CN104520601A - 具有平衡力的分离器承载件 - Google Patents

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Abstract

在一个方面，分离器包括输入构件、输出构件以及扭转隔离弹簧、承载件和卷绕弹簧式离合器，所述扭转隔离弹簧、所述承载件和所述卷绕弹簧式离合器构造成以第一模式和第二模式操作，在第一模式下，旋转动力沿着第一旋转方向从输入构件顺次地通过卷绕弹簧式离合器、承载件和隔离弹簧传递至输出构件，在第二模式下，输出构件沿第一旋转方向超越输入构件。承载件具有承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面，该承载件离合器驱动面接收来自卷绕弹簧式离合器的端部的第一力向量，以及该隔离弹簧驱动面接收来自隔离弹簧的端部的第二力向量。该卷绕弹簧式离合器驱动面和隔离弹簧驱动面设置成引导第二力向量基本上在承载件离合器驱动面处与第一力向量相交。

Description

具有平衡力的分离器承载件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年8月7日提交的美国临时申请No.61/680,558、于2013年1月25日提交的美国临时申请No.61/756,896以及于2013年3月8日提交的美国临时申请No.61/775,302的优先权，其全部内容通过参引并入全文。
技术领域
本公开内容涉及分离器，并且更具体地涉及具有定位在承载件上的卷绕弹簧式离合器的分离器。
背景技术
本部分提供了涉及本公开内容的但不一定是现有技术的背景信息。
公知分离器的示例在WIPO公开号WO 2004/070225和WO2005/028899中被描述。虽然这些分离器可以满足其预期的用途，尽管如此，这种分离器仍是容许改进的。
发明内容
本部分提供了本公开内容的总体概述，以及不是其全部范围或其所有特征的全面的公开内容。
在一个方面，本发明涉及一种分离器，该分离器包括输入构件、输出构件、卷绕弹簧式离合器、承载件和扭转隔离弹簧。该承载件具有位于其上的承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面，承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面设置成以选定的方式分别从卷绕弹簧式离合器和隔离弹簧产生力，使得能够抑制承载件上的净力，该净力使承载件与环绕承载件的径向离合器驱动表面接合。在另一个方面，本发明涉及本身具有选定的驱动面布置的承载件。
在另一个方面，本发明涉及一种分离器，该分离器包括输入构件、输出构件以及扭转隔离弹簧、承载件和卷绕弹簧式离合器，所述扭转隔离弹簧、所述承载件和所述卷绕弹簧式离合器构造成以第一模式和第二模式操作，在第一模式下，旋转动力沿着第一旋转方向从输入构件顺次地通过卷绕弹簧式离合器、承载件和隔离弹簧传递至输出构件，在第二模式下，输出构件沿第一旋转方向超越输入构件。承载件具有承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面，该承载件离合器驱动面接收来自位于卷绕弹簧式离合器的螺旋端部处的面的第一力向量，该隔离弹簧驱动面接收来自位于隔离弹簧的螺旋端部处的面的第二力向量。该承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面设置成引导第二力向量基本上在承载件离合器驱动面处与第一力向量相交。
在又一个方面，本发明涉及一种分离器，该分离器包括输入构件、输出构件以及扭转隔离弹簧、承载件和卷绕弹簧式离合器，所述扭转隔离弹簧、所述承载件和所述卷绕弹簧式离合器构造成以第一模式和第二模式操作，在第一模式下，旋转动力沿着第一旋转方向从输入构件顺次地通过卷绕弹簧式离合器、承载件和隔离弹簧传递至输出构件，在第二模式下，输出构件沿第一旋转方向超越输入构件。该输入构件具有径向离合器驱动表面，该径向离合器驱动表面能够与卷绕弹簧式离合器的径向外表面接合，以用于输入构件与卷绕弹簧式离合器之间的扭矩传递。承载件具有承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面，该承载件离合器驱动面接收来自位于卷绕弹簧式离合器的螺旋端部处的面的第一力向量，该隔离弹簧驱动面接收来自位于隔离弹簧的螺旋端部处的面的第二力向量。该承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面设置成在该承载件离合器驱动面与隔离弹簧驱动面之间具有选定的夹角，以便引导第二力向量与第一力向量具有选定的关系，以便控制承载件上的净力，同时基本上消除承载件上的拉伸应力，该净力促使承载件倾向于与径向离合器驱动表面接合。
