隔離斷開器的制造方法
【專利摘要】一種隔離斷開器，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，該載體與第一彈簧環(huán)接合，第一彈簧環(huán)與第二彈簧環(huán)串聯(lián)接合，第二彈簧環(huán)與卷繞彈簧串聯(lián)接合，卷繞彈簧可與軸表面摩擦接合，第一彈簧環(huán)、第二彈簧環(huán)和卷繞彈簧各自沿展開方向加載；以及密封部件，該密封部件可在加速作用下沿徑向膨脹，以便與帶輪密封接合，該密封部件在并不處于加速作用下時(shí)與軸接合。
【專利說(shuō)明】
隔離斷開器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種隔離斷開器，更特別是涉及一種包括密封部件的隔離斷開器，該密封部件在加速作用下沿徑向膨脹，以便與帶輪密封地接觸。
【背景技術(shù)】
[0002]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)。
[0003]由于增加的曲軸振動(dòng)加上高加速度/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。
[0004]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)工作速度范圍內(nèi)的振動(dòng)，還控制皮帶間歇噪音。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的代表是美國(guó)專利N0.8534438，該美國(guó)專利N0.8534438公開了一種斷開器，該斷開器有從動(dòng)和驅(qū)動(dòng)部件、離合器、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼器和潤(rùn)滑劑。離合器被接收于從動(dòng)部件的孔中，并包括載體、卷繞彈簧和至少一個(gè)彈簧。卷繞彈簧由彈簧鋼絲形成，具有布置在第一端和第二端之間的多個(gè)線圈，該第一端被接收于載體內(nèi)的槽中。卷繞彈簧的在載體外部的部分具有外周彈簧表面，該外周彈簧表面抵靠所述孔的內(nèi)周表面。該至少一個(gè)彈簧布置在載體和驅(qū)動(dòng)部件之間，以便從驅(qū)動(dòng)部件向載體傳遞旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。扭轉(zhuǎn)振動(dòng)阻尼器與驅(qū)動(dòng)部件聯(lián)接，用于與該驅(qū)動(dòng)部件一起旋轉(zhuǎn)。潤(rùn)滑劑布置在卷繞彈簧的其余部分上。
[0006]需要一種包括密封部件的隔離斷開器，該密封部件在加速作用下沿徑向膨脹，以便與帶輪密封地接觸。本發(fā)明滿足該需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要方面是一種包括密封部件的隔離斷開器，該密封部件在加速作用下沿徑向膨脹，以便與帶輪密封地接觸。
[0008]本發(fā)明的其它方面將由本發(fā)明的下面的說(shuō)明和附圖來(lái)指出，或者通過本發(fā)明的下面的說(shuō)明和附圖將更加清楚。
[0009]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，該載體與第一彈簧環(huán)接合，第一彈簧環(huán)與第二彈簧環(huán)串聯(lián)接合，第二彈簧環(huán)與卷繞彈簧串聯(lián)接合，卷繞彈簧可與軸表面摩擦接合，第一彈簧環(huán)、第二彈簧環(huán)和卷繞彈簧各自沿展開方向加載；以及密封部件，該密封部件在加速作用下徑向膨脹，以便與帶輪密封地接合，該密封部件在并不處于加速作用下時(shí)與軸接合。
【附圖說(shuō)明】
[0010]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。
[0011]圖1是裝置的透視圖。
[0012]圖2是裝置的剖視圖。
[0013]圖3是裝置的詳細(xì)剖視圖。
[0014]圖4是裝置的分解圖。
[0015]圖5A是過扭矩釋放的詳圖。
[0016]圖5B是過扭矩釋放的詳圖。
[0017]圖6A是離合器機(jī)構(gòu)的詳圖。
[0018]圖6B是離合器機(jī)構(gòu)的詳圖。
[0019]圖7是動(dòng)態(tài)密封件的透視圖。
[0020]圖8是離合器機(jī)構(gòu)的詳細(xì)剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]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通過軸承7而軸頸連接在軸I上。扭轉(zhuǎn)彈簧10的端部78與帶輪2接合。扭轉(zhuǎn)彈簧10的另一端77與載體9在部分770處接合。扭轉(zhuǎn)彈簧10沿展開方向加載。
