CN104704254A - 隔离分离器 - Google Patents

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Abstract

一种隔离分离器，其包括：带轮；轴；所述带轮在低摩擦衬套上轴颈安装至所述轴；设置于所述带轮内的弹簧支架；联接于所述带轮和弹簧支架之间的扭力弹簧；围绕所述轴缠绕并与所述轴具有摩擦接合的缠绕式弹簧单向离合器，所述缠绕式弹簧单向离合器联接至所述弹簧支架；所述缠绕式弹簧单向离合器设置于所述扭力弹簧的径向内部；以及所述带轮能沿退绕方向与所述缠绕式弹簧单向离合器的一末端暂时地接合，由此所述缠绕式弹簧单向离合器的末端和带轮之间的暂时的接触将暂时地减小缠绕式弹簧单向离合器与轴的摩擦接合。

Description

隔离分离器
技术领域
本发明涉及一种隔离分离器，其具有带轮，所述带轮能沿退绕方向与缠绕式弹簧单向离合器的一末端暂时地接合，由此所述缠绕式弹簧单向离合器的末端和带轮之间的暂时的接触将暂时地减小缠绕式弹簧单向离合器与轴的摩擦接合。
背景技术
本发明涉及交流发电机回转装置，特别地，涉及具有用于隔离的扭力弹簧的交流发电机隔离分离器(AID)带轮。交流发电机回转装置的功能和效用通常是已知的。当今市场上可买到的AID装置具有隔离弹簧、单向离合器、一个或多个轴承、带轮以及其它某些构件。对该些构件中的每一个的需求通常需要所述装置的总尺寸直径超过行业所期望的。随着当今不断缩小的汽车发动机尺寸以及不断增加的燃料效率要求，需要具有减小的带轮直径同时满足所需的功能性的AID装置。
现有技术的代表是美国专利第7,153,227号，其公开了一种用于蛇形驱动系统中的交流发电机带轮的分离器，所述分离器具有弹性、螺旋形弹簧构件，所述弹簧构件通过弹簧保持构件将交流发电机带轮与轮毂结构联接。衬套设置于所述弹簧保持构件和轮毂结构之间，以促进其间的滑动接合。环形套筒构件设置于所述弹簧构件和交流发电机带轮之间以促进其间的滑动接合。弹簧构件在其一个末端处连接至轮毂结构并且在其相对的末端处连接至弹簧保持构件。弹性弹簧构件将交流发电机带轮的、通过蛇形带所实现的从动旋转运动传递至轮毂结构，以使得交流发电机轴沿与交流发电机带轮相同的方向旋转同时能够在从动旋转运动期间相对于交流发电机带轮沿相反方向进行瞬时的相对的弹性运动。
需要一种隔离分离器，其具有带轮，所述带轮能沿退绕方向与缠绕式弹簧单向离合器的一末端暂时地接合，由此所述缠绕式弹簧单向离合器的末端和带轮之间的暂时的接触将暂时地减小缠绕式弹簧单向离合器与轴的摩擦接合。本发明满足了该需要。
发明内容
本发明的主要方面为一种隔离分离器，具有带轮，所述带轮能沿退绕方向与缠绕式弹簧单向离合器的一末端暂时地接合，由此所述缠绕式弹簧单向离合器的末端和带轮之间的暂时的接触将暂时地减小缠绕式弹簧单向离合器与轴的摩擦接合。
将通过本发明的以下描述和附图指出本发明的其它方面或者使本发明的其它方面变得显而易见。
本发明包括一种隔离分离器，其包括：带轮；轴；所述带轮在低摩擦衬套上轴颈安装至所述轴；设置于所述带轮内的弹簧支架；联接于所述带轮和弹簧支架之间的扭力弹簧；围绕所述轴缠绕并与所述轴具有摩擦接合的缠绕式弹簧单向离合器，所述缠绕式弹簧单向离合器联接至所述弹簧支架；所述缠绕式弹簧单向离合器设置于所述扭力弹簧的径向内部；以及所述带轮能沿退绕方向与所述缠绕式弹簧单向离合器的一末端暂时地接合，由此所述缠绕式弹簧单向离合器的末端和带轮之间的暂时的接触将暂时地减小缠绕式弹簧单向离合器与轴的摩擦接合。
附图说明
被并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示例说明了本发明的优选实施例，并且，连同具体实施方式共同用来解释说明本发明的原理。
图1为装置的分解图。
图2为所述装置的剖视图。
图3为所述装置的切开立体图。
