PL192880B1

PL192880B1 - Zespół napędowy z przekładnią pasową przenoszący ruch silnika spalinowego na zespół pomocniczy, zwłaszcza alternator

Info

Publication number: PL192880B1
Application number: PL336713A
Authority: PL
Inventors: Pierre A. Mevissen; Henry W. Thomey; K. Mats Lipowski; Klaus K. Bytzek; Kin Lam
Original assignee: Litens Automotive Inc
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2006-12-29
Also published as: JP4535517B2; CZ298343B6; EP0980479B1; HUP0002737A2; HU224739B1; KR20010012309A; WO1998050709A1; AU7202398A; CZ392699A3; PL336713A1; CA2288748C; ES2205483T3; KR100532892B1; BR9809790A; DE69817556D1; DE69817556T2; CA2288748A1; HUP0002737A3; JP2001523325A; US6083130A

Abstract

PL 192880 1. Zespól napedowy z przekladnia pasowa prze- noszacy ruch silnika spalinowego na zespól pomocni- czy, zwlaszcza alternator, wyposazony w zespól pia- sty, zaklinowany na walku napedzanego zespolu pomocniczego, w kolo pasowe osadzone na tym ze- spole piasty i napedzane przekladnia pasowa, oraz w zespól sprzegla jednokierunkowego, sprzegajace- go to kolo pasowe z zespolem piasty, znamienny tym, ze zespól (72, 272, 322, 462) sprzegla jednokie- runkowego (76, 276, 336, 466, 652) wyposazony jest w oddzielna, polaczona z nim szeregowo sprezyne (74, 274, 370, 324, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722), która sprzezona jest z zespolem pia- sty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708) przenoszac na niego ruch obrotowy z kola pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606), w którego kierunku obracany jest walek (36) z mozliwoscia chwilowych obrotów w kierunku przeciwnym, a ponadto, sprzeglo jednokierunkowe (76, 276, 336, 466, 652) jest pola- czone z kolem pasowym (106, 206, 306, 432, 502, 606) przez tarcie, wzglednie slizgowo, przenoszac ruch obrotowy na zespól piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708) i walka (36) z predkoscia obrotowa przewyzszajaca zmniejszona predkosc obro- towa kola pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zespół napędowy z przekładnią pasową przenoszący ruch silnika spalinowego na zespół pomocniczy, zwłaszcza alternator, wyposażony w zespół piasty, zaklinowany na wałku napędzanego zespołu pomocniczego, w koło pasowe osadzone na tym zespole piasty i napędzane przekładnią pasową, oraz w zespół sprzęgła jednokierunkowego, sprzęgającego to koło pasowe z zespołem piasty.

Tego typu zespoły napędowe z przekładnią pasową stosowane są do przenoszenia mocy, za pomocą sprzęgła elektromagnetycznego, z wału korbowego silnika spalinowego na obciążenie stanowiące alternator (prądnicę), pompę wodną, pompę olejową, oraz sprężarkę klimatyzatora. Napędzane przez zespół napędowy części składowe silnika znajdują się w stałym położeniu, a ponadto, zespół wyposażony jest w urządzenie do automatycznego krygowania naprężenia pasa.

Silniki spalinowe działają jak układ impulsowy, który wytwarza moc tylko w okresie spalania. Im krótsze impulsy spalania, tym większa jest stabilność obrotowa silnika. Wał korbowy doznaje przyśpieszenia w czasie każdego suwu silnika, a następnie spowolnienia aż do następnego suwu. Wielkość pulsacji wału korbowego zależy od ilości cylindrów, szybkości spalania paliwa, oraz charakterystyki spalania paliwa. Na przykład, chwilowe przyspieszenia wału korbowego jest większe dla silnika wysokoprężnego niż podobnego silnika benzynowego.

Fluktuacje prędkości wału korbowego przenoszą się na serpentynowy pas napędowy, a z niego na napędzane obciążenie. W wyniku fluktuacji prędkości, obciążenie bezwładnościowe generuje w sposób dynamiczny na pasie serpentynowym naprężenia mechaniczne, w miarę jak pas serpentynowy przyśpiesza je w sposób ciągły i spowalnia. Wielkość siły napędzającej jest funkcją kwadratową, zależną od bezwładności napędzanego obciążenia składowych i stosunku przełożenia.

Fluktuacje naprężenia pasa napędowego są największe w przypadku małego silnika (cztery, pięć cylindrów) i najmniejszego zakresu prędkości (bieg jałowy). Naprężenia mogą być zmniejszone przez redukcję bezwładności silnika (zastosowanie koła zamachowego z podwójną masą), albo zwiększenie chwilowego przyspieszenia silnika, jak ma to miejsce w silniku wysokoprężnym. Istotny wpływ na naprężenia pasa napędowego mają również warunki pracy silnika, na przykład kiedy silnik pracuje na wysokich obrotach przy prędkości mniejszej od prędkości minimalnej dla danego zakresu obrotów.

W takich warunkach pracy, dynamiczne obciążenie pasa napędowego staje się tak duże, że urządzenie do naciągania pasa nie nadąża za fluktuacjami prędkości, skutkiem czego są szumy albo poślizgi pasa, a także drgania pasa, urządzenia do jego naciągania i innych współpracujących części składowych.

Do ograniczenia tego negatywnego efektu stosowane są na wale korbowym izolatory skrętności. Mają one jednak dużą objętość i ograniczoną sprawność, a ponadto są ciężkie i kosztowne. Ograniczona sprawność takich izolatorów skrętności wynika głównie z ich sztywności, a ta z konstrukcji napędu wykorzystującego możliwie pełną moc.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej nr US 5156573 znany jest serpentynowy układ napędowy pojazdu samochodowego. Układ ten wyposażony jest w śrubową sprężynę i sprzęgło jednokierunkowe, znajdujące się między kołem pasowym alternatora i zespołem piasty.

Śrubowa sprężyna wykonana jest ze sprężystej stali i pełni dwie funkcje: 1) sprężyste przekazywanie na zespół piasty ruchów obrotowych koła alternatora zgodnie z kierunkiem jego obrotu, a także w kierunku przeciwnym, oraz 2) odsprzęganie koła alternatora od zespołu piasty, dzięki czemu zarówno zespół piasty, jak i wałek alternatora mogą się obracać z prędkością większą od prędkości obrotowej koła alternatora, kiedy prędkość wałka zdawczego silnika zmniejsza się do wartości pozwalającej na ustalenie się ujemnego momentu obrotowego między kołem alternatora, a zespołem piasty.

Na obydwie te funkcje sprężyny nakładane są różne wymagania techniczne. Na przykład, funkcja optymalnego przekazywania ruchu obrotowego wymaga większego ugięcia sprężyny (bardziej sztywnej), niż w przypadku sprzęgania/odsprzęgania. Korzystniejsze jest większe ugięcie sprężyny w celu optymalnego przekazywania ruchu koła alternatora na zespół piasty, ze względu na duże siły skrętne. Natomiast do sprzęgania/odsprzęgania korzystne jest mniejsze ugięcie sprężyny, to jest mniejsza siła, aby zmniejszyć tarcie i generację ciepła. Tak więc większe ugięcie sprężyny, korzystne do sprawniejszego transferu obrotu, miało by negatywny wpływ na sprzęganie/odsprzęganie, oraz na odwrót. Ponadto, do optymalnej realizacji funkcji sprzęgania/odsprzęgania korzystne jest zastosowaPL 192 880 B1 nie materiału o większym współczynniku tarcia, niż w przypadku realizacji funkcji przekazywania ruchu obrotowego.

Istotę wynalazku stanowi zespół napędowy z przekładnią pasową przenoszący ruch silnika spalinowego na zespół pomocniczy, zwłaszcza alternator, wyposażony w zespół piasty, zaklinowany na wałku napędzanego zespołu pomocniczego, w koło pasowe osadzone na tym zespole piasty i napędzane przekładnią pasową, oraz w zespół sprzęgła jednokierunkowego, sprzęgającego to koło pasowe z zespołem piasty.

Zespół napędowy charakteryzuje się tym, że zespół sprzęgła jednokierunkowego wyposażony jest w oddzielną, połączoną z nim szeregowo sprężynę, która sprzężona jest z zespołem piasty przenosząc na niego ruch obrotowy z koła pasowego, w którego kierunku obracany jest wałek z możliwością chwilowych obrotów w kierunku przeciwnym, a ponadto, sprzęgło jednokierunkowe współpracuje z kołem pasowym przez tarcie, względnie ślizgowo, przenosząc ruch obrotowy na zespół piasty i wałka z prędkością obrotową przewyższającą prędkość obrotową koła pasowego, kiedy jego prędkość zmniejsza się do określonej wartości.

Sprężyna ma ugięcie właściwe korzystnie większe, najkorzystniej przynajmniej dziesięciokrotnie, od ugięcia właściwego sprzęgła jednokierunkowego.

Współczynnik tarcia sprzęgła jednokierunkowego jest korzystnie większy od współczynnika tarcia sprężyny, oraz wynosi względem stalowego koła pasowego przynajmniej 0,25, najkorzystniej w zakresie od 0,3 do 0,4.

W korzystnym rozwiązaniu zespołu napędowego sprężyna i sprzęgło jednokierunkowe mają postać zwiniętej struktury stalowej, przy czym zwoje sprzęgła jednokierunkowego mają mniejszą grubość promieniową od grubości promieniowej zwojów sprężyny.

Połączone ze sprężyną sprzęgło jednokierunkowe składa się korzystnie ze zwiniętej stalowej taśmy sprężystej, oraz ze znajdującego się na niej materiału ciernego o współczynniku tarcia większym od współczynnika tarcia taśmy sprężystej. W takiej konfiguracji korzystnym jest jeżeli sprężyna jest jednym swym końcem przymocowana do zespołu piasty, natomiast przeciwnym - połączona jest ze sprzęgłem jednokierunkowym, przy czym materiał cierny sprzęgła jednokierunkowego współpracuje z kołem pasowym przez tarcie, przy jednoczesnym przenoszeniu przez sprężynę ruchu obrotowego koła pasowego na zespół piasty, względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach zespołu piasty i wałka z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego, kiedy jego prędkość zmniejsza się do określonej wartości.

W innym korzystnym rozwiązaniu zespołu napędowego, sprężyna i sprzęgło jednokierunkowe połączone są osiowo na zakładkę, najkorzystniej za pomocą tulejowego łącznika. W jeszcze korzystniejszym rozwiązaniu zespołu napędowego, sprężyna znajduje się wewnątrz, a sprzęgło jednokierunkowe na zewnątrz tulejowego łącznika, przy czym sprężyna jest jednym swym końcem połączona z zespołem piasty, natomiast swym przeciwległym końcem - z tulejowym łącznikiem, zaś sprzęgło jednokierunkowe jest jednym swym końcem połączone z tuleją, natomiast przeciwległym swym końcem współpracuje z kołem pasowym przez tarcie, przy jednoczesnym sprzęgnięciu zespołu piasty z kołem pasowym za pomocą sprężyny, względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach zespołu piasty i wałka z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego, kiedy jego prędkość zmniejsza się do określonej wartości.

W kolejnym, korzystnym rozwiązaniu wynalazku, sprężyna jest jednym swym końcem połączona z zespołem piasty, natomiast swym przeciwległym końcem - ze sprzęgłem jednokierunkowym odkształcanym sprężyście promieniowo na zewnątrz, które znajduje się w ciernym zestyku z kołem pasowym kiedy jest ono nieruchome, oraz współpracuje z nim przez tarcie na większym obszarze w czasie obrotu wałka, przy jednoczesnym przenoszeniu za pomocą sprężyny ruchu obrotowego z koła pasowego na zespół piasty.

Sprężyna ma korzystnie postać stalowej sprężyny śrubowej, natomiast sprzęgło jednokierunkowe składa się ze zwiniętej stalowej taśmy sprężystej, oraz ze znajdującego się na niej materiału ciernego o współczynniku tarcia większym od współczynnika tarcia zarówno taśmy sprężystej, jak i sprężyny.

Korzystnie sprężyna jest jednym swym końcem przymocowana do zespołu piasty, natomiast swym przeciwległym końcem - do sprzęgła jednokierunkowego, które współpracuje z kołem pasowym przez tarcie, przy jednoczesnym przenoszeniu za pomocą sprężyny ruchu obrotowego z koła pasowego na zespół piasty, względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach zespołu piasty z prędkością

PL 192 880 B1 większą od prędkości obrotowej koła pasowego, kiedy jego prędkość zmniejsza się do określonej wartości.

Sprężyna ma korzystnie postać sprężyny śrubowej, która jednym swym końcem przymocowana jest do zespołu piasty, natomiast swym przeciwnym końcem połączona jest ze sprzęgłem jednokierunkowym, które składa się ze zwiniętej stalowej taśmy sprężystej, oraz ze znajdującego się na niej materiału ciernego o współczynniku tarcia większym od współczynnika tarcia taśmy sprężystej, przy czym przy rozruchu koła pasowego, z jego powierzchnią wewnętrzną styka się przez tarcie swym materiałem ciernym wolny koniec sprzęgła jednokierunkowego, natomiast przy dalszym jego obrocie -całe sprzęgło jednokierunkowe, przy jednoczesnym sprzężeniu obrotowym koła pasowego z zespołem piasty, za pomocą sprężyny.