[0022]帶輪2保持在軸I上并在端帽5和端部部分52之間。推力墊片3布置在端帽5和帶輪2之間。載體9支承在襯套22上。襯套22與端部部分52接合。卷繞彈簧11與軸部分50的內(nèi)表面摩擦接合。彈簧環(huán)12與彈簧環(huán)13串聯(lián)接合，其與卷繞彈簧11串聯(lián)接合。
[0023]端帽5使得隔離斷開器100相對(duì)于從動(dòng)負(fù)載(例如交流發(fā)電機(jī)，未示出)而沿軸向定位。動(dòng)態(tài)密封件33布置在帶輪2和軸部分50之間。
[0024]扭矩從帶輪2通過扭轉(zhuǎn)彈簧10、通過單向離合器組件500而傳遞給軸I。單向離合器組件500包括載體9、彈簧環(huán)13、彈簧環(huán)12和卷繞彈簧11。
[0025]載體9在接觸點(diǎn)770處接觸扭轉(zhuǎn)彈簧10的端部77。卷繞彈簧11、彈簧環(huán)12和彈簧環(huán)13安裝在載體9中。卷繞彈簧11有兩個(gè)端部。第一端部85是扭矩限制，端部89是扭矩接收。
[0026]卷繞彈簧11通過由于卷繞彈簧11向外膨脹至軸表面53內(nèi)而引起的摩擦接合來(lái)傳遞扭矩。卷繞彈簧11沿展開方向負(fù)載。卷繞彈簧11布置在軸表面53的徑向內(nèi)部。卷繞彈簧11的徑向向外膨脹由從帶輪2通過扭轉(zhuǎn)彈簧10通過載體9通過彈簧環(huán)13和彈簧環(huán)12(它們各自串聯(lián))而施加的負(fù)載來(lái)引起。在靜止位置中，卷繞彈簧11與軸表面53進(jìn)行輕微拖曳接合。
[0027]圖5A是過扭矩釋放的詳圖。圖5B是過扭矩釋放的詳圖。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之間的接觸將使得卷繞彈簧11逐漸與軸表面53脫開，從而使得帶輪2能夠“滑過”軸I。這是因?yàn)橥蛊?8的進(jìn)一步相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得卷繞彈簧11沿纏繞方向運(yùn)動(dòng)，這減小了卷繞彈簧11的直徑，從而使得卷繞彈簧11逐漸與軸表面53脫開，從而逐漸減小在卷繞彈簧和軸之間的摩擦接合的幅值。這種釋放功能保護(hù)所述裝置防止過扭矩情況。
[0028]圖6B是離合器機(jī)構(gòu)的詳圖。載體9在部分91處與彈簧環(huán)13接合。彈簧環(huán)13的截面尺寸為近似1.4mmX 1.4mm。彈簧環(huán)13包括小于一個(gè)整環(huán)，大約300度至360度。彈簧環(huán)13通過在彈簧環(huán)端部213處與載體部分91接觸而負(fù)載，見圖6A。彈簧環(huán)13的另一端212(輸出端)與彈簧環(huán)12的輸入端214接觸。彈簧環(huán)12包括小于一個(gè)整環(huán)，大約300度至360度。
[0029]在端部212處，在環(huán)13和12之間的負(fù)載產(chǎn)生扭矩，該扭矩比由扭轉(zhuǎn)彈簧10傳送的最大扭矩小2至2.5倍(因?yàn)樗那邢驈椈上禂?shù)減小)。這是因?yàn)樵趶椈森h(huán)13和軸I之間的摩擦產(chǎn)生大約S-1ONm的扭矩。彈簧環(huán)12再?gòu)妮敵鲋凛斎攵藴p小扭矩另外2至2.5倍(因?yàn)樗那邢驈椈上禂?shù)減小)。在彈簧環(huán)端部215和卷繞彈簧輸入端89之間的接觸處有壓縮力，該壓縮力產(chǎn)生大約2至3Nm的扭矩。
[0030]彈簧環(huán)12的截面尺寸為彈簧環(huán)13的截面尺寸的大約一半，具有大約0.7mm X 1.4mm的尺寸。卷繞彈簧11的截面尺寸為大約0.5mmX 1.0mm。卷繞彈簧11具有9至10個(gè)螺旋線圈，但是根據(jù)所希望的操作特征可以有更少或更多數(shù)目。因此，彈簧環(huán)13的切向彈簧系數(shù)比彈簧環(huán)12的切向彈簧系數(shù)更大。彈簧環(huán)12的切向彈簧系數(shù)比卷繞彈簧11的切向彈簧系數(shù)更大。彈簧環(huán)13、彈簧環(huán)12和卷繞彈簧11串聯(lián)連接。
[0031]“切向彈簧系數(shù)”是指當(dāng)力沿切向方向、與彈簧環(huán)共面和沿相反方向地施加給彈簧環(huán)的各端部(因此有將彈簧環(huán)的端部推開的效果)時(shí)該彈簧環(huán)的彈簧系數(shù)。
[0032]動(dòng)態(tài)密封件33布置在帶輪2的內(nèi)表面51和軸I的部分50的外表面35之間。圖7是動(dòng)態(tài)密封件的透視圖。動(dòng)態(tài)密封件33包括螺旋密封部件39 ο帶輪2包括槽34，該槽34有內(nèi)表面51以及面對(duì)的表面41和表面42。密封部件39在面對(duì)表面41和面對(duì)表面42之間支承在軸部分50的外表面35上。
