專利名稱：在轂與帶輪之間具有滑動(dòng)界面的解耦器組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種解耦機(jī)構(gòu)，其允許由皮帶驅(qū)動(dòng)的輔助裝置暫時(shí)地以與皮帶速度不同的速度運(yùn)行，并且更具體地，本發(fā)明涉及一種結(jié)合有卷繞彈簧式離合器的解耦機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
已知在由車輛中的發(fā)動(dòng)機(jī)的皮帶驅(qū)動(dòng)的例如交流發(fā)電機(jī)的輔助裝置上設(shè)置解耦機(jī)構(gòu)。這種解耦機(jī)構(gòu)——可稱為解耦器——允許相關(guān)輔助裝置暫時(shí)地在不同于皮帶速度的 速度下運(yùn)行。例如，當(dāng)皮帶正在運(yùn)轉(zhuǎn)并且驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)皮帶突然停止時(shí)，解耦器允許交流發(fā)電機(jī)軸由于慣性而繼續(xù)暫時(shí)旋轉(zhuǎn)，直至其由于阻力而減速，直至停止，由此減小了交流發(fā)電機(jī)軸上的應(yīng)力。作為另一示例，即使發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸經(jīng)歷與活塞的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的減速和加速循環(huán)，解耦器仍允許交流發(fā)電機(jī)軸以相對(duì)恒定的速度旋轉(zhuǎn)。這種解耦器是車輛傳動(dòng)系的有價(jià)值的增設(shè)。然而，仍持續(xù)需要降低它們的成本，提高它們的運(yùn)行壽命，減小它們的復(fù)雜性并且簡(jiǎn)化它們的制造。因此提供能夠解決這些持續(xù)需要中的一個(gè)或多個(gè)的解耦器是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明涉及用于環(huán)式驅(qū)動(dòng)件與軸之間的解耦器組件。環(huán)式驅(qū)動(dòng)件可以是例如車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助裝置驅(qū)動(dòng)皮帶。軸可以是例如諸如交流發(fā)電機(jī)或壓縮機(jī)之類的由皮帶驅(qū)動(dòng)輔助裝置的輸入軸?？商娲?，軸可以是發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸。解耦器組件包括安裝于軸的轂、能夠相對(duì)于轂旋轉(zhuǎn)的帶輪、阻尼彈簧和離合器構(gòu)件。帶輪的一部分支撐在轂的帶輪支撐表面上。在帶輪與帶輪支撐表面之間存在間隙。間隙中具有潤(rùn)滑劑，以促進(jìn)帶輪與帶輪支撐表面之間的滑動(dòng)。通過(guò)消除帶輪與轂之間的聚合物套管的使用，提供了若干優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，與一般需要將聚合物套管手動(dòng)地裝配在轂上的現(xiàn)有技術(shù)的組件相比，組裝過(guò)程可以更容易自動(dòng)化地進(jìn)行。另一優(yōu)點(diǎn)在于，公差范圍可以更小并且更易于控制以確保轂與帶輪之間始終不存在過(guò)盈配合(即，負(fù)的間隙)。另一優(yōu)點(diǎn)在于，在至少一些實(shí)施方式中，帶輪支撐表面與帶輪之間的接合的表面面積可以大于套管與帶輪之間的接合的表面面積，而無(wú)需與現(xiàn)有技術(shù)相比更長(zhǎng)的解耦器組件的軸向長(zhǎng)度。該增加的表面面積減小了帶輪與轂之間的界面處的壓力，這減小了這兩個(gè)部件之間的磨損量。這種減小的磨損提高了解耦器組件的壽命，能夠減小摩擦并且由此改善車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性，并且能夠減小由皮帶導(dǎo)致的帶輪的任何傾斜。還可以提供其它優(yōu)點(diǎn)。在第一方面的特定實(shí)施方式中，解耦器組件包括轂，該轂適于聯(lián)接于軸，使得軸與轂一起圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；帶輪；阻尼彈簧，該阻尼彈簧定位成在轂與機(jī)架之間傳遞扭矩；以及螺旋狀離合器彈簧。