CN102414477A - 皮带张紧单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种皮带张紧单元(1)，所述皮带张紧单元具有：抗相对转动地布置的基础部件(2)和能相对于所述基础部件逆蓄能器(6)的作用有限地扭转的张紧部件(3)，其中，在所述基础部件(2)与所述张紧部件(3)之间，将在基础部件(2)与张紧部件(3)之间发生相对扭转的情况下由蓄能器(6)朝向径向外部对着摩擦面(10)预紧的摩擦机构(8)径向布置在所述蓄能器(6)与所述摩擦面(10)之间。为了实现简单的而且在摩擦特性方面得到改善的摩擦机构(8)，而提出：将摩擦机构(8)构成为如下摩擦段(9)，所述摩擦段(9)包括两个彼此对称地、在摩擦面(10)上相对置地布置的摩擦面。

Description

皮带张紧单元

技术领域

本发明涉及一种皮带张紧单元，所述皮带张紧单元尤其是用于内燃机的皮带盘平面，所述皮带张紧单元包括：抗相对转动地布置的基础部件；以及能相对于所述基础部件逆蓄能器的作用有限地扭转的张紧部件，其中，在基础部件与张紧部件之间起作用的是摩擦机构。

背景技术

形成类属的皮带张紧单元的典型实施方案具有如下的张紧部件，所述张紧部件具有相对于缠绕机构预紧的张紧辊。在此，张紧部件能够以能逆蓄能器的作用枢转的方式相对于固定地布置在内燃机壳体上的基础部件有限地扭转。因此，一方面通过枢转张紧辊来使引入到配备有皮带张紧单元的牵引机构传动装置中的振动得以消减，并且另一方面缠绕机构(例如皮带)的张紧程度即使在拉长的情况下，仍然在缠绕机构的使用寿命内保持恒定。此外，为了有效地消减振动，具有优点的是，将摩擦滞后件(Reibungshysterese)叠加于蓄能器，所述摩擦滞后件借助摩擦机构得到调整。

DE 10 2004 047 422 A1公开了一种依据类属的皮带张紧单元，所述皮带张紧单元具有基础部件和张紧部件。在基础部件与张紧部件之间在发生扭转时起作用的蓄能器通过扭力弹簧来形成，所述扭力弹簧在一端夹紧在基础部件中，并且在另一端夹紧在张紧部件中，从而在发生相对扭转时，扭力弹簧朝转动方向扩宽，并且对摩擦机构施以法向力。在此，摩擦机构分两件地由一侧敞开的单件式摩擦环来形成，所述摩擦环在通过扭力弹簧进行加载时，在敞开的端部扩宽的情况下形成了与基础部件的摩擦面的摩擦嵌接。在扭力弹簧与摩擦环之间布置有呈带形弹簧形式的第二部件。基于摩擦环一侧敞开的实施方式，摩擦环在摩擦面上进行不对称的贴靠。由此，在扭转角范围内可能出现不均匀的摩擦力矩以及对摩擦衬件的不均匀磨耗，所述摩擦衬件必须通过摩擦衬件的相应厚度来补偿。

WO 03/098971 A1公开了一种用于带摩擦机构的皮带张紧装置的减振装置，在所述减振装置中，提出两个分布在周边上的环弧段，所述环弧段基于实心载体部件而在其直径方面自身是刚性的，并且不允许使所述直径进行适配。对摩擦衬件磨损的适配借助两个对置的环弧段之间的、无法实现动态对称的磨损补偿的铰链连接来进行，从而环弧段的摩擦衬件必定不均匀地受到磨耗，并且必须为优先磨损掉的区域设置相应的磨损备件。此外，环弧段由于其实心的结构而需要很大的结构空间，并且由于其质量聚集性

而形成蓄热件，所述蓄热件在发热时可能对摩擦衬件的耐用性构成威胁。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供一种皮带张紧单元，所述皮带张紧单元的摩擦机构在摩擦衬件相对薄地构造的情况下，在使用寿命内形成与为摩擦衬件设置的摩擦面的、均匀构造的摩擦嵌接。附加地，摩擦机构应该可以简单地制造并且具有很小的空间结构需求。

根据本发明，该任务通过尤其用于内燃机皮带盘平面的皮带张紧单元得以解决，所述皮带张紧单元具有抗相对转动地布置的基础部件和能相对于所述基础部件逆蓄能器的作用有限地扭转的张紧部件，其中，在所述基础部件与所述张紧部件之间，将在基础部件与张紧部件之间进行相对扭转的情况下由蓄能器朝向径向外部对着摩擦面预紧的摩擦机构径向布置在所述蓄能器与所述摩擦面之间。所述摩擦机构由布置在所述摩擦面上的、呈弧段状的并且在其直径方面弹性地构成的摩擦段形成。

