CN107503842A - 无紧固件的惰轮 - Google Patents

Abstract

本公开涉及无紧固件的惰轮。诸如用于内燃发动机的前端附件驱动的带传动系统通常包含一个或多个惰轮。常见的是这些惰轮通过螺栓或螺栓和垫圈保持。为了除去所述螺栓和垫圈，无紧固件系统具有带有周向槽的轴杆和带有内座圈的轴承，该内座圈具有周向脊。惰轮被安装到轴承上。脊与轴杆的槽接合，以将惰轮/轴承保持在轴杆上。另外，插入到键槽中的键，或者桩被用来避免轴承的内座圈相对于轴杆的相对旋转。

Description

无紧固件的惰轮

技术领域

本公开涉及惰轮(idler pulley)安装系统以及制造和组装的方法。

背景技术

具有带传动组件的许多系统在系统中包含惰轮。图1中示出用于内燃发动机的滑轮系统10的一个示例。耦连到发动机的曲轴(未示出)的曲轴滑轮12是向下列传动组件提供扭矩的驱动器：分别耦连到滑轮24、28、20和26的空调(A/C)、水泵和风扇、动力转向泵(P/S)以及交流发电机。在图1中的示例中，包含两个惰轮30和32。蛇形带40搭载在所有滑轮的外围上。惰轮提供以下功能：使带40卷绕主动滑轮或从动滑轮的外围的足够部分，使得有足够的摩擦来防止带打滑。此示例在图1中用惰轮30示出。如果带40做得较短并且不包含惰轮30，则带40直接横跨在A/C滑轮24与P/S滑轮20之间拉伸，从而使带40与滑轮24和20之间的周向接触较少。惰轮的另一原因是用来减少相邻滑轮之间的距离以最小化带拍击。如果移除惰轮30和32，则长期不间断的带运动的两个示例将在曲柄滑轮12与P/S滑轮20之间以及P/S滑轮20与A/C滑轮24之间。

在图1中示出两个惰轮。如果对于前端附件驱动系统可以优化发动机组中的各个滑轮的位置，则在一些情况下可以除去惰轮。然而，为了满足许多目标而实现封装。因此，视需要添加惰轮。在一些应用中，存在用于内燃发动机的多个带以及许多惰轮。

图2中以分解图示出惰轮-轴杆组件的一个示例。滑轮52耦连到轴承58。将滑轮52和轴承58滑动配合到从发动机盖62延伸的轴杆60上方。螺栓54滑动通过垫圈56和轴承58。螺栓54的螺纹与轴杆60的螺纹64接合。拧紧螺栓54以抵靠发动机盖62固定惰轮52。螺栓54和垫圈56阻止滑轮52脱离轴杆60以及阻止轴承58的内部部分旋转。轴承58的外部部分和滑轮52旋转。轴承58可以是滚珠轴承、辊轴承或任何合适的轴承类型。在一些替代方案中，垫圈56与螺栓54整合。特别地，在具有多个惰轮的发动机中，期望的是除去螺栓和垫圈(或具有整合的垫圈的螺栓)并且在没有紧固件的情况下安装惰轮。

发明内容

为了除去在现有技术中使用的螺栓和垫圈，公开一种惰轮系统，其包含：具有周向槽的轴杆；具有内座圈(inner race)的轴承，该内座圈具有周向脊，其中脊与轴杆的槽接合；以及安装在轴承上的惰轮。

一些实施例中，惰轮系统包括形成于轴承的内座圈中的轴向狭缝(slot)，形成于轴杆上的轴向狭缝，其中轴杆上的轴向狭缝与内座圈上的轴向狭缝对准，以及插入到对准的轴向狭缝中的键。在另一实施例中，通过凿子形成的桩靠近轴杆和内座圈的结合处形成于轴杆中。

将惰轮按压配合到轴承的外座圈上，从而形成过盈配合(interference fit)。

将轴承按压到轴杆上以使内座圈的脊位于轴杆的槽中，并且内座圈与脊之间的所得间隙提供滑动配合。

轴承是滚珠安置于轴承的内座圈与外座圈之间的滚珠轴承或滚针安置于内座圈与外座圈之间的滚针轴承。

还公开一种惰轮系统，该惰轮系统具有带有周向脊的轴杆、具有内座圈和外座圈以及内座圈上的周向槽的轴承。脊与槽接合。

在一些实施例中，在轴承的内座圈中形成轴向狭缝，在轴杆上形成轴向狭缝，并且轴杆上的轴向狭缝与内座圈上的轴向狭缝对准。将键插入到对准的轴向狭缝中。在其它实施例中，通过凿子形成桩，该桩靠近轴杆和内座圈的结合处。

将惰轮按压配合到轴承的外座圈上，从而形成过盈配合。

还公开一种用于制造和安装惰轮系统的方法，该方法包括：制造具有内座圈的辊轴承，该内座圈具有第一周向特征；在轴杆上制造第二周向特征；将滑轮按压配合到辊轴承的外座圈上；以及通过将第一和第二周向特征接合来将轴承/滑轮组件按压到轴杆上方。