帶輪具有外表面和內(nèi)表面。外表面適于與環(huán)式驅(qū)動(dòng)件接合。在帶輪的內(nèi)表面與轂之間定位由軸承。轂上的帶輪支撐表面滑動(dòng)地支撐帶輪的內(nèi)表面。軸承和帶輪支撐表面共同支撐帶輪以使帶輪相對(duì)于轂旋轉(zhuǎn)。當(dāng)帶輪在第一旋轉(zhuǎn)方向上比轂旋轉(zhuǎn)得更快時(shí)，離合器彈簧徑向地伸展，以操作性地連接帶輪和機(jī)架，從而以帶輪驅(qū)動(dòng)轂。當(dāng)帶輪在第一旋轉(zhuǎn)方向上比轂旋轉(zhuǎn)得更慢時(shí)，離合器彈簧徑向地收縮，以操作性地?cái)嚅_帶輪與轂的連接。帶輪與轂共同限定出腔室，離合器彈簧設(shè)置在該腔室中，并且該腔室包括帶輪支撐表面與帶輪的內(nèi)表面之間的間隙。該腔室被填充有潤(rùn)滑劑。在另外的實(shí)施方式中，離合器彈簧的徑向收縮使得離合器彈簧朝向所述間隙軸向地延伸并且迫使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入所述間隙。


現(xiàn)在將參考附圖僅以示例的方式描述本發(fā)明，其中，圖I是具有多個(gè)由皮帶驅(qū)動(dòng)的輔助裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)的正視圖，這些由皮帶驅(qū)動(dòng)的輔助裝置中的一個(gè)具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的解耦器組件；圖2是圖I中所示的解耦器組件的放大的剖視圖；
圖3是圖I中所示的解耦器組件的分解立體圖；圖4是圖I中所示的解耦器組件的一部分的高倍放大的剖視圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)的解耦器組件的剖視圖；圖6a和6b分別是來(lái)自根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的解耦器的轂和帶輪在使用之后的高倍放大的剖視圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1，圖I示出了用于車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)10。發(fā)動(dòng)機(jī)10包括曲軸12，該曲軸12驅(qū)動(dòng)環(huán)式驅(qū)動(dòng)件，該環(huán)式驅(qū)動(dòng)件可以例如是皮帶14。發(fā)動(dòng)機(jī)10經(jīng)由皮帶14驅(qū)動(dòng)多個(gè)輔助裝置16(以虛線示出)，諸如交流發(fā)電機(jī)和壓縮機(jī)。每個(gè)輔助裝置16包括輸入驅(qū)動(dòng)軸15，該驅(qū)動(dòng)軸15上具有帶輪13，帶輪13由皮帶14驅(qū)動(dòng)。在皮帶14與由皮帶驅(qū)動(dòng)的輔助裝置16中的任一個(gè)或多個(gè)的輸入軸15之間設(shè)置有解耦器組件20以代替帶輪。解耦器組件20在皮帶14與軸15之間傳遞扭矩，但是當(dāng)皮帶14相對(duì)于軸15減速時(shí)能夠自動(dòng)地使軸15與皮帶14解除耦合。此外，解耦器組件20允許皮帶14的速度相對(duì)于軸15振蕩。因此，由于曲軸的速度的振蕩(內(nèi)燃式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的固有特性)導(dǎo)致的皮帶速度的振蕩由解耦器組件20阻尼，并且由此降低了由軸15和部件16引起的應(yīng)力。參考圖2，圖2示出了解耦器組件20的剖視圖。解耦器組件20包括轂22、帶輪24、軸承26、阻尼彈簧28、機(jī)架30、離合器彈簧32和端蓋34。轂22適于以任何適合的方式安裝至軸15。例如，轂22可具有貫穿的軸安裝孔36，軸安裝孔36限定用于解耦器組件20的旋轉(zhuǎn)軸線A。軸安裝孔36可構(gòu)造成緊貼地容納軸15的端部。軸安裝緊固件(未示出)可以插入穿過(guò)孔36的遠(yuǎn)端38，以將轂22固定地安裝至軸15，使得轂22與軸15 —同圍繞軸線A旋轉(zhuǎn)。