CN110651133A - 用于带传动装置的过滤带轮组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于车辆的附件传动装置的过滤带轮组件(1)，包括：轮毂(2)，适于固定至旋转轴；带轮(3)，同轴且自由旋转地安装在所述轮毂(2)上；致动器盘(21)，由所述轮毂(2)承载；多个弹性组件(23)，插入在所述带轮(3)与所述致动器盘(21)之间；以及扭矩限制联接器(50)，构造成当扭矩低于预定阈值时，将所述致动器盘(21)可旋转地连接至所述轮毂(2)，并且当扭矩高于所述预定阈值时，将所述致动器盘(21)与所述轮毂(2)分离。

Description

用于带传动装置的过滤带轮组件
优先权
本申请要求于2017年5月22日提交的第102017000055345号意大利专利申请的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于带传动装置的过滤带轮组件。
本发明的优选的但非排他的应用是在机动车辆的内燃发动机的附件传动装置中，以下将通过非限制性示例的方式对其进行更加清楚地阐述。
背景技术
众所周知，内燃发动机中的驱动轴由于气缸中的燃烧所引起的周期性应力而承受扭转振动。所述振动在启动和低速时特别强烈。
扭转振动导致附件传动装置的传动带轮的旋转不规则，该不规则旋转通过传动带传递到附件，因此附件会承受张力的周期性变化。
附件通常包括作为交流发电机(必要时作为启动电动机)操作的电机以及调节系统的压缩机。由于附件的惯性，作用在带上的过载不仅可能通过驱动轴的扭转振动产生，而且还可能通过所述驱动轴的剧烈加速/减速而产生。
为了“过滤”由驱动轴传递到带的扭转振荡，通常使用过滤带轮组件作为传动带轮，该过滤带轮组件设置有与驱动轴成一体的轮毂、与带配合的带轮以及介于轮毂与带轮之间的过滤单元。过滤单元可包括一个或多个弹性元件，扭矩经由该弹性元件从轮毂传递到带轮；所述弹性元件可以包括沿周向布置的涡卷形弹簧或者螺旋弹簧。
过滤带轮组件也用于驱动电机，驱动电机是具有最大惯性的附件。所述带轮组件包括：轮毂，其适于连接至电机的转子；轮毂，其设置有适于与带配合的轮廓；以及过滤单元，其设置有插入在轮毂与带轮之间的一个或多个弹性元件。
在电机由交流发电机组成的常规应用中，已知在过滤单元中装有一个空转轮，该空转轮适于单向地将运动从带轮传递到轮毂(正常操作条件)，但是在扭矩反转的情况下，使轮毂与带轮分离。可以例如通过带状弹簧来提供空转轮，该带状弹簧由轮毂或者带轮承载并且适于根据扭矩的方向膨胀或者收缩以与轮毂和带轮中的另一个成一体的对应的环形摩擦表面配合分离。
在最新的系统中，电机越来越频繁地是可逆类型的，并且根据操作条件被用作交流发电机或者电动机(作为启动电动机和/或者增压器操作)。这使得不可能使用带有空转轮的过滤单元，因为当电机被用作电动机时，它将使电机与带传动装置分离。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于带传动装置的过滤带轮组件，其允许轮毂与带轮之间在两个扭矩传递方向上的相对旋转，以便于实质上减少作用在带上的动力过载。
上述目的是通过根据权利要求1的过滤带轮组件来实现的。
附图说明
为了更好地理解本发明，下面通过非限制性示例并且参考附图来描述两个优选实施例，在附图中：
图1是根据本发明的过滤带轮组件的立体图，该过滤带轮组件适于连接至驱动轴；
图2是图1的带轮组件的侧视图；
图3和图4分别是图1的带轮组件沿线III-III局部剖开的前视图和立体图；
图5是根据图3的线V-V截取的截面图；
图6是根据图3的线VI-VI截取的截面图；
图7是前述附图中的带轮组件的过滤单元的分解立体图；
图8是根据本发明的适于连接至电机的过滤带轮组件的侧视图；
图9是图8的带轮组件沿图8的线IX-IX局部剖开的前视图；
图10是根据图9的线X-X截取的截面图；
图11是根据图9的线XI-XI截取的截面图；
图12是根据图11的线XII-XII截取的截面图。
