發電機單向皮帶輪的製作方法
2023-10-24 21:38:22
發電機單向皮帶輪的製作方法
【專利摘要】一種發電機單向皮帶輪，包括：皮帶輪外殼；位於所述皮帶輪外殼內的芯軸；及緊配合在所述皮帶輪外殼和芯軸之間的單向軸承。所述皮帶輪外殼包括：金屬內圈；固定於所述金屬內圈外圓周面上的塑料外圈，所述塑料外圈的外圓周面設有若干用於與傳動帶配合的第一環形凹槽。解決了現有發電機單向皮帶輪壽命有限、以及質量較大的問題。
【專利說明】發電機單向皮帶輪
[0001]本申請要求2013年11月14日提交中國專利局、申請號為201310565833.8、發明名稱為「發電機單向皮帶輪」的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本申請中。
【技術領域】
[0002]本實用新型涉及皮帶輪，特別是涉及一種發電機單向皮帶輪(OverrunningAlternator Pulley，簡稱 OAP)。
【背景技術】
[0003]汽車發動機啟動後，發動機的曲軸皮帶盤通過傳動帶帶動發電機皮帶輪轉動，發電機皮帶輪又帶動發電機轉子轉動，從而使汽車發動機帶動發電機發電。現有汽車上所採用的發電機皮帶輪多為發電機單向皮帶輪，它的優點在於:提高發電機和傳動帶的使用壽命；降低振動、減少噪音、降低油耗。
[0004]如圖1所示，現有一種發電機單向皮帶輪包括:皮帶輪外殼I ;位於皮帶輪外殼I內的芯軸2，芯軸2用於與發電機轉子(未圖示)螺紋連接；緊配合在皮帶輪外殼I和芯軸2之間的單向軸承3 ;與皮帶輪外殼I的內圓周面緊配合的限位片4和密封圈5。單向軸承3包括軸承外圈31、位於軸承外圈31內的軸承內圈32、以及位於軸承外圈31和軸承內圈32之間的滾動體33，軸承外圈31和軸承內圈32隻能沿一個方向發生相對轉動。
[0005]通過以下方式使發電機皮帶輪帶動發電機轉子轉動:發動機的曲軸皮帶盤通過傳動帶帶動皮帶輪外殼I轉動，皮帶輪外殼I帶動芯軸2轉動，芯軸2帶動發電機轉子轉動。
[0006]但是，現有發電機單向皮帶輪存在以下不足:1)皮帶輪外殼的材料為鋼，由於鋼在工作環境中很容易被腐蝕(如生鏽)，造成皮帶輪外殼無法繼續使用，故會在皮帶輪外殼的表面額外增加一層抗腐蝕電鍍層，但是，該抗腐蝕電鍍層的壽命是有限的，導致發電機單向皮帶輪的壽命也是有限的；2)皮帶輪外殼的材料為鋼，使發電機單向皮帶輪的質量較大，導致發電機單向皮帶輪的轉動慣量較大，在發動機由高速向低速轉換時，會造成傳動帶打滑。
實用新型內容
[0007]本實用新型要解決的問題是:現有發電機單向皮帶輪的壽命有限。
[0008]本實用新型要解決的另一問題是:現有發電機單向皮帶輪的質量較大。
[0009]為解決上述問題，本實用新型提供了一種發電機單向皮帶輪，包括:
[0010]皮帶輪外殼；
[0011]位於所述皮帶輪外殼內的芯軸 '及
[0012]緊配合在所述皮帶輪外殼和芯軸之間的單向軸承；
[0013]所述皮帶輪外殼包括:
[0014]金屬內圈；及
[0015]固定於所述金屬內圈外圓周面上的塑料外圈，所述塑料外圈的外圓周面設有若干用於與傳動帶配合的第一環形凹槽。
[0016]可選的，所述塑料外圈通過嵌入成型方法固定於所述金屬內圈的外圓周面上。
[0017]可選的，所述金屬內圈的外圓周面設有環繞所述金屬內圈軸線的第二環形凹槽。
[0018]可選的，所述金屬內圈的外圓周面設有滾花。
[0019]可選的，所述金屬內圈的外圓周面設有多個沿軸向延伸、並沿周向間隔排列的第
三凹槽。
[0020]可選的，所述金屬內圈的外圓周面設有多個沿軸向延伸、並沿周向間隔排列的第三凹槽，以及與所述第三凹槽沿軸向間隔排列的滾花。
[0021 ] 可選的，所述單向軸承包括軸承外圈、軸承內圈及位於軸承外圈和軸承內圈之間的滾動體，所述軸承外圈與所述金屬內圈之間過盈配合，所述軸承內圈和芯軸之間也為過
盈配合。
[0022]可選的，所述單向軸承包括軸承內圈，及位於所述軸承內圈和金屬內圈之間、並與所述金屬內圈接觸的滾動體，所述軸承內圈和芯軸之間為過盈配合。
[0023]可選的，還包括與金屬內圈的一端緊配合且位於單向軸承一端的限位片，及與金屬內圈的另一端緊配合且位於單向軸承另一端的密封圈。