帶輪24可旋轉(zhuǎn)地耦合于轂22。帶輪24具有外表面40，該外表面40構(gòu)造成與皮帶14接合。外表面40示出為具有槽42。皮帶14因此可以是多V型帶。然而應(yīng)當(dāng)理解，帶輪24的外表面40可具有任何其他適合的構(gòu)造并且皮帶14無(wú)需是多V型帶。例如，帶輪24可以具有單個(gè)槽并且皮帶14可以是單V型帶，或者帶輪14可以具有用于與平坦的皮帶14接合的基本上平坦的部分。帶輪24進(jìn)一步包括內(nèi)表面43。軸承26與帶輪24的內(nèi)表面43接合并且在帶輪24的第一(近端)軸向端44處將帶輪24可旋轉(zhuǎn)地支撐在轂22上。軸承26可以是任何適合類型的軸承，例如，密封球軸承。在帶輪24的第二(遠(yuǎn)端)軸向端46處，帶輪24的內(nèi)表面43可滑動(dòng)地支撐在轂22的帶輪支撐表面48上。軸承26和帶輪支撐表面48共同支撐帶輪24以便帶輪24相對(duì)于轂22旋轉(zhuǎn)。在下文中進(jìn)一步更詳細(xì)地描述由帶輪支撐表面48提供的滑動(dòng)支撐。提供了阻尼彈簧28用以適應(yīng)皮帶14相對(duì)于軸15的速度的振蕩。阻尼彈簧28可以是扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧具有第一端49 (圖3)，該第一端49保持在環(huán)形溝槽50內(nèi)(圖2)并且抵接轂22中的徑向壁(未示出)。阻尼彈簧28可進(jìn)一步具有第二端52，該第二端52保持在環(huán)形溝槽54中并且抵接機(jī)架30中的徑向壁(未示出)。在所示出的實(shí)施方式中，阻尼彈簧28在第一端49與第二端52之間具有多個(gè)線圈58。在美國(guó)專利7，712，592中示出和描述了阻尼彈簧28、轂22和機(jī)架30之間適當(dāng)?shù)慕雍系氖纠?，該專利的?nèi)容以參引的方式納入本文。在所示出的實(shí)施方式中，在阻尼彈簧28與離合器彈簧32之間設(shè)置有襯套57。該 襯套57在所示出的實(shí)施方式中本身是螺旋狀構(gòu)件，盡管可以具有任何其它適合的構(gòu)造，例如，中空?qǐng)A筒形形狀。襯套57通過(guò)限制可用于阻尼彈簧28的徑向伸展的空間的大小而充當(dāng)扭矩限制器(在阻尼彈簧28是扭轉(zhuǎn)彈簧的實(shí)施方式中)。因此，當(dāng)由帶輪24提供超過(guò)選定極限的扭矩時(shí)，阻尼彈簧28伸展，直至其被襯套57約束為止。在美國(guó)專利7，766，774中示出和描述了適合的襯套57的示例，該專利的內(nèi)容以參引的方式納入本文。阻尼彈簧28可以在解耦器組件20中被輕微地軸向壓縮，從而由其軸向推壓機(jī)架30以使機(jī)架30與推力板抵接，該推力板示出為59，推力板59與壓配在轂22與帶輪24之間的軸承26抵接。螺旋狀離合器彈簧32具有第一端60 (圖3)，該第一端60能夠與機(jī)架30的徑向壁62接合并且可以固定地連接于機(jī)架30。該螺旋狀離合器彈簧32具有第二端64，該第二端64可自由浮動(dòng)。該螺旋狀離合器彈簧32在第一端60與第二端64之間包括多個(gè)線圈66。因此，提供了從帶輪22通過(guò)離合器彈簧32，通過(guò)機(jī)架30，通過(guò)阻尼彈簧29并且進(jìn)入轂22的扭矩路徑。當(dāng)從皮帶14向帶輪24施加扭矩以比軸15的速度快的速度驅(qū)動(dòng)帶輪24時(shí)，帶輪24的內(nèi)表面43與離合器彈簧32的線圈66之間的摩擦力相對(duì)于離合器32的第一端60圍繞軸線A在第一旋轉(zhuǎn)方向上以至少一定的角度驅(qū)動(dòng)離合器彈簧32的至少一個(gè)線圈66。由帶輪24驅(qū)動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)線圈66相對(duì)于第一端60之間的相對(duì)移動(dòng)使得離合器彈簧徑向伸展，這進(jìn)一步加強(qiáng)了離合器彈簧32的線圈66與帶輪24的內(nèi)表面43之間的夾緊。由此，離合器彈簧32的第一端60從帶輪向機(jī)架30傳遞扭矩。機(jī)架30通過(guò)阻尼彈簧28向轂22傳遞扭矩。由此，轂22達(dá)到帶輪24的速度。因此，當(dāng)帶輪24比轂22旋轉(zhuǎn)得快時(shí)，離合器彈簧32將帶輪24操作性地連接于機(jī)架并且因此連接于轂22。