CN102695859B - 具有集成解耦器的设备 - Google Patents
具有集成解耦器的设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102695859B CN102695859B CN201080057209.1A CN201080057209A CN102695859B CN 102695859 B CN102695859 B CN 102695859B CN 201080057209 A CN201080057209 A CN 201080057209A CN 102695859 B CN102695859 B CN 102695859B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- input shaft
- decoupler
- rotor
- driven accessory
- driven
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 34
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 238000010618 wire wrap Methods 0.000 description 6
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 4
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
- F02B67/04—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus
- F02B67/06—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
- F16D41/20—Freewheels or freewheel clutches with expandable or contractable clamping ring or band
- F16D41/206—Freewheels or freewheel clutches with expandable or contractable clamping ring or band having axially adjacent coils, e.g. helical wrap-springs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K25/00—Auxiliary drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/32—Friction members
- F16H55/36—Pulleys
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H57/00—General details of gearing
- F16H57/0018—Shaft assemblies for gearings
- F16H57/0031—Shaft assemblies for gearings with gearing elements rotatable supported on the shaft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Pulleys (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
一种附件,包括机器、输入轴、传动构件和解耦器。所述机器具有壳体和被支撑成用于在所述壳体中旋转的转子。所述机器响应于所述转子的驱动旋转而实现功。所述输入轴至少部分地接收在所述壳体中。所述传动构件联接至所述输入轴以便共同旋转并且构造为传动地接合环形动力传输元件以在所述环形动力传输元件和所述输入轴之间传输旋转动力。所述解耦器与所述传动构件轴向地间隔开、并且将所述输入轴和所述转子联接成使得在预定旋转方向上允许旋转动力从所述输入轴向所述转子传输,但当所述输入轴相对于所述转子减速超过预定限度时除外。
Description
技术领域
本公开涉及一种包括诸如发电机或泵之类的机器的设备或从动附件,该设备或从动附件通过诸如齿轮、带或链之类的环形动力传输元件驱动。更具体地,本公开涉及一种具有集成解耦器的从动附件。
背景技术
通过环形动力传输元件(包括柔性传动装置和齿轮系传动装置)驱动的从动附件是众所周知并广泛使用的。这种布置的一个普遍用途是在汽车领域中使用的前发动机附件驱动(FEAD)或后发动机附件驱动(READ)系统。FEAD和/或READ系统一般包括诸如带或链、或者齿轮系之类的传动装置,该传动装置连接车辆内燃发动机的曲轴和诸如交流发电机、水泵、起动-发电机、空调压缩机、动力转向泵等的若干附件,该若干附件通过该曲轴驱动并且在一些情况下驱动该曲轴。
尽管这种驱动系统已广泛使用,但也存在一些问题。特别地,由于发动机的气缸发火而发生的发动机曲轴的突然加速或减速表现为驱动系统的不期望的振动,这些不期望的振动通常称为扭转振动。尤其是,扭转振动可引起不可接受的运转噪声和/或在一定条件下引发发动机内的破坏性共振。即使当共振没有发生时,扭转振动也会降低传动装置以及连接至该传动装置的附件的工作寿命。
当从动附件具有足够的惯量使得当发动机减速时相对大的转矩量从该设备传递到传动装置(因此传递到曲轴)时,还可劣化这种驱动系统的运转。特别地,诸如交流发电机的从动附件可具有很大量的惯性,其导致当发动机减速时,通过传动装置将大级别的转矩从交流发电机传递到曲轴。
