ИЗОЛИРУЮЩИЙ РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 2015 года по МПК F16H55/36 F16F15/121 F16D3/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к изолирующему разъединителю, имеющему плечо, имеющее фрикционную поверхность, зацепленную с возможностью скольжения с внутренней поверхностью шкива, пружину, имеющую прерывистое зацепление с плечом, и простирающееся в радиальном направлении плечо, выполненное с возможностью прерывистого зацепления с упором шкива.

Предпосылки создания изобретения

Использование дизельных двигателей в пассажирских автомобилях увеличивается благодаря их преимуществу, заключающемуся в лучшей экономии топлива. К тому же в бензиновых двигателях увеличивают степень сжатия для улучшения топливной эффективности. В результате этого системы привода вспомогательных агрегатов дизельных и бензиновых двигателей должны преодолевать более сильные вибрации от коленчатых валов из-за упомянутых выше изменений в двигателях.

Из-за увеличенной вибрации коленчатого вала, высоких скоростей ускорения/замедления и высокой инерции генератора переменного тока система привода вспомогательных агрегатов двигателя часто издает звук свиста ремня из-за проскальзывания ремня. Это также уменьшает срок службы ремня.

Изоляторы/разъединители коленчатого вала и разъединители/изоляторы генератора переменного тока широко использовались для двигателей с высокой угловой вибрацией для фильтрации вибрации в диапазоне рабочей скорости двигателя. Тем не менее, несмотря на то, что изолятор коленчатого вала может очень хорошо функционировать в диапазоне рабочей скорости двигателя, он все еще представляет проблемы во время запуска или выключения двигателя из-за естественной частоты самого изолятора.

Разъединитель/изолятор генератора переменного тока может исключить проскальзывание ремня на шкиве генератора переменного тока, но он не может решить проблему проскальзывания ремня, происходящего на шкиве коленчатого вала. Для некоторых двигателей изолятор/разъединитель коленчатого вала и разъединитель/изолятор генератора переменного тока должны быть использованы вместе. К сожалению, это может добавить значительную стоимость к системе привода вспомогательных агрегатов.

Известным решением в данной области техники является патент № 6044943, в котором описан разъединитель коленчатого вала, который имеет установочную ступицу, шкив, установленный с возможностью вращения на установочной ступице, кольцевой держатель, установленный внутри упомянутого шкива, поджимное устройство, установленное между ними, и одностороннюю муфту, установленную между кольцевым держателем и шкивом. Поджимное устройство смягчает импульсы ременного привода от коленчатого вала и понижает резонансную частоту ременной системы. Односторонняя муфта предотвращает внезапное обращение натяжения ремня в приводе из-за запуска/остановки двигателя или внезапного замедления двигателя и предотвращает визг моментального обратного проскальзывания ремня в результате неадекватного срабатывания натяжителя для обратного режима. Односторонняя муфта ограничивает максимальную величину крутящего момента, который может быть передан, предотвращая проскальзывание ремня во время моментальной перегрузки.

Требуется изолирующий разъединитель, имеющий плечо, имеющее фрикционную поверхность, зацепленную с возможностью скольжения с внутренней поверхностью шкива, пружину, имеющую прерывистое зацепление с плечом, и простирающееся в радиальном направлении плечо, прерывисто зацепляемое с упором шкива. Настоящее изобретение удовлетворяет эту потребность.

Краткое изложение сущности изобретения

Основной особенностью изобретения является изолирующий разъединитель, имеющий плечо, имеющее фрикционную поверхность, зацепленную с возможностью скольжения с внутренней поверхностью шкива, пружину, имеющую прерывистое зацепление с плечом, и простирающееся в радиальном направлении плечо, выполненное с возможностью прерывистого зацепления с упором шкива.

Другие особенности изобретения будут выделены или понятны из последующего описания изобретения и из прилагаемых чертежей.

