有单向离合器的机械系统和包括此种系统的交流发电的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种有单向离合器的机械系统，比如机动车辆交流发电机带轮，包括作为外环的第一环和作为内环的第二环，第一环和第二环能围绕中心轴线相对于彼此转动，并且相对于中心轴线在它们之间在径向上限定出环形壳体。自由轮机构包括布置在环形壳体中的构件。至少一个滚动轴承包括布置在环形壳体中的滚动体。第一环和第二环对自由轮机构和滚动轴承是共用的。布置在环形壳体中的自由轮机构的构件包括凸轮，凸轮与由第一环形成的第一滚道和由第二环形成的第二滚道接触。第一和第二滚道是圆形的，定心在旋转轴线上且没有坡道。第一和第二环中的每一个由压制金属板材制成。交流发电机可包括构造为有单向离合器的带轮的这种机械系统。
【专利说明】有单向离合器的机械系统和包括此种系统的交流发电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种有单向离合器的机械系统，诸如机动车辆交流发电机带轮。本发明还涉及一种交流发电机，其除别的以外，包括构造为有单向离合器的带轮这样的机械系统。
【背景技术】
[0002]在已知的方法中，传动带驱动交流发电机带轮的外轮缘，所述轮缘自身驱动交流发电机的输入轴。在使用时，这个带轮承受速度和扭矩的变化，尤其是因为机动车辆内燃机的非周期性运转。有各种方式用于平滑掉速度和扭矩方面的这些变化，例如通过在此种带轮轮毂和轮缘之间装配也称为“自由轮”的单向离合器(owe)装置。在旋转的一个方向，单向离合器装置将扭矩从带轮缘传递到轮毂，而在旋转的另一个方向，轮毂不被轮缘驱动。
[0003]FR-A-2 726 059描述了这种类型的机械系统，其中自由轮离合器包括楔形滚动体，所述楔形滚动体在保持架中被引导并楔靠于在环的周围形成的楔形坡道。由此，自由轮离合器的各楔形滚柱与环的各楔形坡道连续地相互作用。这种现有技术指出采用设置有坡道的环，这导致形成这些坡道的相对复杂的操作，需要合格的人员和精心制作的设备，导致了高成本价格。另外，能够用这类装置传递的最大扭矩是相对低的。
【发明内容】
[0004]本发明通过提供一种带有单向离合器新型机械系统特别旨在克服这些缺点，所述机械系统允许在一个旋转方向上实现扭矩的有效传递，而在另一个旋转方向上实现自由轮运行，同时提供有吸引力的稳定性和有吸引力的成本价格。
[0005]为此，本发明涉及一种具有单向离合器的机械系统，尤其是机动车辆交流发电机带轮，其包括:作为外环的第一环和作为内环的第二环，所述第一环和第二环能够围绕中心轴线相对于彼此转动，并且相对于所述中心轴线在它们之间在径向上限定出环形壳体；自由轮机构，包括布置在所述环形壳体中的构件；以及至少一个滚动轴承，包括布置在环形壳体中的滚柱。在该系统中，所述第一环和第二环对自由轮机构和滚动轴承是共用的，布置在所述环形壳体中的自由轮机构的构件是凸轮，所述凸轮与由所述第一环形成的第一滚道和由所述第二环形成的第二滚道接触，所述第一和第二滚道是环圆形的，定心在旋转轴线上并且没有坡道。根据本发明，所述第一和第二环中的每一个由压制金属板材制成。
[0006]根据本发明，第一和第二环可以以相对简单和易于掌握的方式进行制造，有特别吸引人的成本价格，因为无需在这些环的任一个上设置坡道。通过与从FR-A-2 726 059已知的硬件比较，还证明了根据本发明的机构，就其能够传递更高扭矩而言，提供了改进的稳定耐用性。另外，取决于凸轮的几何形状，该机构可以提供更好的响应性，也就是可以对驱动构件即带轮的轮缘速度方面的快速变化更好地反应。最后，所述凸轮具有衰减和滤除高频发动机非周期性运转的作用。
[0007]根据本发明有利的但是非强制性的方面，考虑任何技术上允许的组合，此种系统可以包括一或多项以下特征:
[0008]-所述系统包括至少两个滚动轴承，其中的至少一个具有滚柱，并且第一和第二环对自由轮机构和两个滚动轴承是共用的。