Sprężyna ma korzystnie postać sprężyny wybranej spośród grupy obejmującej: śrubową sprężynę skrętną wykonaną z drutu o kołowym przekroju poprzecznym, nakładkową w kierunku osiowym śrubową sprężynę skrętną wykonaną z drutu o kołowym przekroju poprzecznym, śrubową sprężynę skrętną wykonaną z płaskiego drutu, nakładkową w kierunku osiowym śrubową sprężynę skrętną wykonaną z płaskiego drutu, oraz sprężynę gumową, względnie wykonaną na bazie gumy.

W szczególnym rozwiązaniu wynalazku zespół napędowy jest zespołem napędowym alternatora, który osadzony jest na wałku alternatora i sprzężony swym kołem pasowym z serpentynowym pasem napędowym współpracującym z kołem pasowym pędzącym osadzonym na wałku zdawczym silnika spalinowego. W tym rozwiązaniu, sprzęgło jednokierunkowe i połączona z nim szeregowo sprężyna sprzęgają koło pasowe z zespołem piasty, przy jednoczesnych obrotach tego zespołu piasty i wałka z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego, kiedy prędkość obrotowa wałka zdawczego silnika spalinowego zmniejsza się na tyle, że powstały moment obrotowy między kołem pasowym alternatora i zespołem piasty jest mniejszy od zadanej ujemnej wielkości.

W korzystnym rozwiązaniu zespołu napędowego alternatora, sprężyna i sprzęgło jednokierunkowe połączone są ze sobą za pomocą tulejowego łącznika. Sprężyna znajduje się wewnątrz, a sprzęgło jednokierunkowe na zewnątrz tulejowego łącznika, przy czym sprężyna jest jednym swym końcem połączona z zespołem piasty, natomiast swym przeciwległym końcem -z tulejowym łącznikiem, zaś sprzęgło jednokierunkowe jest jednym swym końcem połączone z tulejowym łącznikiem, natomiast przeciwległym swym końcem współpracuje z kołem pasowym przez tarcie, przy jednoczesnym sprzęgnięciu zespołu piasty z kołem pasowym za pomocą sprężyny, względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach zespołu piasty i wałka z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego, kiedy prędkość obrotowa wałka zdawczego silnika spalinowego zmniejsza się na tyle, że powstały moment obrotowy między kołem pasowym alternatora i zespołem piasty jest mniejszy od zadanej ujemnej wielkości.

W korzystnej odmianie konstrukcyjnej zespołu napędowego alternatora, sprężyna i sprzęgło jednokierunkowe mają postać zwiniętej struktury stalowej, których zwoje biegną w tym samym kierunku, przy czym sprężyna w czasie sprzężenia z zespołem piasty jest odkształcalna w kierunku promieniowym do wewnątrz.

W alternatywnej odmianie zespołu napędowego alternatora, sprężyna i sprzęgło jednokierunkowe mają postać zwiniętej struktury stalowej, których zwoje biegną w przeciwnych kierunkach, przy czym sprężyna w czasie sprzężenia z zespołem piasty jest odkształcalna w kierunku promieniowym na zewnątrz.

Koło pasowe alternatora połączone jest korzystnie z zespołem piasty za pomocą łożyska kulkowego i tulei, które oddalone są od siebie wzdłuż osi wałka alternatora. Łożysko kulkowe znajduje się w tylnym końcu zespołu napędzanego, bliżej osprzętu alternatora niż tuleja, która usytuowana jest w przednim końcu zespołu napędzanego. Możliwe jest również odwrotne usytuowanie łożyska i tulei, w którym łożysko kulkowe znajduje się w przednim końcu zespołu napędzanego, dalej od osprzętu alternatora niż tuleja, która usytuowana jest w tylnym końcu zespołu napędzanego.

W innym korzystnym rozwiązaniu zespołu napędowego alternatora sprężyna jest jednym swym końcem przymocowana do zespołu piasty, natomiast przeciwległym swym końcem połączona ze sprzęgłem jednokierunkowym, przy czym sprzęgło jednokierunkowe współpracuje z kołem pasowym przez tarcie, przy jednoczesnym przenoszeniu przez sprężynę ruchu obrotowego koła pasowego na zespół piasty, względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach wałka alternatora z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego, kiedy prędkość obrotowa wałka zdawczego silnika spalinowego zmniejsza się na tyle, że powstały moment obrotowy między kołem pasowym alternatora i zespołem piasty jest mniejszy od zadanej ujemnej wielkości.

PL 192 880 B1

Korzystnym jest, jeżeli sprężyna wykonana jest z drutu o kołowym przekroju poprzecznym, natomiast sprzęgło jednokierunkowe - ze zwiniętej stalowej taśmy sprężystej, oraz ze znajdującego się na niej materiału ciernego o współczynniku tarcia większym od współczynnika tarcia taśmy sprężystej, przy czym sprężyna i sprzęgło jednokierunkowe połączone są ze sobą w obszarze złącza końcowego utworzonym przez ich zwoje końcowe.

W rozwiązaniu zespołu napędowego alternatora ugięcie właściwe sprężyny wynosi przynajmniej 0,113 Nm, natomiast sprzęgła jednokierunkowego - nie więcej niż 0,0113 Nm. Najkorzystniej ugięcie właściwe sprężyny jest przynajmniej stukrotnie większe od ugięcia właściwego sprzęgła jednokierunkowego.

Sprężyna zespołu napędowego alternatora ma korzystnie postać sprężyny gumowej, zaciskanej na zespole piasty w czasie sprzęgania z kołem pasowym alternatora. W alternatywnym korzystnym rozwiązaniu zespołu napędowego alternatora sprężyna ma postać sprężyny gumowej, której naprzemienne części składowe ściskane są odpowiednio w czasie sprzęgania i odsprzęgania koła pasowego alternatora z zespołem piasty.

Korzystnie sprężyna zespołu napędowego alternatora składa się z dwóch, wzajemnie równoległych zwojów z płaskiego drutu.

Sprzęgło jednokierunkowe zespołu napędowego alternatora składa się korzystnie z pierścieniowej taśmy środkowej, oraz ze znajdujących się po obydwu jej stronach równoległych taśm bocznych.

Korzystnym jest, jeżeli koło pasowe alternatora osadzone jest na zespole piasty za pomocą łożyska igiełkowego.

Zaletą zespołu napędowego według wynalazku jest duża elastyczność funkcjonalna zespołu sprzęgła napędowego, pozwalająca na zmniejszenie dynamicznych fluktuacji naprężenia pasa napędowego, energii koniecznej do realizacji funkcji sprzęgania i odsprzęgania, drgań ruchomych części składowych, a więc i hałasu, oraz zużycia paliwa. Ponadto, zespół napędowy ma łatwo modyfikowaną konstrukcję, która może zostać zaadoptowana do szczególnych zastosowań, jak na przykład do alternatora mającego dużą bezwładność, oraz długoczasową trwałość mechaniczną.

Wynalazek w przykładzie wykonania konstrukcyjnego opisany jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczną ilustrację samochodowego silnika spalinowego z serpentynowym, pasowym zespołem napędowym, w widoku z przodu, fig. 2 - pierwsze rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora silnika z zespołem sprzęgła jednokierunkowego w przekroju wzdłuż linii 2-2 na fig. 1, fig. 3A - ten sam zespół napędzany w przekroju wzdłuż linii 3A-3A na fig. 2, fig. 3B - fragment zespołu napędzanego w przekroju poprzecznym, uwidaczniający połączenie sprężyny ze sprzęgłem jednokierunkowym, fig. 4 - zespół sprzęgła jednokierunkowego, w widoku perspektywicznym, fig. 5 - odmianę konstrukcyjną sprzęgła jednokierunkowego, w widoku z boku, fig.6 - schemat mechaniczny ilustrujący tłumienie między tuleją i zespołem sprzęgła jednokierunkowego ze sprężyną zwojową, fig. 7 - drugie rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 8A - trzecie rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 8B - zespół napędzany alternatora według fig. 8A, w widoku z przodu, fig. 9A - czwarte rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 9B - zespół napędzany alternatora według fig. 9A, w widoku z przodu, fig. 10A - piąte rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 10B - zespół napędzany alternatora według fig. 10A, w widoku z przodu, fig. 11A - szóste rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 11B - zespół napędzany alternatora według fig. 11A, w widoku z przodu, fig. 12A - siódme rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 12B - zespół napędzany alternatora według fig. 12A, w widoku z przodu, fig. 13A - ósme rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 13B - zespół napędzany alternatora według fig. 13A, w widoku z przodu, fig. 14 - dziewiąte rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 15 - dziesiąte rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 16 - jedenaste rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 17 - dwunaste rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 18A - trzynaste rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 18B - fragment zespołu napędzanego alternatora według fig. 18A, w przekroju po6

PL 192 880 B1 przecznym, fig. 19 - zespół sprzęgła jednokierunkowego, w widoku perspektywicznym, fig. 20 - rozwinięty zespół sprzęgła jednokierunkowego według fig. 19, w widoku perspektywicznym, fig. 21 - fragment zespołu sprzęgła jednokierunkowego według fig. 19, w widoku perspektywicznym, fig. 22 czternaste rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego, w przekroju poprzecznym, fig. 23 - zespół napędzany alternatora według fig. 22 z rozsuniętymi częściami, w widoku perspektywicznym, fig. 24 - łącznik zespołu napędzanego alternatora według fig. 22 i 23, w widoku z góry, fig. 25 - piętnaste rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z zespołem sprzęgła jednokierunkowego z rozsuniętymi częściami, w widoku perspektywicznym, a fig. 26 - łącznik zespołu napędzanego alternatora według fig. 25, w widoku z góry.

Przedstawiony na fig. 1 samochodowy silnik spalinowy 10 zawarty jest w kadłubie 12. Silnik spalinowy 10 wyposażony jest w pasowy zespół napędowy 18, na którego wałku zdawczym 14 osadzone jest koło pasowe pędzące 16. Pasowy zespół napędowy 18 zawiera również elastyczny, okrężny serpentynowy pas napędowy 20, korzystnie wieloklinowy. Pas napędowy 20 biegnie wokół koła pasowego pędzącego 16 i szeregu zespołów napędzanych 22, 24, 26, 28 i 30, z których każdy osadzony jest na przyporządkowanym mu wałku 32, 34, 36, 38 i 40. Wałki 34, 36, 38 i 40 służą do napędzania różnych części składowych silnika spalinowego 10, natomiast wałek 32 jest wałkiem biegu jałowego. Na przykład, wałek 34 służy do napędzania pompy wodnej silnika, wałek 36 - alternatora elektrycznego, wałek 38 - sprzęgła elektromagnetycznego kompresora klimatyzatora, a wałek 40 - pompy olejowej układu kierowniczego ze wspomaganiem.

Wynalazek może być oczywiście zastosowany do silnika o innej konstrukcji niż omawianego w tym przykładzie silnika spalinowego 10. Osadzone wewnątrz kadłuba 12 wałki 32, 34, 36, 38 i 40, oraz wałek zdawczy 14 obracają się wokół stałych względem kadłuba 12 i równoległych do siebie osi. Pas napędowy 20 naciągany jest za pomocą urządzenia 42 do naciągania pasa, które może mieć dowolną, stosowaną do tego celu konstrukcję, korzystnie taką jak ta przedstawiona w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej nr US 4473362. Urządzenie 42 do naciągania pasa ma koło 44 biegu jałowego, które tocząc się po tylnej powierzchni pasa napędowego 20 odchyla się sprężyście i utrzymuje stały naciąg pasa napędowego 20.

Niniejszy wynalazek ma w szczególności zastosowanie do alternatora połączonego z wałkiem 36, na którym osadzony jest zespół napędzany 26 alternatora. Przykładowe rozwiązanie zespołu napędzanego 26 alternatora przedstawione jest na fig. 2. Zespół napędzany 26 alternatora ma obudowę 46, z którą połączony jest za pomocą łożyska kulkowego 50 osprzęt 48. Wałek 36 stanowi przy tym część osprzętu 48 przykładowego zespołu napędzanego 26 alternatora.

Na końcu wałka 36 alternatora osadzony jest za pomocą tulei wewnętrznej 54 zespół piasty 52. Tuleja wewnętrzna 54 ma gwint wewnętrzny 58, który współpracuje z gwintem zewnętrznym 56 wałka 36. Tuleja wewnętrzna 54 ma pierścieniową część końcową 60 tworzącą sześciokątne gniazdo 62 na narzędzie służące do zakręcenia tulei wewnętrznej 54 na wałku 36 alternatora.

Na pierścieniowym kołnierzu zespołu piasty 52, po przeciwległej stronie do części końcowej 60. znajduje się czop 63, złożony z rozciągającej się osiowo cylindrycznej części tulejowej 64, oraz z połączonej z nią części kołnierzowej 66, która rozciąga się promieniowo do wewnątrz w kierunku zewnętrznej części końcowej tulei wewnętrznej 54, oraz sprzężona jest z wewnętrznym pierścieniem nośnym łożyska kulkowego 50 osadzonego na wałku 36 alternatora. Po osadzeniu tulei wewnętrznej 54 na wałku 36 następuje stałe zamocowanie wewnętrznego pierścienia nośnego łożyska kulkowego 50 na kołnierzu 70 tego wałka 36, a tym samym zamocowanie na wałku 36 całego zespołu piasty 52, łącznie z tuleją wewnętrzną 54 i częścią tulejową 64 czopa 63.

