CN101755147A - 用于油湿式皮带传动装置的滑轮张紧器 - Google Patents

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Abstract

一种用于皮带传动装置的张紧器(1)，其包括限定出轴线(A)的基部(2)、绕所述轴线(A)铰接且由弹簧(5)加载的活动偏心元件(3)、与所述活动元件(3)空转地连接的滑轮(4)。特别地，所述滑轮(4)限定出带有安装到所述活动元件(3)上的滚动轴承(6)的外环的单个本体，以及所述弹簧(5)为螺旋形且具有正方形或矩形横截面。

Description

用于油湿式皮带传动装置的滑轮张紧器
技术领域
本发明涉及一种用于油湿式皮带传动装置的滑轮张紧器，所述滑轮张紧器例如用于内燃发动机的正时传动装置。
背景技术
正时传动装置一般包括安装在与发动机油路连接的隔室中的用油润滑的链条或者干式运行的齿形皮带。近来已经生产了一种正时传动装置，其中，或者所述皮带至少部分地浸入静止的油中，或者例如通过借助于特殊的喷嘴而喷溅或通过由于皮带和滑轮的运动而冲击使所述油传送到皮带上。
油湿式皮带传动装置比链条传动装置轻和产生小的振动。此外，油湿式皮带传动装置的皮带比链条需要更低的运行张紧力，并且实验测试已经表明，相对于传统的链条传动装置，这种传动装置允许显著地降低燃油消耗和二氧化碳排放。
这种优点还可以通过对原本设计用于链条传动装置的发动机进行升级和改装而获得。然而，链条传动装置具有相比于皮带传动装置不同的尺寸。因此，为了将链条传动装置升级到皮带传动装置，皮带传动装置的所有构件都必须装配到原本设计用于链条传动装置的隔室内。或者，发动机的一些次要部件也可以以较少改动的方式而改变。
特别地，油湿式皮带链条可以借助于自动滑轮张紧器张紧，相对于在其中使用滑动瓦的链条传动装置，这允许进一步降低由摩擦引起的损耗。
然而，设计用于容纳链条传动装置的隔室的内部空间使自动滑轮张紧器沿轴向和沿径向的尺寸都受到很大的局限。
由本申请人提交的国际专利申请WO-A1-2006111988描述了一种用于油湿式传动装置的张紧器，其包括固定枢轴、偏心地安装在所述枢轴上并由张紧弹簧驱动的碟片、以及借助于滚珠轴承同心地安装在所述碟片上的滑轮。此外，所述张紧器包括摩擦减震(阻尼)装置以允许在也存在油的情况下适当地抑制皮带的振荡。
这种张紧器在轴向上紧凑，并且特别适用于安装在设计用于与这种传动装置一起运行的车载发动机上的油湿式传动装置。
然而，在升级链条传动装置的情况下，还重要的是尽量减小径向尺寸。
此外，相比于待安装在之前设计的隔室内的链条，皮带具有进一步减小的宽度。皮带的进一步减小的宽度意味着张紧器的轴向紧凑性的提高以及支撑表面的大小的减小，所述支撑表面例如为枢轴的圆柱表面。
另一方面，负载没有改变或是倾向于增大并要求张紧器在减小的空间中施加相应的扭矩。此外，对用于油湿式皮带传动装置中的张紧器的构件加载的比压要求所述构件本身特殊的抵抗性以避免过度磨损。
发明内容
本发明的目的是制造出一种能够至少部分地满足上述要求的滑轮(皮带轮)张紧器。
本发明的目的通过根据权利要求1的张紧器实现。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在将参照附图通过仅为非限制性的示例描述优选实施方式，所述附图示出了根据本发明的自动张紧器的轴向截面。
具体实施方式
参见附图，数字1总体地表示用于油湿式皮带传动装置的滑轮张紧器，所述张紧器包括适于固定到内燃发动机(未示出)的壁上的基部2、绕轴线A与基部2铰接且具有与轴线A间隔一定距离的轴线B的偏心臂3、以及安装到偏心臂3上的空转滑轮4。
优选地，空转滑轮4与内燃发动机的正时传动皮带(未示出)的背部协同作用。
此外，张紧器1包括用于加载偏心臂3的扭簧5、以及包含润滑剂且具有被设定形状从而限定出如下更详细地描述的空转滑轮4的外环的密封轴承6。
特别地，基部2包括限定出垂直于轴线A的平坦表面8的平坦金属盘体7、以及与平坦盘体7刚性连接且限定出轴线A的枢轴9。
枢轴9限定出用于容纳紧固螺钉(未示出)的轴向通孔10，所述紧固螺钉适于将张紧器1固定到内燃发动机的壁上。
枢轴9还包括与平坦盘体7刚性连接的端部12和位于端部12相反侧的端部13。
在端部12和13之间，枢轴9整体地包括具有硬化层14的径向支撑部，所述硬化层14借助于衬套15引导偏心臂3的旋转。
