CN103703282B - 具有非对称扭矩敏感离合器的滑轮 - Google Patents

Abstract

用于汽车配件驱动系统的滑轮组件包括轴接合毂、拧到该轴接合毂上的螺母、环形轴衬、以及均容纳有滑轮部件的、绕着环形轴衬外侧定位的一个或多个闸瓦。该螺母能够相对于环形轴衬轴向平移，且该环形轴衬能够响应于螺母在第一方向上的轴向平移而径向向外膨胀，从而在滑轮部件的内联接表面和闸瓦的外联接表面之间提供摩擦接合，这将扭矩从滑轮部件传递到输入轴上。螺母包括与其内部螺纹表面相对的、大体上截头圆锥形的外表面，用于使螺母坐落在环形轴衬中。

Description

具有非对称扭矩敏感离合器的滑轮

相关申请的交叉引用

本申请为2010年2月26日提交的申请序号为No.12/713580申请的部分继续申请，后者又是2008年4月30日提交的申请序号为No.12/112393申请的部分继续申请。

技术领域

本发明总的涉及滑轮，且更特别地涉及响应于相关的扭矩反转利用扭矩敏感离合器的滑轮组件。

背景技术

已知利用车辆发动机来驱动各种汽车配件组件，包括比如水泵、交流发电机/发电机、用于冷却冷却剂的风扇、动力转向泵、以及压缩机。特别地，由机动车辆的发动机轴致动的驱动滑轮驱动环形驱动带，该驱动带继而通过从动滑轮驱动配件组件。

比如，由内燃机点火启动的周期性扭矩脉冲可以形成较大的速度转变，其可以中断从动部件的平稳工作。此外，与启动、停机、舒适制动(jakebraking)、换挡等有关的惯性从动速度转变也会打断从动部件的工作。这些转变可以导致不希望出现的影响，比如带跳动、带磨损、轴承磨损、噪音等等。

发明内容

公开了改进的从动滑轮组件，其利用扭矩敏感离合器来使得从动配件的输入轴和滑轮组件的外部从动槽轮之间发生单向相对运动。当滑轮组件的槽轮在主要旋转方向上受到驱动时，滑轮组件的离合机构接合并驱动配件输入轴以获得所需的平稳旋转。当由于比如从动速度转变而出现相对扭矩反转时，所提出的滑轮组件的内离合机构使被动配件轴与外部被动槽轮分开，从而允许被动轴利用动量继续在主要旋转方向上旋转。

根据一个方面，这样的滑轮组件包括轴接合毂、拧在轴接合毂上的螺母、环形轴衬、均容纳有滑轮部件的、绕着环形轴衬外侧定位的一个或多个闸瓦。轴接合毂具有旋转轴线、外螺纹表面以及用于容纳配件输入轴的孔。滑轮部件具有外周带按合表面，以及具有内联接表面的孔。该螺母包括与轴接合毂的外螺纹表面接合的内螺纹表面，并具有与内螺纹表面相对且大体上为截头圆锥形的外表面。环形轴衬具有位于其中与其一起旋转的螺母。闸瓦具有与滑轮部件的内联接表面摩擦接触的外联接表面。螺母能相对于环形轴衬轴向平移，且环形轴衬能够响应于螺母在第一方向上的轴向平移而径向地向外膨胀，从而在滑轮部件的内联接表面和闸瓦的外联接表面之间提供摩擦接合，这将扭矩从滑轮部件传递到输入轴。

因此，当扭矩在第一方向上施于螺母时，螺母通过螺纹连接在轴接合毂上“收紧”，并使得环形轴衬膨胀以增加闸瓦和滑轮部件之间的摩擦接触，这样，螺母和轴接合毂随着滑轮部件旋转。继而，当扭矩在与第一方向相反的第二方向上施于螺母时，螺母在轴上“松开”，即螺母在图9所示的B方向上轴向移动，这使得环形轴衬从其膨胀状态向内收缩，因而使闸瓦以及螺母和轴与滑轮部件分离，这样，轴接合毂独立于滑轮部件而旋转。

相对于用于允许滑轮过度运转的相似装置而言，本文的滑轮组件提供了几个优点。首先，通过使用螺母和环形轴衬之间的大角度接合，改良的设计获得了大量的夹紧力和通过主要径向力获得的、具有较小轴向力的抗扭力。对于提高的响应能力来说，减少的轴向载荷造成螺纹连接更容易解除，即使在高扭矩接合之后。提高的响应能力意味着在过度运转条件下解除连接需要更低的脱离扭矩。其次，根据另一方面，闸瓦可利用非平行表面分别与环形轴衬和滑轮部件接合。闸瓦的外联接表面与滑轮部件的内联接表面的平行关系使得摩擦材料表面区域最大化(因而减少磨损速度)，并减少了导致错位的力。第三，在其他实施方式中，用以在非接合的过度运行状态下提供旋转自由度而增加的滚珠轴承不仅仅提供了提高的结构刚度，还通过减少环形轴衬上的磨损而延长了组件的寿命。第四，在其他实施方式中，在环形轴衬内部引入润滑脂窝减少了轴衬和螺母上的磨损，且会延长这些部件的寿命。第五，增加环形密封件，降低了污染物进入滑轮的危险，其可损害部件或者在旋转期间引入额外的磨损点。

