CN107208702A - 皮带盘脱耦器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于将驱动力矩从辅助机组皮带传动装置的皮带传递到辅助机组中的一个的轴上的皮带盘脱耦器(1),其具有:‑皮带盘(2);‑要固定在轴上的毂(4);‑和由单向离合器(10)和螺旋扭簧(11)构成的串联装置,所述串联装置在驱动力矩流中设置在皮带盘和毂之间,所述螺旋扭簧沿皮带盘脱耦器的转动轴线(12)的方向延伸并且在传递驱动力矩的情况下径向扩宽,其中螺旋扭簧的端部接触第一弹簧座(18)的和第二弹簧座(24)的轴向斜坡形上升的弹簧支撑面(30,39)。其中弹簧座中的一个应是板材成型件,所述板材成型件具有成形在其上的弹簧支撑面(30,39)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将驱动力矩从辅助机组皮带传动装置的皮带传递到辅助机组中的一个的轴上的皮带盘脱耦器;其具有:
-皮带盘,
-要固定在轴上的毂,和
-由单向离合器和螺旋扭簧构成的串联装置,所述串联装置在驱动力矩流中设置在皮带盘和毂之间,所述螺旋扭簧沿皮带盘脱耦器的转动轴线的方向延伸并且在传递驱动力矩的情况下径向地扩宽,其中螺旋扭簧的端部接触第一弹簧座的和第二弹簧座的轴向斜坡形上升的弹簧支撑面。
背景技术
转动振动和转动不均匀性能够已知地通过皮带盘脱耦器来补偿,所述转动振动和转动不均匀性从内燃机的曲轴导入到其辅助机组皮带传动装置中,所述皮带盘脱耦器在英文中通常称作为Decoupler(脱耦器)并且典型地构成为发电机皮带盘。单向离合器在闭合状态下将驱动力矩从皮带盘传递到毂上,其中与单向离合器串联的螺旋扭簧的弹性使源自皮带传动装置的旋转不均匀性平滑。在延迟旋转的皮带盘中,单向离合器断开,其中——随后反向——不能够将重要的转矩从毂传递到皮带盘上,使得迟缓的发电机轴的转速能够超过皮带盘。
从DE 10 2009 052 611 A1中已知一种皮带盘脱耦器,其具有径向内部的单向离合器和径向外部的螺旋扭簧。例如从US 8,047,920 B2中得知一种皮带盘脱耦器,其具有与之相对地径向调换设置的单向离合器和螺旋扭簧。螺旋扭簧分别具有无支腿的端部,所述端部的端侧与轴向斜坡形上升的弹簧支撑面的阶梯部处于压力接触。
发明内容
基于上述内容,本发明所基于的目的是:提出这种皮带盘脱耦器的简化的结构设计方案。
对此,从权利要求1的特征中得出该解决方案。因此,弹簧座中的至少一个应是板材成型件,所述板材成型件具有在其上成形的弹簧支撑面。因此,螺旋扭簧的一个或优选两个端部直接贴靠在制成为板材成型件的弹簧座上,使得在斜坡形的支撑面方面,能够通过成本低的一件式的板材成型件取代作为成本高的原型件制成的弹簧座的和具有单独的斜坡形的附加构件的弹簧座的至今常见的实施方案。
附图说明
从下面的描述和从附图中得出本发明的其他特征,在所述附图中示出根据本发明的皮带盘脱耦器的一个实施例,所述皮带盘脱耦器用于设置在内燃机的辅助机组皮带传动装置中的发电机。其示出:
图1示出皮带盘脱耦器的立体总视图;
图2示出皮带盘脱耦器的立体纵剖面图;
图3示出皮带盘脱耦器的分解图;
图4示出由皮带盘和套筒构成的组件的分解图;
图5示出根据图4的组件的纵剖面图;
图6示出套筒的立体图;
图7示出替选的套筒的立体图;
图8示出另一替选的套筒的立体图;
图9示出第一弹簧座的立体图;
图10示出第一弹簧座的相对置的立体图;
图11示出携动盘的立体图;
图12示出压盘的立体图;
图13示出由毂和第二弹簧座构成的组件的分解图;
图14示出根据图13的组件的立体纵剖面图;
图15示出第二弹簧座的立体图;
图16示出第二弹簧座的相对置的立体图。
具体实施方式