在又一个方面，本发明涉及一种分离器，该分离器包括输入构件、输出构件以及扭转隔离弹簧、承载件和卷绕弹簧式离合器，所述扭转隔离弹簧、所述承载件和所述卷绕弹簧式离合器构造成以第一模式和第二模式操作，在第一模式下，旋转动力沿着第一旋转方向从输入构件顺次地通过卷绕弹簧式离合器、承载件和隔离弹簧传递至输出构件，在第二模式下，输出构件沿第一旋转方向超越输入构件。该输入构件具有径向离合器驱动表面，该径向离合器驱动表面能够与卷绕弹簧式离合器的径向外表面接合，用于输入构件与卷绕弹簧式离合器之间的扭矩传递。承载件具有承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面，该承载件离合器驱动面接收来自位于卷绕弹簧式离合器的螺旋端部处的面的第一力向量，以及该隔离弹簧驱动面接收来自位于隔离弹簧的螺旋端部处的面的第二力向量。该卷绕弹簧式离合器具有平均卷绕弹簧式离合器直径以及该隔离弹簧具有平均隔离弹簧直径。至少部分地基于平均卷绕弹簧式离合器直径和平均隔离弹簧直径设置承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面，以便控制承载件上的净力，同时基本上消除承载件上的拉伸应力，该净力促使承载件倾向于与径向离合器驱动表面接合。
在一些实施方式中，本发明涉及对承载件离合器驱动面和隔离弹簧驱动面进行设置以控制承载件上的净力。对承载件上的净力进行控制可以控制施加在承载件与环绕承载件的离合器驱动表面之间的力。另外地或替代性地，控制承载件上的净力可以确保承载件上的基本上所有的力为压缩力。
进一步的应用领域将从本文提供的描述中变得明显。在本发明内容中的描述和具体示例仅是为了说明的目的，而不旨在限制本公开内容的范围。
附图说明
本文所描述的附图仅是用于对选定的实施方式而不是所有可能的实施方式的说明的目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。
图1为示意图，其中，根据本公开内容的教示构造的分离器示出为与具有前附件驱动系统的发动机以操作性的方式相关联；
图2为图1中的分离器的纵向截面图；
图3为图1中的分离器的前视分解立体图；
图4为图1中的分离器的后视分解立体图；
图5为图1中的分离器的一部分的立体的局部截面图，更详细地示出了弹簧承载件和离合器弹簧；
图6为在图5中示出的弹簧承载件的立体图；
图7为示出了作用在图5中示出的承载件上的力的图解；
图8为示出在图5中示出的离合器弹簧和承载件的立体图，其中，离合器弹簧联接至弹簧承载件的一部分；
图9为示出在图5中示出的离合器弹簧和承载件的侧视图，其中，离合器弹簧联接至弹簧承载件的一部分；
图10为图1中的分离器的纵向截面图的一部分，示出了接合至分离器的输入构件时的离合器弹簧；
图11为离合器弹簧和交替地构造的弹簧承载件的立体图；
图12为图1中的分离器的一部分的立体图，示出了离合器弹簧；
图13为与图12中的立体图相似、但描绘了现有技术的分离器的立体图；
图14为示出了根据图1中的分离器的输出扭矩变化的离合器弹簧的第一螺旋端部上的接触力的曲线图；
图15为与图14中的曲线相似、但是用于现有技术的分离器的曲线图；
图16为根据本公开内容的另一实施方式的分离器的分解立体图；
图17为在图16中示出的分离器的另一分解立体图；
图18为在图16中示出的分离器的卷绕弹簧式离合器和承载件的分解立体图；
图19为在图16中示出的分离器的卷绕弹簧式离合器和承载件的另一分解立体图；
图20为安装在一起的卷绕弹簧式离合器和承载件的侧视图；
图21为沿着图20中的截面线21-21的截面立体图；
图22为在图18中示出的承载件的分解图；以及
图23为示出了作用在图18中示出的承载件上的力的图解。
相应的附图标记在整个附图中的若干视图中指示相应的部件。
具体实施方式
参考附图中的图1，根据本公开内容的教示构造的分离器总体上由附图标记10来指示。该分离器10示出为与汽车发动机12操作性地关联，该汽车发动机12可以包括具有多个发动机附件16的附件驱动系统14。在提供的特定的示例中，附件驱动系统14联接至发动机12的输出构件18(例如，曲轴)。附件驱动系统14包括环形动力传递元件20，比如皮带、链条或多个齿轮齿，该环形动力传递元件20构造成将来自发动机输出构件18的旋转动力传递至比如滑轮或链轮之类的输入构件，以驱动发动机附件16。该分离器10可以设置在环形动力传递元件20与发动机附件中的一个发动机附件(即，发动机附件16a)之间。应当理解的是，尽管分离器10示出为与前发动机附件驱动件关联，但根据本公开内容的教示构造的分离器可以结合至各种其他装置中，在这些装置中，从动载荷能够偶尔使旋转动力源超速运转。
参考图2和图3，该分离器10可以包括驱动或输入构件30、从动或输出构件32、第一轴承34、第二轴承36、弹簧80(该弹簧80可以被称为卷绕弹簧式离合器80)和承载件82(在一些实施方式中弹簧80和承载件82一起形成离合器弹簧组件38)、扭转柔性构件40(该扭转柔性构件40还可以被称为扭转隔离弹簧或称为隔离弹簧)、止推板42、一对密封件44、前盖组件46和轴承护罩48。
该输入构件30可以包括任何类型的结构，该结构构造成接合环形动力传递元件20(图1)以接收来自环形动力传递元件20的动力，从而使输入构件30围绕分离器10的旋转轴线50旋转。在提供的特定的示例中，输入构件30为环形结构，该环形结构可以限定中央孔52，并且可以具有构造成接合常规的多V型蛇形皮带的多V型部54。
