EP1534972B1

Overrunning alternator decoupler pulley with bare wire spring and grease lubrication

Abstract

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EP1534972B1, drawing sheet 1
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Expired 25 July 2023, 3.2 years ago.

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18 claims: 18 independent, 0 dependent

  1. 1
    A decoupler assembly (20) for transferring torque between a shaft (15) and a drive belt (14) of an engine, said decoupler assembly comprising:a hub (22) configured to be fixedly assembled to the shaft (15), said hub (22) including a helical first slot (46) formed therein;a carrier (75) rotatably mounted on said hub (22), said carrier (75) including a helical second slot (86) formed therein;a torsion spring (90) extending between a hub end (92) and a carrier end (94) for transferring torque between said hub (22) and carrier (75), wherein said hub end (92) is retained in said helical first slot (46) to prevent relative movement between said hub end (92) of said torsion spring (90) and said hub (22) and said carrier end (94) is retained in said helical second slot (28) to prevent relative movement between said carrier end (94) of said torsion spring (90) and said carrier (75);a pulley (50) rotatably coupled to said hub (22), said pulley (50) having an outer periphery (66) configured to frictionally engage with the drive belt (14), said pulley (50) having an inner surface (56) formed therein;a bearing member (57) operatively assembled between said pulley (50) and said hub (22) for rotatably mounting said pulley (50) on said hub (22);a clutch spring (71) fixedly secured to said carrier (75) and having a plurality of helical coils (72) formed from an uncoated spring steel material and frictionally engaging with said inner surface (56) of said pulley (50) to selectively couple said hub (22) and pulley (50), said torsion spring (90) and said clutch spring (71) wound in opposite senses enabling said clutch spring (71) to expand into gripping engagement with said inner surface (56) during acceleration of said pulley (50) relative to said hub (22) and to contract out of gripping engagement with said inner surface (56) during deceleration of said pulley (50) relative to said hub (22);a lubricant disposed between said clutch spring (71) and said inner surface (56) of the pulley (50) for minimizing wear therebetween, said lubricant being similar or compatible with grease in the bearing member (57);anda thrust washer (39) seated on said hub (22) in abutting engagement with said carrier (75). Ensemble de découpleur (20) permettant de transférer un couple entre un arbre (15) et une courroie d'entraînement (14) d'un moteur, ledit ensemble de découpleur comprenant : un moyeu (22) configuré pour être assemblé fixement à l'arbre (15), ledit moyeu (22) incluant une première fente hélicoïdale (46) formée dans celui-ci ;un élément porteur (75) monté pour tourner sur ledit moyeu (22), ledit élément porteur (75) incluant une deuxième fente hélicoïdale (86) formée dans celui-ci ;un ressort de torsion (90) s'étendant entre une extrémité de moyeu (92) et une extrémité d'élément porteur (94) permettant de transférer un couple entre ledit moyeu (22) et l'élément porteur (75), ladite extrémité de moyeu (92) étant retenue dans ladite première fente hélicoïdale (46) pour empêcher tout mouvement relatif entre ladite extrémité de moyeu (92) dudit ressort de torsion (90) et ledit moyeu (22), et ladite extrémité d'élément porteur (94) étant retenue dans ladite deuxième fente hélicoïdale (86) pour empêcher tout mouvement relatif entre ladite extrémité d'élément porteur (94) dudit ressort de torsion (90) et ledit élément porteur (75) ;une poulie (50) reliée audit moyeu (22) en pouvant tourner par rapport à celui-ci, ladite poulie (50) ayant une périphérie externe (66) configurée pour s'engager par frottement avec la courroie d'entraînement (14), ladite poulie (50) ayant une surface interne (56) formée dans celle-ci, un élément de palier (57) étant assemblé de façon opérationnelle entre ladite poulie (50) et ledit moyeu (22) pour monter ladite poulie (50) sur ledit moyeu (22) afin qu'elle puisse tourner ;un ressort d'embrayage (71) attaché fixement audit élément porteur (75), ayant une pluralité d'enroulements hélicoïdaux formés à partir d'un matériau en acier à ressort non revêtu, et s'engageant par frottement avec ladite surface