为了解决这种驱动系统的这些和其它问题,已知使用诸如超越解耦器之类的解耦器来将从动附件连接至传动装置。解耦器的示例包括已转让给本公开的受让人的美国专利6,083,130、已公开PCT申请WO/04011818以及已公开PCT申请WO/06081657。众所周知,解耦器在传动装置和从动设备之间提供弹性连接以减小扭转振动对设备的影响。超越解耦器除了弹性连接以外还包括单向离合器机构,从而允许设备在传动装置的减速过程中超越传动装置以减小从设备向传动装置的转矩传递。
解耦器使FEAD和READ系统具有显著改进。然而,现有的解耦器必须设计成装配到将从动附件连接到传动装置的齿轮、皮带轮和/或链轮齿(即,从动构件)中。因为从动附件的从动构件的直径由所需的传动比确定,从动构件以该所需传动比相对于传动装置旋转,因而解耦器机构在从动构件内的可用空间/容积可能相当有限。
因此,期望将解耦器以可封装到传动装置中而的方式结合到传动装置中而不用考虑传动构件的容积。
发明内容
本部分提供对本发明的大体概述,其不是本发明的完整范围或本发明的所有特征的全面公开。
以一种形式,本教导提供了一种构造为通过环形动力传输元件驱动的从动附件。所述从动附件包括机器、输入轴、从动构件和解耦器。所述机器具有壳体和被支撑成用于在所述壳体中旋转的转子。所述机器响应于所述转子的驱动旋转而实现功或做功或产生功。所述输入轴至少部分地接收在所述壳体中。所述传动构件联接至所述输入轴以便共同旋转,并且构造为传动地接合所述环形动力传输元件以在所述环形动力传输元件与所述输入轴之间传输旋转动力。所述解耦器以如下方式联接所述输入轴和所述转子:在预定旋转方向上允许旋转动力从所述输入轴向所述转子传输,但在所述输入轴相对于所述转子减速超过预定限度从而允许所述转子沿所述预定旋转方向相对于所述输入轴旋转时除外。所述解耦器与所述传动构件轴向地间隔开。
以另一种形式,本教导提供了一种构造为通过环形动力传输元件驱动的从动附件。所述从动附件包括发电机、输入轴和解耦器。所述发电机具有壳体和被支撑成用于在所述壳体中旋转的中空转子。所述输入轴接收在所述中空转子中。所述解耦器以在预定旋转方向上允许旋转动力从所述输入轴向所述转子传输的方式联接所述输入轴和所述转子。所述解耦器构造为在所述输入轴相对于所述转子减速超过预定限度时使所述输入轴与所述转子脱开,从而允许所述转子的速度超过所述输入轴的速度。
通过将所述解耦器集成在从动附件内,与设置在输入构件内的现有技术的解耦器相比,所述解耦器能够包括更大尺寸的部件。
通过在此提供的描述,其他可适用领域将变得明显。本发明内容部分中的描述和具体示例仅出于示例的目的,而非意在限制本公开的范围。
附图说明
在此描述的附图仅用于示例的目的,而不是意在以任何方式限制本公开的范围。在各个附图中,相似或相同的元件始终被赋予一致的附图标记。
图1是根据本公开所构造的从动附件的纵向剖视图;
图2是与图1的视图相似但图示通过从动附件的旋转动力的传输的视图;
图3是与图1的视图相似但图示当从动附件的机器的转子超越用于向该机器提供动力的传动装置时通过从动附件的旋转动力的传输的视图;
图4是根据本公开的教导所构造的另一个从动附件的一部分的纵向剖视图;
图5a和图5b是适合与图4中所示的从动附件部分一起使用的示例性解耦器组件的分解立体图;
图6是图4的从动附件部分的纵向剖视图,其中图5a的解耦器组件联接至所述部分;
图7是适合与图4中所示的从动附件部分一起使用的替代构造的解耦器组件的一部分的立体图;
图8是使用图7中的解耦器的替代构造的从动附件的局部纵向剖视图;
图9是根据本公开的教导构造的另一从动附件的示意图,该从动附件具有解耦器,该解耦器位于使用所传输的旋转动力以产生或实现功的机器的壳体的外侧;
图10是根据本公开的教导所构造的又一从动附件的一部分的示意图,该从动附件具有解耦器,该解耦器在径向上位于输入轴与转子或第二传动轴之间;以及
图11是根据本公开的教导所构造的再一从动附件的所述部分的纵向截面图;
在附图中的一些视图中,对应附图标记始终表示对应的部件。
具体实施方式
参照图1,根据本公开的教导所构造的从动设备总体上由附图标记20表示。从动附件20包括在该特定示例中示出为提供作为交流发电机的机器。本领域普通技术人员可以理解,本教导可用于包括泵、风扇、压缩机的各种其它类型的机器。关于这一点,可想到本发明能够用于期望经由解耦器将机器的转子连接至传动装置以驱动机器的转子产生或实现功的基本上任意的从动设备。
从动附件20包括皮带轮24形式的用以接合传动装置的柔性带(未示出)的传动构件。尽管从动附件20示出为装备有作为传动构件的皮带轮24,但是本公开不限于此,传动构件可以是链轮齿(以接合包括链的传动装置)、齿轮(以接合包括齿轮系的传动装置)或任意其它适于接合传动装置的构件。
皮带轮24的尺寸构造成外直径使得皮带轮24相对于传动装置的旋转速度以所需旋转速度转动。皮带轮24固定至从动附件20的输入轴28并且与输入轴28一起旋转。皮带轮24可通过任意适合的方法固定至输入轴28,例如通过螺栓32。
输入轴28通过诸如轴衬36的一对支承元件可旋转地同心(即,同轴地)安装在中空转子或第二传动轴30内,下面更详细地讨论。轴衬36可以是任意适合的轴衬类型或设计,如本领域普通技术人员所想到的。附加地或可替代地,支承元件可以是轴承或者是允许输入轴28相对于第二传动轴30旋转的任何其它装置。
输入轴28的与固定皮带轮24的端部相反的端部可连接至诸如单向离合器40的离合器。在所提供的示例中,单向离合器40提供允许通过皮带轮24将沿第一旋转方向的转矩或旋转动力从传动装置传递到输入轴28同时禁止将沿相反的第二旋转方向的转矩或旋转动力从第二传动轴30传递至输入轴28的超越功能。
在所提供的特定的示例中,单向离合器40是楔块离合器,但可以理解,单向离合器40可以是本领域普通技术人员可想到的任意适合的单向离合器机构,并且这种机构的示例包括绕线弹簧离合器、滚针离合器、凸轮离合器、棘轮棘爪离合器等。
