張緊器的制造方法
【專利摘要】—種張緊器，其包括：套筒，與套筒的內(nèi)表面配合地接合的調(diào)節(jié)器，與套筒樞轉地接合的樞轉臂，軸頸連接到樞轉臂的皮帶輪，與套筒接合以用于推動樞轉臂的扭轉彈簧，連接到臂并在套筒和臂之間壓縮摩擦接觸的彈性體阻尼環(huán)，由此切向摩擦力阻尼樞轉臂的運動，彈性體阻尼環(huán)在套筒上施加徑向力，以及連接到調(diào)節(jié)器并與套筒配合地接合的保持元件，由此調(diào)節(jié)器和套筒以預定的關系被保持。
【專利說明】張緊器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種張緊器，并且更具體地涉及這樣的張緊器，其包括油中使用的摩擦阻尼，其使用具有摩擦力的彈性體阻尼環(huán)摩擦元件以及連接到調(diào)節(jié)器并配合地與套筒接合的保持元件，由此調(diào)節(jié)器和套筒以預定的關系被保持。
【背景技術】
[0002]從曲軸傳遞動力以用于同步驅(qū)動旋轉元件例如凸輪軸和平衡軸的兩種最常見裝置是正時鏈和正時皮帶。正時鏈需要發(fā)動機油用于操作。相較而言，大多數(shù)正時皮帶的應用要求在皮帶驅(qū)動中不存在油，因為油的存在能夠損壞皮帶并抑制其預期的目的。皮帶最近的改進是不再要求將皮帶與發(fā)動機油的環(huán)境相密封。
[0003]然而，皮帶在油中操作的最近改進造成了其他需要解決的問題。一個具體的問題是適當?shù)貜埦o皮帶驅(qū)動，以保持凸輪軸與曲軸同步。如果凸輪軸或其他同步驅(qū)動的曲軸部件不再適當?shù)嘏c曲軸同步，那么可能導致災難性的發(fā)動機損壞。
[0004]為了通過皮帶從旋轉的曲軸傳遞動力，皮帶的一側繞著曲軸被拉緊，并通常被本領域的技術人員稱為皮帶張緊側。相反地，另一側被稱為皮帶松弛側，這是由于皮帶被從曲軸推開。為皮帶的松弛側提供張緊是很重要的，以防止皮帶變得過度松弛，并因此導致曲軸和由曲軸旋轉的部件之間的同步損失。該同步損失通常被本領域的技術人員稱為“跳齒”或“棘輪效應”。
[0005]消除皮帶松弛以防止“跳齒”或“棘輪效應”的問題伴隨有由發(fā)動機的角振動引起的過度的張緊器的臂運動或振動。過度的臂運動不僅能導致“跳齒”或“棘輪效應”狀況，而且能減少張緊器以及皮帶的使用壽命。為了最小化臂的振動量，通常使用摩擦阻尼來防止張緊器運動遠離皮帶。
[0006]油的存在使得摩擦阻尼難以實現(xiàn)。應當理解的是，潤滑劑在兩個摩擦表面上的應用將允許兩個表面之間的相對運動更易于發(fā)生。
[0007]摩擦阻尼的重要方面是由摩擦阻尼產(chǎn)生的阻力矩來抵抗臂遠離皮帶的運動。只具有非對稱阻尼是理想的，其中僅當張緊器遠離皮帶而不是朝向皮帶運動時抵抗臂的運動，如現(xiàn)有技術中在干燥環(huán)境中操作的張緊器。
[0008]本【技術領域】的代表是專利號為5，919，107的美國專利，其公開了一種用于張緊驅(qū)動皮帶或正時皮帶的A皮帶張緊器，包括具有端面的偏心調(diào)節(jié)元件，該端面構造并設置為相對于用于發(fā)動機框架的皮帶張緊器的安裝面以面對面接合直接被安裝。樞轉結構安裝在偏心調(diào)節(jié)元件上以用于在第一位置和第二位置之間的樞轉運動，并且皮帶張緊皮帶輪被安裝以用于在樞轉結構上的旋轉運動。螺旋扭轉彈簧被構造并設置為在皮帶收緊方向遠離第一位置并朝向第二位置彈性地偏壓樞轉結構，偏心調(diào)節(jié)元件在克服螺旋扭轉彈簧的偏壓將樞轉結構運動到位置中的安裝過程中可運動，該位置中皮帶張緊皮帶輪被設置在與皮帶預定的靜態(tài)張緊關系中，在這一點上偏心調(diào)節(jié)元件是手動固定的。