隔離斷開(kāi)器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種隔離斷開(kāi)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(guò)單向離合器(60)而軸頸連接在軸(10)上；扭轉(zhuǎn)彈簧(40)，該扭轉(zhuǎn)彈簧接合在帶輪和離合器載體之間；該扭轉(zhuǎn)彈簧可沿展開(kāi)方向負(fù)載，該扭轉(zhuǎn)彈簧和帶輪有在扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑表面之間的預(yù)定間隙，因此，扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑表面通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧的、取決于力矩負(fù)載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。
【專(zhuān)利說(shuō)明】隔離斷開(kāi)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種隔離斷開(kāi)器，該隔離斷開(kāi)器有扭轉(zhuǎn)彈簧和帶輪，該扭轉(zhuǎn)彈簧和帶 輪有在扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑表面之間的預(yù)定間隙，因此，扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶 輪內(nèi)徑表面通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧的、取決于力矩負(fù)載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于燃料經(jīng)濟(jì)性更佳的優(yōu)點(diǎn)，用于乘用車(chē)應(yīng)用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有所增加。而且，汽油 發(fā)動(dòng)機(jī)在增加壓縮率以提高燃料效率。因此，由于發(fā)動(dòng)機(jī)中的上述變化，柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī) 的附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須克服來(lái)自曲軸的更大幅度的振動(dòng)。
[0003] 由于增加的曲軸振動(dòng)以及較高的加速/減速率和較高的交流發(fā)電機(jī)慣性，發(fā)動(dòng)機(jī) 附件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)常由于皮帶滑移而出現(xiàn)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(kāi)器和交流發(fā)電機(jī)斷開(kāi)器/隔離器已被廣泛用于具有大角度振動(dòng) 的發(fā)動(dòng)機(jī)，以便過(guò)濾掉在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)的振動(dòng)，還控制皮帶的尖銳噪音。
[0005] 本領(lǐng)域的代表是美國(guó)專(zhuān)利7766774,該美國(guó)專(zhuān)利7766774公開(kāi)了一種斷開(kāi)器組件， 用于使得交流發(fā)電機(jī)能夠在機(jī)動(dòng)車(chē)輛的發(fā)動(dòng)機(jī)中由蛇形皮帶進(jìn)行旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)，并用于允許 皮帶的速度相對(duì)于交流發(fā)電機(jī)振蕩。輪轂由交流發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸固定地承載，用于與其一 起旋轉(zhuǎn)。帶輪通過(guò)球軸承組件而可旋轉(zhuǎn)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(lián)接，用于在帶輪通過(guò)蛇形皮帶而相對(duì)于輪轂加速的過(guò)程中從帶 輪向輪轂傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并用于在帶輪相對(duì)于輪轂減速時(shí)允許輪轂超過(guò)帶輪。力矩限制器 (優(yōu)選是彈簧或套筒）包繞轉(zhuǎn)矩，限制其向外膨脹，從而使得扭轉(zhuǎn)彈簧與高于預(yù)定界限的力 矩隔離。
[0006] 需要一種隔離斷開(kāi)器，該隔離斷開(kāi)器有扭轉(zhuǎn)彈簧和帶輪，該扭轉(zhuǎn)彈簧和帶輪有在 扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑表面之間的預(yù)定間隙，因此，扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑 表面通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧的、取決于力矩負(fù)載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。本發(fā)明滿(mǎn)足這樣的需 求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的主要方面是一種隔離斷開(kāi)器，隔離斷開(kāi)器有扭轉(zhuǎn)彈簧和帶輪，該扭轉(zhuǎn)彈 簧和帶輪有在扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑表面之間的預(yù)定間隙，因此，扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表 面和帶輪內(nèi)徑表面通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧的、取決于力矩負(fù)載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。
