一種單向離合器皮帶輪的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種單向離合器皮帶輪，包括芯軸、皮帶輪外殼和單向器，單向器包括承載外圈、承載彈簧和單向止推環；承載外圈采用過盈配合方式與皮帶輪外殼固定連接；承載彈簧置于承載外圈內，底端懸置，頂端固定在單向止推環上；單向止推環與芯軸固定連接，并通過卡簧軸向定位。本發明利用承載彈簧的可變形的特點，通過承載外圈對承載彈簧不同的相對運動方向，驅使承載彈簧處于收縮或脹開狀態，從而使承載外圈與承載彈簧解鎖或鎖定，實現芯軸與皮帶輪外殼的離合。由于承載外圈對承載彈簧的相對運動所形成的是柔性摩擦，而非傳統結構的硬摩擦，因此能夠做到極低噪音，甚至無噪音，大大延長了離合器的使用壽命。
【專利說明】一種單向離合器皮帶輪
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種單向離合器皮帶輪。
[0002]
【背景技術】
[0003]發動機發電機單向離合器皮帶輪可以避免逆向旋轉時產生的逆電流以防止傷害車內的電子器件，提升發電機系統的壽命、降低一氧化碳排放。目前市場上的發動發電機單向器，其皮帶輪大多采用滾動軸承傳動。滾動軸承的徑向尺寸較大，減振能力較差，高速運轉時壽命低，聲音較響。且滾動軸承對于軸承的要求較高，一般軸承裝入工作位置后，往往由于制造造成安裝和定位的不良，因此常因軸產生疲勞度和熱膨脹等原因，例行軸承承受過大的載荷，引起早期的損壞。所以該軸承有很多缺點，滾動軸承的傳動方式使得徑向擺動大，從而導致摩擦較大，進一步引起運動時噪聲大，且由于摩擦較高導致皮帶輪的使用壽命減短、故障率高，因此滾動軸承的傳動方式難于推廣。
[0004]為解決上述問題，如中國專利ZL 200920144929.6公開的一種單向器皮帶輪。參照圖1，所述的單向器皮帶輪包括皮帶輪軸1’，所述的皮帶輪軸I’上設有軸套2’，軸套2’上設有皮帶輪外圈3’ ；所述軸套2’與皮帶輪外圈3’之間設有滾柱單向離合器4’，滾柱單向離合器的兩端分別設有含油軸承5’，其中一含油軸承5’的一端設有密封圈6’，另一含油軸承5’的一端設有的軸向的平面滑動軸承7’，平面滑動軸承7’的一側設有軸向止推片8’；所述軸向止推片8’與皮帶輪外圈3’之間設有防塵罩9’。上述結構的單向器皮帶輪，一方面在徑向和軸向都采用滑動軸承支撐，減少了摩擦，降低了噪聲，使產生壽命得以提高；另一方面采用雙向密封，使灰塵難以進入，從而降低了故障率。
[0005]然而，上述結構的單向器皮帶輪，雖然在一定程度上解決了滾動軸承單向器皮帶輪的缺點，但由于齒輪式止推片8，與皮帶輪軸I’的硬性摩擦，增加了軸的疲勞度和熱膨脹因素，使得軸承承受過大的載荷和單向離合器過早磨損致使皮帶輪的使用壽命減短，故障率高，因此尚未從根本上解決這一問題。
[0006]
【發明內容】
[0007]本發明要解決的是現有單向離合器皮帶輪存在的硬摩擦、故障率高、噪音大的問題，旨在提供一種新型的單向器離合皮帶輪。
[0008]為解決上述問題，本發明采用以下技術方案:一種單向離合器皮帶輪，包括芯軸和皮帶輪外殼，在所述的芯軸和皮帶輪外殼之間依次設有底部承載軸承、單向器、卡簧和頂部承載軸承，其特征在于所述的單向離合器包括承載外圈、承載彈簧和單向止推環；所述的承載外圈采用過盈配合方式與所述的皮帶輪外殼固定連接；所述的承載彈簧置于所述的承載外圈內，底端懸置，頂端固定在所述單向止推環上，并且所述的承載彈簧自下而上的繞制方向與所述皮帶輪外殼的轉動方向相同；所述的單向止推環與所述的芯軸固定連接，并通過所述的卡簧軸向定位。