单向离合器40作用在输入轴28和毂44之间,毂44又连接至弹性构件的一侧。在图示实施方式中,弹性构件是卷簧48,卷簧48的一端接合毂44,并且卷簧48的另一端接合环形驱动器52,环形驱动器52固定至第二传动轴30并且与第二传动轴30一起旋转。本领域普通技术人员可以理解,期望提供一种替代单向离合器40的离合器,该离合器允许操作以多于一种模式(例如,用于常规操作的单向离合器模式,和例如第二轴30和输入轴28共同旋转的锁定模式的第二模式)操作。替代的离合器配置可使用电子或电磁致动器来控制离合器操作的模式。例如,可在交流发电机用作起动马达的情况下使用这种替代的离合器配置。在标题为“Overrunning Enabled Automotive Starter/Generator”(允许超越的汽车起动机/发电机)的国际专利申请公开WO03/104673A1中描述了一个示例性离合器机构。
对于本领域普通技术人员明显的是,弹性构件不局限于卷簧,并且可使用任何其它可用于通过其衰减扭转振动的弹性构件,例如可使用橡胶构件或由其它弹性材料制成的构件、扭力杆等。
圆筒形外体部56固定至毂44并且与盖60和毂44一起封围卷簧48和单向离合器40以基本上防止诸如灰尘或水之类的异物进入卷簧48和单向离合器40,以及防止诸如油脂或油之类的润滑剂从卷簧48和单向离合器40流出到从动附件20的其他部分。圆筒形外体部56可通过诸如压配合的任意适合的方法固定至毂44,并且盖60可类似地通过诸如压配合的任意适合的方法固定至圆筒形外体部56。
第二传动轴30以与常规交流发电机的传动轴相类似的方式作用并且具有固定至第二传动轴30的电刷或滑环68和绕组64,使得它们与第二传动轴30一起旋转。
第二传动轴30可通过一组轴承元件72可旋转地安装在从动附件20内,并且第二传动轴30可通过诸如螺母76或止推垫圈80之类的任意适合的装置保持在适当的位置。
单向离合器40、毂44、弹性构件(在本示例中是与输入轴28同轴的卷簧48)和环形驱动器52连同圆筒形外体部56和盖60的组件在文中称为超越解耦器组件82。超越解耦器组件82与传动构件(例如,皮带轮84)轴向地间隔开,例如在输入轴28的与从第二传动轴30延伸的传动构件(皮带轮24)相反的端部上,使得超越解耦器组件将输入轴30的该端部联接至第二传动轴30。在提供的特定示例中,超越解耦器组件位于机器(例如,交流发电机)的壳体H内。然而,本领域普通技术人员可以理解,超越解耦器组件82可稍微不同地封装。例如,如图9所示,超越解耦器组件82可设置于机器M’的壳体H’之外在机器M’的与传动构件D’相反的一侧上。作为另一替代例,如图10所示,超越解耦器组件82”可在径向上封装在输入轴28”与第二传动轴30”之间。
参照图2,沿着第一旋转方向的转矩或旋转动力通过带84施加至传动构件(例如,皮带轮84),从而使输入轴28沿着第一旋转方向旋转。单向离合器40将输入轴28联接至毂44从而将旋转动力传输至超越解耦器组件82。旋转动力通过弹性构件(例如,卷簧48)从毂44传输至环形驱动器52。因为环形驱动器52联接成与第二传动轴30一起旋转,因此环形驱动器52的旋转实现第二传动轴30的相应旋转,从而操作机器(例如,交流发电机)使得该机器产生或实现功(例如,产生或实现电力)。
参照图3,示出了处于超越状态的从动附件20的运转。与参照图2描述的运转方式相比,带84稍微变慢,使得输入轴28相对于机器(例如,交流发电机)的包括第二传动轴30的旋转部件减速超过预定限度,因而假如毂44刚性地或固定地联接至输入轴28,该机器的旋转部件的转动惯量将趋于允许该机器反向驱动传动构件。然而,单向离合器40在这种情况下使毂44与输入轴28分离,从而允许转子或第二传动轴30沿着第一旋转方向以超过输入轴28的速度的速度旋转。
因为随着卷簧压缩和展开从而衰减扭转振动并且当单向离合器40自由旋转时——即当发生超越时,输入轴28仅相对于第二传动轴30旋转很小的量,因此轴衬36足以承载输入轴28而不需要更昂贵和/或更大的滚柱轴承或类似物。
根据本公开的教导所构造的另一从动附件在图4到图6中示出并且总体上由附图标记100表示,其中与图1到图3的实施方式中的部件相同的部件使用相同的附图标记表示。尽管从动附件100被描述为包括发电机,但可以理解,从动附件100的机器可包括利用旋转动力输入以产生或实现功的任意类型的机器。
在图4中,示出了在附接下面讨论的超越解耦器组件之前的从动附件100。在从动附件100中,输入轴104类似于上面讨论的输入轴28,只是还包括用于固定解耦器组件的端部108。
在图示说明的实施方式中,端部108示出为带有螺纹以接收解耦器组件。然而,对于本领域普通技术人员显然的是,端部108可以构造为以任意适合的方式固定于解耦器组件,该任意适合的方式包括花键连接、焊接连接或者在一些情况下包括过盈连接(压配合)。
图5a和图5b示出了超越解耦器组件的示例。具体参照图5a,超越解耦器组件120类似于以下专利申请中所教导的超越解耦器:2008年10月27日提交的、标题为“Over-Running Decoupler With TorqueLimiter”(具有转矩限制器的超越解耦器)的美国临时专利申请No.61/108,600;以及2009年10月27日提交的、标题为“Method ForInhibiting Resonance In An Over-Running Decouple”(用于抑制超越解耦器内的共振的方法)的对应的PCT申请,这些申请的内容通过参引并入本文,就如在本文中完全详细地阐明。
另外参照图4,超越解耦器组件120包括毂124,毂124接合输入轴104的端部108,使得毂124与输入轴104一起旋转。毂124可包括凸缘部128并且可包括诸如六角键槽的安装特征136,凸缘部128具有围绕外周边设置的轴衬132,安装特征136能够接收可用来帮助将毂128紧固至输入轴104的工具。凸缘部128还包括止挡部142,止挡部142抵靠形成螺旋形卷(扭)簧的线材的轴向端面,并且承载架144上的止挡部抵靠形成卷簧140的线材的相反的第二轴线端面。
