帶有非磁性插入件的金屬皮帶輪的制作方法
【專利說明】帶有非磁性插入件的金屬皮帶輪
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請是在2013年12月19日提交的美國專利申請序列號14/135，280 (DKT12180 A (BffA 0427 PUS))的部分繼續(xù)申請，該專利申請是在2012年12月24日提交的美國專利申請?zhí)?1/745，647的非臨時申請。本申請還涉及美國專利申請序列號61/474，862和美國專利申請序列號61/474,928，這兩個申請均是在2011年4月13日提交的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于車輛發(fā)動機的皮帶輪構(gòu)件、并且更具體地涉及作為電磁回路中的一個部件的皮帶輪構(gòu)件。
_4] 發(fā)明背景
[0005]如今有眾多的附件部件和系統(tǒng)與車輛發(fā)動機一起使用。這些附件中的許多是通過直接或間接由發(fā)動機曲軸驅(qū)動的蛇形皮帶來驅(qū)動或運行的。皮帶輪構(gòu)件典型地被包含在附件上或者與之相關(guān)聯(lián)并且與該皮帶相配合來驅(qū)動或運行該附件。此類型的附件包括空調(diào)壓縮機、冷卻風扇、水泵、交流發(fā)電機等等。
[0006]由發(fā)動機皮帶構(gòu)件所驅(qū)動的皮帶輪典型地包含在風扇驅(qū)動組件中和水泵驅(qū)動器中，這些組件和驅(qū)動器還可以包括摩擦離合器組件或各種驅(qū)動組件。這些離合器組件和驅(qū)動組件典型地具有相對于來自該皮帶和皮帶輪機構(gòu)的發(fā)動機輸入速度來調(diào)節(jié)或控制這些附件的運行的內(nèi)部機構(gòu)或部件。
[0007]這些附件驅(qū)動器組件中的一些具有內(nèi)部電磁離合器機構(gòu)或系統(tǒng)，這些機構(gòu)或系統(tǒng)控制這些風扇驅(qū)動器的接合并且因此控制風扇的速度。例如，基于傳感器輸入的控制系統(tǒng)可以用于控制電磁離合器或驅(qū)動系統(tǒng)的運行。
[0008]在此類附件驅(qū)動器的電磁系統(tǒng)中，該皮帶輪構(gòu)件或其多個部分可以被定位在作為離合器激活或失活系統(tǒng)的一部分的電磁通量回路中。因此以適當?shù)姆绞絹韺⒃撈л喓推л喗M件進行定位和結(jié)構(gòu)化是重要的。而且，由于這些皮帶輪構(gòu)件可以暴露于車輛發(fā)動機艙的多個外部環(huán)境因素，保護且密封這些附件驅(qū)動器的內(nèi)部部件以防雜物、水、油以及其他環(huán)境因素通過這些皮帶輪泄露或進入是重要的。
[0009]本發(fā)明的一個目的是提供一種改進的由皮帶輪運行的附件驅(qū)動器機構(gòu)，該附件驅(qū)動器機構(gòu)受到保護以免有害環(huán)境物質(zhì)的侵入。還有一個目的是提供一種用于水泵組件和風扇驅(qū)動組件中、特別是利用了電磁離合器機構(gòu)的那些組件中的改進的皮帶輪構(gòu)件和機構(gòu)。
[0010]發(fā)明概沭
[0011]提供了一種改進的皮帶輪構(gòu)件，該皮帶輪構(gòu)件可以用于附件驅(qū)動器組件中，特別用于水泵組件或風扇驅(qū)動組件。該皮帶輪構(gòu)件優(yōu)選是由一種磁性材料制成的并且具有多個部件，這些部件是例如通過焊接而牢固地結(jié)合在一起。該皮帶輪構(gòu)件提供了一種密封的產(chǎn)品，該產(chǎn)品保護該附件驅(qū)動器的內(nèi)部部件不受外部環(huán)境因素的影響。