图4为一个替代实施例的剖视图。
图5为所述替代实施例的切开立体图。
具体实施方式
图1为装置的分解图。本发明包括：带轮10，隔离扭力弹簧20，弹簧支架30，缠绕式弹簧单向离合器40，低摩擦衬套50、51、52、53、55，止推垫圈54、防尘罩60、以及轴70。
特别地，带轮10在衬套50和55上轴颈安装至轴70。使用衬套代替比如滚针轴承或滚珠轴承的其它类型的轴承，因为衬套使所述装置能够具有更小的总直径。在此实施例中，带轮10具有多肋轮廓，用于接合车辆发动机前端附件驱动(FEAD)上的带。
缠绕式弹簧单向离合器40为螺旋形卷绕的弹簧并且围绕轴70的外圆周表面71缠绕。缠绕式弹簧单向离合器40和轴表面71之间的接合为摩擦性的。缠绕式弹簧单向离合器40的末端41联接至弹簧支架容置部分32。缠绕式弹簧单向离合器40在扭力弹簧20和轴70之间设置于扭力弹簧20的径向内部。
隔离扭力弹簧20联接于带轮10和弹簧支架30之间。在运行中，由带轮10沿退绕方向加载扭力弹簧20。在一个替代实施例中，沿卷绕方向加载扭力弹簧20。在此实施例中，扭力弹簧20具有矩形剖面，参见图2。
防尘罩60防止碎片进入装置并污染衬套。止推垫圈54压配合于带轮10的一末端上。衬套53设置于轴凸缘72和止推垫圈54之间。衬套51设置于弹簧支架30和轴凸缘72之间。衬套52设置于带轮10和轴凸缘72之间。
本发明装置中的扭矩传递为从带轮10至隔离扭力弹簧20，至弹簧支架30，至缠绕式弹簧单向离合器40，至轴70。在运行中，沿卷绕方向加载缠绕式弹簧单向离合器40。这使缠绕式弹簧40能够夹持轴70。
图2为所述装置的剖视图。止推垫圈54被压配合至带轮10的一末端中。弹簧支架30能在衬套51上相对于轴70旋转地运动。
已知的是，交流发电机的额定峰值扭矩小于在启动发动机时所观察到的峰值扭矩。例如，典型的汽车交流发电机将具有12Nm的额定峰值扭矩、0.0030kg m2的惯性、以及在发动机启动期间在交流发电机处的8,400rad/s2的加速率。在发动机启动时使用等式1，所述装置必须能够处理25.2Nm的扭矩，但是在其它所有运行状态期间将不会看到如此高的扭矩。
等式1：T＝Iα
T＝扭矩
I＝交流发电机惯性
α＝加速率
T＝(0.0030)*8400＝25.2Nm
为了使隔离扭力弹簧20最优化，具有过载特征是有益的，所述过载特征防止过大的扭矩(比如在启动期间可能实现的扭矩)从带轮10被传递至隔离扭力弹簧20。施加至隔离扭力弹簧20的过大的扭矩可能使隔离扭力弹簧20受应力过度，导致过早损坏。本发明装置被构造成使得当带轮10尝试传递超过预定水平的扭矩时，使得能够实现过载特征。
缠绕式弹簧单向离合器为已知的。它们通过缠绕式弹簧中的张力运行，致使缠绕式弹簧沿卷绕方向围绕轴收紧。张力在缠绕式弹簧和轴之间产生法向力。法向力在缠绕式弹簧和轴之间生成摩擦，其使得能够将扭矩传递至轴。释放缠绕式弹簧中的张力减小或移除所述法向力，从而减小或释放起离合器功能的缠绕式弹簧。
本发明装置中的带轮10包括接合表面11，用于接合缠绕式弹簧单向离合器40的末端42。带轮10通过接触末端42而接合缠绕式弹簧单向离合器，并且这样一来，使缠绕式弹簧单向离合器40从轴70退绕。该退绕的结果是缠绕式弹簧单向离合器40中的张力的消除，这使得将缠绕式弹簧单向离合器从轴表面71释放。
所描述的过载特征将缠绕式弹簧单向离合器40释放，使它能够在表面71上滑动，这有效地将交流发电机惯性从等式1移除并因此减小所传递的扭矩，继而消除扭力弹簧20暴露至过大的扭矩。当在预定扭矩条件下隔离扭力弹簧20的偏转使带轮10能够旋转充分的量来致使接合表面11接合末端42时，参见图3，缠绕式弹簧40与接合表面71分离。图3为所述装置的切开立体图。带轮10能沿缠绕式弹簧的退绕方向与缠绕式弹簧单向离合器的末端42暂时地接合，由此与带轮10的暂时的接触部分地或全部地从轴表面71释放缠绕式弹簧单向离合器40的摩擦接合，这进而使轴能够滑动并因此相对于缠绕式弹簧单向离合器旋转。