绕线弹簧或绕线离合器148联接至离合器承载架144。绕线离合器148具有与离合器驱动器152的内圆筒面的直径大致相同的“静态”外直径。绕线离合器148的相反端形成为柄脚156,柄脚156接收在凸缘部128中的开槽窗口160中。绕线离合器148可具有施加到绕线离合器148上的诸如油或油脂的润滑剂。
承载架144和离合器驱动器152的底部之间设置有止推垫圈164和轴承168,这些和轴衬132允许离合器驱动器152相对于毂124旋转。还可设置密封件172以防止异物和/或润滑剂的进入或出离。离合器驱动器152通过诸如焊接、过盈配合等任意适合的手段固定至第二传动轴30并与第二传动轴30一起旋转。
在图5b中,示出了替代的解耦器组件180。解耦器组件180由与解耦器组件120所使用的部件类似的标有相同附图标记的部件构成,区别是离合器驱动器152由通过任意适合手段而相互固定的离合器驱动器基部184和离合器驱动器圆筒188的两部件式组件所替代。在一些情况下能够设想,可期望利用两部件(184、188)式离合器驱动器来降低制造成本和/或允许更容易地在这些部件上进行硬化或其它制造过程。
图6示出了安装在从动附件100上的解耦器组件120并且解耦器组件180可以以同样的方式进行安装。如有需要,从动附件可包括解耦器组件120和可直接安装至输入轴28的常规解耦器D,如图11所示。常规解耦器D在国际公开文献WO2006/081657中有详细描述,其公开内容通过参引并入,就如在本文中完全详细地阐明。
返回到图6,当转矩施加至皮带轮24、并且因此施加至输入轴104时,毂124将该转矩施加至卷簧140,卷簧140又将该转矩施加至承载架144。承载架144将该转矩施加至绕线离合器148的端部,从而造成绕线离合器148轻微扩张其外直径,使绕线离合器148与离合器驱动器152(或184和188)的内表面摩擦接合,从而有效地将绕线离合器148锁定成锁定至离合器驱动器152(或184和188)并且与离合器驱动器152一起旋转。当转矩施加至离合器驱动器152(或184和188)时,该转矩随后施加至第二传动轴30,从而使从动附件100的绕组64和转子旋转。
在从动附件100要超越皮带轮24的情况下,转矩从第二传动轴30施加至离合器驱动器152(或184和188)并且由此施加至绕线离合器148。通过离合器驱动器152(或184和188)施加至绕线离合器44的绕组的该转矩引起绕线离合器148的外直径减小,从而允许绕线离合器148在离合器驱动器152(或184和188)内旋转,由此防止了向输入轴108的转矩传递并且允许从动附件100超越皮带轮24。
在图示说明的实施方式中,解耦器组件120和180还提供了转矩限制功能(即,解耦器组件120和180能够附加地操作为转矩离合器),该转矩限制功能在上述美国临时专利申请和PCT专利申请中进行了详细描述。具体地,绕线离合器148的柄脚156接收在毂124的开槽窗口160中。如果施加至输入轴108的转矩超过预先选定的最大值,由于卷簧140上的加载而导致的毂124相对于离合器驱动器152(或184和188)的旋转移位将使柄脚156抵接开槽窗口160的端部。这导致绕线离合器148的外直径减小,由此允许离合器驱动器152(或184和188)相对于绕线离合器148和输入轴108“滑移”。一旦施加至输入轴108的转矩被减小至低于预先选定值的值,柄脚156就从开槽窗口160的端部移开并且绕线离合器148再次扩张,将绕线离合器148锁定至离合器驱动器152(或184和188),从而再次允许从输入轴108向第二传动轴30转矩传递。
应当理解,尽管超越解耦器组件120、180在文中描述为具有如上所述的转矩限制功能,如有需要,这种功能并不是本公开所必需的并且可以省略。
现在对于本领域普通技术人员明显的是,通过将解耦器与设备集成,解耦器设置在皮带轮内的现有技术中出现的很多问题可以避免。特别地,通过将解耦器与皮带轮分开,解耦器的外直径和/或长度不再局限于装配在皮带轮内部。这允许使用具有更大直径和/或长度的单向离合器,同时单向离合器的寿命成比例地增长并且单向离合器的转矩传递能力增长和/或单向离合器的制造成本降低。类似地,解耦器的弹性构件可具有更大的直径或长度,并且如果是卷簧,则可具有更厚的绕组或更多的绕组。同样,由于可以使用更大的橡胶(或其它弹性材料)部件,除卷簧外的其他弹性构件的使用现在将变得更容易。
与现有技术中的通常集成到诸如皮带轮的传动构件中的解耦器相比,本公开的解耦器组件可以更大,从而允许部件的被动冷却增强,并且诸如离合器驱动器圆筒的部件还可设有诸如滚花、翅片之类的特征,以增大它们的表面面积,从而增强它们的冷却。另外,可以设想还可提供主动冷却。例如,图7示出了解耦器组件的另一实施方式,该解耦器组件200与解耦器组件180类似,但其中离合器驱动器基部204’包括一组叶轮翅片208,从而在解耦器组件200旋转时产生冷却气流。尽管翅片208被示出为扁平的并且从离合器驱动器基部204’的其余部分沿径向向外的方向单独地伸出,可以理解,翅片208可以以所需方式(例如成螺旋形地)成形。
图8示出了当解耦器组件200被安装在设备上并且在设备上运行时,由叶轮翅片208产生冷却气流(由箭头212表示)。可在设备壳体220中设置过滤元件216以防止异物随着冷却空气212进入。
在图8中,设备壳体220内的容积224被示出为向设备的其余部分的内部容积开放。然而,对于本领域普通技术人员显然的是,如有需要,可在容积224和设备内部的其余部分之间设置适合的隔离物(未示出),以将冷却气流212与设备的其余部分的温度隔离。
作为对解耦器的冷却的附加的加强,可以设想将离合器驱动器、和/或其它部件进行处理以增强它们向周围空气的废热发散。例如,可向离合器驱动器和/或其它部件施加涂料,诸如由Tech Line Coatings公司(26844Adams Ave.,美国加利福尼亚州穆瑞塔市(Murrieta),92562)制造的TLTD热分散涂料。
还可以想到,由于冷却解耦器的能力增强,可将除卷簧之外的更大范围的结构用于解耦器中的弹性构件。例如,因为可以更好地管理预期的工作温度范围,因此可更容易地使用橡胶或类似橡胶的元件。
