附件驱动分离器的制造方法
【专利说明】附件驱动分离器
相关申请
[0001]本申请要求2012年6月20日提交的美国临时申请号为61/661，962的优先权。
技术领域
[0002]本申请主要涉及带轮，且更具体地涉及一种包括分离机构的带轮组件。
【背景技术】
[0003]已知使用车辆发动机驱动各个汽车附件装置，包括例如水泵、交流发电机/发电机、用于冷却冷却剂的风扇、助力转向泵以及压缩机。具体地，通过汽车的发动机轴致动的驱动带轮驱动环形驱动带，环形驱动带又通过从动带轮驱动附件组件。
[0004]例如通过内燃机点火会产生周期性的扭矩脉冲，其会产生显著的速度变化，该速度变化会中断从动元件的平稳运行。另外，与起动、停机、突然制动、换挡等等有关的惯性和从动速度的变化也会干扰从动元件的运行。这些变化可导致不期望的影响，如皮带跳动、皮带磨损、轴承磨损、噪音等等。
[0005]发动机、驱动带系统以及从动附件均包括主要的和附加的驱动/从动速度和频率。这些是该系统的特征，且在由带驱动系统相对刚性地连接时通常会满足期望的运行目标。然而，在某些运行点和/或情况下，这些速度和频率会导致不期望的噪音，损害系统或元件完整性，或导致带系统或单个元件的使用寿命变短。目前用于超越附件和其它的方案提供扭转隔离，但需要进行改进使其更好，寿命更长且制造成本更低。
[0006]在传统的单向离合器中，如楔块离合器和滚柱离合器，锁定功能依赖于多个小的楔块或滚柱在内圈和外圈之间的楔作用。这种情况下的精度要求对每个元件使用高度精确的机加工表面。另外，该锁定构造包括高比率的径向力，以传送要求的切向力或有用的扭矩。这样，这些离合器必须由昂贵的、高质量的轴承钢制成，这种轴承钢已经被硬化以承受楔作用而产生的力。另外，在高超越速度、高接合速度以及振动的应用(所有这些在大部分那汽车环境中都一定程度地存在)中，传统的单向离合器提供有限的作用和大大地减小负载能力。本发明将克服楔块和滚柱的这些缺点。
【发明内容】
[0007]公开一种改进的从动带轮组件，其利用扭矩敏感连接和分离以在从动附件的输入轴和带轮组件的外从动槽轮之间允许单向相对运动。当带轮组件的槽轮沿旋转的主更方向被驱动时，带轮组件的离合机构接合且驱动附件输入轴以提供期望的平稳旋转。当例如由于从动速度变化而发生相对扭矩反转时，所述带轮组件的内部离合机构使从动附件轴与外从动槽轮断开，从而使得从动轴继续以沿主要旋转方向的动量旋转。
[0008]在一个方面，描述了一种用于驱动汽车发动机中的带式从动附件的带驱动组件，具体地是一种分离机构，用于允许带从动附件以不同于带驱动组件的速度临时运行。
[0009]在一个实施例中，分离机构包括在带轮组件中，以提供超越和分离能力，其超过了当前的性能且保持了汽车工业所要求的实用性水平。所述组件在旋转元件之间可选择地连接扭矩，且包括可旋转的输入元件和可旋转的输出元件，该可旋转的输入元件和可旋转的输出元件通过单向离合器可操作地互相连接用于一起沿主要方向旋转。该组件还包括弹簧，其具有接合于单向离合器的第一端和接合于可旋转的输入元件的第二端。在单向离合器的非接合位置，弹簧没有预加载且在正向扭矩情况期间与可旋转的输入元件一起旋转，以使单向离合器的元件旋转从而致动单向离合器进入接合位置。然后，当单向离合器处于接合位置时，弹簧径向扩展，从而在可旋转的输入元件和可旋转的输出元件之间提供隔离。该组件还包括设置在可旋转的输入元件和可旋转的输出元件之间的摩擦环以提供库仑阻尼。因此，该组件在弹簧提供的扭转率(tors1n rate)下以由摩擦环提供的一定量的库仑阻尼在可旋转的输入元件和可旋转的输出元件的旋转之间提供隔离或阻尼，用于提高整体性能。
[0010]在一个实施例中，带轮体是可旋转的输入元件，且毂或毂轴组件是可旋转的输出元件。在该结构中的隔离可被认为是带轮体和毂或毂轴之间在受控的扭转率下、具有由带轮体内的摩擦元件提供的一定量库仑阻尼的角位移。
[0011]本发明的其它优点和特征通过接下来特定实施例的描述和权利要求书而变得更加清楚。
【附图说明】
[0012]图1是附件驱动系统的实施例的示意图。