本发明的其他优点和特征将从特定实施方式和权利要求的以下说明中变得显而易见。

附图说明

图1为配件驱动系统实施方式的示意图；

图2为用于图1中配件驱动系统的滑轮组件的实施方式的侧向剖视图；

图3为图2中滑轮组件的分解透视图；

图4为连接到交流发电机输入轴的图2中滑轮组件的侧向、部分剖视图；

图5为根据一个实施方式的闸瓦的透视图；

图6为四个弓形闸瓦的俯视图，其对齐从而配合地形成根据一个实施方式的环形闸部件；

图7为滑轮组件一个实施方式的分解透视图；

图8为图7中滑轮组件的组合的俯视图；

图9为沿着线9-9截取的、图8中组合的滑轮的侧向剖视图；

图10为图8中滑轮组件中子组件的侧向透视图；

图11为螺母的侧向透视图；

图12为环形轴衬的侧向透视图；

图13为环形密封件的仰视透视图。

具体实施方式

以下的详细说明将诠释出本发明的基本原理，其实施例另外图示在附随的附图中。在附图中，相似的附图标记标示相同或者功能相似的元件。

参考图1，比如汽车内燃机的配件驱动系统10包括用于驱动多个配件的环形带30。各种配件在图1中由它们的滑轮组件示意性地表示。带30绕着曲柄滑轮组件12、风扇/水泵滑轮组件14、动力转向滑轮组件18、惰轮组件20以及张紧器滑轮组件22而运动。在一些实施方式中，张紧器滑轮组件22包括阻尼，比如具有摩擦减震器的非对称阻尼，用来抵抗张紧臂从带30上提起。

各配件都通过使用滑轮组件14、16、18、20和22来驱动，这些滑轮组件自身由带30来旋转。出于说明的目的，交流发电机的滑轮组件16下面会重点关注。然而，应该注意的是，一个或多个其他配件的其他滑轮组件也可以按类似于滑轮组件16的方式来操作。

参考图2，3和4，当滑轮组件16在主要旋转方向上旋转时将输入扭矩传递到交流发电机的输入轴，并且也将滑轮组件和交流发电机的输入轴78之间的相对的扭矩反转与输入轴隔离开(图4)。当滑轮组件16和交流发电机输入轴之间的这种相对的扭矩反转发生时，滑轮组件16的内离合系统发挥作用，使扭矩反转与交流发电机分开，因而使得交流发电机输入轴利用势能继续在主要工作方向上旋转。图4显示了滑轮组件16，其连接到交流发电机输入轴78，并与带30接合。

滑轮组件16包括具有旋转轴线48的轴接合毂40、外螺纹表面66及用于容纳交流发电机输入轴的孔44。轴接合毂40可通过半圆键(Woodruffkey)与交流发电机的输入轴配合，如公知的那样，从而防止轴接合毂40绕着输入轴自由旋转。当然，轴接合毂40和交流发电机输入轴之间的其他连接方式也是可以的，比如包括花键。在一些实施方式中，环形轴环或轴套53可在适当位置安装到轴接合毂40上或者连接到轴接合毂40，因而不会干涉外螺纹表面66。

滑轮部件50绕着轴接合毂40定位，且包括中央孔或者开口54，其尺寸使得滑轮部件可以绕着毂旋转。滑轮部件50还包括与带30接合的外周带接合表面52，以及内联接表面55。内联接表面55可由摩擦材料制成或者涂覆有摩擦材料，以便与滑轮部件50接合并将扭矩从滑轮部件50传递到其他部件。在所示实施方式中，带接合表面52成型为包括V-型肋和槽，以与带30上对应的肋和槽配合。其他结构也是可以的，像齿形，平坦或者圆形肋和槽。

在一些实施方式中，滚柱轴承58可位于毂40和滑轮部件50之间，从而允许滑轮组件50在分开时相对于毂40平稳旋转。滚柱轴承58的内圈可与轴接合毂40相邻并联接到该毂40。滚柱轴承58的外圈可与滑轮部件50相邻并联接到滑轮部件50。在包括了位于毂40上的轴套53的实施方式中，如图2所示，滚柱轴承58的内圈可与轴套53相邻并联接于轴套53，而不是直接与毂40相邻和连接。滚柱轴承的使用可提高组件的整体结构刚度，并通过减少离合机构元件彼此之间相对旋转时引起的磨损而延长组件的寿命。

具有内螺纹表面67的螺母64与轴接合毂40的外螺纹表面66螺纹地接合，这样螺母64绕着毂40在第一旋转方向上的相对旋转使螺母64沿着旋转轴线在第一线性方向A上轴向平移，而螺母64在相反方向上的相对旋转使其在相反的线性方向B上轴向平移。螺母64还包括相对于轴接合毂40的旋转轴线48成角度的外联接表面62。根据一个实施方式，螺母的外联接表面62和毂40的旋转轴线48之间形成的锐角在5和45度之间。在另一个实施方式中，外联接表面62和旋转轴线48之间的角度优选在约10到20度之间。优选的角度至少部分地取决于接合在联接表面上的材料之间的摩擦系数、螺母的螺纹表面67的螺旋角或螺距角、螺纹的摩擦系数、以及设计的接合/非接合扭矩需求。