图1至3示出皮带盘脱耦器1的不同的立体图,即在图1中作为整体,在图2中为纵剖面,并且在图3中作为分解图,所述皮带盘脱耦器1在下文中简称脱耦器1。空心圆柱形的皮带盘2沿图1中绘制的转动方向由皮带驱动,所述皮带盘的由皮带缠绕的外侧表面3按照皮带的多V形状形成轮廓。皮带盘2可转动地支承在毂4上,所述毂固定地与发电机轴旋紧。对此,毂4在中间部段5中具有未示出的内螺纹和在远离发电机的前端部部段上具有内多齿6作为用于旋拧工具的接合轮廓。在发电机侧的端部上径向地且轴向地借助于滚动轴承7将皮带盘2支承在毂4上,并且在远离发电机的端部上径向地借助于滑动轴承8将皮带盘2支承在毂4上。滚动轴承7是单列的且双侧密封的球轴承,而滑动轴承8是由聚酰胺构成的径向轴承环。皮带盘2的内径在径向轴承环8和球轴承7之间的整个区域中是一致的,使得该内径区域对于尤其简单的且低成本的车削是可达到的。皮带盘4仅在远离发电机的端部上具有在直径方面成阶梯状的扩展部9,在将脱耦器1安装到发电机上之后,将在此未示出的保护罩盖卡入所述扩展部中。
对于脱耦器1的功能而言重要的部件是单向离合器10和——在从皮带盘2到毂4的驱动力矩流方面——与单向离合器10串联的脱耦器弹簧11。单向离合器10为缠绕带,并且脱耦器弹簧11为螺旋扭簧,所述螺旋扭簧和所述缠绕带这两者沿脱耦器1的转动轴线12的方向延伸。螺旋扭簧11和缠绕带10当前与转动轴线12同轴,其中缠绕带10在皮带盘2和螺旋扭簧11之间的径向环形空间中伸展。
右侧盘绕的缠绕带10和左侧盘绕的螺旋扭簧11是完全圆柱形的并且在两侧具有无支腿的端部,所述端部因此在传递驱动力矩时将缠绕带或螺旋扭簧径向扩宽。在此,在驱动力矩流中在皮带盘2侧伸展的第一缠绕带端部13相对于第一套筒15的圆柱形的内侧表面14张紧,所述第一套筒在皮带盘2中是抗转动的。在驱动力矩流中在螺旋扭簧11侧伸展的第二缠绕带端部16相对于第一弹簧座18的圆柱形的内侧表面17张紧,所述第一弹簧座在皮带盘2中是可转动的。因此,由皮带盘2导入的驱动力矩仅通过静摩擦一方面在第一套筒15的内侧表面14和第一缠绕带端部13之间导入螺旋扭簧11中,并且另一方面在第二缠绕带端部16和第一弹簧座18的内侧表面17之间导入螺旋扭簧11中,并且从那里起传递到毂4上。
缠绕带10在转矩反向时实现发电机轴和固定在其上的毂4的转速超过皮带盘2。在该状态下,缠绕带10收缩到其(未受负荷的)初始直径,并且在套筒15和/或在第一弹簧座18中滑转,其中在此可传递的转矩降低到这两个滑转的接触配对件之间的滑动摩擦力矩。
图4和5示出下部组件的分解图或纵剖面图,所述下部组件由皮带盘2、在所述皮带盘的内径上压入的第一套筒15和径向轴承环8形成。如在与图2的总览中可见:第一套筒15具有第一轴向部段19和第二轴向部段20,第一缠绕带端部13在所述第一轴向部段中伸展,径向轴承环8容纳在所述第二轴向部段中。第一套筒15具有板材成型件并且具有在套筒环周上径向向内成形的凸起,所述凸起形成轴向止挡21、22和23。在此,第一轴向部段19通过用于缠绕带10的轴向止挡21限制,而第二轴向部段20在两侧通过用于径向轴承环8的轴向止挡22和23限制。为了安装在两个轴向止挡22、23之间,该径向轴承环在环周上切口。
图4至6中作为放大的单独部件示出的第一套筒15的形成轴向止挡21、22的凸起分别包括套筒环周的多个局部的转接部,并且包括边缘作为用于径向轴承环8的外部的轴向止挡23,所述边缘具有多个环周上彼此间隔开的区段。
根据图7或8的第一套筒15’和15”具有与之相对替选的造型。在第一套筒15’中,用于缠绕带10的轴向止挡21’通过在套筒环周上环绕的滚压阶梯部来代替,并且在第一套筒15”中,用于径向轴承环8的内部的轴向止挡22”附加地也通过这种滚压阶梯部来代替。在此,用于径向轴承环8的外部的轴向止挡23”此外是环周上连续的边缘。
在另一(未示出的)替选实施方案中,也能够取消于是相应缩短的第一套筒15的第二轴向部段20,其中在该情况下,径向轴承环8直接地容纳在皮带盘2的内径上。
