本发明涉及一种皮带轮解耦器，用于将驱动力矩从辅助设备-皮带传动装置的皮带传递到其中一个辅助设备的轴上，皮带轮解耦器包括：
-皮带轮，
-待固定在轴上的轴套
-以及，被布置在皮带轮和轴套之间的驱动力矩流中的串联连接结构，所述串联连接结构包括解耦器弹簧和环绕带，该环绕带沿皮带轮解耦器的旋转轴线延伸并且在径向上被布置在皮带轮和解耦器弹簧之间。
背景技术：
由热力发动机的曲轴引入其辅助设备-皮带传动装置的扭转振动和扭转不均匀性已知能够通过皮带轮解耦器消除，皮带轮解耦器在英语中通常称为Decoupler(解耦器)并且典型地被设计为发电机-皮带轮。环绕带用作单向离合器，单向离合器在接合状态下将驱动力矩从皮带轮传递到轴套上，其中，与环绕带串联的解耦器弹簧的弹性使得源自皮带轮的旋转不均匀性减弱。在延迟转动的皮带轮中，环绕带断开，其中，(相反地)不能将足够大的扭矩从轴套传递到皮带轮上，因此具有较高的质量惯性负载的发电机轴能够超过皮带轮。
从DE 10 2009 052 611 A1中已知具有布置在径向内侧的环绕带和布置在径向外侧的螺旋扭力弹簧形式的解耦器弹簧的皮带轮解耦器。
技术实现要素：
具有环绕带和螺旋扭力弹簧径的径向互换的布置结构的常用的皮带轮解耦器，例如从US 8047920 B2中得知。由此出发，本发明所要解决的技术问题是，提供这样的皮带轮解耦器的备选的结构设计方案。
对此的解决方案由权利要求1的特征产生。因此，环绕带的两个端部在传递驱动力矩的情况下应该径向扩宽，其中，在皮带轮侧的驱动力矩流中延伸的第一环绕带端部被支撑在第一套筒的内表面上，第一套筒被抗扭地安装在皮带轮中，并且其中，在解耦器弹簧侧的驱动力矩流中延伸的第二环绕带端部被支撑在第二套筒的内表面上，第二套筒被能转动地支承在第一套筒中。
不同于上述现有技术，皮带轮解耦器包括两个相互能转动地嵌套支承的套筒，在负载情况下径向扩宽的、具有两个端部的环绕带环绕地布置在两个套筒中并且传递驱动力矩。因此，在驱动侧和从动侧与环绕带连接的部件能够具有用于环绕带端部的、能简单且低成本制造的接触形状。特别地，第二套筒在第一套筒中的能转动的支承避免了环绕带与皮带轮的内表面的直接接触，因此能够省去皮带轮的提高耐磨性的热处理和/或表面涂层。
在一种优选的设计方案中，环绕带无支腿并且因此是完整的圆柱形，两个套筒的内表面同样是完整的圆柱形，因此仅通过环绕带的外表面和两个套筒的内表面之间的摩擦接触力来传递驱动力矩。
两个套筒能够是低成本制造的成型板件，其中，第一套筒优选通过压力配合的方式抗扭地安装在皮带轮中。第一套筒能够设有作为第二套筒的轴向止挡件的第一直径台阶和作为环绕带的轴向止挡件的第二直径台阶。这种直径上的两级阶梯状的套筒形状使得皮带轮的内径能够基本没有或者最多仅有较小的直径台阶地被低成本(车削)制造。
为了将环绕带装配到第一套筒中，能有利的是，第一套筒设有用于装配工具的周向分布的开口。该工具在开口中啮合并减小环绕带的外径，以便能够将环绕带尽可能低阻力地沿轴向通过第一直径台阶直到支承在第二直径台阶上地插入第一套筒中。开口被布置在用于第二套筒的转动支承部段中并且有利地靠近第一直径台阶。
附图说明
本发明另外的特征由下面的阐述和附图给出，其中示出了用于在热力发动机的辅助机构-皮带传动装置中布置的发电机的根据本发明的皮带轮解耦器的实施例和备选的结构细节。附图为：
图1是皮带轮解耦器的立体的整体视图；
图2是皮带轮解耦器的立体的纵剖视图；
图3是皮带轮解耦器的立体分解图；
图4是皮带轮解耦器的第一套筒的立体的零件图；
图5是皮带轮解耦器的第二套筒的外侧的立体的零件图；
图6是皮带轮解耦器的第二套筒的内侧的立体的零件图；
图7是皮带轮解耦器的轴套的立体的零件图；
图8是皮带轮解耦器的解耦器弹簧的立体的零件图；
图9是通过非根据本发明的套筒转动支承的皮带轮解耦器的立体的纵剖视图；
图10是根据图9的皮带轮解耦器的轴套的立体的零件图；
图11是根据图9的皮带轮解耦器的解耦器弹簧的立体的零件图；
图12是根据图9的皮带轮解耦器的第二套筒的内侧的立体的零件图。
具体实施方式
