專利名稱：摩擦輪致動器的制作方法
摩擦輪致動器技術領域oooi本發(fā)明涉及摩擦輪致動器，該致動器可以與驅動輔助設 備[w]的吸熱發(fā)動機的動力源相配合。
背景技術：
0002眾所周知，通過開關吸熱發(fā)動機的一些輔助設備可以獲 得車輛的有益的能量節(jié)省。例如，在啟動瞬間可以斷開水泵，來讓發(fā) 動機盡快地達到額定溫度。0003為了這個目的，可以借助于可選擇的機動摩擦輪致動器 提供連接到動力源上的水泵，該致動器包括驅動單元和連接到驅動單 元上的摩擦輪。例如，該動力源可以是輔助設備的傳統(tǒng)驅動裝置(其 包括剛性連接在驅動軸上的滑輪)，至少一個連接在輔助設備上的滑 輪，以及纏繞在滑輪上進行動力傳送的皮帶。0004特別地是，該摩擦輪可以與皮帶的背面相配合，所述皮 帶沿著驅動軸的滑輪的彎曲弧形纏繞；并且該摩擦輪可在致動器的作 用下運動，選擇性地通過摩擦與滑輪接合，該滑輪不與皮帶配合而是 連接在水泵的軸上。0005由線性水力致動器驅動的摩擦輪致動器已為大眾所知， 然而所述線性水力致動器會因為在垂直于桿軸的方向上所受的震動和 撞擊而被損壞，從而引起可靠性問題。此外，線性驅動器缺乏對于摩 擦輪位置的控制性，并且在動態(tài)情況下的響應時間太長。EP-A-1464870公開了具有權利要求1前序部分的特征的摩擦輪致 動器。發(fā)明內容0006本發(fā)明的一個目的是要實現(xiàn)一個摩擦輪致動器，該摩擦 致動器沒有上述缺點并且結構緊湊。
0007本發(fā)明的目的通過權利要求1定義的摩擦輪致動器實現(xiàn)。


0008為了更利于理解本發(fā)明，在此描述了一個優(yōu)選實施例，僅僅作為一個非限制示例，并參考附圖，其中-一圖1所示為包括根據(jù)本發(fā)明的致動器的驅動裝置的正視圖； _圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的致動器的局部透視圖，其中為了清楚起見省略了細節(jié)；一圖3所示為圖2沿線m-m的橫截面；一圖4所示為圖1中第一個細節(jié)放大的透視圖； —圖5和圖6所示為圖1中致動器的第二個細節(jié)放大的透視圖； 一圖7所示根據(jù)進一步實施例的圖1的一個細節(jié)的透視圖； 一圖8所示為本發(fā)明的致動器的電動機控制電路的電路圖； 一圖9所示為示出傳送至致動器的電動機的電流的圖。
具體實施方式
0009在圖1中編號1指明，作為一個整體，內燃機2的各輔 助設備的驅動裝置，其包括皮帶驅動器3和由皮帶驅動器3驅動的摩 擦輪驅動器4。0010該皮帶驅動器2包括與發(fā)動機2的機軸6構成一體的滑 輪5，連接在相應輔助設備8上的兩個滑輪7，以及纏繞在滑輪5和7 上、在驅動軸6和輔助設備8之間傳送動力的多-V型皮帶9。0011特別地是，皮帶9處在張緊輪10的壓力下，其背面9a 與滑輪5和7徑向相對，并且和摩擦輪驅動器4配合或聯(lián)動(cooperate)。 其中摩擦輪驅動器4包括連接到可脫離的輔助設備12上、有固定軸A 的從動滑輪11和有繞軸B轉動的摩擦輪14的致動器13，其中軸B平 行于軸A，致動器13可以在接合和脫離位置間運動，其中在接合位置 時，摩擦輪14可以和背面9a以及從動滑輪14聯(lián)動，在脫離位置時， 摩擦輪14只和背面9a聯(lián)動。0012此外，致動器13包括了形成內腔16和側孔17的固定盒狀殼體15，腔16內部的偏心組18以及伸出孔17外的活動臂19。