DE112020002277T5

DE112020002277T5 - Isolationsvorrichtung mit zwei oder mehr Federn in Serie

Info

Publication number: DE112020002277T5
Application number: DE112020002277.3T
Authority: DE
Inventors: Kyle Pugsley; Frank Verriet; Maciej Zaczkowski
Original assignee: Litens Automotive Partnership; Litens Automotive Inc
Current assignee: Litens Automotive Partnership; Litens Automotive Inc
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2020-05-08
Publication date: 2022-02-10
Also published as: US20220213835A1; CN113692506A; WO2020223826A1

Abstract

In einem Aspekt wird eine Isolationsvorrichtung bereitgestellt, die eine Nabe, eine Riemenscheibe und mindestens eine Isolationsfederanordnung mit einer ersten und einer zweiten Feder in Reihe umfasst. Die erste Federrate ist höher als die zweite Federrate. Während der Drehmomentübertragung von der ersten zu der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe wird die gesamte erste Isolationsfeder während des Zusammendrückens der zweiten Isolationsfeder entlang einer Reibungsfläche in Richtung der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe geschoben, wodurch ein erstes Reibungsdämpfungsmoment erzeugt wird. Während der Drehmomentübertragung in die andere Richtung bleibt zumindest ein Teil der ersten Isolationsfeder relativ zur Reibungsfläche stationär, so dass das erste Reibungsdämpfungsmoment größer ist als das zweite Reibungsdämpfungsmoment.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der US-Provisional Anmeldung Nr. 62/844,904 , eingereicht am 08. Mai 2019, deren Inhalt durch Bezugnahme in vollem Umfang hierin aufgenommen ist.
FELD
Die Beschreibung bezieht sich allgemein auf Isolationsvorrichtungen zur Verwendung an Nebenantrieben für Motoren und insbesondere zur Verwendung an Nebenantrieben für Hybridmotoren, die eine Motor-Generator-Einheit (MGU) oder eine ähnliche Vorrichtung enthalten.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Bei Motoren, insbesondere bei Fahrzeugmotoren, ist typischerweise ein Isolator am Nebenaggregatantrieb vorgesehen, um die Eigenfrequenz der von der Kurbelwelle des Motors angetriebenen externen Drehmomentbelastung so zu verringern, dass sie über einen ausgewählten Bereich von Betriebsbedingungen für den Motor unter der Frequenz des Spitzen-Eingangsdrehmoments liegt. In einigen Isolatoren ist zusätzlich zu einer oder mehreren Federn eine Reibungsdämpfung vorgesehen, die verhindert, dass der Isolator in Resonanz geht. Die Dämpfung kann zu diesem Zweck wirksam sein, es ist jedoch wichtig, nicht zu viel Dämpfung vorzusehen, da dies die Leistung des Isolators beeinträchtigen kann, dessen Hauptfunktion die Verringerung der Eigenfrequenz der externen Drehmomentbelastung ist.
In manchen Situationen wäre es jedoch vorteilhaft, wenn der Isolator eine größere Dämpfung hätte. Es wäre daher vorteilhaft, einen Isolator bereitzustellen, der in bestimmten Situationen eine erhöhte Dämpfung aufweist, ohne dass die erhöhte Dämpfung zu allen Zeiten vorhanden sein muss.
Unabhängig davon ist es im Allgemeinen wünschenswert, dass der Isolator in einigen Situationen einen möglichst großen Weg hat, während er in anderen Situationen einen reduzierten oder zumindest keinen großen Weg benötigt.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
In einem Aspekt wird eine Isolationsvorrichtung bereitgestellt, die eine Nabe, eine Riemenscheibe und mindestens eine Isolationsfederanordnung umfasst. Die Nabe ist auf einer Welle montierbar. Die Riemenscheibe ist drehbar an der Nabe befestigt. Die mindestens eine Isolationsfederanordnung umfasst eine erste Isolationsfeder und eine zweite Isolationsfeder. Jede der ersten und zweiten Isolationsfedern ist eine Schraubendruckfeder mit einer bestimmten Länge. Die erste Isolationsfeder hat eine erste Federrate. Die zweite Isolationsfeder hat eine zweite Federrate und ist in Reihe mit der ersten Isolationsfeder angeordnet. Die erste Federkonstante ist höher als die zweite Federkonstante. Die erste und die zweite Isolationsfeder sind so angeordnet, dass die erste Isolationsfeder ein Drehmoment von der zweiten Isolationsfeder auf ein erstes von Nabe und Riemenscheibe überträgt und die zweite Isolationsfeder ein Drehmoment von der ersten Isolationsfeder auf ein zweites von Nabe und Riemenscheibe überträgt. Während der Drehmomentübertragung von der ersten der Nabe und der Riemenscheibe auf die zweite der Nabe und der zweite Riemenscheibe wird die gesamte erste Isolationsfeder durch die erste der Nabe und der Riemenscheibe während des Zusammendrückens der zweiten Isolationsfeder entlang einer Reibungsfläche in Richtung der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe geschoben, wodurch ein erstes Reibungsdämpfungsmoment erzeugt wird. Während der Drehmomentübertragung von der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe auf die erste der Nabe und der Riemenscheibe bleibt zumindest ein Teil der ersten Isolationsfeder relativ zur Reibfläche stationär, und die gesamte zweite Isolationsfeder wird während des Zusammendrückens der ersten Isolationsfeder durch die zweite der Nabe und der Riemenscheibe entlang der Reibfläche verschoben, wodurch ein zweites Reibungsdämpfungsmoment erzeugt wird. Die erste und zweite Federrate und die Längen der ersten und zweiten Isolationsfeder sind so gewählt, dass das erste Reibungsdämpfungsmoment größer ist als das zweite Reibungsdämpfungsmoment.
