隔离器分离器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隔离器分离器，该隔离器分离器具有在低摩擦衬套上轴颈连接至轴且在低摩擦衬套上轴颈连接至弹簧托架的皮带轮，该弹簧托架在低摩擦衬套上轴颈连接至轴。
【背景技术】
[0002]本发明涉及一种交流发电机调整装置，尤其涉及一种具有用于隔离的扭力弹簧的交流发电机隔离分离器(AID)皮带轮。交流发电机调整装置的功能和功用通常是已知的。如今商业上可用的AID装置具有隔离弹簧、单向离合器、一个或多个轴承、皮带轮以及某些其它元件。对于这些元件的每一个的需求通常要求该装置的总尺寸直径超过工业要求。考虑到如今更小的汽车发动机尺寸和更高的燃料效率的要求，所存在的对于AID装置的需求是:减小皮带轮直径，同时满足所要求的功能。
[0003]现有技术的代表是美国专利号US7153227，其公开了一种在蛇形皮带驱动器系统中用于交流发电机皮带轮的分离器，该分离器具有弹性螺旋弹簧构件，该弹性螺旋弹簧构件通过弹簧保持构件联接交流发电机皮带轮与轮毂结构。衬套设置在弹簧保持构件和轮毂结构之间，以有助于它们之间的滑动接合。环状套筒构件设置在弹簧构件和交流发电机皮带轮之间，以有助于它们之间的滑动接合。弹簧构件在它的一端部处连接至轮毂结构且在它的相对的一端部连接至弹簧保持构件。弹性弹簧构件将交流发电机皮带轮的从动转动运动通过蛇形皮带传送至轮毂结构，以在从动转动运动期间使交流发电机轴在与交流发电机皮带轮相同的方向上转动，同时在相对于交流发电机皮带轮相反方向上能够作瞬时相对弹性运动。
[0004]现有技术还有一代表就是申请人的共同未决的US非临时申请N0.13/541216 (2012 年 3 月 7 日申请)。
[0005]所需要的是一种隔离器分离器，该隔离器分离器具有皮带轮，皮带轮在低摩擦衬套上轴颈连接至轴且在低摩擦衬套上轴颈连接至弹簧托架，该弹簧托架在低摩擦衬套上轴颈连接至所述轴。本发明满足了这种需求。
【发明内容】
[0006]本发明的主要方面是一种隔离器分离器，该隔离器分离器具有在低摩擦衬套上轴颈连接至轴且在低摩擦衬套上轴颈连接至弹簧托架的皮带轮，该弹簧托架在低摩擦衬套上轴颈连接至该轴。
[0007]本发明的其它方面通过本发明的下述描述和附图而被指出或变得明显。
[0008]本发明包括一种隔离器分离器，所述隔离器分离器包括:皮带轮；轴，该皮带轮在低摩擦衬套上轴颈连接至该轴；弹簧托架，所述皮带轮在低摩擦衬套上轴颈连接至该弹簧托架，该弹簧托架在低摩擦衬套上轴颈连接至该轴；扭力弹簧，所述扭力弹簧联接在该皮带轮和该弹簧托架之间；单向离合器弹簧，该单向离合器弹簧与该轴摩擦接合，该单向离合器弹簧联接至该弹簧托架，该单向离合器弹簧径向设置在该扭力弹簧的内部，以及该皮带轮与单向离合器弹簧的端部可暂时接合，借此暂时地减少了所述单向离合器弹簧与所述轴的摩擦接合。
【附图说明】
[0009]并入且形成说明书一部分的附图示出了本发明的优选实施例，并和说明书一起用于解释本发明的原理。
[0010]图1是该装置的分解视图。
[0011]图2是该装置的横截面视图。
[0012]图3是图2的细节图。
【具体实施方式】
[0013]图1是本发明装置的分解视图。本发明包括:皮带轮10，隔离扭力弹簧20，弹簧托架30，缠绕弹簧单向离合器40，低摩擦衬套50、51、52，具有防尘罩60的轴70。轴71被压配合在轴70上。
[0014]特别地，皮带轮10在衬套50上轴颈连接至轴71。弹簧托架30在衬套51上轴颈连接至轴70。皮带轮10在衬套52上轴颈连接至弹簧托架30。在该实施例中，皮带轮10具有用于接合在车辆发动机前端附件驱动器(FEAD)上的皮带的多肋轮廓。