interne (56) de ladite poulie (50) pour coupler sélectivement ledit moyeu (22) et ladite poulie (50), ledit ressort de torsion (90) et ledit ressort d'embrayage (71) étant enroulés dans des sens opposés, ce qui permet que ledit ressort d'embrayage (71) s'expanse en engagement par accrochage avec ladite surface interne (56) lors de l'accélération de ladite poulie (50) par rapport audit moyeu (22), et se dégage de l'engagement par accrochage avec ladite surface interne (56) lors de la décélération de ladite poulie (50) par rapport audit moyeu (22) ;un lubrifiant disposé entre ledit ressort d'embrayage (71) et ladite surface interne (56) de la poulie (50) pour minimiser l'usure entre eux, ledit lubrifiant étant analogue à, ou compatible avec, la graisse présente dans l'élément de palier (57) ;etune rondelle de butée (39) assise sur ledit moyeu (22) dans un engagement à butée avec ledit élément porteur (75). Entkuppleranordnung (20) zum Übertragen von Drehmoment zwischen einer Welle (15) und einem Antriebsriemen (14) eines Motors, wobei die Entkuppleranordnung umfasst: eine Nabe (22), konfiguriert, um fest an der Welle (15) montiert zu sein, wobei die Nabe (22) einen darin ausgebildeten spiralförmigen ersten Schlitz (46) aufweist,einen Träger (75), drehbar auf der Nabe (22) angebracht, wobei der Träger (75) einen darin ausgebildeten spiralförmigen zweiten Schlitz (86) aufweist,eine Torsionsfeder (90), die sich zwischen einem Nabenende (92) und einem Trägerende (94) erstreckt, zum Übertragen von Drehmoment zwischen der Nabe (22) und dem Träger (75), wobei das Nabenende (92) in dem spiralförmigen ersten Schlitz (46) gehalten wird, um Relativbewegung zwischen dem Nabenende (92) der Torsionsfeder (90) und der Nabe (22) zu verhindern, und das Trägerende (94) in dem spiralförmigen zweiten Schlitz (98) gehalten wird, um Relativbewegung zwischen dem Trägerende (94) der Torsionsfeder (90) und dem Träger (75) zu verhindern,eine Riemenscheibe (50), drehbar mit der Nabe (22) gekoppelt, wobei die Riemenscheibe (50) einen Außenumfang (66) aufweist, der konfiguriert ist, um in Reibungseingriff mit dem Antriebsriemen (14) zu kommen, und die Riemenscheibe (50) eine Innenfläche (56) darin ausgebildet aufweist, wobei ein Lagerelement (57) wirkend zwischen der Riemenscheibe (50) und der Nabe (22) zum drehbaren Anbringen der Riemenscheibe (50) auf der Nabe (22) montiert ist,eine Kupplungsfeder (71), fest an dem Träger (75) gesichert und mit einer Vielzahl von spiralförmigen Windungen (72), gebildet aus einem unbeschichteten Federstahlmaterial und in Reibungseingriff mit der Innenfläche (56) der Riemenscheibe (50), um die Nabe (22) und die Riemenscheibe (50) selektiv zu kuppeln, wobei die Torsionsfeder (90) und die Kupplungsfeder (71), in entgegengesetzte Richtungen gewunden, der Kupplungsfeder (71) ermöglichen, sich während Beschleunigung der Riemenscheibe (50) relativ zu der Nabe (22) in Klemmeingriff mit der Innenfläche (56) auszudehnen und sich während Geschwindigkeitsabnahme der Riemenscheibe (50) relativ zu der Nabe (22) außer Klemmeingriff mit der Innenfläche (56) zusammenzuziehen,einen Schmierstoff, aufgebracht zwischen der Kupplungsfeder (71) und der Innenfläche (56) der Riemenscheibe (50), zum Minimieren von Verschleiß dazwischen, wobei das Schmiermittel gleichartig dem Fett in dem Lager oder mit diesem kompatibel ist, undeinen Druckring (39), auf der Nabe (22) gelagert, in Druckeingriff mit dem Träger (75).
  2. 2
    A decoupler assembly as set forth in claim 1 wherein said hub (22) includes a body extending axially between first and second ends (24, 26). Ensemble de découpleur selon la revendication 1, dans lequel ledit moyeu (22) inclut un corps (28) s'étendant axialement entre des première et deuxième extrémités (24, 26). Entkuppleranordnung nach Anspruch 1, wobei die Nabe (22) einen Körper enthält, der sich axial zwischen ersten und zweiten Enden (24, 26) erstreckt.
  3. 3
    A decoupler assembly as set forth in claim 2 wherein said hub (22) includes a cylindrical outer surface (32) extending between said first and second ends (24, 26). Ensemble de découpleur selon la revendication 2, dans lequel ledit moyeu (22) inclut une surface externe cylindrique (32) s'étendant entre lesdites première et deuxième extrémités (24, 26). Entkuppleranordnung nach Anspruch 2, wobei die Nabe (22) eine zylindrische Außenfläche (32) enthält, die sich zwischen ersten und zweiten Enden (24, 26) erstreckt.