In einem anderen Aspekt wird eine Isolationsvorrichtung bereitgestellt, die eine Nabe, eine Riemenscheibe und mindestens eine Isolationsfederanordnung umfasst. Die Nabe ist auf einer Welle montierbar. Die Riemenscheibe ist drehbar an der Nabe befestigt. Die mindestens eine Isolationsfederanordnung umfasst eine erste Isolationsfeder und eine zweite Isolationsfeder. Jede der ersten und zweiten Isolationsfedern ist eine Schraubendruckfeder mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einer Vielzahl von Windungen zwischen dem ersten und dem zweiten Ende. Die ersten Enden der ersten und zweiten Isolationsfeder sind voneinander weg gerichtet, und die zweiten Enden der ersten und zweiten Isolationsfeder sind einander zugewandt. Die erste und die zweite Isolationsfeder haben jeweils einen Durchmesser und erstrecken sich entlang eines bogenförmigen Wegs innerhalb der Riemenscheibe um eine Isolationsvorrichtungsachse. Die erste Isolationsfeder hat eine erste Federkonstante, und die zweite Isolationsfeder hat eine zweite Federkonstante und ist in Reihe mit der ersten Isolationsfeder angeordnet, wobei die erste Federkonstante höher ist als die zweite Federkonstante. Die erste und die zweite Isolationsfeder sind so angeordnet, dass die erste Isolationsfeder ein Drehmoment von der zweiten Isolationsfeder auf ein erstes von Nabe und Riemenscheibe überträgt und die zweite Isolationsfeder ein Drehmoment von der ersten Isolationsfeder auf ein zweites von Nabe und Riemenscheibe überträgt. Eine erste Federantriebsfläche an der ersten von Nabe und Riemenscheibe greift in das erste Ende der ersten Isolationsfeder ein, und eine zweite Federantriebsfläche an der zweiten von Nabe und Riemenscheibe greift in das erste Ende der zweiten Isolationsfeder ein. Die zweite Federantriebsfläche erstreckt sich über einen ersten Teil des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder, so dass sich neben der zweiten Federantriebsfläche in Richtung der Achse der Isolationsvorrichtung ein Raum befindet. Der Raum erstreckt sich über einen zweiten Abschnitt des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder von einer Seitenkante der zweiten Federantriebsfläche zu einer radial inneren Kante der zweiten Isolationsfeder relativ zur Achse der Isolationsvorrichtung. Während der Drehmomentübertragung von der ersten der Nabe und der Riemenscheibe auf die zweite der Nabe und der Riemenscheibe ermöglicht die mindestens eine Isolationsfederanordnung eine Relativbewegung zwischen der Nabe und der Riemenscheibe über einen ersten Bereich einer Winkelbewegung, und wobei während der Drehmomentübertragung von der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe auf die erste der Nabe und der Riemenscheibe die mindestens eine Isolationsfederanordnung eine Relativbewegung zwischen der Nabe und der Riemenscheibe über einen zweiten Bereich der Winkelbewegung ermöglicht. Die zweite Federrate und eine Größe des Raums sind so gewählt, dass bei einem gewählten Drehmomentübertragungslevel während der Drehmomentübertragung zwischen der Nabe und der Riemenscheibe durch die ersten und zweiten Isolationsfedern der gewählte Drehmomentübertragungslevel die Windungen der zweiten Isolationsfeder dazu antreibt, einander auf der radial inneren Seite der zweiten Isolationsfeder relativ zur Achse der Isolationsvorrichtung zu berühren, was wiederum mindestens eine der Windungen am freien Ende der zweiten Isolationsfeder dazu antreibt, in den Zwischenraum zu kippen, was wiederum ermöglicht, dass der erste Bereich der Winkelbewegung den zweiten Bereich der Winkelbewegung überschreitet.
Figurenliste
Zum besseren Verständnis der hierin beschriebenen Ausführungsform(en) und um deutlicher zu zeigen, wie die Ausführungsform(en) verwirklicht werden kann (können), wird jetzt nur beispielhaft auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, in denen:

1 eine Draufsicht auf einen Motor mit einer Isolationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist.
2 eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Isoliervorrichtung ist.
3 eine perspektivische Explosionsansicht der in 2 gezeigten Isoliervorrichtung ist.
4 eine Isolationsfederanordnung aus einer Isolationsvorrichtung nach dem Stand der Technik ist.
5 eine Isolationsfederanordnung der in 2 gezeigten Isolationsvorrichtung ist.
6 eine perspektivische Ansicht eines Teils der in 1 dargestellten Isolationsvorrichtung ist, die die Drehmomentübertragung von einer Nabe der Isolationsvorrichtung auf eine Riemenscheibe der Isolationsvorrichtung zeigt.
7 eine perspektivische Ansicht eines Teils der in 1 dargestellten Isolationsvorrichtung ist, die die Drehmomentübertragung von einer Riemenscheibe der Isolationsvorrichtung auf eine Nabe der Isolationsvorrichtung zeigt.
8 ein Diagramm ist, das die Drehmomentabgabe der in 1 gezeigten Isolationsvorrichtung an einer Testmaschine zeigt, die einen Motor simuliert.
9 ein Diagramm ist, das die Drehmomentabgabe einer Isolationsvorrichtung des Standes der Technik zeigt.
10A eine Draufsicht auf den in 6 gezeigten Teil der Isolationsvorrichtung ist, die einen ersten Bewegungsbereich zeigt, der während der Drehmomentübertragung von der Nabe auf die Riemenscheibe verfügbar ist.
10B eine Draufsicht auf den in 7 gezeigten Teil der Isolationsvorrichtung ist, die einen zweiten Bewegungsbereich zeigt, der während der Drehmomentübertragung von der Riemenscheibe auf die Nabe verfügbar ist.
11A eine vergrößerte Draufsicht auf die Isolationsfederanordnung ist, unmittelbar vor dem Kippen der Windungen von einer der Isolationsfedern in der Isolationsfederanordnung.
11 B eine vergrößerte Draufsicht auf die Isolationsfederanordnung unmittelbar nach dem Kippen der Windungen von einer der Isolationsfedern in der Isolationsfederanordnung.
12 eine Schnittdarstellung eines Teils der in 2 gezeigten Isoliervorrichtung ist.
13 eine vergrößerte Ansicht einer der Isolationsfedern ist, in der Isolationsfederanordnung der in 2 gezeigten Isolationsvorrichtung mit einer optionalen Abflachung bestimmter Oberflächen davon.
14 eine perspektivische Ansicht einer Variante der in 2 gezeigten Isolationsvorrichtung ist, bei der jede Isolationsfederanordnung eine erste, eine zweite und eine dritte Isolationsfeder umfasst, die alle in Reihe zueinander angeordnet sind.
15 eine perspektivische Ansicht einer anderen Variante der in 2 gezeigten Isolationsvorrichtung ist, bei der jede Isolationsfederanordnung eine erste, zweite und dritte Isolationsfeder umfasst, wobei zwei der Federn in Reihe geschaltet sind und eine dritte Feder parallel zu den beiden in Reihe geschalteten Federn liegt.
16 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante der in 2 gezeigten Isolationsvorrichtung ist, die einen Verbinder enthält, der die Isolationsfedern, die die Isolationsfederanordnung bilden, miteinander verbindet.

Sofern nicht ausdrücklich anders vermerkt, sind die in den Zeichnungen dargestellten Gegenstände nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Der Einfachheit und Klarheit halber werden in den Figuren, wo dies angebracht erscheint, Bezugszeichen wiederholt, um entsprechende oder analoge Elemente zu kennzeichnen. Darüber hinaus werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein umfassendes Verständnis der hier beschriebenen Ausführungsform oder Ausführungsformen zu ermöglichen. Diejenigen, die sich mit der Materie auskennen, werden jedoch verstehen, dass die hier beschriebenen Ausführungsformen auch ohne diese spezifischen Details praktiziert werden können. In anderen Fällen wurden bekannte Methoden, Verfahren und Komponenten nicht im Detail beschrieben, um die hier beschriebenen Ausführungsformen nicht zu verdecken. Es sollte von vornherein klar sein, dass die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung mit einer beliebigen Anzahl von Techniken umgesetzt werden können, unabhängig davon, ob sie derzeit bekannt sind oder nicht, obwohl in den Figuren beispielhafte Ausführungsformen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Die vorliegende Offenbarung sollte in keiner Weise auf die in den Zeichnungen dargestellten und nachstehend beschriebenen beispielhaften Implementierungen und Techniken beschränkt sein.
