CN113348314A - 隔离器 - Google Patents

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CN113348314A CN202080011010.9A CN202080011010A CN113348314A CN 113348314 A CN113348314 A CN 113348314A CN 202080011010 A CN202080011010 A CN 202080011010A CN 113348314 A CN113348314 A CN 113348314A
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Abstract

一种隔离器，包括：轴；带轮，该带轮与轴进行轴颈连接；第一扭转弹簧，该第一扭转弹簧接合在轴和带轮之间；第二扭转弹簧，该第二扭转弹簧接合在轴和带轮之间，第一扭转弹簧和第二扭转弹簧沿相反方向卷绕，第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从带轮传递至轴，第二扭转弹簧在传递第一扭矩时与带轮被动地接合，且第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从轴传递至带轮，第一扭转弹簧在传递第二扭矩时与带轮被动地接合。

Description

隔离器
技术领域
本发明涉及一种隔离器，更特别是涉及一种隔离器，该隔离器有：第一扭转弹簧，该第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从带轮传递至轴；第二扭转弹簧，该第二扭转弹簧在传递第一扭矩时与带轮被动地接合，且该第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从轴传递至带轮，第一扭转弹簧在传递第二扭矩时与带轮被动地接合。
背景技术
已知在发动机的曲轴和皮带驱动附件(例如电动发电机)之间提供具有弹性元件的装置将降低在皮带上的负载。该装置可以吸收由于由点火发动机引起的扭转振动而导致的速度波动。降低负载的优点可以包括：减少峰值动态张力、减少安装张力、减少跨度振动和减少皮带打滑。所有上述优点还有助于降低寄生功率损耗的另一优点，降低寄生功率损耗可以降低燃料消耗和排放。
本领域的代表是美国专利文献No.20180087599，它公开了一种隔离器，用于通过环形驱动部件来隔离由发动机驱动的装置。该隔离器包括：轴适配器，该轴适配器可与装置的轴连接，并限定了隔离器轴线；旋转驱动部件，该旋转驱动部件可与环形驱动部件接合；第一隔离弹簧结构，该第一隔离弹簧结构包括第一扭转弹簧，并定位成在轴适配器和中间驱动部件之间传递扭矩；以及第二隔离弹簧结构，该第二隔离弹簧结构定位成在中间部件和旋转驱动部件之间传递扭矩。
还需要一种隔离器，该隔离器有：第一扭转弹簧，该第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从带轮传递至轴；第二扭转弹簧，该第二扭转弹簧在传递第一扭矩时与带轮被动地接合，且该第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从轴传递至带轮，第一扭转弹簧在传递第二扭矩时与带轮被动地接合。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器，该隔离器有：第一扭转弹簧，该第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从带轮传递至轴；第二扭转弹簧，该第二扭转弹簧在传递第一扭矩时与带轮被动地接合，且该第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从轴传递至带轮，第一扭转弹簧在传递第二扭矩时与带轮被动地接合。
本发明的其它方面将由下面的本发明说明书和附图指出，或者通过它们而变得清楚。
本发明包括一种隔离器，该隔离器包括：轴；带轮，该带轮与轴进行轴颈连接；第一扭转弹簧，该第一扭转弹簧接合在轴和带轮之间；第二扭转弹簧，该第二扭转弹簧接合在轴和带轮之间，第一扭转弹簧和第二扭转弹簧沿相反方向卷绕，第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从带轮传递至轴，第二扭转弹簧在传递第一扭矩时与带轮被动地接合，且第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从轴传递至带轮，第一扭转弹簧在传递第二扭矩时与带轮被动地接合。