[0024]與現有技術相比，本實用新型的技術方案具有以下優點:
[0025]皮帶輪外殼包括金屬內圈和塑料外圈，能有效增加發電機單向皮帶輪壽命，而且能使皮帶輪外殼質量比現有技術更輕一些。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是現有一種發電機單向皮帶輪的剖面結構示意圖，發電機單向皮帶輪的中心軸線位於該剖面上；
[0027]圖2是本實用新型的一個實施例中發電機單向皮帶輪的剖面結構示意圖，發電機單向皮帶輪的中心軸線位於該剖面上；
[0028]圖3是圖2所示發電機單向皮帶輪中金屬內圈的立體圖；
[0029]圖4是圖2所示發電機單向皮帶輪中塑料外圈的立體圖；
[0030]圖5是沿圖3中AA截面的局部剖面圖；
[0031]圖6是本實用新型的一個實施例中設置在金屬內圈外圓周面上的多個沿周向間隔排列的第三凹槽的截面圖，所述截面垂直於金屬內圈軸線；
[0032]圖7是本實用新型的另一個實施例中設置在金屬內圈外圓周面上的多個沿周向間隔排列的第三凹槽的截面圖，所述截面垂直於金屬內圈軸線。
【具體實施方式】
[0033]如前所述，現有發電機單向皮帶輪存在質量較大，以及現有發電機單向皮帶輪的表面具有抗腐蝕電鍍層，導致發電機單向皮帶輪的壽命有限的問題。
[0034]針對上述兩個問題有提出一種解決方案:將皮帶輪外殼的材料由鋼替換為質量更輕、綜合機械性能較好的塑料。但是，這樣又會帶來第三個問題:繼續參照圖1所示，發電機單向皮帶輪組裝完成之後，無法保證皮帶輪外殼1、單向軸承3、芯軸2三者之間具有足夠的夾緊力，以致單向軸承3無法緊配合在皮帶輪外殼I和芯軸2之間；也無法保證皮帶輪外殼I和限位片4之間、以及皮帶輪外殼I和密封圈5具有足夠的夾緊力，以致限位片4和密封圈5無法與皮帶輪外殼I的內圓周面緊配合。
[0035]為了在解決上述兩個問題的同時，還避免所述第三個問題的發生，本實用新型提供了一種改進的發電機單向皮帶輪，該發電機單向皮帶輪的皮帶輪外殼包括:金屬內圈、和固定於金屬內圈外圓周面上的塑料外圈。這樣一來，本實用新型技術方案在使發電機單向皮帶輪的壽命不會受到電鍍層壽命的影響、以及減小皮帶輪外殼質量的同時，還能保證單向軸承緊配合在皮帶輪外殼和芯軸之間，限位片、密封圈均與皮帶輪外殼的內圓周面緊配
口 ο
[0036]為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細的說明。
[0037]如圖2所示，本實施例的發電機單向皮帶輪包括:
[0038]皮帶輪外殼100，皮帶輪外殼100包括:金屬內圈110 ;固定於金屬內圈110外圓周面上的塑料外圈120，塑料外圈120的外圓周面設有若干用於與傳動帶(未圖示)配合的第一環形凹槽121。
[0039]位於皮帶輪外殼100內的芯軸200，芯軸200的內表面設有一圈螺紋(未標識)，使得發電機轉子(未圖示)能夠與芯軸200實現螺紋連接。
[0040]緊配合在皮帶輪外殼100與芯軸200之間的單向軸承300，單向軸承300包括:軸承外圈310 ;位於軸承外圈310內的軸承內圈320 ;位於軸承外圈310和軸承內圈320之間的滾動體330。其中，軸承外圈310和金屬內圈110之間為過盈配合，軸承內圈320和芯軸200之間也為過盈配合。
[0041]由上述可知，本實施例的技術方案中，皮帶輪外殼100包括金屬內圈110和塑料外圈120。由於塑料外圈120的材料不是鋼，因而無需在塑料外圈120的表面增加抗腐蝕電鍍層，不會出現因該抗腐蝕電鍍層壽命有限而導致發電機單向皮帶輪壽命有限的問題。
[0042]另外，現有技術中的皮帶輪外殼是一體成型、且材料為鋼。比較可知，本技術方案中的皮帶輪外殼質量更輕一些，因而能夠減小發電機單向皮帶輪的轉動慣量，在發動機由高速向低速轉換時，不容易造成傳動帶打滑。
[0043]在本實施例中，金屬內圈110的材料為鋼，在其他實施例中，金屬內圈110也可以為粉末冶金件。