介于滑轮部件50和螺母64之间的是闸部件90。如图5和6所示，闸部件90可以由绕着螺母64外周配合地设置的多个弓形闸瓦91构成。根据另一个实施方式，闸部件90可为具有一个或多个柔性指部的连续环，这些指部使得该环响应于螺母64的移动而膨胀或收缩。闸部件90包括面对着螺母的外联接表面62的第一联接表面92，以及面对着滑轮部件50的内联接表面55的第二联接表面94。这些面对着的成对联接表面之间的配合摩擦接合在滑轮部件50和轴接合毂40之间提供离合作用。在一些实施方式中，闸部件90可是组合件，且第一和第二联接表面92，94可由摩擦材料制成或者涂覆该材料。环状枢转轴衬72也可以定位在闸部件90和毂40或轴环53之间(如果存在的话)。如图3所示，轴衬72可包括一个或多个隔板73，以保持闸部件90的闸瓦91正确定位。枢转轴衬72可由具有很低摩擦系数的材料制成。

在图2的实施方式中，闸部件90的第一和第二联接表面92，94是不平行的。特别地，第二联接表面94可大体上平行于轴接合毂40的旋转轴线48，而笫一联接表面92可与旋转轴线48形成大体上与螺母的外联接表面62和轴接合毂40的旋转轴线48之间的角度相同的角度。一方面，通过独立选择第一联接表面92和螺母64之间的第一接合角度，另一方面，选择第二联接表面94和滑轮部件50之间的第二接合角度，闸部件90被配置为使摩擦材料表面区域最大化(因而降低磨损速度)、使可用夹紧力最大化、使过度运行条件下脱开(breakaway)所需的力最小化，并减少导致错位的力。此外，接合角度和接合表面的摩擦性能可以选择为：在传动动力过高的情况下建立最大化的持续接合扭矩(或者“脱开扭矩”)，甚至是在主要旋转方向上。

螺母64、闸部件90和滑轮部件50的接合的摩擦表面可以由包括已知制动材料的摩擦材料制成或者涂覆该材料。可接受的材料包括但不限于：非石棉类模制材料，其具有中到高摩擦性、高稳定性以及良好耐磨特性。适于本申请中的至少一种材料包括柔性模制、两辊滚压、无金属的酚粘合摩擦衬片，其包含固化橡胶，以及有机或者无机摩擦改进剂和填充剂。摩擦材料的选择取决于所需的摩擦系数和耐磨特性，这又取决于特定的应用和操作条件。

在第一操作条件下，滑轮组件16驱动输入轴78，带30驱动滑轮部件50在第一旋转方向绕着旋转轴线48旋转。在此条件下，滑轮部件50的内联接表面55与闸部件90的第二联接表面94之间的摩擦接合促使闸部件90在第一旋转方向上旋转。闸部件90的第一联接表面92和螺母64的外联接表面62之间的进一步的摩擦接合又促使螺母64在第一方向上旋转。螺母64在第一方向上的旋转使螺母64借助于与毂40的螺纹接合而沿着旋转轴线48轴向地平移(在箭头A方向上)。随着螺母64在方向A上的轴向平移与闸部件90直接接触，闸部件90轴向向外膨胀，这样，螺母64、闸部件90、及滑轮部件50之间的接触压力和摩擦力增加，以摩擦地联接螺母64和闸部件90，从而随着闸部件90和滑轮部件50进行旋转。

在第二操作条件下，也被称为过度运行条件，当滑轮部件50经历相对的扭矩反转或者突然停机时，输入轴78与滑轮部件50脱开，并且利用动量继续在第一旋转方向上旋转。在此条件下，滑轮部件50可继续在第一方向上旋转，但其角速度小于其已驱动输入轴78的角速度。滑轮部件50上角速度的突然下降对扭矩的相对反转有影响，该扭矩借助先前描述的摩擦接合通过闸部件90从滑轮部件50传递到螺母64。扭矩在第二方向上旋加到螺母64上使得螺母64相对于轴接合毂40在第二方向上旋转，即便在绝对意义上螺母64和毂40可绕着旋转轴线48继续在第一方向上旋转。螺母64相对于毂40在第二方向上的旋转使得螺母64松开或者借助于螺纹连接从闸部件90到毂40(在箭头B方向)沿轴向平移。随着螺母64、闸部件90、以及滑轮部件50之间的接触压力和摩擦力下降，它们最终将脱离联接，且利用最小的摩擦力相对彼此进行旋转，这样输入轴78独立于滑轮部件50而旋转。