通过摩擦段的弹性的构造方案，该摩擦段可以完全地而且与摩擦衬件磨损无关地贴靠到摩擦面上，从而构成可重现的摩擦系数并因此构成均匀的摩擦力矩。此外，这种结构允许通过优选构造为扭力弹簧的蓄能器的外周边来进行对摩擦段整个周边的均匀加载，从而在摩擦段的内周边上实现均匀分布的法向力，用以形成与摩擦面的摩擦嵌接。

根据具有优点地构造的实施例，摩擦面设置在基础部件的内周边面上。为了在基础部件和张紧部件发生扭转时实现如库仑摩擦那样的滑动摩擦，则迫使摩擦段相对于摩擦面扭转，方法是：由张紧部件来带动摩擦段。在特别构造的实施例中，摩擦嵌接可以是拖带式(verschleppt)的，方法是：带动以带有余隙的方式来进行。对于设置在基础部件上的摩擦面而言可另选地，可以在张紧部件上设置相应的、与摩擦段形成摩擦嵌接的摩擦面，其中，该摩擦面钩挂到基础部件中，以便在张紧部件相对于基础部件发生扭转时，实现滑动摩擦。

根据本发明的构思，摩擦段由载体部件和固定在所述载体部件上的摩擦衬件来形成。在此，摩擦衬件可以形状配合和/或材料配合地装设到载体部件上，方法是：将摩擦衬件例如进行铆接、卡接或者形状配合地加以模铸，例如注塑或者进行粘接。由于摩擦衬件的材料不同，所述摩擦衬件可以由具有不同摩擦系数和硬度的不同合成材料来形成，其中，可以使用具有润滑特性的合成材料，如全氟烃，所述合成材料也可以埋入稳定的基质中或者与所述基质形成共聚物。在此，形成这种摩擦衬件的摩擦成分(Reibkomponent)可被自由选择，用以与载体部件形成模块化的结构集成件(Baukasten)，所述载体部件又在结构上与皮带张紧单元中的使用条件相匹配。

载体部件例如由薄的弹簧钢冲裁制成，并且根据使用直径被预先弯曲，其中，视与摩擦面的摩擦嵌接的构造方案而定，载体部件相比于摩擦面可以具有更大的、近似相等的或者更小的直径或者半径。例如，为了实现摩擦段相对于摩擦面的预紧，当载体部件直径选择得大于摩擦面直径时，可以调整出预紧的摩擦嵌接，而在直径较小的情况下，当扭力弹簧将相应的法向力加载到摩擦段上时，才至少充分地建立摩擦嵌接。与之相应地，载体部件可以在装入前在塑性变形的条件下，达到想要的直径。不言而喻的是，载体部件可以首先由软的片材预先制造，并且随后经历硬化过程，以实现弹性特性。

为了在将摩擦面布置在张紧部件上时通过张紧部件或基础部件对摩擦段进行转动带动，可以从载体部件中伸出至少一个，优选为唯一的关于摩擦段的圆弧居中的、由载体部件的片材制成的接片。该至少一个接片嵌入到设置在基础部件或者张紧部件中的凹处中，从而对摩擦段进行相应的转动带动。优选的是，这样的接片朝向径向内部伸出。通过对该截段的尺寸和形状的相应设计，能够将所述接片这样折叠，即：使所述接片可以多层地构成并且进而得以增强。

对于由弹簧钢制成的实施方式而言可另选地，载体部件可以由合成材料制成，优选由增强的合成材料制成。这种载体部件优选借助合成材料注塑方法来制造，其中，该至少一个用于带动摩擦段的接片以工装加工(werkzeugfallend)的方式设置。此外，在以这种方式已制成的载体部件中，已经凭借两成分法或多成分法来装设摩擦衬件，例如注塑该摩擦衬件，从而摩擦段完全地由至少两个合成材料成分(一个优选由增强的合成材料构成，用以形成载体部件，而另一个由调整出想要的摩擦系数的成分构成)以工装加工的方式而且单件式地制成。

为了调整出想要的摩擦力矩，除了摩擦衬件的设计之外，还要注意摩擦面的结构和材料选择。在这种情况下，已证明特别具有优点的是，使用金属面，尤其是未经加工的铝质压铸面。通过由薄板或薄的增强的合成材料等来构造载体部件，可以使摩擦段的热容量最小化，从而热量被快速地导走到周围的部件(例如基础部件)上，并且在载体部件中不形成可能对摩擦衬件的使用寿命产生不利影响的热量阻滞，从而可以在整体上预期摩擦段较长的使用寿命。