其 中，活動臂19具有連接到偏心組18的端部20和末端盒形部21，其中 末端盒形部21部分罩住摩擦輪14形成了軸B，并且有各自的圓周開 口 22，以能夠讓摩擦輪14和皮帶9以及從動滑輪11接觸。0013尤其，(圖2)殼體15包括基本是杯形的底座23和封閉 外殼24。其中外殼24剛性連接在底座23上并可以脫離底座23。底座 23罩住偏心輪組18并界分了孔17，該孔17可以由一個柔性空心套筒 25密封閉合以防污染物，其中該套筒一端連接臂19，另一端連接殼體 15。0014殼體15的底座23包括圓形冠面端壁26，從端壁26垂直 伸出、界定了腔28的管狀元件27，以及與管狀元件27同心、容納了 電動機30的第二個管狀元件29。0015此外，殼體15包括可打開的蓋31，蓋31能閉合腔28。 腔28在外殼24的相反部分阻住了發(fā)動機30，并且有內置的、電動機 30的補給接頭32，可連接到車載的電力系統(tǒng)上。這些將在下文中詳細 描述。0016發(fā)動機30由繞管狀元件27的軸C旋轉的小齒輪41驅動 偏心輪組18。偏心輪組18包括雙層減速周轉輪系42，該輪系置于與 發(fā)動機30有關的蓋31的對面，并有一個太陽輪43、三個120°分布 的行星輪44、兩個180°分布的行星輪45和相應地支承行星輪44、 45 的兩個齒輪支架46、 47。此外，偏心輪組18包括在輪系42徑向外部 的偏心輪48和兩個冠狀齒輪49、 50，其中兩個冠狀齒輪49、 50的內 齒分別一體在管狀元件27上、與偏心輪48—起、與輪系42嚙合。0017尤其，偏心輪48有內部圓柱形面51，該面51有與軸C 一致的軸，而外部圓柱形面52有與軸C平行、相距一個偏心距"e" 的軸D。內部圓柱形面51與管狀元件27旋轉接合，而外部圓柱形面 52與端部20的圓形殼體53旋轉接合。0018偏心輪48通過小齒輪41由輪系42 (圖3)驅動。其中， 小齒輪41與接合在冠狀齒輪49上的行星輪44嚙合，其中冠狀齒輪 49被固定在管狀元件27上。每一個行星輪44都整體包括第一齒輪54 和第二齒輪55，兩齒輪繞同一個軸E轉動，并一體有齒輪支架46， 兩齒輪相應的齒數(shù)是Zl和Z2，其中Zl大于Z2。齒輪54直接嚙合小 齒輪41，而齒輪55嚙合冠狀齒輪49。0019輪系42的第二層相對于齒輪支架46與第一層交疊。所 述第二層包括與齒輪支架46 —體的太陽輪43,與太陽輪43和冠狀齒 輪50配合的行星輪45，以及剛性齒輪支架48，該支架可脫離地與管 狀元件27接合，該管狀元件在孔17的對面部分，并與行星輪45交疊。0020尤其，相對于齒輪支架46太陽輪43在行星輪44的對面 部分，而齒輪支架47由管狀元件27支承、與軸C平行。該支架47包 括徑向支承了齒輪支架46旋轉的銷56和連接在銷56上、可以滑動支 承平行于軸C的齒輪支架46的彈性制動環(huán)57。0021因此，輪系42形成了一個可拆卸的組，齒輪支架47蓋 住了管狀元件27的頂部。輪系42基本是盤狀的，其直徑和管狀元件 27的直徑相等。此外，輪系42還包括徑向相對的兩個支承軸向附件 58，兩附件可以通過相應的共軛部58a夾緊固定。所述共軛部58a在 管狀元件27的軸端部分，面對外殼24，并且形成了在小齒輪41和冠 齒輪49上的行星輪44以及在冠齒輪50上的行星輪45的對準中心。0022此外，管狀元件27有相對于共軛部58a相差90。的兩個 圓周槽80，并由齒輪支架47限定了其頂部，容納了行星輪45各自的 扇形部分。其中行星輪45的旋轉軸F在管狀元件27內部，與放置在 管狀元件27外部的冠齒輪50嚙合。