参考图2至图4，输出构件32可以被接纳在输入构件30的中央孔52中，并且可以包括轴连接构件60(该轴连接构件60可以被称为毂部60)、第一扭转弹簧斜面部62以及环形套环64。该毂部60可连接至发动机附件16a的输入轴204。在提供的特定的示例中，该毂部60包括轴对中部66、多个螺纹68以及工具接合部70。该轴对中部66可包括小公差的(即，紧密公差配合的)孔，该小公差的孔可以以线对线配合(或更紧密的)的方式接合至发动机附件16a的输入轴204以确保分离器10的旋转轴线50与输入轴204的旋转轴线对齐。该螺纹68可以被构造成与形成在发动机附件16a的输入轴204上的对应的螺纹以可螺接的方式接合。该工具接合部70常规地构造成接纳工具(未示出)，该工具允许毂部60在将分离器10安装至发动机附件16a期间相对于输入轴204旋转。该第一扭转弹簧斜面部62可以围绕毂部60的圆周设置并且可以包括第一弹簧抵接表面74以及第一弹簧驱动面76，该第一弹簧抵接表面74可以以沿着旋转轴线50延伸的螺旋的方式定形状，该第一弹簧驱动面76可以大致垂直于第一弹簧抵接表面74延伸。该环形套环64可以被联接至第一扭转弹簧斜面部62的径向向外的端部并且可以大致平行于毂部60的一部分延伸。该环形套环64可以构造成在其上接纳第一轴承34，该第一轴承34可以支承环形套环64以用于使环形套环64在中央孔52中相对于输入构件30旋转。该环形套环64还可以构造成在其上接纳密封件44中的第一个密封件使得油脂密封件中的第一个油脂密封件密封地接合输入构件30和输出构件32。
类似地，第二轴承36可以被接纳在毂部60上并且可以被接合至中央孔52的内直径表面以支承输出构件32，从而用于使输出构件32相对于输入构件30旋转。第一轴承34和第二轴承36可以为任何类型的轴承，包括滚动元件轴承、轴颈轴承或衬套。在提供的特定的示例中，第一轴承34为塑料衬套，而第二轴承36为安装在毂部60的外侧直径表面的小公差(即，紧密公差配合的)部分上的密封滚珠轴承。
扭转隔离弹簧40、承载件82和卷绕弹簧式离合器80可以顺次地设置在输入构件30与输出构件32之间的载荷路径中。例如，扭转隔离弹簧40、承载件82和卷绕弹簧式离合器可以构造成以第一模式和第二模式操作，在第一模式下，旋转动力沿着第一旋转方向从输入构件30被传递通过卷绕弹簧式离合器80、进而通过承载件82、进而通过隔离弹簧40并且被传递至输出构件32中，以及在第二模式下，输出构件32沿第一旋转方向超越输入构件30。
该离合器弹簧80(即，卷绕弹簧式离合器80)可以由具有期望的横截面形状比如正方形或矩形的横截面形状的合适的弹簧钢丝形成。该离合器弹簧80可以具有第一螺旋端部86、第二螺旋端部88和在第一螺旋端部86与第二螺旋端部88之间轴向地设置的多个螺旋线圈90。该螺旋线圈90可以被定尺寸成接合形成于输入构件30的内侧直径表面上的离合器驱动表面94。该离合器驱动表面94还可以被称为径向离合器驱动表面94。该第一螺旋端部86可以终止于面96(图5)处，该面96可以形成为大致垂直于形成离合器弹簧80的线材的纵向轴线。
如在图2中示出，卷绕弹簧式离合器80定位在隔离弹簧40的外侧。
参考图5和图6，弹簧承载件82可以包括离合器弹簧斜面部100和第二扭转弹簧斜面部102。该离合器弹簧斜面部100构造成接合离合器弹簧80并且可以包括离合器弹簧抵接表面106和离合器驱动面108(该离合器驱动面108可以被称为承载件离合器驱动面108)。该离合器弹簧抵接表面106可以以螺旋的方式定形状并且构造成与离合器弹簧80的第一轴向端部110抵接。该离合器驱动面108可以大致垂直于离合器弹簧抵接表面106延伸并且可以接合位于离合器弹簧80的第一螺旋端部86处的面96。该第二扭转弹簧斜面部102可以径向地设置在离合器弹簧斜面部100的内部并且可以包括第二弹簧抵接表面116和第二弹簧驱动面118(该第二弹簧驱动面118也可以被称为扭转柔性构件驱动面118或称为隔离弹簧驱动面118)，该第二弹簧抵接表面116可以以沿着旋转轴线50延伸的螺旋的方式定形状，该第二弹簧驱动面118可以大致垂直于第二弹簧抵接表面116延伸。
参考图2、图5和图6，弹簧承载件82可以根据需要形成为两件(或更多件)。在提供的特定的示例中，弹簧承载件82包括承载件构件120和止推构件122。该承载件构件120可以由坚固的、并且适于通过冲压形成承载件构件120的合适的钢材料形成，比如高强度低合金钢。该承载件构件120可以构造成将力从离合器弹簧80的第一螺旋端部86传递至扭转柔性构件40，并且因此，可以理解的是，承载件构件120限定或形成了第二扭转弹簧斜面部102和离合器弹簧斜面部100的包括离合器驱动面108的一部分。该止推构件122由合适的塑料比如形成，并且可以构造成有助于将弹簧承载件82相对于旋转轴线50对中，并且构造成与形成承载件构件120的材料的摩擦系数相比，以相对较低的摩擦系数与离合器驱动表面94接触。止推构件122可以限定离合器弹簧斜面部100的不是由承载件构件120形成的其余部分。该止推构件可以围绕承载件构件120的一部分的外部径向边缘128(例如，承载件构件120的大部分的外部径向边缘128)卷绕以防止或基本上限制承载件构件120的该部分与离合器驱动表面94之间的接触。