在偏心調(diào)節(jié)元件的轉動過程中，偏心調(diào)節(jié)元件的端面與安裝面是面對面滑動的關系。[0009]需要一種張緊器，其包括油中使用的摩擦阻尼，其使用具有摩擦力的彈性體阻尼環(huán)摩擦元件，以及連接到調(diào)節(jié)器并配合地與套筒接合的保持元件，由此調(diào)節(jié)器和套筒以預定的關系被保持。本發(fā)明符合該需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的主要方面是提供一種張緊器，包括油中使用的摩擦阻尼，其使用具有摩擦力的彈性體阻尼環(huán)摩擦元件以及連接到調(diào)節(jié)器并配合地與套筒接合的保持元件，由此調(diào)節(jié)器和套筒以預定的關系被保持
[0011]本發(fā)明的其他方面將通過以下對本發(fā)明的描述和附圖得以指明或顯而易見。
[0012]本發(fā)明包括張緊器，其包括套筒，與套筒的內(nèi)表面配合地接合的調(diào)節(jié)器，樞轉地接合到套筒的樞轉臂，軸頸連接到樞轉臂的皮帶輪，與套筒接合以用于推動樞轉臂的扭轉彈簧，連接到臂并在套筒和臂之間壓縮摩擦接觸的彈性體阻尼環(huán)，從而切向摩擦力阻尼樞轉臂的運動，彈性體阻尼環(huán)在套筒上施加徑向力，以及連接到調(diào)節(jié)器并與套筒配合地接合的保持元件，由此調(diào)節(jié)器和套筒以預定的關系被保持。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖，其結合在說明書中并形成為說明書的一部分，圖解了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0014]圖1是張緊器的橫截面。
[0015]圖2是張緊器的分解圖。
[0016]圖3是調(diào)節(jié)器和套筒的端部透視圖，示出了保持器。
[0017]圖4是圖3的橫截面4-4。
[0018]圖5是保持器的透視圖。
【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)有技術中的摩擦阻尼是由襯套產(chǎn)生的，并且基于由皮帶施加于襯套上的徑向載荷和襯套的摩擦系數(shù)。本發(fā)明的張緊器與現(xiàn)有技術之間的區(qū)別在于，使用橡膠阻尼環(huán)7代替襯套來產(chǎn)生增強的阻尼。這種改進允許當張緊器在油環(huán)境中操作時產(chǎn)生摩擦阻尼，油環(huán)境中潤滑劑的存在否則將顯著減小摩擦阻尼。
[0020]張緊器包括不對稱的阻尼皮帶張緊器，其能在油飽和的環(huán)境中發(fā)揮作用。與沿著徑向方向的法向力一起操作，允許當力通過皮帶被旋加到張緊器時阻尼增大，并且相反地，當皮帶力(或載荷)減小時阻尼力減小，從而允許張緊器更有效地跟隨皮帶。阻尼力在加載行程(更大)和卸載行程(更小)之間的不同是以“非對稱”作為特征的。
[0021]圖1是張緊器的橫截面。張緊器100包括調(diào)節(jié)器I。雙偏心張緊器包括兩個獨立的臂來裝載皮帶。第一偏心件是調(diào)節(jié)器1，其用于通過補償所有部件的公差以預定的張力精確地裝載皮帶。該第一偏心件或調(diào)節(jié)器僅在皮帶安裝期間使用，并且一旦皮帶安裝后就被鎖定到位。
[0022]第二偏心件是臂4，其由扭轉彈簧6偏壓從而將惰輪2推入皮帶中。由于皮帶隨時間而伸展以及驅(qū)動長度通過熱膨脹會改變尺寸和長度，臂4允許張緊器補償皮帶的長度變化。臂4繞著安裝在臂4和套筒9之間的襯套3樞轉。