Zgodnie z ideą wynalazku, zespół napędzany 26 alternatora z odsprzęgaczem wyposażony jest w koło pasowe 106, sprzężone z jednej strony z pasem napędowym, zaś z drugiej - z zespołem piasty 52 za pomocą zespołu 72 sprzęgła jednokierunkowego. Zespół 72 sprzęgła jednokierunkowego składa się ze sprężyny 74 będącej sprężyną skrętną ze stali, oraz z oddzielnego sprzęgła jednokierunkowego 76, połączonego szeregowo ze sprężyną 74 na złączu końcowym 78.

Sprężyna 74 składa się ze zwojów 80 skierowanych w kierunku jednego jej końca, ze spłaszczonej części zwojowej 82 na przeciwległym jej końcu, oraz ze zwojów pośrednich 86, znajdujących się między zwojami 80 i spłaszczoną częścią zwojową 82. Pierwszy szereg zwojów 80 zaciśnięty jest chwytowo i nieślizgowo na powierzchni zewnętrznej 104 tulei wewnętrznej 54, a jego łukowa powierzchnia końcowa w kierunku osiowym sprzężona jest z pierścieniową powierzchnią wewnętrzną 87 części kołnierzowej 66. W celu zwiększenia powierzchni sprzężenia, łukowa powierzchnia końcowa pierwszego zwoju 80 ma płaską powierzchnię 91.

PL 192 880 B1

Zwoje pośrednie 86 mają większą średnicę niż pierwszy szereg zwojów 80, które nie sprzęgają się w stanie spoczynku z żadnym innym elementem konstrukcyjnym, co zapewnia im sprężyste działania (opisane poniżej).

Sprzęgło jednokierunkowe 76 wykonane jest korzystnie ze zwiniętej stalowej taśmy sprężystej 88 ze znajdującym się na jej powierzchni zewnętrznej materiałem ciernym 90, korzystnie gumowym, wykonanym na bazie gumy T-701 (Thermoset Inc.). Na złączu końcowym 78 w sąsiedztwie sprężyny 74 (fig. 3A, 3B i 4) taśma sprężysta 88 sprzęgła jednokierunkowego 76 rozciąga się poza materiał cierny 90 i zakończona jest na swym końcu pofałdowaną częścią poszerzoną 96, otaczającą koniec sprężyny 74. Średnica pofałdowanej części poszerzonej 96 taśmy sprężystej 88 zmniejsza się w kierunku promieniowym do materiału ciernego 90, tworząc przy tym połączenie stożkowe z końcem sprężyny 74.

Na złączu końcowym 78 (fig. 4) między sprzęgłem jednokierunkowym 76 i sprężyną 74, kierunek zwojów sprzęgła jednokierunkowego 76 jest przeciwny do kierunku zwojów sprężyny 74. Zwoje obydwu tych części składowych nakładają się wzajemnie i współosiowo wokół wałka 36. Z powierzchnią zewnętrzną pofałdowanej części poszerzonej 96 taśmy sprężystej 88 (fig. 3A i 3B) połączony jest zatrzaskowo odstępnik 100 z tworzywa sztucznego. Połączenie to zrealizowane jest za pomocą występów odstępnika 100 pasowanych w otworach pofałdowanej części poszerzonej 96. Odstępnik 100 ma część 102 o zwiększonej grubości, która rozciąga się nakładkowo wzdłuż pofałdowanej części poszerzonej 96 taśmy sprężystej 88 w kierunku zakończenia złącza końcowego 78. Część 102 o zwiększonej grubości znajduje się w zestyku z powierzchnią zewnętrzną pofałdowanej części poszerzonej 96 i cylindryczną powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106 alternatora. Odstępnik 100 ma także część 103 o zmniejszonej grubości (schodkowej), stanowiącej integralną całość z częścią 102 o zwiększonej grubości. Część 103 o zmniejszonej grubości znajduje się między szczeliną G i powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106. Szczelina G rozciąga się na części obwodu między materiałem ciernym 90 i częścią 102 o zwiększonej grubości odstępnika 100.

Sprężyna 74 i sprzęgło jednokierunkowe 76 wykonane są korzystnie ze stali o wysokiej rozciągliwości, a wykonane między nimi złącze końcowe 78 umożliwia przenoszenie wymaganych obciążeń w obydwu kierunkach. Sprężyna 74 i sprzęgło jednokierunkowe 76 mogą być alternatywnie połączone ze sobą za pomocą członu pośredniego, jednak wiąże się to ze zwiększeniem kosztów i większym ciężarem odsprzęgacza.

Pofałdowana część poszerzona 96 pasowana jest na złączu końcowym 78 z wtłaczaniem na zasadzie połączenia stożkowego. Wytrzymałość złącza końcowego 78 została zwiększona przez pofałdowanie części 89 sprężyny 74 poza jej spłaszczoną częścią zwojową 82 (fig. 4). Sprężyna 74 ma spłaszczone części zwojowe 82 po swych przeciwnych stronach, co czyni jej średnicę zmniejszającą się promieniowo i zwiększającą się osiowo względem wałka 36. Powiększona średnica spłaszczonej części zwojowej 82 zwiększa wytrzymałość mechaniczną złącza końcowego 78, które jest proste i ekonomiczne w realizacji.

Oddzielne wykonanie łączonych elementów zespołu 72 sprzęgła jednokierunkowego pozwala przy tym na różnorodny dobór odpowiedniej konstrukcji złącza końcowego 78, oraz dobór różnych materiałów, z których mają być wykonane łączone elementy zespołu 72, czyniąc go elastycznym konstrukcyjnie.

Między pierścieniową krawędzią zewnętrzną czopa 63 i powierzchnią krawędziową 93 wolnego zwoju 92 sprzęgła jednokierunkowego 76 (fig. 2 i 4) znajduje się pierścieniowa podkładka oporowa 98, wykonana korzystnie z nylonu. Wolny zwój 92 sprzęgła jednokierunkowego 76 ma nieznacznie większy promień niż pozostałe jego zwoje, przez co jest on wstępnie sprzęgany ciernie z powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106.

Koło pasowe 106 zespołu napędzanego alternatora (fig. 2) ma wieloklinową powierzchnię zewnętrzną 108, która współpracuje z wieloklinową powierzchnią pasa napędowego 20. Powierzchnia wewnętrzna 110 koła pasowego 106 sprzężona jest z tuleją 112, której wnętrze sprzężone jest z kolei z powierzchnią zewnętrzną 114 cylindrycznej części tulejowej 64 czopa 63. Tuleja 112 znajduje się w ustalonym położeniu względem powierzchni wewnętrznej 110 koła pasowego 106 przez pasowane wtłaczanie, natomiast powierzchnia wewnętrzna tulei 112 znajduje się w ślizgowej i ciernej relacji względem powierzchni zewnętrznej cylindrycznej części tulejowej 64.

Na powierzchni wewnętrznej 110 koła pasowego 106 osadzony jest przez pasowane wtłaczanie zewnętrzny pierścień nośny łożyska kulkowego 118, natomiast na zespole piasty 52 - pierścień wewnę8

PL 192 880 B1 trzny łożyska kulkowego 118, również przez pasowane wtłaczanie. Do osadzenia łożyska kulkowego 118 mogą być zastosowane inne środki, jak pierścienie zatrzaskowe i elementy ustalające.

W przykładowym rozwiązaniu wynalazku, powierzchnia wewnętrzna 110 koła pasowego 106 ma jednolitą średnicę, która w zależności od wymagań konstrukcyjnych może być zmienna. Powierzchnia wewnętrzna 110 koła pasowego 106 pełni również funkcję powierzchni sprzęgającej dla sprzęgła jednokierunkowego 76 (fig. 3A i 3B), za pomocą materiału ciernego 90 połączonego z jego taśmą sprężystą 88.

Działanie przedstawionego na fig.2 alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku jest następujące. Wolny zwój 92 sprzęgła jednokierunkowego 76, działając jak szczęka hamulcowa, sprzęga się ciernie z powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106, przenosząc tym samym energię do pozostałych zwojów sprzęgła jednokierunkowego 76.

Kiedy prędkość obrotowa sprzęgła jednokierunkowego 76 w kierunku napędowym przekracza prędkość obrotową koła pasowego 106, wtedy efekt hamowania nie działa i sprzęgło jednokierunkowe 76 zostaje zwolnione. Pozostałe siły są sumą oporowych momentów skrętnych sprzęgła jednokierunkowego 76, koła pasowego 106, łożyska kulkowego 118 i tulei 112. Dopóki działający na koło pasowe 106 moment skrętny jest dodatni, dopóty zespół 72 sprzęgła jednokierunkowego przenosi na zespół piasty 52 ruch obrotowy wywierany przez pas napędowy 20 na koło pasowe 106. W czasie ruchu napędzającego (kierunek „Napęd” na fig. 3B), wolny zwój 92 sprzęgła jednokierunkowego 76 wchodzi natychmiast z cierny zestyk z powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106, co wynika z nieznacznie większej średnicy wolnego zwoju 92 w stosunku do średnicy powierzchni wewnętrznej 110 koła pasowego 106. Cierny zestyk wolnego zwoju 92 z powierzchnią wewnętrzną 110 realizowany jest za pomocą materiału ciernego 90 sprzęgła jednokierunkowego 76. W czasie początkowego ruchu napędzającego, poszczególne zwoje sprzęgła jednokierunkowego 76 rozszerzają się promieniowo na zewnątrz, wzmacniając tym samym siłę chwytu z powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106. Jest to wynikiem wchodzenia w zestyk z powierzchnią wewnętrzną 110 coraz większej liczby zwojów sprzęgła jednokierunkowego 76, gdyż siła chwytu jest funkcją liczby zwojów pomnożonej przez współczynnik tarcia. Im większa siła odśrodkowa działa na sprzęgło jednokierunkowe 76, tym większe jest odchylenie jego zwojów w kierunku promieniowym na zewnątrz, a więc i większa siła chwytu z powierzchnią wewnętrzną 110. Współczynnik tarcia między materiałem ciernym 90 i powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106 wynosi korzystnie przynajmniej 0,25. Sprzęgło jednokierunkowe 76 ma korzystnie od 2 do 3 zwojów, korzystnie 2,5 (fig. 4).

Znajdujące się między tuleją wewnętrzną 54 i cylindryczną częścią tulejową 64 zwoje pośrednie 86 pozwalają zespołowi piasty 52 a więc i wałkowi 36 alternatora na chwilowe, sprężyste ruchy obrotowe w kierunku przeciwnym do ruchu zespołu napędzanego 26 alternatora w czasie jego ruchu w kierunku zgodnym z ruchem w kierunku napędzania. Jeżeli prędkość obrotowa wałka zdawczego 14 silnika zmniejsza się na tyle, że moment skrętny między kołem pasowym 106 i zespołem piasty 52 ustalił się na określonym ujemnym poziomie, na przykład -5,65 Nm, albo mniejszym, wtedy zwoje sprzęgła jednokierunkowego 76 odsprzęgają się od powierzchni wewnętrznej 110 koła pasowego 106, a wolny zwój 92 przechodzi w ślizgowe sprzężenie z powierzchnią zewnętrzną 104 tulei wewnętrznej 54. Pozwala to na ruch obrotowy zespołu piasty 52, a zatem i wałka 36 z prędkością większą niż prędkość obrotowa koła pasowego 106. W miarę jak moment skrętny działający za pośrednictwem sprężyny 74 spada do zera, zmniejszają się odpowiednio siły działające na sprzęgło jednokierunkowe 76. W pobliżu zerowego momentu skrętnego, kiedy następuje początkowy chwyt wolnego zwoju 92 z powierzchnią wewnętrzną 110, przekazywanie energii do zespołu sprzęgła jednokierunkowego jest znikome, co powoduje ślizganie się sprzęgła jednokierunkowego 76 po powierzchni wewnętrznej 110. W takiej sytuacji prędkość obrotowa wirnika alternatora będzie większa od prędkości obrotowej koła pasowego 106. Zgodnie z wynalazkiem, ruch obrotowy sprzęgła jednokierunkowego 76 i koła pasowego 106 zsynchronizowany jest z ruchem obrotowym wirnika alternatora.

Resztkowy moment skrętny jest oporowym momentem skrętnym działającym na koło pasowe 106 a zatem i na pas napędowy 20. Oporowy moment skrętny jest sumą współczynnika tarcia między materiałem ciernym 90 i powierzchnią wewnętrzną koła pasowego 106, oporu łożyska kulkowego 118, oraz oporu między tuleją 112 i cylindryczną częścią tulejową 64.

Odpowiednia konstrukcja sprzęgła pozwala na odpowiednią regulację resztkowego momentu skrętnego. Może być on wykorzystany na przykład do redukcji nadmiernych różnic między prędkościami koła pasowego 106 i wirnika alternatora, które mogą powodować duży hałas i nadmierną genePL 192 880 B1 rację ciepła. Resztkowy moment skrętny wpływa ponadto korzystnie na regulację drgań, powodując wytłumienie częstotliwości rezonansowych ruchomych części składowych.

Figura 5 ilustruje odmianę konstrukcyjną sprzęgła jednokierunkowego, którego ukształtowanie zwojów jest inne niż na fig. 2. Taka stopniowana konfiguracja sprzęgła jednokierunkowego pozwala na uzyskanie sprzężenia w szerokim zakresie kąta, od prawie zera do 45 stopni, co jest korzystne przy zapobieganiu niepożądanemu odsprzęganiu przy niewielkich momentach skrętnych.