根据本发明的构思，单件式的摩擦段在直径上正对的、布置于圆形的摩擦面上两个区域之上得以支撑，所述区域优选占据角度在90°到150°之间的弧。在此，依赖于摩擦面直径，摩擦段直径在35mm到70mm之间被证明是具有优点的。摩擦段的接片可以相应地构造到装入式几何型体中。在此，已表明具有优点的是，接片居中地设置在载体部件的两个端侧之间，这是因为按照这种方式能够构造皮带张紧单元的摩擦段。

根据本发明，所述任务还通过摩擦机构得以解决，所述摩擦机构由两个彼此对称地、在摩擦面上相对置地布置的、呈圆弧形的并且在其直径方面弹性地构成的摩擦段来形成。设置如下的优选构成方案：两个呈圆弧形构造的摩擦段构造为等同部件。

根据本发明的构思，设置有直径上正对的、布置于圆形的摩擦面上的两个摩擦段，所述摩擦段优选占据角度在90°至150°之间的弧。在此，依赖于摩擦面直径，摩擦段直径在35mm到70mm之间被证明是具有优点的。摩擦段的接片可以相应地构造到装入式几何型体上。在此，已表明具有优点的是，接片居中地设置在载体部件的两个端侧之间，因为能够以这种方式将皮带张紧单元的摩擦段构成为等同部件，从而可以实现较小的物流成本和工具成本。

附图说明

结合在图1至图2d中所示的实施例对本发明进行详细阐述。在此：

图1示出具有摩擦机构的皮带张紧单元的剖面图，所述摩擦机构包括摩擦段；

图2a至图2d示出具有片材制成的载体部件和摩擦衬件的摩擦段的不同视图。

具体实施方式

图1示出用于牵引机构传动装置的皮带张紧单元1，所述皮带张紧单元具有位置固定的、例如装设在内燃机壳体上的基础部件2和能够相对于该基础部件2有限地围绕转动轴线1a移位的张紧部件3，所述张紧部件3在这里构成为枢转臂4，所述枢转臂4以能扭转的方式容纳张紧辊5。张紧辊5嵌入到缠绕机构(例如皮带)中，并且对缠绕机构的预紧程度进行调整，以及通过对枢转臂4的枢转来消减引入到牵引机构传动装置中的振动。在此，对缠绕机构的张紧进行补偿的力通过在基础部件2与枢转臂4之间预紧的蓄能器6施加在所述基础部件2与所述枢转臂4之间。在所示出的实施例中，该蓄能器6通过扭力弹簧7形成，所述扭力弹簧7借助带动机构在其一端转动联锁地与基础部件2相紧合，并且在其另一端转动联锁地与枢转臂4相紧合，其中，在图1中，仅仅枢转臂4的在轴向上朝向扭力弹簧7的方向成型的带动机构11是可见的。

为了使牵引机构传动装置中出现的振动(该振动通过枢转臂4的或多或少个周期性的枢转运动对皮带张紧单元1施加负荷)得到消减，在枢转臂4相对于基础部件2扭转(例如部分扭转或者枢转)期间，接入摩擦机构8，所述摩擦机构8由摩擦段9和设置在基础部件2的内周边上的、互补地构成的摩擦面10来形成。在此，摩擦段9在枢转臂4与基础部件2之间发生相对扭转时，由枢转臂4借助另一设置在枢转臂4上的带动机构12来带动，所述带动机构12能够以较简单的结构方式也由用于螺旋弹簧的带动机构11来形成。该螺旋弹簧在轴向上嵌入到摩擦段9中，并且转动联锁地在径向向内调设的接片13处带动所述摩擦段9。在此，接片13(如所示出地)在周边方向上由带动机构12来带动，其中，接片13在轴向上嵌入到构成为凹处的带动机构12中，并且由此在两个转动方向上被带动。在具有优点的其他实施例中，带动机构可以构成为凸轮，接片13围绕所述凸轮地折叠。在此，接片13可以被预先折叠，并且在装配期间被推移到凸轮上。可另选地，接片13的侧面可以在装配期间被弯曲。在两种情况中，在凸轮上可以设置有底切段，所述接片13的一部分为了形成摩擦段9在基础部件2上的防脱失机构或者说将摩擦段9在轴向上固定在基础部件2上而在后部嵌接所述底切段，方法是：接片13相应地预弯曲或者被卡入。

摩擦段9可以在预张紧的情况下或者以很小的空气余隙相对于摩擦面10来安装。摩擦段9相对于摩擦面10的加载借助扭力弹簧7的法向力来进行，所述扭力弹簧7在枢转臂4相对于基础部件2扭转期间扩宽。在此，扭力弹簧7的一个或多个绕圈部14贴靠到摩擦段9的内周边上，并且通过扭力弹簧7作用于所述绕圈部上的法向力来确定摩擦段9与摩擦面10之间(即枢转臂4与基础部件2之间)的伴随枢转臂4的扭转角增加的摩擦力矩。