在一些实施例中，第一周向特征是脊，并且第二周向特征是槽。在其它实施例中，第一周向特征是槽，并且第二周向特征是脊。

辊轴承是滚珠轴承和滚针轴承中的一者。

在一些实施例中，所述方法还包括：在轴杆中形成轴向键槽；在轴承的内座圈中形成轴向键槽；使键槽对准；以及将键插入到键槽中。在其它实施例中，轴杆被用桩固定到轴承的内座圈。

根据本公开的一个优点是减少部件数和成本。现在除去将螺栓拧入轴杆的组装操作。替代地，惰轮被咬合在轴杆上。

附图说明

图1是根据现有技术的前端附件驱动的说明；

图2是根据现有技术的分解图中的惰轮的说明；

图3和图4是根据本公开的实施例的均示出轴承和轴杆的表示；

图5和图6分别是图3和图4的轴承和轴杆的截面图；

图7和图8是根据本发明的实施例的均示出惰轮组件的端视图；以及

图9是示出本公开的实施例的用于制造和组装惰轮组件的流程图。

具体实施方式

如本领域普通技术人员将理解的，参考图中的任意一副说明和描述的实施例的各种特征可以与一个或多个其它图中说明的特征组合，以产生未明确说明或描述的替代实施例。所说明的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，针对特定应用或实施方式可以期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和修改。本领域普通技术人员可以认识到无论是否明确描述或说明的类似应用或实施方式。

轴承300具有外座圈302和内座圈304，其中多个滚珠306容纳在座圈302与座圈304之间。将惰轮(未示出)按压配合(过盈配合)或模制到外座圈302上。在图3中所示的实施例中，内座圈304具有朝向中心延伸的周向脊310。耦连到发动机盖316的轴杆312具有形成在其中的周向槽314，该轴杆的一部分在图3中示出。轴承300和轴杆312的中心轴线是轴线318。当对准时，两者通过沿箭头320的方向移动轴承300以将轴承300滑动配合到轴杆312上方来耦连。内座圈304与轴杆312形成滑动配合。轴杆312的槽314与轴承300的脊310接合。将轴承300按压到轴杆312上，以便槽314接合脊310。以其它方式，内座圈302和轴杆312被设定尺寸以提供滑动配合。

图4中的替代配置示出具有内座圈404的轴承400，该内座圈具有周向槽410。滚珠406容纳在内座圈404与外座圈402之间。耦连到发动机盖416的轴杆412具有当轴承400以箭头420的方向沿着中心轴线418在轴杆412上方滑动时与槽410接合的周向脊414。

以截面图在图5中示出图3中所示的轴承和轴杆的一部分。轴承300的脊310与轴杆312的槽314接合。在图6中，轴承400具有与轴杆412的脊414接合的槽410。

在轴承的内座圈和轴杆上的槽和脊阻止惰轮沿轴向方向脱离轴杆。另外，轴承的内座圈不应该相对于轴杆旋转。为了阻止此旋转，在一个实施例中，在示出惰轮系统500的一个实施例的图7中提供键。惰轮512安装到轴承的外座圈502上。轴承还包含内座圈504以及在座圈502与504之间的滚珠或滚针506。内座圈504以及内座圈504安装到其上的轴杆510两者被提供有轴向槽，即，键槽。键520被插入到内座圈504和轴杆510中的对准的键槽中。

在示出惰轮系统550的图8中示出用于防止轴杆和内座圈的相对旋转的替代实施例。惰轮562安装到轴承的外座圈554上。滚珠或滚针556容纳在外座圈552与内座圈554之间。惰轮562和轴承在轴杆560上方滑动。凿子或凿缝凸模用于使轴杆560外围周围的若干地方中的金属变形，以在这些位置中形成过盈配合。在图6中，示出三个这种桩570。当轴承的座圈552和554通过热处理硬化时，桩固定被应用于轴杆560以使材料变形，从而与座圈552接合。

参考图9，用于制造和组装惰轮组件的多个替代实施例。在框700中，制造惰轮，在块702中，制造轴承。内座圈具有周向脊。轴承可以是滚珠轴承、滚针轴承或任何合适的替代物。在块704中，将周向槽机械加工到轴杆中。在包含键槽的实施例中：在块710中，轴向键槽被机械加工到轴承的内座圈中，并且在块712中，轴向键槽被机械加工到轴杆中。在块720中，将滑轮按压配合到轴承的外座圈上。在图9中未示出的替代实施例中，将滑轮模制到轴承的外座圈上。在块730中，将滑轮/轴承组件按压到轴杆上方，从而使脊与槽接合。在将键按压到键槽中的替代方案中，轴承和轴杆上的键槽被对准，并且随后在块740中，键被插入到对准的键槽中。可替换地，在使用桩固定的系统中，在块750中，使用凿子来使靠近轴杆和轴承内座圈的结合处的材料变形，由此阻止这两个组件的相对旋转。

