附件驅(qū)動分離器的制造方法
【專利說明】附件驅(qū)動分離器
相關(guān)申請
[0001]本申請要求2012年6月20日提交的美國臨時(shí)申請?zhí)枮?1/661，962的優(yōu)先權(quán)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請主要涉及帶輪，且更具體地涉及一種包括分離機(jī)構(gòu)的帶輪組件。
【背景技術(shù)】
[0003]已知使用車輛發(fā)動機(jī)驅(qū)動各個(gè)汽車附件裝置，包括例如水泵、交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)、用于冷卻冷卻劑的風(fēng)扇、助力轉(zhuǎn)向泵以及壓縮機(jī)。具體地，通過汽車的發(fā)動機(jī)軸致動的驅(qū)動帶輪驅(qū)動環(huán)形驅(qū)動帶，環(huán)形驅(qū)動帶又通過從動帶輪驅(qū)動附件組件。
[0004]例如通過內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火會產(chǎn)生周期性的扭矩脈沖，其會產(chǎn)生顯著的速度變化，該速度變化會中斷從動元件的平穩(wěn)運(yùn)行。另外，與起動、停機(jī)、突然制動、換擋等等有關(guān)的慣性和從動速度的變化也會干擾從動元件的運(yùn)行。這些變化可導(dǎo)致不期望的影響，如皮帶跳動、皮帶磨損、軸承磨損、噪音等等。
[0005]發(fā)動機(jī)、驅(qū)動帶系統(tǒng)以及從動附件均包括主要的和附加的驅(qū)動/從動速度和頻率。這些是該系統(tǒng)的特征，且在由帶驅(qū)動系統(tǒng)相對剛性地連接時(shí)通常會滿足期望的運(yùn)行目標(biāo)。然而，在某些運(yùn)行點(diǎn)和/或情況下，這些速度和頻率會導(dǎo)致不期望的噪音，損害系統(tǒng)或元件完整性，或?qū)е聨到y(tǒng)或單個(gè)元件的使用壽命變短。目前用于超越附件和其它的方案提供扭轉(zhuǎn)隔離，但需要進(jìn)行改進(jìn)使其更好，壽命更長且制造成本更低。
[0006]在傳統(tǒng)的單向離合器中，如楔塊離合器和滾柱離合器，鎖定功能依賴于多個(gè)小的楔塊或滾柱在內(nèi)圈和外圈之間的楔作用。這種情況下的精度要求對每個(gè)元件使用高度精確的機(jī)加工表面。另外，該鎖定構(gòu)造包括高比率的徑向力，以傳送要求的切向力或有用的扭矩。這樣，這些離合器必須由昂貴的、高質(zhì)量的軸承鋼制成，這種軸承鋼已經(jīng)被硬化以承受楔作用而產(chǎn)生的力。另外，在高超越速度、高接合速度以及振動的應(yīng)用(所有這些在大部分那汽車環(huán)境中都一定程度地存在)中，傳統(tǒng)的單向離合器提供有限的作用和大大地減小負(fù)載能力。本發(fā)明將克服楔塊和滾柱的這些缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]公開一種改進(jìn)的從動帶輪組件，其利用扭矩敏感連接和分離以在從動附件的輸入軸和帶輪組件的外從動槽輪之間允許單向相對運(yùn)動。當(dāng)帶輪組件的槽輪沿旋轉(zhuǎn)的主更方向被驅(qū)動時(shí)，帶輪組件的離合機(jī)構(gòu)接合且驅(qū)動附件輸入軸以提供期望的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)例如由于從動速度變化而發(fā)生相對扭矩反轉(zhuǎn)時(shí)，所述帶輪組件的內(nèi)部離合機(jī)構(gòu)使從動附件軸與外從動槽輪斷開，從而使得從動軸繼續(xù)以沿主要旋轉(zhuǎn)方向的動量旋轉(zhuǎn)。