具体实施方式
图1至图7示出了过滤带轮组件1，其包括：轮毂2，该轮毂2具有适于连接至轴(未示出)(例如，内燃发动机的曲轴)的轴线A；以及环形带轮3，该环形带轮3与轮毂2在外部同轴并且通过轴承4，优选地滚动轴承，例如滚针轴承以自由旋转的方式被支撑在轮毂2上(图5)。
带轮3包括设置有轮廓6的环形冠部5，该轮廓6适于与多楔形带(未示出)配合。带轮3还包括：径向壁7，该径向壁7与环形冠部5成一体并且优选地与环形冠部5成为朝向轮毂2径向地延伸的单个件；以及具有轴线A的大致圆柱形的内壁8，其与环形冠部5内部同轴。
带轮3一体地承载封闭盘11，封闭盘11包括：定位在带轮3的环形冠部5内侧的、具有轴线A的外圆柱壁12；面向带轮3的壁7的平坦的径向环形壁13；以及具有轴线A、以悬臂的方式在圆柱形壁12的相对侧的壁13上延伸的内圆柱套环14。封闭盘11与带轮3一起形成环形腔室15，该环形腔室15径向地包括在壁12与壁8之间，并且轴向地由壁7和壁13界定。
最后，带轮3包括两个沿直径方向相对的突出部16，该突出部16从壁7在腔室15内轴向延伸(图5)。
类似地，封闭盘11具有两个彼此沿直径方向相对的突出部17，该突出部17从壁13在腔室15内轴向延伸，面向突出部16并且相对于突出部16轴向间隔开。
突出部16和17共同限定沿直径相对的止动件18，该止动件18将腔室15分成相等容积的两个部分15a、15b。
腔室15容纳过滤单元20，该过滤单元20基本上包括致动器盘21，该致动器盘21具有轴线A，该轴线A设置有一对彼此沿直径方向相对的外部径向辐条22，以及布置在辐条22和止动件18之间的一对弹性组件23，如将在下面阐明的。
致动器盘21(图5)具有其自身的内部环形边缘25，该内部环形边缘25成角度地自由地安装在钟形元件26和与轮毂2成一体的凸缘27之间。特别地，钟形元件26形状设计成以便于形成安装在轮毂2上的内部平坦的环形壁28，中间圆柱壁29与带轮3的壁8外部地同轴，并且凸缘30轴向面向凸缘27的外边缘28。
致动器盘21安装在由低摩擦材料制成的衬套34上，该衬套34配合在钟形元件26的中间圆柱壁上并且形成轴向地插入在致动器盘21与凸缘27之间的扁平环形套环35。
致动器盘21在腔室15内旋转；在突出部16与17之间的轴向空间允许通过致动器盘21的辐条22。
过滤单元20还包括驱动环36，该驱动环36在轴向面向致动器盘21的内部环形边缘25的位置上轴向滑动地安装在衬套34上。
驱动环36(图5至图7)具有外部环形突出部37，该外部环形突出部37在致动器盘21的相对侧上轴向延伸，并且具有彼此之间成角度地等间隔的多个凹部38。凹部38与由钟形元件26的凸缘30承载的相应的轴向齿39(图5和图7)接合，以便于将钟形元件26成棱柱状地联接至驱动环36。
预加载装置有利地轴向地插入于钟形元件26的凸缘30与驱动环36(例如盘形弹簧40)之间，其目的是将驱动环36轴向地推向致动器盘21。
多个滚珠44轴向地插入在驱动盘36与致动器盘21之间，并且由保持架45承载在成角度等间隔的位置中，该保持架为扁平环的形式设置有用于容纳滚珠44的孔46。保持架45布置成轴向地抵靠致动器盘21。滚珠44不仅被容纳在相应的孔46中，而且部分地并且稳定地被容纳在相应的优选地具有圆锥形状并且在致动器盘21的环中获得的前座47中(图6)，并且与相应的优选地具有圆锥形状并且在驱动环36中获得的前座48配合。
滚珠44与致动器盘21和驱动环36形成扭矩限制联接器，其总体上用50表示。
相对于盘形弹簧40的刚度来选择座48的打开角度(即，每个座的母线与座本身的轴线形成的角度)，以便限定可以通过联接器50传递的扭矩阈值，如以下将更好地描述的。
带轮1还设置有动力阻尼器51，该动力阻尼器51包括面向封闭元件11并且具有与轮毂2成一体的轮毂部分53的盘52以及通过由弹性材料制成的环56限制在盘52的周边部分55的抗震环54。
带轮1还可以在封闭元件11的套环14与阻尼器52的轮毂部分53之间包括防尘唇形密封件26。