Figura 6 ilustruje tłumienie D zespołu sprzęgła jednokierunkowego 72 i sprężyny. Tłumienie D wynika głównie ze ślizgowego sprzężenia między powierzchnią wewnętrzną tulei 112 i powierzchnią zewnętrzną cylindrycznej części tulejowej 64. Tuleja 112 w alternatywnym rozwiązaniu wynalazku może być połączona z cylindryczną częścią tulejową 64 przez pasowane wtłaczanie, przy czym tłumienie realizowane jest w tym przypadku przez poślizg między powierzchnią zewnętrzną tulei 112 i powierzchnią wewnętrzną koła pasowego 106. Pewien stopień tłumienia zapewnia również łożysko kulkowe 118, chociaż jest ono niewielkie w stosunku do tłumienia tulei 112.

W czasie działania sprzęgła istotna jest odpowiednia zmiana siły ciągu i tarcia, aby „najazd miał miejsce tylko w warunkach normalnego obciążenia serpentynowego pasa napędowego. Kiedy silnik spalinowy zaczyna pracować, wtedy sprzęgło umożliwia „najazd”, chroniąc tym samym sprężynę zespołu 72 przed nadmiarowymi naprężeniami. Sprzęgło pozwala również na „najazd” w przypadku spowalniania silnika, generującego ujemny moment skrętny między wirnikiem i kołem pasowym.

Stopniowana konstrukcja sprzęgła jednokierunkowego 76 według fig.5 może być wykorzystana do zapobiegania „najazdowi” w czasie pracy silnika w stanie ustalonym (jałowym), kiedy wałek zdawczy 14 (wał korbowy) ma dużą prędkość obrotową (np. w silniku wysokoprężnym), a obciążenie alternatora jest małe. W takich warunkach pracy sprężyna 74 może być całkowicie poluzowana. Sprzęgło jednokierunkowe 76 może ponadto pełnić funkcję sprężyny przejściowej z małym ugięciem, która zapobiega „najazdowi”, albo też pozwala na uzyskanie zerowego momentu skrętnego.

Właściwość ta poprawia trwałość zespołu sprzęgła jednokierunkowego. Sprzęgło jednokierunkowe może być więc tak skonstruowane, aby w określonym zakresie wartości obciążeń było ono czułe na moment skrętny dla obydwu kierunków ruchu obrotowego.

Na siłę utrzymującą sprzęgło jednokierunkowe 76 w danym położeniu, a także na siłę powodującą jego zwolnienie wpływa siła odśrodkowa. Wskutek siły odśrodkowej, materiał cierny 90 dociskany jest do powierzchni wewnętrznej 110 koła pasowego 106, kiedy przenosi ono moment skrętny z pasa napędowego 20 na zespół piasty 52, co zwiększa chwyt sprzęgła jednokierunkowego 76. Dzięki układowi sprzęgających się powierzchni za pośrednictwem sił odśrodkowych możliwe jest uzyskanie większej mocy przy przyspieszeniu i hamowaniu silnika.

Ujemny moment skrętny (na przykład -5,65 Nm), przy którym następuje ślizganie się sprzęgła, dobierany jest do charakterystyki silnika, w zależności od tego czy jest to silnik sportowy czy tradycyjny, oraz naciągu pasa napędowego 20 realizowanego przez urządzenie 42 do naciągania pasa. Przykładowe naciągnięcie pasa napędowego 20 dla ujemnego momentu skrętnego -5,65 Nm i koła pasowego 106 alternatora o średnicy zewnętrznej 6,35 cm wynosi 311,4 N.

Konstrukcja zespołu sprzęgła jednokierunkowego według wynalazku zapewnia korzystny stosunek oporu do napędu. Opór, będący wielkością momentu skrętnego (oporu przez tarcie) w czasie „najazdu” jest stosunkowo mały. Ponadto, w kierunku napędu w zasadzie nie występuje ślizganie się sprzęgła. Dla dwóch, albo więcej zwojów sprzęgła jednokierunkowego, stosunek oporu do napędu jest większy od 8:1. Dla współczynnika tarcia między materiałem ciernym 90 i powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106 wynoszącego przynajmniej 0,3, oraz dla przynajmniej dwóch zwojów sprzęgła, stosunek oporu do napędu jest większy od 40:1.

Urządzenie 42 do naciągania pasa działa na pas napędowy 20, korzystnie na odcinku dochodzącym do odsprzęgacza alternatora albo zespołu napędzanego 26 alternatora. Dzięki temu, koło 44 urządzenia 42 obraca się, gdy pas napędowy 20 jest naciągnięty, wskutek zmiany momentu skrętnego koła pasowego pędzącego 16 na ujemny, przystosowując w pewnym stopniu zmianę momentu skrętnego między pasem napędowym 20 i odsprzęgaczem alternatora o dużej bezwładności. Zmiany momentu skrętnego realizowane są dodatkowo przez odpowiednią sprężystość zwojów pośrednich 86 sprężyny 74.

Charakterystyka zespołu 72 sprzęgła jednokierunkowego według wynalazku dostosowana jest do określonego układu napędowego, zwłaszcza charakterystyki silnika. Siła sprężystości sprężyny 74 określona jest przez średnicę drutu stalowego, z którego wykonane są zwoje sprężyny. Istotnym parametrem sprężyny 74 jest jej ugięcie, będące funkcją rozciągłości jej zwojów pośrednich 86, względ10

PL 192 880 B1 nie liczby zwojów. Wskazane jest, aby wielkość ujemnego momentu skrętnego, przy którym ma miejsce ślizganie się sprzęgła, był końcowym czynnikiem określającym zmianę momentu skrętnego do wartości ujemnej, co zapobiega ślizganiu się pasa względem odsprzęgacza albo zespołu napędzanego 26 alternatora, a więc i generacji dużego hałasu.

Określony, ujemny poziom momentu skrętnego, przy którym pojawia się ślizganie sprzęgła, określany jest przez odpowiedni dobór różnicy między średnicą zewnętrzną początkowych zwojów sprzęgła (zaczynając od wolnego zwoju 92) i średnicą powierzchni wewnętrznej 110 koła pasowego 106. Średnica zewnętrzna początkowych zwojów sprzęgła jest większa od średnicy powierzchni wewnętrznej koła pasowego 106, przez co zwoje te, zwłaszcza wolny zwój 92 sprzęgła, są w czasie montażu naprężone. W miarę wzrostu różnicy średnic, wartość ujemnego momentu skrętnego staje się mniejsza (to znaczy zwiększa się w kierunku ujemnym). Ujemny poziom momentu skrętnego dobierany jest tak, aby zminimalizować ślizganie się sprzęgła, oraz poślizg między pasem napędowym 20 i kołem pasowym 106.

Na fig.7 zilustrowane jest drugie rozwiązanie zespołu napędzanego 226 alternatora z odsprzęgaczem. Podobnie jak na fig. 1, zespół napędzany 226 pracuje w połączeniu z silnikiem spalinowym 10 i pasowym układem napędowym 18, oraz zawiera podobne części składowe do odsprzęgacza opisanego powyżej. Zespół napędzany 226 zawiera koło pasowe 206, zespół piasty 252, czop 263 z cylindryczną częścią tulejową 264, łożysko kulkowe 218, sprężynę 274, oraz sprzęgło jednokierunkowe 272 ze zwojami stalowymi i materiałem ciernym 290. Sprzęgło jednokierunkowe 276 połączone jest ze sprężyną 274 na pofałdowanym złączu końcowym 278. Zespół napędzany zawiera również pierścieniową podkładkę oporową 291, służącą do utrzymywania w miejscu wolnego zwoju 292 sprzęgła. Różnica w rozwiązaniu zespołu napędzanego między tym według fig. 2 i tym według fig. 7 polega na innym umiejscowieniu łożyska kulkowego 218 (118 według fig. 2), oraz tulei 212 i cylindrycznej części tulejowej 264 (odpowiednio 112 i 64 według fig. 2).

Według przedstawionego na fig. 2 rozwiązania zespołu napędzanego z odsprzęgaczem, łożysko kulkowe 118 znajduje się w przednim końcu zespołu napędzanego 26 alternatora, oraz oddalone jest od osprzętu 48 alternatora, a tuleja 112 i cylindryczna część tulejowa 64 - w tylnym końcu zespołu napędzanego 26, bliżej osprzętu 48 alternatora. W rozwiązaniu według fig.2 obciążenie pasa napędowego 20 przenoszone jest za pomocą wałka 36 głównie do tulei 112 i cylindrycznej części tulejowej 64, a nie do łożyska kulkowego 118. Konfiguracja ta zapewnia wysoki stopień tłumienia.

W rozwiązaniu według fig. 7 łożysko kulkowe 218 znajduje się w tylnym końcu zespołu napędzanego 226 alternatora, bliżej osprzętu 48 alternatora niż tuleja 212 i cylindryczna część tulejowa 264, które usytuowane są w przednim końcu zespołu napędzanego. W tym rozwiązaniu, większość momentu obrotowego wałka 36 alternatora przenoszona jest przez łożysko kulkowe 218. Dlatego też takie rozwiązanie ma zastosowanie tam, gdzie nie jest wymagane duże tłumienie.

W obydwu rozwiązaniach przedstawionych na fig.2 i 7, sprężyna 74 i 274 jest śrubowa i wykonana ze stali. Konstrukcja zespołu sprzęgła jednokierunkowego według wynalazku zapewnia skuteczniejszy, w porównaniu ze znanymi rozwiązaniami, chwyt z tuleją w czasie napędu, kiedy przenosi ona ruch z koła pasowego 106, 206 alternatora na zespół piasty 52, 252. To wzmocnione działanie chwytu sprzęgła jednokierunkowego 76, 276 możliwe jest dzięki eliminacji poślizgu podczas ruchu w kierunku napędu. Taki poślizg ma miejsce na przykład w rozwiązaniu przedstawionym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej nr US 5156573, gdzie sprzęgło jednokierunkowe wykonane jest ze stali sprężynowej. Sprzęgło jednokierunkowe 76, 276 w konstrukcji według wynalazku zabezpiecza sprężynę 74 i 274 przed naciągami powrotnymi w czasie „najazdu”, zaś sprężyna 74 i 274 zabezpiecza sprzęgło jednokierunkowe 76, 276 przed drganiami własnymi.

Sprężyna 74 i 274 jest sprężyną stosunkowo miękką. Z tego powodu, częstotliwość napędu może zostać znacznie zmniejszona, na przykład do 75% wartości częstotliwości biegu jałowego. Na przykład, dla częstotliwości biegu jałowego 30 Hz, częstotliwość napędu wynosi 15 Hz (50%). Częstotliwość napędu wynosi korzystnie od 50% do 75% częstotliwości biegu jałowego. W takim układzie, rezonans sprężyny skrętnej ma miejsce przy małych prędkościach tylko w czasie wyłączania, albo rozruchu silnika. Minimalizacja tego rezonansu zapewniona jest przez sprzęgło jednokierunkowe.

Działanie zespołu 72, 272 sprzęgła jednokierunkowego można podzielić na cztery operacje: działanie w stanie spoczynku, w czasie przyspieszania, przy stałej prędkości, oraz w spowalniania. Poniżej opisane jest działanie tego zespołu oddzielnie dla każdego stanu w odniesieniu do fig. 2. Jest przy tym oczywiste, że to działanie odnosi się również do wszystkich innych rozwiązań zespołu sprzęgła jednokierunkowego według wynalazku.

PL 192 880 B1

Działanie zespołu sprzęgła jednokierunkowego w stanie spoczynku.

W stanie spoczynku, sprężyna 74 ma zerowe naprężenie i zerowy moment skrętny. Zespół napędzany 26 alternatora również znajduje się w spoczynku, więc brak jest ruchu obrotowego. Sprzęgło jednokierunkowe 76 jest natomiast nieznacznie naprężone promieniowo na zewnątrz, ze względu na zestyk z powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106, co wynika z konstrukcji zespołu. W stanie spoczynku brak jest jakichkolwiek poruszających się powierzchni ciernych.

Działanie zespołu sprzęgła jednokierunkowego w czasie przyspieszania.

Kiedy zespół napędzany 26 alternatora obraca się na skutek siły napędowej pasa napędowego 20, sprzęgło jednokierunkowe 76 sprzęga się natychmiast swym materiałem ciernym 90 na wolnym zwoju 92 z powierzchnią wewnętrzną 110 koła. Zwinięta geometria sprzęgła jednokierunkowego powoduje zwielokrotnienie siły zestyku (chwytu) i łatwe przeniesienie momentu skrętnego do sprężyny 74. W miarę wzrostu obciążenia, sprężyna skrętna rozszerza się do momentu osiągnięcia stanu równowagi. Siły odśrodkowe zwiększają siłę zestyku sprzęgła jednokierunkowego 76 z powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106, która jest funkcją liczby zwojów sprzęgła i współczynnika tarcia między materiałem ciernym 90 i powierzchnią wewnętrzną 110. W miarę przyspieszania, sprężyna 74 rozszerza się zwiększając przy tym siłę zestyku.

W miarę przyspieszania zespołu napędzanego 26 alternatora, moment skrętny zwiększa się znacznie, natomiast jego fluktuacje są minimalne. Sprzęgło jednokierunkowe 76 przenosi obciążenie na sprężynę 74 powodując jej dalsze odchylanie i jednoczesne utrzymanie równowagi dynamicznej.