  4. 4
    A decoupler assembly as set forth in claim 3 wherein said hub (22) includes a first flange (41) extending radially outwardly from said body (28) to define an outer flange surface (42) having a larger diameter than said body (28). Ensemble de découpleur selon la revendication 3, dans lequel ledit moyeu (22) inclut un premier épaulement (41) s'étendant radialement vers l'extérieur à partir dudit corps (28) pour définir une surface d'épaulement externe (42) ayant un diamètre plus grand que celui dudit corps (28). Entkuppleranordnung nach Anspruch 3, wobei die Nabe (22) einen ersten Flansch (41) enthält, der sich radial auswärts von dem Körper (28) erstreckt, um eine äußere Flanschfläche (42), die einen größeren Durchmesser als der Körper (28) aufweist, zu bilden.
  5. 5
    A decoupler assembly as set forth in claim 4 wherein said first flange (41) includes an annular surface (48) extending radially between said body (28) and said outer flange surface (42). Ensemble de découpleur selon la revendication 4, dans lequel ledit premier épaulement (41) présente une surface annulaire (48) s'étendant radialement entre ledit corps (28) et ladite surface d'épaulement externe (42). Entkuppleranordnung nach Anspruch 4, wobei der erste Flansch (41) eine ringförmige Fläche (48) enthält, die sich radial zwischen dem Körper (28) und der äußeren Flanschfläche (42) erstreckt.
  6. 6
    A decoupler assembly as set forth in claim 5 wherein said helical first slot (46) is formed in said annular surface (48) for retaining therein said hub end (92) of said torsion spring (90) for preventing relative movement between said hub end (92) of said torsion spring (90) and said hub (22). Ensemble de découpleur selon la revendication 5, dans lequel ladite première fente hélicoïdale (46) est formée dans ladite surface annulaire (48) pour y retenir ladite extrémité de moyeu (92) dudit ressort de torsion (90), afin d'empêcher tout mouvement relatif entre ladite extrémité de moyeu (92) dudit ressort de torsion (90) et ledit moyeu (22). Entkuppleranordnung nach Anspruch 5, wobei der spiralförmige erste Schlitz (46) in der ringförmigen Fläche (48) ausgebildet ist, um darin das Nabenende (92) der Torsionsfeder (90) festzuhalten, so dass Relativbewegung zwischen dem Nabenende (92) der Torsionsfeder (90) und der Nabe (22) verhindert wird.
  7. 7
    A decoupler assembly as set forth in claim 6 wherein said hub (22) includes a reduced diameter portion (34) having an outer mounting surface (36) having a smaller diameter than said body (28) of said hub (22). Ensemble de découpleur selon la revendication 6, dans lequel ledit moyeu (22) inclut une partie de diamètre réduit (34), ayant une surface de montage externe (36) de diamètre plus petit que celui dudit corps (28) dudit moyeu (22). Entkuppleranordnung nach Anspruch 6, wobei die Nabe (22) einen Teil (34) reduzierten Durchmessers enthält, der eine äußere Montagefläche (36) hat, die einen kleineren Durchmesser als der Körper (28) der Nabe (22) aufweist.
  8. 8
    A decoupler assembly as set forth in claim 7 wherein said hub (22) includes an abutment surface (38) extending radially between said body (28) and said outer mounting surface (36). Ensemble de découpleur selon la revendication 7, dans lequel ledit moyeu (22) inclut une surface de butée (38) s'étendant radialement entre ledit corps (28) et ladite surface de montage externe (36). Entkuppleranordnung nach Anspruch 7, wobei die Nabe (22) eine Anschlagsfläche (38) enthält, die sich radial zwischen dem Körper (28) und der äußeren Montagefläche (36) erstreckt.
  9. 9
    A decoupler assembly as set forth in claim 8 wherein said carrier (75) is ring shaped and extends axially between opposite first and second sides (76, 78). Ensemble de découpleur selon la revendication 8, dans lequel ledit élément porteur (75) est en forme d'anneau, et s'étend axialement entre des premier et deuxième côtés opposés (76, 78). Entkuppleranordnung nach Anspruch 8, wobei der Träger (75) ringförmig ist und sich axial zwischen gegenüberliegenden ersten und zweiten Seiten (76, 78) erstreckt.
