用于重型车辆的改进的过滤带轮的制作方法

1.本发明涉及一种过滤带轮，优选一种用于重型车辆的内燃机的附件驱动系统的曲轴的带轮。


背景技术：

2.众所周知，内燃机的驱动轴由于气缸中燃烧产生的周期性应力而受到扭转振动。在发动机起动时以及处于低速时以及在存在特定结构解决方案时，诸如例如使用双离合器变速器或启停系统时，所述振动特别强烈。
3.扭转振动转化为附件驱动系统的驱动带轮旋转不平顺，其通过传动皮带传送到附件，从而传动皮带受到周期性的张力振动。
4.为了“过滤”由曲轴传送到皮带的扭转振动，通常将过滤带轮用作驱动带轮，所述过滤带轮设置有与驱动轴成一体的轮毂、与皮带配合的冠部以及一个或多个弹性元件，扭矩通过弹性元件由轮毂传送到冠部。在重型车辆中，考虑到较大的操作负载，这种需求甚至更强烈。
5.此外，重型车辆具有不同的配置，这需要根据车辆类型具有不同尺寸和功能性的过滤带轮。
6.这一要求显然导致不同类型带轮制造成本的增加。
7.本发明的目的是提供一种能够以简单且经济的方式解决上述技术问题的过滤带轮。


技术实现要素：

8.前述目的通过一种过滤带轮1来实现，所述过滤带轮1包括轮毂2和冠部3，所述轮毂2被设计成固定到绕轴线a旋转的旋转轴，所述冠部3与所述轮毂2同轴，所述轮毂2限定管状部分2a和至少一个连接部分2’、2”，所述连接部分被配置成将所述轮毂2连接到所述旋转轴，所述冠部3限定径向外表面5b和径向内表面5a，所述径向外表面5b限定至少一个轮廓6，所述轮廓6被配置成与机械传动元件配合，所述径向内表面5a相对于所述径向外表面5b径向地布置在内侧，所述过滤带轮1包括过滤组件8，其可操作地插置在所述轮毂2与所述冠部3之间并且包括壳体9，所述壳体9与所述冠部3成一体并且被承载使得其能够通过支撑装置4相对于所述轮毂自由旋转，所述过滤组件8限定空间11并包括弹性装置12和致动器装置13，所述弹性装置12以可移动方式容纳在所述空间11内，所述致动器装置13被配置成与所述弹性装置12接触配合，所述致动器装置13与所述轮毂2的所述管状部分2a和与所述冠部3的所述径向内表面5a接触配合的所述壳体9一起制造成一个单件。
9.优选地，所述壳体9包括杯形元件15和封闭元件19，所述杯形元件15配置成与所述径向内表面5a配合，所述封闭元件19配置成与所述杯形元件15接触配合，从而限定所述空间11。
10.优选地，所述杯形元件15和所述封闭元件19的成形为使得限定轴向开口23，所述
致动器装置13通过所述轴向开口被部分地容纳在所述空间11内。
11.优选地，所述杯形元件15和所述封闭元件19中的至少一者限定一对轴向的突起25，所述突起25将所述空间11分成两个部分11a、11b，在所述两个部分中，所述弹性装置12可以因所述致动器装置13的作用而移动。
12.优选地，所述封闭元件19被径向地包含在所述杯形元件15内部。
13.优选地，所述弹性装置12包括弹性组件27，所述弹性组件包括至少一个螺旋弹簧50。
14.优选地，所述弹性组件27包括第一和第二螺旋弹簧50、51。
15.优选地，所述弹性组件27包括至少一个弹簧承载元件40，所述弹簧承载元件40配置成至少部分地容纳所述至少一个弹簧50的轴向部分，并且引导所述至少一个弹簧50在所述空间中滑动。
16.优选地，所述弹性组件27包括一对弹簧承载元件40，所述弹簧承载元件40布置在所述至少一个弹簧50的相应端部，并且设置有一对横向壁41且设置有头部42，所述横向壁41配置成围绕所述至少一个弹簧50的轴向部分，所述头部42连接到所述横向壁41，所述头部42与所述致动器装置13接触配合。
17.优选地，所述弹性组件27包括中间弹簧托架43，所述中间弹簧托架43位于所述至少一个弹簧50的所述端部之间，所述弹簧托架43包括一对横向壁44，所述横向壁44配置成围绕所述至少一个弹簧50的轴向部分。
18.优选地，所述致动器装置13包括设有多个辐条31的圆盘30，所述辐条包括相对于所述空间11在外部的径向内部部分31a、内部容纳在所述空间11中并与所述弹性组件27接触配合的径向外部部分31c、以及接合所述径向内部31a和外部部分31c的轴向部分31b。