隔离扭力弹簧20被安装成使得它被沿退绕方向加载。弹簧20的末端21接合带轮10的表面13。扭力弹簧20被布置成使得它在内径上与它的两个配合部分(带轮10的内表面12和弹簧支架30的内表面31)中的每一个具有干涉配合。该种干涉在其中轴70超运转(overrun)带轮10的状况下(比如，在车辆变速器换挡期间)保持该些构件的旋转位置。在正常加载期间，隔离扭力弹簧20的末端将扭力从带轮传递至弹簧支架。保持扭力弹簧20和带轮10以及弹簧支架30之间的接触是可取的，以防止该些构件的分离，并因此在超运转状态发生之后在正常功能重新开始而将该些构件带到一起时消除相关的潜在的噪音的生成。干涉配合致使隔离扭力弹簧20在超运转状态期间的行为在某种程度上类似于缠绕式弹簧，所述缠绕式弹簧保持适当的构件接触。
图4为一个替代实施例的剖视图。在此替代实施例中，用轴承90、91代替衬套50、55。不存在凸缘72，因为轴承90、91用来相对于轴700定位带轮，由此消除止推垫圈54。轴承90包括滚针轴承并且轴承91包括滚珠轴承。
图5为所述替代实施例的切开立体图。通过暗销31将缠绕式弹簧40的末端41保持于弹簧支架30中。末端41具有钩状形状以接合暗销31。弹簧支架30具有狭槽32以容置末端41。
尽管已经在本文中描述了本发明的形式，但是对于本发明所属领域的技术人员而言显而易见的是，可在部件的构造和关系方面进行改变，而不脱离本文中所描述的发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种隔离分离器，包括：
带轮；
轴；
所述带轮在低摩擦衬套上轴颈安装至所述轴；
设置于所述带轮内的弹簧支架；
联接于所述带轮和弹簧支架之间的扭力弹簧；
围绕所述轴缠绕并与所述轴具有摩擦接合的缠绕式弹簧单向离合器，所述缠绕式弹簧单向离合器联接至所述弹簧支架；
所述缠绕式弹簧单向离合器设置于所述扭力弹簧的径向内部；以及
所述带轮能沿退绕方向与所述缠绕式弹簧单向离合器的一末端暂时地接合，由此所述缠绕式弹簧单向离合器的末端和带轮之间的暂时的接触将暂时地减小缠绕式弹簧单向离合器与轴的摩擦接合。
2.根据权利要求1所述的隔离分离器，在所述带轮和轴之间包括止推垫圈。
3.根据权利要求1所述的隔离分离器，其特征在于，沿所述退绕方向加载所述扭力弹簧。
4.一种隔离分离器，包括：
带轮；
轴；
所述带轮轴颈安装至所述轴；
设置于所述带轮内的弹簧支架；
联接于所述带轮和弹簧支架之间的扭力弹簧；
围绕所述轴缠绕并与所述轴具有摩擦接合的缠绕式弹簧单向离合器，所述缠绕式弹簧单向离合器联接至所述弹簧支架；
所述缠绕式弹簧单向离合器设置于所述扭力弹簧的径向内部；以及
所述带轮能沿退绕方向与所述缠绕式弹簧单向离合器的一末端暂时地接合，由此所述缠绕式弹簧单向离合器的末端和带轮之间的暂时的接触能暂时地释放缠绕式弹簧单向离合器与所述轴的摩擦接合。
5.根据权利要求4所述的隔离分离器，其特征在于，沿所述退绕方向加载所述扭力弹簧。
6.一种隔离分离器，包括：
带轮；
轴；
所述带轮轴颈安装至所述轴；
设置于所述带轮内的弹簧支架；
联接于所述带轮和弹簧支架之间的扭力弹簧；
围绕所述轴缠绕并与所述轴具有摩擦接合的缠绕式弹簧单向离合器，所述缠绕式弹簧单向离合器联接至所述弹簧支架；
所述缠绕式弹簧单向离合器设置于所述扭力弹簧的径向内部；以及
所述带轮能与所述缠绕式弹簧单向离合器的一末端暂时地接合，由此沿退绕方向与所述末端的接触暂时地减小缠绕式弹簧单向离合器与轴的摩擦接合。
7.根据权利要求6所述的隔离分离器，其特征在于，沿所述退绕方向加载所述扭力弹簧。
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