螺旋扭簧11借助轻微的轴向预应力在第一弹簧座18和第二弹簧座24之间(见图13)夹紧。弹簧座18、24同样是板材成型件,并且分别具有边缘25或26,所述边缘接触螺旋扭簧11的所属的且根据图3无支腿的端部。图9和10中作为放大的单独部件示出的第一弹簧座18包括外环27,第二缠绕带端部16缠绕在所述外环的内侧表面17中,并且第一弹簧座18在皮带盘2的内径处可转动地支承在所述外环的外侧表面28上。边缘25设有三个成形在其上的转接部29,所述转接部形成轴向斜坡形上升的弹簧支撑面30。所述弹簧支撑面允许将转矩导入直接与其贴靠的螺旋扭簧端部中。
环周上彼此间隔开的转接部29是圆弧形的,其中所述转接部的弧长随轴向隆起的增加而减小。因此,实现驱动力矩从阶梯部31传递到与其贴靠的且径向扩宽螺旋扭簧的螺旋扭簧端部上,其中所述阶梯部在具有最短弧长的转接部29处下降。该端侧同另一螺旋扭簧端部的在图3中可见的端侧32完全一样地成形。替选于(侧向敞开的)转接部29也能够考虑:通过一个或多个(侧向闭合的)卷边形成弹簧支撑面30。
第一弹簧座18的边缘25的背离螺旋扭簧11的端侧具有成形的凸起33,所述凸起接合在根据图11的抗转动地安置在毂4上的携动盘35的圆弧形的凹部中,并且能够在凹部34的环周端部36和37之间枢转。在此,在脱耦器1的转动方向上更靠后的环周端部36定位成,使得所述端部在发电机超速运行中并且克服于是滑转的缠绕带10的摩擦力矩经由凸起33带动第一弹簧座18。在该状态下,第一弹簧座18和毂4与在其上抗转动的第二弹簧座24作为犹如刚性的单元进行旋转,其中防止螺旋扭簧端部的所谓的“倾斜上升”。如果第一弹簧座18和第二弹簧座24在螺旋扭簧11环周松弛的情况下相对彼此扭转,使得螺旋扭簧端部的一个或两个端侧32远离弹簧支撑面30或39的阶梯部31和38(见图13)并且在弹簧支撑面30、39上向上移动,那么才面临出现上述事件的危险。用于螺旋扭簧11的在此轴向缩小的结构空间能够引起:所述螺旋扭簧将这两个弹簧座18和24以不允许的方式彼此远离地挤压,进而脱耦器1在一定程度上轴向彼此分离地脱开。
如在与图2的总览中变得显而易见的是:实现第一弹簧座18轴向地支撑在球形轴承7上,并且不支撑在携动盘35上,所述携动盘总是借助轴向游隙一方面相对于第一弹簧座18并且另一方面相对于图12中示出的压盘40定位在毂4上,进而是无轴向负荷的。相反,该轴向负荷从第一弹簧座18传递到由聚酰胺构成的滑动支承的轴向轴承环41上,并且继续经由径向朝球轴承7弯曲的压盘40传递到球轴承7的内环上。
图13至16示出连同毂4的第二弹簧座24或作为单独部件的第二弹簧座。第二弹簧座24借助从边缘26弯折的内环42压紧在毂4上,并且具有从位于其之间的边缘26折弯的外环43,径向轴承环8容纳在所述外环上(也参见图2)。轴向斜坡形上升的弹簧支撑面39同样通过三个转接部44形成,所述转接部成形在边缘26上,并且同样直接贴靠在那里伸展的螺旋扭簧端部上,其中阶梯部38与螺旋扭簧端部的端侧32处于仅压力接触。
为了简单地进行车削,毂4具有基本上均匀的外径,所述外径仅在发电机侧的毂端部处稍微回缩,并且形成用于球轴承7的在那里压紧的内环的凸肩45(参见图2)。
附图标记列表
1 皮带盘脱耦器/脱耦器
2 皮带盘
3 皮带盘的外侧表面
4 毂
5 毂的中间部段
6 内多齿
7 滚动轴承/球轴承
8 滑动轴承/径向轴承环
9 扩展部
10 单向离合器/缠绕带
11 脱耦器弹簧/螺旋扭簧
12 转动轴线
13 第一缠绕带端部
14 套筒的内侧表面
15 套筒
16 第二缠绕带端部
17 第一弹簧座的内侧表面
18 第一弹簧座
19 第一轴向部段
20 第二轴向部段
21 轴向止挡
22 (内部的)轴向止挡
23 (外部的)轴向止挡
24 第二弹簧座
25 第一弹簧座的边缘
26 第二弹簧座的边缘
27 第一弹簧座的外环
28 外环的外侧表面
29 转接部
30 弹簧支撑面
31 阶梯部
32 螺旋扭簧端部的端侧
33 凸起
34 凹部
35 携动盘
36 凹部的端部
37 凹部的端部
38 阶梯部
39 弹簧支撑面
40 压盘
41 轴向轴承环
42 第二弹簧座的内环
43 第二弹簧座的外环
44 转接部
45 毂的凸肩
Claims (8)