图1至3示出了皮带轮解耦器1(以下简称为解耦器1)的不同的立体图，即图1中的整体图，在图2中的纵剖视图以及在图3中的分解图。由皮带沿在图1所示的转动方向驱动空心圆柱形的皮带轮2，该皮带轮2的由皮带缠绕的外表面3根据皮带的多槽形状(多V槽形)成型。皮带轮2被能转动地支承在轴套4上，该轴套4与发电机轴通过螺纹固定连接。为此，轴套4在中间部段5上具有未示出内螺纹，并且在远离发电机的前侧的端部段具有作为用于带螺纹的工具的接合轮廓的内细齿6。皮带轮2在轴套4上的支承在发电机侧沿径向和轴向借助滚动轴承7完成，并且在远离发电机的端部通过滑动轴承8完成。滚动轴承7为单列的并且在两侧密封的滚珠轴承7，并且滑动轴承8是由聚酰胺制成的径向轴承环8，该径向轴承环8与皮带轮2的内径产生直接的滑动接触。
皮带轮2的内径在径向轴承环8和滚珠轴承7的外圈之间的整个轴向区域是相同的，因此能够特别简单并且廉价地车削加工。皮带轮2仅在远离发电机的端部具有在直径上的呈阶梯状的延伸部9，在将解耦器1旋拧到发电机轴上之后，将防护罩10卡扣到该延伸部9上。
对于解耦器1的功能非常重要的部件是被设计为环绕带11的单向离合器11和(相对于从皮带轮2到轴套4的驱动力矩流)与环绕带11串联的解耦器弹簧12，解耦器弹簧12被设计为螺旋扭力弹簧12。环绕带11和螺旋扭力弹簧12相互同轴地、沿解耦器1的旋转轴线13的方向延伸，其中，环绕带11被布置在在皮带轮2与螺旋扭力弹簧12的径向之间并因此包围螺旋扭力弹簧12。
右侧缠制的环绕带11和左侧缠制的螺旋扭力弹簧12都是完整的圆柱形，并且在两侧都具有无支腿的端部，该端部在传递驱动力矩时径向扩宽环绕带11或螺旋扭力弹簧12。在这种情况下，在皮带轮2侧的驱动力矩流中延伸的第一环绕带端部14被支撑在第一套筒16的圆柱形的内表面15上，第一套筒16通过压力配合被抗扭地安装在皮带轮2中。在螺旋扭力弹簧12侧的驱动力矩流中延伸的第二环绕带端部17被支撑在第二套筒19的圆柱形的内表面18上，第二套筒19被能转动地支承在第一套筒16中并且第二套筒的内表面18具有与第一套筒的内表面15相同的直径。
从皮带轮2引入的驱动力矩仅通过第一套筒16和第一环绕带端部14之间的静摩擦以及第二环绕带端部17和第二套筒19之间的静摩擦引入到螺旋扭力弹簧12中并且从该处传递到轴套4上。皮带轮2因此是低成本制造的转动部件，不需要为了防磨损对该转动部件进行热处理或涂层，而仅需提供防腐蚀保护。螺旋扭力弹簧12的作用在第二套筒19上的轴向力通过滑动轴承环20被支撑在滚珠轴承7的内圈上。
在扭矩反向时，环绕带11使得发电机轴和在发电机轴上固定的轴套4能够超越皮带轮2。在该状态下，环绕带11收缩到其(未负载的)起始直径，并且在两个套筒16，19或两个套筒中的一个内滑动，其中，在这种情况下能传递的扭矩被减小到两个滑动的接触配对件之间的滑动摩擦力矩。
下面将结合图4至6描述两个套筒16和19的相互的转动支承和结构设计，图4至6示出了作为单独零件的套筒16，19。两个套筒16，19被单件地加工，并且出于防磨损的目的均是其表面被硬化的和/或被涂覆的板件。第一套筒16被分为在直径上的两级阶梯状，其中，发电机侧的第一直径台阶21的端面作为用于第二套筒19的轴向止挡件，并且其中，远离发电机侧的第二直径台阶22的端面作为用于环绕带11的轴向止挡件。在外径相同的情况下，通过增大在转动支承部段的区域中的内径而形成第一直径台阶21，第二套筒19在其外表面23上通过间隙配合被容纳在第一直径台阶21中。转动支承部段在第一直径台阶21附近被用于工具的三个相同的沿周向分布的开口24穿透，该工具使得环绕带11能够无障碍地装配到第一套筒16中。在这种情况下，该工具通过开口24接合，并且在直径上压缩环绕带11，以使得环绕带能够对中地且而无碰撞地通过第一直径台阶21插入到内表面15并且直到第二直径台阶22地插入到第一套筒16中。
第一套筒16的从第二直径台阶22沿远离发电机方向延伸的端部部段25通过较小的径向间隙包围螺旋扭力弹簧12，以在该区域中防止螺旋扭力弹簧12在扭矩作用下出现不允许的扩宽。