Изобретение содержит изолирующий разъединитель, содержащий шкив, имеющий внутреннюю поверхность шкива, ступицу, имеющую простирающееся в радиальном направлении плечо, причем простирающееся в радиальном направлении плечо имеет фрикционную поверхность, зацепленную с возможностью скольжения с внутренней поверхностью шкива, пружину, прикрепленную к шкиву, причем пружина выполнена с возможностью прерывистого зацепления с простирающимся в радиальном направлении плечом, эластомерный элемент, расположенный между пружиной и простирающимся в радиальном направлении плечом; при этом простирающееся в радиальном направлении плечо выполнено с возможностью прерывистого зацепления с упором шкива.

Краткое описание чертежей

На прилагаемых чертежах, которые включены в описание и образуют его часть, проиллюстрированы предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, и прилагаемые чертежи вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения.

Фиг.1 представляет собой вид спереди в перспективе изолирующего разъединителя.

Фиг.2 представляет собой вид спереди в разобранном состоянии изолирующего разъединителя.

Фиг.3 представляет собой вид сзади в разобранном состоянии изолирующего разъединителя.

Фиг.3a представляет собой вид в поперечном разрезе демпфирующих элементов.

Фиг.4 представляет собой вид спереди изолирующего разъединителя.

Подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе изолирующего разъединителя. Устройство содержит вал 10. Вал 10 используется для присоединения устройства к коленчатому валу двигателя (не показан). Крутящий момент передается от коленчатого вала через вал 10 к ступице 20. Вал 10 может быть запрессован в ступицу 20, чтобы вал 10 и ступица 20 вращались вместе.

Ступица 20 содержит простирающиеся в радиальном направлении плечи 21, 22, 23. Простирание является радиальным относительно оси A-A вращения вала 10, смотри Фиг.2. Несмотря на то, что предпочтительным количеством плеч 21, 22, 23 является три, для этого устройства с равным успехом может быть использовано любое количество простирающихся в радиальном направлении плеч. Диапазон перемещения устройства является функцией количества плеч. Три простирающихся в радиальном направлении плеча обеспечивают диапазон относительного перемещения, приблизительно, на 120° между ступицей 20 и шкивом 30. Для четырех простирающихся в радиальном направлении плеч диапазон относительного перемещения составляет, приблизительно, 90°, и так далее.

Конец каждого плеча содержит фрикционный пластинчатый элемент 210, 220, 230. Фрикционный элемент 211, 212, 213 прикреплен к концу каждого соответствующего фрикционного пластинчатого элемента 210, 220, 230. Каждый фрикционный элемент соприкасается трением с внутренней поверхностью 300 шкива 30. Внутренняя поверхность 300 имеет цилиндрическое сечение. Каждый фрикционный пластинчатый элемент 210, 220, 230 имеет дугообразную форму для зацепления с внутренней поверхностью 300.

Фрикционные пластинчатые элементы обеспечивают относительное перемещение между шкивом и валом во время разъединения и повторного соединения. Шкив 30 содержит поверхность 31 зацепления с ремнем для соприкосновения с ремнем. Поверхность 31 зацепления с ремнем может содержать профиль с множеством ребер, как показано, или также может содержать любой другой профиль, известный в данной области техники, такой как зубчатый, плоский или клиновой.

Пружинный элемент 41, 42, 43 простирается из установочного элемента 301, 302, 303, соответственно. Каждый пружинный элемент 41, 42, 43 зацепляется с простирающимся в радиальном направлении плечом 21, 22, 23, соответственно. Каждый пружинный элемент 41, 42, 43 нагружен, по существу, по типу консоли. Каждый установочный элемент 301, 302, 303 также действует как упор для остановки вращения каждого простирающегося в радиальном направлении плеча во время работы.

Каждое простирающееся в радиальном направлении плечо зацепляется с его соответствующей пружиной во время работы, посредством этого обеспечивая передачу крутящего момента от коленчатого вала к шкиву во время работы двигателя. Пружинные элементы 41, 42, 43 смягчают и гасят вибрации двигателя и изолируют их от шкива и, следовательно, от остальной системы ременного привода.