Odstępnik 100 z tworzywa sztucznego stanowi regulację możliwego odchylenia sprężyny 74. Odstępnik 100 równoważy również siły osiowe działające na sprężynę 74. Ze względu na brak ruchu względnego między odstępnikiem 100 i kołem pasowym 106 w warunkach napędu, zużycie współpracujących ze sobą powierzchni jest nieznaczne, w przeciwieństwie do znanych rozwiązań, gdzie odstępnik znajduje się wewnątrz sprężyny.

Istnienie szczeliny G (fig. 3) między częścią 102 o zwiększonej grubości i materiałem ciernym 90 pozwala na ruch części końcowej 117 materiału ciernego 90 promieniowo na zewnątrz do zestyku z powierzchnią wewnętrzną 110 koła pasowego 106. Brak szczeliny G mógłby spowodować, że część końcowa 117 materiału ciernego 90 nie byłaby sprzężona z powierzchnią wewnętrzną 110, przez co ostatni zwój sprężyny skrętnej poddawany by był znacznemu zginaniu.

Działanie zespołu sprzęgła jednokierunkowego przy stałej prędkości.

W warunkach ustalonych, sprężyna 74, będąca sprężyną skrętną, odchyla się proporcjonalnie do fluktuacji momentu skrętnego. Następuje rozdzielenie momentu skrętnego między częściami wejściowymi i wyjściowymi układu, a pochłonięta energia rozprasza się w postaci ciepła. Przy stałej prędkości, sprzęgło jednokierunkowe 76 pozostaje stacjonarne względem koła pasowego 106. Oznacza to, że obraca się ono z tą samą prędkością co i koła pasowego 106 na wałku 36 alternatora.

Działanie zespołu sprzęgła jednokierunkowego w czasie spowalniania.

Kiedy ma miejsce zwalnianie pasa napędowego 20, na przykład przy hamowaniu silnika, wtedy bezwładność alternatora przeciwstawia się zmianie prędkości, powodując wzrost naprężeń pasa napędowego 20. W miarę jak prędkość zespołu napędzanego 26 spada poniżej prędkości napędzanego wirnika alternatora, sprężyna 74 powraca do stanu nieobciążonego i jest dalej napędzana w kierunku przeciwnym (ujemnym). W tym czasie, zdolność przenoszenia momentu skrętnego przez sprzęgło jednokierunkowe 76 jest minimalna, więc sprężyna 74 pozostaje wolna od naprężeń.

Poniżej przedstawione są różne rozwiązania zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku do przekazywania ruchu obrotowego między kołem pasowym alternatora i zespołem piasty. Każdy z tych zespołów napędzanych może być osadzony na wałku 36 alternatora w silniku spalinowym według fig. 1.

Figury 8A i B ilustrują trzecie rozwiązanie zespołu napędzanego 300 alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku. Zespół napędzany 300 alternatora ma tuleję 302 z gwintem wewnętrznym 304 współpracującym z gwintem zewnętrznym wałka alternatora. Na tulei 302 osadzone jest koło pasowe 306 z rozmieszczonymi naprzemiennie rowkami i żebrami 308, które współpracują odpowiednio z żebrami i rowkami wieloklinowego pasa napędowego. W tym przykładzie wykonania wynalazku, koło pasowe 306 ma sześć rowków, w które wchodzi sześć żeber pasa o szerokości około 25 mm. Wieloklinowy pas napędowy może mieć inną liczbę żeber, na przykład pięć albo siedem. W tym przypadku koło pasowe 306 ma taką samą liczbę rowków.

W ogólności koło pasowe 306 składa się z części 310 o mniejszej średnicy, na której znajdują się rowki i żebra, oraz z części 312 o większej średnicy od strony bloku alternatora, która tworzy

PL 192 880 B1 ściankę cylindryczną. Obydwie części 310 i 312 koła pasowego 306 połączone są za pomocą promieniowej ścianki 314.

Między powierzchnią zewnętrzną 318 tulei 302 i powierzchnią wewnętrzną 320 części 310 koła pasowego 306 znajduje się łożysko 316, które zapewnia ruch względny między tuleją 302 i kołem pasowym 306.

Łożysko 316 może być podobne do tulei 112. W takim przypadku łożysko 316 wykonane jest ze sproszkowanego metalu albo z polimeru. Sproszkowany metal jest szczególnie korzystny dla dużych prędkości obrotowych koła, ze względu na zawarte w nim składniki smarujące, zapewniające naturalne smarowanie łożyska. Natomiast polimer jest bardziej odporny na ścieranie. Alternatywnie łożysko 316 może mieć postać łożyska igiełkowego z wewnętrznym i zewnętrznym pierścieniem nośnym. W innym rozwiązaniu wynalazku łożysko 316 może być łożyskiem igiełkowym z zewnętrznym pierścieniem nośnym pasowanym bezpośrednio na tulei 302.

Część 312 koła pasowego 306 o większej średnicy jest na swym przednim końcu zamknięta pierścieniowym dyskiem 321, który swą krawędzią zewnętrzną połączony jest z krawędzią części 312 koła pasowego 306, zaś krawędzią wewnętrzną - z powierzchnią zewnętrzną 318 tulei 302. Pierścieniowy dysk 321 tworzy wraz z częścią 312 koła pasowego 306 gniazdo osadcze dla zespołu 322 sprzęgła jednokierunkowego.

Zespół 322 sprzęgła jednokierunkowego zawiera sprężynę 324 wykonaną z gumy. Gumowa sprężyna 324 (fig. 8B) składa się z szeregu członów promieniowych 326 w postaci ramion, które zamocowane są trwale na zespole piasty 328. Wykonany z metalu zespół piasty 328 jest swą powierzchnią wewnętrzną połączony, na przykład przez pasowane wtłaczanie albo spawanie, z powierzchnią zewnętrzną tulei 302, również wykonanej z metalu.

Zespół piasty 328 składa się z części cylindrycznej 330, oraz ze stanowiących z nią integralną całość części montażowych 332 o przekroju kwadratowym, na których płaskich powierzchniach 333 montowane są człony promieniowe 326 sprężyny 324, na przykład przez wulkanizację, chociaż mogą być zastosowane inne techniki montażu. W czasie obrotu koła pasowego 306 w kierunku napędu (fig. 8B) człony promieniowe 326 ściskane są w kierunku do wewnątrz do zespołu piasty 328, powodując jej obrót, a więc i obrót tulei 302 oraz wałka alternatora.

Po przeciwległej stronie względem zespołu piasty 328, człony promieniowe 326 sprężyny 324 zamocowane są, na przykład przez wulkanizację, do pierścieniowej płytki nośnej 334 z metalu, na przykład z aluminium, albo ze stali. Między płytką nośną 334 i powierzchnią wewnętrzną części 312 koła pasowego 306 o większej średnicy zamocowane jest sprzęgło jednokierunkowe 336. Sprzęgło jednokierunkowe 336 może być sprzęgłem znanym ze zgłoszenia patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej nr US 08/817799. Również płytka nośna 334 może mieć postać taśmy analogicznej do tej znanej ze zgłoszenia nr US 08/817799.

Sprzęgło jednokierunkowe 336 przedstawione jest na fig. 19, 20 i 21. W stanie płaskim (fig. 21) składa się ono z pierścieniowej taśmy środkowej 342 połączonej na swym końcu z dwoma równoległymi taśmami bocznymi 344 i 346, połączonymi ze sobą mostkiem 348 w celu zwiększenia stabilności. Taśmy boczne 344 i 346 wyposażone są w języczki 350 służące do ich wypośrodkowania na obwodowej powierzchni zewnętrznej płytki nośnej 334. Powierzchnia zewnętrzna płytki nośnej 334 ma obwodową szczelinę, w którą wchodzi języczek 352 znajdujący się na końcu pierścieniowej taśmy środkowej 342.

Sprzęgło jednokierunkowe 336 według wynalazku wykonane jest korzystnie ze stali sprężynowej, oraz wyposażone jest na swej powierzchni zewnętrznej w materiał cierny 357, analogiczny do tego według poprzednich rozwiązań. Dzięki temu, wolny koniec 360 pierścieniowej taśmy środkowej 342 jest wstępnie obciążony w kierunku promieniowym na zewnątrz, oraz sprzęga się z powierzchnią wewnętrzną części 312 koła pasowego 306 o większej średnicy. Obrót koła pasowego 306 w kierunku napędu (fig. 19) powoduje natychmiastowe sprzężenie powierzchni wewnętrznej części 312 koła pasowego 306 o większej średnicy z wolnym końcem 360 sprzęgła jednokierunkowego 336. Sprzęgło jednokierunkowe 336 ładowane jest energią w miarę jak coraz większe powierzchnie sprzęgła sprzęgają się ciernie z powierzchnią wewnętrzną części 312 koła pasowego 306, do momentu całkowitego sprzężenia z tą powierzchnią materiału ciernego 357 i równoległych taśm bocznych 344 i 346. Równoległe taśmy boczne 344 i 346 połączone są z płytką nośną 334 za pomocą nitów 355, śrub i nakrętek, albo innych łączników.

W alternatywnym rozwiązaniu wynalazku, sprzęgło jednokierunkowe 336 nie musi zawierać materiału sprężystego powodującego odchylenie jego wolnego końca 360 do wstępnego zestyku ciernego.

PL 192 880 B1

Z wolnym końcem 360 sprzęgła jednokierunkowego 336 może być połączona sprężyna (jak na przykład sprężyna zwojowa) sprzęgająca to sprzęgło z powierzchnią wewnętrzną części 312 koła pasowego 306. Taśma środkowa i taśmy boczne 342, 344 i 346 sprzęgają się ciernie z powierzchnią wewnętrzną części 312 koła pasowego 306, gdy przemieszczają się w jednym kierunku, oraz ślizgają się po tej powierzchni w kierunku przeciwnym. Sprzęgło jednokierunkowe 336 przekazuje więc moment skrętny z koła pasowego 306 do alternatora w kierunku napędzania, oraz ślizga się względem koła pasowego 306 w przypadku przeciwnym.

Figura 9A przedstawia czwarte rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku. Identyczne części składowe tego rozwiązania oznaczone są tymi samymi odnośnikami co i na fig. 8A i B. W tym rozwiązaniu odsprzęgacza alternatora, sprężyna 370 wykonana jest z gumy w postaci nożyc. Jej pierścieniowa powierzchnia wewnętrzna 374 połączona jest z zewnętrznym obrzeżem członu tulejowego 372, na przykład przez wulkanizację, który z kolei połączony jest z powierzchnią zewnętrzną tu lei 302. Nożycowa sprężyna 370 połączona jest swą powierzchnią obwodową 376, na przykład przez wulkanizację, z płytką nośną 334, taką samą jak płytka nośna według fig. 8A i B.

W warunkach spoczynku, sprężyna 370 ściśnięta jest między członem tulejowym 372 i płytką nośną 334. Sprzęgło jednokierunkowe 336 również połączone jest z płytką nośną 334 i sprzęga się ciernie z powierzchnią wewnętrzną części 312 koła pasowego 306. Ruch obrotowy koła pasowego 306 przenoszony jest przez sprzęgło jednokierunkowe 336 i sprężynę 370 do wałka alternatora za pomocą tulei 302.

W przedstawionym na fig. 10A i B piątym rozwiązaniu zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku, zespół sprzęgła jednokierunkowego zawiera szereg sprężyn 386. 388 w postaci ściskanych bloczków z gumy, odpowiednio napędowych i najazdowych, które łączą sprzęgło jednokierunkowe 336 z tuleją 302. a zatem i wałkiem alternatora. W tym rozwiązaniu, konstrukcja płytki nośnej 378 jest zmodyfikowana w porównaniu zfig.8A i B, oraz fig. 9A i B. Płytka nośna 378 zawiera szereg, równomiernie rozłożonych na swym obwodzie promieniowych występów 380, które wykonane są korzystnie ze stali jako integralna całość z płytką nośną 378.

Na tulei 302 zamocowany jest trwale pierścień zespołu piasty 382, która zawiera rozłożone równomiernie na swym obwodzie występy 384, wykonane korzystnie ze stali jako integralna całość z zespołem piasty 382, chociaż mogą być przymocowane do niej oddzielnie.

Występy 380 płytki nośnej 378 i występy 384 zespołu piasty 382 rozmieszczone są na obwodzie naprzemiennie, między którymi znajdują się napędowe sprężyny 386 w postaci bloczków z gumy (fig. 10B). Kiedy koło pasowe 306 i jej część 312 o większej średnicy obraca się w kierunku napędu, to jest ruchu wskazówek zegara, wtedy sprzęgło jednokierunkowe 336 przenosi ruch obrotowy z części 312 koła pasowego 306 do płytki nośnej 378, oraz do jej występów 380. Ponadto, ruch obrotowy przenoszony jest za pośrednictwem napędowych sprężyn 386 i występów 384 zespołu piasty 382. Tak więc obrót koła pasowego 306 w kierunku napędu przenoszony jest na tuleję 302, oraz na alternator. W tym przypadku, sprężyny 386 z gumy znajdują się w stanie ściśniętym między występami 380 i 384.

Między występami 384 i 380 znajdują się również najazdowe sprężyny 388 w postaci ściskanych bloczków. Najazdowe sprężyny 388 według fig. 10B są w stanie luźnym, lecz będą ściskane w kierunku najazdowym, kiedy prędkość obrotowa wałka alternatora jest większa od prędkości obrotowej koła pasowego 306, a sprzęgło ślizga się po części 312 koła pasowego 306 o większej średnicy.

Gumowe sprężyny 386 i 388 mogą być alternatywnie bezpośrednio przymocowane do występów 380 i 384.