如在图3、图4和图7中更好地示出，弹性组件23包括在腔室15的相应部分15a、15b内沿周向彼此同轴地布置的相应成对的螺旋弹簧57、58。更具体地，外部弹簧57、内部弹簧58和一对由塑料材料制成的端部滑块59施加在弹簧57的端部上，并且适于避免弹簧57、58的端部与止动件18或者致动器盘21的辐条22之间直接接触。
组件1的操作如下。
在没有扭矩的情况下，致动器盘21通过联接器50与轮毂2(因此与驱动轴)成为一体。弹性组件23未变形，并且在理论上如果它们没有(圆周)在腔室15的各个部分15a、15b内的轴隙，则他们将致动器盘21保持在其中辐条22与止动件18对准(图3、图4)的角度位置。
扭矩经由扭矩限制联接器50从轮毂2传递到致动器盘21，直到达到联接阈值。在这种工作模式下，其在正常操作条件下发生，联接器50的滚珠44容纳在致动器盘21的座47中并且接合在驱动环的座48中，因为从滚珠44传递到驱动环36的力的轴向分量小于盘形弹簧40的弹性反作用。
随着扭矩增加并且达到所述阈值，致动器盘21相对于带轮3旋转，因为扭矩通过致动器盘21的辐条22经由已压缩的弹性组件23传递至带轮3的止动件18。扭转振荡被弹性组件23过滤掉。
如果出现高于上述阈值的扭矩值(例如在启动过程中或者在随后的突然瞬变期间可能发生)，则通过滚珠44传递给驱动环36的力的轴向分量将克服盘形弹簧40的弹性反作用力。因此，驱动环36从致动器盘21移开，并且滚珠44从阀座48出来，从而使致动器盘21与轮毂2分离。
分离显然是暂时的，并且一旦联接器50返回到低于阈值的值，则联接器50恢复扭矩的传递。
以这种方式，冲击可以避免被避免；因此，组件的尺寸可以设计成更轻并且更紧凑。
此外，由于分离取决于力的平衡而不取决于例如在摩擦表面之间的相对滑动，所以可以精确地确定阈值并且操作是可靠的。
图8至图12示出了本发明的第二实施例，其包括带轮组件70，该带轮组件70用于驱动机动车辆的附件传动装置的电机。就与先前描述的组件1不同的方面概括地描述了组件70，使用相同的附图标记来标识与已经描述的部分相同或者相对应的部分。
带轮组件70包括轮毂2、通过轴承4支撑在轮毂上的带轮3和过滤单元20，该过滤单元20包括设置有辐条22的致动器盘21和一对弹性组件23，在这种实例中，带轮组件70包括一个单个弹簧57，该弹簧57沿周向布置在相应的沿直径相对的止动件18之间。
致动器盘21可以通过扭矩限制联接器50选择性地联接至轮毂2，该扭矩限制联接器50包括与轮毂2成棱柱形联接的驱动环36以及轴向地插入在致动器盘21与驱动环36之间的多个滚珠44。
滚珠44部分地容纳在驱动环36中获得的座48中，并且选择性地与在致动器盘21中获得的座47配合。驱动环36轴向滑动并且受到彼此并联的多个盘形弹簧40的弹性推力。
最后，组件70包括阻尼装置71(图10至12)，该阻尼装置包括C形弹簧72，该C形弹簧72包封轮毂2并且在轮毂上弹性地紧固由塑料材料制成的衬套73，该衬套73也以C形开口。弹簧72具有端部卷曲74，该端部卷曲74向外弯曲并且与定位在带轮3内部的环76的内凹槽75具有间隙的接合。
根据组件1的描述，组件70的操作对于本领域技术人员而言是显而易见的。
在本实例中，在正常操作条件下，扭矩从带轮3传递到轮毂2，并且联接器50被设计成使得当超过可传递扭矩的阈值时，滚珠44从致动器盘21(而不是驱动环36)脱离。
阻尼装置70对于振幅小于在卷曲74与凹槽75之间的角间隙的小振荡不起作用，以便于使弹性组件23的过滤作用最大化。
当在轮毂2与带轮3之间的相对旋转具有足以使卷曲74与凹槽的一侧接触的幅度时，组件70被激活。
此外，阻尼装置70根据相对旋转的方向产生不对称的阻尼。参考图12中所示的旋转方向，如果带轮3倾向于超越轮毂2(正常操作)，则在卷曲74和与带轮3成一体的环76之间的相互作用将使得“打开”弹簧73并且减少阻尼扭矩；反之亦然，如果在驱动轴突然减速后，由于电机的惯性而使带轮3倾向于被轮毂2超越，则在卷曲74和与带轮3成一体的环76之间的相互作用将使得“闭合”弹簧73并且增加阻尼扭矩。
