CN106662159A - 具有弹簧锁的附件调整装置 - Google Patents

Abstract

附件驱动器调整装置，其具有用于角度振动隔离的扭转弹簧，并有弹簧袋穴，该弹簧袋穴与扭转弹簧的端部摩擦地接合。所述接合可以采用在弹簧端部或袋穴或者这两者上的楔形形状，以使得弹簧端部楔入所述袋穴内。所述接合可以是通过过盈配合而进行。弹簧的一端或两端可以接合在相应的袋穴中。

Description

具有弹簧锁的附件调整装置

技术领域

本发明涉及用于隔离的、具有扭转弹簧的附件驱动器调整装置，特别是，本发明涉及具有自接合扭转弹簧锁定特征的装置。

背景技术

本发明涉及用于隔离振动的、具有扭转弹簧的附件驱动器调整装置。在本领域公知，这些装置是交流发电机调整轮和曲轴调整装置。这些装置的实例是例如在美国专利No.8678157中所述的交流发电机隔离断开器(“AID”)、如在美国专利No.7207910中所述的交流发电机隔离器带轮(“AIP”)、曲轴隔离断开器(“CID”)、如在美国专利申请No.2013/0098727中所述的超范围交流发电机断开器(“OAD”)、以及由Litens出售的商标名为Torqfiltr的曲轴隔离器轮。这些装置可以有或者没有单向离合器。在任一情况下，弹簧会有弹簧咔嗒声。当弹簧能够滑入和滑出它的袋穴或者离开它的止动器时将产生弹簧咔嗒声。由于点火发动机的扭转振动而导致的速度波动能够使得弹簧沿与带轮的旋转方向相同或相反的方向滑出。弹簧重新接合至袋穴中或抵靠止动器会产生噪音，该噪音是消费者不可接受的。

发明内容

本发明涉及的系统和方法提供了对于在附件驱动器调整装置(例如断开器或隔离器带轮)中的扭转弹簧咔嗒问题的解决方案。该方案被称为“弹簧锁”，并利用摩擦接合。获得“弹簧锁”的一种方法包括弹簧袋穴，该弹簧袋穴用于与弹簧端部楔入地接合。袋穴可以有楔形形状，以使得弹簧端部在被偏压至袋穴内时楔入该袋穴中。

在其它实施例中，弹簧端部可以是渐缩的，用于楔入袋穴中。袋穴和弹簧端部可以都是楔形形状。

获得“弹簧锁”的另一方法是利用在弹簧内径或外径的至少一部分和相应袋穴表面之间的过盈配合来作为将弹簧保持就位的装置。

扭转弹簧的一端或两端可以与相关袋穴接合。两个弹簧端部都与它们的相应袋穴接合时，可以利用相同实施例或两个不同实施例的摩擦接合的弹簧锁。

前面所述内容相当广义地概括了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解下面的本发明详细说明。本发明的附加特征和优点将在下文中介绍，它们形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应当知道，所述的概念和特定实施例可以很容易地用作基础来改变或设计用于实现本发明相同目的的其它结构。本领域技术人员还应当知道，这些等效结构并不脱离如附后的权利要求所述的本发明范围。通过下面的详细说明并结合附图，将更好地理解被认为是本发明特征的新颖特征(对于它的结构和操作方法)以及其它目的和优点。不过应当明确知道，各附图是只是为了示例说明的目的，而并不是限制本发明。

附图说明

包含在说明书中并形成说明书的一部分的附图(在附图中，相同标号表示相同部件)表示了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1是根据本发明实施例的装置的剖视图；

