CN102459954A - 旋转式张紧装置 - Google Patents

Abstract

一种用于保持驱动带中张力的张紧装置（10），其特征是壳体（20）包括对连接在壳体的臂（15）施加力矩的偏压元件（70）。将带轮（7）连接在臂上并响应偏压元件对臂的偏压力与驱动带啮合。带轮偏转该带的形状以便在带中提供张力。密封元件（80）防止碎屑移动进入到壳体中和提供偏压力以便阻止壳体的第1半个（30）相对壳体的第2半个（40）的平移，同时允许第1半个相对第2半个的转动。

Description

旋转式张紧装置

技术领域

本发明整体涉及张紧装置，更具体地涉及在动力传动驱动系统中环形驱动带或链内用于连续保持张力的机械式弹簧作用或偏压的张紧装置。

背景技术

在先有技术中已知用于张紧动力传动驱动如各类带的各种各样的张紧装置。一种类型的张紧装置使用压缩弹簧提供偏压力。这样的张紧装置造价不高并能有效地保持在驱动带或链中的张力。但是，操作在苛刻的环境中可能迫使已知的张紧装置过早地失效。

发明内容

为了克服操作在苛刻环境中张紧装置过早失效相关的各种问题，本发明提供一种适合减少环境影响的张紧装置组件。因此，本发明提供一种用于张紧带的张紧装置，它包括壳体、连接在壳体的臂和定位在壳体内提供张紧力的偏压元件。密封元件阻止可能会损害臂转动的碎屑进入到该装置内。

按照本发明的一个方面，提供一种张紧装置，它包括有底座和盖的壳体，盖与底座配合构成一室。轴与底座用这样的方式啮合以便阻止该轴相对底座的转动。在该轴和盖之间可以装设轴承元件以便促进该盖相对轴的转动。在该室内的偏压元件相对底座偏压该盖。与壳体相连的细长臂有适合与带轮连接的一个终端。装设密封元件以便阻止碎屑进入到壳体内。在一种情况下，密封元件阻止碎屑进入到该轴与轴套之间的空间内。密封元件可以是可变形的和该轴的头部可使密封元件变形。另外，密封元件可以提供阻止该盖相对轴平行移动的偏压力但不会显著地阻止该盖相对底座的转动。

另外，按照本发明的一个方面，密封元件包括外接该轴头部的轮缘，和从轮缘朝内突出以便覆盖轴套的罩。因此，该密封元件可以阻止碎屑进入到该轴和轴套之间的空间。

附图说明

当与附图一起阅读时将能更好地理解上述的提要和下面本发明各优选实施例的详细描述，附图有：

图1是部分呈剖面的张紧装置与张紧带轮组合的透视图。

图2是图1说明的张紧装置没有张紧带轮的透视图。

图3是图1说明的张紧装置的放大的局部剖面图。

图4是图1说明的张紧装置的密封元件的平面图。

图5是图4说明的密封元件的剖面图。

具体实施方式

现在总体上参考各附图，具体地是图1和图3，整体上用10表示张紧装置。可操作张紧装置10偏压张紧带轮7使其与带、链或传送机啮合。张紧装置10包括连接在壳体20上的臂15。臂15和部分壳体20相对底座一起转动并都在壳体20中一个或多个偏压元件70的偏压之下。将带轮7连接在臂15的终端和构造它与一带啮合以便在偏压元件70的偏压作用下将张力加到该带上。

现在参考图1-3，将更详细地描述张紧装置的细节。张紧装置10包括壳体20，壳体包括用于安装偏压元件70的两个格间。壳体通常是圆筒形的，并由下部或底座30和上部或盖40组成。如下面进一步讨论的那样，安装偏压元件的格间是这样构成，使每个格间的一部分是在底座中和每个格间的一部分是在盖中。在本实施例中，偏压元件是弹簧，所以在下面的描述中各格间将称为弹簧室，但是，应该理解偏压元件可以是一种非弹簧的形式，如弹性体元件。