Verschiedene Begriffe, die in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, sind wie folgt zu lesen und zu verstehen, es sei denn, der Kontext weist auf etwas anderes hin: „oder“, wie durchgängig verwendet, schließt alles ein, als ob „und/oder“ geschrieben würde; Artikel und Pronomen in der Einzahl, wie durchgängig verwendet, schließen ihre Pluralformen ein und umgekehrt; ebenso schließen geschlechtsspezifische Pronomen ihre Gegenpronomen ein, so dass Pronomen nicht so verstanden werden sollten, dass sie irgendetwas, das hier beschrieben wird, auf die Verwendung, Implementierung, Leistung usw. durch ein einzelnes Geschlecht beschränken; „beispielhaft“ sollte als „illustrativ“ oder „beispielhaft“ verstanden werden und nicht unbedingt als „bevorzugt“ gegenüber anderen Ausführungsformen. Weitere Definitionen für Begriffe können hier aufgeführt werden; diese können für frühere und spätere Instanzen dieser Begriffe gelten, wie aus der Lektüre der vorliegenden Beschreibung ersichtlich wird. Es wird auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung des Begriffs „ein“ so verstanden wird, dass er in allen Fällen „mindestens ein“ bedeutet, es sei denn, es wird ausdrücklich etwas anderes angegeben oder es wird als offensichtlich verstanden, dass er „ein einziges“ bedeuten muss.
An den hierin beschriebenen Systemen, Vorrichtungen und Verfahren können Änderungen, Ergänzungen oder Auslassungen vorgenommen werden, ohne dass der Umfang der Offenbarung beeinträchtigt wird. Zum Beispiel können die Komponenten der Systeme und Vorrichtungen integriert oder getrennt werden. Darüber hinaus können die Vorgänge der hier beschriebenen Systeme und Vorrichtungen von mehr, weniger oder anderen Komponenten ausgeführt werden, und die beschriebenen Verfahren können mehr, weniger oder andere Schritte umfassen. Außerdem können die Schritte in beliebiger Reihenfolge durchgeführt werden. Wie in diesem Dokument verwendet, bezieht sich „jedes“ auf jedes Mitglied einer Menge oder jedes Mitglied einer Untermenge einer Menge.
Es wird auf 1 verwiesen, die einen Motor 10 für ein Fahrzeug zeigt. Der Motor 10 umfasst eine Kurbelwelle 12, die ein endloses Antriebselement antreibt, bei dem es sich z. B. um einen Riemen 14 handeln kann. Über den Riemen 14 treibt der Motor 10 eine Vielzahl von Nebenantrieben 16 (gestrichelt dargestellt) an, z. B. einen Motor/Generatoreinheit (MGU) und einen Klimakompressor. Jeder Nebenantrieb 16 umfasst eine Nebenantriebswelle 15 mit einer darauf befindlichen Riemenscheibe 13, die vom Riemen 14 angetrieben wird. Zusätzlich sind in der vorliegenden Ausführungsform eine Umlenkrolle 17a auf einer Umlenkwelle 17b und eine Spannrolle 19a, die drehbar auf einem Spannarm 19b montiert ist, Teil eines Riemenspanners 19. Die Funktionen der Umlenkrolle 17a und des Riemenspanners 19 sind dem Fachmann gut bekannt.
Anstelle einer Riemenscheibe kann an einer oder mehreren Stellen eine Isolationsvorrichtung 20 vorgesehen sein, um die Drehmomentübertragung zwischen der Kurbelwelle 12 und den Nebenantriebswellen 15 zu steuern. In 1 ist die Isolationsvorrichtung 20 an der Kurbelwelle 12 angebracht. Die Isolationsvorrichtung 20 überträgt das Drehmoment zwischen der Kurbelwelle 12 und dem Riemen 14, dämpft jedoch die Übertragung von Drehschwingungen der Kurbelwelle 12 auf den Riemen 14. Solche Drehschwingungen, d. h. Schwingungen der Kurbelwelle 12, sind bei Kolbenverbrennungsmotoren typisch. Diese Schwingungen werden durch die Isolationsvorrichtung 20 vom Riemen 14 isoliert, so dass die Belastungen, die sonst auf den Riemen 14 und die Nebenantriebswellen 15 einwirken würden, reduziert werden.
Es wird auf die 2 und 3 verwiesen, die eine perspektivische Montageansicht bzw. eine perspektivische Explosionsansicht der Isolationsvorrichtung 20 zeigen. Die Isolationsvorrichtung 20 umfasst eine Nabe 22, eine Riemenscheibe 24, eine erste und eine Isolationsfederanordnung, die jeweils mit 28 dargestellt sind. In dem in den 2 und 3 gezeigten Beispiel umfasst die Isolationsvorrichtung 20 außerdem optionale Elemente wie eine Buchse 29, Dichtungen 30 und eine Druckplatte 35.
Die Nabe 22 umfasst in der dargestellten Ausführungsform einen Wellenadapter 22a und einen Antrieb 22b. Der Wellenadapter 22a kann in jeder geeigneten Weise an der Kurbelwelle 12 befestigt werden. So kann der Wellenadapter 22 beispielsweise eine durchgehende Wellenbefestigungsöffnung 36 aufweisen, die eine Drehachse A für die Isolationsvorrichtun 20 definiert. Die Wellenbefestigungsöffnung 36 kann so konfiguriert sein, dass sie das Ende der Kurbelwelle 12 eng anliegend aufnimmt. Eine Vielzahl von Wellenbefestigungselementen 37, wie z. B. Schrauben (1), kann durch ein distales Ende 38 des Wellenadapters 22a und des Antriebs 22b eingeführt werden, um sie fest an der Kurbelwelle 12 zu befestigen, so dass die Nabe 22 und die Kurbelwelle 12 gemeinsam um die Achse A rotieren.
Der Antrieb 22b umfasst einen ersten und einen zweiten Antriebsarm 100, die einzeln als 100a und 100b dargestellt sind. Jeder Antriebsarm 100 hat eine erste Nabe/Feder-Schnittstellenfläche 102 und eine zweite Naben/Feder-Schnittstellenfläche 104. Die ersten und zweiten Naben/Feder-Schnittstellenflächen 102 und 104 sind so positioniert, dass sie in die Enden der Isolationsfederanordnungen 28 eingreifen, wie weiter unten beschrieben.
Die Riemenscheibe 24 ist drehbar mit dem Wellenadapter 22 verbunden. Die Riemenscheibe 24 hat eine Außenfläche, die eine Riemeneingriffsfläche 40 aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie mit dem Riemen 14 in Eingriff kommt (1). Der Riemen 14 kann somit ein Keilrippenriemen sein.