图2是图1的装置的分解透视图；

图3是弹簧载体的平面图，该弹簧载体有楔形袋穴；

图4是在图3的弹簧载体中的弹簧的透视图；

图5在数学上表示了楔形件可以怎样设置；

图6表示了设置的楔形件可以怎样抗释放；

图7表示了在没有弹簧锁特征的情况下在装置上的机械和噪音测量值；

图8表示了根据本发明实施例的、具有楔形弹簧锁特征的装置的机械和噪音测量值。

图9是根据本发明实施例的、对弹簧内径使用过盈配合以便将弹簧保持就位的装置的剖视图；

图10是图9的装置的分解图；

图11表示了用于图9的实施例的带轮的更详细视图；

图12表示了图11的带轮的剖视图；

图13表示了用于图9的实施例的离合器载体的更详细视图；

图14表示了图13的离合器载体的剖视图；

图15是根据本发明实施例的、对弹簧外径使用过盈配合以便将弹簧保持就位的装置的剖视图；

图16表示了用于图15的装置的带轮的更详细视图；

图17表示了图16的带轮的剖视图；

图18表示了用于图15的装置的离合器载体的更详细视图；以及

图19表示了图18的离合器载体的剖视图。

具体实施方式

本发明涉及用于隔离角度振动的、具有扭转弹簧的附件驱动器调整装置。所述装置可以有或没有单向离合器，但是在任意情况下，扭转弹簧必须保持就位，以便防止弹簧咔嗒声。当弹簧能够滑入和滑出它的袋穴时将产生该弹簧咔嗒声。由点火发动机的扭转振动导致的速度波动能够使得弹簧相对于带轮的旋转方向而以顺时针和逆时针方向滑出。弹簧的重新接合会产生噪音，该噪音将是消费者不可接受的。需要一种锁定方法，以便将扭转弹簧的端部保持在它的袋穴中。为了使得弹簧端部的保持在制造上可行，锁定方法需要自接合。

通常，这里的“隔离器”是提供相对位移且同时仍然连接的弹簧功能，“断开器”是提供连接或断开的离合器功能。还有，通常，“扭转振动”是指曲轴的扭转(它通常由曲柄阻尼器来控制)，而角度振动是曲柄前端的刚性体运动，该曲柄前端实现附件皮带驱动器系统(“ABDS”)。隔离断开器优选是对输入至ABDS的曲柄角度振动起作用，例如保护交流发电机，但是通常并不影响曲柄扭转振动。

图1是根据本发明实施例的附件驱动器调整装置100的一个实例的剖视图。图2是图1的装置100的分解图。在图1和2中，扭转弹簧4容纳在带轮5和弹簧载体6中。图3是弹簧载体6的平面图，表示了具有楔形渐缩部分612的弹簧袋穴610。图4是在弹簧载体6中的楔形形状中的弹簧4的透视图。用于弹簧4的相对端的类似楔形袋穴可以包含在带轮5中。图5表示了怎样根据设置力P(该设置力P将弹簧偏压至袋穴内)来设置楔形件以及产生的楔入力Fy。图6表示了在设置有设置力P之后的阻力R。所述阻力将保持所述弹簧而防止其运动离开楔形件。当R小于或等于Fy时，弹簧将不会自由地从楔形件中拉出。这种情况导致等式1。当满足等式1时，楔形件将自锁定，并将弹簧保持就位。

等式1：μ/tanθ≥1

θ＝楔形角

μ＝摩擦系数

图1和2的示例装置100的其它部件可以更详细地介绍。带轮5与皮带(未示出)接合，以便驱动一装置例如交流发电机。带轮5容纳滚珠轴承8和滚针轴承3，该滚针轴承8和滚针轴承3允许在轴1和带轮5之间的相对运动，同时将径向负载传递给轴1。带轮5是向所述装置的输入，动力从带轮5流向线圈弹簧4的一端，然后从弹簧4的另一端流向弹簧载体6。带轮5和弹簧载体6各自有凹口或袋穴610，该凹口或袋穴610中机械加工有圆弧611，以便接收弹簧4。圆弧611的起点有径向渐缩部分612，以便保持所述弹簧。径向渐缩部分612的角度使得它是自锁定楔形件。袋穴的端部614将是止动器(如果不是用于渐缩部分612的楔形效果)。所述装置可以包括多种盖、帽、密封件、间隔件、加强环等，例如图1和2中的盖9和2以及环7。其它可选的装置特征包括单向离合器10。

为了表示该结构怎样工作，如图3中所示，所示的楔形角为5^o。当我们假设带轮5和弹簧载体6以及弹簧4由钢制造，并假设钢表面进行润滑，以使得摩擦系数为0.15，这时，这些条件满足等式1，弹簧将保持就位，除非通过一些其它更大的力来将它拉出。

构成具有扭转弹簧和具有弹簧载体的标准型隔离断开器，该弹簧载体有楔形袋穴，在该楔形袋穴中进行机械加工，以便用作弹簧端部的止动器和捕获器。所述装置包括单向离合器装置，并构成而用于测试本发明。在该标准型中解决了弹簧咔嗒问题。图7和8表示了在有和没有楔形袋穴的情况下的噪音、带轮速度和转子速度。图7是没有楔形袋穴，而图8是有楔形袋穴。由两个图7和8来比较所测量的噪音水平(声音压力Pa)，显然，在有楔形袋穴的情况下噪音更小。弹簧不会滑出的另一证据是转子的速度。图7和8都在带轮处有相同输入，转子速度表示输出。具有楔形袋穴的装置与没有楔形袋穴的装置相比具有更高的转子速度。该速度差是由于弹簧只在没有楔形袋穴的装置中滑入和滑出袋穴。

袋穴的一侧或两侧可以成角度，以便形成楔形。弹簧端部也可以逐渐变小，但这并不是必须的。弹簧端部可以是逐渐变小的或楔形的，而不是袋穴。本发明的优点是它自接合和自锁定，因此，当力增加时，弹簧端部脱开，接合力通常将增加，以便使得弹簧端部甚至比它滑出之前更紧地接合在楔形袋穴中，从而对于更高的力水平而言也锁定它或稳定它。

