CN101421541B - 用于环状传动装置的张紧器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于环状传动装置的张紧器(1),特别是内燃机的环状传动装置的张紧器,具有:基体件(2);张紧件(3),其能够相对于所述基体件绕共同的旋转轴线转动;弹簧元件(11),其以施加力的方式设置在所述基体件(2)和张紧件(3)之间;以及摩擦装置(13),其设置在弹簧元件(11)与基体件(2)或张紧件(3)之间,所述摩擦装置对基体件(2)和张紧件(3)之间的相对运动进行缓冲。为了改进所述类型的张紧器,以在良好的缓冲的同时实现简单的结构,建议所述摩擦装置(13)沿径向设置在弹簧装置(11)的外部。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于环状传动装置的张紧器,特别是内燃机的环状传动装置的张紧器。
背景技术
由DE4010928A1已知一种张紧器,所述张紧器具有带有摩擦衬套的基体件,在所述摩擦衬套的内部可旋转地支承有具有张紧悬臂的张紧件的套筒。在所述套筒和摩擦衬套之间设有支承衬套。
张紧件相对于基体件借助于设计成螺旋弹簧的弹簧元件张紧,所述弹簧元件包围所述摩擦衬套。在螺旋弹簧和摩擦衬套之间设有一弹簧衬套。如果张紧件抵抗弹簧元件的张紧力旋转,则弹簧元件紧密地收缩,此时弹簧元件牢固地绕弹簧衬套缠绕。由此弹簧衬套牢固地压靠在摩擦衬套上。利用由此实现的在弹簧衬套和摩擦衬套之间的高摩擦,可以良好地缓冲张紧件和基体件之间的相对转动。这种基本原理已经得到验证并且符合标准地得到应用。这种结构得到了持续的改善。但张紧器的这种结构较为复杂。
由EP1640636A2已知一种具有螺旋形张紧弹簧和带弹簧的传动带张紧装置。张紧弹簧的螺旋端部沿圆周方向支承在带弹簧弯曲的端部上,所述带弹簧本身沿圆周方向支承在固定的部件上。在带弹簧的外周上设有缓冲套筒。
JP2003254399A涉及一种张紧器,在该张紧器中将张紧弹簧和圆弧形的摩擦元件串联地连接。摩擦元件的一个端部沿圆周方向由限位元件保持,并螺旋弹簧弯曲的端部压靠在摩擦元件的另一个端部上。以这种方式,摩擦元件在其圆周方向上受到压力,由此使摩擦元件压靠在圆柱形元件的内壁上,并由此通过其摩擦实现缓冲功能。这里在张紧弹簧和摩擦元件之间始终存在在结构上设置的径向间距,因为当张紧弹簧以其弯曲的端部沿圆周方向压靠在摩擦元件上时,张紧弹簧倾向于收缩。
由US5803849已知一种具有静止元件和张紧臂的传动带张紧器,在所述静止元件和张紧臂之间设有预加载的螺旋弹簧。所述张紧臂携带缓冲元件,所述缓冲元件部分地包围螺旋弹簧并借助于两个C形的环形弹簧径向向外地压靠在静止元件的内圆周面上。
EP0780597A1涉及一种制动块的传动带张紧件,所述制动块由张紧弹簧的延长部压靠在圆柱形件的内壁上。制动块具有紧凑的块状体部,在所述体部的外圆周上安装有薄的摩擦片。
发明内容
因此本发明的目的是,改进所述类型的张紧器,使得在具有良好的缓冲的同时实现简单的结构。
所述目的利用根据本发明的张紧器来实现。
出人意料的是,可以利用设置在弹簧元件径向外部的摩擦装置实现良好的缓冲。此外,摩擦装置径向靠外的位置还提供了如下的可能性,即对于较高程度的缓冲实现了大的摩擦面和/或在缓冲程度较好时实现了紧凑的结构形式。
在所述类型的现有技术的张紧器中,弹簧元件进行收缩,而在本发明的弹簧元件中设置另一种负荷类型。所述承载衬套携带摩擦片并将弹簧元件的力传递到摩擦片上。当弹簧元件只是局部地贴靠在摩擦装置上时,例如当弹簧元件设计成螺旋弹簧时,承载衬套可以用于力分配。