[0012]在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，該皮帶輪構(gòu)件由兩個杯狀構(gòu)件、一個輪轂構(gòu)件以及一個非磁性插入構(gòu)件組成。這些部件焊接在一起而形成了該皮帶輪構(gòu)件。這些杯狀構(gòu)件和這個輪轂構(gòu)件優(yōu)選地是由一種磁性材料(例如低碳鋼)制成。在這些杯狀構(gòu)件中提供了多個開口，例如弧形槽縫，以便中斷穿過該皮帶輪構(gòu)件的磁通量。該非磁性插入構(gòu)件是定位在這些杯狀構(gòu)件之間并且將其覆蓋且密封以防環(huán)境因素的進入。
[0013]可以提供多個轉(zhuǎn)位突塊和凹陷以便將這兩個杯狀構(gòu)件中的相應(yīng)開口或槽縫精確地定位且對齊。
[0014]本發(fā)明特別用于水泵的附件驅(qū)動器中的電磁離合器中。在2012年12月24日提交的未決的美國專利申請序列號61/745，647中示出了一個實例，特此將該申請的披露內(nèi)容全部通過引用結(jié)合在此。
[0015]從以下的本發(fā)明詳細說明、附圖和附加權(quán)利要求中，本發(fā)明的其他益處和特征將變得清楚。
[0016]附圖的簡要說明
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個皮帶輪構(gòu)件實施例的示意性透視圖。
[0018]圖2是圖1的皮帶輪構(gòu)件的平面視圖。
[0019]圖3是沿圖2的線3-3截取的該皮帶輪構(gòu)件的截面視圖。
[0020]圖4是如其他圖中描繪的皮帶輪構(gòu)件的分解視圖。
[0021]圖5是圖3的截面視圖的一部分的放大視圖。
[0022]圖6、圖7、圖7A、圖8和圖9示意性地描繪了用于水泵的附件驅(qū)動器，其中利用了本發(fā)明的一個實施例。
[0023]圖10示意性地描繪了用于冷卻風扇的附件驅(qū)動器，其中利用了本發(fā)明的一個實施例。
[0024]優(yōu)選實施方式的詳細說明
[0025]在圖1至圖5中示意性地描繪了本發(fā)明的皮帶輪構(gòu)件的一個優(yōu)選實施例并且將其用數(shù)字10指代。皮帶輪構(gòu)件10具有一個第一杯狀構(gòu)件20、一個第二杯狀構(gòu)件30、一個中央輪轂構(gòu)件40、以及一個插入構(gòu)件50。
[0026]這些杯狀構(gòu)件20和30以及這個輪轂構(gòu)件40優(yōu)選地是由一種磁性材料(例如低碳鋼)制成。如果該皮帶輪構(gòu)件被適配成安置在一個電磁回路的磁通量中，則這些杯狀構(gòu)件應(yīng)由磁性材料制成。
[0027]杯狀構(gòu)件20具有將該杯狀構(gòu)件外部環(huán)形圈部分24與該杯狀構(gòu)件的內(nèi)部環(huán)形圈部分25分開的多個開口或曲線形槽縫22。這些槽縫在該杯狀構(gòu)件中產(chǎn)生了多個開口。在附圖中示出了四個弧形槽縫22。開口或槽縫22的大小、形狀和數(shù)量不是關(guān)鍵的，只要這些開口足夠造成流經(jīng)這兩個環(huán)形圈部分24和25的任何磁通量的中斷即可。在這些槽縫之間定位了多個小或薄的凸臺區(qū)域21，以便維持這兩個環(huán)形圈部分24與25之間的結(jié)構(gòu)連續(xù)性和整體性。
[0028]杯狀構(gòu)件20還具有一個外部環(huán)形凸緣構(gòu)件26以及一個內(nèi)部環(huán)形凸緣或輪緣構(gòu)件23。外部凸緣構(gòu)件26與杯狀構(gòu)件30上的對應(yīng)外部凸緣構(gòu)件36相配合以形成一個表面，用于將發(fā)動機皮帶定位在該表面上。在此方面，雖然這些凸緣構(gòu)件26和36的外表面被描繪為平面且平坦的，但這些外表面可以具有脊、鋸齒、或任何其他的常規(guī)表面，以便與一種車輛附件驅(qū)動器皮帶相配合。