Die Riemenscheibe 24 kann aus einem Hauptriemenscheibenteil 24a, der die Riemeneingriffsfläche 40 aufweist, und einer Riemenscheibenabdeckung 24b gebildet werden, die mit dem Hauptriemenscheibenteil 24a zusammenwirkt, um einen Federschale 42 zu bilden, die die erste und zweite Isolationsfederanordnung 28 hält.
Die Riemenscheibe 24 umfasst ferner eine Innenfläche 43. Die Buchse 27 greift in die Innenfläche 43 der Riemenscheibe 24 ein und stützt die Riemenscheibe 24 drehbar auf dem Wellenadapter 22a. Bei der Buchse 27 kann es sich um ein polymeres Element handeln, das einen ausgewählten, niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist. Geeignete Materialien für die Buchse 27 sind z.B. bestimmte Formen von Nylon.
Die Riemenscheibe 24 umfasst zwei Paare von Laschen, die durch Eindrücken des Materials des Hauptriemenscheibenteils 24a und der Riemenscheibenabdeckung 24b nach innen gebildet werden. Ein erstes Paar von Laschen 109a ist in 3 dargestellt. Das zweite Paar von Laschen 109b ist in dargestellt. Das erste Paar von Laschen 109a ist einander zugewandt, das zweite Paar von Laschen 109b ist einander zugewandt. Die Riemenscheibe 24 umfasst eine erste und eine zweite Riemenscheiben-/Federschnittstellenfläche 106 und 108, die so angeordnet sind, dass sie mit den Enden der Isolationsfederanordnungen 28 in Eingriff kommen, wie weiter unten beschrieben. In der dargestellten Ausführungsform sind die ersten Riemenscheiben/Feder-Schnittstellenflächen 106 auf einer ersten Seite der Laschen 109a und 109b und die zweiten Riemenscheiben/Feder-Schnittstellenflächen 108 auf einer zweiten Seite der Laschen 109a und 109b angeordnet.
Die Isolationsfederanordnungen 28 sind vorgesehen, um Schwingungen der Drehzahl der Kurbelwelle 12 in Bezug auf den Riemen 14 auszugleichen, wie oben erwähnt. Die Isolationsfederanordnungen 28 können jeweils eine erste Isolationsfeder 110 und eine zweite Isolationsfeder 112 umfassen. Jede der ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 (5) ist eine Schraubendruckfeder und erstreckt sich vorzugsweise entlang eines bogenförmigen Wegs innerhalb der Riemenscheibe 24. Jede der ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 hat ein erstes Ende 114, ein zweites Ende 116 und eine Vielzahl von Windungen 118 zwischen dem ersten und zweiten Ende 114 und 116. Die ersten Enden 114 der ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 weisen voneinander weg, und die zweiten Enden 116 der ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 weisen einander zu. Die erste und zweite Isolationsfeder 110 bzw. 112 haben eine Länge L1 bzw. L2 (5) und einen Durchmesser D1 bzw. D2 (5). Die erste und die zweite Isolationsfeder 110 und 112 haben jeweils eine erste und eine zweite Federrate K1 und K2. In der gezeigten Ausführungsform sind die Durchmesser D1 und D2 annähernd gleich, obwohl sie nicht unbedingt gleich sein müssen. In der gezeigten Ausführungsform ist die Länge L1 größer als die Länge L2, was jedoch nicht in allen Ausführungsformen der Fall sein muss. In der gezeigten Ausführungsform ist die erste Federrate K1 größer als die zweite Federrate K2, obwohl dies nicht in allen Ausführungsformen der Fall sein muss.
Die ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 sind in Reihe zueinander angeordnet, so dass die erste Isolationsfeder 110 ein Drehmoment von der zweiten Isolationsfeder 112 auf eine erste der Naben 22 und der Riemenscheibe 24 überträgt und die zweite Isolationsfeder 112 ein Drehmoment von der ersten Isolationsfeder 110 auf eine zweite der Naben 22 und der Riemenscheibe 24 überträgt. In dem in 6 gezeigten Beispiel ist die erste der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 die Nabe 22 und die zweite der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 ist die Riemenscheibe 24. Wie in diesem Beispiel zu sehen ist, bleibt das erste Ende 114 der zweiten Isolationsfeder 1 12 relativ zur Riemenscheibe 24 drehfest, während der Antrieb 22b mit dem ersten Ende 114 der ersten Isolationsfeder 110 in Eingriff steht.
Da die erste Federkonstante K1 höher ist als die zweite Federkonstante K2, tritt bei der Übertragung des Drehmoments von der ersten der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 auf die zweite der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 zunächst auf, dass die die gesamte erste Isolationsfeder 110 entlang einer Reibungsoberfläche 120 (die in diesem Fall eine Oberfläche der Riemenscheibenabdeckung 24b ist) in Richtung der zweiten der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 durch die erste der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 während des Zusammendrückens der zweiten Isolationsfeder 112 gleitet, wodurch ein erstes Reibungsdämpfungsmoment TF1 erzeugt wird. Dieses Dämpfungsdrehmoment ist in der in 8 bei 200 dargestellten Drehmoment-Verschiebungs-Kurve zu sehen. Dieses Dämpfungsdrehmoment TF1 entsteht durch Reibung, die durch die Bewegung der ersten Isolationsfeder 110 entlang der Reibungsfläche 120 und durch die Bewegung eines Teils der zweiten Isolationsfeder 112 entlang der Reibungsfläche 120 erzeugt wird. In diesem Beispiel bewegt sich nur ein Teil der zweiten Isolationsfeder 112 entlang der Reibfläche 120 oder bewegt sich in erheblichem Maße, da das erste Ende 114 der zweiten Isolationsfeder 112 mit der zweiten Riemenscheibe/Feder-Grenzfläche 108 in Eingriff ist.
Während dieses Anfangsbereichs der Drehmomentübertragung (in 8 bei 202 dargestellt) ist die effektive Federrate der Isolationsfederanordnung 28 gleich 1/(1/K1 + 1/K2). Sobald die Drehmomentübertragung durch die ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 12 einen ersten ausgewählten Drehmomentübertragungslevel TS1 (8) erreicht hat, wird die erste Isolationsfeder 110 vollständig zusammengedrückt, wobei zu diesem Zeitpunkt nur die zweite Isolationsfeder 112 weiterhin zusammengedrückt wird, was einen zweiten Bereich der Drehmomentübertragung definiert. In diesem zweiten Zeitraum der Drehmomentübertragung ist die effektive Federrate der Isolationsfederanordnung 28 nur die Federrate K2, da die erste Feder effektiv ein festes Element ist, nachdem sie vollständig zusammengedrückt wurde. Dieser zweite Bereich der Drehmomentübertragung ist in 8 bei 204 dargestellt.
Im Gegensatz dazu zeigt 7 (und die Drehmomentkurve 250 in 8) die Drehmomentübertragung von der zweiten der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 auf die erste der Nabe 22 und die Riemenscheibe 24. Wie zu sehen ist, liegt das erste Ende 114 der zweiten Isolationsfeder 112 an der ersten Riemenscheibe/Feder-Grenzfläche 106 an. Infolgedessen bleibt zunächst ein Teil der zweiten Isolationsfeder 112 relativ zur Reibfläche 120 stationär und die gesamte zweite Isolationsfeder 112 wird während des Zusammendrückens der ersten Isolationsfeder 110 durch die zweite der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 entlang der Reibfläche 120 verschoben, wodurch ein zweites Reibungsdämpfungsdrehmoment TF2 (8) erzeugt wird.