方便地，平坦表面8和层14被硬化以使得所述表面的硬度高于维氏硬度等级600。所述硬化可以借助于感应回火、镀铬或镀镍而获得。
偏心臂3限定出用于容纳枢轴9的通孔16和与轴线B同轴的圆柱形侧表面17。
方便地，轴承6在圆柱形侧表面17上被驱动，偏心臂与轴承6一样由钢制成从而基本上具有与轴承6相同的热膨胀系数。
偏心臂3还限定出朝向平坦盘体7开口的环状空腔18、以及面向平坦盘体7且具有比环状槽18的直径大的直径的圆环槽19。
特别地，环状槽18容纳扭簧5，圆环槽19容纳与平坦表面8接触地协同作用的优选地由聚酰胺4.6构成的摩擦环20。
此外，环状槽18在扭簧5的径向内侧容纳衬套21，以防止扭簧5被加载时扭簧5的簧圈与偏心臂3之间的接触。
在相对于摩擦环20的轴向相反侧，环状空腔18借助于偏心臂3的与张紧器1的其它摩擦装置协同作用的头部壁22而被封闭。
特别地，所述摩擦装置包括布置为与头部壁22接触的碟片23、用于将碟片23加载到头部壁22上的垫片弹簧24、以及与垫片弹簧24协同作用且借助于塑性变形加工被锁定在枢轴9上的覆盖盘25。
特别地，覆盖盘25限定出多个圆形座，并且相应地，碟片23包括多个在相应圆形座中滑动的径向周边凸起27。
这样，碟片23和杯形弹簧24相对于覆盖盘25在旋转上固定，摩擦作用力仅被施加到碟片23与头部壁22接触的表面上。
此外，偏心臂3在头部壁22上限定出用于容纳销28的座，所述销28平行于轴线A且在由覆盖盘25限定的缝槽29中滑动。缝槽29在圆周上限定枢轴28的两个停止位置的边界，从而限定偏心臂3相对于基部2的最大旋转。销28位于碟片23的径向外部，并且相对于头部壁22凸出地延伸出足够在周向上与覆盖盘25协同作用以在旋转方向上和在相反方向上限定出偏心臂3的两个最大角度位置的距离。
在使用中，如果达到了偏心臂3的最大角度位置中的一个，那么由摩擦碟片22和销28施加到封闭盘25上的切向载荷借助于封闭盘25传递到枢轴9上。
为了减小张紧器1的径向尺寸，滑轮4与轴承6的外环整体结合。
特别地，轴承6的外环包括限定出用于滚动元件的外部列、以及从相对于中心本体的相反部分上凸出的一对翼部31以用于限定具有沿轴线A的尺寸从而与传动装置的皮带协同作用的圆周表面32。
此外，扭簧5的簧圈具有正方形或矩形截面以相对于圆形截面的簧圈减小弹簧的尺寸，施加到偏心臂3上的力矩相同。
自动张紧器1允许获得的优点如下。
具有正方形或矩形截面的簧圈的扭簧5和与轴承6的外环整体地制成的滑轮4的结合允许减小高达30％的径向尺寸，并且允许保持施加到偏心臂3上的力矩不变。因此滑轮张紧器1还可以被安装到原本设计用于链条传动装置的隔室内。
借助于表面处理被硬化的枢轴9的表面意味着减小张紧器1的直径和高度的可能性。特别地，所述表面处理允许减小枢轴9的直径和高度，而由于构件尺寸的减小引起的比压的增大并不导致磨损的增大。
偏心臂3与轴承6的内环一样由钢构成，以使得在超过120°、即与张紧器1接触的润滑油通常达到的温度时，传动载荷也保持大致恒定。
张紧器1包括摩擦元件20、24以及垫片弹簧24，所述垫片弹簧24同时加载摩擦元件20、24以在油存在的情况下也确保适当的阻尼值。盘体7接受表面处理以避免危害滑轮4的对齐的磨损。
摩擦碟片24相对于封闭盘25固定地旋转，并且由于利用碟片本身通过其自身的轴向负载而产生的摩擦力，垫片弹簧12相对于摩擦元件24旋转地固定。摩擦碟片24唯一地借助于与头部壁22接触的表面将摩擦力矩施加到偏心臂4上。这样，因为由于磨损造成的间隙被垫片弹簧12恢复并且摩擦表面始终相同，因此对于张紧器的整个使用寿命摩擦力矩恒定。
轴承6密封并且包含润滑剂以使得润滑不受隔室内部油量的影响。的确，隔室中的油量取决于应用的类型并且可能在张紧器1安装处糟糕。
销28在与盘体7相反的轴向部分上安装在头部壁22上，从而不限定出对于扭簧5的几何结构的任何约束，所述扭簧5可以具有宽的半径以增大作用力矩并且用于同时保持相对低的刚度。这样，可以以大致恒定的方式将高力矩施加到皮带上。
用于摩擦元件20和23的聚酰胺4.6适于确保适当的阻尼值，并且适于抵挡可燃的油的侵害，而不会造成过度磨损。
最后清楚的是，在因为没有脱离所附权利要求的保护范围的情况下，可以对在此描述和示出的张紧器1作出修改和变化。
可以阻挡摩擦碟片相对于臂的旋转，并且可以安装垫片弹簧以加载摩擦碟片以及使垫片弹簧由臂旋转地承载。
此外，可以使用聚酰胺6.6用于摩擦元件20和23。