盖板68可通过常规的装置紧固到滑轮组件16上，从而将工作部件保持在紧凑的单元中，并保护它们不受损害和碎屑的影响。特别地，盖板68可紧固到毂40上，或者输入轴78上，从而随着这些部件旋转。根据一个实施方式，盖板68包括外部的、轴向延伸的凸缘70，其延伸到滑轮部件50上的凸缘51之上并盖住滑轮部件50上的凸缘51，从而在滑轮组件16的内部和外部之间形成曲折的(即，非直接的)路径。使用这样的布局使得滑轮部件50相对于盖板68和毂40旋转，而同时为滑轮组件16的内部部件提供了防止污染和碎屑的保护。

根据另一个方面，扭簧74可位于盖板68和螺母64之间的空腔80中，且弹簧的第一端部75与盖板68接合，弹簧的第二端部76与螺母64接合。扭簧74可被预加载而偏压螺母64使其绕着与毂40的螺纹连接在第一方向上进行旋转。可选地，弹簧可响应于螺母64远离闸部件90的轴向移动而简单加载或者卷起来。扭簧74的使用提高了离合组件的响应能力，并防止螺母64在相对扭矩反转之后与闸部件90保持分离。特定地，在过度运转条件下，在第二方向上通过闸部件90施加到螺母64的扭矩足以克服扭簧74施加的扭矩，因此使得螺母64平移并与闸部件90脱开联接。当相对扭矩反转进程结束时，扭簧74促使螺母64返回到与闸部件90接合，这样滑轮部件50可再次驱动毂40和输入轴78。在其他实施方式中，轴向弹簧(而非扭簧)可被用来向下偏压螺母64使螺纹毂40与闸部件90接合。

现在参考图7，8和9，示出了总体用附图标记16'表示的滑轮组件的第二实施方式。滑轮组件16'在主要旋转方向上旋转的时候将输入扭矩传递到交流发电机的输入轴78，还将输入轴78与滑轮组件16'和交流发电机输入轴78之间的相对扭矩反转隔离开来。图9示出了输入轴78。当滑轮组件16’和输入轴78之间的这种相对扭矩反转出现时，滑轮组件16'的内离合系统用来使交流发电机与扭矩反转分开，因而允许输入轴78利用动量继续在主要操作方向上旋转。滑轮组件16'可连接到输入轴78，并与和图4所示的滑轮组件16类似地与带接合。

如图7和9所示，滑轮组件16’包括具有旋转轴线148的轴接合毂140、外螺纹表面166、和孔144。孔144容纳交流发电机的输入轴78。轴接合毂140可键合(keyed)到交流发电机输入轴78上，以防止轴接合毂140绕着输入轴自由旋转。在一个实施方式中，这可以是半圆键。在另一个实施方式中，轴接合毂140可以包括位于孔144中的键槽146，其形状用于配合输入轴78的外直径上的结构79。当然，轴接合毂140和交流发电机输入轴78之间的其他连接方式也是可能的，比如包括花键连接。

滑轮部件150绕着轴接合毂140定位，并包括了中央孔或开口154，其尺寸使得滑轮部件可以绕着毂旋转。滑轮部件150还包括外周带接合表面152，其接合像图1中示出的带30那样的带，以及内联接表面155。内联接表面155可由摩擦材料制成或者涂覆该材料，从而与滑轮部件150接合并将扭矩从滑轮部件150传递到其他部件。在所示实施方式中，带接合表面152是成型的，比如具有V-型肋和槽，以配合带的对应肋和槽。其他布局也是可能的，像齿形、平坦或者圆形的肋和槽。

在一些实施方式中，环形轴环或者轴套142可在适当位置安装到轴接合毂140上或者联接到轴接合毂140，从而不会干涉外螺纹表面166。在一个实施方式中，轴套142可与轴接合毂140成一体。轴套142包括板形凸缘143，其用作一底座，用于将轴接合毂140座入滑轮部件150的孔154中。

仍然参考图7和9，例如滚柱轴承的轴承158可容纳在滑轮150的孔154中的适当位置处，该位置上定位有位于毂140和滑轮部件150之间的轴承，从而当内离合系统分离时使得滑轮部件150可相对于毂140稳定旋转。如图9所示，轴承158的内圈202可相邻于并联接于轴接合毂140和/或其轴套142。轴承158的外圈204可相邻于并联接于滑轮部件150。在毂140上不具有轴套142的实施方式中，轴承158的内圈202可相邻于并直接联接于毂140而不是轴套142。滚柱轴承的使用可提高组件整体结构的刚度，并通过减少因为离合机构的元件相对彼此的旋转而造成的磨损来延长组件的寿命。

轴承158可如图2所示通过滑轮的凸缘保持在滑轮部件150中。在另一个实施方式中，如图7和9所示，轴承可使用内卡环159和外卡环160保持在滑轮部件150中。内卡环159具有位于环形凹穴206中的卡扣，而该环形凹穴206限定在轴套142或者毂140中。外卡环160具有位于环形凹穴208中的卡扣，而该环形凹穴限定在滑轮部件150中。卡环159，160防止轴承由于振动和/或由闸瓦191与滑轮部件150的接合而形成的内部轴向力而被推到滑轮部件150外。