0023此外，偏心輪組18包括與偏心輪48的邊緣60配合的手 動驅動設備59。該偏心輪48包括一個扇形冠齒輪，并在偏心輪48外 有一個螺旋彈簧，二者分別連接到臂19的端部件20和偏心輪48上。0024尤其，邊緣60相對于臂19軸向上升，并且內部有一個 冠齒輪50，且有一對相對外部圓柱形面突出的徑向橋臺或接合點 (abutment)66和一對面向外殼24、平行于軸C伸出的軸向橋臺67，兩 個橋臺通過軸D分布在相同直徑的邊緣60上相對的部分。0025徑向橋臺66可以與手動設備59配合。其中設備59整體 包括圍繞邊緣60的柔性鑲邊68，可以在徑向橋臺66中間圓周滑動的 拖拉頭69，和在拖拉頭對面、沿外殼24的徑向裂縫71伸出的抓取手 柄70 (圖5和圖6)。其中，外殼24整體包括鄰近裂縫71、可以和鑲 邊68上的槽73配合的徑向塊72，這樣可以形成輔助設備驅動裝置1 的固定位置。0026軸向橋臺67可以和相應的一對等距突出部分74配合， 該突出部分74面對邊緣60、平行于軸C從外殼24伸出，并且形成了 偏心輪48的最大運轉角度。0027圖8公開了致動器13的發(fā)動機30的控制電路81。該控 制電路81包括通過發(fā)動機控制單元(ECU，圖中未示)實現(xiàn)的PWM (脈沖調制)控制器82。控制器82包括連接到發(fā)動機30相應觸點32 上的陽極端83和陰極端84。耗電器87連接到控制器82上，與發(fā)動機 30并聯(lián)，并且包括電阻88和二極管89。其中，二極管89可以允許電 流從陰極端84向陽極端83通過電阻88單向流動。0028下文將描述致動器的運轉過程。0029在發(fā)動機2的正常運轉中，可拆卸的輔助設備12由皮帶 傳動3拖拽，致動器13在預載彈簧61的作用下保持在接合位置，并 由相對于皮帶9和從動滑輪11的摩擦輪14的接觸所界定。0030這樣的角度位置有如下特點偏心距"e"形成了一個基 本是90°的a角，該a角的中心在軸C上，并且從線"r "開始逆時 針旋轉垂直并穿過軸B和軸C (圖2)。由于磨損的原因，在驅動部 件1使用期間，隨著摩擦輪14和從動輪12的直徑減少，在接合位置 的a角的角度值會改變。0031當必須將可拆卸輔助設備12卸下時，克服彈簧61的作 用驅動發(fā)動機13可以使偏心輪48逆時針旋轉直到接近軸向橋臺67， 并且因此可以使摩擦輪14隨著兩個軸B和軸C間的偏心距"e"的相 關距離增大而向遠離從動滑輪11的方向運動。0032在偏心輪48到達橋臺位置后，發(fā)動機30停機，盡管還 在供電。為了避免不必要的發(fā)動機30過熱，電能最好是由圖9所示的、 有著脈寬調制電流的PWM控制器82所提供在第一個時間段，例如 3秒，提供的是滿伏電池的直流電流；其后，提供的是脈沖形式的PWM 電流，該電流有著頻率，例如5KHz和30%的占空比，這些被證明足 夠克服彈簧61的反作用力。0033然后，發(fā)動機30斷開，彈簧61的作用可以使偏心輪48
順時針轉動，回復到致動器13的接合位置。依次地，通過在輪系42 上的冠齒輪50的作用，發(fā)動機30旋轉回復，其中輪系42的尺寸設計 要能夠可逆，例如，能夠使偏心輪48旋轉，即使當如彈簧61的力作 用下的扭矩直接作用在相同偏心輪48上時。發(fā)動機30的反向旋轉可 以像發(fā)動機一樣作用，提供流過耗電器87的電流，耗電器87可以提 供機械阻力，并且因而作為一個"電閘"能使泵平緩地重新接合。0034此外，致動器13可以根據(jù)ot角的最大值保持在一個位置， 該a角由相對于突出部分74的軸向接觸點67形成。