摩擦装置优选可以利用径向的外侧面贴靠在基体件或张紧件上。以这种方式摩擦装置具有比当其设置在弹簧元件内部时更大的摩擦面。利用较大的摩擦面可以实现较大的缓冲或在缓冲相同时实现紧凑的结构形式。
在张紧时,摩擦装置可以有利地通过弹簧元件扩张。由此实现了较高的缓冲,因为通过所述扩张可以使摩擦面更有效地与相关部分贴靠并在其上施加较大的压靠力。通过所述扩张,摩擦装置可以有效地传递弹簧元件所施加的使摩擦扩张的力。
在张紧时,弹簧元件特别有利地可以径向伸展。这样通过弹簧元件的形状变化可以使摩擦装置扩张并更紧地压靠到相关部分上。
摩擦装置优选可以在弹簧元件松弛的状态下就已经保持在弹簧元件上。由此摩擦装置在弹簧元件松弛的状态下也保持其在弹簧元件上位置。这例如允许将摩擦装置预安装在弹簧元件上,并在此时形成该单元。
摩擦装置可以有利地具有径向向内突出的保持结构,利用所述保持结构在轴向上将摩擦装置保持在弹簧元件上。
以这种方式固定摩擦装置相对于弹簧元件的轴向位置。如果弹簧元件例如设计成螺旋弹簧,那么保持结构可以设计成与弹簧圈相接合。
弹簧元件的指向圆周方向的弹簧端部在端侧与基体件的和/或张紧件的旋转止挡相贴靠。由此可以沿旋转方向固定弹簧元件相对于基体件和/或张紧件的位置。利用旋转止挡可以传递张紧力。
摩擦装置优选可以在端侧与基体件的或张紧件的旋转止挡相贴靠。以这种方式,沿旋转方向固定摩擦装置相对于相关部分的位置。特别是由起缓冲摩擦引起的摩擦装置的力可以由旋转止挡吸收。
摩擦装置优选可以保持在弹簧元件和旋转止挡之间。这样摩擦装置可以在一个方向上由旋转止挡保持,而在另一个方向上由弹簧元件保持。
特别有利的是,摩擦装置可以具有径向延伸的保持突起,所述保持突起设置在旋转止挡和弹簧元件之间。利用所述保持突起由旋转止挡和/或弹簧元件保持摩擦装置。
摩擦装置优选可具有径向延伸的保持突起,所述保持突起沿轴向贴靠在弹簧元件上。利用所述保持突起沿轴向将摩擦装置保持在弹簧元件上。当弹簧元件例如设计成螺旋弹簧时,保持突起32可以与至少一个弹簧圈相贴靠。
特别优选的是,弹簧元件和摩擦装置可以共同分布在基体件或张紧件的嵌入成型部中。这样,用于弹簧元件的嵌入部可以同时用于摩擦装置。
特别有利的是,基体件或张紧件可以具有包围摩擦装置的外衬套,摩擦装置在所述外衬套上摩擦。以这种方式,外衬套用于包裹摩擦装置并具有集成的缓冲功能。
特别有利的是,基体件或张紧件中的一个可以具有包围摩擦装置的外衬套,并且相应另外的部件(基体件或张紧件)包围外衬套的端部段。由此可以防止异物介质进入张紧器的内部。
基体件的内衬套和张紧件的内衬套沿轴向相互隔开,其中所述两个内衬套包围张紧件的旋转轴线。这使得可以实现一种简单的结构,所述结构可以实现功能而不需要张紧件和基体件之间的轴向支承件。
有利的是,弹簧元件和基体件和/或张紧件之间的径向内部的区域是间隙。这种设计在所述内部区域内没有附加元件的情况下也能实现功能。
附图说明
本发明的实施形式在附图中示出并在下面说明。其中:
图1示出根据本发明的张紧器的第一实施形式的纵向剖视图,
图2示出图1的局部II的放大视图,
图3示出张紧器大致根据图1中线III的原理性横向剖视图,
图4示出张紧器根据图1中线IV的原理性横向剖视图,以及
图5示出根据本发明的张紧器的第二实施形式的原理性横向剖视图,其中选择大致根据图1中线III的横向剖视图。
具体实施方式
在下面对本发明的实施形式的说明中,相同的元件使用相同的附图标记。