Die erste und zweite Federrate K1 und K2 und die Längen L1 und L2 der ersten und zweiten Isolationsfeder 110 und 12 beeinflussen das erste und zweite Reibungsdämpfungsmoment TF1 und TF2 und können so gewählt werden, dass das erste Reibungsdämpfungsmoment TF1 größer ist als das zweite Reibungsdämpfungsmoment TF2. Die Größe des Unterschieds zwischen dem ersten und dem zweiten Reibungsdämpfungsmoment TF1 und TF2 hängt zumindest teilweise von Faktoren wie den für L1 und L2 gewählten besonderen Längen und den für K1 und K2 gewählten besonderen Federraten ab.
In dem in 7 gezeigten Beispiel, das sich auf die Kurve 250 in 8 bezieht, wird, sobald die Drehmomentübertragung durch die ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 ein zweites ausgewähltes Drehmomentübertragungslevel TS2 ( ) erreicht, die erste Isolationsfeder 110 wieder vollständig komprimiert, wobei nur die zweite Isolationsfeder 112 weiter komprimiert wird, was einen zweiten Bereich der Drehmomentübertragung definiert. Es ist zu sehen, dass das Dämpfungsdrehmoment, das anfänglich während der Drehmomentübertragung von der ersten der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 auf die zweite der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 vorhanden ist, größer als anfänglich während der Übertragung von der zweiten der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 auf die erste der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24, der erste ausgewählte Drehmomentübertragungslevel TS1, bei dem die erste Isolationsfeder 110 vollständig komprimiert ist und die Isolationsfederanordnung 28 in den zweiten Bereich der Drehmomentübertragung eintritt, höher ist als der zweite ausgewählte Drehmomentübertragungslevel TS2, bei dem die erste Isolationsfeder 110 vollständig komprimiert ist und die Isolationsfederanordnung 28 in den zweiten Bereich der Drehmomentübertragung eintritt.
Im Gegensatz dazu ist eine Isolationsfederanordnung des Standes der Technik in 4 mit 280 dargestellt und hat eine Drehmomentkurve, die in 9 mit 300 dargestellt ist. Die in 9 gezeigte Drehmomentkurve 300 ist mathematisch abgeleitet und erscheint daher viel sauberer als die in 8 gezeigten Drehmomentkurven, die von einem simulierten Motor abgeleitet wurden. Die in 4 gezeigte Isolationsfederanordnung 280 umfasst eine erste und eine zweite Isolationsfeder 282 und 284, die ineinander verschachtelt sind (d. h. die zweite Isolationsfeder 284 ist innerhalb der ersten Isolationsfeder 282 verschachtelt und kürzer als diese). Bei verschachtelten Federn hängt die Höhe der Reibungsdämpfung mehr oder weniger nur von der Reibung zwischen der äußeren Feder (d. h. der ersten Isolationsfeder 282) und der Reibungsfläche (nicht dargestellt) ab, an der sie reibt. Dementsprechend gibt es im Wesentlichen keinen Unterschied in der Höhe des Dämpfungsmoments, unabhängig davon, ob die Nabe eines solchen Isolators ein Drehmoment auf die Riemenscheibe übertragen würde oder ob die Riemenscheibe ein Drehmoment auf die Nabe übertragen würde. Somit ist die Kurve 300 repräsentativ für die Drehmomentübertragung in beide Richtungen (d.h. unabhängig davon, welches Ende der Isolationsfederanordnung 280 relativ zur Reibfläche, an der die Isolationsfederanordnung 280 gleitet, bewegt wird).
Diese Eigenschaften der hier beschriebenen Isolationsvorrichtung 20 können in einer Reihe von Situationen oder Anwendungen von Vorteil sein. Zum Beispiel, in einer Situation, in der der Motor 10 mit der MGU 16a ausgestattet ist, kann der Motor 10 zwei Startmodi aufweisen, einschließlich eines ersten Startmodus (als Schlüsselstart bezeichnet), bei dem der Motor 10 über einen mit dem Schwungrad in Eingriff stehenden Anlasser gestartet wird, bis die Verbrennung einsetzt, und eines zweiten Startmodus (als MGU-Start bezeichnet), bei dem die MGU die Kurbelwelle 12 über den Riemen 14 antreibt, bis die Verbrennung einsetzt. Bei einem Schlüsselstart kann es wünschenswert sein, im Anfangsbereich der Drehmomentübertragung durch die Isolationsvorrichtung 20 eine relativ hohe Reibung zu haben, und es kann wünschenswert sein, das Drehmoment, bei dem die Isolationsvorrichtung 28 in den zweiten Bereich der Drehmomentübertragung eintritt, so spät wie möglich anzusetzen. Dadurch wird verhindert, dass die Isolationsvorrichtung 20 zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich der Drehmomentübertragung wechselt. Während eines MGU-Starts kann die Notwendigkeit einer Reibungsdämpfung jedoch aus bestimmten Gründen geringer sein. Zum Beispiel ist während eines MGU-Starts die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Resonanz geringer.
Ein weiteres Merkmal der Isolationsvorrichtung 20 ist in den 11 und 12 dargestellt und bezieht sich auf die Naben/Feder-Grenzflächen 102 und 104 und insbesondere auf die Riemenscheiben/Feder-Grenzflächen 106 und 108. Für die Zwecke der Erörterung dieses Merkmals wird diejenige der Naben/Feder- Grenzflächen 102 und 104 oder der Riemenscheiben/Feder- Grenzflächen 106 und 108, die mit dem ersten Ende 114 der ersten Isolationsfeder 110 in Eingriff steht, als eine erste Federantriebsoberfläche 140 bezeichnet, und diejenige der Naben/Feder Grenzflächen 102 und 104 oder der Riemenscheiben/Feder-Grenzflächen 106 und 108, die mit dem ersten Ende 114 der zweiten Isolationsfeder 112 in Eingriff steht, wird als eine zweite Federantriebsoberfläche 142 bezeichnet. In dem in 6 dargestellten Beispiel sind die ersten Federantriebsflächen 140 die ersten Naben/Feder-Grenzflächen 104 und die zweiten Federantriebsflächen 142 die ersten Riemenscheiben/Feder-Grenzflächen 106.
Wie anhand der 6 und 12 zu erkennen ist, erstreckt sich die zweite Federantriebsfläche 142 über einen ersten Abschnitt 144 des Durchmessers D2 der zweiten Isolationsfeder 112, so dass sich neben der zweiten Federantriebsfläche 142 in Richtung der Isolationsvorrichtungsachse A der ein Raum 146 befindet. Der Zwischenraum 146 erstreckt sich über einen zweiten Abschnitt 148 des Durchmessers D2 der zweiten Isolierfeder 12 von einer Seitenkante der zweiten Federantriebsfläche 142 zu einer radial inneren Seite 150 der zweiten Isolationsfeder 112 relativ zur Achse A der Isolationsvorrichtung.