并且，致動器13 可以通過手動設備59手動控制。當作用于手柄70將鑲邊68拉出時， 在運轉的第一個部分，拖拽頭69能沿邊緣60自由滑動，并且在靠近 徑向橋臺66后克服彈簧61的作用力旋轉拖拽偏心輪48。最后，槽73 到達定位塊72，并且卡住，保持偏心輪48相對突出部分74固定的角 度位置。0035在彈簧61的作用下，致動器13可以自動返回到接合位置， 所述彈簧61再次巻起，當槽73脫離定位塊72時，徑向橋臺66拖拽 鑲邊68。尤其，徑向橋臺66以如下方式一定角度放置，當發(fā)動機30 驅動偏心輪48時，拖拽頭和徑向橋臺66間不能干涉。0036根據(jù)優(yōu)選實施例，在接合位置時a角的角度值可從無磨損 環(huán)境時的+105°變化到最大磨損環(huán)境下的+80° 。偏心輪48的全部行 程在+45°至ij+165。間，并且由角度位置和軸向接觸點67及突出物74 在圓周方向的尺寸所決定。0037考慮到根據(jù)本發(fā)明應用的致動器13的特征，它提供的優(yōu) 點會更加明顯。0038尤其，驅動偏心輪18的輪系42能夠使設備制造對于震動 不敏感，并且能夠易于控制臂19的位置且約束其尺寸。0039使用周轉輪系42能夠得到更高的減速比，以便依次能在 尺寸減小的基礎上增加位置的可控性。0040應用雙層齒輪能夠以簡單的方式實現(xiàn)輪系42的反轉性， 通過彈簧61和手動設備59的作用使偏心輪48自由運動。0041此外，彈簧61的存在確保了接合條件，并且因此對于提 高了可靠性的運轉中的偏心輪設備，可拆卸輔助設備的運轉是個意外故障，并且手動元件59能夠在沒有必要的電源提供時，使得傳動持續(xù) 運轉更加容易。輪系42形成了單一設備，該設備能夠容易的安裝在偏 心輪組18上，使得輪組18的維護工藝更容易。0042此外，齒輪支架56在頂部閉合了輪系42，在管狀元件27 和套筒25中閉合了孔17，以便能保護輪系42不受外部損傷。0043最終，清楚地是，在不脫離本發(fā)明范圍的前提下，如附加 權利要求所定義的，可以修改或變化在此描述和舉例說明的致動器13。0044例如，在不同工作位置的a角度值可以改變。0045此外(圖7)，輪系42可以應用于第二種構造中，在這 第二種構造中齒輪支架48和太陽輪43被省略。在這最后一種情況中， 輪系42包括行星輪75，其中每個行星輪包括一對整體成型的齒輪76、 77，并且由齒輪支架46支承繞相應的軸E旋轉。齒輪75、 76相應的 齒數(shù)為Z3、 Z4，其中Z3大于Z4，并且相應地與冠齒輪49和冠齒輪 50嚙合。在這最后一種情況中，進一步減小了輪系42的整體尺寸。
權利要求
1.可與吸熱發(fā)動機的輔助設備驅動器(1)配合的致動器(13)包括動力源(3)和可拆卸輔助設備(12)，所述致動器(13)包括殼體(15)、由上述殼體(15)支承并包括偏心輪(48)的偏心輪組(18)、通過一個減速齒輪系(42)與上述偏心輪(48)配合的驅動設備(30)、和上述偏心輪(48)配合的活動臂(19)以及由所述臂(19)支承并可以與所述輔助設備(12)和所述動力源(3)配合繞第一軸(B)旋轉的摩擦輪(14)，在所述動力源(3)的作用下通過所述活動臂(19)所述摩擦輪(14)在所述輔助設備(12)的接合位置和所述輔助設備(12)的脫離位置間置換，其特征在于，所述的驅動設備(30)和所述的減速輪系(42)容納在所述偏心輪(48)中。