图1示出根据本发明的张紧器1的一个实施形式的纵向剖视图。所述张紧器可以张紧环状传动装置,特别是内燃机的皮带传动装置。所述张紧器1具有:基体件2,利用所述基体件张紧器例如可以固定在内燃机上;和带有张紧悬臂4的张紧件3,所述张紧悬臂携带张紧滚轮5。所述张紧件3可绕轴线6相对于基体件2旋转。
基体件2具有内衬套7,所述内衬套在本发明的该实施形式中是支承衬套并与基体件2一体地形成。在支承衬套7中压入支承轴颈8。所述张紧件3具有内衬套9,该内衬套在本发明的该实施形式中是与张紧件一体形成的旋转衬套9。利用张紧件3的旋转衬套9,所述张紧件3可旋转地支承在支承轴颈8上,其中所述旋转衬套9和支承衬套7沿轴向相互隔开。在旋转衬套9和支承轴颈8之间设有滑动套筒10。
弹簧元件11以施加力的方式设置在基体件2和张紧件3之间,并且该弹簧元件在本发明的该实施形式中是螺旋弹簧。所述弹簧元件11包围所述支承衬套7和旋转衬套9的一部分,其中弹簧元件11和支承衬套7以及和旋转衬套9之间的内部区域12是间隙。这意味着在弹簧元件11和基体件以及张紧件之间的径向内部区域是间隙。
弹簧元件11将张紧件3和基体件2沿轴向压开。利用安装在支承轴颈8上的轴向固定部38将安装件3轴向保持在基体件2上。如图1所示,所述轴向固定部在本发明的该实施形式中是盘,该盘利用螺栓固定在支承轴颈上。
为了缓冲基体件2和张紧件3之间的相对运动,所述张紧器1具有设置在弹簧元件11和基体件2或张紧件3之间的摩擦装置13。在本发明的该实施形式中,摩擦装置13设置在基体件2和弹簧元件11的在张紧件侧的端部14之间。这里,所述摩擦装置13沿径向设置在弹簧元件11的外部,并且其径向外侧面15贴靠在基体件2上。
摩擦装置13在弹簧元件11的轴向长度的约20%至40%上延伸,优选在弹簧元件的轴向长度的约四分之一至三分之一上延伸。在本发明的该实施形式中,摩擦装置在弹簧元件11的约两圈上延伸。
在本发明的该实施形式中,基体件2具有圆柱形的外衬套16,所述外衬套包围摩擦装置13并在其内侧17贴靠在摩擦装置13上,并且在基体件和张紧件之间相对运动时摩擦所述摩擦装置。外衬套16从基体件2的基础段18起在弹簧元件的整个长度上包围弹簧元件11地朝向张紧件3的方向延伸。所述张紧件3包围外衬套16的端部段19,其中张紧件3的环形的凸缘20包围所述端部段19。
所述摩擦装置13在径向内部具有承载衬套21,在所述承载衬套的径向外部设有摩擦片22。所述承载衬套21和摩擦片22设计成单独的元件。
承载衬套21由弹性的材料制成,优选由钢制成。所述承载衬套也可以由铝制成。承载衬套21将弹簧元件的力均匀地分布到摩擦片22上,该弹簧元件利用弹簧圈线性地贴靠在承载衬套内部。摩擦片22优选由塑料材料制成,例如由聚酰胺,有利地由改性的聚酰胺4.6制成。
由于所述摩擦装置13设置在弹簧元件11的径向外部上,因此利用其径向的外侧面15提供大的摩擦面,特别是与摩擦装置设置在弹簧元件径向内部的张紧器相比。因此利用根据本发明的摩擦装置的明显较大的摩擦面,可以实现明显较高的缓冲作用或者可以在缓冲相同时选择紧凑的结构形式,特别是在轴向上的结构形式。
摩擦装置设计成基本上为环形或圆柱形的。如由图3中示意性的剖视图所示,摩擦装置13在其周向上是中断的,即,摩擦装置具有基本上为C形的横截面轮廓。由此摩擦装置13可以扩张,此时在其两个C形端部23、24之间的缝隙25扩大。
在张紧时,弹簧元件11沿径向扩大,其中其弹簧圈沿径向扩展。由此使摩擦装置13扩张并更紧地压靠到基体件的外衬套16上。由此摩擦装置13的径向外侧面15在其周向上均匀且有效地与外衬套16贴靠,由此可以将摩擦均匀地分布在所述圆周上。此外,较高的压靠力确保较高的摩擦转矩。通过中断的横截面轮廓,可将弹簧元件的径向力有效地传递到外衬套上。
