CN102954167B - 皮带传动机构的张紧装置和具有这种张紧装置的电机 - Google Patents

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Abstract

提出一种皮带传动机构的张紧装置和具有这种张紧装置的电机，尤其是内燃机的起动机发电机皮带传动机构的张紧装置（2）和具有这种张紧装置的起动机发电机（1）。张紧装置应当借助滑动支承结构支承在起动机发电机的机器壳体（3、3’）上。

Description

皮带传动机构的张紧装置和具有这种张紧装置的电机
技术领域
本发明涉及一种皮带传动机构的张紧装置，该皮带传动机构具有：无尽循环的皮带、带有机器壳体和传动轮的电机以及至少一个其他驱动轮，该驱动轮经由皮带与传动轮传动连接，其中，张紧装置包括以下部分：
-张紧器壳体，其借助滑动支承结构绕传动轮的轴能枢转地支承在机器壳体上，
-两个张紧轮，所述两个张紧轮在所述皮带的循环方向上在传动轮之前和之后向皮带施加预张紧力，
-产生预张紧力的弹簧件，
-以及能逆着弹簧件的力运动地支承在张紧器壳体内的张紧臂，
其中，张紧轮中的一个支承在张紧臂上，并且另一张紧轮位置固定地支承在张紧器壳体上。
本发明此外涉及一种具有这种张紧装置的电机。
背景技术
在具有变换地吸收和输出转矩的驱动轮和牵引段与回程段与此相应变换的皮带传动机构中，回程段的张紧需要具有两个张紧轮的张紧装置，所述两个张紧轮在变换地进行驱动和受驱动的传动轮之前和之后预张紧牵引机构。以下是典型的，但不是必要的，即，具有如下起动机发电机形式电机的内燃机的皮带传动机构，该起动机发电机不仅出于产生电流的目的由内燃机驱动，而且也驱动内燃机，以便起动该内燃机。
例如在DE 199 26 619 A1、DE 10 2008 025 552 A1和 DE 10 2006 019 877 A1中所提出的公知的张紧装置各自具有固定在起动机发电机上的张紧器壳体和两个能运动地支承在该张紧器壳体中的张紧臂，所述张紧臂的张紧轮通过设置在所述张紧臂之间的弹簧件向彼此施加力，以张紧皮带。
开头所述类型的张紧装置，也就是一方面具有仅一个能运动地支承在张紧器壳体内的张紧臂，并且另一方面具有与壳体固定的张紧轮，并且具有这种类型张紧装置的电机从未在先公开的DE10 2010 048 206 A1公知。
发明内容
由此出发本发明的目的在于，在机器壳体上的滑动支承结构方面，结构上改进开头所述类型的张紧装置和具有这种类型张紧装置的电机。
为此关于张紧装置解决方案在于，滑动支承结构将张紧器壳体利用径向的滑动支承面在径向方向上、并且利用轴向的滑动支承面在双侧轴向方向上支承在机器壳体上。换句话说，张紧装置的滑动支承结构在结构上如此地设计，使得所述滑动支承结构的滑动支承面将张紧器壳体不仅径向，而且也轴向支承在电机的壳体上的与所述滑动支承面对应的滑动支承面上。
张紧器壳体可以配设有支承圈，在其内柱面上和在其端面上分布张紧器壳体的径向的或轴向的滑动支承面。优选张紧器壳体的径向的和轴向的滑动支承面由滑动衬层形成，这些滑动衬层防相对转动地设置在支承圈的内柱面处或端面上。
滑动衬层可以各自由弧形的衬层段组成。这些衬层段适当地配设有凸起部，所述凸起部出于形锁合地起作用的防相对转动目的装入支承圈内周面的或端面的凹座中。
（圆的）滑动衬层或必要时衬层段在一种备选的构成中也可以仅材料锁合地固定、特别是粘贴在支承圈上。