Wie aus den 10A und 10B ersichtlich ist, erlauben die Isolationsfederanordnungen 28 während der Drehmomentübertragung von der ersten der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 auf die zweite der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 eine Relativbewegung zwischen der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 über einen ersten Bereich der Winkelbewegung (R1 in 10A gezeigt), und wobei während der Drehmomentübertragung von der zweiten der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 auf die erste der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 die Isolationsfederanordnungen 28 eine Relativbewegung zwischen der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 über einen zweiten Bereich einer Winkelbewegung R2, wie in 10B gezeigt, zulassen.
Die zweite Federrate K2 und die Größe des Raums 146 sind so gewählt, dass bei einem gewählten Drehmomentübertragungslevel TS3 während der Drehmomentübertragung zwischen der Nabe 22 und der Riemenscheibe 24 durch die erste und zweite Isolationsfeder 110 und 112, der gewählte Drehmomentübertragungslevel TS3 die Windungen 118 der zweiten Isolationsfeder 112 dazu antreibt, einander auf der radial inneren Seite 150 der zweiten Isolationsfeder 112 relativ zur Isolationsvorrichtungsachse A zu berühren und mindestens eine der Windungen 118 am ersten Ende 114 der zweiten Isolationsfeder 112 dazu anzutreiben, in den Raum 146 zu kippen, was wiederum ermöglicht, dass der erste Bereich der Winkelbewegung den zweiten Bereich der Winkelbewegung übersteigt.
Der Grund dafür ist, dass die erste Federrate K1 der ersten Isolationsfeder 110 relativ hoch ist. Infolgedessen besteht keine Tendenz, dass die erste Isolationsfeder 110 in den Raum 146 kippt, um den verfügbaren Bewegungsbereich zu erweitern, wenn die erste Federantriebsfläche 140 eine der Riemenscheiben/Feder-Grenzflächen 106 und 108 ist. Diese Erweiterung des ersten Bewegungsbereichs gegenüber dem zweiten Bewegungsbereich ist in bestimmten Situationen von Vorteil. So ist es beispielsweise bei einem Schlüsselstart des Motors vorteilhaft, einen möglichst großen Bewegungsbereich vorzusehen, um ein Blockieren der Isolationsvorrichtung 20 zu verhindern. Im Gegensatz dazu wird es bei einem MGU-Start manchmal als vorteilhaft angesehen, vor dem Blockieren der Isolationsvorrichtung einen kürzeren Bewegungsbereich zu haben, um relativ schnell ein hohes Drehmoment auf die Kurbelwelle 12 zu übertragen.
Der Raum 146 kann sich über jede geeignete Menge des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder 112 erstrecken. In einer Ausführungsform kann sich der Raum 146 über mindestens 30 % des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder 112 erstrecken. In einer Ausführungsform kann sich der Raum 146 über mindestens ein Drittel des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder 1 12 erstrecken.
Es ist anzumerken, dass die erste und die zweite Isolationsfeder in der in den 3-12 gezeigten Ausführungsform entgegengesetzt zueinander gewickelt sind. Wenn ein Drehmoment über ihre jeweiligen zweiten Enden 116 aufeinander übertragen wird, besteht daher keine Wahrscheinlichkeit, dass sich die erste und die zweite Isolationsfeder 110 und 112 verwickeln. Im Gegensatz dazu wäre dies möglich, wenn die ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 auf die gleiche Weise gewickelt wären (z. B. sowohl rechts- als auch linkshändige Wicklung).
Es wird auf 13 verwiesen, die ein optionales Merkmal an der zweiten Isolationsfeder 112 zeigt. Um die Beanspruchung der Windungen 118 und den Schlupf zwischen den Windungen 118 der Isolationsfeder 112 zu verringern, wenn das durch die Isolationsfederanordnung 28 aufgebrachte Drehmoment so groß ist, dass die Windungen 118 der zweiten Isolationsfeder 112 einander berühren, werden die bei 180 gezeigten Gegenflächen der Windungen 1 18 (z.B. auch als die inneren Windungsflächen 180 bezeichnet) vor der Formung des Vorratsdrahtes zur zweiten Isolationsfeder 112 abgeflacht.
Es wird auf 14 verwiesen, die eine Variante der Isolationsvorrichtung 20 zeigt, bei der jede Isolationsfederanordnung 28 die erste Isolationsfeder 110, die zweite Isolationsfeder 112 und eine dritte Isolationsfeder 182 umfasst, die mit der ersten und zweiten Isolationsfeder 110 und 12 in Reihe liegt. In der gezeigten Ausführungsform hat die dritte Isolationsfeder 182 eine dritte Federrate K3, die höher ist als die zweite Federrate K2 und die höher oder niedriger sein kann als die erste Federrate K1. Die oben genannten Vorteile hinsichtlich des erhöhten Dämpfungsmoments, der Verschiebung des Drehmoments, bei dem die Isolationsvorrichtung in den zweiten Bereich der Drehmomentübertragung eintritt, und des vergrößerten Bewegungsbereichs bei der Drehmomentübertragung sind bei dieser Variante gegeben.
Es wird auf 15 verwiesen, die eine weitere Variante der Isolationsvorrichtung 20 zeigt, bei der jede Isolationsfederanordnung 28 die erste Isolationsfeder 110, die zweite Isolationsfeder 112 und eine dritte Isolationsfeder 186 umfasst, die parallel zu den ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 liegt. In der gezeigten Ausführungsform hat die dritte Isolationsfeder 182 eine dritte Federrate K3, die höher ist als die zweite Federrate K2 und die höher oder niedriger sein kann als die erste Federrate K1. Die oben genannten Vorteile hinsichtlich des erhöhten Dämpfungsmoments, der Verschiebung des Drehmoments, bei dem die Isolationsvorrichtung in den zweiten Bereich der Drehmomentübertragung eintritt, und des erhöhten Bewegungsbereichs bei der Drehmomentübertragung sind bei dieser Variante gegeben.
Eine Variante der Isolationsvorrichtung 20 ist in 16 dargestellt. Wie zu sehen ist, ist ein Verbinder 190 vorgesehen, der die zweiten Enden 116 der ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 hält. Der Verbinder umfasst eine Platte 192, die mit den zweiten Enden 116 der ersten und zweiten Isolationsfeder 110 und 112 in Eingriff steht, einen ersten Vorsprung 194, der sich von der Platte 192 in die erste Isolationsfeder 110 (d. h. in einen Hohlraum 195 in der ersten Isolationsfeder 110) erstreckt, und einen zweiten Vorsprung 196, der sich von der Platte 192 in die zweite Isolationsfeder 12 (d. h. in einen Hohlraum 197 in der zweiten Isolationsfeder 112) erstreckt. Die Platte 192 und die Vorsprünge 194 und 196 halten die zweiten Enden 116 der ersten und der zweiten Isolationsfeder 110 und 112 parallel zueinander, so dass die Drehmomentübertragung über die Gesamtheit der zweiten Enden 116 zwischen der ersten und der zweiten Isolationsfeder 110 und 112 aufrechterhalten wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass, während die Ausführungsformen hier die Isolationsvorrichtung 20 auf der Kurbelwelle 12 zeigen, es alternativ möglich ist, die Isolationsvorrichtung 20 auf der Welle der MGU 16a oder einem anderen geeigneten Zubehörteil vorzusehen. In solchen Ausführungsformen muss die Anordnung der ersten und zweiten Isolationsfedern 110 und 112 möglicherweise umgekehrt werden, je nachdem, wann die Anwendung eine höhere Reibung, einen längeren Hub und eines der anderen hier beschriebenen Merkmale erfordert.