Figury 11A i B ilustrują kolejne, szóste rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku. Rozwiązanie to różni się od rozwiązań według fig. 8A i B, oraz 9A i B konstrukcją sprężyny zespołu sprzęgła jednokierunkowego. W tym przypadku, sprężyna 390 jest sprężyną skrętną wykonaną z płaskiego drutu. Sprężyna 390 owinięta jest wokół zespołu piasty 392 z przymocowanym do niej końcem wewnętrznym 394. Zespół piasty 392 jest swą powierzchnią wewnętrzną przymocowany do tulei 302.

Część końcowa 396 sprężyny 390 przymocowana jest do płytki nośnej 334 (opisanej powyżej) za pomocą nitów, spawu, albo w inny sposób. Działanie płytki nośnej i sprzęgła jednokierunkowego 336 jest takie jak to opisane powyżej.

Na fig. 12A i B przedstawione jest siódme rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku, które podobne jest do tego według fig. 11A i B. W rozwiązaniu tym,

PL 192 880 B1 sprężyna 400 wykonana jest z podwójnego drutu płaskiego. Wokół tulei 302 znajduje się zespół piasty 402, analogicznie jak na fig. 11A i B.

Sprężyna 400 składa się z dwóch śrubowych zwojów 404 i 406 z płaskiego drutu. Obydwa końce wewnętrzne 408 i 410 pierwszego i drugiego śrubowego zwoju 404 i 406 przymocowane są do zespołu piasty 402, w miejscach oddalonych od siebie w przybliżeniu o 180°. Natomiast obydwa końce zewnętrzne 412 i 414 pierwszego i drugiego śrubowego zwoju 404 i 406 przymocowane są do płytki nośnej 334, na przykład przez nitowanie, w miejscach oddalonych od siebie w przybliżeniu o 180°.

Zaletą takiej konstrukcji sprężyny 400 jest to, że dwa, przeciwnie skierowane śrubowe zwoje 404 i 406 zapewniają stan równowagi wszystkich elementów sprężystych.

Przedstawione na fig. 13A i B ósme rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku podobne jest do rozwiązania według fig. 11A i B. Różnica polega na innej konstrukcji sprężyny zespołu sprzęgła jednokierunkowego. Sprężyna 418 rozwiązania według fig. 13A i B wykonana jest z drutu o kołowym przekroju poprzecznym (według fig. 11A i B z płaskiego drutu). Koniec wewnętrzny 420 sprężyny 418 przymocowany jest do zespołu piasty 422, który z kolei zamocowany jest na tulei 302. Natomiast koniec zewnętrzny 423 sprężyny 418 przymocowany jest do płytki nośnej 334 za pomocą pofałdowanego złącza końcowego 424, podobnego do złącza końcowego 78, chociaż może on być bezpośrednio przyspawany do płytki nośnej 334. Koniec zewnętrzny 423 sprężyny 418 ma korzystnie spłaszczoną część zwojową 82, zaś płytka nośna 334 pofałdowaną część 89 (jak na fig. 4).

Wspólną cechą rozwiązań zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według fig. 8 do 13 są części 310 i 312 koła pasowego 306 odpowiednio o mniejszej i większej średnicy, pozwalając na zastosowanie sprzęgła jednokierunkowego 336 o większej średnicy. Ponieważ sprzęgło jednokierunkowe 336 ma większy promień, do ciernego sprzężenia z powierzchnią wewnętrzną części 312 koła pasowego 306 wymagana jest mniejsza liczba zwojów przy tej samej wielkości momentu skrętnego wałka alternatora w porównaniu do sprzęgła o mniejszym promieniu. Upraszcza to z kolei montaż sprzęgła jednokierunkowego według wynalazku.

Figura 14 ilustruje dziewiąte rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku. Zespół napędzany 430 alternatora wyposażony jest w koło pasowe 432 z szeregiem rowków 434 na żebra wieloklinowego pasa napędowego.

Zespół napędzany zawiera czop 436 i tuleję 438 do jego montażu na wałku alternatora. Czop 436 ma cylindryczną część tulejową 440, która osadzona jest na tulei 438. Między powierzchnią wewnętrzną 442 czopa 436 a powierzchnią zewnętrzną 444 tulei 438 osadzone jest łożysko igiełkowe 446 umożliwiające obrót czopa 436 wokół tulei 438.

Czop 436 wyposażony jest również w pierścieniową ściankę 448, rozciągającą się promieniowo na zewnątrz od strony przedniego końca części tulejowej 440, oraz zakończoną częścią kołnierzową 450, biegnącą w kierunku osiowym do bloku silnika. Część kołnierzowa 450 czopa 436 jest korzystnie koncentryczna względem części tulejowej 440.

Koło pasowe 432 ma na swym przednim końcu kołnierz 452, który swą cylindryczną powierzchnią zewnętrzną sprzężony jest ciernie z cylindryczną powierzchnią wewnętrzną części kołnierzowej 450 czopa 436, tworząc między nimi sztywne połączenie. Możliwe są również inne połączenia między kołnierzem 452 koła pasowego 432 i częścią kołnierzową 450 czopa 436. na przykład przez spawanie.

Między powierzchnią wewnętrzną 442 części tulejowej 440 czopa 436 i powierzchnią zewnętrzną 444 tulei 438. w położeniu nieznacznie oddalonym od łożyska igiełkowego 446, znajduje się człon uszczelniający 454, korzystnie w postaci nylonowej uszczelki pierścieniowej. Zadaniem członu uszczelniającego 454 jest zapobieganie wnikania do łożyska igiełkowego 446 zanieczyszczeń. Analogiczny człon uszczelniający 456 znajduje się między skierowaną promieniowo do wewnątrz ścianką końcową 458 koła pasowego 432 oraz skierowaną promieniowo na zewnątrz ścianką końcową 460 tulei 438.

Zespół 462 sprzęgła jednokierunkowego składa się ze sprężyny 464 w postaci sprężyny skrętnej z drutu o kołowym przekroju poprzecznym, oraz ze sprzęgła jednokierunkowego 466 o podobnej konstrukcji do sprzęgła jednokierunkowego 76 według fig. 2. Sprzęgło jednokierunkowe 466 składa się ze stalowej taśmy sprężystej i naniesionego na jej powierzchnię zewnętrzną materiału ciernego, który sprzęga się ciernie z powierzchnią wewnętrzną 468 koła pasowego 432.

Sprężyna 464 połączona jest ze sprzęgłem jednokierunkowym 466 za pomocą pierścieniowego złącza końcowego 470. Sprzęgło jednokierunkowe 466 ma swej najbardziej przedniej części zwój 472 o zwiększonej średnicy. Sprężyna 464 ma również najbardziej wysunięty do przodu zwój 474 o zwiękPL 192 880 B1 szonej średnicy w stosunku do pozostałych swych zwojów. Zwój 474 o zwiększonej średnicy sprzężony jest ciernie swą powierzchnią zewnętrzną z kanałem 476 zwoju 472 o zwiększonej średnicy sprzęgła jednokierunkowego 466. Uzyskane połączenie między sprężyną 464 i sprzęgłem jednokierunkowym 466 jest cierne (nieślizgowe) i może być w razie potrzeby wzmocnione przez spawanie, albo inne połączenie mechaniczne, jak na przykład połączenie za pomocą pofałdowanych powierzchni. Opisywane obwodowe połączenie między sprężyną 464 i sprzęgłem jednokierunkowym 466 jest na tyle sztywne, że nie jest konieczne stosowanie dodatkowych wzmocnień. Sprężyna 464 ma na swym przeciwległym końcu odchylony w kierunku do wewnątrz zwój końcowy 478, który sprzęga się ciernie z kanałem 480 tulei 438.

Tuleja 438 składa się z dwóch części, to jest z przedniej części tulejowej 439 mającej gwint wewnętrzny, z którą sprzężony jest wałek alternatora, oraz z tylnej części tulejowej 441, która współpracuje z pierścieniowym kołnierzem wałka. Osadzenie zespołu napędzanego 430 alternatora na wałku powoduje wywieranie przez przednią część tulejową 439 siły osiowej na tylną część tulejową 441 i jej osadzenie między kołnierzem wałka i powierzchnią końcową przedniej części tulejowej 439. W alternatywnym rozwiązaniu wynalazku tuleja może być jednoczęściowa.

Zastosowanie w zespole napędzanym 430 łożyska igiełkowego 446 sprawia, że stosowana sprężyna 464 może mieć mniejszą średnicę zewnętrzną, na przykład w porównaniu do rozwiązań zespołu napędzanego według fig. 2 i 7. Ze względu na łożysko igiełkowe 446 (mające mniejszą średnicę od innych łożysk) sprężyna 464 może się swobodnie rozciągać w kierunku osiowym, a tym samym może zawierać większą ilość zwojów w porównaniu do zwymiarowanego odsprzęgacza według fig. 1 i 7. Dzięki tym cechom zespołu napędzanego, sprężyna 464 jest bardziej wytrzymała mechanicznie, a ponadto, cały jej zwój 474 o zwiększonej średnicy może być wykorzystany do ciernego połączenia ze sprzęgłem jednokierunkowym 466.

Przedstawione na fig. 15 dziesiąte rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według wynalazku jest prawie identyczne z rozwiązaniem według fig. 2, z tą jednak różnicą, że sprężyna 490 zespołu sprzęgła jednokierunkowego według fig. 15 wykonana jest drutu o prostokątnym przekroju poprzecznym, zaś sprężyna 74 według fig. 2 z drutu o kołowym przekroju poprzecznym.

Jedenaste rozwiązanie zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według fig. 16 jest prawie identyczne z rozwiązaniem według fig. 7, z tą jednak różnicą, że sprężyna 492 zespołu sprzęgła jednokierunkowego według fig. 16 wykonana jest z drutu o prostokątnym przekroju poprzecznym.

W dwunastym rozwiązaniu zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według fig. 17, między powierzchnią zewnętrzną tulei 498 i powierzchnią wewnętrzną 500 koła pasowego 502 znajduje się para łożysk igiełkowych 494 i 496, z których jedno znajduje się w przednim, a drugie w tylnym końcu zespołu napędzanego.

Konfiguracja trzynastego rozwiązania zespołu napędzanego alternatora z odsprzęgaczem według fig. 18A i B jest prawie identyczna z rozwiązaniem według fig. 9A, z tą jednak różnicą, że zamiast łożyska 316 w postaci tulei według fig. 9A zastosowane jest łożysko kulkowe 494^ które znajduje się poniżej części koła pasowego 306 o mniejszej średnicy, co powoduje osiowe zrównoważenie pasa napędowego na tym łożysku.

Zespół napędzany osadzony jest na wałku alternatora za pomocą tulei 496^ złożonej z przedniej części tulejowej 498¢ i tylnej części tulejowej 500^ między którymi znajduje się łożysko kulkowe 494\ Łożysko kulkowe 494¢ jest swym wewnętrznym pierścieniem nośnym osadzone, na przykład przez wtłaczanie, na wałku alternatora. Znajdująca się po obydwu stronach łożyska kulkowego 494¢ tuleja 496¢ ma od strony tego łożyska część skośną 504 utworzoną przez powierzchnię pionową 506 w przybliżeniu prostopadłą do osi wałka alternatora, oraz powierzchnię pochyloną 508, tworzącą z powierzchnią pionową 506 kąt w zakresie od 145° do 155°. Część skośna 504 służy do precyzyjnego montażu tulei 496¢ na wałku alternatora. Początkowe osadzanie tulei 496¢ na wałku powoduje jej centrowanie za pomocą powierzchni pochylonej 508, a jej dalsze osadzanie - ustawienie powierzchni pionowej 506 współpłaszczyznowo z powierzchnią boczną pierścienia nośnego 502\

Figury 22 i 23 przedstawiają czternaste rozwiązanie zespołu napędzanego 600 alternatora według wynalazku. Zespół napędzany 600 zawiera koło pasowe 606 ze stali z rowkami 607 na wieloklinowy pas napędowy. Koło pasowe 606 sprzęga serpentynowy pas napędowy 20 zespołu napędowego 18 z wałkiem 36 alternatora, na którym osadzony jest zespół napędzany 600.

Zespół napędzany 600 alternatora osadzony jest na wałku 36 za pomocą zespołu piasty 608, której cylindryczna ścianka 609 ma gwinty wewnętrzne 610 współpracujące z gwintami zewnętrznymi

PL 192 880 B1 wałka 36. Do montażu zespołu piasty 608 na wałku 36 służy gniazdo mające na swej obwodowej powierzchni wewnętrznej szereg płaskich powierzchni na narzędzie montażowe.

Cylindryczna ścianka 609 zespołu piasty 608 ma integralny, rozciągający się promieniowo na zewnątrz kołnierz 612, w której ściance pierścieniowej 614 znajduje się rowek 616. Rowek 616 ma łukowy przekrój poprzeczny i biegnie na części obwodu ścianki pierścieniowej 614 do ogranicznika 618 w postaci pionowej ścianki (fig. 23). Rowek 616 jest coraz głębszy w kierunku ogranicznika 618. który blokuje wolny koniec 620 śrubowej sprężyny 622 wykonanej ze stali sprężynowej. Sprężyna 622 znajduje się wokół cylindrycznej ścianki 609 zespołu piasty 608. Z kolei przeciwległy wolny koniec 624 sprężyny 622 sprzęga się z ogranicznikiem 628 na łączniku 630 z tworzywa sztucznego, korzystnie na bazie nylonu.