对于本领域普通技术人员显然的是,在本公开的设备是水冷或油冷的情况下,解耦器组件也能够通过该水或油的配给进行冷却,由此进一步增强对解耦器的冷却。
尽管在上述实施方式中,解耦器的全部元件都设置在设备的与输入构件(即,皮带轮24)相反的一侧处,但本公开不限于此,可以设想解耦器的元件可设置于设备的不同部位处。例如,如果单向离合器是楔块离合器等,那么其可邻近皮带轮24设置设备中,而弹性构件可设置于设备中的相反端。可替代地,如果在特定应用中能够获得足够的容积,那么解耦器的所有部件可以邻近输入构件所在的端部设置于设备中。
还可以设想将本公开与现有技术的解耦器机构结合使用。例如,从动附件100上的皮带轮24可以由现有技术的隔离器来取代,该隔离器提供一定程度的与扭转振动的隔离。在这种情况下,现有技术的隔离器可以设计成在第一频率范围内提供隔离,而解耦器组件120(或180)的弹性构件40可选定成在第二频率范围内提供隔离。例如,这例如在诸如这样的军事用途的情况下是有用的:车辆可以以正常方式作为车辆被驱动并且将经受一个频率范围的共振,以及车辆可停止但充当用于其他装备的发电机并且车辆的发动机将驱动大型发电机和换流器并且由此将在不同的条件下运行且将经受不同的第二频率范围的共振。
类似地,从动附件20上的皮带轮24可由现有技术的既提供第一频带的隔离又提供单向离合器的解耦器替代。在这种情况下,可以省略单向离合器40,或者包括单向离合器40以提供冗余或提供额外的负荷承载能力,而弹性构件48可设计成提供与现有技术的解耦器中的弹性构件不同的频段的隔离。
现在显然的是,本公开提供了一种将要通过集成在设备内的解耦器连接至传动装置的设备。诸如皮带轮或链轮齿的输入构件将该设备连接至诸如柔性带或链或齿轮系的传动装置,并且输入构件连接至连接于解耦器的第一输入轴。第二传动轴也连接至解耦器并且连接至设备内的诸如交流发电机转子之类的负载。解耦器操作为允许在第一输入轴和第二传动轴之间的转矩传递。
优选地,解耦器既提供与传动装置中扭转振动的隔离,又提供超越功能以允许该设备超越传动装置。还优选地,该设备包括转矩限制特征,该转矩限制特征操作为限制可由传动装置输入到该设备的转矩的量。
通过将解耦器集成在该设备内,与设置于输入构件内的现有技术解耦器相比,该解耦器能够包括更大尺寸的部件,并且与设置于诸如皮带轮的输入构件内的现有技术解耦器相比,本公开的解耦器能够获得增强的冷却效果。
尽管所示示例的从动附件使用了特定类型的解耦器(即,超越解耦器),可以理解,本公开的教导具有更广泛的适用性并且该解耦器可以是不利于机器转子的超越的解耦器类型。这种“非超越”或普通解耦器的示例可以在美国专利No.7,153,227和No.7,227,910中找到,这些专利的公开内容通过参引并入本文,就如在本文中完全详细地阐明。作为另一个示例,如果机器转子的超越不是所需的,而仅扭转阻尼或隔离是所需的,单向离合器40可从图1中所示的示例中省略,并且毂44可以直接联接至输入轴28。
可以理解,上文的描述本质上仅为示例性的而非意于限制本公开及其应用或用途。尽管已经在说明书中描述并在附图中图示了具体示例,但本领域普通技术人员可以理解,可以在不脱离如权利要求中所限定的本发明的范围的情况下对本发明进行各种改型并对本发明的要素进行等同替换。此外,本文清楚地设想了各种示例之间的特征、元件和/或功能的混合及配合,因而本领域普通技术人员根据本公开可以理解,一个示例的特征、元件和/或功能可以酌情结合到其它示例中,除非上文中另有说明。此外,还可以进行许多修改以使具体情形或材料适合于本公开的教导而不脱离其基本范围。因此,期望不要将本公开局限于通过附图图示并在说明书中描述的作为目前想到的用于实施本公开教导的最佳实施方式的具体示例,而是期望本公开的范围包括落入前文的描述及所附权利要求的范围内的任意实施方式。
Claims (20)
1.一种从动附件,所述从动附件构造为通过环形动力传输元件驱动,所述从动附件包括:
机器,所述机器具有壳体和被支撑成用于在所述壳体中旋转的转子,所述机器响应于所述转子的驱动旋转而实现功;
至少部分地接收在所述壳体中的输入轴;
传动构件,所述传动构件联接至所述输入轴以便共同旋转,所述传动构件适于传动地接合所述环形动力传输元件以在所述环形动力传输元件与所述输入轴之间传输旋转动力;以及
解耦器,所述解耦器以如下方式联接所述输入轴和所述转子:在预定旋转方向上允许旋转动力从所述输入轴向所述转子传输,但在所述输入轴相对于所述转子减速超过预定限度从而允许所述转子沿所述预定旋转方向相对于所述输入轴旋转时除外;
其中,
所述解耦器与所述传动构件轴向地间隔开;并且
所述解耦器包括毂和驱动器且在所述毂与所述驱动器之间设置有弹簧。
2.如权利要求1所述的从动附件,其中,所述输入轴和所述转子同轴设置。
3.如权利要求2所述的从动附件,其中,所述输入轴被支撑成用于在所述转子内旋转。
4.如权利要求3所述的从动附件,其中,所述解耦器在径向上设置在所述输入轴与所述转子之间。
5.如权利要求3所述的从动附件,其中,所述输入轴的一端部从所述转子延伸,并且所述解耦器将所述输入轴的所述端部联接至所述转子。
6.如权利要求5所述的从动附件,其中,所述解耦器和所述传动构件联接至所述输入轴的两端部。
7.如权利要求5所述的从动附件,其中,所述解耦器容置在所述壳体中。
8.如权利要求1所述的从动附件,其中,所述解耦器进一步包括位于所述毂与所述输入轴之间的单向离合器,所述单向离合器允许所述毂相对于所述输入轴沿第一旋转方向旋转并且禁止所述毂相对于所述输入轴沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转。
9.如权利要求8所述的从动附件,其中,所述单向离合器是楔块离合器或卷绕弹簧离合器。
10.如权利要求1至9中任一项所述的从动附件,其中,所述弹簧是与所述输入轴同轴的螺旋形扭簧。