[0033]螺旋密封部件39包括多個(gè)螺旋線圈。部件39包括矩形截面，具有大約2:1的尺寸比率。這提供了沿徑向方向的相對(duì)更大的剛性(相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線A-A)。螺旋密封部件39的靜止半徑小于表面35的半徑，因此部件39支承在表面35上。螺旋密封部件39的端部與槽34的面對(duì)表面41、42接觸。在操作過程中，當(dāng)裝置旋轉(zhuǎn)時(shí)，螺旋密封部件39加速。物理學(xué)教導(dǎo)，沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體即使在恒定速度或變化速率時(shí)都加速。在加速作用下，部件39徑向膨脹，并與槽34的內(nèi)表面51密封接觸，同時(shí)還與軸外表面35脫開，從而在部件39和軸外表面35之間產(chǎn)生間隙。因?yàn)槁菪€圈在加速作用下局部“展開”，因此可以徑向膨脹，從而增加密封部件的半徑。當(dāng)本發(fā)明的裝置并不旋轉(zhuǎn)，因此部件39并不加速時(shí)，部件39收縮，從而與帶輪表面51脫開，并支承在表面35上。
[0034]密封部件的特征很有利。首先，在操作過程中，在軸I的任何表面上的任何摩擦都是不合適的(例如產(chǎn)生于密封件和密封表面之間)。通常，密封件和密封表面相對(duì)運(yùn)動(dòng)。摩擦產(chǎn)生熱量，磨損部件，并產(chǎn)生污染碎肩。密封件和密封表面的脫開消除了當(dāng)部件39保持與表面35接合時(shí)將會(huì)存在的摩擦。第二，在操作過程中，希望使得斷開器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)通氣，以便排出磨損碎肩、污染物和其它顆粒。因此，所述裝置包括獨(dú)特的可運(yùn)動(dòng)密封件，該密封件在不操作的情況下防止污染，并在操作過程中允許裝置的冷卻通氣。
[0035]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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隔離斷開器，包括: 軸； 帶輪，該帶輪與所述軸進(jìn)行軸頸連接； 扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧接合在所述帶輪和載體之間，該扭轉(zhuǎn)彈簧沿展開方向加載， 該載體與第一彈簧環(huán)接合， 第一彈簧環(huán)與第二彈簧環(huán)串聯(lián)接合， 第二彈簧環(huán)與卷繞彈簧串聯(lián)接合， 所述卷繞彈簧能夠與軸表面摩擦地接合， 所述第一彈簧環(huán)、第二彈簧環(huán)和卷繞彈簧各自沿展開方向加載；以及密封部件，該密封部件能夠在加速作用下沿徑向膨脹，以便與所述帶輪密封地接合，該密封部件在并不處于加速作用下時(shí)與所述軸接合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離斷開器，其中:所述帶輪包括能夠與所述卷繞彈簧的端部暫時(shí)接合的部件，這樣，當(dāng)施加給所述帶輪的扭矩增加時(shí)，在所述卷繞彈簧和所述軸之間的摩擦接合的幅值逐漸減小。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離斷開器，其中:所述密封部件基本布置在所述卷繞彈簧的徑向外部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離斷開器，其中:所述密封部件包括螺旋線圈。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離斷開器，其中:所述第一彈簧環(huán)包括小于360度的環(huán)圈。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隔離斷開器，其中:所述第二彈簧環(huán)包括小于360度的環(huán)圈。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離斷開器，其中:所述密封部件在加速作用下與所述軸脫開。8.—種隔離斷開器，包括: 軸； 帶輪，該帶輪與所述軸進(jìn)行軸頸連接； 扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧接合在所述帶輪和載體之間，該扭轉(zhuǎn)彈簧沿展開方向加載， 該載體與第一彈簧環(huán)接合， 第一彈簧環(huán)與第二彈簧環(huán)串聯(lián)接合， 第二彈簧環(huán)與卷繞彈簧串聯(lián)接合， 所述卷繞彈簧能夠與軸表面摩擦地接合， 所述第一彈簧環(huán)、第二彈簧環(huán)和卷繞彈簧各自沿展開方向加載；以及密封部件，該密封部件能夠在加速作用下徑向膨脹，以便與所述帶輪接觸，該密封部件在并不處于加速作用下時(shí)與所述軸接合， 所述帶輪包括能夠在預(yù)定輸入扭矩下與所述卷繞彈簧的端部暫時(shí)接合的部件，這樣，當(dāng)施加給所述帶輪的預(yù)定輸入扭矩增加時(shí)，在所述卷繞彈簧和軸之間的摩擦接合的幅值逐漸減小。