出人意料地是,尽管弹簧元件向外扩张,但是本发明的张紧器可以稳定地工作。在现有技术的张紧器中,弹簧收缩并在径向内部特别是由弹簧衬套支承,所述弹簧衬套在弹簧的轴向长度的大部分上延伸。与此不同,本发明的弹簧元件在没有内部支承的情况下就保持足够的形状稳定性。
承载衬套21具有径向向内突出的保持成型部26,所述保持成型部设计成保持结构,利用所述保持结构可以在轴线6的方向上将摩擦装置13保持在弹簧元件11上。保持成型部26分别设置在C形端部23、24上。另一个保持成型部26形成在承载衬套21的通孔27的周边上。摩擦片22的固定突起28穿过所述通孔27径向向内延伸。由此在旋转方向和轴向上将摩擦片固定在承载衬套21上。
保持成型部26优选以如下方式制成,即,使承载衬套21在相关部位径向向内弯曲。保持成型部26与弹簧元件11的弹簧圈相贴靠并由此将摩擦装置固定在其在弹簧元件11上的轴向位置上。利用保持成型部也可以在弹簧元件的松弛状态下将摩擦装置保持在弹簧元件上。
弹簧元件11在端侧与基体件的旋转止挡和张紧件的旋转止挡贴靠。由此固定弹簧元件的相关端部相对于相应的部件在旋转方向上的位置,并可以通过弹簧元件在基体件和张紧件之间传递力。
张紧件3在弹簧元件11的侧面具有嵌入成型部,所述嵌入成型部优选设计成螺旋槽29,弹簧元件、即至少弹簧元件在张紧件侧的最后一圈的端部30分布在所述螺旋槽中。所述的作为指向圆周方向的弹簧端部的圈端部30贴靠在螺旋槽29的沿径向向外并沿轴线6的方向分布的止挡面31上。所述止挡面31限定螺旋槽29的端部并且是张紧件的旋转止挡,如图1和2所示的那样。
同样如由上述附图所示,摩擦装置13在端侧与张紧件的旋转止挡相贴靠,由此固定摩擦装置相对于张紧件在旋转方向上的位置,并可吸收通过与外衬套16的摩擦产生的力。在本发明的该实施形式中,张紧件3的螺旋槽29是用于摩擦装置的旋转止挡,即所述止挡面31。特别是如图3所示,弹簧元件11和摩擦装置13共同分布在螺旋槽29中。摩擦装置在端侧具有与螺旋槽对应的形状。
摩擦装置在其与所述止挡面31相配的C形端部24上具有径向延伸的保持突起,所述保持突起设置在止挡面31和弹簧元件的所述圈30之间。也就是说,摩擦装置保持在弹簧元件11和旋转止挡之间。通过所述保持突起,弹簧元件间接地与张紧件相贴靠。
通过保持突起与下一个弹簧圈相贴靠,保持突起在轴向上与弹簧元件相贴靠,如图2中的放大视图所示出的那样。由此保持突起固定摩擦装置在弹簧元件11上的轴向位置。利用保持突起即使在弹簧元件的松弛状态下也将摩擦装置保持在弹簧元件上。
通过设置径向延伸的保持突起,可以在轴向上将摩擦装置固定在弹簧元件11上,而不必设置保持成型部26。
在本发明的该实施形式中,保持突起是径向向内延伸并与摩擦片22一体地形成的保持板32。
除此以外,保持突起也可以作为径向向内延伸并与承载衬套一体地形成的保持板。保持突起还可以设置为径向向内延伸并与摩擦片以及承载衬套一体形成保持板。
如图1和4所示,在本发明的该实施形式中,基体件在弹簧元件的侧面同样具有设计成螺旋槽33的嵌入成型部。所述螺旋槽的端部由径向向外并沿轴线6的方向延伸的止挡面34限定。该止挡面34形成基体件2的旋转止挡。弹簧元件11在基体件侧的最后一圈的至少一部分分布在基体件2的螺旋槽33中。该圈的沿圆周方向指向弹簧端部的端部35贴靠在止挡面34上。
如图4所示,基体件2具有沿周向段径向向内延伸的支承突起36,所述支承突起贴靠在弹簧元件11上,即贴靠在弹簧元件的一圈的至少一段上。支承突起36横向于轴线6支承弹簧元件11。