如图7，9和10所示，滑轮组件16’包括螺母164，该螺母具有在组装好之后与轴接合毂140的外螺纹表面166螺纹地接合的内螺纹表面167。这种结构使得螺母164绕着毂140在第一旋转方向上的相对旋转使得螺母164沿着旋转轴线148在第一线性方向A上轴向地平移，而螺母164在相反方向上的相对旋转使其在相反的线性方向B上轴向平移，如图9所示。螺母164在方向A上的平移最终致使闸瓦191和滑轮部件150之间的摩擦接合增加，反之，螺母164在方向B上的平移致使它们之间的摩擦接合减小，且如果方向B上产生足够的平移，滑轮部件150最终与闸瓦191脱开联接，正如下面详细描述的。

现在参考图11，螺母164具有上部182和下部184。上部182为大体上中空的柱状部件，具有一个或多个从其外表面径向向外突起的突耳186。突耳186具有上端部187和下端部188。上端部187具有大体上平坦的平面上表面212，而下端188大体上向点189斜切。限定了点189的斜面是这样的，即，突耳186可以容纳在并列闸瓦191之间的空间(divot)210中，如图10所示。上部182还包括用作弹簧座的边沿214。边沿214包括弹簧保持结构216，如孔、槽、钩、凹穴、抵接面或类似物，从而保持弹簧的端部。孔在图11中图示为弹簧保持结构216。弹簧保持结构216可以定位为使其位于突耳186的上表面212中或者靠近该上表面212。

如图11所示，从上部182到下部184的过渡可以由螺母内直径上的逐步改变来限定。上部182的内径可以大于下部184的内径，两者之间形成了台阶218。下部184的内径可小于上部182，并包括用作下部184内表面的螺纹表面167。下部184还包括外表面162，其相对于轴接合毂140的旋转轴线148成角度。从外部看，成角度的外表面162使得螺母164具有大体上为截头圆锥形的下部。形成于螺母外表面162和毂140的旋转轴线148之间的锐角可以在5°和45°之间。在另一个实施方式中，外表面162和旋转轴线148之间的角度可以在大约10°到20°之间。优选的角度至少部分地取决于与螺母164外表面接合的材料之间的摩擦系数、螺母的螺纹表面167的螺旋角或螺距角、螺纹的摩擦系数、以及设计所需的接合/脱开扭矩。

图9的组装视图中的螺母164坐落在具有大体上截头圆锥形外表面162的环形轴衬172中，该外表面162邻近环形轴衬172的截头圆锥形内表面230并与之配合。现在参考图12，环形轴衬172具有由多个板224(每个板与相邻的两个板隔开，各板之间限定出狭缝234)而限定出的第一端部220，以及第二端部222，其由从板224径向向外延伸的凸缘236限定，这样凸缘236大体上垂直于旋转轴线148。狭缝234中的一个是从第一端部220延伸到第二端部222且切穿凸缘236的开口228。开口228将使得环形轴衬172在螺母164在A方向上移动时径向向外膨胀，而当螺母164在B方向上移动的时候径向向内收缩。

仍然参考图12，环形轴衬的每一板224包括在与板连接到凸缘236的位置相对的位置切入其顶部边缘的键槽226。键槽226成型并位于每一板224中，从而当螺母164坐落于环形轴衬172中的时候容纳螺母164的突耳186。突耳186和槽口226使得螺母164和环形轴衬172键合在一起，以绕着旋转轴线148旋转。在图12中，键槽226呈现为凹陷于靠近板224的中心的每一板中的槽口。环形轴衬172，特别是板224，可以是玻璃填充的尼龙，并且可以包括凹入其内表面230、可保持润滑脂的多个小窝232。在环形轴衬内部引入润滑脂小窝，减少了轴衬和螺母的磨损，并延长了这些部件的寿命。通过移除图1-6实施方式中所需的制动材料表面中的一个(因此需要较少的制动材料)，环形轴衬172也降低了滑轮组件16’的成本。这个实施方式同时得益于螺母164上的磨损减少，因为螺母164并不包括与其他部件摩擦接合的表面。

每一板224的外表面238是大体上截头圆锥形的，与其内表面230相似。在每一板224的外表面238上，大体上位于键槽226中心的是隔板173。在一个实施方式中，隔板173具有上端部240，其与键槽226的大部分的凹陷部分或者底部齐平，并延伸到位于凸缘236的上表面上的下端部242。下端242形成大体上比上端部240宽的基座，隔板173的左和右侧从基座向上端部240逐渐缩小，并且包括接近基座的大体弓形部分。隔板173如此定位，因此，凸缘236在每一隔板173的下端部242之间延伸，并且两个板224的外表面238的某些部分在其间延伸以形成闸瓦191的架体。

如图7，9和10所示，环形轴衬具有四个板224，以及限定了用于保持闸瓦191的四个独立架体的四个隔板173。虽然示出了四个闸瓦191，但是本发明不限于此。另一个实施方式可具有两个、三个、五个或者六个轴瓦191。环形轴衬172可以修改为具有必要数量的板224和/或隔板173，从而为每一闸瓦191提供足够的架体。当闸瓦191坐落于由放置在滑轮部件150中的环形轴衬172限定的架体内时，闸瓦191位于滑轮部件150的内联接表面155和环形轴衬172之间。如图10所示，隔板173使得闸瓦191的底部分开，且闸瓦191作为整体准确定位，使隔板173在闸瓦191之间、在与螺母164的突耳186与闸瓦191的顶部隔开的地方直接相对的地方向上延伸。