[0044]在本實施例中，塑料外圈120通過嵌入成型(insert molding)方法固定於金屬內圈110的外圓周面上。所述嵌入成型方法為:將金屬內圈110固定在模具內後，向模具的型腔內注入熔融的塑料，待冷卻後即可在金屬內圈110的外圓周面形成塑料外圈120。在其他實施例中，也可以利用其他方法將塑料外圈120固定於金屬內圈110的外圓周面上。
[0045]在本實施例中，結合圖3所示，金屬內圈110的外圓周面設有:環繞金屬內圈110軸線的第二環形凹槽111。第二環形凹槽111的作用在於:防止發電機單向皮帶輪使用一段時間之後，金屬內圈110和塑料外圈120之間會產生軸向相對移動。
[0046]在具體實施例中，第二環形凹槽111的深度佔金屬內圈110厚度的16%至30%，使得用於形成第二環形凹槽111的機械加工工藝更容易進行。
[0047]在本實施例中，結合圖2、圖3和圖5所示，第二環形凹槽111的底面112設有滾花113，且滾花113的截面形狀為鋸齒形。滾花113的作用在於:增大金屬內圈110和塑料外圈120之間的結合力。當然，滾花113的形狀並不能僅局限於所給實施例，也可以為其他形狀。需說明的是，圖5中僅顯示出第二環形凹槽底面112中部分位置的滾花113，其餘位置的滾花形狀同圖5所示。
[0048]在本實施例中，金屬內圈110的外圓周面僅設有一圈滾花，在其他實施例中，也可以在金屬內圈110的外圓周面設置兩圈或以上的滾花，相鄰兩圈滾花沿軸向間隔排列，以進一步增強金屬內圈110和塑料外圈120之間的結合力。
[0049]在本實施例中，金屬內圈110的外圓周面不僅包括第二環形凹槽111的底面112和側面(未標識)，還包括第二環形凹槽111以外的與塑料外圈120接觸的面。在其他實施例中，滾花113也可以不設置在第二環形凹槽111的底面112，而是設置在金屬內圈110的外圓周面中第二環形凹槽111以外的面。
[0050]在其他實施例中，也可以通過在金屬內圈110的外圓周面設置多個沿軸向延伸、並沿周向間隔排列的第三凹槽，來達到增大金屬內圈110和塑料外圈120之間的結合力的目的。如圖6所示，第三凹槽114的截面(該截面垂直於發電機單向皮帶輪軸線)形狀可以為矩形；或者，如圖7所示，第三凹槽114的截面(該截面垂直於發電機單向皮帶輪軸線)形狀也可以為燕尾槽形。
[0051]在其他實施例中，也可以通過同時在金屬內圈110的外圓周面設置多個沿軸向延伸、並沿周向間隔排列的第三凹槽，以及滾花來達到增大金屬內圈110和塑料外圈120之間的結合力的目的。在這種情況下，所述第三凹槽和滾花沿軸向間隔排列。
[0052]結合圖3和圖4所示，由於塑料外圈120是通過嵌入成型(insert molding)方法固定於金屬內圈110的外圓周面上,故塑料外圈120的內圓周面在對應第二環形凹槽111的位置形成有凸起(結合圖2所示)、在對應滾花的位置形成有對應的花紋。
[0053]在本實施例中，塑料外圈120的材料可以為機械性能等級等於或高於PA(Polyamide，聚醯胺，也稱為尼龍)系列塑料的熱塑性塑料，使得塑料外圈120具有優良的綜合機械性能以及耐磨性，增加發電機單向皮帶輪的壽命。所述機械性能包括:機械強度和韌性。
[0054]例如，所述機械性能等級等於或高於PA系列塑料的熱塑性塑料可以為PA46或PA66 ;或者為PPS (Phenylenesulfide，聚苯硫醚)系列塑料；或者為PEEK(Polyetheretherketones,聚醚醚酮)系列塑料。當然，也可以為其他機械性能等級等於或高於PA系列塑料的熱塑性塑料,在本實施例中不 列舉。
[0055]為了提高塑料外圈120的綜合機械性能，塑料外圈120中還可以加入改性劑，例如，所述改性劑至少包括玻璃纖維、碳纖維、石墨中的一種。所述玻璃纖維和碳纖維均可以提聞塑料的機械強度。
[0056]當塑料外圈120的材料包含碳纖維或石墨時，還可以使得塑料外圈120具有導電性。這樣一來，當傳送帶與塑料外圈120之間產生靜電時，塑料外圈120能夠將靜電及時導走，防止靜電會損傷傳送帶，延長傳送帶的壽命。
[0057]塑料外圈120中各個組分的含量會影響塑料外圈120的機械性能、以及傳送帶的壽命。