在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于在發(fā)動(dòng)機(jī)10的運(yùn)行期間自然存在的曲軸12的速度振蕩，皮帶14可經(jīng)歷速度振蕩。這些速度振蕩可能很快并且因此在這些振蕩期間離合器彈簧32可能至少在某種程度上保持與帶輪24接合。由此，這些速度振蕩可以傳遞至機(jī)架30。然而，阻尼彈簧28發(fā)生彎曲，以允許機(jī)架30與轂22之間的暫時(shí)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？蛇x地，解耦器組件20可以構(gòu)造成在解耦器組件20中的選定部件之間存在摩擦力，從而對(duì)阻尼彈簧28中的彎曲進(jìn)行阻尼。當(dāng)帶輪24減速并且比軸15旋轉(zhuǎn)得更慢時(shí),沿第一旋轉(zhuǎn)方向的、帶輪24的內(nèi)表面43在離合器彈簧32上的力消除，并且因此離合器彈簧32徑向地收縮以使帶輪24從機(jī)架30和轂22操作性地脫離。帶輪24和轂22共同限定出腔室68，離合器彈簧32設(shè)置在該腔室68中。在所示出的實(shí)施方式中，阻尼彈簧28也設(shè)置在腔室68中。潤(rùn)滑劑70基本上填充腔室68以潤(rùn)滑離合器彈簧32并且潤(rùn)滑離合器彈簧32與帶輪24的內(nèi)表面43之間的接合，從而控制它們之間的摩擦力的大小并且防止它們接合期間對(duì)帶輪24的內(nèi)表面43和對(duì)離合器彈簧32的破壞。如上文中所指出的，帶輪24的內(nèi)表面43可滑動(dòng)地支撐在轂22的帶輪支撐表面48上。更具體地，帶輪支撐表面48與帶輪24的內(nèi)表面43被間隙G分開，在圖4中示出了該間隙G (被高倍放大)。間隙G與主腔室部分72 (離合器彈簧32位于其中)共同構(gòu)成腔室68。因此，間隙G中填充有潤(rùn)滑劑70。間隙G中的潤(rùn)滑劑70的存在允許帶輪24的內(nèi)表面43與轂22的帶輪支撐表面48之間的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。潤(rùn)滑劑70可以是任何適合類型的潤(rùn)滑劑，例如，諸如PetroCanada PeerlessLLG潤(rùn)滑脂之類的潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑劑70在離合器彈·簧上使用可以如在美國(guó)專利7，618，337中所描述的那樣，該專利的內(nèi)容以參引的方式納入本文。轂22可以由任何適合的材料制造，例如碳鋼，并且更具體地可以是含20%碳的碳鋼。帶輪24還可以由具有接近20%的含碳量的碳鋼制成。帶輪24的內(nèi)表面43可以是硬化的氮化物，其硬化深度在大約O. 02mm的范圍內(nèi)(但是可以小于O. 02mm)，并且硬化的硬度為大約1000HV(即，源自維氏硬度測(cè)試的維氏角錐硬度值)。帶輪支撐表面32的硬度等級(jí)可以是大約75HV。設(shè)置有端蓋34 (圖3)，用以充當(dāng)用來(lái)密封間隙G的第二(遠(yuǎn))端的密封構(gòu)件。因此，腔室68在一端由端蓋34密封并且在另一端由軸承26密封。端蓋34可安裝于帶輪24的第二端46。在一些現(xiàn)有技術(shù)的解耦器組件中，如圖5中的100所示，示出為101的轂包括槽102，聚合物套管104設(shè)置在該槽102中。槽102被側(cè)肋103圍繞，該側(cè)肋103有助于卡住套管104。套管104與帶輪108的示出為106的內(nèi)表面接合，以將帶輪108可旋轉(zhuǎn)地支撐在轂101上。套管104在某些情況下是尼龍。為了將套管104安裝在轂101上，必須將套管104張開以越過(guò)側(cè)肋103，這通常是手動(dòng)執(zhí)行的步驟。然而，在組裝之前，如果套管104處于具有高濕度的環(huán)境中時(shí)，其可能膨脹。由此，組裝工人可能難以將套管104安裝在轂101上?，F(xiàn)有技術(shù)的解耦器組件100在使用時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)良好并且具有較長(zhǎng)的壽命。