参考图2至图4，扭转柔性构件40可以为可以在弹簧承载件82与输出构件32之间提供扭转柔度的任何类型的装置，比如一个或更多个机械弹簧或弹性弹簧状构件。在提供的特定的示例中，该扭转柔性构件40包括螺旋扭转弹簧130，该螺旋扭转弹簧130由弹簧钢丝形成并且沿着与离合器弹簧80卷绕的方向相反的方向卷绕。该扭转弹簧130具有第一螺旋端部131和第二螺旋端部132，该第一螺旋端部131和第二螺旋端部132分别大致垂直于形成扭转弹簧130的线材的纵向轴线设置。该第一螺旋端部131抵靠输出构件32上的第一弹簧驱动表面76，而第二螺旋端部132抵靠承载件构件120上的第二弹簧驱动面118(图6)。
参考图2、图5和图6，螺旋线圈90在分离器10(借助螺旋线圈90和离合器驱动表面94之间的接触)的操作期间将来自输入构件30的旋转动力收集，该旋转动力沿着形成离合器弹簧80的线材轴向地传递，使得旋转动力的至少一部分通过第一螺旋端部86的面96被传递至承载件构件120上的离合器驱动面108。输入至承载件构件120的旋转动力经由第二弹簧驱动面118输出至扭转弹簧130，该扭转弹簧130将旋转动力传递至输出构件32(经由第一弹簧驱动面76)。
参考图2、图6和图7，可以期望的是在一些情况下控制第二弹簧驱动面118相对于离合器驱动面108的取向或位置。如在图7中示出，卷绕弹簧式离合器驱动面108从离合器弹簧80的一个端部(即，在第一螺旋端部86处的面96)接收以V1示出的第一力向量。该第一力向量V1有效地作用在平均离合器直径(即，离合器弹簧80的平均直径，在图7中以107示出)处。该力向量V1从卷绕弹簧式离合器80被传递通过承载件120，并且在第二弹簧驱动面118处被传递至扭转弹簧130中。因此，由扭转弹簧130的第二螺旋端部132在承载件构件120上产生反作用力，并且该反作用力示出为第二力向量V2，该第二力向量V2有效地作用在以117示出的平均扭转弹簧直径处。因此，隔离弹簧驱动面118接收来自隔离弹簧40的第二力向量V2。该力V2在以下意义上与力V1相关：该力V2为当力V1通过卷绕弹簧式离合器80施加至承载件82上时所产生的承载件82上的反作用力。在离合器驱动面108与第二弹簧驱动面118之间的夹角以A示出。
通过选择离合器驱动面108和第二弹簧驱动面118的相对位置(例如，这可以通过选择夹角A来完成)，该卷绕弹簧式离合器驱动面108和隔离弹簧驱动面118可以被设置成使得能够如图7中示出地引导第二力向量V2基本上在卷绕弹簧式离合器驱动面108处与第一力向量V1相交。这控制了承载件82上的净力，而承载件82上的净力促使承载件82倾向于与离合器驱动表面94接合，否则，如果力向量V1和力向量V2基本上在离合器驱动面108处没有相交，则可能会导致促使承载件82与离合器驱动表面94接合。此外，这可以基本上消除承载件82上的拉伸应力。相反，对于力V1和力V2没有相交或没有在离合器驱动面处相交的分离器而言，由力V1和力V2所产生的净力可以迫压承载件足够偏心地坐置以与输入构件的离合器驱动表面接触。在一些分离器中，承载件由磨料材料比如玻璃填充塑料制成。因此，离合器驱动表面可能出现由承载件引起的过早磨损和/或凹槽，这可能在分离器的其他部件上产生过早磨损并导致分离器的最终失效。此外，在卷绕弹簧式离合器被焊接或以其他方式结合(bond)至承载件的分离器中，如果驱动面108和驱动面118没有如本文所描述的有利地设置，那么所得到的净力可以足够高以在卷绕弹簧式离合器与承载件之间的接头上产生应力，该应力在重复出现之后可以在接头处导致疲劳失效。
此外，已经发现由承载件所引起的拉伸应力会导致承载件的操作寿命缩短。换句话说，已经发现，如果力V1和力V2基本上完全导致在载体82上的压缩载荷和应力，对承载件的操作寿命而言，这是有利的。已经发现，当力V2在驱动面108处与力V1相交时也是同样有利的。
在一种实施方式中，根据平均扭转弹簧直径117和平均离合器弹簧直径107，角度A可以约为43度。在其它实施方式中，角度A可以为一些其他角度，以及例如可以比43度更大。将注意的是，可以至少部分地基于平均卷绕弹簧式离合器直径和平均隔离弹簧直径来选择角度A(或，换句话说，来选择隔离弹簧驱动面和卷绕弹簧式离合器驱动面的布置)。还将注意的是，平均隔离弹簧直径部分地取决于在给定的时刻被传递通过隔离弹簧40的扭矩。随着被传递通过隔离弹簧40的扭矩增加，隔离弹簧40的平均直径增加。可以进行实验以确定在分离器10的操作期间最可能被传递的扭矩以便能够确定隔离弹簧40的平均直径。替代性地，为了简单起见，隔离弹簧40的直径可以认为是其静止时的直径。
参考图8，离合器弹簧80的第一螺旋端部86可以以任何期望的方式紧固地联接至弹簧承载件82。在提供的特定的示例中，第一螺旋端部86结合至承载件构件120。离合器弹簧80的第一螺旋端部86可以被紧固地联接至承载件构件120，其中，离合器驱动面108与第一螺旋端部86处的面96彼此抵接和/或沿着形成离合器弹簧80的第一螺旋端部86的线材的一侧144的一部分(即，离合器弹簧80的轴向端部的一部分)抵接，在该部分处，离合器弹簧80的轴向端部与离合器弹簧抵接表面106抵接。例如，承载件构件120可以包括抵接凸部140，该抵接凸部140可以形成离合器弹簧抵接表面106的一部分，并且线材的形成离合器弹簧80的第一螺旋端部86的侧部144可以在抵接凸部140的宽度的期望部分上结合至抵接凸部140，比如在接近抵接凸部140的宽度的一半上结合至抵接凸部140。如果需要，抵接凸部140可以被定尺寸成沿周向方向(在分离器10的期望载荷下)朝向离合器弹簧抵接表面106弯曲和/或远离离合器弹簧抵接表面106弯曲，以减少在第一螺旋端部86与抵接凸部140之间的结合部(bond)150上的应力。如果需要，可以在承载件构件120中形成凹槽或凹口152以给抵接凸部140提供由于下述加载而所需的周向方向上的柔度：抵接凸部140受到通过第一螺旋端部86传递的力的加载。