在图9中，轴承的内座圈具有与轴杆的槽接合的脊。在替代方案中，轴承具有槽并且轴杆具有脊。

用于内燃发动机的前端附件驱动被描述为本公开适用的一个系统。本公开适用于包含含有惰轮的带传动附件的任何系统。

尽管已相对于具体实施例详细描述最佳模式，但是熟悉本领域的技术人员将认识到在所附权利要求书的范围内的各种替代设计和实施例。尽管各个实施例已描述为相对于一个或多个所需特征提供优点或优于其它实施例，但是本领域技术人员认识到，一个或多个特征可以折衷以实现取决于具体应用和实施方案的所需系统属性。这些属性包含但不限于，成本、效率、强度、耐久性、寿命周期成本、适销性、外观、包装、大小、可服务性、重量、可制造性、易组装性等。相比于其它实施例或现有技术实施方式，被表征为相对于一个或多个特征不那么期望的特征的本文中所描述的实施例不在本发明的范围外，并且可能期望用于特定实施例。

Claims (20)

1.一种惰轮系统，其包括：

轴杆，其具有周向槽；

轴承，其具有内座圈，所述内座圈具有周向脊，其中所述脊与所述轴杆的所述槽接合；以及

惰轮，其安装到所述轴承上。

2.根据权利要求1所述的惰轮系统，其进一步包括：

形成于所述轴承的所述内座圈中的轴向狭缝；

形成于所述轴杆上的轴向狭缝，其中所述轴杆上的所述轴向狭缝与所述内座圈上的所述轴向狭缝对准；以及

键，其插入到对准的轴向狭缝中。

3.根据权利要求1所述的惰轮系统，其进一步包括：通过凿子形成的桩，所述桩靠近所述轴杆和所述内座圈的结合处。

4.根据权利要求1所述的惰轮系统，其中所述惰轮按压配合到所述轴承的外座圈上，从而形成过盈配合。

5.根据权利要求1所述的惰轮系统，其中所述惰轮模制到所述轴承的外座圈上方。

6.根据权利要求1所述的惰轮系统，其中：

所述轴承按压到所述轴杆上，以使所述内座圈的所述脊坐于所述轴杆的所述槽中；以及

所述内座圈与所述脊之间的所得间隙提供滑动配合。

7.根据权利要求1所述的惰轮系统，其中所述轴承是以下项中的一个：滚珠轴承，其中滚珠安置于所述轴承的所述内座圈与外座圈之间；以及滚针轴承，其中滚针安置于所述内座圈与所述外座圈之间。

8.一种惰轮系统，其包括：

轴杆，其具有周向脊和周向槽中的一者；

轴承，其具有内座圈和外座圈；以及

惰轮，其安装到所述外座圈上，其中：

当所述轴杆具有脊时，所述内座圈具有在该内座圈中限定的周向槽；

当所述轴杆具有槽时，所述内座圈具有周向脊；以及

所述轴承安装到所述轴杆上，所述脊与所述槽接合。

9.根据权利要求8所述的惰轮系统，其进一步包括：

形成于所述轴承的所述内座圈中的轴向狭缝；

形成于所述轴杆上的轴向狭缝，其中所述轴杆上的所述轴向狭缝与所述内座圈上的所述轴向狭缝对准；以及

键，其插入到对准的轴向狭缝中。

10.根据权利要求8所述的惰轮系统，其进一步包括：通过凿子形成的桩，所述桩靠近所述轴杆和所述内座圈的结合处。

11.根据权利要求8所述的惰轮系统，其中所述惰轮按压配合到所述轴承的外座圈上，从而形成过盈配合。

12.根据权利要求8所述的惰轮系统，其中所述惰轮模制到所述轴承的外座圈上。

13.一种用于制造和安装惰轮系统的方法，其包括：

制造具有内座圈的辊轴承，所述内座圈具有第一周向特征；

在轴杆上制造第二周向特征；

将滑轮安装到所述辊轴承的外座圈上；以及

所述轴承/滑轮组件按压到所述轴杆上，所述第一周向特征和所述第二周向特征接合。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一周向特征是脊，并且所述第二周向特征是槽。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一周向特征是槽，并且所述第二周向特征是脊。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述辊轴承是滚珠轴承和滚针轴承中的一者。

17.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：

在所述轴杆中形成轴向键槽；

在所述轴承的所述内座圈中形成轴向键槽；

使所述键槽对准；以及

将键插入到所述键槽中。

18.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：将所述轴杆用桩固定到所述轴承的所述内座圈。

19.根据权利要求13所述的方法，其中所述滑轮到所述外座圈上的安装包括将所述滑轮按压配合到所述外座圈上。

20.根据权利要求13所述的方法，其中所述滑轮到所述外座圈上的安装包括将所述滑轮模制到所述外座圈上。