如图7所示，闸瓦191是多个弓形的闸瓦，其绕着环形轴衬172的外周配合地设置。每一闸瓦191包括面对滑轮部件150的内联接表面155的外联接表面192。外联接表面192和内联接表面155之间的配合摩擦接合在滑轮部件150和轴接合毂140之间提供离合作用。如图9所见，每一闸瓦191具有用于与滑轮部件150摩擦接合的外联接表面192，以及与环形轴衬形成的架体配合的内表面194，即，连续隔板173之间的两个相邻板224的外表面的一部分。从纵向截面方向上看的时候，外联接表面192和内表面194相互之间是非平行的。特别地，外联接表面192可大体上平行于轴接合毂140的旋转轴线148，而内表面194可与旋转轴线148大体上形成与由环形轴衬172的外截头圆锥形表面238形成的角度相同的角度。一方面，通过独立地选择第一接合角度来使螺母164的下部184和环形轴衬172与闸瓦内表面194配合，另一方面独立选择外联接表面192和滑轮部件150之间的第二接合角度，联接表面192，194的接合被配置为使得摩擦材料表面区域最大化(因而降低磨损速度)、使得可用夹紧力最大化、使得在过度运转条件下脱开所需的力最小化、并减少导致错位的力。此外，接合表面的接合角度和摩擦性能可以选择而在传动动力过高的情况下建立最大化的持续接合扭矩(或者“脱开扭矩”)，即使是在主要旋转方向上。

在一些实施方式中，各个闸瓦191可以是组合物，且第一联接表面192可由摩擦材料制成或者涂覆该材料。摩擦材料可减少闸瓦的磨损，并为滑轮组件16'提供持久性。同样地，滑轮部件150的内联接表面155可由包括已知制动材料的摩擦材料制成或者涂覆该材料。可接受的材料包括但不限于：非石棉类模制材料，其具有中到高摩擦性、高稳定性以及良好耐磨特性。适于本申请中的至少一种材料包括柔性模制、两辊滚压、无金属的酚粘合摩擦衬片，其包含固化橡胶，以及有机或者无机摩擦改进剂和填充剂。摩擦材料的选择取决于所需的摩擦系数和耐磨特性，这又取决于特定的应用和操作条件。

返回去参考图7，9以及现在的图8，滑轮组件16'也包括通过常规的装置紧固到滑轮组件16'上的盖子168，从而将工作部件保持在滑轮部件150内部的紧凑单元中，并保护它们不受损害和碎屑的影响。特别地，盖子168可紧固到毂140或者输入轴78上，从而随着这些部件旋转。根据一个实施方式，盖子168包括位于其第一端部170的板状的环形环，该环具有从第一端部250下侧延伸的层状管状插塞252。插塞252可包括在内外直径上减小的多个层级253，254，255，最大直径为最接近第一端部的层，即第一层253，最小的直径为离第一端部最远的层，被称为第三层255。各层的直径为可为其他部件提供空间或者与滑轮组件16'的其他部件配合。

盖子168的最大直径层(笫一层253)可与环形密封件169的内表面形成密封件，该环形密封件169可以在盖子168的笫一层253上提供径向夹紧力。环形密封件169大体具有固定配合，其抵住位于滑轮部件150的孔154中的内环形表面157。滑轮部件的孔154包括内环形肩部156，其防止环形密封件169向着滑轮组件16'的其他部件沿轴向向内移动。从图9的横截面上看，肩部156大体上垂直于孔154的内环形表面157。环形密封件169在滑轮部件150内的固定配合致使环形密封件169随着滑轮主体150旋转，并因此相对于盖子168旋转，而盖子又随着毂140和轴78旋转。在一个实施方式中，环形密封件169可以是油封259，与图13中所示的那个相似，其包括位于由弹性材料制成的环261中的环状螺旋弹簧260，该环具有大体U型的横截面。环状螺旋弹簧261提供了径向向内引导的夹紧力，其可以引导油封259的内表面262与盖子168的笫一层253在滑轮组件16'的使用寿命期间持续接合(即便是在弹性材料磨损时)，以保持组装好的密封部件不受污染。

如图9所示，盖子168的板状环形环170可延伸到密封件169之上，从而保护密封件的上表面264不受损害，比如，表面264露出来时不受石头或者会损坏密封件的其他碎屑的侵害。在很多的应用中，滑轮部件150靠近用于冷却发动机系统的散热器的风扇。风扇用于以高速吹起滑轮部件150上的灰尘、污物、石头和其他碎屑。为此目的，保护密封件的表面264对延长滑轮部件16’的寿命起着重要作用。