[0009]-所述系统包括沿着中心轴线布置在自由轮机构两侧的至少两个滚柱轴承。
[0010]-限定第一滚道的第一环的一个表面和/或限定第二滚道的第二环的一个表面是阶梯式的，并且除了第一滚道和/或第二滚道之外，限定出用于属于滚动轴承的滚动体的轴承滚道，所述轴承滚道具有与第一滚道和/或第二滚道不同的直径。
[0011]-限定第一滚道的第一环的表面和限定第二滚道的第二环的表面各自设置有两个肩部，*其标记出一方面第一或第二滚道与另一方面两个轴承滚道之间的过渡，所述两个轴承滚道沿着中心轴线布置在第一或第二滚道的两侧。
[0012]-第一或第二环的两个轴承滚道的直径分别地小于和大于第一或第二滚道的直径。
[0013]-每个凸轮包括接触第一滚道的外滑动表面和接触第二滚道的内滑动表面，所述各滑动表面的曲率中心彼此错移开。
[0014]-所述自由轮结构包括保持架和用于使每个凸轮复位到其位置的弹性复位构件。
[0015]本发明可以采用任何类型的有单向离合器的机械系统进行实施，例如交流发电机或空调压缩机。但是，它特别适用于机动车辆交流发电机领域。这就是为什么本发明的另一个主题是上文中提到的包括机械系统的交流发电机，所述机械系统构造为有单向离合器的带轮。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]按照根据本发明原理的交流发电机带轮实施例的以下描述，本发明将被更好地理解并且它的其它优势将变得更加显而易见，所述实施例纯粹通过举例的方式给出并参考附图予以说明，其中:
[0017]图1是根据本发明的交流发电机带轮类型的机械系统的轴向剖面视图，包括布置在轮缘和轮毂之间的滚动轴承和单向离合器装置；
[0018]图2是图1的细部II的更大比例的视图，和
[0019]图3是在图2II1-1II上截取的更大比例的局部剖面视图。
【具体实施方式】
[0020]图1到3描绘了根据本发明的带轮1。带轮1设计用于安装到机动车辆交流发电机，为简单起见没有描绘机动车辆交流发电机。
[0021]带轮1定心在中心轴线XI上并包括外轮缘10、内轮毂20、单向离合器装置或自由轮机构30、以及沿着轴线XI布置在装置30每一侧的两个滚动轴承40和50。
[0022]装置30、滚动轴承40和50以及环60和70布置在环形空间E1的内部，所述空间径向限定在轮缘10和轮毂20之间，轮缘10和轮毂20通过滚动轴承40和50都能够围绕轴线XI相对于彼此转动。
[0023]滚动轴承40和50是完全相同的，并且每个分别包括一系列滚动体42和52和相应的保持架44和54。滚动体42和52分别是定心在轴线X4和X5上的横截面为圆形的圆柱形，平行与轴线XI。作为替代，具有滚动体的其它滚动轴承可用以代替滚动轴承40和50，例如球轴承。
[0024]带轮1还包括通过压制金属板材制造的外环60，外环至少对旋转而言固定到轮缘10。带轮1还包括内环70，其类似地由压制金属板材形成，并且至少对旋转而言固定到轮毂20。
[0025]在沿着轴线XI的滚柱42和52的区域中，环60的径向内表面62和内环70的径向外表面74各自是圆形的并定心到轴线XI上，使得它们构成用于这些滚柱的环形轴承滚道624、625、744和745。由此，环60和70的形成滚道624、625、744和745的横向部分属于滚动轴承40和50。
[0026]带轮1还包括固定到轮缘10的两个密封件82和84，且每个设置有滑动接触轮毂20径向外表面的唇缘。
[0027]自由轮机构30就其本身而言包括楔形凸轮32，所述凸轮由保持架34保持定位在环60和70之间。
[0028]凸轮32分别压靠表面62的中心区域626和表面74的中心区域746，这些中心区域是圆形的，定心在轴线XI上并且没有坡道或类似的形貌(relief)。区域626因此形成横截面为圆形的圆柱形滚道，定心在轴线XI上，用于凸轮32和环60之间的接触。它沿着轴线XI轴向位于用于滚柱42和52的轴承滚道624和625之间。