[0058]在其他實施例中，塑料外圈120也可以採用機械性能等級等於或高於PF(Phenolic Resin,酹醒樹脂)塑料的熱固性塑料來製作，並可以向該塑料材料中添加合適的改性劑，以此來使塑料外圈120具有導電性、且進一步改善塑料外圈120的綜合機械性倉泛。
[0059]在本實施例中，單向軸承300採用三列滾動體330的形式，且三列滾動體330均為滾針。其中中間的一列滾動體330使得軸承外圈310和軸承內圈320隻能沿一個方向相互轉動，兩邊的兩列滾動體330起支撐作用。
[0060]在其他實施例中，單向軸承也可以僅採用一列滾動體、且滾動體為滾針，然後在單向軸承300的兩邊均設置深溝球軸承,位於中間一列的滾針使得軸承外圈310和軸承內圈320隻能沿一個方向相互轉動，位於兩邊的深溝球軸承起支撐作用。
[0061]在其他實施例中，單向軸承300也可以採用兩列滾動體、且滾動體為滾針，然後在單向軸承300的一邊設置深溝球軸承，位於中間一列的滾針使得軸承外圈310和軸承內圈320隻能沿一個方向相互轉動，位於一邊的深溝球軸承起支撐作用。
[0062]在本實施例中，發電機單向皮帶輪還包括:繼續參照圖2所示，與塑料外圈120的外圓周面緊配合的防塵蓋400 ;與金屬內圈110的一端緊配合且位於單向軸承300 —端的限位片500，具體地，限位片500與金屬內圈110的內圓周面緊配合；與金屬內圈110的另一端緊配合且位於單向軸承300另一端的密封圈600,具體地,密封圈600與金屬內圈110的內圓周面緊配合。
[0063]需說明的是，在其他實施例中，所述單向軸承中也可以沒有軸承外圈，而是由金屬內圈來實現軸承外圈的功能。為了實現該目的，應使金屬內圈的材料為軸承鋼，且金屬內圈的內圓周面形成有滾動體的滾道，單向軸承中的滾動體位於金屬內圈和軸承內圈之間，且滾動體與金屬內圈直接接觸。
[0064]雖然本實用新型披露如上，但本實用新型並非限定於此。任何本領域技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，均可作各種更動與修改，因此本實用新型的保護範圍應當以權利要求所限定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種發電機單向皮帶輪，包括: 皮帶輪外殼； 位於所述皮帶輪外殼內的芯軸；及 緊配合在所述皮帶輪外殼和芯軸之間的單向軸承； 其特徵在於，所述皮帶輪外殼包括: 金屬內圈；及 固定於所述金屬內圈外圓周面上的塑料外圈，所述塑料外圈的外圓周面設有若干用於與傳動帶配合的第一環形凹槽。
2.根據權利要求1所述的發電機單向皮帶輪，其特徵在於，所述塑料外圈通過嵌入成型方法固定於所述金屬內圈的外圓周面上。
3.根據權利要求1所述的發電機單向皮帶輪，其特徵在於，所述金屬內圈的外圓周面設有環繞所述金屬內圈軸線的第二環形凹槽。
4.根據權利要求3所述的發電機單向皮帶輪，其特徵在於，所述金屬內圈的外圓周面設有滾花。
5.根據權利要求3所述的發電機單向皮帶輪，其特徵在於，所述金屬內圈的外圓周面設有多個沿軸向延伸、並沿周向間隔排列的第三凹槽。
6.根據權利要求3所述的發電機單向皮帶輪，其特徵在於，所述金屬內圈的外圓周面設有多個沿軸向延伸、並沿周向間隔排列的第三凹槽，以及與所述第三凹槽沿軸向間隔排列的滾花。
7.根據權利要求1所述的發電機單向皮帶輪，其特徵在於，所述單向軸承包括軸承外圈、軸承內圈及位於軸承外圈和軸承內圈之間的滾動體，所述軸承外圈與所述金屬內圈之間過盈配合，所述軸承內圈和芯軸之間也為過盈配合。
8.根據權利要求1所述的發電機單向皮帶輪，其特徵在於，所述單向軸承包括軸承內圈,及位於所述軸承內圈和金屬內圈之間、並與所述金屬內圈接觸的滾動體,所述軸承內圈和芯軸之間為過盈配合。
9.根據權利要求1至8任一項所述的發電機單向皮帶輪，其特徵在於，還包括與金屬內圈的一端緊配合且位於單向軸承一端的限位片，及與金屬內圈的另一端緊配合且位於單向軸承另一端的密封圈。
【文檔編號】F16H55/48GK203614700SQ201320825770
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年11月14日
【發明者】張忠學, 託斯滕·歐博恩德, 石磊 申請人:謝夫勒科技股份兩合公司