[0008] 本發(fā)明的其它方面將由下面的本發(fā)明說(shuō)明書(shū)和附圖來(lái)指出或變得顯而易見(jiàn)。
[0009] 本發(fā)明包括一種隔離斷開(kāi)器，它包括：軸，帶輪，該帶輪與所述軸進(jìn)行軸頸連接； 離合器載體，該離合器載體通過(guò)單向離合器而與所述軸進(jìn)行軸頸連接；扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈 簧接合在帶輪和離合器載體之間，該扭轉(zhuǎn)彈簧可沿展開(kāi)方向負(fù)載，該扭轉(zhuǎn)彈簧和帶輪有在 扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑表面之間的預(yù)定間隙，因此，扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑 表面通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧的、取決于力矩負(fù)載的徑向膨脹而逐漸摩擦接合。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 包含在說(shuō)明書(shū)中并形成說(shuō)明書(shū)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(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0011] 圖1是本發(fā)明裝置的剖視圖。
[0012] 圖2是分解圖。
[0013] 圖3是本發(fā)明裝置的側(cè)視圖。
[0014] 圖4是離合器載體的詳細(xì)視圖。
[0015] 圖5是推力襯套的詳細(xì)視圖。
[0016] 圖6是推力襯套和離合器載體止動(dòng)器的透視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 圖1是本發(fā)明裝置的剖視圖。隔離斷開(kāi)器包括軸10。帶輪30通過(guò)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(zhuǎn)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(guò)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(shù)為大約0. 27Nm/deg，但用戶(hù)也可選擇其它彈簧系數(shù)以適合裝置的操作需要。
[0018] 帶輪30還通過(guò)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?；覊m蓋90防止碎屑進(jìn)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(fā)動(dòng)機(jī)加速或穩(wěn)速的操作中，彈簧40沿展開(kāi)方向來(lái)負(fù)載，并鎖定單向離合 器60。動(dòng)力從皮帶（未示出）傳遞給帶輪30,并通過(guò)彈簧40、離合器載體50和單向離合器 60而傳遞給軸10。當(dāng)沿驅(qū)動(dòng)方向負(fù)載時(shí)，彈簧40試圖展開(kāi)，因此彈簧外徑（0D)表面42通 過(guò)各彈簧渦卷的半徑（R)的增加而徑向向外膨脹。彈簧40展開(kāi)的最大程度被限制為各彈 簧40渦卷的、與帶輪30的內(nèi)徑（ID)表面32逐漸接觸的外徑表面42。展開(kāi)的程度取決于 施加的力矩負(fù)載，因此，當(dāng)力矩負(fù)載增加時(shí)，彈簧表面42與表面32接觸的量逐漸增加，且當(dāng) 力矩負(fù)載減小時(shí)，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(nèi)徑之間的間隙（C)確定和限制了彈簧40的展開(kāi)徑向膨脹，這 又保護(hù)彈簧40而防止其過(guò)載。在完全鎖定時(shí)，也就是當(dāng)彈簧表面42充分膨脹而與表面32 接觸時(shí)，彈簧40完全限定于帶輪表面32內(nèi)，因此即使施加的力矩負(fù)載繼續(xù)增加也能防止受 損。
[0022] 在發(fā)動(dòng)機(jī)減速情況下，驅(qū)動(dòng)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(fā)電機(jī)（未示出）的RPM降低并不像帶輪 30-樣快。實(shí)際上，交流發(fā)電機(jī)將試圖驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)（未示出），且動(dòng)力流將反向。這將使得 系統(tǒng)超速，并由于皮帶在帶輪上滑移而引起皮帶的尖銳噪聲。當(dāng)使用本發(fā)明裝置時(shí)，在減 速度中的差異將使單向離合器使得過(guò)度旋轉(zhuǎn)的軸10與帶輪30脫開(kāi)。交流發(fā)電機(jī)和軸10 將繼續(xù)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(shí)單向離合器將重新接 合。這樣脫開(kāi)將在正常使用過(guò)程中在發(fā)動(dòng)機(jī)加速和減速時(shí)防止振動(dòng)施加在皮帶系統(tǒng)上。
[0023] 圖2是分解圖。推力襯套80壓配合裝配至帶輪30的內(nèi)徑中。軸承70與軸10的 軸環(huán)11接合?；覊m蓋90卡扣在帶輪30上。單向離合器60軸向滑動(dòng)地裝配在軸10上，并 將在力矩反向時(shí)鎖定。離合器載體50壓配合裝配在單向離合器60上。扭轉(zhuǎn)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(nèi)徑接觸的表面面積。軸承20滑動(dòng)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(yùn)動(dòng)。
[0025] 圖3是本發(fā)明裝置的側(cè)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(gè)V形槽。