[0013]图2是能用于如图1所示的附件驱动系统的组装的带轮的实施例的侧透视图。
[0014]图3是图2的带轮组件的纵向横截面。
[0015]图4是图3的带轮组件的一个实施例的分解透视图。
[0016]图5是处于接合位置的包括在图3和4的带轮组件中的单向离合机械二极管的一部分的横截面视图。
[0017]图6是处于缩回位置的单向离合机械二极管的一部分的横截面视图。
[0018]图7是带轮连接于输入装置和输出装置的示意图。
[0019]图8是可用于附件驱动系统的组装的带轮的代替实施例的纵向横截面。
[0020]图9是图8的带轮组件的分解透视图。
【具体实施方式】
[0021]接下来的详细描述将说明本发明的基本原理，本发明的例子在附图中附加地示出。在附图中，相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。
[0022]参考图1，例如汽车的内燃机的附件驱动系统10包括用于驱动多个附件的环形带30。各个附件在图1中示意性地通过它们的带轮组件表示。带30包围曲轴带轮组件12、风扇/水泵带轮组件14、助力转向带轮组件18、惰轮组件20以及张紧带轮组件22。在一些实施例中，张紧带轮组件22包括阻尼，如不对称阻尼，其中摩擦阻尼器抵抗远离带30提升张紧器臂。
[0023]通过使用带轮组件14、16、18、20和22驱动各个附件，且这些带轮组件本身由带30转动。为了说明的目的，下面集中说明交流发电机的带轮组件16。然而，应当注意到，一个或多个其它附件的其它带轮组件也可以与带轮组件16 —样的方式操作。
[0024]图2是带轮组件16的侧透视图，其包括:带轮体40，该带轮体具有第一端42和第二端44;位于带轮体中的孔46(见图3);以及接合带30(图1)的外周边带接合表面48。带轮体40的第一端42通过端盖50封闭，该端盖50接收容纳在带轮体40中的毂轴52的第一端54。在所示实施例中，带接合表面48的外轮廓包括V形肋和凹槽以配合带30上相应的肋和凹槽。其它的构造也是可能的，如嵌齿、平的或圆化的肋和凹槽。
[0025]带轮组件16设计成将输入转矩从带30通过与带轮体40的接合而传送至例如发电机或风扇的附件(图1和图3)的输入轴87。这里公开的带轮组件通过包括隔离弹簧72而使输入轴87与相对反转扭矩隔离。当这种相对反转扭矩发生时，带轮组件16的内部分离器系统用于使输入轴87与反转扭矩断开，也就是所谓的超越情况(overrunningcondit1n)，从而允许附件输入轴87继续以沿主要运行方向的动量旋转。继续参考图3，毂轴52可通过公知的半圆键与输入轴87相配合，以防止毂轴52绕输入轴自由旋转。当然毂轴52和输入轴87之间的其它连接方式也是可以的，包括如花键连接。
[0026]带轮组件16的其它细节在图3和4中示出。带轮组件16包括毂轴52，滚子轴承56，单向离合机构60 (其包括具有凹穴63的第一盘62，当支柱处于其缩回位置时该凹穴63用于接收支柱)，支柱66，弹簧68，以及具有用于支柱接合的凹口 65的第二盘64，摩擦环70以及隔离弹簧72，它们均容纳在带轮体40的孔46中。第二盘64可用作端盖50 (如图2所示)或者可以是带轮组件16的单独的元件。滚子轴承56可定位在毂轴52和带轮体40之间、邻近带轮体40的第二端44，以允许当非接合时带轮体40相对于毂轴52稳定旋转。滚子轴承56的内圈57与毂轴52相邻且与其相连，而外圈59与带轮体40相邻且与其相连。滚子元件58定位在内圈和外圈57、59之间。滚子轴承的使用可提高组件的整体结构刚度，且通过减小当离合机构的元件相对于彼此旋转时的磨损，可以延长组件的使用寿命。
[0027]如图3所示，毂轴52布置在带轮体40的孔46中，从而使得带轮体可绕毂轴旋转。单向离合机构60也可以布置在孔46中，与隔离弹簧72操作性地接合。隔离弹簧72也可操作性地与带轮体40接合。在图3所示的实施例中，隔离弹簧72定位在单向离合机构60和滚子轴承56之间。滚子轴承56可通过突入到带轮体40的中心孔46内的凸出部74与隔离弹簧72分开。凸出部74包括用于隔离弹簧72的一端的座76。
[0028]隔离