CN109154327B - 隔离解耦器 - Google Patents

Abstract

一种隔离解耦器，其包括轴；带轮，所述带轮被轴颈支承于所述轴；扭转弹簧，所述扭转弹簧在其每个端部上包括在垂直于旋转轴线A‑A的平面中呈平面的平坦平面；单向离合器，所述单向离合器接合在所述扭转弹簧和所述轴之间；将扭转弹簧的一端部连接到单向离合器的焊缝；和将所述扭转弹簧的另一个端部连接到带轮的焊缝。

Description

隔离解耦器

技术领域

本发明涉及一种隔离解耦器，更具体地，本发明涉及一种这样的隔离解耦器：所述隔离解耦器包括将扭转弹簧的一端部连接到单向离合器的焊接部以及将扭转弹簧的另一个端部连接到带轮的焊接部。

背景技术

由于更好的燃料经济性的益处，用于客车应用的柴油发动机日益增加。此外，汽油发动机逐渐增加压缩比以便改善燃料效率。结果，由于发动机中的上述变化，柴油发动机和汽油发动机辅助驱动系统必须克服来自曲轴的更大幅度的振动。

由于曲轴振动增加再加上高加速/减速率以及交流发电机的高惯性，因此发动机辅助驱动系统经常由于皮带打滑而产生皮带的吱吱噪声。这也会缩减皮带的使用寿命。

曲轴隔离器/解耦器和交流发电机解耦器/隔离器已广泛用于具有高角振动的发动机，以便过滤发动机运行速度范围内的振动并且还控制皮带吱吱的噪声。

本领域的代表是美国专利号8,931,610，其公开了一种隔离器解耦器，所述隔离器解耦器包括：带轮；轴，所述带轮在低摩擦衬套上被轴颈支承于所述轴；弹簧支架，带轮在低摩擦衬套上被轴颈支承于所述轴，所述弹簧支架在低摩擦衬套上被轴颈支承于所述轴；联接在带轮和弹簧支架之间的扭转弹簧；与轴摩擦接合的单向离合器弹簧，所述单向离合器弹簧联接到弹簧支架并且设置在扭转弹簧的径向内侧，带轮能够暂时接合单向离合器弹簧的端部，由此暂时削弱单向离合器弹簧与轴的摩擦接合。

所需要的是一种隔离解耦器，其包括将扭转弹簧的一端部连接到单向离合器的焊接部以及将扭转弹簧的另一个端部连接到带轮的焊接部。本发明满足了这种需要。

发明内容

本发明的主要方面是一种隔离解耦器，其包括将扭转弹簧的一端部连接到单向离合器的焊接部，以及将扭转弹簧的另一个端部连接到带轮的焊接部。

通过以下本发明的描述和附图，将指出或使本发明的其他方面变得显而易见。

本发明包括隔离解耦器，所述隔离解耦器包括轴；带轮，所述带轮被轴颈支承于所述轴；扭转弹簧，所述扭转弹簧在扭转弹簧的每个端部上包括在垂直于旋转轴线A﹣A的平面中呈平面的平坦表面；单向离合器，所述单向离合器接合在扭转弹簧和轴之间；将扭转弹簧的一端部连接到单向离合器的焊缝；以及将扭转弹簧的另一个端部连接到带轮的焊缝。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书一部分的附图示出了本发明的优选实施例，所述附图与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明装置的横截面视图；

图2是图1的截面图；

图3是图1的截面图；

图4是本发明装置的分解视图；

图5是替代实施例的横截面视图；

图6是图5中的替代实施例的分解视图。

具体实施方式

图1是本发明装置的横截面视图。交流发电机隔离解耦器包括带轮1，扭转弹簧2、轴3、轴承4、滚子单向离合器5、离合器支架6、轴颈轴承7、盖部8和弹簧保持器9。

带轮1经由轴承4和7安装在轴3上。单向离合器5被压入离合器支架6中。扭转弹簧2将离合器支架6连接到带轮1。扭转弹簧2通过焊接连接到离合器支架6和弹簧保持器9。弹簧保持器9通过焊接连接到带轮1。在组装之前，扭转弹簧2可以相对于离合器支架6和带轮1在装载方向上自由旋转。