最終，在使用期間，當(dāng)出現(xiàn)尼龍?zhí)坠?04的過(guò)度磨損時(shí)，導(dǎo)致帶輪108與皮帶(未示出)之間的對(duì)齊問(wèn)題，以及皮帶相對(duì)于解耦器組件100的傾斜和側(cè)滑的問(wèn)題。這能夠?qū)е聨л?08向軸承(未示出)作用非徑向指向的力，從而降低軸承的壽命。此外，這些問(wèn)題能夠產(chǎn)生帶輪108與轂101之間的增加的摩擦力，這導(dǎo)致運(yùn)行期間發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性降低并導(dǎo)致噪音。此外，在一些現(xiàn)有技術(shù)組件上的套管104與帶輪108的內(nèi)表面106之間設(shè)置的間隙可以大約為O. 040mm，然而，然而由于許多因素——包括例如套管104的尺寸公差，間隙中可能存在+/-0. 043mm的相對(duì)較大的公差。然而，能夠知道該公差可導(dǎo)致套管104與帶輪108的內(nèi)表面106之間的負(fù)的間隙(即，過(guò)盈配合)。過(guò)盈配合能夠使得將帶輪108與轂101安裝在一起的過(guò)程變得困難。在將帶輪108和轂101安裝在一起的過(guò)程中，特別是存在過(guò)盈配合的情況下，帶輪108能夠卡在套管104上。這能夠切開或者以別的方式破壞套管104，在這種情況下，套管104、可能還有轂101和帶輪108可能作為廢棄部分被丟棄。此外，在一些應(yīng)用中，套管104的相對(duì)柔軟性使得當(dāng)通過(guò)帶輪108將特定的力從皮帶施加在其上時(shí)，套管104相對(duì)易于變形。一個(gè)示例是迫使帶輪108傾斜的來(lái)自于皮帶的足夠大的力。該變形還能夠?qū)е聨л?08的傾斜和側(cè)滑問(wèn)題。參考圖4，表面43與48之間的間隙G可以具有寬度W，該寬度W充分地窄以抑制帶輪24相對(duì)于軸線A傾斜，但是足夠?qū)捯栽试S潤(rùn)滑劑進(jìn)入間隙G。間隙G的寬度W可以是例如大約O. 0875mm。至少部分地由于轂22和帶輪24的構(gòu)造材料，與現(xiàn)有技術(shù)組件100中 的間隙相關(guān)聯(lián)的寬度公差相比，間隙G的寬度W的公差可以相對(duì)較小。例如，寬度W的公差可以是大約+/-0.0175mm。應(yīng)注意，轂支撐表面48與內(nèi)表面43之間的間隙(即，間隙G的寬度W)始終是正的。因此，這兩個(gè)部件之間一直不存在過(guò)盈配合，由此與現(xiàn)有技術(shù)的轂101和帶輪108相比，這樣有助于將轂22和帶輪24組裝在一起。此外，消除了對(duì)于安裝單獨(dú)構(gòu)件(即，套管104)的需要進(jìn)一步有助于將轂22和帶輪24組裝在一起。而且，取消了套管104有助于使用自動(dòng)化過(guò)程組裝轂22和帶輪24，由此進(jìn)一步降低了組裝成本。盡管O. 035mm(即，從+0. 0175mm到-O. 0175mm)的公差范圍是優(yōu)選的，但其它公差范圍也是可以接受的。例如，公差范圍可以是O. 1mm，(例如，+0.05mm到-0.05mm)，同時(shí)確保了轂22與帶輪24之間的標(biāo)稱間隙永遠(yuǎn)不是負(fù)的，從而永遠(yuǎn)不導(dǎo)致過(guò)盈配合?？梢栽陂g隙G的第一端設(shè)置示出為74的某種形式的導(dǎo)入部(能夠在圖4中能最清楚地觀察到)，該導(dǎo)入部面向主腔室部分72。該導(dǎo)入部74有助于潤(rùn)滑劑70進(jìn)入間隙G。該導(dǎo)入部74可以是倒角形式、輻射形式或者任何其它適合的形式。在所示出的實(shí)施方式中，具體地，導(dǎo)入部74面向離合器彈簧間隙溝槽76，該離合器彈簧間隙溝槽76形成在轂22與帶輪24的內(nèi)表面43之間，并且是主腔室部分72的一部分。在離合器彈簧32的徑向伸展和收縮期間，離合器彈簧32軸向地延伸和縮回。然而，如上文中所指出的，離合器彈簧32的第一端60可以固定地連接于機(jī)架30，并且機(jī)架30由阻尼彈簧28推壓成與推力板59抵接并且因此有效地在軸向上固定于適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｓ纱?，離合器彈簧32的第一端60在軸向上固定在適當(dāng)?shù)奈恢茫⑶乙虼穗x合器彈簧32的第二端64在離合器彈簧32的徑向伸展和收縮期間軸向地延伸和縮回。