CN101300438A - 皮带张紧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于内燃机皮带传动机构的皮带张紧器，其包括：中心轴承装置，通过其确定皮带张紧臂的回转轴线；与张紧臂连接的轴承衬套，其中轴承装置穿过轴承衬套延伸并且轴承衬套借助于滑动件以减小摩擦的方式可环绕轴承装置回转，依据本发明进行如下改进，即在简化结构并减少不同构成的零件的情况下仍保持皮带张紧器的良好功能。该目的通过一种用于内燃机皮带传动机构所述类型的皮带张紧器得以实现，其中滑动件装置具有至少两个相同材料的相对滑动面。

Description

皮带张紧器
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的用于内燃机皮带传动机构的皮带张紧器。
背景技术
在由DE 195 24 403公开的这种类型的皮带张紧器中，用于张紧皮带传动机构的张紧臂与轴承衬套固定地连接，该轴承衬套环绕圆柱形的中心轴承件可旋转地支承。在轴承衬套与轴承件之间设有一个降低摩擦的套筒。该套筒由具有内衬聚四氟乙烯(PTFE)的青铜箔制成。青铜箔紧贴在轴承衬套的内表面上并摩擦接合地固定在这里。内衬的PTFE层对着轴承件并与其形成滑动摩擦副。
轴承衬套轴向上通过一个降低摩擦的盘支撑在皮带张紧器的一个盘上。降低摩擦的盘由与降低摩擦的套筒相同的材料制成并通过青铜层的摩擦接合来旋转地固定在轴承衬套的轴向端面上。
通过一个穿过中心轴承件延伸的固定装置，中心轴承件固定在发动机部件上。同时轴承衬套轴向上固定在中心轴承件上并向在发动机部件与轴承衬套之间设有的盘形弹簧预张紧。处于固定装置与轴承衬套端面之间的是由聚酰胺4.6或者聚酰胺6.6制成的减振盘，该减振盘通过摩擦减少张紧臂运动的振动。减振盘不对称地构成并处于轴套轴向端面上相应构成的凹槽内并这样防旋转地固定。
上述的皮带张紧器具有部分不对称构成的多个不同的滑动件或摩擦件。大量不同的部件不仅增加了采购方面的成本，而且也增加了皮带张紧器的复杂性以及设计和安装方面的开支。结构上在这里必然要设计大量不同的摩擦副或滑动摩擦副。零件的安装易出现错误，因为每个部件必须定向地装入。
发明内容
因此本发明的目的在于，对开头所述类型的皮带张紧器进行如下改进，即在简化结构并减少不同构成的零件的情况下仍保持皮带张紧器的良好功能。
该目的依据本发明利用一种具有权利要求1特征的皮带张紧器得以实现。
在现有技术中，滑动件大多具两个不同的面。例如滑动轴套通常具有一个青铜表面，其用于将轴套摩擦接合地固定在第一部件上。此外滑动轴套具有一个滑动层，其与青铜层相对并可以使第二部件与第一部件相对滑动支承。依据本发明的滑动件装置与此相反提供两个相同的滑动面，通过其同样取得良好的滑动支承特性。
原则上存在将第一部件利用传统的滑动轴套支承在第二部件上的两种可能性。第一种是利用摩擦接合地固定在第一部件上的滑动轴套，而第二种是利用摩擦接合地固定在第二部件上的滑动轴套。每种可能性均利用单独的滑动轴套实现。而依据本发明的滑动轴承装置则将两种功能在一个部件上实现。因为该装置提供两个相同的滑动面，所以利用其——仅通过调整滑动摩擦副或摩擦副的表面粗糙度——可以实现上述两种可能性。
在现有技术中，例如像滑动盘这样的对称部件由于不同的表面必须定向地装入。因为依据本发明的滑动件装置具有两个相对的相同的滑动面，所以现在也可以反向装入。这减少了安装的出错率。
此外，具有相同滑动面的滑动件装置可以更加有利并更加快速地例如通过压力铸造制造。与迄今的现有技术中所使用的滑动支承相反，其例如由青铜基本组织和随后加衬的PTFE制成。
在迄今的现有技术中，必须设计不同的分界面和材料配合。这种开支在依据本发明的两个相同的滑动面中得到减少。
在本发明的一种变型中，滑动面具有聚酰胺4.6。利用这种材料可以很好地实现有关滑动支承或有关降低张紧臂的摩擦的要求。
在本发明另一实施方式中，滑动件装置由添加PTFE的聚酰胺4.6制成，特别是其滑动面由添加PTFE的聚酰胺4.6制成。这种材料保证良好的耐磨强度和很长的使用寿命。
在本发明一种有利的实施方式中，滑动件装置具有至少一个压铸件。在压力铸造时，可以简单、快速且低成本地制造具有相同类型滑动面的滑动件。