第二层254可容纳弹簧174，如位于盖子168和螺母164之间的扭簧。弹簧174的笫一端部175与盖子168接合。在一个实施方式中，第一端部175可由盖子168的第二层254的弹簧座256容纳。弹簧174的第二端部176接合螺母164。特别地，其与位于螺母164的一个突耳186中的弹簧保持结构216接合。扭簧174可预加载以偏压螺母164使其在第一方向上绕着与毂140的螺纹连接旋转。可选地，响应于螺母164向着滑轮组件16'的盖端的轴向移动，弹簧可简单加载或者卷起来。

仍然参考图9，扭簧174的使用提高了离合组件的响应能力，并促使螺母164与环形轴衬172接合，甚至是在相对扭矩反转之后。特定地，在过度运转条件下，通过闸瓦191在第二方向上施加于螺母164的扭矩足以克服扭簧174施加的扭转力；因此，使得螺母164在B方向上平移(图9)，这导致环形轴衬172向着毂140径向向内缩回，并且由此使得闸瓦191与滑轮部件150脱开。在此条件下，毂140独立于滑轮部件150而旋转，即，毂与滑轮部件脱离。当相对扭矩反转进程结束时，扭簧174促使螺母164绕着毂140的螺纹166旋转，这在A方向上平移螺母164，从而使环形轴衬172径向向外膨胀，因此闸瓦191再次接合滑轮部件150。一旦接合，滑轮部件150立刻可以驱动毂140和输入轴78。在另一个实施方式中，轴向弹簧(而不是扭簧)可以用于向下偏压螺母164使螺纹毂140与环形轴衬172接合。

在图9的滑轮组件16'驱动输入轴78的第一操作条件下，带30(未示出)在笫一旋转方向上驱动滑轮部件150绕着旋转轴线148旋转。在此条件下，滑轮部件150的内联接表面155和闸瓦191的外联接表面192之间的摩擦接合藉由它们的键连接关系推进闸瓦191和环形轴衬172以及螺母164以在第一旋转方向上旋转。螺母164也被扭簧174推动以在这个第一方向上旋转，这使得闸瓦191与滑轮部件150接合，从而驱动毂140和轴78。螺母164在第一方向上的旋转使得螺母164借由与毂140的螺纹接合而沿着旋转轴线148在箭头A的方向上轴向平移。当螺母164作为闸组件200的一部分在方向A上轴向平移时，螺母164用来使环形轴衬和闸瓦191径向向外膨胀，这样闸瓦191和滑轮部件150之间的接触压力和摩擦力增加了在螺母164和滑轮部件150之间的摩擦连接。

在第二操作条件下，也被称为过度运转条件，当滑轮部件150经历相对的扭矩反转或者突然停机时，输入轴78与滑轮部件150分开，并继续利用动量在第一旋转方向上旋转。在此条件下，滑轮部件150可继续在第一方向上旋转，但其角速度小于其已驱动输入轴78的角速度。滑轮部件150角速度的突然下降对扭矩的相对反转有影响，该扭矩借助先前描述的摩擦接合通过闸组件200从滑轮部件150传递到螺母164上。如果在这个第二操作条件期间由滑轮部件150提供的旋转力(即，施加到螺母164上的扭矩)克服了扭簧174的弹簧力，螺母164将借助其与毂140的螺纹接合而沿使螺母164沿着旋转轴线148在箭头B方向上轴向平移的方向转动。当螺母164在B方向上平移时，闸瓦191和滑轮部件50之间的接触压力和摩擦力将因为环形轴衬172的收缩而降低，且如果螺母平移的够远，环形轴衬172将向内收缩至其非膨胀状态，这将使闸瓦191以及毂140与滑轮部件150分离。一旦分离，毂140和滑轮部件150利用最小的摩擦力相对于彼此旋转，这样滑轮部件150独立于输入轴78旋转。

参考图7，在一个实施方式中，滑轮组件16'可包括防止旋转的安装结构。这是有益的，因为其在螺母164安装期间防止毂140相对于滑轮部件150的旋转。防止旋转的安装结构包括位于孔144内径上的键槽146，以及位于毂140外径上的一个或多个平台145。键槽146能与交流发电机轴的外径上的键79(见图9)接合。这些平台145成型且定位为用于容纳例如扳手或者钳子之类的工具。据此，工具可以抓住平台145以分别因为它们的键合关系而保持毂140和轴78静止，这样螺母164可拧入毂140的外螺纹表面166上。

各种参数可以影响滑轮组件16，16'的操作、响应能力、以及性能，这些参数包括摩擦联接表面相对于旋转轴线的角度、联接表面的摩擦系数、扭簧力、毂和螺母之间的螺纹连接的螺距和数量，以及螺纹连接的摩擦系数。通过大大减小形成于摩擦联接表面和旋转轴线之间的锐角，新设计通过具有非常小的轴向力的主要旋转力而提供很大的夹紧力以及扭矩抵抗力。轴向加载的减少使得毂和螺母之间的螺纹连接更容易解除，且对相对扭矩反转更为敏感。对过度运转情况下0in-1b脱开扭矩的目标的优化可通过选择以上列出的参数的组合来实现。影响特定组合的选择的其他因素包括摩损、主离合、耐久性和成本。