如进一步结合图7和8可见，螺旋扭力弹簧12的驱动侧的弹簧端部26贴靠在与第二套筒19抗扭连接的弹簧座27上，并且从动侧的弹簧端部28贴靠在与轴套4抗扭连接的弹簧座29上。与第二套筒19抗扭连接的弹簧座27在当前情况下被设计为与第二套筒19一体的成型板件。与轴套4抗扭连接的弹簧座29和轴套4一体地形成，并且弹簧座29在外表面上具有环形槽30，该环形槽30沿轴向围绕根据图2的直接在皮带轮2中延伸的径向轴承环8。弹簧座27，29具有与螺旋扭转弹簧12的端面轮廓相对应的、沿轴向呈斜坡状上升的并且在周向的台阶31和32上凹进的弹簧支承面33和34。从皮带轮2传递到轴套4的驱动力矩通过弹簧端部26，28的周向的端面35和36以及弹簧座27，29的周向台阶31，32之间的压力接触传递。弹簧座27的弹簧支承面33由在成型板件中的弧形的并且沿周向相互间隔开的成型结构件37至39构成。
在解耦器1的无驱动力矩的运行状态下(轴套4超过皮带轮2)，此时滑动的环绕带11的滑动摩擦使得使螺旋扭力弹簧12的一个或两个弹簧端部26，28受到摩擦力矩的作用，该摩擦力矩在沿轴向上升的弹簧支承面33，34的周向上作用在弹簧端部26，28。螺旋扭力弹簧12的这种不希望的斜坡式上升通过所谓的防斜升机构来防止。在这种情况下，弹簧端部26，28与弹簧座27，29相互构成旋转止动件，该旋转止动件分别限制增大弹簧端部26，28的周向端面35，36和弹簧座27，29的周向的台阶31，32之间的周向距离的、弹簧端部26，28相对弹簧座27，29的相对转动。换句话说，旋转止动件使得能够将拉力传递到弹簧端部26，28上，因此，在解耦器1的超过状态尽管存在作用的滑动摩擦力矩，弹簧端部26，28相对弹簧座27，29的相对周向位置如同在传递驱动力矩的压力接触中没有显着变化。
旋转止动件包括根据本发明的旋转锁定轮廓，该旋转锁定轮廓在弹簧座27，29一侧通过沿周向朝台阶31，32呈楔形上升的凸出部40，41构成，在弹簧端部26，28一侧通过沿轴向和呈矩形的凹口42，43构成。凸出部40，41的楔形形状使得在解耦器1的装配期间能够首先将弹簧端部26，28环绕地无向地贴靠在弹簧座27，29上，然后进行弹簧端部和弹簧座的低阻力的相对转动，直到凸出部40，41锁定在凹口42，43中，该相对转动减小在弹簧端部26，28的端面35，36与弹簧座27，29的周向台阶31，32之间的周向距离。弹簧座27的凸出部40形成例如在成型板件中的成型结构件37至39。
备选地，该旋转锁定轮廓基本上还能够在运动学上被相反地布置，其中，一方面，凸出部则是弹簧端部的一部分且远离弹簧座的沿周向的台阶31，32呈楔形上升，另一方面，弹簧座相应地做出凹口。
图9至图12示出了具有非根据本发明的第一套筒16’和第二套筒19’的转动支承的解耦器1’，在这种情况下，除了第一套筒16’，第二套筒19’直接被支承在皮带轮2’中。然而，附图示出了结构细节，其能够备选地用在根据图1至8的根据本发明的解耦器1中。
轴套4’被分为两部分，即基体和在基体上压制的套筒状板件44，以构成与轴套4’抗扭连接的弹簧座29’。这使得能够低成本地制造作为具有相同外径的转动件的轴套4’。相对在一体的轴套4的外表面上的环形槽30，在本实施方案中，径向轴承环8’不在轴套4’一侧轴向环绕，而是借助在皮带轮2’中的压紧的固持环45，该固持环被设计为具有U形轮廓的成型板件。
另外的细节涉及防斜升机构的轮廓。在本实施方案中，旋转锁定轮廓不是楔形的，而是通过在弹簧座27’，29’上的圆弧段状的凸出部40’，41’以及在螺旋扭力弹簧12’的弹簧端部26’，28’中的圆弧段状的凹口42’，43’沿周向对称。
附图标记列表
1 皮带轮解耦器/解耦器
2 皮带轮
3 皮带轮的外表面
4 轴套
5 轴套的中间部段
6 内细齿
7 滚动轴承/滚珠轴承
8 滑动轴承/径向轴承环
9 延伸部
10 防护罩
11 单向离合器/环绕带
12 解耦器弹簧/螺旋扭力弹簧
13 旋转轴线
14 第一环绕带端部
15 第一套筒的内表面
16 第一套筒
17 第二环绕带端部
18 第二套筒的内表面
19 第二套筒
20 滑动轴承环
21 第一直径台阶
22 第二直径台阶
23 第二套筒的外表面
24 开口
25 第一套筒的端部部段
26 驱动侧的弹簧端部
27 弹簧座
28 从动侧的弹簧端部
29 弹簧座
30 环形槽
31 台阶
32 台阶
33 弹簧支承面
34 弹簧支承面
35 弹簧端部的端面
36 弹簧端部的端面
37 成型结构件
38 成型结构件
39 成型结构件
40 楔形凸出部
41 楔形凸出部
42 轴向凹口
43 轴向凹口
44 套筒状板件
45 固持环