[0009]當皮帶輪外殼轉速超過皮帶輪芯軸轉速時，假設此時皮帶輪外殼為順時針旋轉，則皮帶輪外殼相對于芯軸也作順時針旋轉。因承載外圈與皮帶輪外殼通過盈配合固定連接，因此承載外圈與皮帶輪外殼同步轉動；單向止推環固定在芯軸上，因而與芯軸同步轉動；承載彈簧的頂端固定在單向止推環上，又因為承載彈簧的繞制方向與所述皮帶輪外殼的轉動方向相同，因此承載外圈在轉動過程中頂推承載彈簧的懸置端并使承載彈簧脹開。此時，承載外圈、承載彈簧、單向止推環和芯軸被鎖住，芯軸與皮帶輪外殼實現同向運動。
[0010]反之，當皮帶輪外殼轉速小于皮帶輪芯軸轉速時，或者所述帶輪外殼反向轉動時，則皮帶輪外殼相對于芯軸也作逆時針旋轉。承載外圈順著承載彈簧懸置端的走向旋轉，從而對該懸置端產生拉力而使承載彈簧收縮變形。此時，承載彈簧保持相對靜止，與承載外圈解鎖，芯軸與皮帶輪外殼實現分離。
[0011]本發明利用承載彈簧的可變形的特點，通過承載外圈對承載彈簧不同的相對運動方向，驅使承載彈簧處于收縮或脹開狀態，從而使承載外圈與承載彈簧解鎖或鎖定，實現芯軸與皮帶輪外殼的離合。由于承載外圈對承載彈簧的相對運動所形成的是柔性摩擦，而非傳統結構的硬摩擦，因此能夠做到極低噪音，甚至無噪音，大大延長了離合器的使用壽命。
[0012]所述的承載彈簧與單向止推環可以采用不可拆卸方式連接，如焊接。然而這種連接方式不利于零件的維修和更換。并且，由于承載外圈和承載彈簧的配合非常精確，對焊接技術的要求非常高。
[0013]所述的承載彈簧與單向止推環也可以采用可拆卸方式連接，如插接方式。一個優化的實施方式，所述承載彈簧的頂端軸向外伸，并與所述單向止推環上開設的軸向插孔配合實現固定連接。這種連接方式簡單易操作，但是連接處的受力面積較小。
[0014]作為本發明的改進，另一個優化的實施方式，所述承載彈簧的頂端形成以彈簧自身的坡度逐漸向軸心收攏的彎折段，該彎折段與所述單向止推環上開設的坡度插槽配合實現固定連接。這種連接方式同樣簡單易操作，然而連接處的受力面積較大，一方面能保護承載彈簧不會因局部受力過大而損壞，另一方面，能夠更好地起到柔性傳動的效果。更為重要的，承載彈簧與單向止推環之間的坡度的配合，承載彈簧的支撐強度可以達到最大化而不容易變形，承載彈簧頭部更不會因為變形而造成承載彈簧軸向延長致使產生機械性過盈摩擦產生噪音甚至單向機構損毀。
[0015]所述頂端的彎折段可以是弧形段，也可以是直線段。后者結構時更有利于連接的牢固和穩定，不容易滑出。所述頂端的彎折段可以是單段或多段，優選為3段。
[0016]作為本發明的進一步改進，所述的底部承載軸承和頂部承載軸承為滾柱軸承，有利于提高芯軸運轉時的穩定性。所述的底部承載軸承為軸向軸承。所述的頂部承載軸承為徑向軸承，主要用于支撐芯軸重量及由于芯軸質量不平衡引起的離心力，并確定芯軸的徑向位置，使其中心與皮帶輪外殼中心保持一致。
[0017]作為本發明的再進一步改進，所述的單向止推環與芯軸的周向配合面之間還設有一個抗變環。在離合器承載巨大的負載時，承載彈簧端部會受到強大的徑向及軸向的壓力，我們在軸向的位置固定了它的端部使其無法竄動，但在徑向留有空間時，它就會向有空間的位置產生變形直至承載彈簧損毀。所述的抗變環能有效地防止單向止推環與芯軸之間的徑向空隙產生，保護承載彈簧不變形。
[0018]作為本發明的再進一步改進，所述的底部承載軸承和承載外圈之間還設有墊片。
[0019]所述單向止推環和芯軸的連接可以采用過盈配合方式固定，然而這種連接方式很難拆卸。一種優選的連接方式:所述的芯軸外圓周上開設有一對定位平面，所述的單向止推環內圓周上開設有一對定位平臺，通過所述的定位平面和定位平臺的配合實現所述單向止推環和芯軸的周向定位。