特別地，當(dāng)離合器彈簧32徑向地伸展時(shí)，其軸向地收縮，由此至少部分地拉出溝槽76之外，由此允許(并且迫使)溝槽76被潤(rùn)滑劑70填充。當(dāng)離合器彈簧32徑向地收縮時(shí)，其軸向地延伸至溝槽76中，由此迫使溝槽76中的潤(rùn)滑劑70進(jìn)入間隙G。導(dǎo)入部74有助于潤(rùn)滑劑70在離合器彈簧32的迫使下進(jìn)入間隙G。以這種方式，在解耦器組件20的運(yùn)行期間，間隙G有規(guī)律地“泵送”潤(rùn)滑劑70。特別地，當(dāng)帶輪24與轂22脫離并且因此當(dāng)轂22和帶輪24之間存在相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑劑70被迫進(jìn)入間隙G。盡管上文中對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了描述，但還是令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，與某些現(xiàn)有技術(shù)的解耦器組件相比，帶輪支撐表面48與帶輪24的內(nèi)表面43之間的經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑的金屬與金屬接觸導(dǎo)致了解耦器組件20中更好的性能和更長(zhǎng)的壽命。構(gòu)成滑動(dòng)連接的部件導(dǎo)致的磨損至少部分地與PV值相關(guān)聯(lián)，該P(yáng)V值是施加在這些部件之間的壓力與它們之間的速度的乘積。施加在這些部件之間的壓力等于施加在它們之間的力除以接合面積。接合面積等于周長(zhǎng)乘以軸向長(zhǎng)度。當(dāng)將圖2所示的組件20與圖5所示的現(xiàn)有技術(shù)組件100進(jìn)行對(duì)比時(shí)，它們之間的速度、界面處的周向距離和力等因素可以相同。然而，能夠看出，以LB表示的在套管104與帶輪108的內(nèi)表面106的界面處的軸向長(zhǎng)度尤其被側(cè)肋103的存在所限制。然而，以LH表示的在帶輪支撐表面48與帶輪24的內(nèi)表面43的界面處的軸向長(zhǎng)度比軸向長(zhǎng)度LB長(zhǎng)，這至少部分地是由于不需要側(cè)肋。直接的結(jié)果是，轂22與帶輪24之間的接合面積大于套管104與帶輪108之間的接合面積。由此，轂22與帶輪24之間的壓力低于套管104與帶輪108之間的壓力。由此，組件20的PV值低于組件100的PV值。PV值的降低與轂22和帶輪24之間的接合區(qū)域中的磨損的降低相關(guān)聯(lián)。在解耦器組件20的實(shí)施例上執(zhí)行壽命測(cè)試，以確定它們?cè)谑褂弥械男阅?。在一個(gè)測(cè)試中特別地使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所選小時(shí)數(shù)，使解耦組件20經(jīng)歷各種發(fā)動(dòng)機(jī)工況，例如，發(fā)動(dòng)機(jī)減速、加速、市區(qū)行駛、高速行駛以及其它條件。在一個(gè)測(cè)試運(yùn)轉(zhuǎn)中，解耦器組件20經(jīng)歷2000小時(shí)的測(cè)試(其對(duì)應(yīng)于選定的真實(shí)世界的行駛年限)，此后，將解耦器組件20拆卸開以便進(jìn)行檢查。檢查后，發(fā)現(xiàn)解耦器組件20處于良好的狀態(tài)。具體地，軸承支撐表面48和 帶輪24的內(nèi)表面43基本上沒有表現(xiàn)出磨損的跡象。還對(duì)測(cè)試組件20中使用的潤(rùn)滑劑進(jìn)行了檢查并且發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑劑處于極佳的狀態(tài)。在另一測(cè)試中，初始設(shè)計(jì)概念的組件20的實(shí)施例經(jīng)歷4000小時(shí)的測(cè)試(對(duì)應(yīng)于真實(shí)世界行駛年限的兩倍)，并且隨后將其拆卸并且進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)帶輪24的內(nèi)表面43上具有極小的磨損(0.006mm)并且?guī)л喼伪砻?8上沒有磨損。