專利名稱：裝配結(jié)構(gòu)和裝配方法及包括該裝配結(jié)構(gòu)的車輛交流發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及主動(dòng)輪的裝配結(jié)構(gòu)，所述主動(dòng)輪和安裝在機(jī)動(dòng)車輛上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子同時(shí)被驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明尤其涉及機(jī)動(dòng)車輛的交流發(fā)電機(jī)皮帶輪的裝配結(jié)構(gòu)。
皮帶輪可通過一傳動(dòng)皮帶，驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明特別涉及機(jī)動(dòng)車輛的交流發(fā)電機(jī)皮帶輪的裝配結(jié)構(gòu)，所述裝配結(jié)構(gòu)無需“自由輪”式的離合裝置，這類裝置允許僅按單一的旋轉(zhuǎn)方向傳送力矩。
背景技術(shù)：
為此，已知一種類型的裝配結(jié)構(gòu)，其中，皮帶輪有一圓周功能區(qū)——所述功能區(qū)可與一皮帶協(xié)作、及一中央轂——所述轂有一軸向孔以使轉(zhuǎn)子軸通過。
為把旋轉(zhuǎn)的皮帶輪和轉(zhuǎn)子軸連接起來，皮帶輪的中央轂自由地安裝在軸端，即所述軸包括一光滑段，所述段穿過皮帶輪轂的軸向孔的一互補(bǔ)段，中央轂軸向地卡或夾在轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向軸承的內(nèi)環(huán)與扣緊螺母之間，所述扣緊螺母旋擰在轉(zhuǎn)子軸自由端的螺紋段上。
皮帶輪和螺母之間可軸向地插入一墊圈，皮帶輪在軸上滑動(dòng)的制動(dòng)力矩值來自于螺母的擰緊力矩。
但所述制動(dòng)力矩的值受到裝配結(jié)構(gòu)的不同部件材料的抗壓強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度，及相互接觸部件部分的表面狀況的限制。
但可看出，在某些應(yīng)用中，裝配結(jié)構(gòu)必須傳送一特別大的力矩，及/或所述裝配結(jié)構(gòu)會(huì)承受皮帶壓力產(chǎn)生的特別應(yīng)力，皮帶輪會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象。
當(dāng)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的待傳送力矩的非周期性的情況下，也可能出現(xiàn)所述松動(dòng)。裝配有自由輪裝置的皮帶輪對所述松動(dòng)現(xiàn)象相當(dāng)不敏感，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)只向一個(gè)方向傳送轉(zhuǎn)矩。
交流發(fā)電機(jī)可把感應(yīng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樵诙ㄗ泳€圈內(nèi)的一感應(yīng)電流，所述感應(yīng)轉(zhuǎn)子由機(jī)動(dòng)車輛的熱機(jī)驅(qū)動(dòng)。交流發(fā)電機(jī)還可為可逆的，構(gòu)成一電動(dòng)機(jī)；其定子因而構(gòu)成一感應(yīng)器，其感應(yīng)轉(zhuǎn)子可通過轉(zhuǎn)子軸驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛熱機(jī)旋轉(zhuǎn)。所述可逆式交流發(fā)電機(jī)稱為交流發(fā)電-啟動(dòng)機(jī)，可把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，反之亦然。因此，交流發(fā)電-啟動(dòng)機(jī)可啟動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛馬達(dá)，構(gòu)成一輔助馬達(dá)，例如驅(qū)動(dòng)空調(diào)壓縮機(jī)，或以馬達(dá)模式運(yùn)作，驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛。一般地，定子包括三個(gè)線圈，這樣，交流發(fā)電機(jī)為三相式。作為變型，交流發(fā)電機(jī)為六相式，可纏繞上形成U型針的導(dǎo)電匯流條。當(dāng)交流發(fā)電-啟動(dòng)機(jī)以起動(dòng)機(jī)模式或以馬達(dá)模式運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它必須向熱機(jī)傳送一很大的力矩。在所述運(yùn)行模式中，通過摩擦傳送力矩顯然不夠，可看到皮帶輪出現(xiàn)滑動(dòng)甚至松動(dòng)現(xiàn)象。