[0008]在一個(gè)方面，描述了一種用于驅(qū)動汽車發(fā)動機(jī)中的帶式從動附件的帶驅(qū)動組件，具體地是一種分離機(jī)構(gòu)，用于允許帶從動附件以不同于帶驅(qū)動組件的速度臨時(shí)運(yùn)行。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，分離機(jī)構(gòu)包括在帶輪組件中，以提供超越和分離能力，其超過了當(dāng)前的性能且保持了汽車工業(yè)所要求的實(shí)用性水平。所述組件在旋轉(zhuǎn)元件之間可選擇地連接扭矩，且包括可旋轉(zhuǎn)的輸入元件和可旋轉(zhuǎn)的輸出元件，該可旋轉(zhuǎn)的輸入元件和可旋轉(zhuǎn)的輸出元件通過單向離合器可操作地互相連接用于一起沿主要方向旋轉(zhuǎn)。該組件還包括彈簧，其具有接合于單向離合器的第一端和接合于可旋轉(zhuǎn)的輸入元件的第二端。在單向離合器的非接合位置，彈簧沒有預(yù)加載且在正向扭矩情況期間與可旋轉(zhuǎn)的輸入元件一起旋轉(zhuǎn)，以使單向離合器的元件旋轉(zhuǎn)從而致動單向離合器進(jìn)入接合位置。然后，當(dāng)單向離合器處于接合位置時(shí)，彈簧徑向擴(kuò)展，從而在可旋轉(zhuǎn)的輸入元件和可旋轉(zhuǎn)的輸出元件之間提供隔離。該組件還包括設(shè)置在可旋轉(zhuǎn)的輸入元件和可旋轉(zhuǎn)的輸出元件之間的摩擦環(huán)以提供庫侖阻尼。因此，該組件在彈簧提供的扭轉(zhuǎn)率(tors1n rate)下以由摩擦環(huán)提供的一定量的庫侖阻尼在可旋轉(zhuǎn)的輸入元件和可旋轉(zhuǎn)的輸出元件的旋轉(zhuǎn)之間提供隔離或阻尼，用于提高整體性能。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，帶輪體是可旋轉(zhuǎn)的輸入元件，且轂或轂軸組件是可旋轉(zhuǎn)的輸出元件。在該結(jié)構(gòu)中的隔離可被認(rèn)為是帶輪體和轂或轂軸之間在受控的扭轉(zhuǎn)率下、具有由帶輪體內(nèi)的摩擦元件提供的一定量庫侖阻尼的角位移。
[0011]本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征通過接下來特定實(shí)施例的描述和權(quán)利要求書而變得更加清楚。
【附圖說明】
[0012]圖1是附件驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖。
[0013]圖2是能用于如圖1所示的附件驅(qū)動系統(tǒng)的組裝的帶輪的實(shí)施例的側(cè)透視圖。
[0014]圖3是圖2的帶輪組件的縱向橫截面。
[0015]圖4是圖3的帶輪組件的一個(gè)實(shí)施例的分解透視圖。
[0016]圖5是處于接合位置的包括在圖3和4的帶輪組件中的單向離合機(jī)械二極管的一部分的橫截面視圖。
[0017]圖6是處于縮回位置的單向離合機(jī)械二極管的一部分的橫截面視圖。
[0018]圖7是帶輪連接于輸入裝置和輸出裝置的示意圖。
[0019]圖8是可用于附件驅(qū)動系統(tǒng)的組裝的帶輪的代替實(shí)施例的縱向橫截面。
[0020]圖9是圖8的帶輪組件的分解透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]接下來的詳細(xì)描述將說明本發(fā)明的基本原理，本發(fā)明的例子在附圖中附加地示出。在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或功能相似的元件。