使用激光焊接来连接部件使得不必使用焊条。在激光焊接中，被焊接的每个部分的金属母材液化并且结合以便形成单条焊缝。在替代实施例中，可以在焊接过程中使用合适的焊条材料以便形成焊缝，从而连接这些部件。示例性工艺包括TIG焊接或MIG焊接。

当通过皮带(未示出)向带轮1施加载荷时，弹簧2通过其附接到弹簧保持器9的端部而被沿卷绕方向加载。扭转弹簧2的附接到离合器支架6的另一个端部抵抗加载，这是因为单向离合器5被锁定在轴3上。

在预定扭矩的情况下，弹簧2将径向收缩，从而呈现均匀的形状，由此弹簧线圈中的每个线圈均具有大致相同的半径。过渡线圈300收缩以形成缠绕在离合器支架6上的连续螺旋结构。所有的线圈通常都与支架6和弹簧保持器9接合。预定扭矩的大小取决于应用，并且可以是例如大约20Nm。

过渡线圈300具有半径R2。扭转弹簧的每个端部21、22都具有半径R1。半径R2大于半径R1。在本说明书中提供的数值仅是示例性的，并且不旨在限制本发明的范围。

弹簧2在每个端部21、22处具有线圈。每个端部线圈21、22具有比过渡线圈300更小的半径，以便与离合器支架6和弹簧保持器9摩擦接触。两个端部线圈21、22如图1所示的那样都被研磨平坦，参见表面100。

图2是图1的截面图。端部22的表面100a在位置400和位置401之间延伸。在端部21上有类似的平坦表面100b。平坦表面100a提供环形边缘，弹簧端部22通过所述环形边缘而焊接到支架6上。平坦表面100b提供环形边缘，端部21通过所述环形边缘而焊接到保持器9。每个平坦表面100a和100b在垂直于旋转轴线A﹣A的平面中是呈平面的。

焊缝200在线圈的末端的位置400处开始并且在位置401处中止，所述位置401是弹簧2的有效线圈的开始位置。焊缝200将弹簧2焊接到支架6。焊缝200的周向长度小于360度。

有效线圈的原点是由其中弹簧线圈不与装置的任何其他部件接触的点所限定，即位置401。位置400可以位于相对于位置401成弧角β内的任何位置处。位置401可以位于弧角α内的任何位置处。在401处开始并且在过渡线圈300前结束的线圈部分23可以用于在装置操作期间扭转弹簧2卷绕和展开到其静止位置时防止在多个方向上的动态载荷。线圈部分23的内径将与弹簧保持器9或离合器支架6相接触。因此扭转弹簧2的被焊接部分端部22不会弯曲。保护性线圈部分23的长度决定被焊接的线圈在操作期间将经受的动态载荷。保护性线圈部分23越长，弹簧2的被焊接部分(即，弹簧与焊缝200接触的部分)的载荷越小。因此，线圈部分23的长度可以基于特定应用的动态需要来调节。焊缝200可以变成较短的长度，这转而使保护性线圈更长，从而减小了焊缝200所经受的动态载荷。

通过调节角度α和角度β，从而调节弹簧保护性线圈23的长度，装置可以调节成在焊缝200上具有特定的载荷。可调性允许使用者补偿由于部件公差所导致的制造变化。在针对给定系统设计和制造装置时，这转而为装置增加了更多不同的功能。在某些应用中，α和β都等于零。

在下文中，表格是保护性线圈部分23的长度可以如何变化的示例。β的最小值为0°，即，焊缝200在弹簧的端部处开始。如果是闭合螺旋弹簧并且焊缝200在整个线圈的圆周长度上延伸，则α的最大值将是360°。表中的保护性线圈23的长度值是针对线圈横截面为4.6mm×4.6mm的弹簧的示例。如果该横截面改变，则保护性线圈23的长度将针对给定的α和β值而改变。

弹簧端部21上的扭转载荷在焊缝201的端部的位置401处开始。角度α等于或大于零。角度β等于或大于零。角度Δ设置在角度α和角度β之间。角度Δ介于90度至140度的范围内。因此，焊缝200的总周长为：α+β+Δ<360°。

图3是图1的截面图。焊缝201将弹簧保持器9焊接到弹簧端部21。焊缝201位于端部403和404之间由角度γ划界的部分内。焊缝202位于弹簧保持器9和皮带轮1之间、在端部405和406之间。