在本发明的另一种变型中，轴承装置可以由与轴承衬套相同的材料制造。这一点进一步简化了结构并因此简化了设计，因为在这种情况下始终出现相同的材料配合。
在本发明一种有益的实施方式中，滑动件装置具有滑动盘，其设置在轴承装置的支承盘与轴承衬套的轴向下端面之间，其中滑动盘既可相对于支承盘也可相对于轴承衬套旋转。因此对于滑动盘的安装来说，两个滑动面处于支承盘上还是轴套上是无关紧要的。这减少了安装的出错率。滑动摩擦副此外降低由轴承衬套传递到支承盘上的力。
在本发明一种有利的变型中，支承盘具有表面特性相同的表面和底面。这样进一步减少安装的出错率。
有益的是，支承盘具有抛光的表面和底面。这减少了在支承盘与滑动盘之间的摩擦并因此有助于轴承衬套相对于支承盘无阻碍的滑动。因此轴承衬套的旋转运动通过非常小的摩擦几乎不传递到支承盘上。支承盘用于接触其他结构组件的抛光底面通过其表面的低摩擦系数也很难转移可能出现的运动。
在本发明一种有利的实施方式中，支承盘可以具有Rz小于8μm的较低表面粗糙度的表面和底面。这一点可以有效减少从轴承衬套向支承盘以及向与其接触的其他部件的力传递。
在本发明的一种变型中，滑动件装置具有轴套，其设置在轴承装置的管螺栓与轴承衬套之间，其中轴套既可相对于轴承衬套也可相对于管螺栓旋转。由于两个相同的滑动面，所以根据滑动摩擦副来确定结构不再是重要的。因此可以迅速且并不复杂地进行结构改变并大多数情况下可以利用迄今一直使用的这种轴套实现。因此过去的仓库存货也可以根据结构改变来进一步改造。
有利的是，管螺栓的外圆周表面具有Rz＜8μm的低表面粗糙度。这一点可以产生轴承衬套良好的滑动支承并因此张紧臂良好的可回转性。
在本发明另一种实施方式中，轴承衬套的内侧具有Rz＜8μm的低表面粗糙度。这一点同样保证轴承衬套良好的滑动支承并因此形成另一相同的滑动摩擦副。
在本发明一种有益的构成中，滑动件装置具有减振盘，其设置在轴承装置的端面盘与轴承衬套的轴向上端面之间，其中减振盘关于其中心旋转对称。通过这种普通的盘形状，减振盘可以很容易地与例如滑动盘等其他盘合并。因此可以进一步减少不同零件的数量。
在本发明的一种变型中，轴承衬套的轴向上端面具有大于端面盘的朝向轴承衬套的面的表面粗糙度。通过提高表面粗糙度，减振盘固定在轴承衬套的端面上。减振因此可以通过端面盘的表面粗糙度进行调整。
有益的是，端面盘的朝向轴承衬套的面具有大约Rz＝10至25μm范围内的表面粗糙度。这一点保证张紧臂的良好减振。
在本发明的一种变型中，轴承衬套的轴向上端面至少部分地具有Rz约10至25μm范围内的高表面粗糙度。这一点可以使滑动盘在轴承衬套相对于端面盘旋转时足够好的固定。
在本发明一种有利的实施方式中，轴承衬套的轴向上端面至少部分地喷砂处理。这样可以有效制造所要求的表面粗糙度。
有益的是，轴承装置的材料具有与轴承衬套的材料近似相同的热膨胀系数。具有相同热膨胀系数的材料保证良好的尺寸精确性和有效保持整个温度分布上的公差。这一点也意味着在温度波动情况下，皮带张紧器基本保持不变的良好作用方式。
附图说明
下面借助于附图对本发明的实施例进行说明。其中：
图1示出依据本发明的皮带张紧器的张紧臂的轴承结构的剖面图。
具体实施方式
图1示出依据本发明的皮带张紧器1的张紧臂2的轴承结构的剖面图。本发明在这里例如借助于具有一个张紧臂的皮带张紧器进行说明。但本发明也适用于具有多个张紧臂的皮带张紧器。
皮带张紧器1具有一个张紧臂2，其在该实施例中与轴承衬套3一体地构成。替代地，轴承衬套3和张紧臂2也可以构成为两个相互固定连接的零件。轴承衬套3并因此还有张紧臂2在该实施例中由铝或者铝合金例如通过冷挤压或者压力铸造制成。但也可以想到使用例如不同的钢的其他材料及例如铸造、锻造或者铣削的其他制造方法用于这两个部件。
张紧臂2和轴承衬套3环绕回转轴线4可旋转地设置在中心轴承装置5上。在该实施例中，中心轴承装置5具有多个零件。该中心轴承装置在这里包括：管螺栓6，其在其轴向下端处具有一体成型的法兰7；支承盘8；和端面盘9。但是替代地，轴承装置5也可以包括其他附加部件。例如法兰7可以构成为单独的盘，其轴向并抗扭地与管螺栓6连接。相反也可以减少部件，其中轴承装置的零件相互或者与皮带张紧器的其他部件一体地构成。轴承装置5在该实施例中由与轴套相同的材料制成。该轴承装置由铝或者铝合金通过冷挤压制成。替代地，也可以想到使用与轴承衬套相同的材料和制造方法用于轴承装置5。虽然轴承装置5和轴承衬套3在该有利的实施例中具有相同的材料，但在本发明的其他变型中也可以设有不同的材料。