参考图9和图10，离合器弹簧80可以定尺寸成以过盈配合或压配合的方式接触离合器驱动表面94。例如，离合器弹簧80可以以大致圆筒形的方式被定尺寸和定形状成使得离合器弹簧80的外径大于离合器驱动表面94的直径。替代性地，离合器弹簧80可以定尺寸和定形状成在离合器弹簧80插入输入构件30中时减少或消除第一螺旋端部86与承载件构件120之间的结合部上的应力。例如，离合器弹簧80可以具有阶梯型直径，其中，离合器弹簧80的第一部分(即，包括第一螺旋端部86的部分)以与离合器驱动表面94相间的方式定尺寸，并且离合器弹簧80的一个或更多个其它部分被定尺寸成直径更大，使得离合器弹簧80的至少一部分具有大于离合器驱动表面94的直径的外径。作为另一示例，离合器弹簧80可以如图9和图10示出的方式渐缩，使得至少第一螺旋端部86以与离合器驱动表面94相间的方式定尺寸，并且离合器弹簧80的剩余部分的至少一部分被定尺寸成直径逐渐变大使得螺旋线圈90的一部分在直径方面定尺寸成大于离合器驱动表面94。这种方式的结构以自激励的方式构造离合器弹簧80，其中，离合器弹簧80的线圈98趋向于径向向外地扩张从而当载荷被传递通过离合器弹簧80时更牢固地接合离合器驱动表面94。
止推板42可以紧固地联接至毂部60并且可以与弹簧承载件82的后轴向侧部抵接。该止推板42可以沿着毂部60轴向地定位以便使扭转柔性构件40压缩至期望的程度。
密封件44可以用来密封腔室，该腔室在毂部60与输入构件30之间径向地延伸、并且在止推板42与环形套环64之间轴向地延伸。在提供的特定的示例中，密封件44中的第一个密封件安装至环形套环64并且密封地接合环形套环64和离合器驱动表面94这两者，同时密封件44中的第二个密封件安装至止推板42并且密封地接合止推板42和离合器驱动表面94。此种方式的结构可以是有利的，例如当离合器弹簧80与离合器驱动表面94之间的交界面通过与用来润滑第二轴承36的润滑剂不相容的物质(例如，油、油脂、干膜润滑剂、牵引流体)来润滑时。密封件44可以为任何类型的密封件，比如唇形密封件。
前盖组件46可以分别包括第一盖部构件160和第二盖部构件162。该第一盖部构件160可以由合适的金属(例如，刚冲压件)或塑料形成，并且可以被压配合至输入构件30中的中央孔52。在提供的示例中，第一盖部构件160包括径向延伸部170，该径向延伸部170终止于周向延伸轮缘构件172，该周向延伸轮缘构件172以压配合的方式接合中央孔52的内表面。该径向延伸部170可以限定盖孔176，该盖孔176定尺寸成允许穿过盖孔176接纳的工具(未示出)与输出构件32的工具接合部70接合。该第二盖部构件162可以构造成以卡口配合的方式接合第一盖部构件160以关闭盖孔176。在提供的示例中，第二盖部构件162包括板部180和从板部180轴向向后延伸的多个有倒钩的指状部182。有倒钩的指状部182中的每一个有倒钩的指状部182构造有斜坡表面186和抵接表面188。该斜坡表面186构造成响应于与盖孔176的边缘的接触而使有倒钩的指状部182径向向内地偏移。该抵接表面188构造成当斜坡表面186完全被推动通过盖孔176、并且与盖孔176的边缘脱离接合时与第一盖部构件160的后表面190抵接。
参考图2至图4，轴承护罩48可以在第二轴承36的后方被接纳在毂部60上，并且可以被构造成遮蔽发动机附件16a的外壳202中的轴承200，该轴承200对发动机附件16a的输入轴204进行支承。该轴承护罩48可以由合适的塑料比如高温聚苯硫醚(PPS)形成，以及轴承护罩48可以包括安装部210和多个安装肋214，该安装部210可以限定毂部孔212，多个安装肋214可以围绕毂部孔212的圆周设置。该毂部孔212可以定尺寸成直径大于毂部60的外径，而安装肋214可以定尺寸成当其以压配合的方式接合毂部60的外径表面时挤压或永久地变形。该安装肋214在宽度方面可以相对窄以限制轴承护罩48与毂部60接触的表面区域，以使得能够相对于现有技术的轴承护罩(未示出)减小毂部60(即，特别是轴对中部66)的变形，该现有技术的轴承护罩由钢材形成、并且将在其整个圆周上接触毂部60。多个环形袋状部或通道220可以形成在轴承护罩48中并且可以用来减少轴承护罩48中的材料，和/或由于环形通道220允许轴承护罩48弯曲而减少与热膨胀相关的应力。
在图11中示出了替代性地构造的承载件构件120’。该承载件构件120’包括构造成形成离合器驱动面108’的轴向凹进部300。此外，结合部150可以通过轴向凹进部300形成以将离合器弹簧80的面96紧固地联接至离合器驱动面108’。