2. 根據(jù)權利要求1所述的致動器，其特征在于，所述殼體(15)包 括有第一軸(C)的管狀元件(27)，并且其中所述偏心輪(48)具有與 所述管狀元件(27)旋轉連接的內部圓柱形面(51)和有平行于所述第 一軸(C)的第二軸(D)的外部圓柱形面(52)，并且該外部圓柱形面(52)自由地旋轉連接在由所述臂(18)支承的圓形底座(53)內。
3. 根據(jù)權利要求2所述的致動器，其特征在于，所述輪系(42)是 周轉輪系，并且和第一、第二冠齒輪(49， 50)配合，其中所述的第一、 第二冠齒輪(49， 50)分別與所述管狀元件(27)和所述偏心輪(48) 構成整體，并且其中輪系(42)包括至少一個繞所述第一軸(C)旋轉的 齒輪支架(46)，該齒輪支架以自由旋轉的方式支承第一行星輪(44; 74)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的致動器，其特征在于，所述第一行星輪(75) 整體包括相應地與所述第一和第二冠齒輪(49， 50)配合的第一和第二 齒輪(76， 77)。
5. 根據(jù)權利要求3所述的致動器，其特征在于，所述輪系(42)包 括第二齒輪支架(47)和第二行星輪(45)，其中所述第二齒輪支架(47) 具有銷(56)，其旋轉支承繞所述第一軸(C)旋轉的所述至少一個齒輪 支架(46)，所述第二行星輪(45)由所述第二齒輪支架(47)支承并 由太陽輪(43)驅動，所述太陽輪(43)與所述至少一個齒輪支架(46) 整體地旋轉。
6. 根據(jù)權利要求5所述的致動器，其特征在于，所述的第二齒輪支 架(47)是剛性地、可拆卸地連接在所述管狀元件(27)上，并且包括 連接在所述銷(56)上的制動環(huán)(57)，以便能支承平行于所述第一軸(C)的所述至少一個齒輪支架(46)。
7. 根據(jù)前面權利要求2至6的任意一項所述的致動器，其特征在于， 其中所述的驅動設備(30)是放置在所述管狀元件(27)內的電動機， 并且驅動與所述第一行星輪(44; 75)嚙合的小齒輪(41)。
8. 根據(jù)前面任意一項權利要求所述的致動器，其特征在于，其中包 括與所述偏心輪(48)配合的彈性推進元件(61)，以便能保持所述接 合位置。
9. 根據(jù)權利要求8所述的致動器，其特征在于，包括與所述偏心輪 (48)配合的手動驅動設備(59)。
10. 根據(jù)權利要求9所述的致動器，其特征在于，包括由所述殼體(15) 支承、與所述手動設備(59)配合的塊元件(72)，以便能保持所述偏 心輪(48)的固定角度位置。
11.根據(jù)權利要求9所述的致動器，其特征在于，所述偏心輪(48) 整體地包括接合元件(66)，所述手動設備(59)包括纏繞在所述偏心輪(48)上的柔性元件(68)和拖拽頭(69)，其中所述拖拽頭(69) 能夠至少在所述固定角度位置與所述橋臺元件(66)配合。
12. 根據(jù)前面任意一項權利要求所述的致動器，其特征在于，所述殼 體是盒狀，并且容納了所述偏心輪組(18)。
13. —種吸熱發(fā)動機的輔助設備驅動裝置(1)，其包括動力源(3)、 可拆卸輔助設備(12)、可選擇性地將所述輔助設備(12)接合到所述 動力源(3)上的致動器(13)，該致動器包括殼體(15)、由所述殼體(15)支承并包括偏心輪(48)的偏心輪組(18)、通過減速輪系(42) 與所述偏心輪(48)配合的驅動設備(30)、和所述偏心輪(48)配合 的活動臂(19)以及由所述臂(19)支承繞第一軸(B)旋轉并能和所述 輔助設備(12)和所述動力源(3)配合的摩擦輪(14)，所述摩擦輪(14) 在所述活動臂(19)作用下在所述輔助設備(12)與所述動力源(3)的 接合位置和脫離位置間置換，其特征在于，所述驅動設備(30)和所述 減速輪系(42)放置在所述偏心輪(48)中。