Łącznik 630 składa się z cylindrycznego korpusu 632 i stanowiącego z nim integralna całość pierścienia 634. Łącznik 630 formowany jest jako struktura jednoczęściowa przez formowanie wtryskowe tworzywa sztucznego.

Figura 24 ilustruje konstrukcję łącznika 630, na którego powierzchni wewnętrznej 636 znajduje się rowek 638 o łukowym przekroju poprzecznym, podobny do opisanego powyżej rowka 616. Rowek 638 zamknięty jest w swej najgłębszej części ogranicznikiem 628 w postaci pionowej ścianki. Ograniczniki 628 i 618 służą do podparcia przeciwległych, wolnych końców 620 i 624 sprężyny 622. Łącznik 630 pozwala na obrotowe pochylenie wolnego końca 624 sprężyny 622 względem osi zespołu napędzanego, oraz drugiego wolnego końca 620 sprężyny 622 względem osi piasty.

Pierścień 634 łącznika 630 ma szczelinę 640 składającą się z części spiralnej 642 biegnącej od obwodu pierścienia 634 promieniowo do wewnątrz, oraz z części promieniowej 644, która rozciąga się promieniowo od części spiralnej 642 w kierunku promieniowym na zewnątrz, tworząc z nią kąt w przybliżeniu prosty. Cześć promieniowa 644 szczeliny 640 ma długość około jednej trzeciej szerokości pierścienia 634.

W stanie spoczynkowym zespołu napędzanego 600 sprężyna 622 znajduje się między cylindryczną powierzchnią wewnętrzną 633 korpusu 632 łącznika 630, a cylindryczną powierzchnią zewnętrzną 611 ścianki 609 zespołu piasty 608.

Część promieniowa 644 szczeliny 640 pierścienia 634 tworzy gniazdo osadcze dla zagiętej części 654 wolnego końca 650 sprzęgła jednokierunkowego 652. Biegnący od wolnego końca 650 pierwszy zwój 656 sprzęgła jednokierunkowego 652 osadzony jest części spiralnej 642 szczeliny 640.

Z cylindryczną powierzchnią wewnętrzną 660 koła pasowego 606 sprzęga się swą cylindryczną powierzchnią zewnętrzną 662 pierścień 634. W przestrzeni 666 (fig. 22) między obydwiema tymi powierzchniami 660 i 662 znajduje się większa część sprzęgła jednokierunkowego 652. Sprzęgło jednokierunkowe 652 składa się ze stali sprężynowej 668, oraz ze znajdującej się na jej powierzchni zewnętrznej materiału ciernego 670, analogicznie jak w rozwiązaniu sprzęgła według fig.2 do 7.

Sprzęgło jednokierunkowe 652 ma stanie swobodnym średnicę (fig. 23) większą od średnicy określonej przez powierzchnię wewnętrzną 660 koła pasowego 606. Dzięki temu, materiał cierny 670 sprzęgła jednokierunkowego 652 po zamontowaniu w odsprzęgaczu znajduje się w ciągłym sprzężeniu z powierzchnią wewnętrzną 660 koła pasowego 606.

Koło pasowe 606 osadzone jest obrotowo na łożysku kulkowym 672. Łożysko kulkowe 672 jest swym zewnętrznym pierścieniem nośnym 674 pasowane przez wtłaczanie na powierzchnię wewnętrzną 660 koła pasowego 606, natomiast swym wewnętrznym pierścieniem nośnym 676 - pasowane przez wtłaczanie na powierzchni zewnętrznej 678 zespołu piasty 608,w pobliżu jej cylindrycznej ścianki 609.

Na gładkiej powierzchni zewnętrznej cylindrycznej części 682 koła pasowego 606, w pobliżu jego rowków 607 na wieloklinowy pas napędowy, znajduje się tuleja 680. Powierzchnia zewnętrzna tulei 680 znajduje się w powierzchniowym sprzężeniu z powierzchnią wewnętrzną cylindrycznej ścianki zewnętrznej 689 nasadki końcowej 690, tworzącej skierowany do środka pierścieniowy kanał 692 w kształcie litery U. W pierścieniowym kanale 692 znajduje się cylindryczna część 682 koła pasowego 606, pierścień 634 łącznika 630 sprzęgającego wolny koniec 650 sprzęgła jednokierunkowego 652 z wolnym końcem 624 sprężyny 622 oraz tuleja 680. Powierzchnia zewnętrzna cylindrycznej ścianki wewnętrznej 696 nasadki końcowej 690 sprzężona jest z powierzchnią zewnętrzną cylindrycznej ścianki 609 zespołu piasty 608. Cylindryczna ścianka 609 zespołu piasty 608 ma część 698 o zmniejszonej średnicy zewnętrznej, na przykład w postaci progu, na której osadzona jest, na przykład przez pasowanie z wciskiem, nasadka końcowa 690 swą ścianką wewnętrzną 696.

PL 192 880 B1

Cylindryczna część 682 koła pasowego 606 w przestrzeni między tuleją 680 i rowkami 607 zaopatrzona jest w pierścieniowy rowek 697, w którym osadzony jest gumowy pierścień 699 o kołowym przekroju poprzecznym.

Ruch obrotowy koła pasowego 606 w kierunku A (fig. 23) powoduje zasprzęgnięcie wolnego końca 657 sprzęgła jednokierunkowego 652, oraz jego obrót w kierunku B, ponieważ jego przeciwległy wolny koniec 650 osadzony jest w szczelinie 640 łącznika 630. Wolny koniec 624 sprężyny 622 sprzęga się z ogranicznikiem 628 łącznika 630 powodując obrót sprężyny 622 w kierunku B. Natomiast przeciwległy wolny koniec 620 sprężyny 622 sprzęga się z kolei z ogranicznikiem 618 na końcu rowka 616 kołnierza 612 zespołu piasty 608. W wyniku tego sprzężenia następuje obrót zespołu piasty 608 w kierunku B, oraz obrót wałka 36 alternatora w kierunku C.

W czasie działania sprężyny 622 następuje jej rozprężenie, którego wielkość ograniczona jest powierzchnią wewnętrzną 633 korpusu 632 łącznika 630. Rozprężenie sprężyny 622 zapewnia zmniejszenie drań alternatora, oraz elastyczne połączenie między kołem pasowym 606 i wałkiem alternatora.

Podobnie jak w poprzednich rozwiązaniach wynalazku, sprężyna 622 przenosi za pomocą serpentynowego pasa napędowego ruch obrotowy koła pasowego 606 na zespół piasty 608, powodując obrót wałka alternatora w tym samym kierunku co i koła pasowego 606, przy jednoczesnej możliwości chwilowych ruchów w kierunku przeciwnym do obrotu koła pasowego 606 alternatora. Sprzęgło jednokierunkowe 652 powoduje obrót zespołu piasty 608, a zatem i wałka alternatora z prędkością większą od prędkości koła pasowego 606, gdy prędkość obrotowa wałka zdawczego 14 silnika zmniejszy się w stopniu wystarczającym do wytworzenia momentu skrętnego między kołem pasowym 606 alternatora i zespołem piasty 608 na określonym, ujemnym poziomie.

Figura 25 ilustruje piętnaste rozwiązanie zespołu napędzanego 700 alternatora według wynalazku. Rozwiązanie to jest bardzo podobne do rozwiązania według fig. 23 i analogiczne części składowe oznaczone są tymi samymi odnośnikami. Główna różnica między rozwiązaniami alternatora według fig. 23 i 25 polega na tym, że sprężyna 722 według fig. 25 nawinięta jest w kierunku przeciwnym.

Jeden wolny koniec 724 sprężyny 722 wyposażony jest w osiowy występ rozciągający się w kierunku osiowym, przeciwnym do bloku silnika, natomiast drugi jej wolny koniec 726 - występ rozciągający się w kierunku osiowym do bloku silnika.

Zespół napędzany 700 alternatora zawiera zespół piasty 708, który podobny jest do zespołu piasty 608 według fig. 23, ale ma na swym kołnierzu 712 osiowy otwór 718, który pełni tę samą funkcję co i szczelina, oraz ogranicznik w rozwiązaniu według fig. 23. W osiowy otwór 718 wchodzi wolny koniec 726 sprężyny 722. Również łącznik 730 zespołu napędzanego 700 jest podobny do łącznika 630 według fig. 23, z tą jednak różnicą, że jest w swym pierścieniu 734 zaopatrzony w osiowy otwór 728, pełniący tę samą funkcję co i szczelina, oraz ogranicznik pierścienia 634 według fig. 23. W osiowy otwór 728 wchodzi drugi wolny koniec 724 sprężyny 722.

Przedstawiony na fig. 26 łącznik 730 ma szczelinę 740 na sprzęgło jednokierunkowe, która jest identyczna jak szczelina 640 według fig. 24. Również pozostałe części składowe zespołu napędzanego 700, to jest sprzęgło jednokierunkowe 652, koło pasowe 606, tuleja 680 i nasadka końcowa 690 są identyczne jak w rozwiązaniu według fig. 23 i 24.

Analogicznie jak w zespole napędzanym według fig. 23 i 24, ruch obrotowy koła pasowego 606 w kierunku A według fig. 25 i 26 powoduje obrót sprzęgła jednokierunkowego 652, a zatem i obrót łącznika 730 w kierunku B. Ruch obrotowy łącznika 730 przenosi się na wolny koniec 724 sprężyny 722 powodując skurczenie jej zwojów, do wielkości ograniczonej przez cylindryczną ściankę 709 zespołu piasty 708, zapobiegając jej nadmiernemu zwijaniu się. Wówczas przeciwległy wolny koniec 726 sprężyny 722 powoduje obrót zespołu piasty 708,a więc i wałka 36 alternatora.

W każdym, opisanym powyżej przykładowym rozwiązaniu według niniejszego wynalazku, sprężyna i sprzęgło jednokierunkowe są oddzielnymi częściami składowymi, połączonymi szeregowo między kołem pasowym i zespołem piasty. Taka konstrukcja odsprzęgacza pozwala na niezależną regulację naprężeń sprężyny i sprzęgła jednokierunkowego. Możliwe jest zatem wykonanie sprzęgła jednokierunkowego o większej elastyczności, na przykład przez zastosowanie cieńszej stali, albo przez zmianę grubości zwojów, wynikiem czego jest mniejsze ugięcie właściwe sprzęgła względem sprężyny, oraz mniejsza siła konieczna do sprzężenia z łożyskiem w warunkach „najazdu”. Zwiększa to trwałość zespołu sprzęgła jednokierunkowego.

Ugięcie właściwe sprężyny jest przynajmniej 10, a nawet 100 razy większe od ugięcia właściwego sprzęgła. W każdym, opisanym powyżej rozwiązaniu wynalazku, sprężyna przenosząca obrót

PL 192 880 B1 skrętny ma korzystnie ugięcie właściwe wynoszące od 0,226 Nm do 0,2825 Nm na stopień odchylenia skrętnego, podczas gdy ugięcie (odchylenie skrętne) sprzęgła jednokierunkowego wynosi od 0,00226 Nm do 0,000256 Nm, albo odpowiednio 0,113 Nm i 0,0113 Nm.

W każdym rozwiązaniu wynalazku, współczynnik tarcia materiału ciernego jest większy od współczynnika tarcia stali i wynosi przynajmniej 0,25, korzystnie od 0,3 do 0,4 względem stalowej powierzchni koła.

Istotną cechą niniejszego wynalazku jest oddzielna konstrukcja i połączenie szeregowe sprężyny i sprzęgła jednokierunkowego. Nakładkowe połączenie sprężyny i sprzęgła jednokierunkowego w kierunku osiowym sprawia, że te części składowe skutecznie realizują swe funkcje, a ponadto mogą być łatwo zmodyfikowane, na przykład przez zwiększenie liczby zwojów, a ponadto mają większość trwałość mechaniczną, wskutek mniejszego zużycia w wyniku tarcia.

Możliwe jest oczywiście wykonanie zespołu sprzęgła jednokierunkowego jako pojedynczego elementu, na przykład z pojedynczej struktury zwojowej, ale z wyróżnionymi częściami składowymi, to jest sprężyny i sprzęgła jednokierunkowego. W tym przypadku ugięcie właściwe części sprzęgłowej winno być przynajmniej 10 razy mniejsze niż ugięcie właściwe części sprężynowej. Może to być zrealizowane na przykład przez zmniejszenie grubości, za pomocą skrawania, zwoju części sprzęgłowej. Również współczynniki tarcia części składowych zespołu sprzęgła jednokierunkowego mogą być odpowiednio dobrane przez zastosowanie materiału ciernego.