我们已经发现，相对于现有技术的分离器，离合器弹簧80的整个第一螺旋端部86的螺旋构型使在第一螺旋端部86与离合器驱动表面94之间传递的载荷(即，接触力)以更加均匀的方式分布并且降低了这些载荷。在图12中，在离合器弹簧80的第一螺旋端部86上的点A、点B和点C处的接触力根据分离器10(图2)输出的扭矩通过有限元分析来计算，并且结果在图14的图形中示出。为了比较的目的并且参考图13，在现有技术的分离器中的离合器弹簧上的点D、点E和点F处的接触力以相似的方式来计算，并且结果在图15的图形中示出。本领域的技术人员将会理解，对于这两个示例，存在靠近三个点的离合器弹簧未被加载的区域(即，那些点处的接触力为零(0)N)。显然，作用在离合器弹簧80的第一螺旋端部86上的最大接触力显著地小于现有技术的分离器的离合器弹簧的第一螺旋端部上的最大接触力。例如，当由分离器10(图2)输出20Nm、30Nm或40Nm的载荷时，作用在离合器弹簧80的第一螺旋端部86上的接触力小于或者等于10N。作为另一示例，作用在离合器弹簧80的第一螺旋端部86上的任何两点处的接触力的量值不同，该量值小于或者等于10N。
现参照图16至图23，图16至图23示出了根据本发明的另一种实施方式的分离器400。参考图16和图17，分离器400可以与分离器10相似，分离器400包括输入构件402、输出构件404、卷绕弹簧式离合器406、承载件408和隔离弹簧410(例如，螺旋扭转弹簧)、第一轴承412(其可以为衬套)以及用于将输入构件402可旋转地支承在输出构件404上的第二轴承414(其可以为滚珠轴承)。套筒416设置在隔离弹簧410与卷绕弹簧式离合器406之间，并且通过限制可用于弹簧410的径向膨胀的量来对可以通过隔离弹簧410传递的扭矩的量进行限制。在轴承414与承载件408之间设置有止推板418。设置有与轴承护罩48类似的轴承护罩420。
扭矩从输入构件402可选地以如下次序顺序地通过卷绕弹簧式离合器406、承载件408和隔离弹簧410被传送至输出构件404。通过输入构件402驱动卷绕弹簧式离合器406可以通过使输入构件402上的离合器驱动表面411与卷绕弹簧式离合器406的径向外表面421接合来实现。离合器驱动表面411也可以称为径向离合器驱动表面411。参考图18和图21，卷绕弹簧式离合器406的第一螺旋端部432具有与承载件408上的承载件离合器驱动面436接合的面434。卷绕弹簧式离合器406的第二螺旋端部以441示出。参考图17和图19，承载件408还包括与隔离弹簧410的螺旋端部处的面440(图17)接合的隔离弹簧驱动面438。位于隔离弹簧410的另一螺旋端部处的面442与输出构件402上的另一隔离弹簧驱动面444接合。隔离弹簧上的面442也可以称作位于隔离弹簧410的第一螺旋端部处的面442。隔离弹簧410上的面440可以称作位于隔离弹簧410的第二螺旋端部处的面440。该驱动面444可以称作第一隔离弹簧驱动面，并且该驱动面438可以称作第二隔离弹簧驱动面。
代替具有结合或焊接或以其他方式紧固地接合至承载件的卷绕弹簧式离合器，分离器400具有以不同的方式旋转地紧固至承载件408的卷绕弹簧式离合器406。参考图19，卷绕弹簧式离合器406的朝向第一螺旋端部432的第一部分422构造成具有在静止时小于承载件408上的离合器夹持表面424的外径的内径。在一种实施方式中，第一部分422包括卷绕弹簧式离合器406的大约一个线圈425。第二部分426具有比第一部分422的内径更大的内径。结果是，当卷绕弹簧式离合器406安装至承载件408时存在过盈配合，该过盈配合使得即使在第二部分426膨胀并夹持离合器驱动表面411时，卷绕弹簧式离合器406仍保持夹持在承载件408上。组成第二部分426的线圈与离合器夹持表面424之间没有过盈配合，并且可以具有比输入构件402(图16)上的离合器驱动表面411的内径更大的外径以便与离合器驱动表面411过盈配合。
将卷绕弹簧式离合器406旋转地紧固至承载件408的另一特征件为在图19中示出的超越锁定构件428，该超越锁定构件428被接纳在承载件408中的超越锁定孔430(在图18中示出)中。当超越锁定构件428被接纳在孔430中时，卷绕弹簧式离合器超越驱动面460与承载件超越驱动面462接合。该超越锁定特征件428可以为与制成卷绕弹簧式离合器406的同一线材的小弧形部段，该小弧形部段被焊接至卷绕弹簧式离合器406的第一线圈422的径向内表面。当分离器400在第二模式下操作时，在第二模式中，输出构件404超越输入构件402，输出构件404相对于输入构件402沿着第一旋转方向旋转。例如，该第二模式可以通过输入构件402相对于输出构件404的减速(例如，由于扭转振动产生的瞬时减速)而发生。
已经发现的是，在分离器10的旋转速度足够高的情况下，当从第一模式过渡到第二模式时，存在一个时刻，在此期间，卷绕弹簧式离合器406的第一部分可以不在承载件408上施加束紧力。在这样的时刻期间，如果不存在使卷绕弹簧式离合器406保持与承载件408旋转地紧固的其它结构，那么承载件408将会相对于卷绕弹簧式离合器406旋转，这导致了驱动面436与位于第一螺旋端部432处的面434的分离。当分离器400将返回第一模式时，卷绕弹簧式离合器406接着将会被输入构件402驱动，直到面434冲击至驱动面436，这可以导致应力和导致卷绕弹簧式离合器406或承载件408的最终失效。