[0020]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是現有單向器皮帶輪的結構示意圖。
[0022]圖2是本發明單向器皮帶輪的結構示意圖。
[0023]圖3是發明單向器皮帶輪的爆炸圖。
[0024]圖4是本發明芯軸的結構示意圖。
[0025]圖5是圖4的右視圖。
[0026]圖6是本發明單向止推環的第一種實施方式的結構示意圖。
[0027]圖7是圖6的俯視圖。
[0028]圖8是發明單向止推環的第一種實施方式的立體圖。
[0029]圖9是本發明單向止推環的第二種實施方式的結構示意圖。
[0030]圖10是圖9的俯視圖。
[0031]圖11是發明單向止推環的第二種實施方式的立體圖。
[0032]圖12是本發明承載彈簧第一種實施方式的結構示意圖。
[0033]圖13是本發明承載彈簧第二種實施方式的結構示意圖。
[0034]圖14是底部承載軸承的結構示意圖。
[0035]圖15是圖14中A-A向的剖視圖。
[0036]圖16是底部承載軸承的滾柱。
[0037]圖17是底部承載軸承的內外圈。
[0038]圖18是頂部承載軸承的結構示意圖。
[0039]圖19是圖18中B - B向的剖視圖。
[0040]圖20是頂部承載軸承的滾柱。
[0041 ]圖21是頂部承載軸承的內外圈。
[0042]圖22是本發明單向止推環與芯軸的另一種連接方式的結構示意圖。
[0043]圖23是圖22的俯視圖。
[0044]圖24是圖22實施方式的爆炸圖。
[0045]
【具體實施方式】
[0046]圖1所示為現有單向器皮帶輪的結構，其缺陷前面已經描述過了，在此不再贅述。
[0047]參照圖2和圖3，本發明的一種單向器皮帶輪，包括芯軸I和皮帶輪外殼9，在所述的芯軸I和皮帶輪外殼9之間依次設有底部承載軸承2、單向器、卡簧7和頂部承載軸承8，所述的單向器包括承載外圈4、承載彈簧5和單向止推環6 ;所述的承載外圈4采用過盈配合方式與所述的皮帶輪外殼9固定連接；所述的承載彈簧5置于所述的承載外圈4內，底端501懸置，頂端502固定在所述單向止推環6上，并且所述的承載彈簧5自下而上的繞制方向與所述皮帶輪外殼9的轉動方向相同；所述的單向止推環6與所述的芯軸I固定連接，并通過所述的卡簧7軸向定位。所述的底部承載軸承2和承載外圈4之間還設有墊片3。
[0048]需要說明的是，上面提到的頂部、底部、頂端和底端的相對位置描述，是基于圖2所進行的。然而視圖的方向可以根據繪圖方式的改變而調整，包括本發明單向器皮帶輪在實際使用過程中也可以改變方向，因此，相應的相對位置描述也可能變成左端或右端等。但是盡管如此，各部件之間的連接關系和相對位置關系是相同的。
[0049]參照圖4和圖5，芯軸I包括基座101、底部承載軸承裝配段102、承載外圈裝配段103、單向止推環裝配段105、卡簧裝配段106和頂部承載軸承裝配段104。在單向止推環裝配段105上開設有一對定位平臺107，用于對單向止推環6進行周向定位。
[0050]參照圖6-圖8，所述單向止推環6的第一種實施方式。在單向止推環6內圓周上開設有一對定位平臺603，與芯軸I上的一對定位平臺107配合，實現周向定位。在單向止推環6上還開設有一個插孔601，用于固定承載彈簧5的頂端502。
[0051]參照圖9-圖11，所述單向止推環6的第二種實施方式。在單向止推環6內圓周上開設有一對定位平臺603，與芯軸I上的一對定位平臺107配合，實現周向定位。在單向止推環6上還開設有一個坡度插槽602，用于固定承載彈簧5的頂端502。所述坡度插槽602的形狀與承載彈簧5的頂端502的折彎段形狀相匹配。
[0052]參照圖12，承載彈簧5的第一種實施方式。所述承載彈簧5的頂端502軸向外伸，并與所述單向止推環6上開設的軸向插孔601配合實現固定連接(參見圖6-圖8單向止推環6的第一種實施方式)。