图9是附件驱动器调整装置200的剖视图，它表示了第二实施例，其中，与弹簧内径的过盈配合用作将弹簧保持就位的装置。图10是装置200的分解图。在图9-10中，部件标号1-3和7-10如上面对于第一实施例所述。如图9、11和12中所示，带轮15的外部柱形表面151的至少一部分的直径大于弹簧14的内径141。这将摩擦地限制弹簧14而防止其滑出图11中所示的带轮15的弹簧袋穴152。弹簧14的另一端可以以类似方式来保持。如图9、13和14中所示，离合器载体16的外部柱形表面161的至少一部分的直径大于弹簧14的弹簧内径142。这将摩擦地限制弹簧14防止其滑出图13中所示的弹簧袋穴162。

图15是附件驱动器调整装置300的剖视图，它表示了第三实施例，其中，与弹簧外径的过盈配合用作将弹簧保持就位的装置。如图15-17中所示，带轮25的内部柱形表面251的至少一部分的直径小于弹簧24的外径241。这将保持弹簧24防止其滑出图16中所示的带轮25的弹簧袋穴252。弹簧24的另一端可以以类似方式或者通过这里所述的一个其它实施例来保持。如图15、18和19中所示，离合器载体26的内部柱形表面261的至少一部分的直径小于弹簧24的弹簧外径242。这将摩擦地限制弹簧24防止其滑出图18中所示的弹簧袋穴262。

尽管已经详细介绍了本发明和它的优点，但是应当知道，在不脱离由附后的权利要求确定的本发明范围的情况下能够进行多种变化、替换和改变。而且，本申请的范围并不局限于在说明书中所述的处理、机器、制造、物质组分、装置、方法和步骤的特定实施例。如本领域技术人员由本发明的说明书很容易知道，根据本发明，目前存在或以后发展的、执行与这里所述的相应实施例基本相同功能或获得基本相同结果的处理、机器、制造、物质组分、装置、方法和步骤也可以使用。因此，附加权利要求将在它们的范围中包括这些处理、机器、制造、物质组分、装置、方法和步骤。这里所述的发明可以在没有未在这里特别公开的任何元件的情况下合适地实施。

Claims (14)

1.一种隔离断开器，包括扭转弹簧和弹簧载体，该弹簧载体中有机械加工的楔形袋穴，该楔形袋穴与所述扭转弹簧的一端部接合。

2.根据权利要求1所述的隔离断开器，其中：所述接合是通过当所述扭转弹簧的所述一端部被偏压或楔入所述楔形袋穴内时的摩擦而进行接合的。

3.根据权利要求2所述的隔离断开器，其中：所述扭转弹簧的两端部都接合在相应的楔形袋穴中。

4.根据权利要求2所述的隔离断开器，其中：所述扭转弹簧的所述一端部逐渐变小。

5.一种隔离断开器，包括：

扭转弹簧，该扭转弹簧有逐渐变小的端部；以及

弹簧载体，该弹簧载体中有机械加工的袋穴，该袋穴与所述扭转弹簧的所述逐渐变小的端部接合。

6.根据权利要求5所述的隔离断开器，其中：所述接合是通过当所述扭转弹簧的所述端部被偏压或楔入所述袋穴内时的摩擦而进行接合的。

7.根据权利要求6所述的隔离断开器，其中：所述扭转弹簧的两端部都逐渐变小，并都接合在相应的袋穴中。

8.根据权利要求6所述的隔离断开器，其中：所述袋穴是楔形形状的。

9.一种附件驱动器调整装置，包括：

扭转弹簧，该扭转弹簧有弹簧端部；以及

弹簧载体，该弹簧载体有袋穴，该袋穴布置成用于接收所述弹簧端部；

其中，所述弹簧端部摩擦地限制在所述袋穴中。

10.根据权利要求9所述的附件驱动器调整装置，其中：所述摩擦限制是由于在所述弹簧载体的外部柱形表面和所述扭转弹簧的一部分的内径之间的过盈配合。

11.根据权利要求9所述的附件驱动器调整装置，其中：所述摩擦限制是由于在所述弹簧载体的内部柱形表面和所述扭转弹簧的一部分的外径之间的过盈配合。

12.根据权利要求9所述的附件驱动器调整装置，其中：所述摩擦限制是由于在所述弹簧端部和所述袋穴之间的楔入接合。

13.根据权利要求12所述的附件驱动器调整装置，其中：所述弹簧端部是楔形形状的。

14.根据权利要求12所述的附件驱动器调整装置，其中：所述袋穴是楔形形状的。