参考图1，将详细描述底座30的细节。底座30通常是圆筒形的，有中心孔35。轴50穿入到孔35中，和紧固件穿过孔并进入到轴中以便将张紧装置连接在一个机器元件上，如下面进一步描述那样。底座30还包括一对凹槽32、34，它们组成弹簧室的下部。各槽之间的壁将各槽互相分离。各壁作为在使用张紧装置时弹簧70支撑的终端壁。

用曲线形状构成槽32、34。在目前的例子中，凹槽顺随弧形曲线。在本实施例中，第2凹槽34基本上是第1凹槽32的镜像。另外，在目前的例子中，将凹槽32、34的底表面倒成圆形以便与弹簧70的旋圈曲率相对应。

盖40覆盖在底座30上以便将弹簧70封闭在装置内。另外，将细长的臂15连接在盖上。构造臂15便于与机器元件连接。例如，在目前例子中，臂15包括远离盖40的安装孔，可以使用该孔将带轮7连接在臂上从而可以使用张紧装置张紧皮带。在目前的例子中，该臂与盖整体成形从而该臂和盖是一个部件。但是，可以要求臂和盖分别制成，从而使臂如希望那样可拆卸地连接在盖上。

盖40是与底座30类似的大致圆筒形的物体。该盖还包括中心孔或开口用于接纳轴50。盖40包括与底座中安装弹簧70的凹槽32、34类似的两个凹槽42、44。用这种方式，当将盖40放在底座30上时，上凹槽42、44与下凹槽32、34叠合构成容纳弹簧70的格间。

张紧装置包括至少一个偏压元件70。虽然偏压元件的数目可以改变，在目前例子中张紧装置10包括两个偏压元件70，它们被对称地设置在壳体内以便在该装置转动时平衡偏压力。因此，张紧装置包括两个相同构造的偏压元件，在每个弹簧室内各放置一个。

盖40和连接的臂15围绕连接到底座30的轴50转动。该轴通常是圆筒形的，它有构成直径扩大的头部52的第1端和包括螺纹部分54有较小直径的第2端。如下面讨论的那样，该螺纹部分与底座30啮合以便用阻止该轴相对底座转动的方式将轴连接在底座上。

轴50是中空的，有中心孔，和该轴在头部52和螺纹部分54之间的长度大致是圆筒形的。在邻近带螺纹终端54的轴上形成肩部56。当将螺纹终端54螺纹拧入到底座30时肩部56面对但不必紧挨着底座20。螺纹终端与底座的配合作用如止动器限制该轴插入到壳体中的距离。但是，如下面讨论的那样，在目前的例子中，该轴的肩部接触底座，作用如止动器以便保持在底座和盖之间合适的空间。

构造该轴50的孔以便接纳一紧固件，紧固件可操作地将张紧装置10连接在一机器元件上。如在图1中说明的那样，轴50可以有带内螺纹的孔用于将张紧装置连接在机器上。例如，如螺栓8这样的紧固件可以穿过板连接到机器上。螺栓的头部压在该板的背面，螺栓与轴的带螺纹的孔啮合将张紧装置10连接到机器元件。另一种是，轴的孔可以是平滑的没有螺纹。紧固件可以穿过该孔并通过螺母进行连接，螺母将向下压在该轴的头部。另一种是，可将螺栓穿过该轴，从而使螺栓头压在该轴的头部，而螺栓或者与安装板或其他安装表面中的锥形孔螺纹啮合，或者螺栓与安装板背侧上的螺母啮合。