發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑劑狀態(tài)良好。應(yīng)當(dāng)注意，與組件100類似的現(xiàn)有技術(shù)的組件的實(shí)施例顯示在相應(yīng)部件(即，帶輪的內(nèi)表面和套管)上磨損量相當(dāng)大。轂22和帶輪24上的磨損可以通過(guò)任何適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行測(cè)量，例如，通過(guò)使用能夠進(jìn)行非常精確的測(cè)量以顯示任何尺寸變化的輪廓機(jī)(未示出)。此外，可以將轂22和帶輪24切開并且可以對(duì)剖面進(jìn)行檢查，如圖6a(示出了轂22)和圖6b (示出了帶輪24以及用80表示的氮化物硬化層)所示。盡管在圖中示出了螺旋狀離合器彈簧，并且盡管由于上述原因這種離合器彈簧是優(yōu)選的，但應(yīng)當(dāng)理解，可以替代性地在解耦器組件20中使用其它類型的離合器構(gòu)件。在上述說(shuō)明中，離合器組件描述為設(shè)置在由皮帶驅(qū)動(dòng)的輔助裝置的軸與由發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸驅(qū)動(dòng)的皮帶之間。然而，應(yīng)當(dāng)注意，在一些車輛中，解耦器組件可以設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)10的曲軸12上。當(dāng)曲軸12的角速度大于皮帶繞曲軸12的輸出軸線的角速度時(shí)，這種解耦器將允許曲軸12驅(qū)動(dòng)皮帶14，但是將允許曲軸12的角速度相對(duì)于皮帶14的角速度振蕩，由此允許皮帶14暫時(shí)性地超過(guò)曲軸12的速度運(yùn)行。盡管上述說(shuō)明書包含本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式，但應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在不偏離所附權(quán)利要求的真正意義的情況下，允許對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的改型和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于在環(huán)式驅(qū)動(dòng)件與軸之間傳遞扭矩的解耦器組件，包括 轂，所述轂適于聯(lián)接于所述軸，使得所述軸與所述轂一起圍繞旋轉(zhuǎn)軸線共同旋轉(zhuǎn)； 帶輪，所述帶輪具有外表面和內(nèi)表面，其中，所述外表面適于接合所述環(huán)式驅(qū)動(dòng)件，其中，在所述帶輪的內(nèi)表面與所述轂之間定位有軸承，并且其中，所述轂包括帶輪支撐表面，所述帶輪支撐表面滑動(dòng)地支撐所述帶輪的內(nèi)表面，其中，所述軸承與所述帶輪支撐表面一起支撐所述帶輪以使所述帶輪相對(duì)于所述轂旋轉(zhuǎn)； 阻尼彈簧，所述阻尼彈簧定位成在所述轂與機(jī)架之間傳遞扭矩；以及 螺旋狀離合器彈簧，其中，當(dāng)所述帶輪在第一旋轉(zhuǎn)方向上比所述轂旋轉(zhuǎn)得更快時(shí)，所述離合器彈簧徑向地伸展以操作性地連接所述帶輪和所述機(jī)架，從而以所述帶輪驅(qū)動(dòng)所述轂，并且其中，當(dāng)所述帶輪在所述第一旋轉(zhuǎn)方向上比所述轂旋轉(zhuǎn)得更慢時(shí)，所述離合器彈簧徑向地收縮以操作性地?cái)嚅_所述帶輪與所述轂的連接， 其中，所述帶輪和所述轂共同限定出腔室，所述離合器彈簧設(shè)置在所述腔室中，并且所述腔室包括所述帶輪支撐表面與所述帶輪的內(nèi)表面之間的間隙，其中，所述腔室被填充有潤(rùn)滑劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解耦器組件，其中，所述帶輪的內(nèi)表面與所述帶輪支撐表面之間的所述間隙大約為O. 0875mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解耦器組件，其中，所述帶輪的內(nèi)表面與所述帶輪支撐表面之間的所述間隙的寬度的公差大約為O. 