摩擦段9包括彼此在直径上在摩擦面10上对置的、构成为摩擦衬件16的两个区域或者说两个区。基于特定的负荷或要求，载体部件15连结摩擦衬件16，以便形成单件式的摩擦段9。在此，载体部件15由在机械上能承受负荷的材料制成，扭力弹簧7或者枢转臂4的带动机构12均不能嵌在所述载体部件15中。例如，载体部件15可以由弹簧钢或者增强的合成材料制成。在此，为了使蓄热件容量和所要求的结构空间最小化，载体部件15构造为在径向方向上观察是壳罩式(Schales)的构件。摩擦衬件16根据与摩擦面10的优化摩擦系数的调整来加以设计，并因此由软的合成材料(如聚酰胺)或者其他摩擦材料形成，所述合成材料由于载体部件15的支撑而不必在机械上承担扭力弹簧7的法向力。

图2a至2d以不同视图示出作为零件的摩擦段9。所述摩擦段9由根据使用直径预先给出的弹簧钢板制成的载体部件15弯曲而得，接片13从所述载体部件15伸出。在其他实施例中，所述接片可以从闭合的窗口截段(Fensterausschnitt)伸出，从而在载体部件15的两个端侧上保留有连接片17，用以附加地使载体部件15稳定化，由此，载体部件附加地得以稳定化。在其他实施例中，通过在周向方向上附加的截段(未示出)，接片13可以通过弯折该截段而多层地构造，并因此得以增强。在载体部件15的外周边上装设有摩擦衬件16，例如以粘接的方式来装设，或者以未示出的方式形状配合地，例如借助卡接来与摩擦衬件16连接。

附图标记列表

1          皮带张紧单元

1a         转动轴线

2          基础部件

3          张紧部件

4          枢转臂

5          张紧辊

6          蓄能器

7          扭力弹簧

8          摩擦机构

9          摩擦段

10         摩擦面

11         带动机构

12         带动机构

13         接片

14         绕圈部

15         载体部件

16         摩擦衬件

17         连接片

Claims (11)

1.皮带张紧单元(1)，所述皮带张紧单元(1)尤其是用于内燃机的皮带盘平面，所述皮带张紧单元(1)具有：抗相对转动地布置的基础部件(2)和能相对于所述基础部件(2)逆蓄能器(6)的作用有限地扭转的张紧部件(3)，其中，在所述基础部件(2)与所述张紧部件(3)之间，将在基础部件(2)与张紧部件(3)之间发生相对扭转的情况下由所述蓄能器(6)朝向径向外部对着摩擦面(10)预紧的摩擦机构(8)径向布置在所述蓄能器(6)与所述摩擦面(10)之间，其特征在于，所述摩擦机构(8)由布置在所述摩擦面(10)上的、呈弧段状的并且在其直径方面弹性地构成的摩擦段(9)形成。

2.根据权利要求1所述的皮带张紧单元(1)，其特征在于，所述摩擦面(10)在所述基础部件(2)上形成，并且所述摩擦段(9)由所述张紧部件(3)在转动方向上带动。

3.根据权利要求1或2所述的皮带张紧单元(1)，其特征在于，所述摩擦段(9)由载体部件(15)和固定在所述载体部件(15)上的摩擦衬件(16)形成。

4.根据权利要求3所述的皮带张紧单元(1)，其特征在于，所述载体部件(15)由薄的弹簧钢冲裁而成，并且用于带动所述摩擦段(9)的接片(13)朝向径向内部伸出。

5.根据权利要求4所述的皮带张紧单元，其特征在于，所述接片通过对伸出的片材加以折叠来增强。

6.根据权利要求3所述的皮带张紧单元，其特征在于，所述载体部件由增强的合成材料制成，其中，以工装加工的方式来设置用于带动所述摩擦段的接片。

7.根据权利要求1至6之一所述的皮带张紧单元(1)，其特征在于，所述摩擦段(9)占据90°到150°之间的弧。

8.根据权利要求1至7之一所述的皮带张紧单元(1)，其特征在于，所述摩擦段占据35mm至70mm之间的直径。

9.根据权利要求1至9之一所述的皮带张紧单元(1)，其特征在于，所述摩擦段(9)在装入所述皮带张紧单元(1)中之前，相比于所述摩擦面(10)被塑性地调节至更小的直径。

10.根据权利要求1前序部分所述的皮带张紧单元(1)，其特征在于，所述摩擦机构(8)由两个彼此对称的、在所述摩擦面(10)上相对置地布置的、呈弧段状的并且在其直径方面弹性地构成的摩擦段(9a、9b)形成。

11.根据权利要求10所述的皮带张紧单元，其特征在于，这些对称地相对置的摩擦段(9a、9b)是等同部件。

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