11.如权利要求1至9中任一项所述的从动附件,其中,所述解耦器包括转矩离合器,所述转矩离合器限制在所述输入轴与所述转子之间传输的转矩。
12.如权利要求1至9中任一项所述的从动附件,其中,所述机器是发电机。
13.一种从动附件,所述从动附件构造为通过环形动力传输元件驱动,所述从动附件包括;
发电机,所述发电机具有壳体和被支撑成用于在所述壳体中旋转的中空转子;
接收在所述中空转子中的输入轴;
传动构件,所述传动构件联接至所述输入轴以便共同旋转,所述传动构件适于传动地接合所述环形动力传输元件以在所述环形动力传输元件与所述输入轴之间传输旋转动力;以及
解耦器,所述解耦器以在预定旋转方向上允许旋转动力从所述输入轴向所述转子传输的方式联接所述输入轴和所述转子;所述解耦器构造为在所述输入轴相对于所述转子减速超过预定限度时使所述输入轴与所述转子脱开,从而允许所述转子的速度超过所述输入轴的速度;
其中,
所述解耦器与所述传动构件轴向地间隔开;并且
所述解耦器包括毂和驱动器且在所述毂与所述驱动器之间设置有弹簧。
14.如权利要求13所述的从动附件,其中,所述解耦器在径向上设置在所述输入轴与所述转子之间。
15.如权利要求13所述的从动附件,其中,所述输入轴的一端部从所述转子延伸,并且所述解耦器将所述输入轴的所述端部联接至所述转子。
16.如权利要求15所述的从动附件,其中,所述解耦器和所述传动构件联接至所述输入轴的两端部。
17.如权利要求13所述的从动附件,所述解耦器容置在所述壳体中。
18.如权利要求13至17中任一项所述的从动附件,其中,所述解耦器包括将所述毂联接至所述输入轴的单向离合器,所述驱动器联接至所述转子,所述弹簧用于衰减通过所述解耦器传输的扭转振动,所述单向离合器设置在所述毂与所述输入轴之间,所述单向离合器允许所述毂相对于所述输入轴沿第一旋转方向旋转并且禁止所述毂相对于所述输入轴沿与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向旋转。
19.如权利要求13至17中任一项所述的从动附件,其中,所述解耦器包括转矩离合器,所述转矩离合器限制在所述输入轴与所述转子之间传输的转矩。
20.如权利要求13至17中任一项所述的从动附件,其中,所述解耦器包括多个翅片,所述多个翅片构造为在所述从动附件运转的过程中产生空气流。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US28687809P | 2009-12-16 | 2009-12-16 | |
US61/286,878 | 2009-12-16 | ||
PCT/CA2010/002006 WO2011072391A1 (en) | 2009-12-16 | 2010-12-16 | Device with integrated decoupler |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102695859A CN102695859A (zh) | 2012-09-26 |
CN102695859B true CN102695859B (zh) | 2014-09-17 |
Family
ID=44166685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080057209.1A Expired - Fee Related CN102695859B (zh) | 2009-12-16 | 2010-12-16 | 具有集成解耦器的设备 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120299415A1 (zh) |
EP (1) | EP2513453A1 (zh) |
JP (1) | JP2013514749A (zh) |
KR (1) | KR20120123046A (zh) |
CN (1) | CN102695859B (zh) |
CA (1) | CA2784042A1 (zh) |
WO (1) | WO2011072391A1 (zh) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2753767A1 (en) | 2009-03-03 | 2010-09-10 | Litens Automotive Partnership | Decoupler featuring helical wrap clutch spring and coil damper springs |
JP2013533439A (ja) | 2010-06-25 | 2013-08-22 | リテンズ オートモーティヴ パートナーシップ | オーバーランニング及び振動減衰能力を備えた隔離プーリ |
US8753237B2 (en) * | 2011-03-17 | 2014-06-17 | Honda Motor Co., Ltd. | Alternator with decoupling device |
USRE47143E1 (en) * | 2011-08-08 | 2018-11-27 | Litens Automotive Partnership | Decoupler assembly |
DE102011080889A1 (de) * | 2011-08-12 | 2013-02-14 | Robert Bosch Gmbh | Elektrische Maschine sowie Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine |
EP2764271B1 (en) | 2011-10-06 | 2019-08-07 | Litens Automotive Partnership | Clutched driven device and associated clutch mechanism |