图5中示出根据本发明的第二实施形式的本发明的张紧器101。该张紧器与本发明的第一实施形式不同之处在于具有这样的摩擦装置,在该摩擦装置中保持突起是径向向内延伸并与承载衬套21一体形成的保持板132。此外,摩擦装置113不具有在第一实施形式的摩擦装置13中设置的保持成型部26。
特别是对于低的或中等的缓冲,可以由摩擦装置内侧上的粗糙表面将摩擦装置固定在其在弹簧元件上的位置中。为此,可以对承载衬套的内侧进行喷砂处理。利用粗糙的表面,即使在弹簧元件的松弛状态下也可以保持摩擦装置。
在所述各实施例中,摩擦装置13包围弹簧元件11在张紧件侧的端部14。摩擦装置相对于张紧件静止并在相对于其转动的基体件上摩擦。但同样可以反向地应用上述原理并设计出与所述实施例类似的张紧器的结构。摩擦装置可以包围弹簧元件在基体件侧的端部37,即摩擦装置相对于基体件静止并在相对于其转动的张紧件上摩擦。
Claims (28)
1.一种用于环状传动装置的张紧器(1),具有:基体件(2);和张紧件(3),其能够相对于所述基体件绕共同的旋转轴线转动;弹簧元件(11),其以施加力的方式设置在所述基体件(2)和张紧件(3)之间;以及摩擦装置(13),其设置在弹簧元件(11)与基体件(2)或张紧件(3)之间,所述摩擦装置对在基体件(2)和张紧件(3)之间的相对运动进行缓冲,其中所述摩擦装置(13)沿径向设置在弹簧元件(11)的外部,其特征在于,所述摩擦装置(13)在径向内部具有承载衬套(21),在所述承载衬套的径向外部上设有摩擦片(22)。
2.根据权利要求1所述的张紧器,其特征在于,所述环状传动装置是内燃机的环状传动装置。
3.根据权利要求1所述的张紧器,其特征在于,所述弹簧元件(11)的指向圆周方向的弹簧端部(35、30)在端侧与基体件(2)的和/或张紧件(3)的旋转止挡(34;31)相贴靠。
4.根据权利要求3所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)利用径向的外侧面(15)贴靠在基体件或张紧件(3)上。
5.根据权利要求4所述的张紧器,其特征在于,在张紧时,所述摩擦装置(13)通过弹簧元件(11)扩张。
6.根据权利要求5所述的张紧器,其特征在于,在张紧时,所述弹簧元件(11)径向伸展。
7.根据权利要求6所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)在弹簧元件(11)松弛的状态下就已经被保持在弹簧元件(11)上。
8.根据权利要求7所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)在端侧与基体件(2)的或张紧件(3)的旋转止挡(31)相贴靠。
9.根据权利要求6所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)具有径向向内突出的保持结构(26),利用所述保持结构在轴向(6)上将摩擦装置保持在弹簧元件(11)上。
10.根据权利要求9所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)具有径向延伸的保持突起(32),所述保持突起沿轴向(6)贴靠在弹簧元件(11)上。
11.根据权利要求6所述的张紧器,其特征在于,所述弹簧元件(11)和摩擦装置(13)共同分布在基体件或张紧件(3)的嵌入成型部(29)中。