Fachleute werden verstehen, dass es noch mehr alternative Implementierungen und Modifikationen gibt und dass die obigen Beispiele nur Illustrationen einer oder mehrerer Implementierungen sind. Der Anwendungsbereich ist daher nur durch die beigefügten Ansprüche und alle daran vorgenommenen Änderungen zu begrenzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62844904 [0001]

Claims

Isolationsvorrichtung, umfassend: eine Nabe, die an einer Welle befestigt werden kann; eine Riemenscheibe, die drehbar an der Nabe angebracht ist; und mindestens eine Isolationsfederanordnung, die eine erste Isolationsfeder und eine zweite Isolationsfeder umfasst, wobei jede der ersten und zweiten Isolationsfedern eine Schraubendruckfeder mit einer Länge ist, wobei die erste Isolationsfeder eine erste Federrate aufweist und wobei die zweite Isolation eine zweite Federrate aufweist und in Reihe mit der ersten Isolationsfeder angeordnet ist, wobei die erste Federkonstante größer ist als die zweite Federkonstante, wobei die erste und die zweite Isolationsfeder so angeordnet sind, dass die erste Isolationsfeder ein Drehmoment von der zweiten Isolationsfeder auf ein erstes von Nabe und Riemenscheibe überträgt und die zweite Isolationsfeder ein Drehmoment von der ersten Isolationsfeder auf ein zweites von Nabe und Riemenscheibe überträgt, wobei anfänglich während der Drehmomentübertragung von der ersten der Nabe und der Riemenscheibe auf die zweite der Nabe und der Riemenscheibe die gesamte erste Isolationsfeder entlang einer Reibungsfläche in Richtung der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe durch die erste der Nabe und der Riemenscheibe während des Zusammendrückens der zweiten Isolationsfeder geschoben wird, wodurch ein erstes Reibungsdämpfungsdrehmoment erzeugt wird, und wobei anfänglich während der Drehmomentübertragung von der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe auf die erste der Nabe und der Riemenscheibe zumindest ein Teil der ersten Isolationsfeder relativ zu der Reibungsfläche stationär bleibt und die gesamte zweite Isolationsfeder während des Zusammendrückens der ersten Isolationsfeder durch die zweite der Nabe und der Riemenscheibe entlang der Reibungsfläche gleitet, wodurch ein zweites Reibungsdämpfungsmoment erzeugt wird, und wobei die erste und die zweite Federkonstante und die Längen der ersten und der zweiten Isolationsfeder so gewählt sind, dass das erste Reibungsdämpfungsmoment größer ist als das zweite Reibungsdämpfungsmoment.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Isolationsfeder direkt aneinander anliegen.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Isolationsfeder direkt an der ersten von Nabe und Riemenscheibe anliegt und die zweite Isolationsfeder direkt an der zweiten von Nabe und Riemenscheibe anliegt.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste der Nabe die Nabe ist und die zweite der Nabe und der Riemenscheibe die Riemenscheibe ist.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste der Naben die Riemenscheibe und die zweite der Nabe und der Riemenscheibe die Nabe ist.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der mindestens einen Isolationsfederanordnung ferner eine dritte Isolationsfeder umfasst, die in Reihe mit der ersten und zweiten Isolationsfeder wirkt.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der mindestens einen Isolationsfederanordnung ferner eine dritte Isolationsfeder umfasst, die parallel zu der ersten und der zweiten Isolationsfeder wirkt.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Übertragungselement zwischen der ersten und der zweiten Isolationsfeder angeordnet ist, so dass die erste und die zweite Isolationsfeder beide direkt an dem Übertragungselement anliegen.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Reibfläche auf einer Federschale vorgesehen ist, die mit der Riemenscheibe verbunden ist und die erste und zweite Isolationsfeder zumindest teilweise umschließt.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei sich die erste und die zweite Isolationsfeder entlang eines bogenförmigen Weges innerhalb der Federschale um eine Isolationsvorrichtungsachse erstrecken, und wobei die Reibungsfläche eine Oberfläche der Federschale ist, die mit einer radial äußeren Oberfläche der ersten Isolationsfeder in Eingriff steht, wobei die radial äußere Oberfläche der ersten Isolationsfeder in Bezug auf die Isolationsvorrichtungsachse radial nach außen gerichtet ist.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Verbinder, der die zweiten Enden der ersten und zweiten Isolationsfedern hält, wobei der Verbinder eine Platte, die mit den zweiten Enden der ersten und zweiten Isolationsfedern in Eingriff steht, einen ersten Vorsprung, der sich von der Platte in die erste Isolationsfeder erstreckt, und einen zweiten Vorsprung, der sich von der Platte in die zweite Isolationsfeder erstreckt, umfasst, wobei die Platte und die Vorsprünge die zweiten Enden der ersten und zweiten Isolationsfedern parallel zueinander halten, um eine Drehmomentübertragung über die Gesamtheit der zweiten Enden zwischen den ersten und zweiten Isolationsfedern aufrechtzuerhalten.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei jede der ersten und zweiten Isolationsfedern eine Schraubendruckfeder mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einer Vielzahl von Windungen zwischen dem ersten und zweiten Ende ist, wobei die ersten Enden der ersten und zweiten Isolationsfedern voneinander weg weisen und die zweiten Enden der ersten und zweiten Isolationsfedern einander zugewandt sind, wobei die ersten und zweiten Isolationsfedern jeweils einen Durchmesser haben und sich entlang eines bogenförmigen Weges innerhalb der Riemenscheibe um eine Isolationsvorrichtungsachse erstrecken, wobei eine erste Federantriebsfläche an der ersten der Nabe und der Riemenscheibe mit dem ersten Ende der ersten Isolationsfeder in Eingriff steht und eine zweite Federantriebsfläche an der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe mit dem ersten Ende der zweiten Isolationsfeder in Eingriff steht, wobei sich die zweite Federantriebsfläche über einen ersten Teil des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder erstreckt, so dass ein Raum neben der zweiten Federantriebsfläche in Richtung der Isolationsvorrichtungsachse vorhanden ist, wobei sich der Raum über einen zweiten Teil des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder von einer Seitenkante der zweiten Federantriebsfläche zu einer radial inneren Kante der zweiten Isolationsfeder relativ zu der Isolationsvorrichtungsachse erstreckt, wobei während der Drehmomentübertragung von der ersten der Nabe und der Riemenscheibe auf die zweite der Nabe und der Riemenscheibe die mindestens eine Isolationsfederanordnung eine Relativbewegung zwischen der Nabe und der Riemenscheibe über einen ersten Bereich einer Winkelbewegung ermöglicht, und wobei während der Drehmomentübertragung von der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe auf die erste der Nabe und der Riemenscheibe die mindestens eine Isolationsfederanordnung eine Relativbewegung zwischen der Nabe und der Riemenscheibe über einen zweiten Bereich einer Winkelbewegung ermöglicht, wobei die zweite Federrate und eine Größe des Raums so gewählt sind, dass bei einem gewählten Drehmomentübertragungslevel während der Drehmomentübertragung zwischen der Nabe und der Riemenscheibe durch die ersten und zweiten Isolationsfedern der gewählte Drehmomentübertragungslevel die Windungen der zweiten Isolationsfederdazu antreibt, einander auf der radial inneren Seite der zweiten Isolationsfeder relativ zur Isolationsvorrichtungsachse zu berühren, was wiederum mindestens eine der Windungen am freien Ende der zweiten Isolationsfeder dazu antreibt, in den Raum zu kippen, was wiederum ermöglicht, dass der erste Bereich der Winkelbewegung den zweiten Bereich der Winkelbewegung übersteigt.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Isolationsfeder eine Vielzahl von Windungen aufweist, wobei die Windungen im Inneren der Windungen Oberflächen aufweisen, die flach sind und miteinander in Eingriff gebracht werden können, wenn die Drehmomentübertragung durch die Isolationsvorrichtung auf einem ausgewählten Drehmomentübertragungslevel liegt.