[0015]衬套50、51、52用于替代其它类型的轴承(例如滚针轴承或者滚珠轴承)，因为其使得该装置具有较小的总直径。在可替代的实施例中，衬套50可被例如滚针轴承或滚珠轴承的轴承替换。
[0016]缠绕弹簧单向离合器40为螺旋形卷绕弹簧并绕着轴71的外表面72卷绕。离合器弹簧40的内部直径略小于轴表面72的外部直径。这确保了缠绕弹簧单向离合器40和轴表面72之间是摩擦接合。缠绕弹簧单向离合器40的端部41联接至弹簧托架接收部分32。缠绕弹簧单向离合器40在扭力弹簧20与轴70和71之间设置在扭力弹簧20的径向内部。在操作期间，弹簧40在卷绕方向上被加载。
[0017]扭力弹簧20联接在皮带轮10和弹簧托架30之间。在操作中，扭力弹簧20通过与皮带轮10接合的皮带而在展开方向上被加载。在可替换的实施例中，扭力弹簧20在卷绕方向上被加载。
[0018]防尘罩60防止杂物进入该装置并污染这些衬套。保持环122压配合在轴71上。
[0019]本发明装置中的转矩传送是从皮带轮10至扭力弹簧20至弹簧托架30至缠绕弹簧单向离合器40至轴71。在操作中，缠绕弹簧单向离合器40在卷绕方向被加载。这允许缠绕弹簧40在表面72上夹持并摩擦接合轴71。
[0020]图2是该装置的横截面视图。弹簧托架30相对于轴70在衬套51上可转动地移动。
[0021]皮带张力产生轮毂负载N。皮带张力垂直于皮带轮10工作。轮毂负载是在皮带的张紧和松弛的跨度(span)上张力和包角(即，皮带所接触的皮带轮部分的角跨度)的结果。实际上，施加在交流发电机皮带轮的转矩为大约15N-m。假定皮带轮直径为54mm时，有效张力为大约556N。松弛侧张力通常为250N。张紧侧张力于是就为大约806N，轮毂负载基于包角而处于800N至1056N的范围中。
[0022]参考图2，
[0023]N-皮带轮毂负载
[0024]R1-衬套50上的反作用力
[0025]R2-衬套52上的反作用力
[0026]R3-衬套51上的反作用力
[0027]a-N和R1之间的距离
[0028]b-N和R2/R3之间的距离
[0029]rl-衬套50的半径
[0030]r2-衬套52的半径
[0031]r3_衬套51的半径
[0032]ml-衬套50的摩擦系数
[0033]m2-衬套52的摩擦系数
[0034]m3-衬套51的摩擦系数
[0035]T1-衬套50上的摩擦转矩
[0036]T2-衬套52上的摩擦转矩
[0037]T3-衬套51上的摩擦转矩
[0038]摩擦转矩可基于几何形状（a和b)、摩擦表面半径（rl、r2以及r3)以及摩擦系数(ml、m2和m3)而计算：（对于每一个衬套)T = R*r*m。例如以上：
[0039]rl = 1 2mm
[0040]r2 = 23mm[0041 ]r3 = 10mm
[0042]ml = m2 = m3 = 0. 15
[0043]a = 15mm，b = 22mm
[0044]假设N = 1000N，
[0045]Rl = N*b/ (a+b) = 595N
[0046]R2 = R3 = N*a/ (a+b) = 405N
[0047]然后可为每一个衬套计算摩擦转矩：
[0048]Tl = 1. 07N_m
[0049]T2 = 1. 39N_m
[0050]T3 = 0. 6N_m
[0051]本发明的装置在隔离和超越运转期间使用衬套50，衬套52仅用于隔离时，而衬套51仅在超越运转时使用。“隔离”指的是此时该装置被用于将转矩传送至连接附件（例如交流发电机）。“超越运转”指的是此时发动机减速且结果是该附件（例如交流发电机）的转动速度暂时超过该装置的转动速度。有利的是使用于隔离的阻尼或内摩擦更高，而用于超越