[0022]參考圖1，例如汽車的內(nèi)燃機(jī)的附件驅(qū)動系統(tǒng)10包括用于驅(qū)動多個(gè)附件的環(huán)形帶30。各個(gè)附件在圖1中示意性地通過它們的帶輪組件表示。帶30包圍曲軸帶輪組件12、風(fēng)扇/水泵帶輪組件14、助力轉(zhuǎn)向帶輪組件18、惰輪組件20以及張緊帶輪組件22。在一些實(shí)施例中，張緊帶輪組件22包括阻尼，如不對稱阻尼，其中摩擦阻尼器抵抗遠(yuǎn)離帶30提升張緊器臂。
[0023]通過使用帶輪組件14、16、18、20和22驅(qū)動各個(gè)附件，且這些帶輪組件本身由帶30轉(zhuǎn)動。為了說明的目的，下面集中說明交流發(fā)電機(jī)的帶輪組件16。然而，應(yīng)當(dāng)注意到，一個(gè)或多個(gè)其它附件的其它帶輪組件也可以與帶輪組件16 —樣的方式操作。
[0024]圖2是帶輪組件16的側(cè)透視圖，其包括:帶輪體40，該帶輪體具有第一端42和第二端44;位于帶輪體中的孔46(見圖3);以及接合帶30(圖1)的外周邊帶接合表面48。帶輪體40的第一端42通過端蓋50封閉，該端蓋50接收容納在帶輪體40中的轂軸52的第一端54。在所示實(shí)施例中，帶接合表面48的外輪廓包括V形肋和凹槽以配合帶30上相應(yīng)的肋和凹槽。其它的構(gòu)造也是可能的，如嵌齒、平的或圓化的肋和凹槽。
[0025]帶輪組件16設(shè)計(jì)成將輸入轉(zhuǎn)矩從帶30通過與帶輪體40的接合而傳送至例如發(fā)電機(jī)或風(fēng)扇的附件(圖1和圖3)的輸入軸87。這里公開的帶輪組件通過包括隔離彈簧72而使輸入軸87與相對反轉(zhuǎn)扭矩隔離。當(dāng)這種相對反轉(zhuǎn)扭矩發(fā)生時(shí)，帶輪組件16的內(nèi)部分離器系統(tǒng)用于使輸入軸87與反轉(zhuǎn)扭矩?cái)嚅_，也就是所謂的超越情況(overrunningcondit1n)，從而允許附件輸入軸87繼續(xù)以沿主要運(yùn)行方向的動量旋轉(zhuǎn)。繼續(xù)參考圖3，轂軸52可通過公知的半圓鍵與輸入軸87相配合，以防止轂軸52繞輸入軸自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然轂軸52和輸入軸87之間的其它連接方式也是可以的，包括如花鍵連接。
[0026]帶輪組件16的其它細(xì)節(jié)在圖3和4中示出。帶輪組件16包括轂軸52，滾子軸承56，單向離合機(jī)構(gòu)60 (其包括具有凹穴63的第一盤62，當(dāng)支柱處于其縮回位置時(shí)該凹穴63用于接收支柱)，支柱66，彈簧68，以及具有用于支柱接合的凹口 65的第二盤64，摩擦環(huán)70以及隔離彈簧72，它們均容納在帶輪體40的孔46中。第二盤64可用作端蓋50 (如圖2所示)或者可以是帶輪組件16的單獨(dú)的元件。滾子軸承56可定位在轂軸52和帶輪體40之間、鄰近帶輪體40的第二端44，以允許當(dāng)非接合時(shí)帶輪體40相對于轂軸52穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。滾子軸承56的內(nèi)圈57與轂軸52相鄰且與其相連，而外圈59與帶輪體40相鄰且與其相連。滾子元件58定位在內(nèi)圈和外圈57、59之間。滾子軸承的使用可提高組件的整體結(jié)構(gòu)剛度，且通過減小當(dāng)離合機(jī)構(gòu)的元件相對于彼此旋轉(zhuǎn)時(shí)的磨損，可以延長組件的使用壽命。
[0027]如圖3所示，轂軸52布置在帶輪體40的孔46中，從而使得帶輪體可繞轂軸旋轉(zhuǎn)。單向離合機(jī)構(gòu)60也可以布置在孔46中，與隔離彈簧72操作性地接合。隔離彈簧72也可操作性地與帶輪體40接合。在圖3所示的實(shí)施例中，隔離彈簧72定位在單向離合機(jī)構(gòu)60和滾子軸承56之間。滾子軸承56可通過突入到帶輪體40的中心孔46內(nèi)的凸出部74與隔離彈簧72分開。凸出部74包括用于隔離彈簧72的一端的座76。
[0028]隔離