参考图21，由于卷绕弹簧式离合器超越驱动面460与承载件超越驱动面462之间的接合，位于第一螺旋端部432处的面434基本上保持与承载件408上的驱动面436接合。将会注意的是，在超越锁定构件428与超越锁定孔430之间可以存在少量的间隙，允许承载件408与卷绕弹簧式离合器406的小量的相对运动，然而，即使具有这样的间隙，位于卷绕弹簧式离合器406的第一螺旋端部432处的面434仍然可被认为与承载件408上的驱动面436基本上接合，即使在它们之间存在非常小的间隔也是如此。可以使用常规实验来确定合适的间隔，该合适的间隔可以仍然被认为在位于第一螺旋端部432处的面434与驱动面436之间存在基本接合。在至少一些实施方式中，间隙量可以为小于大约一毫米。
参考图18，为了促进卷绕弹簧式离合器406与承载件408的组件的接合，承载件408可以包括引入部段469，该引入部段469相对于夹持表面424渐缩。另外，该引入部段用于提供关于在当将卷绕弹簧式离合器406与承载件408组装在一起时如何使其旋转地对准的指示。
参考图22，承载件408可以由两个构件形成，即芯构件470和盖构件472，该芯构件470可以由相对坚固和硬的第一材料制成，比如合适的金属，诸如合适的钢；该盖构件472由相对较软的第二材料制成，比如合适的聚合物材料，诸如合适的尼龙。该芯构件470限定了驱动面436、驱动面438和驱动面462中的至少一部分。该盖构件472设置成在卷绕弹簧式离合器406与承载件408接合期间以及在隔离弹簧410与承载件408接合期间减小噪音。与隔离弹簧410的一个轴向端部接合的螺旋斜面部456和与卷绕弹簧式离合器406的第一轴向端部接合的螺旋斜面部458设置在盖构件472上。该盖构件472可以通过包覆模制工艺形成在芯构件470上。锁定孔474和锁定凸台476可以分别设置在芯构件470和盖构件472上以辅助将盖构件472固定至芯构件470。
参考图23，位于卷绕弹簧式离合器406的第一螺旋端部432处的面434在承载件408的驱动面436上的平均卷绕弹簧式离合器直径480处施加力向量V1，并且隔离弹簧410的螺旋端部440在承载件408的驱动面438上的平均隔离弹簧直径482处施加力向量v2(反作用力)。力向量V2可以基本上在驱动面436处与力向量V1相交以获得如以上关于图7描述的相似的优点。然而，一个区别为，因为卷绕弹簧式离合器406没有接合(例如，焊接或结合)至承载件408，由于不存在如在图7描述的实施方式中的固定的接合，因此将不会存在可通过驱动面436和驱动面438的布置而减小的接合应力。由于驱动面436和驱动面438的布置(该布置可以基于平均直径480和482，并且该布置可以在驱动面436与驱动面438之间产生比如大约43度的选定的夹角A)，存在作用在承载件408上的净力减少的可能性，而作用在承载件408上的净力将会导致承载件408与离合器驱动表面411接触并且由此导致承载件408与离合器驱动表面411的磨损。
为了更高的确定性，虽然输入构件30、402已被示出为带驱动轮，并且输出构件32、404已被示出为与附件的轴连接的轴连接构件，但是应理解的是，分离器可以被构造成使得输入构件可以为用于连接至轴(例如，发动机上的曲轴)的轴连接构件，并且输出构件可以为驱动皮带等的带轮。
虽然卷绕弹簧式离合器80、406被描述为具有对承载件82、408施加束紧力的第一部分和与离合器驱动表面94、411过盈配合的第二部分，但是应理解的是，卷绕弹簧式离合器80、406的第二部分可以具有比第一部分更大的直径，但是可以不具有足够大至提供与离合器驱动表面过盈配合的直径。
出于说明和描述的目的，提供了实施方式的上述描述。它不旨在是详尽的或限制本公开内容。特定的实施方式中的各种元件或特征件通常不限于该特定实施方式，但是在适用时，即使没有具体示出或描述，这些元件或特征件仍是可互换的，并且可以被用于选择的实施方式中。各种元件或特征件也可以以许多方式变化。这样的变化不应被认为背离本公开内容，并且所有这些修改都旨在被包括在本公开内容的范围内。

Claims (15)

1.一种分离器，包括：
输入构件(30，402)；
输出构件(32，404)；以及
扭转隔离弹簧(40，410)、承载件(82，408)和卷绕弹簧式离合器(80，406)，所述扭转隔离弹簧(40，410)、所述承载件(82，408)和所述卷绕弹簧式离合器(80，406)构造成以第一模式和第二模式操作，在所述第一模式下，旋转动力沿着第一旋转方向从所述输入构件顺次地通过所述卷绕弹簧式离合器、所述承载件和所述隔离弹簧传递至所述输出构件；在所述第二模式下，所述输出构件沿所述第一旋转方向超越所述输入构件，
其中，所述承载件具有承载件离合器驱动面(108，436)和隔离弹簧驱动面(118，438)，所述承载件离合器驱动面(108，436)接收来自位于所述卷绕弹簧式离合器的螺旋端部(86，432)处的面(96，434)的第一力向量(V1)，所述隔离弹簧驱动面(118，438)接收来自位于所述隔离弹簧的螺旋端部处的面(132，440)的第二力向量(V2)，其中，所述承载件离合器驱动面和所述隔离弹簧驱动面设置成引导所述第二力向量基本上在所述承载件离合器驱动面处与所述第一力向量相交。
2.根据权利要求1所述的分离器，其中，所述承载件离合器驱动面和所述隔离弹簧驱动面在所述承载件离合器驱动面与所述隔离弹簧驱动面之间具有选定的夹角(A)。