轴承衬套3借助于滑动件装置10支承在轴承装置5中。滑动件装置10在该实施例中同样具有多个零件，即滑动盘11、轴套12和减振盘13。滑动件装置10由添加PTFE的聚酰胺4.6制成。
在该实施例中，滑动件装置10为压铸件并且结构完全均质。也就是说，PTFE在聚酰胺基本材料内的分布均匀。但不一定非得是这种情况。在本发明的其他变型中，PTFE也可以部分地衬入或加入聚酰胺内。替代地，滑动件装置10也可以采用例如铸造或者层压的其他制造方法制造。通过滑动件装置10的专门的成型，为滑动件装置10的每个零件11、12、13形成两个相同的滑动面。也就是说，无论是滑动盘11还是减振盘13在其正面上均具有与其背面上相同的滑动特性。同样轴套12在内圆周表面16上及其外表面17上具有相同的表面特性。
轴承装置5的法兰7与支承盘8之间设置有例如一个或者多个盘形弹簧22的弹簧件。支承盘8用于将弹簧力均匀传递到轴承衬套3的轴向下端面18上。支承盘如整个轴承装置5那样由铝制成。但是替代地，其他材料和制造方法也可以用于支承盘。支承盘8例如也可以由任意的钢例如通过锻造、铣削或者车削制成。支承盘8的上面23以及下面24具有低表面粗糙度并因此具有低摩擦系数并例如通过球磨、抛光或者其他常用的处理方法制造。滑动件装置10的滑动盘11处于支承盘8与轴承衬套3的轴向下端面18之间。
轴承衬套3的轴向上端面19与轴承装置5的端面盘9之间设有滑动件装置10的减振盘13。轴承衬套3的轴向上端面19的表面至少部分地具有至少Rz：10μm的表面粗糙度。这种表面粗糙度例如可以通过喷砂或者其他常用的表面处理产生。端面盘9朝向轴承衬套3的面20的表面粗糙度为约10至25μm的范围内。该表面粗糙度在该实施例中小于端面19的表面粗糙度。但在本发明的其他变型中可以采用完全相反的方式。在特殊的使用情况下，也可以想到端面19和端面盘的面20具有基本相同的表面粗糙度。
这里的固定件例如螺栓21穿过轴承装置5延伸并将皮带张紧器1固定在内燃机的部件27上。在此情况下，螺栓21的帽处于端面盘9上。
下面介绍附图所示依据本发明实施例的工作原理。
通过将螺栓21与发动机部件27旋接，皮带张紧器1轴向固定地且和抗扭地固定在发动机上并将轴承衬套3轴向固定在轴承装置5上。同时端面盘9借助于弹簧22向轴承衬套3的轴向上端面19张紧。减振盘13因此被预张紧。
如果皮带张紧器1的张紧臂2现在例如通过皮带的负荷变换偏移，那么轴承衬套3环绕轴承装置5转动。轴承衬套在此方面径向通过轴套12并且轴向通过滑动盘11以及减振盘13支承。
轴套12以及减振盘13利用具有相当低表面粗糙度的表面来进行配合并因此可以良好滑动并因此使轴承衬套3环绕轴承装置5回转。滑动盘13与支承盘8的抛光表面23配合。这种表面配合实现尽可能小的摩擦并因此旋转力从旋转的轴承衬套3传递到支承盘8上。支承盘8的作为盘形弹簧22的接触面使用的底面24抛光。但如果支承盘8承受较小的力并由此运动，那么抛光面在弹簧上滑动并通过低摩擦系数这样防止盘形弹簧22共同转动或者移动。
张紧臂2并因此轴承衬套3环绕轴承装置5的回转同时也使张紧臂运动减振。减振盘13通过盘形弹簧22和螺栓21预张紧。因为轴承衬套3的轴向上端面19的表面粗糙度比端面盘9的朝向轴承衬套3的面20更大，所以减振盘13由于摩擦被轴承衬套3带动。也就是说，减振盘随同轴承衬套3环绕轴承装置5转动。与此同时减振盘13相对于端面盘9的朝向轴承衬套3的面20进行相对运动。该面20的表面粗糙度这样调整，使得其与预张紧共同形成确定的降低摩擦。

Claims (18)

1.一种用于内燃机皮带传动机构的皮带张紧器(1)，包括：中心轴承装置(5)，通过其确定皮带张紧臂(2)的回转轴线(4)；以及与张紧臂(2)连接的轴承衬套(3)，其中所述轴承装置(5)穿过所述轴承衬套(3)延伸并且所述轴承衬套(3)借助于滑动件装置(10)以减少摩擦的方式环绕轴承装置(5)回转，其特征在于，所述滑动件装置(10)具有至少两个相同材料的相对滑动面(14至17)。