可以在不脱离权利要求所限定的保护范围的情况下对所描述的带轮组件1、70进行修改和变型。
特别地，弹性组件23可以在腔室15的相应部分15a、15b中具有角隙，以便在轮毂2与带轮3之间限定自由旋转角，在该自由角度内轮毂2和带轮3不干涉。
弹性组件23可以包括彼此同轴的两个弹簧或者一个单个弹簧，或者可以省略保持架45。
同样，可以使用其他的预加载装置(例如磁性的或者气动的)，或者座椅47、48可以具有不同的形式(例如它们可以是凸轮的形式)。

Claims (13)

1.一种用于车辆的附件传动装置的过滤带轮组件(1)，包括：轮毂(2)，适于固定至旋转轴；带轮(3)，同轴安装在所述轮毂(2)上且在所述轮毂(2)上自由旋转；致动器盘(21)，由所述轮毂(2)承载；多个弹性组件(23)，插入在所述带轮(3)与所述致动器盘(21)之间；以及扭矩限制联接器(50)，构造成当扭矩低于预定阈值时，将所述致动器盘(21)旋转地连接至所述轮毂(2)，并且当扭矩高于所述预定阈值时，将所述致动器盘(21)与所述轮毂(2)分离。
2.根据权利要求1所述的带轮组件，其特征在于，所述扭矩限制联接器(50)包括：驱动元件，与所述轮毂(2)呈棱柱形联接；多个滚动体(44)，插入在所述驱动元件(36)与所述致动器盘(21)之间；以及至少一个预加载装置(40)，趋于保持所述滚动体(44)与所述驱动元件(36)和所述致动器盘(21)接合，当超过所述阈值时，至少一个所述预加载装置(40)允许所述滚动体(44)从所述驱动元件(36)或从所述致动器盘(21)脱离。
3.根据权利要求1或2所述的带轮组件，其特征在于，所述滚动体是轴向地插入在所述驱动元件(36)与所述致动器盘(21)之间的滚珠。
4.根据权利要求3所述的带轮组件，其特征在于，所述滚珠(44)部分地容纳在所述致动器盘(21)和所述驱动元件(36)中的一个的第一座(47、48)中，并且与所述致动器盘(21)和所述驱动元件(36)中的另一个的第二座(48、47)配合，至少所述第二座(47、48)成形为根据所传递的扭矩的值来与所述滚珠(44)交换作用力。
5.根据权利要求4所述的带轮组件，其特征在于，至少所述第二座(48、47)是圆锥形。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的带轮组件，其特征在于，所述滚珠由保持架(45)承载。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的带轮组件，其特征在于，所述驱动元件是布置成面向所述致动器盘(2)并且相对于所述轮毂(2)可轴向移动的环，并且所述至少一个预加载装置(40)作用在所述驱动元件(36)上以将其推向所述致动器盘(21)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的带轮组件，其特征在于，包括阻尼装置(51)，以阻尼在所述轮毂(2)与所述带轮(3)之间的相对振荡。
9.根据权利要求8所述的带轮组件，其特征在于，所述阻尼组件(71)对于振幅大于预定阈值的振荡是有效的。
10.根据权利要求8所述的带轮组件，其特征在于，所述阻尼组件(71)根据在所述轮毂(2)与所述带轮(3)之间的相对旋转的方向限定不同的阻尼值。
11.一种机动车辆的附件传动装置，包括前述权利要求中任一项所述的带轮组件。
12.根据权利要求11所述的传动装置，其特征在于，所述带轮组件的所述轮毂连接至所述附件传动装置的所述驱动轴。
13.根据权利要求11所述的传动装置，其特征在于，所述带轮组件的所述轮毂连接至电机的轴。
CN201880033577.9A 2017-05-22 2018-05-22 用于带传动装置的过滤带轮组件 Active CN110651133B (zh)

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