US8813928B2 (en) * | 2011-10-14 | 2014-08-26 | The Gates Corporation | Alternator isolating decoupler |
DE102011087458A1 (de) * | 2011-11-30 | 2013-06-06 | Ford Global Technologies, Llc | Kühlsystem für eine trockene Doppelkupplung eines Doppelkupplungsgetriebes |
EP2836733B1 (en) | 2012-04-10 | 2019-01-02 | Litens Automotive Partnership | Clutch assembly |
US11236812B2 (en) * | 2012-09-10 | 2022-02-01 | Zen S/A Industria Metalurgica | Decoupler with one-way clutch and fail-safe system |
EP2984361A4 (en) | 2013-04-10 | 2017-01-25 | Litens Automotive Partnership | Clutch assembly |
KR101724471B1 (ko) * | 2015-05-26 | 2017-04-18 | 현대자동차 주식회사 | 진동 저감 댐퍼를 갖는 알터네이터 유닛 |
US10389208B2 (en) * | 2016-03-09 | 2019-08-20 | Johnson Controls Technology Company | HVAC actuator with one-way clutch motor |
CN111605080B (zh) * | 2020-05-18 | 2021-11-09 | 山东新建投建设工程质量检测有限公司 | 一种建筑陶瓷瓦片清灰装置 |
CN112769268A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-07 | 华为技术有限公司 | 动力传递组件及动力总成 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5139463A (en) * | 1991-06-05 | 1992-08-18 | Litens Automotive Partnership | Serpentine drive with coil spring alternator connection |
EP0781906B1 (en) * | 1994-09-14 | 2001-12-05 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Apparatus for driving alternator of engine, and alternator for engine accessoires used therefor |
CN1856664A (zh) * | 2003-09-22 | 2006-11-01 | 利滕斯汽车合伙公司 | 曲轴分离器 |
CN101417605A (zh) * | 2007-10-23 | 2009-04-29 | 通用汽车环球科技运作公司 | 可控制速度的附件驱动系统用的断开离合器 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4761602A (en) * | 1985-01-22 | 1988-08-02 | Gregory Leibovich | Compound short-circuit induction machine and method of its control |
US5418400A (en) * | 1993-12-27 | 1995-05-23 | Ford Motor Company | Integrated generator and starter motor |
JP3234145B2 (ja) * | 1996-02-05 | 2001-12-04 | 本田技研工業株式会社 | 動力伝達装置の冷却構造 |
PL192880B1 (pl) * | 1997-05-07 | 2006-12-29 | Litens Automotive Inc | Zespół napędowy z przekładnią pasową przenoszący ruch silnika spalinowego na zespół pomocniczy, zwłaszcza alternator |
US20020063482A1 (en) * | 1999-07-01 | 2002-05-30 | Leslie John W. | Starter generator |
JP2004019495A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Toyota Industries Corp | 動力伝達機構の位置決め構造 |
CA2450183C (en) * | 2002-11-22 | 2012-01-03 | Litens Automotive | Flexible coupling with misalignment compensation |
US8087401B2 (en) * | 2007-07-18 | 2012-01-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Automotive supercharging apparatus |