附图说明
包含在说明书中并形成说明书的一部分的附图表示了本发明的优选实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是剖视图。
图2是分解图。
图3是轴的透视详图。
图4是轴的透视详图。
图5是盖的透视详图。
图6是替代实施例的剖视图。
图7是替代实施例的分解图。
图8是替代实施例链轮的透视图。
图9是替代实施例轴的透视图。
图10是替代实施例的局部剖透视图。
图11是替代实施例的局部剖透视图。
图12是表示装置的特性的图表。
具体实施方式
图1是剖视图。该实施例设置成与多肋皮带一起使用。多肋皮带在某些混合式构造中很常见。图6表示了使用有齿皮带或同步皮带的另一混合式构造的替代结构。本发明的装置可以根据混合动力系统的操作状态而用作驱动器或从动部件。
本发明的装置包括轴15。该轴15包括径向延伸的凸缘155。该凸缘155包括凹穴153和凹穴154。盖17压配合装配至带轮13的端部中。盖17在衬套12a上与轴15进行轴颈连接。带轮13的另一端在衬套12上与轴15进行轴颈连接。衬套12和衬套12a允许在带轮13和轴15之间的相对旋转运动。负载散布器11和垫圈18压配合装配在轴15的相应端部上，以便将带轮13沿轴向保持就位。带轮13在表面132处与多肋皮带(M)接合。
扭转弹簧14设置在带轮13和凸缘155之间。扭转弹簧16布置在凸缘155和盖17之间。弹簧14的端部141与带轮13的内表面131摩擦接触。端部142接合和推压在凸缘155的凹穴153上，以便驱动轴15。弹簧16的端部161接合和推压在凸缘155的凹穴154上。弹簧16的端部162与盖17的表面171滑动接合。扭转弹簧14和扭转弹簧16各自沿相反方向卷绕。扭转弹簧14和16从凸缘155沿轴线A-A沿相反方向沿轴向延伸。
图1表示了用于从动和驱动器状态下的动力流。
从动状态
在皮带驱动带轮13的从动状态下，弹簧14通过吸收皮带驱动速度波动而提供振动衰减。这些皮带驱动速度波动可能由于IC发动机的点火脉冲而引起。
通过皮带施加给带轮13的扭矩(箭头A)使得弹簧14退绕，从而在带轮13和弹簧14之间形成扭矩传递联接(箭头B)。然后，扭矩流向凸缘155和轴15，箭头C。扭矩从轴15流向从动装置，箭头D，该从动装置附接在轴15上，例如电动发电机单元(MGU)(未示出)。MGU在混合动力车辆领域中是已知的。
弹簧14线圈在端部141和端部142之间旋转地位移，这使得带轮13可以沿从动方向在轴15之前局部前进。弹簧特性使得弹簧14可以吸收由皮带引起的速度波动。带轮13的内表面133用作止动件，以便防止弹簧14受到过大应力，因为表面133防止弹簧14过度退绕。弹簧14的退绕使得线圈沿径向膨胀，从而接合表面133。
在这种从动状态下，弹簧16处于超限状态，且端部162在盖17的表面171上滑动，实际上，弹簧16变得被动，且并不参与动力传递。弹簧16缠绕在表面152上，使得弹簧16与轴15一起旋转。
驱动器状态
在驱动器状态下，弹簧16通过吸收皮带驱动速度波动而提供振动衰减。在驱动器状态下，轴15附接在MGU上并由该MGU驱动。凸缘155的凹穴154接合并驱动弹簧16的端部161。在端部161和端部162之间，弹簧16的有效线圈使得轴15可以在带轮13之前旋转地前进。端部162与盖17的表面171摩擦接触。当弹簧16退绕并压在表面171上时，它驱动盖17。盖17通过凸片172、173和174而与带轮13机械地联接或以其它方式压配合。凸片172、173和174从盖17的外周边沿径向延伸。带轮13的内表面134用作止动件，以便防止弹簧16受到过大应力，因为表面134防止弹簧16退绕。弹簧16的退绕使得线圈沿径向膨胀，从而接合表面134。
在这种驱动器状态下，弹簧14处于超限状态。端部141在带轮13的表面131上滑动，实际上弹簧14变得被动。端部142缠绕在表面151上，从而抓住表面151，以使得弹簧14与轴15一起旋转。
施加在轴15上的扭矩(箭头1)使得弹簧16缠绕，以便在轴15和盖17之间产生扭矩传递联接(箭头2和箭头3)。然后，扭矩通过与盖17的连接而流向带轮13，箭头4。扭矩从带轮13通过皮带(未示出)而流向从动装置，箭头5，例如在IC发动机(未示出)上的附件驱动系统。
图3是轴的透视详图。凸缘155从轴15沿径向延伸。凹穴153布置在凸缘155的一侧。
图4是轴的透视详图。凹穴154布置在与凹穴153相对的一侧。
图5是盖的透视详图。凸片172、173和174与带轮13接合，并从盖17的外周边沿径向延伸。内表面171与弹簧端部162接合。
图6是替代实施例的剖视图。该替代实施例用于具有有齿的皮带的系统中。
链轮20通过衬套24而与轴21进行轴颈连接。保持器25使得衬套24在轴21上保持就位。链轮20的另一端通过衬套23而与轴凸缘22进行轴颈连接。齿形皮带与表面203接合。
扭转弹簧26接合在凸缘22和链轮20之间。扭转弹簧27接合在链轮20和凸缘22之间。弹簧26的端部261与内表面222接合。弹簧26的端部262与凹穴202接合。弹簧27的端部271与凹穴221接合。弹簧27的端部272与链轮20的内表面201接合。扭转弹簧26和扭转弹簧27沿相反方向缠绕。在该实施例中，扭转弹簧26和扭转弹簧27从凸缘22沿轴线A-A沿相同方向延伸。
从动状态替代实施例。
在从动状态下，齿形皮带驱动链轮20。弹簧26通过吸收皮带驱动速度波动而提供振动衰减。弹簧27的端部272与链轮20的内表面201摩擦接触。施加给链轮20的扭矩使得弹簧27退绕，从而在链轮20和弹簧27之间传递扭矩。弹簧27在它退绕时沿径向膨胀，从而与表面201摩擦接合。
端部271推压在凸缘22的凹穴221上，以便驱动轴21。在端部272和端部271之间的弹簧线圈旋转地位移，以便使得链轮20可以在轴21之前旋转地前进，以便吸收皮带速度波动。链轮20的内表面204用作止动件，以便防止弹簧24由于沿径向过度膨胀而受到过大应力。尽管在从动状态下弹簧26处于超限状态，且端部261在凸缘22的内表面222上滑动，但是实际上弹簧26变得被动。弹簧26缠绕在表面202上，因此弹簧26与链轮20一起旋转。柱形部分225从凸缘22沿轴向方向延伸。
在从动状态下，扭矩从齿形皮带流向链轮20(箭头A)，通过弹簧27(箭头B)流向凸缘22(箭头C)。然后，扭矩流向轴21和流向从动部件(箭头D)，例如MGU(未示出)。
驱动器状态替代实施例。
当装置是齿形皮带的驱动器时，弹簧26通过吸收皮带驱动速度波动来提供振动衰减。轴21由MGU驱动。弹簧26的端部261与凸缘22的内表面222摩擦接触。当弹簧26驱动链轮20时，它沿退绕方向被驱动。端部262接合凹穴202。柱形部分225的内表面226限制弹簧26的径向位移，以便防止弹簧26通过不受控制的径向膨胀而受到过大应力。在端部261和端部262之间，弹簧26的有效线圈使得轴21可以在链轮20之前旋转地前进。
在这种驱动器状态下，弹簧27处于超限。端部272在链轮20的内表面201上滑动，实际上弹簧27变得被动。端部271缠绕在内表面224上，因此弹簧27与轴21一起旋转。
在驱动器状态下，扭矩从轴21(箭头1)流向凸缘22(箭头2)，通过弹簧26(箭头3)而流向链轮20(箭头4)。然后，扭矩从链轮20流向齿形皮带，箭头5。
图7是替代实施例的分解图。弹簧26沿径向布置在弹簧27内。齿形皮带B与齿形表面203接合。
图8是链轮的透视图。链轮20的凹穴202与弹簧26的端部262接合。表面201与弹簧27的端部272接合。
图9是轴的透视图。凹穴221与弹簧27的端部271接合。柱形部分225的内表面222与弹簧26的端部261接合。
图10是替代实施例的局部剖透视图。箭头A、B和C表示在从动状态下的扭矩流。
图11是替代实施例的局部剖透视图。弹簧26和弹簧27各自包含在链轮20的轴向长度内，从而导致装置的长度最小，这又减小了发动机的包络尺寸。链轮20与齿形皮带的宽度近似相同，例如近似25mm至30mm。
图12是表示装置特征的图表。图12表示了在MGU上的装置在发电机功能和马达功能中的使用。A线和B线表示了MGU用作发电机时的负载和卸载。C线和D线表示了MGU用作马达时的负载和卸载。作为扭矩的函数的角位移表示了装置在任一模式中的线性的可重复性能。
一种隔离器，包括：轴；带轮，该带轮与轴进行轴颈连接；第一扭转弹簧，该第一扭转弹簧接合在轴和带轮之间；第二扭转弹簧，该第二扭转弹簧接合在轴和带轮之间，第一扭转弹簧和第二扭转弹簧沿相反方向缠绕，第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从带轮传递至轴，第二扭转弹簧在传递第一扭矩时与带轮被动地接合，且第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从轴传递至带轮，第一扭转弹簧在传递第二扭矩时与带轮被动地接合。
一种隔离器，包括：轴；带轮，该带轮与轴进行轴颈连接；第一扭转弹簧，该第一扭转弹簧接合在轴和带轮之间；第二扭转弹簧，该第二扭转弹簧接合在轴和带轮之间，第一扭转弹簧和第二扭转弹簧沿相反方向缠绕，轴包括用于与第一扭转弹簧和第二扭转弹簧接合的径向凸缘，第一扭转弹簧和第二扭转弹簧从径向凸缘沿轴向延伸，第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从带轮传递至轴，第二扭转弹簧在传递第一扭矩时与带轮被动地接合，且第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从轴传递至带轮，第一扭转弹簧在传递第二扭矩时与带轮被动地接合。