[0029]以同样的方式，表面74的中心区域746沿着轴线XI轴向限定在用于滚柱42和52的轴承滚道744和745之间。这个中心区域746构成用于凸轮32的接触滚道。这个接触滚道是横截面为圆形的圆柱形，定心在轴线XI上。
[0030]环60和70的形成滚道626和746的中心部分属于自由轮机构30。
[0031]表面62由滚道624、625和626形成，同时表面74由滚道744、745和746形成。
[0032]由此，环60和70部分地属于机构30并且部分地属于滚动轴承40和50。它们因此对布置在空间E1中的三个机构30、40和50是共用的。
[0033]肩部627形成在滚道624和626之间的表面62上,使得滚道624的直径D624大于滚道626的直径D626。另一个肩部629分隔开滚道625和626，使得滚道625的直径D625小于直径D626。
[0034]同样地，两个肩部747和749分别地设置在表面74上，一方面在滚道744和746之间，另一方面在滚道745和746之间。滚道744和745的直径D744和D745分别地小于和大于滚道746的直径D746。
[0035]尽管表面62和74的轴向长度相对长，肩部627、629、747和749使得可以确保滚道624、625、626、744、745和746是圆柱形的，而无变成圆锥形的风险。
[0036]作为替代，各肩部的方向可以颠倒过来。在另一个替代中，表面62或74中一个的各肩部可以是彼此相对的。在另一个替代中，可以在每个表面62或74上设置仅只一个肩部，同样可以设置多于两个肩部。
[0037]环60和70的每个是特别容易制造的，尤其是因为没有任何坡道在表面62和74上，这意味着带轮1能够具有吸引人的成本价格。
[0038]凸轮32的几何形状从图3中更加显而易见。这个凸轮包括旨在与第一滚道626接触的外滑动表面322，和旨在与第二滚道746接触的第二内滑动表面324。表面322和324各自的曲率中心C2和C4彼此偏移，允许每个凸轮32具有振荡运动，允许环60在箭头F1的方向相对环70转动，但锁定在箭头F2方向的反向运动，因为凸轮32会在箭头F3的方向摇摆，导致两个环60和70相对彼此楔住并锁定。
[0039]另外，离合器装置30可以包括未示出的弹簧元件，其向每个凸轮32施加趋于使每个凸轮复位到中间位置的弹性力。
[0040]轮缘10配备有外部凹槽12，用于部分地容纳未示出的、用以传递扭矩的带，而轮毂20限定有内孔22，用以接受交流发电机的轴，并且具有便于从轮毂20到交流发电机轴的扭矩传递的花键24。
[0041]由此，当轮缘相对轴20在图3中的箭头F10的方向旋转时，传动扭矩可以从轮缘10传递到轮毂20，也就是从未示出的传动带传递到交流发电机的未示出的轴。与此相对照，沿相反方向的扭矩，也就是对应于轮缘10在图3中箭头F20方向的运动的扭矩不被传递，因为单向离合器装置30的凸轮32此时沿着滚道626和746滑动。
[0042]由于当扭矩在轮缘10和轮毂20之间传递时，离合器装置30的组成部件，也就是凸轮32和表面626和746，基本上处于受压状态下工作，带轮1能够传递相对高的扭矩，高于在FR-A-2 726 059中所设想的、滚道626或746中的一个有坡道的情形，这样的坡道有在负载下变形的倾向。
[0043]另外，带轮1的响应性，意旨其快速传递扭矩的能力，提高了，尤其是在驱动未示出的传动带和轮缘10的发动机在高频非周期运转的情况下。这是因为凸轮32具有衰减作用并允许这种非周期运转被滤除掉。
[0044]根据本发明的另一种未被描绘的替代形式，系统1可以包括两个以上的滚动轴承。另外，两个滚动轴承可以并排布置在自由轮机构30的同一侧。所述滚动轴承可以不都是滚柱轴承类型。
[0045]上文设想的本实施例和替代形式的技术特征可以彼此结合。
【权利要求】