0175mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解耦器組件，其中，所述阻尼彈簧是扭轉(zhuǎn)彈簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解耦器組件，其中，所述軸承在所述帶輪的第一端密封所述腔室。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解耦器組件，進(jìn)一步包括密封構(gòu)件，所述密封構(gòu)件定位成同所述帶輪支撐表面與所述帶輪的內(nèi)表面之間的所述間隙緊鄰地、在所述帶輪的第二端密封所述腔室。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解耦器組件，其中，所述離合器彈簧的收縮使得所述離合器彈簧朝向所述間隙軸向地延伸，以迫使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入所述間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的解耦器組件，其中，所述腔室包括主腔室部分和所述間隙，并且其中，所述間隙的面向所述主腔室部分的端部具有導(dǎo)入部，所述導(dǎo)入部構(gòu)造成便于潤(rùn)滑劑進(jìn)入所述間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的解耦器組件，其中，所述離合器彈簧具有第一端和第二端，并且其中，所述離合器彈簧的第一端固定地連接于所述機(jī)架，其中，所述機(jī)架軸向地固定在位，并且其中，在所述離合器彈簧收縮期間，所述離合器彈簧的第二端朝向所述間隙軸向地移動(dòng)，以迫使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入所述間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的解耦器組件，其中，所述主腔室部分包括離合器彈簧間隙槽，其中，所述間隙的包括所述導(dǎo)入部的端部面向所述離合器彈簧間隙槽， 其中，在所述離合器彈簧伸展期間，所述離合器彈簧的第二端至少部分地從所述離合器彈簧間隙槽軸向地縮回，這迫使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入所述離合器彈簧間隙槽， 并且其中，在所述離合器彈簧收縮期間，所述離合器彈簧的第二端軸向地延伸進(jìn)入所述離合器彈簧間隙槽，以迫使所述離合器彈簧間隙槽中的潤(rùn)滑劑進(jìn)入所述間隙。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解耦器組件，其中，所述帶輪的內(nèi)表面被硬化至至少選定的硬度和至少選定的深度。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的解耦器組件，其中，所述帶輪具有第一軸向端和第二軸向端，并且其中，所述軸承定位在所述帶輪的第一軸向端，并且其中，所述轂的所述帶輪支撐表面在所述帶輪的述第二軸向端支撐所述帶輪。
全文摘要
在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及用于環(huán)式驅(qū)動(dòng)件與軸之間的解耦器組件。環(huán)式驅(qū)件可以例如是車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助裝置驅(qū)動(dòng)皮帶。軸可以例如是諸如交流發(fā)電機(jī)或壓縮機(jī)之類的由皮帶驅(qū)動(dòng)的輔助裝置的輸入軸。解耦器組件包括安裝于軸的轂、能夠相對(duì)于轂旋轉(zhuǎn)的帶輪、阻尼彈簧和離合器構(gòu)件。帶輪的一部分支撐在轂的帶輪支撐表面上。在帶輪與帶輪支撐表面之間存在間隙。該間隙中具有潤(rùn)滑劑用以促進(jìn)帶輪與帶輪支撐表面之間的滑動(dòng)。通過(guò)消除了在帶輪與轂之間的聚合物套管的使用，提供了若干優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16D7/02GK102906441SQ201180025488
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者帕特里克·馬里恩, 盧卡斯·威爾遜 申請(qǐng)人:利滕斯汽車合伙公司