2.如权利要求1所述的皮带张紧器，其特征在于，所述滑动面(14至17)具有聚酰胺4.6。
3.如前述权利要求中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述滑动件装置(10)、特别是其滑动面(14至17)由添加PTFE的聚酰胺4.6制成。
4.如前述权利要求中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述滑动件装置(10)具有至少一个压铸件。
5.如前述权利要求中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述轴承装置(5)由与所述轴承衬套(3)相同的材料制造。
6.如前述权利要求中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述滑动件装置(10)具有滑动盘(11)，其设置在所述轴承装置(5)的支承盘(8)与所述轴承衬套(3)的轴向下端面(18)之间，其中所述滑动盘(11)既能相对于所述支承盘(8)也能相对于所述轴承衬套(3)旋转。
7.如权利要求6所述的皮带张紧器，其特征在于，所述支承盘(8)具有相同表面特性的表面(23)和底面(24)。
8.如权利要求6和7中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述支承盘(8)具有抛光的表面(23)和底面(24)。
9.如权利要求6至8中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述支承盘具有Rz小于8μm的低表面粗糙度的表面和底面。
10.如前述权利要求中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述滑动件装置(10)具有轴套(12)，其设置在所述轴承装置(5)的管螺栓(6)与所述轴承衬套(3)之间，其中所述轴套(12)既能相对于所述轴承衬套(3)也能相对于管螺栓(6)旋转。
11.如权利要求10所述的皮带张紧器，其特征在于，所述管螺栓(6)的外圆周表面(25)具有Rz小于8μm的低表面粗糙度。
12.如前述权利要求中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述轴承衬套(3)的内侧(26)具有Rz小于8μm的低表面粗糙度。
13.如前述权利要求中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述滑动件装置(10)具有减振盘(13)，其设置在所述轴承装置(5)的端面盘(9)与所述轴承衬套(3)的轴向上端面(19)之间，其中所述减振盘(13)关于其中心旋转对称。
14.如权利要求13所述的皮带张紧器，其特征在于，所述轴承衬套(3)的轴向上端面(19)的表面粗糙度大于所述端面盘(9)的朝向所述轴承衬套(3)的面(20)的表面粗糙度。
15.如权利要求13和14中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述端面盘(9)的朝向所述轴承衬套(3)的面(20)具有Rz约10至25μm范围内的表面粗糙度。
16.如权利要求13和14中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述轴承衬套(3)的轴向上端面(19)至少部分地具有Rz＞10μm范围内的高表面粗糙度。
17.如权利要求13、14和16中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述轴承衬套(3)的轴向上端面(19)至少部分地喷砂处理。
18.如前述权利要求中至少一项所述的皮带张紧器，其特征在于，所述轴承装置(5)的材料具有与所述轴承衬套(3)的材料近似相同的热膨胀系数。
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