12.根据权利要求11所述的张紧器,其特征在于,所述基体件(2)或张紧件(3)具有包围摩擦装置(13)的外衬套(16),摩擦装置(13)在所述外衬套上摩擦。
13.根据权利要求12所述的张紧器,其特征在于,所述基体件(2)或张紧件中的一个具有包围摩擦装置(13)的外衬套(16),并且基体件和张紧件中相应另外的部件(3)包围在外衬套(16)的端部段(19)。
14.根据权利要求6所述的张紧器,其特征在于,基体件(2)的内衬套(7)和张紧件(3)的内衬套(9)沿轴向相互隔开,其中所述两个内衬套包围张紧件的旋转轴线(6)。
15.根据权利要求6所述的张紧器,其特征在于,在弹簧元件(11)以及基体件(2)和/或张紧件(3)之间的径向内部的区域(12)是间隙。
16.根据上述权利要求中至少一项所述的张紧器,其特征在于,所述弹簧元件(11)的指向圆周方向的弹簧端部(35、30)在端侧与基体件(2)的和/或张紧件(3)的旋转止挡(34;31)相贴靠其中,所述摩擦装置(13)在端侧与基体件(2)的或张紧件(3)的旋转止挡(31)相贴靠,并且所述摩擦装置(13)保持在弹簧元件(11)和旋转止挡(31)之间。
17.根据权利要求16所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)利用径向的外侧面(15)贴靠在基体件或张紧件(3)上。
18.根据权利要求17所述的张紧器,其特征在于,在张紧时,所述摩擦装置(13)通过弹簧元件(11)扩张。
19.根据权利要求18所述的张紧器,其特征在于,在张紧时,所述弹簧元件(11)径向伸展。
20.根据权利要求19所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)在弹簧元件(11)松弛的状态下就已经被保持在弹簧元件(11)上。
21.根据权利要求20所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)具有径向向内突出的保持结构(26),利用所述保持结构在轴向(6)上将摩擦装置保持在弹簧元件(11)上。
22.根据权利要求19所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)具有径向延伸的保持突起(32),所述保持突起设置在旋转止挡(31)和弹簧元件(11)之间。
23.根据权利要求19所述的张紧器,其特征在于,所述摩擦装置(13)具有径向延伸的保持突起(32),所述保持突起沿轴向(6)贴靠在弹簧元件(11)上。
24.根据权利要求19所述的张紧器,其特征在于,所述弹簧元件(11)和摩擦装置(13)共同分布在基体件或张紧件(3)的嵌入成型部(29)中。
25.根据权利要求22所述的张紧器,其特征在于,所述基体件(2)或张紧件(3)具有包围摩擦装置(13)的外衬套(16),摩擦装置(13)在所述外衬套上摩擦。
26.根据权利要求25所述的张紧器,其特征在于,所述基体件(2)或张紧件中的一个具有包围摩擦装置(13)的外衬套(16),并且基体件和张紧件中相应另外的部件(3)包围在外衬套(16)的端部段(19)。
27.根据权利要求19所述的张紧器,其特征在于,基体件(2)的内衬套(7)和张紧件(3)的内衬套(9)沿轴向相互隔开,其中所述两个内衬套包围张紧件的旋转轴线(6)。
28.根据权利要求19所述的张紧器,其特征在于,在弹簧元件(11)以及基体件(2)和/或张紧件(3)之间的径向内部的区域(12)是间隙。
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