[0053]參照圖13，承載彈簧5的第二種實施方式。所述承載彈簧5的頂端502形成以彈簧自身的坡度逐漸向軸心收攏的彎折段，并與所述單向止推環6上開設的坡度插槽602配合實現固定連接(參見圖9-圖11單向止推環6的第二種實施方式)。。所述頂端502的彎折段由三段直線構成。
[0054]所述的底部承載軸承2和頂部承載軸承8均為滾柱軸承。
[0055]參照圖14-圖17，所述的底部承載軸承2為軸向軸承。
[0056]參照圖18-圖21，所述的頂部承載軸承8為徑向軸承。
[0057]參照圖22-24，本發明的又一種實施方式，在所述的單向止推環6與芯軸I的周向配合面之間還設有一個抗變環10。所述的抗變環10能夠防止單向止推環6與芯軸I產生徑向空隙，從而保護承載彈簧5不會因徑向竄動而產生變形甚至損毀。
[0058]應該理解到的是:上述實施例只是對本發明的說明，而不是對本發明的限制，任何不超出本發明實質精神范圍內的發明創造，均落入本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種單向離合器皮帶輪，包括芯軸(I)和皮帶輪外殼(9)，在所述的芯軸(I)和皮帶輪外殼(9)之間依次設有底部承載軸承(2)、單向離合器、卡簧(7)和頂部承載軸承(8)，其特征在于所述的單向離合器包括承載外圈(4)、承載彈簧(5)和單向止推環(6);所述的承載外圈(4)采用過盈配合方式與所述的皮帶輪外殼(9)固定連接；所述的承載彈簧(5)置于所述的承載外圈(4 )內，底端(501)懸置，頂端(502 )固定在所述單向止推環(6 )上，并且所述的承載彈簧(5)自下而上的繞制方向與所述皮帶輪外殼(9)的轉動方向相同；所述的單向止推環(6)與所述的芯軸(I)固定連接，并通過所述的卡簧(7)軸向定位。
2.如權利要求1所述的單向離合器皮帶輪，其特征在于所述承載彈簧(5)的頂端(502)軸向外伸，并與所述單向止推環(6)上開設的軸向插孔(601)配合實現固定連接。
3.如權利要求1所述的單向離合器皮帶輪，其特征在于所述承載彈簧(5)的頂端(502)形成以彈簧自身的坡度逐漸向軸心收攏的彎折段，并與所述單向止推環(6)上開設的坡度插槽(602)配合實現固定連接。
4.如權利要求3所述的單向離合器皮帶輪，其特征在于所述頂端(502)的彎折段為直線段。
5.如權利要求4所述的單向離合器皮帶輪，其特征在于所述頂端(502)的彎折段為3段。
6.如權利要求1所述的單向器皮帶輪，其特征在于所述的底部承載軸承(2)和頂部承載軸承(8)為滾柱軸承。
7.如權利要求6所述的單向器皮帶輪，其特征在于所述的底部承載軸承(2)為軸向軸承；所述的頂部承載軸承(8)為徑向軸承。
8.如權利要求1所述的單向器皮帶輪，其特征在于所述的單向止推環(6)與芯軸(I)的周向配合面之間還設有一個抗變環(10)。
9.如權利要求1所述的單向器皮帶輪，其特征在于所述的底部承載軸承(2)和承載外圈(4)之間還設有墊片(3)。
10.如權利要求1-9任何一項所述的單向器皮帶輪，其特征在于所述的芯軸(I)外圓周上開設有一對定位平面(105)，所述的單向止推環(6)內圓周上開設有一對定位平臺(603),通過所述的定位平面(105)和定位平臺(603)的配合實現所述單向止推環(6)和芯軸(I)的周向定位。
【文檔編號】F16D41/066GK104074951SQ201410332306
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】倪景寧 申請人:臺州寶茨汽車零部件有限公司