[0023]如前所述，調(diào)節(jié)器I是偏心的，并且被使用以將張緊器安裝到皮帶驅(qū)動系統(tǒng)中。為了使張緊器以預定的張力抵靠著皮帶裝載，調(diào)節(jié)器I被旋轉以相對皮帶驅(qū)動件在軸線A-A上移動張緊器。一旦張緊器的位置被調(diào)節(jié)后，調(diào)節(jié)器I就通過套筒9使用緊固件F或其他本領域中公知的適合的緊固件而鎖定到位。緊固件F通過孔11接合到發(fā)動機表面。
[0024]臂4通過與內(nèi)套筒表面92的接合在套筒9內(nèi)樞轉。指示器41與基座8上的指示器81相配合。指示器41相對于指示器81的相對位置給出張緊器皮帶載荷的視覺指示。典型地，指示器41位于指示器81的中心。
[0025]皮帶輪2接合皮帶來提供張力。皮帶輪2繞著軸承21旋轉。軸承21包括如圖所示的滾珠軸承，但同樣可使用滾針軸承或其他本領域中公知的適合的軸承。
[0026]襯套3允許樞轉臂4繞著套筒9平滑地樞轉。套筒9剛性連接到基座8。襯套3通過其與套筒9和臂4的摩擦接合產(chǎn)生一些摩擦阻尼，從而防止由發(fā)動機的角振動引起的臂4的過度的張緊器運動。然而，大多數(shù)阻尼是通過阻尼環(huán)7的動作來達到的。
[0027]臂4通過壓配合連接到軸承內(nèi)環(huán)210。臂4通過扭轉彈簧6壓靠在皮帶上。彈簧6的端部61與臂4的槽42接合。彈簧6還連接到基座8，其靜態(tài)連接到發(fā)動機。彈簧6的端部62與基座8的突部82接合。彈簧6的扭矩和臂4的有效臂長用于產(chǎn)生皮帶張力。
[0028]阻尼環(huán)7在臂4和套筒9之間產(chǎn)生摩擦阻尼。阻尼環(huán)7包括螺旋管形。阻尼環(huán)7包括預定的摩擦系數(shù)以產(chǎn)生阻尼，并且進一步用作相對套筒9的密封以最小化套筒和阻尼環(huán)7之間的油量。表面71摩擦接合套筒9。阻力矩或阻力由阻尼環(huán)7隨著表面71在套筒9上摩擦運動而產(chǎn)生。表面72固定連接到臂4的凹槽41中。表面71的軸向?qū)挾?B-B方向)可由使用者來選擇以產(chǎn)生所需的阻尼級別。
[0029]阻尼環(huán)7安裝在臂4上并且與臂4 一起運動。阻尼環(huán)7包括任何天然橡膠或合成橡膠或它們的任何組合，包括但不限于EVA (乙烯-乙酸乙烯酯)，ACSM (ACSIUM，烷基化氯磺化聚乙烯)，EEA (Vamac,乙烯/丙烯酸類物),FKM (氟橡膠)，CR (氯丁橡膠或聚氯丁二烯)，ECO (環(huán)氧氯丙烷環(huán)氧乙烷)，NBR ( 丁腈橡膠)，MQ (硅橡膠)，F(xiàn)VMQ (氟硅酮橡膠)，CSM (氯磺化聚乙烯)，CPE (氯化聚乙烯)，F(xiàn)FKM (全氟化橡膠)，OT或EDT (聚硫化物)，AU (聚酯)，EV(聚醚)，氨基甲酸酯，PZ(磷腈)。
[0030]切向作用于套筒9的表面93的摩擦力是由壓縮(法向)力產(chǎn)生的，該壓縮力由在徑向方向“FV”上抵靠套筒9的阻尼環(huán)施加。徑向方向FV垂直于皮帶輪的旋轉軸線B-B。阻尼環(huán)7在臂4和套筒9之間被壓縮。通過實例且非限制性的，操作條件包括_40°C到高達100°C的溫度范圍。由阻尼環(huán)7施加的初始摩擦扭矩大約是1.1Nm，其相當于50%的阻尼因子ζ。當然，由阻尼環(huán)7施加的摩擦扭矩可按使用者的需求被調(diào)節(jié)。張緊器和阻尼套筒7在內(nèi)燃發(fā)動機潤滑油中工作。
[0031]套筒9靜態(tài)固定到發(fā)動機或其他安裝表面，其最小化張緊器臂的運動量，從而防止“跳鹵”或“棘輪效應”。阻尼或阻力矩的大小取決于通過皮帶施加到皮帶輪2的輪轂載荷力，以及阻尼環(huán)7在臂4和套筒9之間的壓縮量。