该目的在电机方面的解决方案在于，机器壳体的滑动支承面形成在其周向上分布的沟道，该沟道具有基本上U形径向向外敞开的横截面，并且支承圈径向向内延伸到该沟道内。
在此方面，机器壳体的轴向滑动支承面中的一个直接在机器壳体上构成，而该机器壳体的另一轴向滑动支承面在与机器壳体螺栓紧固的支承盘上构成，该支承盘设置在支承圈的背离机器壳体的端面上。这种结构上的设计导致张紧装置在机器壳体上的特别紧凑的、也就是节省结构空间的支承。
此外，位置固定地支承在张紧器壳体上的张紧轮在皮带的循环方向上设置在传动轮之前。在张紧轮的这种设置中，在电机的传动轮上运转的皮带段的、伴随显著的噪音和增加的磨损而来的倾覆风险明显小于相反的张紧轮设置，这是因为在与壳体固定的张紧轮的情况中，张紧臂与张紧轮之间不存在易于使皮带倾覆的支承间隙。
附图说明
下面介绍的附图示出本发明的实施例。其中：
图1示出依据本发明的电机连同安装在其上的张紧装置的透视总图；
图2示出依据图1的张紧装置的分解图；
图3示出依据图1的张紧装置的纵向截面图；
图4示出依据图1的张紧装置的张紧器壳体部件的第一透视零件图（背面）；
图5示出用于形成张紧器壳体的背面轴向滑动支承面的衬层段；
图6示出用于形成张紧器壳体的径向滑动支承面的衬层段；
图7示出依据图1和4的张紧装置的张紧器壳体部件的第二透视零件图（正面）；以及
图8示出用于形成张紧器壳体的正面轴向滑动支承面的衬层段。
具体实施方式
图1所示的电机1是内燃机辅助机组-皮带传动机构的起动机发电机，其中，起动机发电机1与（未示出的）无尽循环的多槽皮带的张紧装置2组成一个结构单元。起动机发电机1包括通常圆柱形的机器壳体3和螺栓紧固在轴4上的传动轮5，所述传动轮经由皮带至少与内燃机的（同样未示出的）曲轴驱动轮传动连接。
曲轴驱动轮按照本身公知的方式为起动内燃机由起动机发电机1的传动轮5驱动，以便然后在内燃机已起动的情况下驱动传动轮5以产生电流。与此相应地变换地输出转矩或吸收转矩的传动轮5引起皮带传动机构内的牵引段和回程段的与此同步的变换，该皮带传动机构具有在传动轮5上标注出的皮带循环方向。在内燃机的起动运行中，在循环方向分布上在进行驱动的传动轮5之前的那个皮带段是牵引段，而在循环方向上分布在传动轮5之后的那个皮带段是回程段。相反在发电机运行中，在循环方向上分布在于是被驱动的传动轮5之前的那个皮带段是回程段，在循环方向上分布在传动轮5之后的那个皮带段是牵引段。
张紧装置2安装在机器壳体3的正面上，并且包括两个张紧轮6和7，所述两个张紧轮在皮带循环方向上在传动轮5的之前和之后向皮带施加预张紧力，以便张紧皮带传动机构的变换的回程段。下面根据图2和3对张紧装置2的设计结构进行介绍。机器壳体3在那里通过分布在张紧装置2背面上的机器壳体盘3’表示，所述机器壳体盘在图1中不是作为这样的机器壳体盘存在的，而是一体式地构造在机器壳体3上。
张紧装置2包括张紧器壳体8，所述张紧器壳体能绕传动轮5的轴4枢转地支承在机器壳体3的正面上。在皮带循环方向上设置在传动轮5之后的张紧轮6借助轴螺栓9支承在张紧臂10上，所述张紧壁的弧形的臂段能逆着弧形弹簧11形式的产生预张紧力的弹簧件绕传动轮5的轴4运动地支承在张紧器壳体8内。与此相反另一张紧轮7位置固定地支承在张紧器壳体8上。张紧器壳体部件8a为此配设有栓柱12，在该栓柱中拧入另一张紧轮7的轴螺栓13。