14. 根據(jù)權利要求13所述的輔助設備驅動裝置，其特征在于，所述動 力源(3)包括第一和第二旋轉滑輪(5， 7)和纏繞過所述滑輪(5， 7) 的皮帶(9)，其中所述摩擦輪(14)和所述皮帶(9)的背面(9a)配
15. 根據(jù)權利要求14所述的輔助設備驅動裝置，其特征在于，所述殼 體(15)包括有第一軸(C)的管狀元件(27)，其中所述偏心輪(48) 包括旋轉接合于所述管狀元件(27)的內部圓柱形面(51)和有平行于 所述第一軸(C)的第二軸(D)并通過所述臂(18)自由旋轉接合與圓 形底座(53)內的外部圓柱形面(52)，其中所述驅動設備(30)是放 置在所述管狀元件(27)內部的電動機。
16. 根據(jù)權利要求15所述的輔助設備驅動裝置，其特征在于，所述輪系(42)是周轉輪系，并且和第一、第二冠齒輪(49， 50)配合，其中 所述的第一、第二冠齒輪(49， 50)相應地與所述管狀元件(27)和所 述偏心輪(48)整體地配合，并且其中輪系(42)包括繞所述第一軸(C) 旋轉的至少一個齒輪支架(46)，該齒輪支架支承自由旋轉的第一行星 輪(44; 75)。
17. 根據(jù)權利要求16所述的輔助設備驅動裝置，其特征在于，所述第 一行星輪(75)整體地包括分別與所述第一和第二冠齒輪(49， 50)配 合的第一和第二齒輪(76， 77)。
18. 根據(jù)權利要求16所述的輔助設備驅動裝置，其特征在于，所述輪 系(42)包括第二齒輪支架(47)和第二行星輪(45)，其中所述第二 齒輪支架包括銷(45)，其旋轉支承繞所述第一軸(C)旋轉的所述至少 一個齒輪支架(46)，所述第二行星輪(45)由所述第二齒輪支架(47) 支承并由太陽輪(43)驅動，其中所述太陽輪(43)與所述至少一個齒 輪支架(46)整體地旋轉。
19. 根據(jù)權利要求15至18任意一項所述的輔助設備驅動裝置，其特 征在于，所述輪系(42)可逆，并且包括耗電器(87)，該耗電器(87) 并聯(lián)在所述發(fā)動機(30)上，可以當在所述推進元件(61)作用下旋轉 回復時，在所述發(fā)動機(30)上產(chǎn)生機械阻力。
20. 根據(jù)權利要求15至19任意一項所述的輔助設備驅動裝置，其特 征在于，所述致動器(13)包括PWM控制器(82)，用于向所述發(fā)動 機提供脈寬調制電流。
21. 根據(jù)權利要求20所述的輔助設備驅動裝置，其特征在于，所述控 制器(82)在預定的時間間距內向所述發(fā)動機(30)提供直流電流、在 所述間距后提供所述的脈寬調制電流脈寬調制電流。
全文摘要
可以與吸熱發(fā)動機的驅動器1配合的致動器13，其中所述發(fā)動機包括電源3和可拆卸輔助設備12，所述致動器13包括盒狀殼體15，在殼體15內部的、包括了減速輪系42的機動偏心輪組18，和偏心輪組18配合的臂19支承摩擦輪14，該摩擦輪14可以與輔助設備12以及動力源3配合，所述臂19可以在與輔助設備12接合位置和脫離位置間運動。
文檔編號F16H13/10GK101151476SQ200680010647
公開日2008年3月26日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權日2005年2月28日
發(fā)明者F·D·利卡塔, G·格瑞科斯, H·萊姆鮑德 申請人:戴科歐洲科學研究實驗室