焊缝201产生热影响区(HAZ)。焊缝202处于由角度γ划界的部分的周向外部，以便避免在针对焊缝202的焊接操作情况下损害焊缝201以及避免可能使来自焊缝201的HAZ退变。焊缝201角度γ介于60度至120度的范围内。焊缝202和焊缝201的总组合圆周长度小于360度。

尽管端部406可以根据404和406之间的径向距离“d”而略微径向地重叠端部404，端部406通过留下大约5度的周向间隙“a”而在未到达端部404处中止，使得HAZ不受影响。尽管根据403和405之间的径向距离“d”，端部405和端部403之间可以存在轻微的径向重叠，端部405通过留下大约5度的间隙“b”而在未到达端部403处停止，使得HAZ不受影响。

图4是本发明的装置的分解视图。盖部8与带轮1卡扣配合。保持器6压配合到单向离合器5。

图5是替代实施例的横截面视图。在该替代实施例中，弹簧2通过焊缝502焊接到弹簧保持环21并且通过焊缝501焊接到带轮1。该设计允许使用两个轴承22、24的更坚固的设计。特别地，焊缝500将弹簧端部210焊接到弹簧支架6。焊缝501将端部220焊接到带轮1。焊缝502将弹簧保持环21焊接到端部220。环21位于扭转弹簧2的径向内侧。

除非在该图中另外说明，否则如本说明书中的其他附图中所述的那样布置弹簧20的平坦端部。

图6是图5中的替代实施例的分解视图。

尽管本文已经描述了本发明的形式，但是对于那些本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本文描述的本发明的精神和范围的情况下，可以对部件的结构和关系进行改变。

Claims (11)

1.一种隔离解耦器，其包括：

轴；

带轮，所述带轮被轴颈支承于所述轴；

扭转弹簧，所述扭转弹簧在其每个端部上包括在垂直于旋转轴线A﹣A的平面中呈平面的平坦表面；

单向离合器，所述单向离合器接合在所述扭转弹簧和所述轴之间；

将所述扭转弹簧的一端部连接到所述单向离合器的焊缝；和

将所述扭转弹簧的另一个端部连接到所述带轮的焊缝。

2.根据权利要求1所述的隔离解耦器，其中，所述带轮通过轴承而被轴颈支承于所述轴。

3.根据权利要求1所述的隔离解耦器，其还包括：

离合器支架，所述离合器支架接合到所述单向离合器；和

所述扭转弹簧的所述一端部焊接到所述离合器支架。

4.根据权利要求1所述的隔离解耦器，其还包括：

弹簧保持器，所述弹簧保持器焊接到所述带轮；和

所述扭转弹簧的所述另一个端部焊接到所述弹簧保持器。

5.根据权利要求1所述的隔离解耦器，其还包括：

环，所述环设置在所述扭转弹簧的径向内侧；

所述扭转弹簧的所述另一个端部焊接到所述环；并且

所述扭转弹簧焊接到所述带轮。

6.根据权利要求1所述的隔离解耦器，其中，每个所述平坦表面周向地延伸小于360度的角度。

7.根据权利要求1所述的隔离解耦器，其中，将所述扭转弹簧的所述一端部连接到所述单向离合器的所述焊缝的长度包括这样的部分，所述部分具有角长度α、β和Δ并且具有总角长度α+β+Δ，其中α毗邻扭转弹簧的有效线圈，β毗邻所述扭转弹簧的所述一端部，Δ位于α和β之间。

8.根据权利要求7所述的隔离解耦器，其中，将所述扭转弹簧的所述一端部连接到所述单向离合器的所述焊缝的长度小于360°。

9.根据权利要求1所述的隔离解耦器，其中，将所述扭转弹簧的所述另一个端部连接到所述带轮的所述焊缝的长度小于360°。

10.根据权利要求4所述的隔离解耦器，其中：

所述弹簧保持器焊接到所述带轮；和

将所述弹簧保持器焊接到所述带轮的焊接部的热影响区与所述扭转弹簧的所述另一个端部和所述弹簧保持器之间的焊接部的热影响区不会径向重叠。

11.根据权利要求1所述的隔离解耦器，其中，所述扭转弹簧包括保护性线圈部分，所述保护性线圈部分设置在过渡线圈和将所述扭转弹簧的所述一端部连接到所述单向离合器的所述焊缝的端部之间。

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