Claims (20)

1.用于汽车配件驱动系统的滑轮组件，该滑轮组件包括：

轴接合毂，包括旋转轴线、外螺纹表面、和用于容纳与其接合的配件输入轴的孔；

滑轮部件，包括容纳轴接合毂的孔，该滑轮部件包括内联接表面和外周带接合表面；

螺母，包括与轴接合毂的外螺纹表面接合的内螺纹表面，螺母具有与内螺纹表面相对的、大体上为截头圆锥形的外表面；

环形轴衬，螺母坐落在其中，以随其一起旋转；以及

一个或多个闸瓦，绕着环形轴衬的外侧定位，该闸瓦具有与滑轮部件的内联接表面摩擦接触的外联接表面；

其中，螺母能够相对于环形轴衬轴向平移，且环形轴衬能够响应于螺母在第一方向上的轴向平移而径向向外膨胀。

2.权利要求1的滑轮组件，其中环形轴衬包括键槽，而螺母包括突耳，其中突耳容纳在键槽中。

3.权利要求1的滑轮组件，其中环形轴衬包括多个板，所述多个板形成大体上为截头圆锥形的环，其中每个板与在其间限定出了狭槽的两个相邻板隔开。

4.权利要求3的滑轮组件，其中板的内表面包括凹入其中的小窝，其能够将润滑脂容纳在其中。

5.权利要求3的滑轮组件，其中板包括玻璃填充的尼龙。

6.权利要求3的滑轮组件，其中环形轴衬包括位于轴衬外表面上的多个隔板，两个连续隔板和其间的板部分形成用来容纳闸瓦的架体。

7.权利要求1的滑轮组件，其中螺母在第一方向上绕着轴接合毂的外螺纹表面的旋转将轴接合毂联接到滑轮部件，使得两者一起旋转，且螺母在与第一方向相反的第二方向上的旋转使得闸瓦的外联接表面与滑轮部件的内联接表面分开，这样螺母和轴接合毂独立于滑轮部件而旋转。

8.权利要求1的滑轮组件，其中螺母的截头圆锥形外表面相对于轴接合毂的旋转轴线具有5到45度之间的锐角。

9.权利要求1的滑轮组件，其中，闸瓦的外联接表面包括制动材料。

10.权利要求1的滑轮组件，进一步包括联接到轴接合毂而与其一起旋转的盖子。

11.权利要求10的滑轮组件，进一步包括位于滑轮部件的孔的内环形表面和一部分盖之间的环形密封件，其中在环形密封件的内表面和所述一部分盖之间形成密封件。

12.权利要求11的滑轮组件，其中盖子包括基本为板形的环形环，其延伸到环形密封件之上，从而使环形密封件受到保护。

13.权利要求10的滑轮组件，进一步包括扭簧，其具有与盖子接合的第一端部，以及与螺母接合的第二端部，该扭簧偏压螺母以在第一方向上绕着轴接合毂的外螺纹表面旋转。

14.权利要求1的滑轮组件，进一步包括轴承组件，其具有联接到轴接合毂的内圈以及联接到滑轮部件的外圈，从而允许轴接合毂相对于滑轮部件旋转。

15.权利要求1的滑轮组件，其中从纵向截面方向上看，每一闸瓦的外联接表面平行于滑轮部件的内联接表面，且不与闸瓦的内表面平行。

16.制造用于汽车配件驱动系统中的滑轮组件的方法，该方法包括以下步骤：

提供轴接合毂，其包括旋转轴线、外螺纹表面、和用于容纳与其接合的配件输入轴的孔；

提供滑轮部件，其包括容纳轴接合毂的孔，该滑轮部件包括内联接表面和外周带接合表面；

提供螺母，其包括与轴接合毂的外螺纹表面接合的内螺纹表面，螺母具有与内螺纹表面相对的、大体上为截头圆锥形的外表面；

提供环形轴衬，螺母坐落在其中，以随其一起旋转；

提供一个或多个闸瓦，其绕着环形轴衬的外侧定位，该闸瓦具有与滑轮部件的内联接表面摩擦接触的外联接表面；以及

选择毂的外螺纹表面的螺距，选择用于闸瓦的外联接表面的摩擦材料，以及选择螺母的截头圆锥形外表面的角度，这样滑轮组件可操作为使得毂与滑轮部件接合或者脱离。

17.权利要求16的方法，进一步包括选择螺距、摩擦材料和角度，从而使毂与滑轮部件脱离以实现相对转动所需的扭矩最小化。

18.权利要求16的方法，进一步包括选择闸瓦的外联接表面和滑轮部件的内联接表面之间的摩擦系数。

19.权利要求16的方法，其中环形轴衬包括多个板，所述多个板形成大体上为截头圆锥形的环，其中每一板与相邻两个板隔开，并在其间形成狭缝。

20.权利要求19的方法，其中板的内表面包括凹入其中的小窝，其能够将润滑脂容纳在其中，且进一步包括将润滑脂施加到板的内表面，从而将润滑脂放置在小窝中。