[0032]保持器5接合突部12、13并且為了運送在張緊器組件中用于保持調(diào)節(jié)器I。
[0033]保持器5將調(diào)節(jié)器I軸向鎖定到套筒9。突部51與套筒9的止動部91接合。
[0034]圖2是本發(fā)明的張緊器的分解圖。[0035]突部51在徑向向外突出的方向上被彈簧加載。在其被安裝到其操作位置之前，突部51與止動部91的接合將組裝后的張緊器保持在一起。即，套筒9通過在突部51突出的方向上的動作連接到調(diào)節(jié)器I。突部51以這樣的方式主動地與止動部91接合，該方式防止套筒9從與調(diào)節(jié)器I的接合中退出，從而捕獲樞轉臂4、襯套3和在其間的阻尼環(huán)7。
[0036]皮帶輪2的表面22被示出是平的，然而，可采用本領域中公知的任何合適的外形，包括帶齒的、平的或多楔的。
[0037]容納部分14容納用于安裝張緊器的工具。為了安裝，緊固件F被插入孔11中并與安裝表面MS接合。在緊固件被給予最后的轉矩之前，工具被插入部分14中。調(diào)節(jié)器I繞著緊固件F轉動，直到達到期望的樞轉臂4位置和皮帶負載。接著緊固件被施以轉矩到其最終的安裝值。
[0038]圖3是調(diào)節(jié)器和套筒的端部透視圖，示出了保持器。保持器5連接到調(diào)節(jié)器I的一端。柄51延伸到孔的邊緣。保持器5的突起53抓住每一個從調(diào)節(jié)器I的基座延伸的突部13，見圖5。
[0039]圖4是圖3的截面4-4。每一個延伸元件51都是彈簧加載的并且通常設置在調(diào)節(jié)器主體的徑向外側。在安裝過程中，隨著調(diào)節(jié)器I被插入套筒9中，每個元件51都由套筒9被朝向調(diào)節(jié)器I向內(nèi)壓。一旦調(diào)節(jié)器I被完全插入，每個元件51都向外伸展，相較于從保持器本體延伸的法向(N)，從而與槽91接合。一旦每個元件51都向外伸展，就可以防止調(diào)節(jié)器I從套筒9被拔出，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)器I和套筒9之間的機械連接，其依次又將張緊器部件保持在一起。也就是說，調(diào)節(jié)器I保持軸承21和臂4與基座8受壓接觸。
[0040]然而，槽91繞著套筒的內(nèi)周面是連續(xù)的，并且因此即使當每個元件51，52都與槽91接合時，調(diào)節(jié)器I在套筒9內(nèi)任然能夠旋轉。
[0041]圖5是保持器的透視圖。每一個突部13都延伸通過配合的孔54，55。突起53朝向孔略微向內(nèi)彎曲，從而當保持器5被壓到調(diào)節(jié)器I上時抓住每一個突部13。弧形切口 56提供了間隙以用于緊固件通過孔12插入。
[0042]權利要求中記載的術語應給予其由參考相關條目確定的通常和慣常的含義?？紤]到現(xiàn)有技術和權利要求術語的常規(guī)含義，所附權利要求應被理解為給出其最寬泛的解釋。
[0043]如在本文中所使用的，空間或方向術語，例如“左”，“右”，“前” “后”等，與其在附圖中示出的主題相關。然而，應當理解的是，此處描述的主題可以采取各種替代方位，并且因此，這些術語不應被認為是限制性的。
[0044]除非另有說明，說明書中使用的所有數(shù)值或表達式，例如那些表示尺寸，物理特性等，應在所有情形下被理解為由術語“約”來修飾。最低限度，并且不試圖限制對權利要求書等同原則的應用，說明書或權利要求書中記載的每個數(shù)值參數(shù)都由術語“約”來修飾，應當按照至少考慮記載數(shù)字的明顯位數(shù)并且通過應用普通的舍入算法被理解。