整个张紧装置2的可枢转的支承在起动机发电机1运行变换时和在皮带传动机构内牵引段与回程段的相应交换时，使得张紧器壳体8利用张紧轮6、7绕传动轮5的轴4枢转成为可能。也就是例如在起动机发电机1从起动机运行变换到发动机运行时，则皮带段在壳体侧能运动的张紧轮6方面从回程段变换到牵引段，并且在壳体侧固定的张紧轮7方面从牵引段变换到回程段。因此这种运行变换导致张紧装置2由在张紧轮6方面的于是当前的牵引段枢转出来进入在张紧轮7方面的于是当前的回程段，也就是说，在所标注的循环方向的情况下，导致逆着循环方向的枢转。在此方面，皮带传动机构内的预张紧力始终通过弧形弹簧11维持，该弧形弹簧从张紧器壳体8向外向张紧臂10施加压力。
张紧器壳体8由张紧器壳体部件8a和借助螺栓紧固14（图2中的三个螺栓）固定在该壳体部件上的另一张紧器壳体部件8b组成，所述另一张紧器壳体部件与张紧器壳体部件8a一起限制张紧臂10和弧形弹簧11的弧形的并且在横截面中矩形的容纳室15。张紧臂10的和弧形弹簧11的、在张紧器壳体8内的支承和减震借助滑动支承瓦16或17进行。所述另一张紧器壳体部件8b配设有密封条18，该密封条保护容纳室15防止污物颗粒的侵入。穿过壳体孔19装入张紧臂孔20内的安全销21用作安装保险，该安装保险在将起动机发电机1连同张紧装置2装入皮带传动机构内之前，将张紧臂10固定在预张紧的运输位置上。
张紧器壳体8在起动机发电机1上的可枢转支承借助滑动支承结构进行，该滑动支承结构将张紧器壳体8利用径向的滑动支承面在径向方向上并且利用轴向的滑动支承面在双侧轴向方向上支承在机器壳体3的正面上。尤其如在依据图3的纵截面图中可以清楚看出地，张紧器壳体部件8a配设有支承圈22，该支承圈向内径向延伸到分布在机器壳体3循环方向上的沟道23内。该沟道23通过机器壳体3的径向的和轴向的滑动支承面24及25和26形成，并且具有基本上U形的径向向外敞开的横截面。机器壳体3的轴向滑动支承面25直接在该机器壳体的正面上构成，并且另一轴向滑动支承面26在分开的支承盘27上构成。支承盘27设置在支承圈22的背离机器壳体3的端面上，并且借助螺栓连接28（图2中的八个螺栓）固定在机器壳体3上。
由于滑动支承结构与皮带平面的轴向偏移（该皮带平面大致居中穿过张紧轮6分布），该滑动支承结构承受由波动的皮带力造成的倾覆力矩，该倾覆力矩使轴向的滑动支承面承受相应波动的反作用的横向力。因此该滑动支承结构也伴随着依赖于负荷的对张紧器壳体8枢转运动的衰减。
由图1和3的组合可以看出，滑动支承结构和支承盘27径向完全分布在传动轮5之外，或（换句话说）二者中较小的内径大于传动轮5的外径。这样确定构件的尺寸使得张紧装置2在传动轮5已经螺栓紧固的情况下安装到起动机发电机1的壳体3上成为可能。
如由图2至8说明的那样，张紧器壳体8的径向和轴向滑动支承面29及30和31各自由滑动衬层32或33和34形成，所述滑动衬层形锁合地防相对转动地设置在支承圈22的端面36和37上或内柱面35上。由滑动支承材料PA46 PTFE15制成的滑动衬层32、33和34各自由九个弧形的衬层段组成圆形，并且在端侧处配设有径向或轴向凸起的凸缘38、39和40，所述凸缘出于防相对转动的目的装入支承圈22 的内周面的或端面的凹座41、42和43内。
图5所示的衬层段33形成张紧器壳体8的轴向滑动支承面30，所述轴向滑动支承面分布在支承圈22的朝向机器壳体3的端面36（依据图4的张紧器壳体部件8a的背面）上并直接在机器壳体3的轴向滑动支承面25上滑动。