一种隔离器，包括：轴；带轮，该带轮与轴进行轴颈连接；第一扭转弹簧，该第一扭转弹簧接合在轴和带轮之间；第二扭转弹簧，该第二扭转弹簧接合在轴和带轮之间，第一扭转弹簧和第二扭转弹簧沿相反方向缠绕，轴包括用于与第一扭转弹簧和第二扭转弹簧接合的径向凸缘，第一扭转弹簧和第二扭转弹簧从径向凸缘沿轴向延伸，第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从带轮传递至轴，第二扭转弹簧在传递第一扭矩时与带轮被动地接合，第一扭转弹簧在传递第一扭矩时沿退绕方向负载，且第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从轴传递至带轮，第一扭转弹簧在传递第二扭矩时与带轮被动地接合，第二扭转弹簧在传递第二扭矩时沿退绕方向负载。
尽管这里已经介绍了本发明的形式，但是本领域技术人员显然知道，在不脱离这里所述的本发明精神和范围的情况下，可以对部件的结构和关系进行变化。除非另外特别说明，在附图中表示的部件并不按比例绘制。而且，任何附加权利要求或权利要求要素都并不援引35U.S.C.§112(f)，除非在特定权利要求中明确使用了措辞“用于……的装置”或“用于……的步骤”。本发明将绝不局限于在附图中所示和在本文中所述的示例实施例或数字尺寸。

Claims (10)

1.一种隔离器，包括：
轴；
带轮，所述带轮与所述轴进行轴颈连接；
第一扭转弹簧，所述第一扭转弹簧接合在所述轴和带轮之间；
第二扭转弹簧，所述第二扭转弹簧接合在所述轴和带轮之间，
第一扭转弹簧和第二扭转弹簧沿相反方向缠绕，
第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从所述带轮传递至所述轴，在传递第一扭矩时第二扭转弹簧与所述带轮被动地接合；以及
第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从所述轴传递至所述带轮，在传递第二扭矩时第一扭转弹簧与所述带轮被动地接合。
2.根据权利要求1所述的隔离器，其中：所述轴包括用于与第一扭转弹簧和第二扭转弹簧接合的径向凸缘。
3.根据权利要求2所述的隔离器，其中：第一扭转弹簧和第二扭转弹簧从所述径向凸缘沿相反方向沿轴向延伸。
4.根据权利要求2所述的隔离器，其中：第一扭转弹簧和第二扭转弹簧从所述径向凸缘沿相同方向沿轴向延伸。
5.根据权利要求1所述的隔离器，其中：当传递第一扭矩时，第一扭转弹簧沿退绕方向负载。
6.根据权利要求1所述的隔离器，其中：当传递第二扭矩时，第二扭转弹簧沿退绕方向负载。
7.根据权利要求1所述的隔离器，其中：第一扭转弹簧的被动接合是滑动接合。
8.根据权利要求1所述的隔离器，其中：第二扭转弹簧的被动接合是滑动接合。
9.一种隔离器，包括：
轴；
带轮，所述带轮与所述轴进行轴颈连接；
第一扭转弹簧，所述第一扭转弹簧接合在所述轴和带轮之间；
第二扭转弹簧，所述第二扭转弹簧接合在所述轴和带轮之间，
第一扭转弹簧和第二扭转弹簧沿相反方向缠绕，
所述轴包括用于与第一扭转弹簧和第二扭转弹簧接合的径向凸缘，第一扭转弹簧和第二扭转弹簧从所述径向凸缘沿轴向延伸，
第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从所述带轮传递至所述轴，在传递第一扭矩时第二扭转弹簧与所述带轮被动地接合；以及
第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从所述轴传递至所述带轮，在传递第二扭矩时第一扭转弹簧与所述带轮被动地接合。
10.一种隔离器，包括：
轴；
带轮，所述带轮与所述轴进行轴颈连接；
第一扭转弹簧，所述第一扭转弹簧接合在所述轴和带轮之间；
第二扭转弹簧，所述第二扭转弹簧接合在所述轴和带轮之间，
第一扭转弹簧和第二扭转弹簧沿相反方向缠绕，
所述轴包括用于与第一扭转弹簧和第二扭转弹簧接合的径向凸缘，第一扭转弹簧和第二扭转弹簧从所述径向凸缘沿轴向延伸，
第一扭转弹簧接合成将沿第一方向的第一扭矩从所述带轮传递至所述轴，在传递第一扭矩时第二扭转弹簧与所述带轮被动地接合，第一扭转弹簧在传递第一扭矩时沿退绕方向负载；以及
第二扭转弹簧接合成将沿第二方向的第二扭矩从所述轴传递至所述带轮，在传递第二扭矩时第一扭转弹簧与所述带轮被动地接合，第二扭转弹簧在传递第二扭矩时沿退绕方向负载。
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