张紧装置10是这样操作，将弹簧70设置在盖40和底座30之间，当盖40响应被张紧物体上的负荷围绕轴50转动时该底座保持静止状态。为了改善张紧装置的转动，可能要求在各个元件之间包含一个或多个轴承元件。例如，如在图1中所示，本实施例包括设置在轴50和盖40之间的轴套60。将轴套60定位在盖内从而使轴50压在轴套的内部。构造轴套60压配合到穿过盖40的孔中以便在盖和轴之间构成支承表面。用这种方式，轴套提供有较低摩擦系数的平滑的磨损表面从而使盖可以相对该轴平滑地转动。

用比制成底座、盖和轴的材料更软和/或更平滑的材料制成轴套60。用这种方式，可以用较少考虑磨损耐久性的材料制成底座、轴和盖。例如，底座和盖可以由铝制成，轴可以由钢制成，而轴套60可以由青铜制成。

轴套60可以是简单的圆筒形衬里。但是，可以要求使用头部扩张成喇叭形的轴套，如在图1中所示。特别是，轴套60可以包括向外扩张成喇叭形的头部，从而将轴套的头部设置在壳体的上表面和轴50的喇叭形头部52的下表面之间。在轴的喇叭形头部52的下侧和轴套60的上表面之间形成的间隙保证张紧装置能自由地转动不会卡住。

参考图1，在目前的例子中，底座30包括凸台38，它是由从围绕中心孔35的底座上表面突出的环形脊构成。轴50的肩部56坐在凸台38上以便保持在盖和底座30之间的间隙使盖能相对底座转动。为了减少底座30、盖40与弹簧70之间的磨损，优选地在弹簧室内用油脂涂抹弹簧。另外，为了阻止污染物进入到轴和轴套之间，在轴套60的头部和轴50的头部之间装设密封元件。在目前的例子中，密封元件是在图3-5中表示的弹性可变形的盘。

密封元件80包括罩，它构成轴50和盖40之间的密封。密封80包括轮缘82，它外接轴套60和盖40的孔。在目前的例子中，轮缘82基本上是圆形的圈，它的内径大于轴套头部的外径。

罩83从轮缘82朝内伸展，组成基本上连续的表面。罩中的孔85提供用于容纳轴50本体的开口。孔85小于轴头部的外周边，因此轴头部重叠罩83。在目前的例子中，该孔与轴50本体有大约相同的直径，或稍微大些。但是，如果该罩是由弹性可变形材料制成，该孔可略为小于轴的本体。

如上述的构造，轮缘82将罩83与盖40的表面隔开以便阻止罩83和轴套60之间的互相影响。罩83的外边缘由轮缘支持，而罩的内部邻近孔85是没有支持的，从而使罩大体上可响应加在罩上向下的力向下自由变形。

将罩83放在轴套60和轴50头部之间的间隙中。轴50的头部向下压在罩83上使罩向下偏转。但是，在罩83和轴套之间保留间隙以便允许在轴套头部和轴头部之间能自由运动。

该罩可由各种各样的材料制成，如金属塑料或橡胶。在目前的例子中，罩83是弹性可变形的，和是与轮缘82整体成形的。在目前的例子中，轮缘和罩用塑料整体成形制成一件。两种示范性的塑料包括聚丙烯和缩醛。

由于该罩是由弹性可变形材料制成，在目前的例子中，该罩作用如偏压元件抑制盖相对底座30的位移。例如，如上讨论那样，在轴套头部和轴的头部之间形成间隙。没有间隙，轴头部将倾向于卡住轴套的头部，因而阻碍张紧臂自由转动去吸收被张紧的带或链中的松驰。由于轴套的头部和轴头部之间的间隙，该盖可以轴向相对底座运动。轴的头部限制该盖向上运动离开底座的能力。另外，当盖向上运动离开底座时，密封元件受压压缩。由于密封元件80变形，密封元件的弹性提供偏压力偏压盖40向下朝向底座30。用这种方式，密封元件80提供抑制力阻止盖移动离开底座。