1.一种用于将驱动力矩从辅助机组皮带传动装置的皮带传递到辅助机组中的一个辅助机组的轴上的皮带盘脱耦器,所述皮带盘脱耦器具有:
-皮带盘(2),
-要固定在所述轴上的毂(4),和
-由单向离合器(10)和螺旋扭簧(11)构成的串联装置,所述串联装置在驱动力矩流中设置在所述皮带盘(2)和所述毂(4)之间,所述螺旋扭簧朝所述皮带盘脱耦器(1)的转动轴线(12)的方向延伸并且在传递驱动力矩的情况下径向地扩宽,其中所述螺旋扭簧(11)的端部接触第一弹簧座(18)的和第二弹簧座(24)的轴向斜坡形上升的弹簧支撑面(30,39),
其特征在于,
所述弹簧座(18,24)中的至少一个弹簧座是板材成型件,所述板材成型件具有成形在其上的弹簧支撑面(30,39)。
2.根据权利要求1所述的皮带盘脱耦器,其特征在于,所述弹簧支撑面(30,39)通过在所述板材成型件中圆弧形的且在环周上彼此间隔开的转接部(29,44)或卷边形成。
3.根据权利要求1或2所述的皮带盘脱耦器,其特征在于,所述单向离合器(10)是缠绕带,所述缠绕带沿所述皮带盘脱耦器(1)的转动轴线(12)的方向延伸并且径向地设置在所述皮带盘(2)和所述螺旋扭簧(11)之间,并且所述缠绕带的缠绕带端部(13,16)在传递所述驱动力矩的情况下径向地扩宽,其中在所述驱动力矩流中在所述皮带盘(2)侧伸展的第一缠绕带端部(13)相对于在所述皮带盘(2)中抗转动的内侧表面(14)张紧,并且其中在所述驱动力矩流中在所述螺旋扭簧(11)侧伸展的第二缠绕带端部(16)相对于所述第一弹簧座(18)的外环(27)的内侧表面(17)张紧,所述第一弹簧座构成为板材成型件,所述板材成型件具有边缘(25)和成形在其上的弹簧支撑面(30),并且所述第一弹簧座能转动地在所述皮带盘(2)中支承在所述外环(27)的外侧表面(28)上。
4.根据权利要求3所述的皮带盘脱耦器,其特征在于,所述第一弹簧座(18)在所述边缘(25)的背离所述螺旋扭簧(11)的端侧上具有成形的凸起(33),所述凸起能够在携动盘(35)中的圆弧形的凹部(34)的环周端部(36,37)之间枢转,所述携动盘在所述毂(4)上是抗转动的。
5.根据权利要求4所述的皮带盘脱耦器,其特征在于,所述携动盘(35)以无轴向负荷地设置在所述第一弹簧座(18)和滚动轴承(7)之间,所述滚动轴承将所述皮带盘(2)支承在所述毂(4)上,其中所述第一弹簧座(18)借助于轴向轴承环(41)和压盘(40)支承在所述滚动轴承(7)上。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的皮带盘脱耦器,其特征在于,所述第一缠绕带端部(13)相对于套筒(15,15’,15”)的内侧表面(14)张紧,所述套筒在所述皮带盘(2)中是抗转动的,并且所述套筒具有第一轴向部段(19)和第二轴向部段(20),所述第一缠绕带端部(13)在所述第一轴向部段中伸展,在所述第二轴向部段中容纳有径向轴承环(8),所述径向轴承环将所述皮带盘(2)滑动支承在所述毂(4)上。
7.根据权利要求6所述的皮带盘脱耦器,其特征在于,所述第一轴向部段(19)通过用于所述缠绕带(10)的轴向止挡(21,21’)限制,并且所述第二轴向部段(20)在两侧通过用于所述径向轴承环(8)的轴向止挡(22,22”,23,23”)限制,其中所述套筒(15,15’,15”)是在所述皮带盘(2)中压入的板材成型件,并且所述轴向止挡(21,21’,22,22”,23,23”)通过径向向内成形在套筒环周上的凸起形成。
8.根据权利要求6或7所述的皮带盘脱耦器,其特征在于,所述第二弹簧座(24)构成为板材成型件,所述第二弹簧座具有外环(43)和压紧在所述毂(4)上的内环(42),所述径向轴承环(8)容纳在所述外环上,所述板材成型件具有将所述内环(42)与所述外环(43)连接的边缘(26)和成形在其上的弹簧支撑面(39)。
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