  10. 10
    A decoupler assembly as set forth in claim 9 wherein said helical second slot (86) is formed in one of said first and second sides (76, 78) of said carrier (75) for retaining therein said carrier end (94) of said torsion spring (90) for preventing relative movement between said carrier end (94) of said torsion spring (90) and said carrier (75). Ensemble de découpleur selon la revendication 9, dans lequel ladite deuxième fente hélicoïdale (86) est formée dans l'un desdits premier et deuxième côtés (76, 78) dudit élément porteur (75), pour y retenir ladite extrémité d'élément porteur (94) dudit ressort de torsion (90) afin d'empêcher tout mouvement relatif entre ladite extrémité d'élément porteur (94) dudit ressort de torsion (90) et ledit élément porteur (75). Entkuppleranordnung nach Anspruch 9, wobei der spiralförmige zweite Schlitz (86) in einer von der ersten und der zweiten Seite (76, 78) des Trägers (75) zum Festhalten des Trägerendes (94) der Torsionsfeder (90) ausgebildet ist, so dass Relativbewegung zwischen dem Trägerende (94) der Torsionsfeder (90) und dem Träger (75) verhindert wird.
  11. 11
    A decoupler assembly as set forth in claim 10 wherein clutch spring (71) extends between a hooked proximal end (73) and an opposite distal end (74). Ensemble de découpleur selon la revendication 10, dans lequel le ressort d'embrayage (71) s'étend entre une extrémité proximale à crochet (73) et une extrémité distale opposée (74). Entkuppleranordnung nach Anspruch 10, wobei sich die Kupplungsfeder (71) zwischen einem hakenförmigen proximalen Ende (73) und einem gegenüberliegenden distalen Ende (74) erstreckt.
  12. 12
    A decoupler assembly as set forth in claim 11 wherein at least one of said first and second ends (76, 78) of said carrier (75) includes a hooked slot (84) for retaining therein said hooked proximal end (73) of said clutch spring (71) to prevent relative movement between said hooked proximal end (73) of said clutch spring (71) and said carrier (75). Ensemble de découpleur selon la revendication 11, dans lequel au moins l'une desdites première et deuxième extrémités (76, 78) dudit élément porteur (75) inclut une fente à crochet (84) permettant d'y retenir ladite extrémité proximale à crochet (73) dudit ressort d'embrayage (71), afin d'empêcher tout mouvement relatif entre ladite extrémité proximale à crochet (73) dudit ressort d'embrayage (71) et ledit élément porteur (75). Entkuppleranordnung nach Anspruch 11, wobei wenigstens eines von den ersten und den zweiten Enden (76, 78) des Trägers (75) einen hakenförmigen Schlitz (84) zum Festhalten des hakenförmigen proximalen Endes (73) der Kupplungsfeder (71) darin enthält, um Relativbewegung zwischen dem hakenförmigen proximalen Ende (73) der Kupplungsfeder (71) und des Trägers (75) zu verhindern.
  13. 13
    A decoupler assembly as set forth in claim 12 wherein said clutch spring (71) includes a non-circular cross-section to improve frictional engagement between said plurality of coils (72) and said inner surface (56) of said pulley (50). Ensemble de découpleur selon la revendication 12, dans lequel ledit ressort d'embrayage (71) présente une section transversale non circulaire afin d'améliorer l'engagement par frottement entre ladite pluralité d'enroulements (72) et ladite surface interne (56) de ladite poulie (50). Entkuppleranordnung nach Anspruch 12, wobei die Kupplungsfeder (71) einen nicht kreisförmigen Querschnitt enthält, um den Reibungseingriff zwischen der Vielzahl von Windungen (72) und der Innenfläche (56) der Riemenscheibe (50) zu verbessern.