Например, в направлении D1 приведения вала 10 фрикционный пластинчатый элемент 210 будет соприкасаться с установочным элементом 301. В направлении D2 приведения вала фрикционный пластинчатый элемент 210 будет соприкасаться с установочным элементом 302. Направление D1 приведения обычно ассоциируется с замедлением двигателя. Направление D2 приведения обычно ассоциируется с ускорением двигателя.

Каждый пружинный элемент содержит плечо 41a, 42a, 43a, которое изгибается в консольном режиме изгиба. Каждый пружинный элемент также содержит конец 41b, 42b, 43b, который имеет подобную аккордеону форму, или множество загибов, которая используется в режиме сжатия.

Форма каждого пружинного элемента может быть изменена в области 41a, 42a, 43a загиба посредством содержания различных изгибов, а также в подобной аккордеону области посредством наличия разного количества складок сжатия. Гибкость в конструкции пружинного элемента позволяет разрабатывать и настраивать изоляцию вибрации двигателя согласно требованиям любого данного двигателя. В дополнение к множеству форм, которые может иметь пружинный элемент в его областях загиба и сжатия, его толщина также может быть изменена для регулировки жесткости пружины при необходимости. Самым простым способом изменения толщины пружинного элемента является увеличение в два раза или в три раза его толщины в желаемых областях.

Фиг.2 представляет собой вид спереди в разобранном состоянии изолирующего разъединителя. Фрикционное кольцо 50 гасит относительное перемещение шкива 30 относительно ступицы 20. Фрикционное кольцо 50 содержит материалы, известные в данной области техники.

Каждое простирающееся в радиальном направлении плечо 21, 22, 23 прикреплено к пластине 400, причем эта пластина также служит для охватывания внутренней части устройства, таким образом, защищая ее от осколков.

Фиг.3 представляет собой вид сзади в разобранном состоянии изолирующего разъединителя. Фрикционное кольцо 51 гасит относительное перемещение шкива 30 относительно ступицы 20. Фрикционное кольцо 51 содержит материалы, известные в данной области техники.

Фиг.3a представляет собой вид в поперечном разрезе демпфирующих элементов. Демпфирующие элементы 61, 62, 63 смягчают удары между каждым пружинным элементом 41, 42, 43 и соответствующим простирающимся в радиальном направлении плечом 21, 22, 23. Нижний уровень 601, который прикреплен к каждому простирающемуся в радиальном направлении плечу, представляет собой поглощающий энергию материал, известный в данной области техники, для предотвращения звука "биения" и удара, и второй (верхний) слой 600, который соприкасается с концом пружинного элемента, представляет собой износостойкий эластомер или полимер, также известный в данной области техники.

В альтернативном варианте осуществления точки соприкосновения каждого простирающегося в радиальном направлении плеча и пружины под демпфирующими элементами 61, 62, 63 намагничены с использованием постоянного магнита. Этот признак позволит удерживать систему всегда соединенной. Количество намагничивания может быть отрегулировано для обеспечения отсоединения системы при желаемой разъединяющей силе. Разъединяющая сила должна преодолеть силу магнитного притяжения и отделить простирающееся в радиальном направлении плечо от соответствующей точки соприкосновения. Например, этот признак уменьшает ненужное разъединение и повторное соединение, когда двигатель выключается, или при мгновенных разъединяющих силах.

Фиг.4 представляет собой вид спереди изолирующего разъединителя. Области соприкосновения металл к металлу, количество которых в четыре раза больше, чем количество плеч, все покрыты по меньшей мере двумя слоями эластомеров или полимеров. Результатом этого является плавное действие разъединения.

При замедлении двигателя плечи и пружины просто отделяются друг от друга и плечи перемещаются назад над их фрикционными пластинчатыми контактами на внутреннем диаметре шкива. Это создает очень простое и эффективное разъединение. Поскольку большинство двигателей требует около 15 градусов для разъединения, это устройство обеспечивает гораздо больше градусов для разъединения, чем требуется.