19.优选地，每个辐条31都限定布置在每个辐条31的径向端部的贯通开口46。
20.优选地，每个辐条31都包括冲击元件47，所述冲击元件47配置成与所述弹性组件27接触配合，所述冲击元件47由聚合物材料制成并且与所述辐条31成一体。
21.优选地，该方案从属于权利要求4，其中在所述突起25与所述弹性组件27之间存在角间隙α。
22.优选地，在每个辐条31与所述弹性组件27之间存在角间隙β。
23.优选地，所述轮毂2的所述连接部分2’、2”中的至少一者与所述管状部分2a一起制造为一个单件。
24.优选地，两个连接部分2’、2”分别制造并连接到所述管状部分2a。
25.优选地，所述支撑装置4包括一对滚动轴承。
26.优选地，所述支撑装置4相对于所述辐条31的中线对称地布置。
27.优选地，所述支撑装置4相对于所述轮廓6的中线对称地布置。
28.优选地，所述带轮1包括液位密封装置35，所述液位密封装置35配置成可操作地插置在所述致动器装置13与所述壳体9之间和/或所述致动器装置13与所述轮毂2之间。
29.优选地，所述密封装置35包括垫圈36，所述垫圈径向地插置在所述致动器装置13与所述壳体9之间。
30.优选地，所述密封装置35包括垫圈37和轴向推力装置38，所述垫圈37布置在所述轮毂2的所述管状部分2a与所述致动器装置13之间，所述轴向推力装置38在所述致动器装
置13与所述垫圈37之间施加轴向力。
31.优选地，所述冠部3限定一对轮廓6’、6”，所述轮廓6’、6”相对于彼此径向地交错。
32.优选地，所述冠部3包括从所述径向内表面5a延伸并配置成与所述壳体9轴向接触配合的径向突起53。
33.优选地，所述冠部3具有包括环形内部部分55和径向外部部分56以及连接部分57的“h”形截面，所述环形内部部分55限定所述径向内表面5a，所述径向外部部分56限定所述径向外表面5b，所述连接部分57位于所述径向外部部分与所述径向内部部分55之间。
附图说明
34.参考附图，通过细读以下对优选实施例的详细描述，将最好地理解本发明，该优选实施例是以非限制性示例的方式提供的，在附图中：
35.·
图1是根据本发明的过滤带轮的第一实施例的分解透视图；
36.·
图2是图1的带轮的纵向截面视图；
37.·
图3是根据图1的带轮的线iii-iii的横截面视图；
38.·
图4是根据本发明的过滤带轮的第二实施例的纵向截面视图；
39.·
图5是根据图4的带轮的v-v线的横截面视图；
40.·
图6是根据本发明的过滤带轮的第三实施例的纵向截面视图；
41.·
图7是根据图4的带轮的线vii-vii的横截面视图；
42.·
图8是根据本发明的过滤带轮的第四实施例的纵向截面视图；
43.·
图9是根据图8的带轮的线ix-ix的横截面视图；
44.·
图10是根据本发明的过滤带轮的第五实施例的纵向截面视图；
45.·
图11是根据图10带轮的xi-xi线的横截面视图；
46.·
图12是根据本发明的过滤带轮的第六实施例的纵向截面视图；
47.·
图13是根据图12的带轮的线xiii-xiii的横截面视图；
48.·
图14是根据本发明的过滤带轮的第七实施例的纵向截面视图；
49.·
图15是根据图14的带轮的线xv-xv的横截面视图；
50.·
图16是根据本发明的过滤带轮的第八实施例的纵向截面视图；
51.·
图17是根据图16的带轮的线xvii-xvii的横截面视图。
具体实施方式
52.附图示出过滤带轮1，过滤带轮1包括环形冠部3和具有轴线a的轮毂2，其被设计成连接到轴(在本文未示出)，轴例如为内燃机的曲轴，环形冠部3在外部与轮毂2同轴，并且通过支撑装置4由轮毂2支撑，从而可以自由地旋转。
53.特别地，冠部3包括限定径向内表面5a以及外表面5b的环形部分5，外表面5b限定至少一个轮廓6，轮廓6被设计成与机械传动元件(诸如多楔带(在本文未示出))配合。
54.轮毂2包括管状部分2a，管状部分2a轴向地插置在第一连接部分2’与第二连接部分2”之间。第一连接部分和第二连接部分2’、2”配置成允许驱动轴(未示出)连接到轮毂2。