[0026] 圖4是離合器載體的詳細(xì)視圖。當(dāng)裝置沿驅(qū)動(dòng)方向操作時(shí)，彈簧接收部分52接收 扭轉(zhuǎn)彈簧41的端部。
[0027] 圖5是推力襯套的詳細(xì)視圖。推力襯套80包括鋼環(huán)，該鋼環(huán)壓配合裝配至帶輪內(nèi) 徑中。推力襯套80包括覆蓋模制在鋼環(huán)82上的塑料材料81。
[0028] 推力襯套滑動(dòng)表面81包括止動(dòng)器83,該止動(dòng)器83與離合器載體50上的止動(dòng)器 51接合。當(dāng)在操作過(guò)程中釋放負(fù)載的彈簧時(shí)，推力襯套將通過(guò)在止動(dòng)器83和止動(dòng)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(dòng)器的接合限制了離合器載體的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，因此限制了扭轉(zhuǎn) 彈簧相對(duì)于帶輪的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
[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(guò)程中，油脂施加在彈簧0D42和帶輪ID32之間，以便使得止動(dòng) 器51和83之間的接合變?nèi)岷?。例如，假定彈?D = 42mm，在起動(dòng)過(guò)程中，彈簧0D將膨脹 大約0. 024mm每度。
[0030] 在裝配過(guò)程中，推力襯套81安裝成使得止動(dòng)器83與離合器載體止動(dòng)器51接合。 止動(dòng)器83、51的功能是在彈簧能量釋放或負(fù)載反向的過(guò)程中防止彈簧端部41從部分52中 滑出。止動(dòng)器將并不給予彈簧40任何預(yù)負(fù)載，且在裝置的無(wú)負(fù)載條件中并不接觸。不過(guò)， 由于裝配處理的變化，裝配的裝置可以有在止動(dòng)器83、51或彈簧端部接收部分之間的、可 忽略的預(yù)負(fù)載或非常小的間隙，它們能夠在裝配處理過(guò)程中進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0031] 在起動(dòng)過(guò)程中，離合器載體50和離合器載體止動(dòng)器51將從它與推力襯套止動(dòng)器 83的無(wú)負(fù)載接合位置偏轉(zhuǎn)大約60度。圖6是推力襯套和離合器載體止動(dòng)器的透視圖。
[0032] 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)人員顯然知道，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。
【權(quán)利要求】
1. 一種隔離斷開(kāi)器，包括： 軸； 帶輪，該帶輪與所述軸進(jìn)行軸頸連接； 離合器載體，該離合器載體通過(guò)單向離合器而與所述軸進(jìn)行軸頸連接； 扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧接合在帶輪和離合器載體之間； 該扭轉(zhuǎn)彈簧可沿展開(kāi)方向負(fù)載，該扭轉(zhuǎn)彈簧和帶輪有在扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑 表面之間的預(yù)定間隙， 因此，扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑表面通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧的、取決于力矩負(fù)載的徑向膨 脹而逐漸摩擦接合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離斷開(kāi)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(dòng)器，該離合器載體有離合器載體止動(dòng)器，推力 襯墊止動(dòng)器和離合器載體止動(dòng)器在無(wú)負(fù)載條件中配合地接觸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離斷開(kāi)器，其中：帶輪通過(guò)滾針軸承而與所述軸進(jìn)行軸頸 連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的隔離斷開(kāi)器，其中： 推力襯套包括止動(dòng)器；以及 離合器載體包括止動(dòng)器，該止動(dòng)器可與推力襯套止動(dòng)器配合地接合，以便限制離合器 載體相對(duì)于帶輪的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
5. -種隔離斷開(kāi)器，包括： 軸； 帶輪，該帶輪與所述軸進(jìn)行軸頸連接； 離合器載體，該離合器載體通過(guò)單向離合器而與所述軸進(jìn)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(dòng)器； 離合器載體包括止動(dòng)器，該止動(dòng)器可與推力襯套止動(dòng)器配合地接合，以便限制離合器 載體相對(duì)于帶輪的相對(duì)旋轉(zhuǎn)； 扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧接合在帶輪和離合器載體之間； 該扭轉(zhuǎn)彈簧可沿展開(kāi)方向負(fù)載，該扭轉(zhuǎn)彈簧和帶輪有在扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑 表面之間的預(yù)定間隙， 因此，扭轉(zhuǎn)彈簧外徑表面和帶輪內(nèi)徑表面通過(guò)扭轉(zhuǎn)彈簧的、取決于力矩負(fù)載的徑向膨 脹而逐漸摩擦接合。
【文檔編號(hào)】F16D41/04GK104105897SQ201380004468
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)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(qǐng)人:蓋茨公司