[0045]盡管本發(fā)明的一個形式已在這里得以描述，但是對于本領域的技術人員顯而易見的是，在不背離此處描述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以對結構和零件關系作出變化。
【權利要求】
1.一種張緊器，包括: 套筒(9)； 與套筒的內(nèi)表面(92)配合地接合的調(diào)節(jié)器(I)； 與套筒樞轉地接合的樞轉臂(4)； 軸頸連接到樞轉臂的皮帶輪(2); 與套筒接合以用于推動樞轉臂的扭轉彈簧(6)； 彈性體阻尼環(huán)(7)，其連接到樞轉臂并在套筒和樞轉臂之間壓縮摩擦接觸，切向摩擦力阻尼樞轉臂的運動，彈性體阻尼環(huán)在套筒上施加徑向力；以及 保持元件(5)，其連接到調(diào)節(jié)器并與套筒配合地接合，調(diào)節(jié)器和套筒以預定的關系被保持。
2.如權利要求1所述的張緊器，其中保持元件包括突部(51)，所述突部被彈簧加載并且與套筒中的止動部(91)配合地接合。
3.如權利要求1所述的張緊器，還包括與基座指示器(81)相配地設置的臂指示器(41)，以指示張緊器的載荷狀態(tài)。
4.如權利要求1所述的張緊器，其中調(diào)節(jié)器與套筒短暫地可動接觸。
5.如權利要求1所述的張緊器，其中彈性體阻尼環(huán)包括任何天然橡膠或合成橡膠或者它們的任意組合，包括但不限于EVA (乙烯-乙酸乙烯酯)，ACSM (ACSIUM，烷基化氯磺化聚乙烯)，EEA (Vamac,乙烯/丙烯酸類物)，F(xiàn)KM (氟橡膠)，CR (氯丁橡膠或聚氯丁二烯)，ECO (環(huán)氧氯丙烷環(huán)氧乙烷)，NBR( 丁腈橡膠)，MQ (硅橡膠)，F(xiàn)VMQ (氟硅酮橡膠)，CSM(氯磺化聚乙烯)，CPE (氯化聚乙烯)，F(xiàn)FKM (全氟化橡膠)，OT或EDT (聚硫化物)，AU (聚酯)，EV (聚醚)，氨基甲酸酯，PZ(磷腈)。
6.—種張緊器，包括: 套筒(9)； 與套筒的內(nèi)表面(92)配合地接合的調(diào)節(jié)器(I)； 與套筒樞轉地接合的樞轉臂(4)， 軸頸連接到樞轉臂的皮帶輪(2); 與套筒接合以用于推動樞轉臂的扭轉彈簧(6)； 彈性體阻尼環(huán)(7)，其連接到樞轉臂并且在套筒和樞轉臂之間壓縮摩擦接觸，切向摩擦力阻尼樞轉臂的運動，彈性體阻尼環(huán)在套筒上施加徑向力； 保持元件(5)，其連接到調(diào)節(jié)器并與套筒配合地接合，調(diào)節(jié)器和套筒以預定的關系被保持；以及 保持元件包括突部(51)，所述突部被彈簧加載并且與套筒中的止動部(91)配合地接入口 ο
7.如權利要求6所述的張緊器，其中彈性體阻尼環(huán)包括任何天然橡膠或合成橡膠或者它們的任意組合，包括但不限于EVA (乙烯-乙酸乙烯酯)，ACSM (ACSIUM,烷基化氯磺化聚乙烯)，EEA (Vamac,乙烯/丙烯酸類物)，F(xiàn)KM (氟橡膠)，CR (氯丁橡膠或聚氯丁二烯)，ECO (環(huán)氧氯丙烷環(huán)氧乙烷)，NBR( 丁腈橡膠)，MQ (硅橡膠)，F(xiàn)VMQ (氟硅酮橡膠)，CSM(氯磺化聚乙烯)，CPE (氯化聚乙烯)，F(xiàn)FKM (全氟化橡膠)，OT或EDT (聚硫化物)，AU (聚酯)，EV (聚醚)，氨基甲酸酯，PZ(磷腈)。
【文檔編號】F16H7/12GK103649591SQ201280028129
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權日:2011年6月8日
【發(fā)明者】P·沃德, J·哈倫, H·舍費爾 申請人:蓋茨公司