55.带轮1还包括过滤组件8，过滤组件8在径向方向上可操作地插置在冠部3与轮毂2之间，有利地插置在管状部分2a与表面5a之间。
56.特别地，根据本发明，过滤组件8包括壳体9、过滤装置12和致动器装置13，壳体9与冠部3成一体，与表面5a接触配合并限定空间11，过滤装置12以可移动的方式容纳在空间11内部，致动器装置13与轮毂部2(特别是管状部分2a)一起制造成一个单件，并且配置成与空间11内部的过滤装置12接触地配合，以便选择性地在轮毂部2与冠部3之间传送扭矩。
57.壳体9包括杯形元件15，杯形元件15包括环形外壁16和环形内壁17，它们通过径向壁18彼此连接。有利的是，杯形元件15的所述壁被制造成一个单件。
58.壳体9包括封闭元件19，封闭元件19面向杯形元件15并且包括环形外壁21、环形内壁20和连接两个环形壁的径向壁22。有利的是，封闭元件19的所述壁被制造成一个单件。
59.特别地，杯形元件15的环形外壁16被容纳成以便与冠部3的径向内表面5a接触地配合，并且封闭元件19的环形外壁21被容纳成以便与杯形元件15的环形外壁16在相对于径向内壁5a的相对侧接触地配合。
60.在相对侧，环形内壁18容纳为使得与支撑装置4接触地配合，而封闭元件19的径向壁22相对于杯形元件15的环形内壁18以有限的方式径向地延伸，从而打开允许进入空间11的通道23。
61.特别地，通道23由封闭元件19的径向内壁20和杯形元件15的径向内壁18径向地限定，并且显然在轴向上是开口的。
62.特别地，支撑装置4包括滚动轴承，尤其是一对滚珠轴承，它们径向地插置在杯形元件15的壁18与轮毂2的管状部分2a之间并轴向地插置在壁18的终端翻边24与连接部分2’、2”中的一者之间。
63.封闭元件19和/或杯形元件15最后包括两个径向相对的突起25，突起25从壁17和19开始轴向地延伸到空间11中。突起25将空间11分成两个部分11a、11b，这两个部分由突起25周向地界定并且由壁17、19径向地界定。
64.突起25由相应的壁以固定的方式承载，或者可替换地，与它们一起制造成一个单件。
65.如图所示，过滤装置12包括至少一个弹性组件27，弹性组件27以周向自由的方式布置在空间的相应部分9a、9b中。
66.致动器装置13有利地包括：包括两个辐条31的圆盘致动器30，两个辐条31在空间11中自由地周向移动，并且被设计成与过滤装置12相互作用。
67.特别地，每个辐条31包括从轮毂2的管状部分2a径向地延伸的径向内部部分31a、从与轮毂2相对的径向内部部分31a的径向端部轴向地延伸的环形部分31b、以及配置为与过滤装置12配合的径向外部部分31c部分。
68.因此，径向内部部分31a被容纳在空间11内部，而环形部分31b的尺寸设置成以便穿过空间23而不与壳体9接触。
69.特别地，辐条31被定位成以便相对于支撑装置4居中；换句话说，它们截面的中线与支撑装置的对称轴线重合。因此，在一对滚动轴承的情况下，辐条的中线位于两个滚动轴承之间。
70.优选地，弹性组件27在相应部分11a、11b中的冲程(stroke)可以由与突起25中的任一者接触的弹性组件27的每一者之间存在的角间隙α产生。
71.类似地，辐条31可以通过角间隙β与弹性组件27隔开，如下所述，角间隙β在带轮1
的操作期间加到角间隙α。
72.带轮1还包括密封装置35，密封装置35配置成可操作地插置在致动器装置13、轮毂2与壳体9之间，以便防止外来元素到达空间11和支撑装置4。
73.特别地，所述密封装置35包括用于旋转元件的垫圈36，诸如固定到结构9并在致动器盘30上滑动的曲径密封件。特别地，垫圈36径向地插置在封闭元件19的径向壁22与环形部分31b之间。
74.优选地，密封装置35还包括用于旋转元件的垫圈37和轴向推力装置38，垫圈37轴向地插置在在杯形元件15的径向内部部分31a与终端翻边24之间，轴向推力装置38轴向地插置在在垫圈37与径向内壁31a之间。特别地，所述轴向推力装置38包括贝氏垫圈，该贝氏垫圈配置成施加指向垫圈37的压缩力。