Claims (12)

1.一种张紧器(1)，所述张紧器(1)包括限定出轴线(A)的基部(2)、绕所述轴线(A)铰接且由弹簧(5)加载的活动偏心元件(3)、与所述活动元件(3)空转地连接的滑轮(4)，其特征在于，所述滑轮(4)限定出带有安装到所述活动元件(3)上的滚动轴承(6)的外环的单个本体，以及所述弹簧(5)为螺旋形且具有正方形或矩形横截面。
2.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于，所述基部(1)包括限定出所述轴线(A)且具有借助于表面处理被硬化的层(14)以及与所述活动元件(3)联接的枢轴(9)。
3.根据权利要求2所述的张紧器，其特征在于，所述支撑部(14)的硬度高于600HV。
4.根据权利要求3所述的张紧器，其特征在于，所述表面硬化处理为镀镍处理。
5.根据前述权利要求中任一项所述的张紧器，其特征在于，所述轴承(6)装配到所述活动元件(4)上，并且所述轴承(6)和所述活动元件(4)由钢制成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的张紧器，其特征在于，所述基部(2)包括具有借助于表面处理被硬化的表面的盘体(7)，以及所述张紧器包括布置在所述活动元件(4)和所述盘体(7)之间且借助于弹簧(24)加载的第一摩擦元件(20)，以及所述张紧器包括借助于所述垫片弹簧(24)加载的第二摩擦元件(23)。
7.根据权利要求6所述的张紧器，其特征在于，所述第二摩擦元件(23)以在旋转上固定而在平移上可滑动的方式与由所述基部(2)或所述活动元件(4)承载的约束元件(25)连接。
8.根据权利要求7所述的张紧器，其特征在于，所述垫片弹簧(24)布置在所述约束元件(14)和所述第二摩擦元件(23)之间。
9.根据权利要求8所述的张紧器，其特征在于，所述第二摩擦元件(23)为包括多个凸起(27)的碟片，所述凸起(27)平行于所述轴线(A)并且在由所述紧固元件(25)限定的相应的座中滑动。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的张紧器，其特征在于，所述第一和第二摩擦元件(20、23)中的至少一个包括聚酰胺。
11.根据权利要求6至10中任一项所述的张紧器，其特征在于，所述张紧器包括用于限制所述活动元件(3)相对于所述基部(2)的最大旋转的止动装置(28、29)，以及所述止动装置(28、29)由所述活动元件(3)承载在所述盘体(7)和所述第一摩擦元件(20)的相反轴向侧。
12.根据前述权利要求中任一项所述的张紧器，其特征在于，所述轴承(6)是包含润滑剂的密封轴承。
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