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的隔離斷開器，其中:所述密封部件包括螺旋線圈。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的隔離斷開器，其中:所述第一彈簧環(huán)包括小于360度的環(huán)圈。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的隔離斷開器，其中:所述第二彈簧環(huán)包括小于360度的環(huán)圈。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的隔離斷開器，其中:所述密封部件在加速作用下與所述軸脫開。13.—種隔離斷開器，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)彈簧接合在所述帶輪和載體之間，該扭轉(zhuǎn)彈簧沿展開方向加載， 該載體與第一彈簧環(huán)接合， 第一彈簧環(huán)與第二彈簧環(huán)串聯(lián)接合， 第二彈簧環(huán)與卷繞彈簧串聯(lián)接合， 所述卷繞彈簧能夠與軸表面摩擦地接合， 第一彈簧環(huán)、第二彈簧環(huán)和卷繞彈簧各自沿展開方向加載；以及密封部件，該密封部件能夠在加速作用下徑向膨脹，以便與所述帶輪接觸，該密封部件在并不處于加速作用下時(shí)與所述軸接合，該密封部件在加速作用下時(shí)與所述軸脫開； 所述帶輪包括能夠在預(yù)定輸入扭矩下與所述卷繞彈簧的端部暫時(shí)接合的部件，這樣，當(dāng)施加給所述帶輪的預(yù)定輸入扭矩增加時(shí)，在所述卷繞彈簧和軸之間的摩擦接合的幅值逐漸減小。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的隔離斷開器，其中:所述密封部件包括螺旋線圈。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的隔離斷開器，其中:第一彈簧環(huán)包括小于360度的環(huán)圈。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的隔離斷開器，其中:第二彈簧環(huán)包括小于360度的環(huán)圈。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的隔離斷開器，其中:所述卷繞彈簧布置在所述軸表面的徑向內(nèi)部。18.—種隔離斷開器，包括: 軸； 帶輪，該帶輪與所述軸進(jìn)行軸頸連接； 扭轉(zhuǎn)彈簧，該扭轉(zhuǎn)彈簧接合在所述帶輪和單向離合器機(jī)構(gòu)之間，該扭轉(zhuǎn)彈簧沿展開方向加載， 所述單向離合器機(jī)構(gòu)與所述軸摩擦地接合；以及 密封部件，該密封部件能夠在加速作用下徑向膨脹，以便與所述帶輪密封地接合和與所述軸脫開，該密封部件在并不處于加速作用下時(shí)與所述軸接合。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的隔離斷開器，其中:所述單向離合器機(jī)構(gòu)包括: 載體，該載體與扭轉(zhuǎn)彈簧和第一彈簧環(huán)接合， 第一彈簧環(huán)與第二彈簧環(huán)串聯(lián)接合， 第二彈簧環(huán)與卷繞彈簧串聯(lián)接合， 所述卷繞彈簧能夠與軸表面摩擦接合， 第一彈簧環(huán)、第二彈簧環(huán)和卷繞彈簧各自沿展開方向加載；以及所述帶輪包括能夠在預(yù)定輸入扭矩下與所述卷繞彈簧的端部暫時(shí)接合的部件，這樣，當(dāng)施加給所述帶輪的預(yù)定輸入扭矩增加時(shí)，在所述卷繞彈簧和軸之間的摩擦接合的幅值逐漸減小。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的隔離斷開器，其中:所述密封部件包括螺旋線圈。
【文檔編號(hào)】F16H55/36GK106068414SQ201580012136
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2015年2月17日 公開號(hào)201580012136.7, CN 106068414 A, CN 106068414A, CN 201580012136, CN-A-106068414, CN106068414 A, CN106068414A, CN201580012136, CN201580012136.7, PCT/2015/16138, PCT/US/15/016138, PCT/US/15/16138, PCT/US/2015/016138, PCT/US/2015/16138, PCT/US15/016138, PCT/US15/16138, PCT/US15016138, PCT/US1516138, PCT/US2015/016138, PCT/US2015/16138, PCT/US2015016138, PCT/US201516138
【發(fā)明人】A·塞科
【申請(qǐng)人】蓋茨公司