如上述构造张紧装置，按如下装配张紧装置10。将下部轴套60压入配合到盖40的中心轮毂中。将弹簧70插入到弹簧室中。将油脂加到弹簧上和将盖放到底座上从而使盖中的凹槽42、44叠置在底座中的凹槽32、34上。然后将轴插入穿过密封元件80中的孔85和盖的孔，从而使带螺纹端54与底座中的带螺纹孔35螺纹啮合。由于该轴是螺纹拧入到底座30中，轴的头部接触密封元件80的罩部分83，使密封元件向下朝盖40变形。因为密封元件是由弹性可变形材料制成，密封元件的弹性偏压罩83的内缘到轴头部56的下侧。同时，密封元件的压缩迫使轮缘的下边向下进入与盖40的密封接触。

在目前的例子中，将如LOCTITE的粘合剂加到各个螺纹上将各螺纹部分粘合在一起以便基本上永久性地相对底座固定该轮毂。然后将如带轮这样的机器元件连接到臂15的终端。

接着使用如螺栓8这样的连接器将张紧装置连接在如上述的安装板或机器元件。紧固件拧紧轴50以便拧紧底座到机器元件上。但是轴相对底座固定，从而拧紧轴并没有显著地拧紧盖到底座上。用这种方式，在将该装置安装在机器元件上以后盖40仍可相对底座自由转动。

已经采用的术语和表述仅用作描述的术语而不是限制。使用这样的术语和表述不打算排除表示和描述的各部件或它们的一部分的任何等效物。因而认为在本发明的范畴和宗旨内可以进行各种修改。例如，在前面的描述中，张紧装置包括轴套以便改善轴、底座和壳体之间的界面。在某些应用中，可能要求使用装有滚珠轴承的轴承元件。类似地，不是使用分离的轴套，可以用能提供所需磨损表面的材料电镀或涂覆在各元件上。因此，轴、底座或壳体的术语轴承元件意味着包括任何类型的衬里、轴套、滚珠轴承、电镀或涂覆层，它们提供与构成对应元件（即轮毂、底座或壳体）的材料不同的特性或特征。另外，在前面的描述中，偏压元件被描述为在壳体中形成的弹簧室中压缩弹簧形式的螺旋弹簧。另一种是，偏压元件可以是螺旋扭力弹簧，它的一端与底座相连而另一端与壳体相连,当盖相对底座转动时提供偏压的力。在这样的实施例中，不需按照弹簧的形状构造弹簧室。相反，壳体可以基本上是中空的用于容纳扭力弹簧。因此，本发明包括在下面权利要求书范围内的各种变型。

Claims (23)

1.一种用于张紧带的张紧装置，包括：

壳体，包括：

     底座；和

     与底座配合以形成室的盖；

与底座啮合的轴，其中该轴有扩大的头部，且轴和底座之间的啮合阻止轴相对底座的转动；

在轴和盖之间的轴承，便于盖相对轴的转动，其中在轴套和轴扩大的头部之间形成间隙；

在该室内相对底座偏压盖的偏压元件；

细长的臂，有与或者底座或者盖连接的第1端和远离第1端的第2端，其中第2端适合与带轮连接；

设置在轴套和轴之间的间隙中的密封元件，其中密封元件包括外接轴的头部的轮缘，和从轮缘向内突出的罩，覆盖轴套以阻止碎屑移动进入到轴和轴套之间的空间中，其中该罩是弹性可变形的；

其中轴的头部使密封元件变形，从而使密封元件的第1部分构成该密封元件和轴之间的密封，而密封元件的第2部分构成该密封元件和盖之间的密封，和其中密封元件提供偏压力阻止该盖相对轴的平移而不会显著阻止该盖相对轴的转动。