[0029]該內(nèi)部環(huán)形凸緣或輪緣構(gòu)件23被用來與輪轂構(gòu)件40上的一個配合環(huán)形構(gòu)件42相配合，以便在組裝過程中將這兩個部件正確地定位在位。
[0030]杯狀構(gòu)件30的形狀、構(gòu)型和結(jié)構(gòu)與杯狀構(gòu)件20相同。杯狀構(gòu)件30具有將外部環(huán)形圈部分34與內(nèi)部環(huán)形圈部分35分開的多個槽縫開口 32。由于這些杯狀構(gòu)件20和30被形成為相匹配并且一起起作用而形成該皮帶輪構(gòu)件10，槽縫32的數(shù)量、以及其大小、形狀和定位與杯狀構(gòu)件20中的這些槽縫開口 22相同。因此，當這兩個杯狀構(gòu)件組裝在一起時，這些槽縫開口是對齊的并且在磁通量中形成中斷。
[0031]為了在組裝過程中幫助將這兩個杯狀構(gòu)件20和30恰當?shù)貙R并定位在一起，提供了多個匹配的突塊構(gòu)件和凹陷構(gòu)件。這些突塊構(gòu)件從這些杯狀構(gòu)件之一的匹配表面突出并且被定位在其他杯狀構(gòu)件的匹配表面中的多個匹配凹陷中。突塊構(gòu)件和凹陷構(gòu)件的大小、形狀、位置和數(shù)量不是關(guān)鍵的，但優(yōu)選地提供至少2或3個匹配組。也可以利用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能力之內(nèi)的其他常規(guī)類型的對齊系統(tǒng)來將這兩個杯狀構(gòu)件恰當?shù)仄ヅ洳R在一起。
[0032]在附圖中所示的優(yōu)選實施例中，在杯狀構(gòu)件20中提供了多個突塊構(gòu)件28 (參見圖4和圖5)并且在杯狀構(gòu)件30中提供類似數(shù)量的匹配凹陷38。由于這些突塊構(gòu)件典型地是由杯狀構(gòu)件20的內(nèi)表面?zhèn)刃纬傻牟⑶覐南鄬Φ钠ヅ浔砻嫱怀?，因此典型地在該?nèi)表面上形成多個陷窩29。
[0033]當這些突塊和凹陷形成時，或者通過任何其他的等效對齊系統(tǒng)，優(yōu)選的是不產(chǎn)生完全穿過這些杯狀構(gòu)件的通孔或開口。這些杯狀構(gòu)件中的額外開口可能產(chǎn)生不希望的入口而使環(huán)境污染進入該附件驅(qū)動器中。如果形成了任何通孔，則它們優(yōu)選應(yīng)該以某種方式覆蓋以便防止來自環(huán)境的污染。
[0034]該突塊構(gòu)件40具有如附圖中所示的圓柱形形狀、帶有一個外部肩臺凸緣42和一個中央開口 44。開口 44是用于將皮帶輪構(gòu)件40安裝在該附件驅(qū)動器的軸承或其他部件上。
[0035]插入構(gòu)件50是由一種非磁性材料(例如不銹鋼)制成。插入構(gòu)件50的大小和形狀足夠覆蓋并且密封由這些匹配的槽縫開口 22和32所形成的這些貫通開口。在組裝過程中，將插入構(gòu)件50定位在這兩個杯狀構(gòu)件20與30的匹配表面之間。這在圖5中具體示出。
[0036]為了將該插入構(gòu)件定位在這兩個杯狀構(gòu)件之間并且對齊，可以圍繞杯狀構(gòu)件20中的這些槽縫開口 22各自提供多個凹陷27。為了同樣的目的，這些槽縫開口之間的凸臺區(qū)域26也是凹入的。還有可能提供多個單獨的插入構(gòu)件以覆蓋和密封皮帶輪構(gòu)件10中的這些通孔中的每一個。