是多肋表面，但是也能夠包括任意 表面形式，包括有齒的、平滑的或單個V形槽。
[0026] 圖4是離合器載體的詳細視圖。當裝置沿驅動方向操作時，彈簧接收部分52接收 扭轉彈簧41的端部。
[0027] 圖5是推力襯套的詳細視圖。推力襯套80包括鋼環，該鋼環壓配合裝配至帶輪內 徑中。推力襯套80包括覆蓋模制在鋼環82上的塑料材料81。
[0028] 推力襯套滑動表面81包括止動器83,該止動器83與離合器載體50上的止動器 51接合。當在操作過程中釋放負載的彈簧時，推力襯套將通過在止動器83和止動器51之 間的接觸而限制彈簧和離合器載體的反向行程，從而防止彈簧端部41滑出離合器載體50 中的彈簧連接狹槽52。而且，止動器的接合限制了離合器載體的相對旋轉，因此限制了扭轉 彈簧相對于帶輪的相對旋轉。
[0029] 該裝置的制造如下。帶輪ID具有+/_0. 015mm的公差。彈簧0D研磨成具有 +/-0. 03mm的公差。在裝配過程中，油脂施加在彈簧0D42和帶輪ID32之間，以便使得止動 器51和83之間的接合變柔和。例如，假定彈簧0D = 42mm，在起動過程中，彈簧0D將膨脹 大約0. 024mm每度。
[0030] 在裝配過程中，推力襯套81安裝成使得止動器83與離合器載體止動器51接合。 止動器83、51的功能是在彈簧能量釋放或負載反向的過程中防止彈簧端部41從部分52中 滑出。止動器將并不給予彈簧40任何預負載，且在裝置的無負載條件中并不接觸。不過， 由于裝配處理的變化，裝配的裝置可以有在止動器83、51或彈簧端部接收部分之間的、可 忽略的預負載或非常小的間隙，它們能夠在裝配處理過程中進行調節。
[0031] 在起動過程中，離合器載體50和離合器載體止動器51將從它與推力襯套止動器 83的無負載接合位置偏轉大約60度。圖6是推力襯套和離合器載體止動器的透視圖。
[0032] 盡管這里已經介紹了本發明的一種形式，但是本領域技術人員顯然知道，在不脫 離這里所述的本發明精神和范圍的情況下可以對部件的結構和關系進行變化。
【權利要求】
1. 一種隔離斷開器，包括： 軸； 帶輪，該帶輪與所述軸進行軸頸連接； 離合器載體，該離合器載體通過單向離合器而與所述軸進行軸頸連接； 扭轉彈簧，該扭轉彈簧接合在帶輪和離合器載體之間； 該扭轉彈簧可沿展開方向負載，該扭轉彈簧和帶輪有在扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑 表面之間的預定間隙， 因此，扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑表面通過扭轉彈簧的、取決于力矩負載的徑向膨 脹而逐漸摩擦接合。
2. 根據權利要求1所述的隔離斷開器，還包括：推力襯套，該推力襯套布置在離合器載 體和所述軸之間，該推力襯墊有推力襯墊止動器，該離合器載體有離合器載體止動器，推力 襯墊止動器和離合器載體止動器在無負載條件中配合地接觸。
3. 根據權利要求1所述的隔離斷開器，其中：帶輪通過滾針軸承而與所述軸進行軸頸 連接。
4. 根據權利要求2所述的隔離斷開器，其中： 推力襯套包括止動器；以及 離合器載體包括止動器，該止動器可與推力襯套止動器配合地接合，以便限制離合器 載體相對于帶輪的相對旋轉。
5. -種隔離斷開器，包括： 軸； 帶輪，該帶輪與所述軸進行軸頸連接； 離合器載體，該離合器載體通過單向離合器而與所述軸進行軸頸連接； 推力襯套，該推力襯套布置在離合器載體和所述軸之間，推力襯套包括止動器； 離合器載體包括止動器，該止動器可與推力襯套止動器配合地接合，以便限制離合器 載體相對于帶輪的相對旋轉； 扭轉彈簧，該扭轉彈簧接合在帶輪和離合器載體之間； 該扭轉彈簧可沿展開方向負載，該扭轉彈簧和帶輪有在扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑 表面之間的預定間隙， 因此，扭轉彈簧外徑表面和帶輪內徑表面通過扭轉彈簧的、取決于力矩負載的徑向膨 脹而逐漸摩擦接合。
【文檔編號】F16D41/04GK104105897SQ201380004468
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月22日 優先權日:2012年6月4日
【發明者】陳曉華, J·T·哈維, R·帕普林, 劉克銘, A·塞基, I·阿里, D·施奈德, P·沃德 申請人:蓋茨公司