Eine Isolationsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Nabe, die an einer Welle befestigt werden kann; eine Riemenscheibe, die drehbar an der Nabe angebracht ist; und mindestens eine Isolationsfederanordnung, die eine erste Isolationsfeder und eine zweite Isolationsfeder enthält, wobei jede der ersten und zweiten Isolationsfedern eine Schraubendruckfeder mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einer Vielzahl von Windungen zwischen dem ersten und zweiten Ende ist, wobei die ersten Enden der ersten und zweiten Isolationsfedern voneinander weg weisen und die zweiten Enden der ersten und zweiten Isolationsfedern einander zugewandt sind, wobei die erste und die zweite Isolationsfeder jeweils einen Durchmesser aufweisen und sich entlang eines bogenförmigen Weges innerhalb der Riemenscheibe um eine Isolationsvorrichtungsachse erstrecken, wobei die erste Isolationsfeder eine erste Federkonstante aufweist und wobei die zweite Isolationsfeder eine zweite Federkonstante aufweist und in Reihe mit der ersten Isolationsfeder angeordnet ist, wobei die erste Federkonstante höher ist als die zweite Federkonstante, wobei die erste und die zweite Isolationsfeder so angeordnet sind, dass die erste Isolationsfeder ein Drehmoment von der zweiten Isolationsfeder auf ein erstes von Nabe und Riemenscheibe überträgt und die zweite Isolationsfeder ein Drehmoment von der ersten Isolationsfeder auf ein zweites von Nabe und Riemenscheibe überträgt wobei eine erste Federantriebsfläche an der ersten von Nabe und Riemenscheibe mit dem ersten Ende der ersten Isolationsfeder in Eingriff steht und eine zweite Federantriebsfläche an der zweiten von Nabe und Riemenscheibe mit dem ersten Ende der zweiten Isolationsfeder in Eingriff steht, wobei sich die zweite Federantriebsfläche über einen ersten Teil des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder erstreckt, so dass ein Raum neben der zweiten Federantriebsfläche in Richtung der Isolationsvorrichtungsachse vorhanden ist, wobei sich der Raum über einen zweiten Teil des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder von einer Seitenkante der zweiten Federantriebsfläche zu einer radial inneren Kante der zweiten Isolationsfeder relativ zu der Isolationsvorrichtungsachse erstreckt, wobei während der Drehmomentübertragung von der ersten der Nabe und der Riemenscheibe auf die zweite der Nabe und der Riemenscheibe die mindestens eine Isolationsfederanordnung eine Relativbewegung zwischen der Nabe und der Riemenscheibe über einen ersten Bereich einer Winkelbewegung ermöglicht, und wobei während der Drehmomentübertragung von der zweiten der Nabe und der Riemenscheibe auf die erste der Nabe und der Riemenscheibe die mindestens eine Isolationsfederanordnung eine Relativbewegung zwischen der Nabe und der Riemenscheibe über einen zweiten Bereich einer Winkelbewegung ermöglicht, wobei die zweite Federrate und eine Größe des Raums so gewählt sind, dass bei einem gewählten Drehmomentübertragungslevel während der Drehmomentübertragung zwischen der Nabe und der Riemenscheibe durch die ersten und zweiten Isolationsfedern der gewählte Drehmomentübertragungslevel die Windungen der zweiten Isolationsfeder dazu antreibt, einander auf der radial inneren Seite der zweiten Isolationsfeder relativ zur Isolationsvorrichtungsachse zu berühren, was wiederum mindestens eine der Windungen am freien Ende der zweiten Isolationsfeder dazu antreibt, in den Zwischenraum zu kippen, was wiederum ermöglicht, dass der erste Bereich der Winkelbewegung den zweiten Bereich der Winkelbewegung übersteigt.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei sich der Raum über mindestens 30 % des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder erstreckt.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei sich der Raum über mindestens ein Drittel des Durchmessers der zweiten Isolationsfeder erstreckt.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die erste der Nabe und der Riemenscheibe die Nabe ist und die zweite der Nabe und der Riemenscheibe die Riemenscheibe ist.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 14, ferner umfassend einen Verbinder, der die zweiten Enden der ersten und zweiten Isolationsfedern hält, wobei der Verbinder eine Platte, die mit den zweiten Enden der ersten und zweiten Isolationsfeder in Eingriff steht, einen ersten Vorsprung, der sich von der Platte in die erste Isolationsfeder erstreckt, und einen zweiten Vorsprung, der sich von der Platte in die zweite Isolationsfeder erstreckt, umfasst, wobei die Platte und die Vorsprünge die zweiten Enden der ersten und zweiten Isolationsfedern parallel zueinander halten, um eine Drehmomentübertragung über die Gesamtheit der zweiten Enden zwischen den ersten und zweiten Isolationsfedern aufrecht zu erhalten.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei jede der mindestens einen Isolierfederanordnung ferner eine dritte Isolationsfeder umfasst, die in Reihe mit der ersten und zweiten Isolationsfeder wirkt und zwischen der ersten und zweiten Isolationsfeder angeordnet ist.
Isolationsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die zweite Isolationsfeder eine Vielzahl von Windungen aufweist, wobei die Windungen im Inneren der Windungen Oberflächen aufweisen, die flach sind und miteinander in Eingriff gebracht werden können, wenn die Drehmomentübertragung durch die Isolationsvorrichtung auf einem ausgewählten Drehmomentübertragungslevel liegt.