1.一种具有单向离合器(30)的机械系统(1)，尤其是机动车辆交流发电机带轮，包括:-作为外环的第一环(60)和作为内环的第二环(70)，所述第一环和第二环能够围绕中心轴线(XI)相对于彼此转动，并且相对于所述中心轴线在它们之间在径向上限定出环形壳体(E1)，-自由轮机构(30)，包括布置在所述环形壳体(E1)中的构件(32、34)，-至少一个滚动轴承(40、50)，包括布置在环形壳体(E1)中的滚动体(42、52)，在所述系统中-所述第一环(60 )和第二环(70 )对自由轮机构(30 )和滚动轴承(40、50 )是共用的，-布置在所述环形壳体中的自由轮机构的构件(32、34)包括凸轮(32)，所述凸轮(32)与由所述第一环(60)形成的第一滚道(626)和由所述第二环(70)形成的第二滚道(746)接触，-所述第一和第二滚道(626、746)是圆形的，定心在旋转轴线(XI)上并且没有坡道，其中，所述第一和第二环(60、70)中的每一个由压制金属板材制成。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，它包括至少两个滚动轴承(40、50)，其中的至少一个具有滚动体(42、52)，并第一和第二环(60、70)对自由轮机构和两个滚动轴承是共用的。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，两个滚动轴承(40、50)具有滚动体(42、52)，并且沿着中心轴线(XI)布置在自由轮机构的两侧。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，限定第一滚道(626)的第一环(60)的一个表面(62)和/或限定第二滚道(746)的第二环(70)的一个表面(74)是阶梯式的(627、629、747、749)，并且除了第一滚道和/或第二滚道之外还限定用于属于滚动轴承(40、50 )的滚动体(42、52 )的轴承滚道(624、625、744、745 )，所述轴承滚道具有与第一滚道(626 )和/或第二滚道(746 )不同的直径。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，限定第一滚道(626)的第一环(60)的一个表面(62)和/或限定第二滚道(746)的第二环(70)的一个表面(74)是阶梯式的(627、629、747、749)，并且除了第一滚道和/或第二滚道之外，还限定用于属于滚动轴承(40、50)的滚动体(42、52 )的轴承滚道(624、625、744、745 )，所述轴承滚道具有与第一滚道(626 )和/或第二滚道(746)不同的直径，以及限定第一滚道(626)的第一环(60)的所述表面(62)和限定第二滚道(746)的第二环的所述表面(74)各自设置有两个肩部(627、629、747、749)，其标记出一方面第一或第二滚道(626、746)与另一方面两个轴承滚道(624、625、744、745)之间的过渡，所述两个轴承滚道沿着中心轴线布置在第一或第二滚道的两侧。
6.根据权利要求 5所述的系统，其特征在于，第一或第二环(60、70)的两个轴承滚道(624、625、744、745)的直径(D624、D625、D744、D745)分别地小于和大于第一或第二滚道的直径(0626、0746)。
7.根据权利要求1到3中任一项所述的系统，其特征在于，每个凸轮(32)包括接触第一滚道(626 )的外滑动表面(322 )和接触第二滚道(746 )的内滑动表面(324 )，所述各滑动表面的曲率中心(C2、C4)彼此偏移。
8.根据权利要求1到3中任一项所述的系统，其特征在于，所述自由轮机构(30)包括保持架(34)。
9.一种交流发电机，其特征在于，它包括根据前述权利要求中任一项所述的构造为有单向离合器的带轮(1)的机 械系统。
【文档编号】F16H55/36GK103671622SQ201310446766
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】A.格佐尔特, T.赫德曼, R.莱斯科雷尔, L.费纳扬 申请人:Skf公司