3.根据权利要求1所述的分离器，其中，所述卷绕弹簧式离合器具有平均卷绕弹簧式离合器直径，以及所述隔离弹簧具有平均隔离弹簧直径，并且其中，至少部分地基于所述平均卷绕弹簧式离合器直径和所述平均隔离弹簧直径设置所述承载件离合器驱动面和所述隔离弹簧驱动面。
4.根据权利要求1所述的分离器，其中，所述卷绕弹簧式离合器定位在所述隔离弹簧的外部。
5.根据权利要求1所述的分离器，其中，所述承载件包括由金属制成的芯构件以及由聚合物材料制成的盖构件，所述盖构件至少部分地覆盖所述芯构件。
6.根据权利要求5所述的分离器，其中，所述芯构件限定了所述承载件离合器驱动面的至少一部分和所述隔离弹簧驱动面的至少一部分。
7.根据权利要求1所述的分离器，其中，所述卷绕弹簧式离合器的第一部分(422)定尺寸成在直径方面小于所述卷绕弹簧式离合器的第二部分(426)，其中，所述卷绕弹簧式离合器的所述第一部分包括所述螺旋端部，并且与所述承载件以过盈配合的方式接合。
8.根据权利要求7所述的分离器，其中，所述卷绕弹簧式离合器的所述第二部分与所述输入构件以过盈配合的方式接合。
9.根据权利要求1所述的分离器，其中，所述隔离弹簧为螺旋扭转弹簧。
10.根据权利要求1所述的分离器，其中，所述卷绕弹簧式离合器的所述螺旋端部与所述承载件旋转地紧固。
11.根据权利要求10所述的分离器，其中，所述卷绕弹簧式离合器包括卷绕弹簧式离合器超越驱动表面(460)，当所述输出构件超越所述输入构件时，所述卷绕弹簧式离合器超越驱动表面能够与所述承载件上的承载件超越驱动表面(462)接合以保持所述卷绕弹簧式离合器的所述螺旋端部与所述承载件旋转地紧固。
12.根据权利要求10所述的分离器，其中，所述卷绕弹簧式离合器的所述螺旋端部通过焊接或结合而接合至所述承载件。
13.一种分离器，包括：
输入构件(30，402)；
输出构件(32，404)；以及
扭转隔离弹簧(40，410)、承载件(82，408)和卷绕弹簧式离合器(80，406)，所述扭转隔离弹簧(40，410)、所述承载件(82，408)和所述卷绕弹簧式离合器(80，406)构造成以第一模式和第二模式操作，在所述第一模式下，旋转动力沿着第一旋转方向从所述输入构件顺次地通过所述卷绕弹簧式离合器、所述承载件和所述隔离弹簧传递至所述输出构件，在所述第二模式下，所述输出构件沿所述第一旋转方向超越所述输入构件，其中，所述输入构件具有径向离合器驱动表面(94，411)，所述径向离合器驱动表面(94，411)能够与所述卷绕弹簧式离合器的径向外表面(421)接合，以用于所述输入构件与所述卷绕弹簧式离合器之间的扭矩传递，
其中，所述承载件具有承载件离合器驱动面(108，436)和隔离弹簧驱动面(118，438)，所述承载件离合器驱动面(108，436)接收来自位于所述卷绕弹簧式离合器的螺旋端部(86，432)处的面(96，434)的第一力向量(V1)，所述隔离弹簧驱动面(118，438)接收来自位于所述隔离弹簧的螺旋端部处的面(132，440)的第二力向量(V2)，其中，所述承载件离合器驱动面(108，436)和所述隔离弹簧驱动面(118，438)设置成在所述承载件离合器驱动面(108，436)与所述隔离弹簧驱动面(118，438)之间具有选定的夹角(A)，以便引导所述第二力向量与所述第一力向量具有选定的关系，以便控制所述承载件上的净力，同时基本上消除所述承载件上的拉伸应力，所述净力促使所述承载件倾向于与所述径向离合器驱动表面接合。
14.根据权利要2或13中的任一项所述的分离器，其中，所述夹角为大约43度。
15.一种分离器，包括：
输入构件(30，402)；
输出构件(32，404)；以及
扭转隔离弹簧(40，410)、承载件(82，408)和卷绕弹簧式离合器(80，406)，所述扭转隔离弹簧(40，410)、所述承载件(82，408)和所述卷绕弹簧式离合器(80，406)构造成以第一模式和第二模式操作，在所述第一模式下，旋转动力沿着第一旋转方向从所述输入构件顺次地通过所述卷绕弹簧式离合器、所述承载件和所述隔离弹簧传递至所述输出构件；在所述第二模式下，所述输出构件沿所述第一旋转方向超越所述输入构件，其中，所述输入构件具有径向离合器驱动表面(94，411)，所述径向离合器驱动表面(94，411)能够与所述卷绕弹簧式离合器的径向外表面(421)接合，用于所述输入构件与所述卷绕弹簧式离合器之间的扭矩传递，
其中，所述承载件具有承载件离合器驱动面(108，436)和隔离弹簧驱动面(118，438)，所述承载件离合器驱动面(108，436)接收来自位于所述卷绕弹簧式离合器的螺旋端部(86，432)处的面(96，434)的第一力向量(V1)，所述隔离弹簧驱动面(118，438)接收来自位于所述隔离弹簧的螺旋端部处的面(132，440)的第二力向量(V2)，其中，所述卷绕弹簧式离合器具有平均卷绕弹簧式离合器直径(107，408)以及所述隔离弹簧具有平均隔离弹簧直径(117，482)，并且其中，至少部分地基于所述平均卷绕弹簧式离合器直径和所述平均隔离弹簧直径设置所述承载件离合器驱动面和所述隔离弹簧驱动面，以便控制所述承载件上的净力，同时基本上消除所述承载件上的拉伸应力，所述净力促使所述承载件倾向于与所述径向离合器驱动表面接合。
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