CA2740322C (en) * | 2008-10-27 | 2018-09-04 | Litens Automotive Partnership | Over-running decoupler with torque limiter |
-
2010
- 2010-12-16 KR KR1020127018252A patent/KR20120123046A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-12-16 JP JP2012543425A patent/JP2013514749A/ja not_active Withdrawn
- 2010-12-16 US US13/515,945 patent/US20120299415A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-16 CA CA2784042A patent/CA2784042A1/en not_active Abandoned
- 2010-12-16 CN CN201080057209.1A patent/CN102695859B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-12-16 EP EP10836894A patent/EP2513453A1/en not_active Withdrawn
- 2010-12-16 WO PCT/CA2010/002006 patent/WO2011072391A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5139463A (en) * | 1991-06-05 | 1992-08-18 | Litens Automotive Partnership | Serpentine drive with coil spring alternator connection |
EP0781906B1 (en) * | 1994-09-14 | 2001-12-05 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Apparatus for driving alternator of engine, and alternator for engine accessoires used therefor |
CN1856664A (zh) * | 2003-09-22 | 2006-11-01 | 利滕斯汽车合伙公司 | 曲轴分离器 |
CN101417605A (zh) * | 2007-10-23 | 2009-04-29 | 通用汽车环球科技运作公司 | 可控制速度的附件驱动系统用的断开离合器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013514749A (ja) | 2013-04-25 |
WO2011072391A1 (en) | 2011-06-23 |
KR20120123046A (ko) | 2012-11-07 |
EP2513453A1 (en) | 2012-10-24 |
US20120299415A1 (en) | 2012-11-29 |
CN102695859A (zh) | 2012-09-26 |
CA2784042A1 (en) | 2011-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102695859B (zh) | 具有集成解耦器的设备 | |
EP2010792B1 (en) | One-way isolator for high torque devices | |
RU2553405C1 (ru) | Развязывающая разъединительная муфта генератора | |
EP2344780B1 (en) | Over-running decoupler with torque limiter | |
KR101880318B1 (ko) | 제한된 오버러닝 능력을 갖는 디커플러 조립체 | |
EP2668412B1 (en) | Isolating decoupler | |
US8534438B2 (en) | Crankshaft torque modulator | |
CA2918544C (en) | Crankshaft isolating decoupler | |
US20100116617A1 (en) | Isolator with one-way clutch | |
US20080207364A1 (en) | Driving pulley with vibration damping means | |
WO2014056097A1 (en) | Isolator for use with engine that is assisted or started by an mgu or a motor through an endless drive member | |
KR20170129890A (ko) | 아이솔레이팅 디커플러 | |
JP2010121761A (ja) | ダンパプーリおよびそれを備えた補機駆動装置 | |
CN113348314A (zh) | 隔离器 | |
CN111917230A (zh) | 带传动启动发电机和扭转振动减振器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140917 Termination date: 20161216 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |