CN102472374A - 皮带张紧单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其用于内燃机皮带盘平面的皮带张紧单元(1′)，具有抗转动地布置的基础件(2)和支承在基础件(2)上的并能相对该基础件克服至少一个扭簧(6)的作用受限制地以扭转角(α)相对扭转的张紧件，其中，在基础件(2)与张紧件之间的相对扭转期间，至少一个扭簧(6)通过改变其直径借助由至少一个由至少一个扭簧(6)加载的摩擦段(9)和在张紧件上设置的摩擦面(10a)组成的摩擦装置(8a)构造摩擦啮合。为了除额定位置之外为皮带张紧单元(1′)的整个工作区设计摩擦装置(8a)的摩擦力矩，提出摩擦面(10a)的摩擦特性以依赖于扭转角(α)变化的方式调整。

Description

皮带张紧单元

技术领域

本发明涉及一种皮带张紧单元，尤其用于内燃机皮带盘平面，具有抗转动地布置的基础件，和借助套筒支承在基础件上并能相对该基础件克服至少一个扭簧的作用受限制地以扭转角相对扭转的张紧件，其中，在基础件与张紧件之间的相对扭转期间，至少一个扭簧通过改变其直径借助由至少一个由至少一个扭簧加载的摩擦段和在张紧件上设置的摩擦面组成的摩擦装置构造摩擦啮合。

背景技术

由DE 10 2005 052 453 A1公开了尤其用于内燃机皮带盘平面的类属的皮带张紧单元，具有位置固定地待布置的基础件和相对该基础件可以克服如螺旋弹簧那样的扭簧的作用扭转的张紧件、如在张紧方向上由螺旋弹簧加载的带有张紧轮的张紧杠杆。扭簧借助一个端部容纳在基础件上并借助另外的一个端部容纳在张紧装置上，从而使得该扭簧在扭转时由切向力加载，并在扭簧在预张紧方向上相对运动时就其直径被扩展，而在松弛方向上减小直径。在扭簧的外周边上设置有通过经扩展的扭簧的法向力所产生的法向力所控制的摩擦装置，该摩擦装置通过由扭簧相对张紧件上设置的摩擦面加载的摩擦段形成。

类属的皮带张紧装置的相关扭簧张力以及摩擦装置阻尼的设计，根据皮带张紧装置在牵引传动装置中的额定位置(Nennstellung)进行。通过扭簧的设计，因此在预张紧方向上在张紧件相对基础件的扭转角上，通过由于相对扭转而连续增加的法向力观察到伴随着增加的阻尼的、上升的摩擦力矩，而在扭簧的松弛方向上，由于该扭簧的直径下降而出现伴随着降低的摩擦力矩的、下降的法向力，并因此随着松弛方向上的增加的扭转角而必须容忍通过摩擦装置的变差的阻尼。

发明内容

本发明的任务因此在于，提供一种皮带张紧单元，该皮带张紧单元在张紧件相对基础件的全部扭转角上与牵引传动装置的张紧要求和阻尼要求相适应、尤其与驱动牵引传动装置的内燃机的特性相适应。

该任务通过一种尤其用于内燃机皮带盘平面的皮带张紧单元得以解决，该皮带张紧单元具有抗转动地布置的基础件和支承在该基础件上的并相对于该基础件克服至少一个扭簧的作用能受限制地以扭转角相对扭转的张紧件，其中，在基础件与张紧件之间相对扭转期间，至少一个扭簧通过改变其直径借助由至少一个由至少一个扭簧加载的摩擦段和在张紧件上设置的摩擦面组成的摩擦装置构造摩擦啮合，并且摩擦面的摩擦特性以依赖于扭转角变化的方式调整。通过随扭转角改变摩擦面的摩擦特性，可以不依赖于扭簧随扭转角提供的法向力，在相应扭转角上提供摩擦装置的所希望的摩擦力矩。已经证实的是，只要希望，甚至在随着在扭簧松弛方向上增加的扭转角而扭簧直径变小的情况下进而下降的法向力的情况下，在相应地构造摩擦面的摩擦特性时，仍可以表现出随扭转角递增的摩擦力矩。

依据本发明，摩擦面依赖于扭转角成形(profilieren)。对此基本上是指摩擦面对扭簧随扭转角改变的法向力的适应的两种类型，这两种类型要么可以自行使用，要么可以组合使用。

所述适应的第一类型涉及摩擦面的摩擦半径的依赖于扭转角的改变。在这种情况下，与在张紧件上加工的摩擦面的内周边的已公知的呈柱体形实施方式不同并且设置有摩擦面的与在扭转角上所希望的摩擦力矩的要求相适应的内周边。根据张紧件的转动方向的不同，可以在此随着增加的扭转角产生增强扭簧的法向力的如递增那样的摩擦力矩或产生减弱法向力的如递减那样的摩擦力矩。不言而喻，依赖于扭簧的根据转动方向的不同而减少和增加的直径，通过相应地设计摩擦半径，在张紧件的两个转动方向上依赖于扭转角也可以表现出相同的摩擦特性曲线。

依据有利的实施例，可以从额定位置出发设置连续的摩擦半径。这样可以例如在伴随着扭簧松弛的转动方向上摩擦半径随扭转角减少。这一点在扭簧的松弛范围内引起对通过减少的直径而减小的法向力的补偿效应，从而使得摩擦力矩根据随扭转角减少的摩擦半径的梯度的不同，相对呈柱体形构造的摩擦面而言不那么强地致使摩擦功率递减，或保持不变或甚至递增地发展。备选地可以设置，在扭簧松弛的转动方向上随扭转角增加地设置摩擦半径，从而可以设置相对于摩擦面的呈柱体形的、具有在扭转角上恒定的摩擦半径的实施而言在任何情况下均增强地递减下落的摩擦特性曲线。

不依赖于摩擦半径在松弛方向上的设计方案，可以在扭簧的预张紧的转动方向上，随扭转角减少地设置摩擦半径，从而可以根据摩擦半径在扭转角上的梯度的设计方案的不同，表现出伴随有随扭转角比例过大地增加的摩擦力矩的、增强地递增的摩擦特性曲线。具有弱递增的、经由线性直至递减的特性曲线的更平缓的摩擦特性曲线可以借助在扭簧的预张紧的转动方向上随扭转角增加的摩擦半径获得。

摩擦面的摩擦功率的随扭转角的改变的第二类型可以借助摩擦面的依赖于扭转角的纹理实现。为此，在显微镜下摩擦面可以随扭转角变化，其方式是，例如摩擦面的纹理随扭转角变化。例如可以依赖于扭转角地设置例如呈研磨条纹或槽形式的纹理的不同的粗糙深度或几何形状的取向或其密度。此外，相对于如凹部或槽那样的负表面部分，与摩擦段形成摩擦啮合的正表面部分可以随扭转角变化。此外，形成摩擦面的、在张紧件上设置的轴向附加部在扭转角上可以变宽或变窄，从而在扭转角上，摩擦段的表面仅在预先给定的扭转角下以高摩擦力矩完全与摩擦面形成摩擦啮合，而该附加部在其他扭转角的情况下则部分地轴向地凸出。

通过布置在基础件上的摩擦面的成形，例如通过非柱体形形状的设计方案，可以同时调整扭簧的预张紧力的分布，摩擦面同时是用于扭簧的贴靠面。在这种情况下，扭簧的力矩进而产生的阻尼有利地改变。在此，尤其在张紧杠杆的不利的杠杆比情况下、例如在张紧杠杆的极限位置中，获得经改善的作用到皮带上的皮带力。此外，由此皮带张紧单元的阻尼的特性曲线族可以有针对性地调整，和/或张紧器响声(Spannerschnalzen)可以通过张紧杠杆借助弹簧力矩通过摩擦面的相应成形而改进的设计方案而有针对性的制动来获得。

附图说明

随后在对比附图的情况下对依据本发明所构造的皮带张紧单元的优选实施方式进行详细说明。在此：

图1以剖面图示出皮带张紧单元；以及

图2示出具有随扭转角成形的摩擦面的皮带张紧单元的截面的示意图。

具体实施方式

图1示出按照现有技术的用于牵引传动装置的皮带张紧单元1，具有位置固定地、例如安装在内燃机壳体上的基础件2和能相对该基础件受限制地绕旋转轴线1a移动位置的张紧件3，该张紧件在这里构造为可扭转地容纳张紧轮5的枢转臂4。张紧轮5嵌入缠绕器件、例如皮带内，并且调整其预张紧，并且阻尼通过枢转臂4的枢转而进入牵引传动装置中的振动。补偿缠绕器件张力的力在此在基础件2与枢转臂4之间通过夹紧在它们之间的扭簧6施加。该扭簧在所示的实施例中通过螺旋弹簧7形成，该螺旋弹簧在其一个端部上转动锁合地与基础件2夹紧并且在其另一端上转动锁合地与枢转臂4借助带动装置夹紧，其中，在图1中只能看到枢转臂4的轴向朝螺旋弹簧7方向成型的带动装置11。

为了阻尼出现在牵引传动装置内的振动，这些振动通过枢转臂4的或多或少的周期性的枢转运动来负载皮带张紧单元1，在如枢转臂4相对于基础件2部分扭转或者枢转那样的扭转期间联接有摩擦装置8，该摩擦装置由摩擦段9和在基础件2的内周边上设置的互补地构造的摩擦面10形成。在此，摩擦段9在以枢转臂4与基础件2之间的扭转角α相对扭转时由枢转臂4借助枢转臂4上设置的其它带动装置12带动，该带动装置在更加简单的结构中也可以由用于螺旋弹簧7的带动装置11形成。该带动装置轴向地嵌入摩擦段9内，并且在径向向内安置的接片13上转动锁合地带动该摩擦段。在此，如图所示的那样接片13在周向上由带动装置12带动，其中，接片13轴向地嵌入构造为凹座的带动装置12中，并由此在两个转动方向上被带动。

摩擦段9可以在预张紧的情况下或以很小的空气游隙相对摩擦面10安装。摩擦段9相对摩擦面10的加载借助在枢转臂4相对基础件2扭转期间扩径的扭簧6的法向力进行。在此，扭簧6的一匝或多匝14贴靠到摩擦段9的内周边上并通过扭簧6的作用到该内周边上的法向力确定摩擦段9与摩擦面10之间、也就是枢转臂4与基础件2之间随着枢转臂4的扭转角而上升的摩擦力矩。

扭簧6在其刚性方面这样设计，即，枢转臂4反向支持(gegenhalten)皮带的振动力矩和皮带的预张紧力。依赖于预先给定的结构空间，扭簧6在枢转臂4由于传动系振动扭转时扩径。所产生的、作用到摩擦装置8上的法向力在此依赖于扭簧6的刚性进而依赖于其扭力。

在按照现有技术构造的皮带张紧单元1中所示的摩擦面10，绕转动轴线1a呈柱体形地，也就是以恒定的摩擦半径设计，从而在扭簧6在松弛方向上扭转时，在直径变小的情况下摩擦力矩随着增加的扭转角α而下降，并且在扭簧6的预张紧方向上，则随着增大的直径随着在该转动方向中的增大的扭转角α，摩擦力矩比例过大地增加。

图2示意地示出除随后所示的区别外与图1的皮带张紧单元1类似的、按照本发明设想的皮带张紧单元1′，具有基础件2和由未详细示出的张紧件所提供的依据本发明变化的摩擦面10a，该摩擦面在这里仅示意地示出。摩擦面10a与摩擦段9处于摩擦啮合中，该摩擦段借助张紧件和基础件2以扭转角α扭转而被加载以在箭头15方向上作用的法向力，其中，扭簧在其端部上，一方面在张紧件上并且在张紧件3上(图1)分别借助沿箭头16作用的切向力支撑，并因此在其直径方面扩径。摩擦面10a相对转动轴线1a具有随着扭转角α而改变的摩擦半径r。按照这种方式，根据摩擦半径r的设计方案的不同，随着增大的扭转角α，依赖于角度的法向力通过在预张紧方向上扩展的或在松弛方向上收缩的扭簧6得到补偿或增强。按照这种方式，可以通过选择摩擦面10a的成形的设计方案调整摩擦装置8a的特性曲线，这些特性曲线不是通过皮带张紧单元1′的结构类型预先给定，而是相应于牵引传动装置的和驱动该牵引传动装置的内燃机的特性设计。

不言而喻，在相应地设计的扭簧6的情况下，其直径在预张紧方向上变小并在松弛方向上扩展，其中，对于这种类型的设计方案而言，由本发明的设想获得以相同的程度的相应成形的摩擦面10a。

附图标记列表

1    皮带张紧单元

1′  皮带张紧单元

1a   转动轴线

2    基础件

3    张紧件

4    枢转臂

5    张紧轮

6    扭簧

7    螺旋弹簧

8    摩擦装置

8a   摩擦装置

9    摩擦段

10   摩擦面

10a  摩擦面

11   带动装置

12   带动装置

13   接片

14   匝

15   箭头

16   箭头

α   扭转角

r    摩擦半径

Claims (9)

1.皮带张紧单元(1′)，尤其是用于内燃机皮带盘平面，所述皮带张紧单元具有抗转动地布置的基础件(2)和支承在所述基础件(2)上的并能相对所述基础件克服至少一个扭簧(6)的作用受限制地以扭转角(α)相对扭转的张紧件(3)，其中，在基础件(2)与张紧件(3)之间相对扭转期间，所述至少一个扭簧(6)通过改变其直径借助由至少一个由所述至少一个扭簧(6)加载的摩擦段(9)和在所述张紧件(3)上设置的摩擦面(10a)组成的摩擦装置(8a)构造摩擦啮合，其特征在于，所述摩擦面(10a)的摩擦特性以依赖于扭转角(α)变化的方式调整。

2.按权利要求1所述的皮带张紧单元(1′)，其特征在于，所述摩擦面(10a)依赖于扭转角(α)地成形。

3.按权利要求1或2所述的皮带张紧单元(1′)，其特征在于，所述摩擦面(10a)的摩擦半径(r)依赖于扭转角(α)地改变。

4.按权利要求3所述的皮带张紧单元(1′)，其特征在于，在所述扭簧(6)的松弛的转动方向上，所述摩擦半径(r)随扭转角(α)减少。

5.按权利要求3所述的皮带张紧单元，其特征在于，在所述扭簧(6)的松弛的转动方向上，所述摩擦半径(r)随扭转角增加。

6.按权利要求3至5之一所述的皮带张紧单元(1′)，其特征在于，在所述扭簧(6)的预张紧的转动方向上，所述摩擦半径(r)随扭转角(α)减少。

7.按权利要求3至5之一所述的皮带张紧单元，其特征在于，在所述扭簧的预张紧的转动方向上，所述摩擦半径(r)随扭转角增加。

8.按权利要求2至7之一所述的皮带张紧单元，其特征在于，所述摩擦面的纹理随扭转角改变。

9.皮带张紧单元，尤其用于内燃机皮带盘平面，所述皮带张紧单元具有抗转动地布置的基础件(2)和支承在所述基础件(2)上的并能相对所述基础件克服至少一个扭簧(6)的作用受限制地以扭转角(α)相对扭转的张紧件(3)，其中，在基础件(2)与张紧件(3)之间相对扭转期间，所述至少一个扭簧(6)通过改变其直径借助由至少一个由所述至少一个扭簧(6)加载的摩擦段(9)和在所述张紧件(3)上设置的摩擦面(10a)组成的摩擦装置(8a)构造摩擦啮合，其特征在于，所述摩擦段(9)以依赖于扭转角(α)变化的方式调整。

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