  14. 14
    A decoupler assembly as set forth in claim 13 wherein the lubricant disposed between the clutch spring (71) and the inner surface (56) of the pulley (50) is a first lubricant, and said decoupler assembly (20) includes a second lubricant operatively associated with said bearing member (57) for minimizing fictional wear therein, said first lubricant being compatible with said second lubricant such that said decoupler (20) continues to function if said second lubricant is displaced from said bearing member (57) and mixes with said first lubricant between said clutch spring (71) and said inner surface (56). Ensemble de découpleur selon la revendication 13, dans lequel le lubrifiant disposé entre le ressort d'embrayage (71) et la surface interne (56) de la poulie (50) est un premier lubrifiant, et ledit ensemble de découpleur (20) inclut un deuxième lubrifiant associé de façon opérationnelle audit élément de palier (57) pour minimiser l'usure par frottement dans celui-ci, ledit premier lubrifiant étant compatible avec ledit deuxième lubrifiant, de sorte que ledit découpleur (20) continue à fonctionner si ledit deuxième lubrifiant est déplacé par rapport audit élément de palier (57), et se mélange avec ledit premier lubrifiant présent entre ledit ressort d'embrayage (71) et ladite surface interne (56). Entkuppleranordnung nach Anspruch 13, wobei das Schmiermittel, vorgesehen zwischen der Kupplungsfeder (71) und der Innenfläche (56) der Riemenscheibe (50), ein erstes Schmiermittel ist und die Entkuppleranordnung (20) ein zweites Schmiermittel enthält, das wirkend mit dem Lagerelement (57) verbunden ist, um Reibungsverschleiß darin zu minimieren, wobei das erste Schmiermittel mit dem zweiten Schmiermittel kompatibel ist, so dass der Entkuppler (20) fortgesetzt funktioniert, wenn das zweite Schmiermittel von dem Lagerelement (57) verdrängt wird und sich mit dem ersten Schmiermittel zwischen der Kupplungsfeder (71) und der Innenfläche (56) mischt.
  15. 15
    A decoupler assembly as set forth in claim 14 wherein said bearing member includes a ball bearing assembly (57) having an inner race (58) engaging said hub (22) and an outer race (59) engaging said pulley (50). Ensemble de découpleur selon la revendication 14, dans lequel ledit élément de palier comporte un ensemble de roulement à billes (57) ayant une bague interne (58) s'engageant avec ledit moyeu (22) et une bague externe (59) s'engageant avec ladite poulie (50). Entkuppleranordnung nach Anspruch 14, wobei das Lagerelement eine Kugellageranordnung (57) mit einem inneren Laufring (58), der mit der Nabe (22) in Eingriff ist, und einem äußeren Laufring (59), der mit der Riemenscheibe (50) in Eingriff ist, enthält.
  16. 16
    A decoupler assembly as set forth in claim 15 wherein said thrust washer (39) is seated on said outer mounting surface (36) of said reduced diameter portion (34) for axially compressing said torsion spring (90) between said carrier (75) and said hub (22). Ensemble de découpleur selon la revendication 15, dans lequel ladite rondelle de butée (39) est assise sur ladite surface de montage externe (36) de ladite partie de diamètre réduit (34) pour comprimer axialement ledit ressort de torsion (90) entre ledit élément porteur (75) et ledit moyeu (22). Entkuppleranordnung nach Anspruch 15, wobei der Druckring (39) auf der äußeren Montagefläche (36) des Teils (34) reduzierten Durchmessers gelagert ist, um die Torsionsfeder (39) zwischen dem Träger (75) und der Nabe (22) axial zu komprimieren.
  17. 17
    A decoupler assembly as set forth in claim 16 wherein said inner race (58) of said ball bearing assembly (57) is press fit onto said outer mounting surface (36) of said reduced diameter portion (34) to retain said thrust washer (39) against said abutment surface (38) whereby said axial compression of said torsion spring (90) is maintained. Ensemble de découpleur selon la revendication 16, dans lequel ladite bague interne (58) dudit ensemble de roulement à billes (57) est montée avec ajustage serré sur ladite surface de montage externe (36) de ladite partie de diamètre réduit (34) pour retenir ladite rondelle de butée (39) contre ladite surface de butée (38), grâce à quoi ladite compression axiale dudit ressort de torsion (90) est maintenue. Entkuppleranordnung nach Anspruch 16, wobei der innere Laufring (58) der Kugellageranordnung (57) auf die äußere Montagefläche (36) des Teils (34) reduzierten Durchmessers pressgepasst ist, um den Druckring (39) an der Anschlagsfläche (38) zu halten, wodurch die axiale Kompression der Torsionsfeder (90) vorgehalten wird.
  18. 18
    A decoupler assembly as set forth in claim 17 wherein said carrier includes a split to allow said carrier to flex and accommodate loads associated with rotation of said decoupler assembly. Ensemble de découpleur selon la revendication 17, dans lequel ledit élément porteur présente une fente afin de permettre que ledit élément porteur fléchisse et s'adapte aux charges associées à la rotation dudit ensemble de découpleur. Entkuppleranordnung nach Anspruch 17, wobei der Träger einen Spalt enthält, um dem Träger zu ermöglichen, sich zu biegen und Belastungen aufzunehmen, die mit der Rotation der Entkuppleranordnung verbunden sind.
Independent claims18