Несмотря на то, что в этом документе была описана форма изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть выполнены изменения в конструкции и отношении частей без отхода от сущности и объема изобретения, описанного в этом документе.

Группа изобретений относится к области машиностроения. Разъединитель содержит шкив (30), ступицу (20). Ступица имеет в радиальном направлении плечо (21). Плечо имеет фрикционную поверхность (211). Фрикционная поверхность зацеплена с возможностью скольжения с внутренней поверхностью шкива. Пружина (41) прикреплена к шкиву и выполнена с возможностью прерывистого зацепления с плечом. Эластомерный элемент (61) расположен между пружиной и плечом. Плечо выполнено с возможностью прерывистого зацепления с упором (301) шкива. В разъединителе по второму варианту внутренняя поверхность шкива выполнена цилиндрической. Ступица содержит три плеча, имеющих дугообразные фрикционные поверхности. Три пружины прикреплены к шкиву. Достигается расширение арсенала технических средств. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Изолирующий разъединитель, содержащий:
шкив (30), имеющий внутреннюю поверхность (300) шкива;
ступицу (20), имеющую простирающееся в радиальном направлении плечо (21);
причем простирающееся в радиальном направлении плечо имеет фрикционную поверхность (211), зацепленную с возможностью скольжения с внутренней поверхностью шкива;
пружину (41), прикрепленную к шкиву;
причем пружина выполнена с возможностью прерывистого зацепления с простирающимся в радиальном направлении плечом;
эластомерный элемент (61), расположенный между пружиной и простирающимся в радиальном направлении плечом;
при этом простирающееся в радиальном направлении плечо выполнено с возможностью прерывистого зацепления с упором (301) шкива.

2. Изолирующий разъединитель по п.1, дополнительно содержащий три простирающихся в радиальном направлении плеча, каждое из которых содержит фрикционную поверхность, зацепленную с возможностью скольжения с внутренней поверхностью шкива.

3. Изолирующий разъединитель по п.1, в котором пружина содержит консольно изгибающуюся часть и загнутую часть.

4. Изолирующий разъединитель по п.1, дополнительно содержащий фрикционное кольцо, расположенное между шкивом и ступицей.

5. Изолирующий разъединитель по п.2, дополнительно содержащий три пружины, каждая из которых зацеплена с простирающимся в радиальном направлении плечом.

6. Изолирующий разъединитель по п.5, дополнительно содержащий демпфирующий элемент, расположенный между каждым простирающимся в радиальном направлении плечом и каждой пружиной.

7. Изолирующий разъединитель по п.5, дополнительно содержащий демпфирующий элемент, расположенный между каждым простирающимся в радиальном направлении плечом и шкивом.

8. Изолирующий разъединитель по п.1, в котором внутренняя поверхность шкива содержит цилиндрическое сечение.

9. Изолирующий разъединитель по п.8, в котором фрикционная поверхность является дугообразной.

10. Изолирующий разъединитель, содержащий:
шкив (30), имеющий внутреннюю поверхность (300) шкива, описывающую цилиндрическое сечение;
ступицу (20), имеющую три простирающихся в радиальном направлении плеча (21, 22, 23);
причем каждое простирающееся в радиальном направлении плечо имеет дугообразную фрикционную поверхность (211, 221, 231), зацепленную с возможностью скольжения с внутренней поверхностью шкива;
три пружины (41, 42, 43), прикрепленные к шкиву;
причем каждая одна из пружин выполнена с возможностью прерывистого зацепления с каждым одним из простирающихся в радиальном направлении плеч;
причем эластомерный элемент (61, 62, 63) расположен между каждой пружиной и каждым простирающимся в радиальном направлении плечом;
и каждое простирающееся в радиальном направлении плечо выполнено с возможностью прерывистого зацепления с упором (301, 302, 303) шкива.

11. Изолирующий разъединитель по п.10, дополнительно содержащий фрикционный кольцевой элемент, расположенный между ступицей и шкивом.

12. Изолирующий разъединитель по п.10, дополнительно содержащий вал, прикрепленный к ступице.