文件US 5,418,400中描述了一種交流發(fā)電-啟動(dòng)機(jī)，其中，皮帶輪安裝在一滾花軸上。但通過滾壓把皮帶輪裝配結(jié)構(gòu)一專門軸上來傳送力矩，需要增加一輔助螺母，以傳送大力矩。事實(shí)上，只通過滾壓固定顯然不夠。

發(fā)明內(nèi)容
為彌補(bǔ)上述缺陷，本發(fā)明提出一種裝配結(jié)構(gòu)，用于將一主動(dòng)輪與一機(jī)動(dòng)車輛的旋轉(zhuǎn)電機(jī)——尤其是一交流發(fā)電機(jī)或一交流發(fā)電-啟動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子裝配在一起，一方面，所述轉(zhuǎn)子包括一軸，所述軸支承所述轉(zhuǎn)子及一前滾珠軸承，另一方面，包括一皮帶輪，所述皮帶輪有一圓周功能區(qū)，所述功能區(qū)可與一皮帶協(xié)作，且所述皮帶輪有一中央轂，所述中央轂有一軸向孔，可使所述轉(zhuǎn)子軸穿過，其中，所述皮帶輪具有一有槽的內(nèi)段，用于將其緊配合在所述轉(zhuǎn)子軸的互補(bǔ)的有槽的外段上。
因此，由于根據(jù)本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)，通過裝配結(jié)構(gòu)可傳送的最大力矩不再取決于皮帶輪的軸向卡夾——即根據(jù)已有技術(shù)的螺母的擰緊力矩。因此，根據(jù)本發(fā)明，可得到?jīng)]有皮帶輪扣緊螺母的一交流發(fā)電-啟動(dòng)機(jī)或一交流發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明還提出一種安裝前面所述裝配結(jié)構(gòu)的方法，其中，從一皮帶輪開始，其中，所述皮帶輪有一前橫向底部、一軸向?qū)б玫沫h(huán)形延長部分
——所述延長部分包括一橫向凸肩、及一前中間凹口，—把一螺紋桿旋緊在所述轉(zhuǎn)子軸的螺紋孔里；—把所述皮帶輪的軸向?qū)б玫沫h(huán)形延長部分帶到所述導(dǎo)向接頭處；—定位所述皮帶輪，使它的花鍵槽放置在所述軸齒對面；—把具有內(nèi)鏜孔和一后部管狀端的隔環(huán)安裝在所述皮帶輪的前中間凹口內(nèi)，所述隔環(huán)的后部管狀端的后面抵靠在所述皮帶輪的前橫向底部上，而所述螺紋桿自由地穿過隔環(huán)的鏜孔內(nèi)；—把一螺母旋入在所述螺紋桿上，接觸到所述隔環(huán)的前面，以把所述皮帶輪推至并固定在所述軸的前自由端的導(dǎo)向接頭上；—鎖住所述螺紋桿；—沿所述螺紋桿繼續(xù)向后旋擰所述螺母，以使所述皮帶輪配合在所述軸的有槽的外段上，以拉出所述軸；—當(dāng)所述皮帶輪的橫向凸肩抵靠著所述電機(jī)的前滾珠軸承的內(nèi)環(huán)的前軸向端時(shí)，停止旋擰操作；—取出帶有所述隔環(huán)及螺母的螺紋桿。
因此，根據(jù)本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)的安裝方法簡單、可靠且經(jīng)濟(jì)。


本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點(diǎn)將在后文參照附圖所作的詳細(xì)描述中體現(xiàn)出來。附圖中—圖1為根據(jù)已有技術(shù)的一交流發(fā)電機(jī)的局部軸剖視圖。
—圖2為根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的一軸向視圖。
—圖3為根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)皮帶輪的一軸向視圖。
—圖4為根據(jù)本發(fā)明安裝在轉(zhuǎn)子軸上的交流發(fā)電機(jī)皮帶輪的一軸向視圖。
—圖5a、5b及5c描述了根據(jù)本發(fā)明把皮帶輪安裝在轉(zhuǎn)子軸上的方法。
—圖6為圖2中所示本發(fā)明的一實(shí)施變型。
—圖7為垂直于根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的軸X-X的一視圖，—圖8為垂直于根據(jù)本發(fā)明的交流發(fā)電機(jī)皮帶輪的軸X-X的一視圖。
具體實(shí)施例方式
在后文描述中，相同、相似或類似部件均采用相同數(shù)字標(biāo)號表示。
為便于理解本說明書及權(quán)利要求，(以非限制性方式)采用從前往后、從右往左的方向。
圖1中示出了機(jī)動(dòng)車輛的一多相交流發(fā)電機(jī)，此處為三相，所述發(fā)電機(jī)主要由兩部分15、17的機(jī)匣12構(gòu)成，所述兩部分連接機(jī)動(dòng)車輛車身，里面支承著兩主要機(jī)件，所述兩機(jī)件為如文件EP B 0 515 259中所描述的一定子14及一轉(zhuǎn)子16，后文將參照所述文件作更詳細(xì)的說明。因此，部分15、17包括爪齒，以將其固定在機(jī)動(dòng)車輛的一固定部分上。
定子14圍繞轉(zhuǎn)子16，所述轉(zhuǎn)子連接轉(zhuǎn)子軸18，所述轉(zhuǎn)子軸后端固定有兩集電環(huán)20，而皮帶輪30連接軸18的前端。所述皮帶輪，此處為有槽的，可接收一互補(bǔ)形狀的皮帶，所述皮帶為由機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)裝置的一部分。
定子14由機(jī)體22構(gòu)成，此處，所述機(jī)體主要由橫向的軟鐵板軸向堆放而形成。
機(jī)體22的內(nèi)環(huán)形面包括軸向肋，所述軸向肋徑向地向外延伸，并接收電線圈32的軸向段。如文件FR A 2 603 429中所述的，所述肋朝里開口。
例如，各電線圈32由一導(dǎo)電元件，此處為一銅絲，螺旋纏繞而形成，所述導(dǎo)電元件至少有一絕緣材料層，例如雙層式聚酯，其一為聚酰胺，另一為酰亞胺聚酰胺。
軸向段由形成小圈(圖中未示出)的橫向連接段延伸，根據(jù)圖1，所述連接段突出于定子14的機(jī)體22的兩側(cè)。
如文件WO-92/06527中所述的，作為變型，可采用安裝在定子14的軸向肋內(nèi)的圓形或矩形截面匯流條如U型針式的導(dǎo)體。如2001年5月4日提交的專利申請F(tuán)R 01 04770中所描述的，作為變型，四個(gè)導(dǎo)電元件通過肋，徑向堆放。
此處，定子16為裝配結(jié)構(gòu)有一圓柱形勵(lì)磁電線圈62的一卡爪式轉(zhuǎn)子，所述線圈安裝在兩金屬盤64、66之間，所述各金屬盤外邊圍有卡爪，所述卡爪軸向地朝另一盤66、64方向延伸。線圈62的端部以已知方式通過線連接而連接著環(huán)20。此處，盤66、64的內(nèi)邊圍被一圓柱部分延長，以支承線圈62。作為變型，一圓柱形型芯安裝在軸18上，插在兩盤之間，以支承線圈62。
此處，各盤-卡爪組構(gòu)成一磁性鋼極輪。各極輪固定在軸上，以有利于所述軸18的滾花部分。卡爪和各輪之間呈一定角度錯(cuò)開，以使盤64的卡爪插入盤66的兩相鄰卡爪之間，反之亦然。文件EP-B-0 515 259中描述得更詳盡，所述文件還描述了交流發(fā)電機(jī)的其它組件。因此在此處，交流發(fā)電機(jī)為內(nèi)通風(fēng)型，各盤64、66分別支承著一通風(fēng)機(jī)，即鄰近機(jī)匣相關(guān)部分15、17的102和104。
機(jī)匣12的各部分15、17鏤空，以方便空氣流通，中間支承著一滾珠軸承26、28，以分別支持軸18的各前后端旋轉(zhuǎn)。因此，所述部分之一稱為前支座15(鄰近皮帶輪30的部分)，另一稱為后支座17。后支座17支承著由定子產(chǎn)生的交流電的整流裝置23及一電刷架25，所述電刷架的刷和集電環(huán)20協(xié)作。
另外，還裝有一防護(hù)罩27，所述防護(hù)罩連接后支座17，一方面蓋住電刷架25，另一方面蓋住整流裝置23，所述電刷架以一已知方式連接著一調(diào)節(jié)裝置，以調(diào)節(jié)線圈62的電流及電壓，所述整流裝置裝配結(jié)構(gòu)有二極管，所述二極管此處如圖1所示，安裝在頭-支架上。整流裝置23包括后支座17、一正極金屬散熱器及一連接器，所述后支座支承著所謂負(fù)極二極管，所述散熱器支承著所謂正極二極管，所述連接器插在后支座和正極散熱器之間，以特別連接二極管，如文件FR A 2 734 425中所述的，后文將參照所述文件以作更詳細(xì)的說明。
前支座15和后支座17為金屬，此處為鋁，其形狀為被一橫向法蘭盤及一軸向邊凸緣限定的空心形狀，所述法蘭盤支承著相關(guān)滾珠軸承26、28，所述凸緣之一此處向里突出，以支承定子機(jī)體鐵板的堆放，而有利于抵靠在一冠狀體上的螺釘29，所述冠狀體屬于支座15上有一支承折肩的一環(huán)形隔環(huán)(圖中未示出)，以把機(jī)體22固定在冠狀體和所述凸肩之間。作為變型，支座17也有一凸肩，這樣，機(jī)體22卡緊在支座15、17的兩凸肩之間。
已知法蘭盤及凸緣具有便于空氣流通的孔。因此，凸緣的孔在線圈32—稱為小圈的軸向端對面，相對于定子14的機(jī)體22軸向地延伸，而法蘭盤的孔在通風(fēng)機(jī)葉片102、104的對面。所述支座通過螺釘或固定螺栓連接固定在一起，如前面所述文件EP B 0 515 259的圖1中所示。作為變型，皮帶輪處外面只裝有唯一一個(gè)通風(fēng)機(jī)。作為變型，支座15、17內(nèi)裝有通道，以方便冷卻液如機(jī)動(dòng)車輛馬達(dá)的冷卻流體的流動(dòng)。
皮帶輪30里面是凹空的，以安放軸18的前螺紋端40、一螺母41及一支承墊圈42，所述支承墊圈插在皮帶輪18的橫向底部43與旋在螺紋端40上的螺母41之間。底部43中間穿有孔，它和第一環(huán)形隔環(huán)44及第二環(huán)形隔環(huán)45一道可使軸18穿過。滾珠軸承26的內(nèi)環(huán)50緊卡在軸18的圓柱形光滑支承面70上；隔環(huán)44、45安裝在所述環(huán)50的兩側(cè)。軸承26的外環(huán)51安裝在前支座15的橫向法蘭盤19的內(nèi)邊圍里的一座腔中，即前支座15中間。
座腔由一軸向環(huán)形支承面52限定，所述支承面由橫壁53向里徑向地延伸，所述橫壁環(huán)繞第一隔環(huán)44，與其只相隔很小的距離。環(huán)51的前面抵靠在部分53的外邊圍上，而環(huán)51的后面接觸墊圈55，所述墊圈通過螺釘固定在法蘭盤19上，在接觸外環(huán)51的外邊圍的軸承52上方。因此，環(huán)51卡緊在墊圈和壁53之間。第一環(huán)形隔環(huán)44軸向地安裝在皮帶輪30的底43和滾珠軸承26的內(nèi)環(huán)50之間。
已知環(huán)50、51有滾珠54的軌道，所述滾珠徑向地安放在環(huán)50、51之間。有利地是，傳統(tǒng)上，軸承26用油脂潤滑過了，連接外環(huán)51的密封墊裝在軸承的各軸向端上，以防油脂溢出，這樣軸承26是密封的。還裝配有軸承罩，以框住滾珠54。圖中用虛線表示軸承26的密封墊(沒有標(biāo)號)。所述密封墊相對于軸承26的軸向端收縮。密封墊連接軸承的外環(huán)51，接觸內(nèi)環(huán)50的外邊圍。
第一隔環(huán)44為管狀，其前端有接觸底43的一橫向環(huán)形凸緣。作為變型，第一隔環(huán)是唯一鉤掛在底43上的，因而更厚。第二隔環(huán)45為管狀，軸向地安裝在軸承26的內(nèi)環(huán)50和相鄰極輪的盤64之間。軸18被支承在另一極輪的盤66的后面。
因此，通過旋緊抵靠在墊圈42上的螺母41，可借助隔環(huán)44、45，使皮帶輪43軸向地靜止，在把軸18緊配合在盤66、64的中央鏜孔中時(shí)，借助于比盤64、66更硬的軸18上的、用于切割出溝痕的滾花，環(huán)50及盤64、66被旋轉(zhuǎn)固定。
因此，由于所實(shí)施的緊壓，皮帶輪30旋轉(zhuǎn)連接軸18。環(huán)50也旋轉(zhuǎn)連接著軸18，因?yàn)樗霏h(huán)緊配合在所述軸上。所述緊配合比把外環(huán)51嵌壓在支承面52上更牢固。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一轉(zhuǎn)子軸18。所述軸18為一旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸，所述電機(jī)例如為機(jī)動(dòng)車輛的交流發(fā)電機(jī)或交流發(fā)電-啟動(dòng)機(jī)。
軸18有一圓柱形體，所述圓柱軸體有一凸形滾花段71，所述段可接收極輪。更準(zhǔn)確地講，極輪緊配合在段71上，所述段在所述輪上切割出溝痕。軸18有一軸向?qū)ΨQ軸X-X，所述軸構(gòu)成繞旋轉(zhuǎn)軸X-X旋轉(zhuǎn)的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸。
滾花段71通過一圓柱形中間段72向前延伸，所述中間段的外徑大于軸18的軸體71的外徑。有利地是，所述中間段的材料和軸的相同。作為變型，所述中間段可為焊接在軸18上的一環(huán)。所述中間段72徑向地被抵靠在滾珠軸承26上的一橫向端的前凸肩73及抵靠在前極輪64上的一橫向端的后凸肩74限定。因此，中間段形成被兩徑向凸肩73、74限定的一隔環(huán)。
作為變型，及如圖6所示，軸18沒有中間段72。因此，得到一所謂“光滑”軸。所述軸的優(yōu)勢在于，由于無需在中間段兩側(cè)加工，因而實(shí)施很經(jīng)濟(jì)。為軸向鎖止極輪，所述光滑軸有一凹頸201，以嵌入后極輪。
前凸肩73被一光滑圓柱形支承面70延長，所述支承面可接收滾珠軸承26。光滑圓柱形支承面70通過一前自由端的有槽的外段75朝前延伸，所述外段的外邊圍上軸向花鍵槽76和軸向齒77交替排列。
有槽的外段75外面按直徑呈階式排列，花鍵槽76底部的基圓相同。更準(zhǔn)確地說，有槽的外段75后面有一短段78，所述短段上有齒77，所述齒的外徑和圓柱形支承面70的相等。因此，有槽的外段75前部有齒，所述齒的外徑小于段78的齒外徑。有槽的外段75的齒77前部可與皮帶輪30的花鍵槽協(xié)作卡緊。
有利地是，滾珠軸承同時(shí)緊固安裝在光滑圓柱形支承面70和有槽的短段78上。
作為變型，及如圖6所示，滾珠軸承一般安裝在光滑圓柱形部分70上。
齒77的前自由端有一倒角79，所述倒角可方便安裝皮帶輪。
有利地是，軸18的前自由端有一導(dǎo)向接頭80，所述端頭也可方便皮帶輪的安裝。所述導(dǎo)向接頭也有一倒角81，所述倒角可方便皮帶輪的安裝。導(dǎo)向接頭的外徑大致等于皮帶輪的齒77’的內(nèi)徑。
有利地是，軸的前自由端內(nèi)有一螺紋盲孔82，所述盲孔和用于把皮帶輪安裝在軸上的軸X-X共軸。
最好，用于所述花鍵槽的齒嚙合的形狀為已知的所謂“嚙合漸開線”形狀，所述形狀為通常應(yīng)用在齒輪機(jī)構(gòu)形狀中的變換函數(shù)(fonctioninvolute)確定。有利地是，所述齒形通過切削或滾齒實(shí)施而成。
作為變型，及如圖6所示，軸18的前自由端有一前螺紋端段200，所述段可接收用于把有槽的皮帶輪安裝在有槽的軸18上的一螺母。
如圖3所示，皮帶輪30包括一厚碟形實(shí)體部分90，所述部分的徑向外邊圍，通過一軸為X-X的軸向環(huán)狀圓柱形裙部91，向前延伸。實(shí)體部分90及環(huán)狀圓柱形裙部91有一外徑向型面92，所述型面形成一圓周功能區(qū)，所述功能區(qū)可與一根據(jù)公知設(shè)計(jì)的傳動(dòng)皮帶協(xié)作，所述皮帶圖中未示出。
在圖3以非限制性方式所示的實(shí)施例中，皮帶輪30的功能區(qū)由外徑向型面92構(gòu)成，可與此處有槽的皮帶協(xié)作。作為變型，徑向表面92可為齒形，以與一有槽的皮帶協(xié)作。一切均取決于具體應(yīng)用。
皮帶輪30例如可通過鑄模實(shí)施成一整體件，其實(shí)體90的內(nèi)徑向邊圍通過一環(huán)形皮帶輪轂93延伸，所述轂為一厚軸向襯套形狀，所述襯套總體上相對于橫向的實(shí)體90向前徑向地延伸。
因此，襯套型環(huán)形皮帶輪轂93總體上限定了一徑向通孔94，所述通孔穿過所述轂，根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求，包括一有槽的內(nèi)段95，所述段由徑向花鍵槽76’和徑向齒77’交替排列而形成，所述花鍵槽及齒可與轉(zhuǎn)子軸18的有槽的外段75協(xié)作，以可通過緊配合其轂93，把皮帶輪30安裝在軸18上。
皮帶輪的環(huán)形轂93被橫向凸肩96軸向地向后限定，所述橫向凸肩形成于轂93的直徑縮小了的管狀軸向延長部分97的后自由端處。如圖4所示，所述凸肩96軸向地抵靠在轉(zhuǎn)子軸18的旋轉(zhuǎn)前導(dǎo)向滾珠軸承26的內(nèi)環(huán)50的前軸向端的一橫向面98上。
和圖1中所示的正相反，及如圖4所示，滾珠軸承26的外環(huán)51的前面接觸到墊圈55，所述墊圈通過螺釘，固定在接觸外環(huán)51外邊圍的支承面52上方的法蘭盤19上。當(dāng)然，可顛倒所述結(jié)構(gòu)。
皮帶輪30的凸肩96也可抵靠在直接形成于轉(zhuǎn)子軸18上的相應(yīng)凸肩上，這并未超出本發(fā)明的范圍。
皮帶輪的前端在圓柱形裙部91處，形成一根據(jù)直徑按階式排列的前凹口99，所述凹口可接收例如一寬支承墊圈108，所述墊圈可軸向地鎖止緊配合皮帶輪。有利地是，前凹口99的前端也為倒角狀。
圖5a、5b及5c舉例示出了根據(jù)本發(fā)明把皮帶輪30安裝在軸18上的一種方法。
例如，把皮帶輪30安裝在軸18上可采用以下方式實(shí)施—把一螺紋桿100旋緊在軸的螺紋孔82里。
—把皮帶輪30的軸向?qū)б玫沫h(huán)形延長部分97拉至導(dǎo)向接頭80處。
—把皮帶輪的花鍵槽76’放在軸的齒77對面，以導(dǎo)引入皮帶輪。
—在本方法的所述階段，可加熱皮帶輪，例如至一高達(dá)170度的溫度，以使緊配合更容易。
—把隔環(huán)102安裝在皮帶輪的前中間凹口99內(nèi)，隔環(huán)102的后部管狀端103的后面抵靠在皮帶輪的前橫向底部43上，而螺紋桿自由地穿入隔環(huán)102的鏜孔104里，所述鏜孔和軸X-X同一軸。
—把螺母101旋緊在螺紋桿100上，接觸到隔環(huán)102的前面105，以把皮帶輪拉至并固定在軸18的前自由端的導(dǎo)向接頭80上。
—鎖住螺紋桿100。
—沿螺紋桿100繼續(xù)向后旋擰螺母101，以使皮帶輪配合在軸18的前部有槽的段75上。因此，可“拉出”軸，直至皮帶輪的另一面抵靠在軸承上。
—當(dāng)皮帶輪30的橫向凸肩96抵靠上電機(jī)的前滾珠軸承的內(nèi)環(huán)50的前軸向端98時(shí)，停止旋擰。圖5b示出了根據(jù)本發(fā)明，旋擰結(jié)束時(shí)，把皮帶輪裝配在軸上。
—再拉出支承隔環(huán)102及螺母101的螺紋桿100。
當(dāng)然，鎖住螺紋桿100借助一輔助工具實(shí)施。螺紋桿100的前自由端有一中間盲孔106，所述盲孔例如里面為齒形。因此，鎖止旋轉(zhuǎn)中的螺紋桿100由一外為齒形的輔助工具(圖中未示出)保證，所述輔助工具插入螺紋桿的齒形盲孔106里，以鎖止其旋轉(zhuǎn)。例如，可使用一“Torsc”或六邊形模腔式工具和盲孔。
旋擰螺母101時(shí)，所述螺母可在隔環(huán)的前面105上向后傳送一軸向力，所述軸向力再通過隔環(huán)的圓柱形支承面103，在皮帶輪的橫向底部43上傳送。
作為變型，及如圖5c所示，把寬墊圈108安放在皮帶輪的橫向底部43上后，再把螺釘107旋擰在軸18前端的螺紋孔82里。因此，避免了任何皮帶輪從軸上松脫的危險(xiǎn)。
作為變型，及如圖6所示，把有槽的皮帶輪安裝在軸18上，采用把有槽的皮帶輪安裝在如前面圖2中所示的相應(yīng)軸的相同原則。因此，安裝方法可分解為以下各步—把皮帶輪30的軸向?qū)б玫沫h(huán)形延長部分97拉至導(dǎo)向接頭80處。
—把皮帶輪的花鍵槽76’放在軸的齒77對面，以導(dǎo)引入皮帶輪。
—在本方法的所述階段，可加熱皮帶輪，例如至—高達(dá)170度的溫度，以使緊配合更容易。
—借助一工具鎖住軸18，所述工具的形狀可與安放在軸18前端的盲孔106協(xié)作。
—在螺紋200上向后旋擰螺母，直至皮帶輪抵靠上軸承。
—當(dāng)皮帶輪30的橫向凸肩96抵靠上電機(jī)前滾珠軸承的內(nèi)環(huán)50的前軸向端98時(shí)，即可結(jié)束旋擰。
作為變型，可在螺母及皮帶輪的前面上安放一墊圈。
這樣安裝好皮帶輪后，從螺紋200中退出螺母，所述螺母可再次用于另一次安裝。顯然，出于安全考慮，也可把螺母留在螺紋中，盡管它并不會(huì)對力矩傳送有利。
和前面所描述的兩種安裝方法一樣，作為變型，可加熱有槽的皮帶輪30，以方便將其緊配合在軸18上。所述加熱反應(yīng)可保證皮帶輪牢牢固定在軸18上。另外，所述皮帶輪安裝在軸上后，也可很容易地通過加熱反應(yīng)拆卸掉有槽的皮帶輪?？勺⒁獾?，若根據(jù)滾壓法把皮帶輪安裝在軸上的方法，這點(diǎn)是不可能的。
當(dāng)然，也可考慮其它安裝皮帶輪的方法，例如采用一推桿裝置，所述裝置可把有槽的皮帶輪推壓在有槽的軸18上，直至所述軸抵靠上軸承。
作為變型，齒可為一“錐齒”，換言之，即指齒的厚度以線性方式在整個(gè)或部分的有用長度上變化。開始時(shí)，安裝較容易，因?yàn)檩S-皮帶輪的裝配是滑動(dòng)的，隨著嵌合，逐漸壓緊。
當(dāng)利用緊配合法把皮帶輪安裝在花鍵槽上時(shí)，只有皮帶輪和軸的齒面接觸，因此，一方面，所述皮帶輪及軸齒面實(shí)現(xiàn)了皮帶輪的中心對準(zhǔn)軸，另一方面，在應(yīng)用中可傳送力矩，這，無論朝哪一方向，都取決于機(jī)器以發(fā)電機(jī)模式還是以發(fā)生器模式運(yùn)行。
因?yàn)槠л?皮帶的傳送，軸以一旋轉(zhuǎn)撓曲方式工作。因此，可優(yōu)化花鍵槽的幾何形狀及實(shí)現(xiàn)過程，以得到最大疲勞強(qiáng)度。有利地是，軸的花鍵槽通過滾壓整個(gè)材料實(shí)施而成。
花鍵槽裝配結(jié)構(gòu)為一緊固裝配結(jié)構(gòu)，這樣，軸18和皮帶輪30之間不會(huì)出現(xiàn)任何角間隙。相反地，發(fā)電機(jī)的非循環(huán)狀態(tài)、工作情況的突然變化及在連接中的過渡力矩反向會(huì)導(dǎo)致斂縫(matage)，甚至花鍵槽被切斷及軸斷裂。有利地是，過盈量(serrage)在50和200微米之間。
裝配質(zhì)量及可傳送的最大力矩值不再取決于和皮帶輪接觸的不同組件的表面狀況。因此，根據(jù)本發(fā)明，力矩傳送通過花鍵槽型正連接，在軸和皮帶輪上實(shí)施。
因?yàn)槠л?皮帶的傳送，承受切向應(yīng)力的軸會(huì)略偏斜，所述切向應(yīng)力由皮帶輪30傳送的力矩產(chǎn)生。因此，盡管已壓緊，但通過章動(dòng)(nutation)，皮帶輪30仍會(huì)在軸18上產(chǎn)生一軸向滑動(dòng)效應(yīng)?？刹捎美缛缦乱绘i閉裝置而加以控制的就是所述滑動(dòng)—螺釘(有或沒有制動(dòng)裝置)—螺母(有或沒有制動(dòng)裝置)—花鍵槽外的軸端嵌合(局部變形)—環(huán)形件、卡簧、彈性銷—安裝好皮帶輪后的軸的變形(膨脹)，例如，軸向壓縮軸，以在安裝好皮帶輪后使花鍵槽膨脹，或使用帶錐形螺紋的一空心軸，所述軸可利用一錐形工具實(shí)現(xiàn)膨脹。
作為變型，可考慮，皮帶輪在軸上的軸向固定是嵌擰緊皮帶輪/軸裝配的直接結(jié)果。因此，不必增加螺釘、螺母或卡簧或其它類型的軸向鎖閉裝置，前面所述的章動(dòng)只會(huì)引起極小的軸向移動(dòng)。
另一變型在于實(shí)施軸，以使其端部在整個(gè)齒廓上有一鋒利的棱。配合入軸里時(shí)，皮帶輪的花鍵槽可通過去除切屑而獲得。另外須注意，拆卸時(shí)，部件不能再用了。
因?yàn)榭赡軙?huì)出現(xiàn)較大的溫度變化，為保證運(yùn)行時(shí)連接的牢固，最好，所選擇的軸和皮帶輪的材料的膨脹系數(shù)相近，甚至相同。
由于根據(jù)本發(fā)明的裝配結(jié)構(gòu)，通過裝配結(jié)構(gòu)可傳送的最大力矩不再取決于皮帶輪的軸向卡夾，即根據(jù)目前技術(shù)狀況的螺母的擰緊力矩。
權(quán)利要求
1.裝配結(jié)構(gòu)，用于將一主動(dòng)輪(30)與一機(jī)動(dòng)車輛的旋轉(zhuǎn)電機(jī)——尤其是一交流發(fā)電機(jī)或一交流發(fā)電-啟動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子裝配在一起，一方面，所述轉(zhuǎn)子包括一軸(18)，所述軸支承所述轉(zhuǎn)子及一前滾珠軸承(26)，另一方面，包括一皮帶輪(30)，所述皮帶輪有一圓周功能區(qū)(92)，所述功能區(qū)可與一皮帶協(xié)作，且所述皮帶輪有一中央轂(93)，所述中央轂有一軸向孔(94)，可使所述轉(zhuǎn)子軸(18)穿過，其特征在于，所述皮帶輪(30)具有一有槽的內(nèi)段(95)，用于將其緊配合在所述轉(zhuǎn)子軸(18)的互補(bǔ)的有槽的外段上，在所述外段的外周上，一軸向花鍵槽(76)和一軸向齒(77)交替排列。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中央轂(93)包括一橫向凸肩(96)，所述橫向凸肩用于軸向地抵靠在所述轉(zhuǎn)子軸(18)的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向用的一滾珠軸承(26)的一內(nèi)環(huán)(50)的一橫向面(98)上。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸(18)包括一中間段(72)，所述中間段被用于接收所述滾珠軸承(26)的一光滑圓柱形支承面(70)延長。
4.按照權(quán)利要求3所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述光滑圓柱形支承面(70)通過一自由端有槽的外段(75)延伸，在所述外段的外周上，所述軸向花鍵槽(76)和軸向齒(77)交替排列。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述自由端的有槽的外段(75)在外部按直徑呈階梯式。
6.按照權(quán)利要求5所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述自由端的有槽的外段(75)包括一短段(78)，所述短段具有齒(77)，所述齒的外徑等于所述圓柱形支承面(70)的外徑。
7.按照權(quán)利要求6所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述滾珠軸承(26)同時(shí)安裝在所述光滑圓柱形支承面(70)和所述有槽的短段(78)上。
8.按照權(quán)利要求1所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述齒(77)的前自由端有一倒角(79)，所述倒角方便所述皮帶輪的安裝。
9.按照權(quán)利要求1所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸(18)的前自由端有一導(dǎo)向接頭(80)，所述導(dǎo)向接頭方便所述皮帶輪(30)的安裝。
10.按照權(quán)利要求9所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)向接頭(80)包括一倒角(81)，所述倒角方便所述皮帶輪(30)的安裝。
11.按照權(quán)利要求10所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)向接頭(80)的外徑大致等于所述皮帶輪(30)的齒(77’)的內(nèi)徑。
12.按照權(quán)利要求1所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸(18)的自由端內(nèi)有一螺紋盲孔(82)，所述盲孔與用于安裝所述皮帶輪的軸(18)的軸線(X-X)共軸。
13.按照權(quán)利要求1所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述皮帶輪(30)的有槽的內(nèi)段(95)由軸向花鍵槽(76’)和軸向齒(77’)交替排列而形成。
14.按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述齒為錐形，使得所述齒的厚度以線性方式在緊配合式安裝的整個(gè)或部分有用長度上變化。
15.按照權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，為把所述皮帶輪(30)緊配合在所述軸(18)上，只有所述皮帶輪(30)和所述軸(18)的齒(77，77’)面接觸，
16.按照權(quán)利要求15所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，為把所述皮帶輪(30)緊配合在所述軸(18)上，過盈量在50和200微米之間。
17.按照權(quán)利要求1所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述皮帶輪(30)可用一軸向定位裝置進(jìn)行定位。
18.按照權(quán)利要求1所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸(18)的自由端在整個(gè)齒廓上有一鋒利的棱，而所述皮帶輪(30)有一光滑的環(huán)形轂(93)，以便在軸的配合時(shí)，通過去除切屑而制出所述皮帶輪(30)的花鍵槽。
19.按照權(quán)利要求1所述的裝配結(jié)構(gòu)，其特征在于，制造所述軸(18)和皮帶輪(30)的材料的膨脹系數(shù)相近或相同，以保證把所述皮帶輪固緊在所述軸上。
20.按照權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的安裝裝配結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，從一皮帶輪(30)開始，其中，所述皮帶輪有一前橫向底部(43)、一軸向?qū)б玫沫h(huán)形延長部分(97)——所述延長部分包括一橫向凸肩(96)、及一前中間凹口(99)，—把一螺紋桿(100)旋緊在所述轉(zhuǎn)子軸(18)的螺紋孔(82)里；—把所述皮帶輪(30)的軸向?qū)б玫沫h(huán)形延長部分(97)帶到所述導(dǎo)向接頭(80)處；—定位所述皮帶輪(30)，使它的花鍵槽(76’)放置在所述軸的齒(77)對面；—把具有內(nèi)鏜孔(104)和一后部管狀端(103)的隔環(huán)(102)安裝在所述皮帶輪的前中間凹口(99)內(nèi)，所述隔環(huán)(102)的后部管狀端(103)的后面抵靠在所述皮帶輪的前橫向底部(43)上，而所述螺紋桿自由地穿過隔環(huán)(102)的鏜孔(104)內(nèi)；—把一螺母(101)旋入在所述螺紋桿(100)上，接觸到所述隔環(huán)(102)的前面(105)，以把所述皮帶輪推至并固定在所述軸(18)的前自由端的導(dǎo)向接頭(80)上；—鎖住所述螺紋桿(100)；—沿所述螺紋桿(100)繼續(xù)向后旋擰所述螺母(101)，以使所述皮帶輪配合在所述軸(18)的有槽的外段(75)上，以拉出所述軸；—當(dāng)所述皮帶輪(30)的橫向凸肩(96)抵靠著所述電機(jī)的前滾珠軸承的內(nèi)環(huán)(50)的前軸向端(98)時(shí)，停止旋擰操作；—取出帶有所述隔環(huán)(102)及螺母(101)的螺紋桿(100)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種裝配結(jié)構(gòu)，用于將一主動(dòng)輪(30)與一機(jī)動(dòng)車輛的旋轉(zhuǎn)電機(jī)——尤其是一交流發(fā)電機(jī)或一交流發(fā)電－啟動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子裝配在一起，一方面，所述電機(jī)包括一軸(18)，所述軸支承所述轉(zhuǎn)子及一前滾珠軸承(26)，另一方面，包括一皮帶輪(30)，所述皮帶輪有一圓周功能區(qū)(92)，所述功能區(qū)可與一皮帶協(xié)作，且所述皮帶輪有一中央轂(93)，所述中央轂有一軸向孔(94)，可使所述轉(zhuǎn)子軸(18)穿過，其特征在于，所述皮帶輪(30)具有一有槽的內(nèi)段(95)，用于將其緊配合在所述轉(zhuǎn)子軸(18)的互補(bǔ)的有槽的外段上。
文檔編號F16D1/09GK1639946SQ03805086
公開日2005年7月13日 申請日期2003年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月22日
發(fā)明者蓋伊·福松, 維爾日尼·勒魯瓦, 卡林納·施托弗雷特 申請人:瓦萊奧電機(jī)設(shè)備公司