Przedstawione powyżej rozwiązania wynalazku są jedynie przykładowe i mogą być odpowiednio zmodyfikowane zgodnie z ideą wynalazczą.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół napędowy z przekładnią pasową przenoszący ruch silnika spalinowego na zespół pomocniczy, zwłaszcza alternator, wyposażony w zespół piasty, zaklinowany na wałku napędzanego zespołu pomocniczego, w koło pasowe osadzone na tym zespole piasty i napędzane przekładnią pasową, oraz w zespół sprzęgła jednokierunkowego, sprzęgającego to koło pasowe z zespołem piasty, znamienny tym, że zespół (72, 272, 322, 462) sprzęgła jednokierunkowego (76, 276, 336, 466, 652) wyposażony jest w oddzielną, połączoną z nim szeregowo sprężynę (74, 274, 370, 324, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722), która sprzężona jest z zespołem piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708) przenosząc na niego ruch obrotowy z koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606), w którego kierunku obracany jest wałek (36) z możliwością chwilowych obrotów w kierunku przeciwnym, a ponadto, sprzęgło jednokierunkowe (76, 276, 336, 466, 652) jest połączone z kołem pasowym (106, 206, 306, 432, 502, 606) przez tarcie, względnie ślizgowo, przenosząc ruch obrotowy na zespół piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708) i wałka (36) z prędkością obrotową przewyższającą zmniejszoną prędkość obrotową koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606).
2. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) ma ugięcie właściwe większe od ugięcia właściwego sprzęgła jednokierunkowego (76, 276, 336, 466, 652).
3. Zespół napędowy według zastrz. 2, znamienny tym, że ugięcie właściwe sprężyny (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) jest przynajmniej dziesięciokrotnie większe od ugięcia właściwego sprzęgła jednokierunkowego (76, 276, 336, 466, 652).
4. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że współczynnik tarcia sprzęgła jednokierunkowego (76, 276, 336, 466, 652) jest większy od współczynnika tarcia sprężyny (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722).
5. Zespół napędowy według zastrz. 4, znamienny tym, że współczynnik tarcia sprzęgła jednokierunkowego (76, 276, 336, 466, 652) względem stalowego koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606) jest większy od 0,25.
6. Zespół napędowy według zastrz. 5, znamienny tym, że współczynnik tarcia sprzęgła jednokierunkowego (76, 276, 336, 466, 652) względem stalowego koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606) wynosi od 0,3 do 0,4.
7. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (74, 274, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) i sprzęgło jednokierunkowe (76, 276, 376, 466, 652) mają postać zwiniętej struktury stalowej, przy czym zwoje sprzęgła jednokierunkowego (76, 276, 376, 466, 652) mają mniejPL 192 880 B1 szą grubość promieniową od grubości promieniowej zwojów sprężyny (74, 274, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722).
8. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że połączone ze sprężyną (74) sprzęgło jednokierunkowe (76) składa się ze zwiniętej stalowej taśmy sprężystej (88), oraz ze znajdującego się na niej materiału ciernego (90) o współczynniku tarcia większym od współczynnika tarcia taśmy sprężystej (88).
9. Zespół napędowy według zastrz. 8, znamienny tym, że sprężyna (74) jest jednym swym końcem przymocowana do zespołu piasty (52), natomiast przeciwnym - połączona jest ze sprzęgłem jednokierunkowym (76), przy czym materiał cierny (90) sprzęgła jednokierunkowego (76) współpracuje z kołem pasowym (106) przez tarcie, przy jednoczesnym przenoszeniu przez sprężynę (74) ruchu obrotowego koła pasowego (106) na zespół piasty (52), względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach zespołu piasty (52) i wałka (36) z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego (106), kiedy jego prędkość zmniejsza się do określonej wartości.
10. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) i sprzęgło jednokierunkowe (76, 276, 336, 466, 652) połączone są osiowo na zakładkę.
11. Zespół napędowy według zastrz. 10, znamienny tym, że sprężyna (622, 722) i sprzęgło jednokierunkowe (652) połączone są ze sobą zakładkowo wzdłuż osi za pomocą tulejowego łącznika (630, 730).
12. Zespół napędowy według zastrz. 11, znamienny tym, że sprężyna (622, 722) znajduje się wewnątrz, a sprzęgło jednokierunkowe (652) na zewnątrz tulejowego łącznika (630, 730), przy czym sprężyna (622, 722) jest jednym swym końcem połączona z zespołem piasty (608), natomiast swym przeciwległym końcem -z tulejowym łącznikiem (630, 730), zaś sprzęgło jednokierunkowe (652) jest jednym swym końcem połączone z tuleją (630, 730), natomiast przeciwległym swym końcem współpracuje z kołem pasowym (606) przez tarcie, przy jednoczesnym sprzęgnięciu zespołu piasty (608) z kołem pasowym (606) za pomocą sprężyny (622, 722), względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach zespołu piasty (608) i wałka (36) z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego (606), kiedy jego prędkość zmniejsza się do określonej wartości.
13. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) jest jednym swym końcem połączona z zespołem piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708), natomiast swym przeciwległym końcem -ze sprzęgłem jednokierunkowym (76, 276, 336, 466, 652) odkształcanym sprężyście promieniowo na zewnątrz i znajdującym się w stanie ciernego zestyku z kołem pasowym (106, 206, 306, 432, 502, 606) w jego stanie nieruchomym, oraz współpracującym z nim przez tarcie w trakcie obrotu wałka (36), przy jednoczesnym przenoszeniu za pomocą sprężyny (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) ruchu obrotowego z koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606) na zespół piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708).
14. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (74) ma postać stalowej sprężyny śrubowej, natomiast sprzęgło jednokierunkowe (76) składa się ze zwiniętej stalowej taśmy sprężystej (88), oraz ze znajdującego się na niej materiału ciernego (90) o współczynniku tarcia większym od współczynnika tarcia taśmy sprężystej (88) i sprężyny (74).
15. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) jest jednym swym końcem przymocowana do zespołu piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708), natomiast swym przeciwległym końcem - do sprzęgła jednokierunkowego (76, 276, 336, 466, 652), współpracującym z kołem pasowym (106, 206, 306, 432, 502, 606) przez tarcie, przenosząc za pośrednictwem sprężyny (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) ruch obrotowy koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606) na zespół piasty (52, 252, 328, 382 392, 402, 422, 608, 708), względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach zespołu piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708) z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606), kiedy jego prędkość zmniejsza się do określonej wartości.
16. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (74) ma postać sprężyny śrubowej, przymocowanej jednym swym końcem do zespołu piasty (52), natomiast swym przeciwnym końcem połączona jest ze sprzęgłem jednokierunkowym (76), które składa się ze zwiniętej stalowej taśmy sprężystej (88), oraz z pokrywającego jego powierzchnię zewnętrzną materiału ciernego (90) o współczynniku tarcia większym od współczynnika tarcia taśmy sprężystej (88) i stykającego się

PL 192 880 B1 w trakcie rozruchu wolnym końcem sprzęgła jednokierunkowego (76) z powierzchnią wewnętrzną koła pasowego (106), przy czym w trakcie obrotu koła pasowego (106) całe sprzęgło jednokierunkowe (76) sprzęga go za pomocą sprężyny (74) z zespołem piasty (52).
17. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sprężyna (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) ma postać sprężyny wybranej spośród grupy obejmującej:

- śrubową sprężynę skrętną wykonaną z drutu o kołowym przekroju poprzecznym,

- śrubową sprężynę skrętną nakładkową wykonaną z drutu o kołowym przekroju poprzecznym,

- śrubową sprężynę skrętną wykonaną z płaskiego drutu,

- śrubową sprężynę skrętną nakładkową wykonaną z płaskiego drutu, oraz

- sprężynę gumową, względnie wykonaną na bazie gumy.
18. Zespół napędowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jest zespołem napędowym (26, 226, 300, 430, 600, 700) alternatora, osadzonym na wałku (36) alternatora i sprzężonym swym kołem pasowym (106, 206, 306, 432, 502, 606) z serpentynowym pasem napędowym (20), współpracującym z kołem pasowym pędzącym (16) osadzonym na wałku zdawczym (14) silnika spalinowego (10), przy czym sprzęgło jednokierunkowe (76, 276, 336, 466, 652) i połączona z nim szeregowo sprężyna (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) sprzęgają koło pasowe (106, 206, 306, 432, 502, 606) z zespołem piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708), przy jednoczesnych obrotach tego zespołu piasty i wałka (36) z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606), kiedy prędkość obrotowa wałka zdawczego (14) silnika spalinowego (10) zmniejszona jest na tyle, że powstały moment obrotowy między kołem pasowym (106, 206, 306, 432, 502, 606) alternatora i zespołem piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708) jest mniejszy od zadanej ujemnej wielkości.
19. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że sprężyna (622, 722) i sprzęgło jednokierunkowe (652) są ze sobą połączone za pomocą tulejowego łącznika (632, 730), przy czym sprężyna (622, 722) znajduje się wewnątrz, a sprzęgło jednokierunkowe (652) na zewnątrz tulejowego łącznika (630, 730), zaś sprężyna (622, 722) jest jednym swym końcem połączona z zespołem piasty (608), natomiast przeciwległym końcem - z tulejowym łącznikiem (630, 730), natomiast sprzęgło jednokierunkowe (652) jest jednym swym końcem połączone z tulejowym łącznikiem (630, 730), natomiast przeciwległym współpracuje z kołem pasowym (606) przez tarcie, sprzęgając zespół piasty (608) z kołem pasowym (606) za pomocą sprężyny (622, 722), względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach zespołu piasty (608) i wałka (36) z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego (606), kiedy prędkość obrotowa wałka zdawczego (14) silnika spalinowego (10) zmniejszona jest na tyle, że powstały moment obrotowy między kołem pasowym (606) alternatora i zespołem piasty (608) jest mniejszy od zadanej ujemnej wielkości.
20. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że sprężyna (74, 274, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622) i sprzęgło jednokierunkowe (76, 276. 466. 652) mają postać zwiniętej struktury stalowej o jednakowym kierunku zwojów, przy czym sprężyna (74, 274, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622) w trakcie sprzężenia z zespołem piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422) jest odkształcalna w kierunku promieniowym do wewnątrz.
21. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że sprężyna (722) i sprzęgło jednokierunkowe (652) mają postać zwiniętej struktury stalowej o przeciwnych kierunkach zwojów, przy czym sprężyna (722) w czasie sprzężenia z zespołem piasty (608) jest odkształcalna w kierunku promieniowym na zewnątrz.
22. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że koło pasowe (106, 606) alternatora jest połączone z zespołem piasty (52, 608) za pomocą łożyska kulkowego (50, 674) i tulei (112, 680), oddalonych od siebie wzdłuż osi wałka (36) alternatora.
23. Zespół napędowy według zastrz. 22, znamienny tym, że łożysko kulkowe (218) znajduje się w tylnym końcu zespołu napędzanego (26), bliżej osprzętu (48) alternatora, zaś tuleja (212), jest usytuowana w przednim końcu zespołu napędzanego (226).
24. Zespół napędowy według zastrz. 22, znamienny tym, że łożysko kulkowe (118, 672) znajduje się w przednim końcu zespołu napędzanego (26, 600), dalej od osprzętu (48) alternatora, zaś tuleja (112, 680), jest usytuowana w tylnym końcu zespołu napędzanego (26, 600).
25. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że sprężyna (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) jest jednym swym końcem przymocowana do zespołu piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708), natomiast swym przeciwległym końcem - połączona ze sprzęgłem jednokierunkowym (76, 276, 336, 466, 652), przy czym sprzęgło jednokierunkowe

PL 192 880 B1 (76, 276, 336, 466, 652) jest połączone z kołem pasowym (106, 206, 306, 432, 502, 606) przez tarcie, przenosząc przez sprężynę (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) ruch obrotowy koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606) na zespół piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708), względnie ślizgowo, przy jednoczesnych obrotach wałka (36) alternatora z prędkością większą od prędkości obrotowej koła pasowego (106, 206, 306, 432, 502, 606), kiedy prędkość obrotowa wałka zdawczego (14) silnika spalinowego (10) zmniejszona jest na tyle, że powstały moment obrotowy między kołem pasowym (106, 206, 306, 432, 502, 606) alternatora i zespołem piasty (52, 252, 328, 382, 392, 402, 422, 608, 708) jest mniejszy od zadanej ujemnej wielkości.
26. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że sprężyna (74, 274) wykonana jest z drutu o kołowym przekroju poprzecznym, natomiast sprzęgło jednokierunkowe (76, 276) - ze zwiniętej stalowej taśmy sprężystej (88), pokrytej warstwą materiału ciernego (90, 290) o współczynniku tarcia większym od współczynnika tarcia sprężystej taśmy (88), przy czym sprężyna (74, 274) i sprzęgło jednokierunkowe (76, 276) są połączone swymi końcowymi zwojami w obszarze złącza końcowego (78, 278).
27. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że ugięcie właściwe sprężyny (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) wynosi przynajmniej 0,113 Nm, natomiast sprzęgła jednokierunkowego (76, 276. 336, 466, 652) -nie więcej niż 0,0113 Nm.
28. Zespół napędowy według zastrz. 27, znamienny tym, że ugięcie właściwe sprężyny (74, 274, 324, 370, 386, 388, 390, 400, 418, 464, 490, 492, 622, 722) jest przynajmniej stukrotnie większe od ugięcia właściwego sprzęgła jednokierunkowego (76, 276, 336, 466, 652).
29. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że sprężyna (324) ma postać sprężyny gumowej, zaciskanej na zespole piasty (328) w trakcie sprzęgania z kołem pasowym (306) alternatora.
30. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że sprężyna (386, 388) ma postać sprężyny gumowej, której naprzemienne części składowe ściskane są w trakcie sprzęgania i odsprzęgania koła pasowego (306) alternatora z zespołem piasty (328).
31. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że sprężyna (400) składa się z dwóch, wzajemnie równoległych zwojów (404, 406) z płaskiego drutu.
32. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że sprzęgło jednokierunkowe (336) składa się z pierścieniowej taśmy środkowej (342), oraz ze znajdujących się po obydwu jej stronach równoległych taśm bocznych (344, 346).
33. Zespół napędowy według zastrz. 18, znamienny tym, że koło pasowe (432) alternatora osadzone jest na zespole piasty (441) za pomocą łożyska igiełkowego (446).