2.如权利要求1所述的张紧装置，其特征在于偏压元件是扭簧。

3.如权利要求1所述的张紧装置，其特征在于偏压元件是压缩弹簧。

4.如权利要求1所述的张紧装置，其特征在于密封元件是由弹性可变形的塑料制成。

5.如权利要求1所述的张紧装置，其特征在于密封元件包括一孔且轴穿过该孔。

6.如权利要求5所述的张紧装置，其特征在于该孔小于轴的头部的外周边。

7.如权利要求5所述的张紧装置，其特征在于该孔生成的边缘构成与轴的头部的下侧啮合的表面。

8.如权利要求5所述的张紧装置，其特征在于该罩的轮缘有高度和该罩在轮缘和孔之间的宽度至少为轮缘高度的3倍。

9.如权利要求8所述的张紧装置，其特征在于在轮缘和孔之间的罩的宽度至少为轮缘高度的5倍。

10.如权利要求1所述的张紧装置，其特征在于轮缘形成连续的壁。

11.如权利要求10所述的张紧装置，其特征在于该罩与轮缘连续地相连接。

12.如权利要求1所述的张紧装置，其特征在于轴承元件是轴套。

13.如权利要求12所述的张紧装置，其特征在于轴套包括构成凸缘的扩大的头部，其中密封元件的轮缘外接扩大的头部。

14.用于张紧带的张紧装置，包括：

壳体，包括：

     底座；和

     与底座配合以形成室的盖；

轴，其中轴有扩大的头部，且保持该轴对抗相对底座的转动，其中在盖和轴的扩大头部之间的区域形成间隙；

在该室内相对底座偏压盖的偏压元件；

细长的臂，有与或者底座或者盖连接的第1端和远离第1端的第2端，其中第2端适合与带轮连接；

设置在盖和轴之间的间隙上面的密封元件，其中密封元件包括外接轴的头部的外周边部分，和从轮缘向内突出的罩，覆盖该间隙以阻止碎屑移动进入到间隙之中，其中该罩是弹性可变形的；

其特征在于轴的头部使密封元件变形，从而使密封元件的第1部分构成该密封元件和轴之间的密封，而密封元件的第2部分构成该密封元件和盖之间的密封。

15.如权利要求14所述的张紧装置，其特征在于该轴包括纵向的轴线和密封元件提供偏压力阻止盖相对该轴的轴线的平移而不会显著阻止盖相对该轴的转动。

16.如权利要求14所述的张紧装置，其特征在于该张紧装置包括在轴与盖之间的轴承以便于盖相对轴的转动，其中在轴套和轴的扩大的头部之间形成间隙。

17.如权利要求14所述的张紧装置，其特征在于密封元件包括一孔和轴穿过该孔。

18.如权利要求14所述的张紧装置，其特征在于该轴有纵向的轴线，和偏压元件偏压围绕该轴的轴线的盖。

19.用于张紧带的张紧装置，包括：

壳体，包括：

     底座；和

     与底座配合以形成室的盖；

有头部和纵向轴线的轴，其中保持该轴对抗相对底座的转动，和其中在盖和轴之间的区域内形成间隙；

在该室内相对底座偏压盖的偏压元件；

细长的臂，有与或者底座或者盖连接的第1端和远离第1端的第2端，其中第2端适合与带轮连接；

覆盖该间隙以阻止碎屑移动进入该间隙的密封元件，其中该罩是弹性可变形的和密封元件提供偏压力阻止盖相对该轴的轴线的平移而不会显著阻止盖相对该轴的转动。

20.如权利要求19所述的张紧装置，其特征在于轴的头部使密封元件变形，从而使密封元件的第1部分构成该密封元件和轴之间的密封，而密封元件的第2部分构成该密封元件和盖之间的密封。

21.如权利要求19所述的张紧装置，其特征在于该张紧装置包括在轴和盖之间的轴承以便于盖相对轴的转动，其中在轴套和轴之间形成间隙。

22.如权利要求19所述的张紧装置，其特征在于该密封元件包括一孔和轴穿过该孔。

23.如权利要求19所述的张紧装置，其特征在于偏压元件偏压围绕该轴的轴线的盖。

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