75.带轮1还可以包括至少一对端部滑块40，每个端部滑块40都包括拱形部分41和头部42，拱形部分41在内部包围弹性组件27的端部，头部42限定对所述端部的轴向支撑。
76.带轮1还可以设置有由第一连接部分2’或由第二连接部分2”承载的动态阻尼器(在本文未示出)。
77.现在将参考附图中所示的实施例，指出它们中的每一个相对于上面讨论的共同描述的差异。
78.在图2和图3的实施例中，存在角间隙α和角间隙β两者，并且两个辐条都具有形成在径向末端部分中的轴向开口46。两个辐条31还都包括冲击元件47，例如由聚合物制成并由辐条31的径向外部部分31c刚性承载的元件，以便不直接撞击弹性组件27。在本文描述的情况下，冲击元件47撞击滑块40的头部42。
79.弹性组件27每一者都包括沿着其圆周延伸具有固定螺距的的拱形螺旋弹簧50。
80.第二连接部分2”有利地制造成可分离元件，可分离元件可以固定到轮毂2的管状部分2a并且可以帮助动态阻尼器以及充当支撑装置4的轴向推力轴承。另一方面，第一连接部分2’与管状部分2一起制成一个单件。
81.冠部3特别地限定一对多v形轮廓6，特别是第一轮廓6’和第二轮廓6”，它们相对于彼此径向地交错，使得第一轮廓6’比第二轮廓6”更靠近轴线a。在本文所示的实施例中，第一和第二轮廓6’、6”都在具有不同半径的相应圆柱形壁上获得，并且第一轮廓6’轴向地延伸的程度大于第二轮廓6”。
82.在图3和图4的实施例中，存在角间隙α和角间隙β两者，并且两个辐条都具有形成在径向末端部分中的轴向开口46。
83.弹性组件27每一者都包括第一拱形螺旋弹簧50和第二拱形螺旋弹簧51，第一拱形螺旋弹簧50沿其圆周延伸具有固定螺距，第二拱形螺旋弹簧51具有固定螺距并径向容纳在第一弹簧50内。通过这种方式，弹性组件27的刚度等于平行的第一和第二弹簧50、51的总和。
84.第二连接部分2”有利地制造成可分离元件，可分离元件可以固定到轮毂2的管状部分2a，并且可以帮助动态阻尼器以及充当支撑装置4的轴向推力轴承。另一方面，第一连接部分2’与管状部分2一起制成一个单件。
85.冠部3特别地限定一对多v形轮廓6，特别是第一轮廓6’和第二轮廓6”，它们相对于彼此径向地交错，使得第一轮廓6’比第二轮廓6”更靠近轴线a。在本文所示的实施例中，第
一和第二轮廓6’、6”都在具有不同半径的相应圆柱形壁上获得，并且第一轮廓6’轴向地延伸的程度大于第二轮廓6”。特别地，冠部3具有“h”形截面，使得前述轮廓6在冠部3的环形外部55的径向外表面5b上获得，环形外部55连接到环形内部56，与前一者(即环形外部55)同轴，限定与过滤组件8配合的径向内表面5a。
86.环形外部和内部部分55、56通过径向桥57彼此连接，径向桥57优选布置成基本上与辐条31的对称轴线重合。
87.图6和图7的实施例基本上类似于图2和图3的实施例，但是与图2、图3的实施例相比，第二轮廓6”在径向上更靠外部并且具有更小的轴向延伸。图8和图9的实施例基本上类似于图2和图3的实施例，但是与图2、图3的实施例相比，第二轮廓6”在径向上更靠外部并且具有更小的轴向延伸。此外，类似于图4和图5的实施例，弹性组件27包括第一和第二弹簧50、51。
88.在图10和图11的实施例中，与图3和图4的实施例相比，不同之处在于冠部3，冠部3在表面5b上限定一个单个轮廓6。实际上，在这种情况下，冠部3由一侧上限定径向内表面5a的单个环形元件和另一侧上限定唯一的多v形轮廓的径向外表面5b限定。
89.在图12和图13的实施例中，与图10和图11的实施例相比，存在从径向内表面5a的内部径向地延伸的径向内突起53，以便与杯形元件15接触配合从而限制其可能的轴向移动。
90.在图14和图15的实施例中，与图10和图11的实施例相比，冠部3包括具有“h”形截面的元件，在“h”形截面中径向内部55限定径向内表面5a，而径向出口部分56限定了限定唯一的多v形轮廓的径向外表面5b。两个部分55、56通过径向桥57彼此接合，径向桥57有利地布置成与辐条31和支撑装置4的中间轴线重合。
91.在图16和图17的实施例中，既没有角间隙α也没有角间隙β(或者更好地说，在本文所示的情况下，与上述实施例相比，它们具有更小数量级的值)。两个辐条31都具有实心截面，没有前面实施例中所述类型的开口。
92.弹性组件27每一者都包括沿着其圆周延伸具有固定螺距的拱形螺旋弹簧50。
93.第二连接部分2”和第一连接部分2’都有利地制造成可分离元件，它们可以固定到轮毂2的管状部分2a。特别地，第二连接部分2’可以有助于动态阻尼器以及充当支撑装置4的推力轴承。
94.如同在图12和图13的实施例中一样，冠部3限定一个单个多v形轮廓6和与过滤组件8配合的径向内部突起53。
95.除了与其他实施例共有的滑块40之外，带轮还包括中间滑块43，中间滑块43包括一对横向壁4并且在周向上是开口的。根据图17，滑块40和中间滑块43限定多个凹槽45，在本文所示的情况下为轴向延伸凹槽，轴向延伸凹槽配置成帮助油在部分11a、11b中流动。
96.下面参照第一实施例(图3和图4)描述带轮1的操作，其他实施例的操作类似于第一实施例或相对于第一实施例简化。
97.为此，由于在所述实施例中两个不同的皮带系统可以通过两个轮廓6’、6”连接，所以作用在冠部3上的扭矩显然是两者的总和。
98.在称为“驱动模式”并构成带轮1的正常操作的第一操作步骤中，当驱动轴驱动附件时，轮毂2的速度趋于超过冠部3的速度。为此，辐条31通过插置相应的弹性组件27将扭矩
传送到突起25。
99.这也以对称的方式在“超速”状态下，即当冠部3的速度趋于超过轮毂2的速度时发生。
100.在两种操作条件下，密封装置35对由轮毂2与冠部3之间的支撑装置4确保的自由旋转提供阻尼。
101.所述阻尼也由包括在空间11中的油流提供，油流流过弹性组件27，特别是在所述至少一个螺旋弹簧50与滑块40、43之间流动。
102.如果存在自由角α、β，则轮毂2与冠部3之间存在自由地旋转角，从而尽管这两个元件之间相对旋转，但没有扭矩被传送。所述自由地旋转角是自由角α、β之和的结果。
103.实际上，辐条31首先开始以空转方式旋转，直到弹性组件27遇到相应的突起25，使得它们开始压缩，从而传送扭矩。
104.因此，根据本发明的带轮1的优点是明显的。
105.由于致动器装置13与轮毂2一起制造成一个单件，所以可以传送大的负载而不损坏的风险。
106.通过使用上述类型的过滤组件8，可以改变轮毂的形状，特别是其连接到驱动轴和动力阻尼器的部分的形状，以及冠部的直径，而不必更换过滤组件。
107.实际上，如图2和后面的偶数号附图的不同截面所示，过滤组件具有相同的大小，并且在所示的不同实施例中是可更换的，尽管冠部和轮毂2的连接部分的形状和直径有变化。
108.此外，过滤组件可以包括不同的弹性装置，诸如单个弹簧、串联或并联或具有可变螺纹以便根据设计需要进行可变过滤的几个弹簧。
109.此外，弹簧承载元件的使用使得能够引导弹性装置在相应座内的移动。
110.设置有凹槽的弹簧承载元件的使用允许其冲程用于产生阻尼，迫使油在所述凹槽中通过。
111.此外，在辐条和/或突起与弹性组件之间可以存在宽度可变的角间隙，角间隙配置为在轮毂与冠部之间提供死角，死角的宽度根据不同的过滤需求而变化。
112.作为支撑装置的一对滚动轴承的存在允许带轮承受大的径向负载。事实上，辐条被放置在支撑装置的中间，并且有利地，被放置在多v形截面的中间，这一事实使得能够减小倾斜负载，因此增加支撑装置的使用寿命。
113.最后，上述带轮可以进行改变或变型，这些改变或变型不会超出所附权利要求中阐述的保护范围。
114.首先，带轮不一定必须用在内燃机的曲轴上，而是可以用作其附件中的一者。
115.关于弹性组件27，它们可以不同地制造，尽管不改变它们的功能。例如，它们可以包括不同性质的弹簧或串联或并联的几个弹簧。此外，可以有四个弹性组件以及致动器的四个辐条。
116.动态阻尼器可以不存在，并且致动器可以由轮毂2以不同方式承载。类似地，支撑装置4可以由衬套代替。
117.此外，角度值α、β可以根据特定应用中驱动轴的动态扭转行为的类型不存在或具有不同的宽度。
118.此外，除了上述装置之外，还可以有一个或多个阻尼装置。
119.显然，冠部3和连接部分2’、2”的形状可以根据设计需要而不同。