图6所示的衬层段32形成张紧器壳体8的径向滑动支承面29，所述径向滑动支承面分布在支承圈22的内柱面35上，并且在机器壳体3的外柱面24上滑动（参见图3）。
图8所示的衬层段34形成张紧器壳体8的另一轴向滑动支承面31，所述轴向滑动支承面分布在支承圈22的背离机器壳体3的端面37（依据图7张紧器壳体部件8a的正面）上，并且在支承盘27的轴向滑动支承面26上滑动。
在由部件公差引起的轴向支承间隙的范围内，滑动支承结构的由于上述的倾覆力矩强制产生的倾覆由以下方式最小化，即，无论是衬层段33还是衬层段34都具有彼此不同的，也就是在滑动支承结构的圆周上变化的壁厚。在此方面，“厚的”衬层段设置在支承圈22的支撑最大横向力的位置处，而相反“薄的”衬层段则设置在支承圈支撑最小的或根本不支撑横向力的位置处。
附图文字
1 电机/起动机发电机
2 张紧装置
3 机器壳体
4 传动轮的轴
5 传动轮
6 能运动的张紧轮
7 位置固定的张紧轮
8 张紧器壳体
9 能运动的张紧轮的轴螺栓
10 张紧臂
11 弹簧件/弧形弹簧
12 栓柱
13 位置固定的张紧轮的轴螺栓
14 张紧器壳体的螺栓紧固
15 容纳室
16 张紧臂的滑动支承瓦
17 弧形弹簧的滑动支承瓦
18 密封条
19 安全销的壳体孔
20 安全销的张紧臂孔
21 安全销
22 支承圈
23 沟道
24 机器壳体的径向滑动支承面
25 机器壳体的轴向滑动支承面
26 机器壳体的轴向滑动支承面
27 支承盘
28 支承盘的螺栓连接
29 张紧器壳体的径向滑动支承面
30 张紧器壳体的轴向滑动支承面
31 张紧器壳体的轴向滑动支承面
32 径向滑动衬层/衬层段
33 轴向滑动衬层/衬层段
34 轴向滑动衬层/衬层段
35 支承圈的内柱面
36 支承圈的端面
37 支承圈的端面
38 径向滑动衬层的凸缘
39 轴向滑动衬层的凸缘
40 轴向滑动衬层的凸缘
41 径向滑动衬层的凹座
42 轴向滑动衬层的凹座
43 轴向滑动衬层的凹座。

Claims (9)

1.皮带传动机构的张紧装置，所述皮带传动机构具有：无尽循环的皮带、带有机器壳体(3、3’)和传动轮(5)的电机(1)，和至少一个其他驱动轮，所述其他驱动轮经由所述皮带与所述传动轮(5)传动连接，其中，所述张紧装置(2)包括以下部分：
-张紧器壳体(8、8a、8b)，其借助滑动支承结构绕所述传动轮(5)的轴(4)能枢转地支承在所述机器壳体(3、3’)上，
-两个张紧轮(6、7)，所述两个张紧轮在所述皮带的循环方向上在所述传动轮(5)之前和之后向所述皮带施加预张紧力，
-产生所述预张紧力的弹簧件(11)，
-以及能逆着所述弹簧件(11)的力运动地支承在所述张紧器壳体(8、8a、8b)内的张紧臂(10)，
其中，所述张紧轮中的一个(6)支承在所述张紧臂(10)上，并且另一张紧轮(7)位置固定地支承在所述张紧器壳体(8、8a、8b)上，其特征在于所述滑动支承结构，所述滑动支承结构将所述张紧器壳体(8、8a、8b)利用径向的滑动支承面(24、29)在径向方向上并且利用轴向的滑动支承面(25、26、30、31)在双侧轴向方向上支承在所述机器壳体(3、3’)上。
2.按权利要求1所述的张紧装置，其特征在于，所述张紧器壳体(8、8a、8b)配设有支承圈(22)，在所述支承圈的内柱面(35)上和在所述支承圈的端面(36、37)上分布所述张紧器壳体(8、8a、8b)的径向的或轴向的滑动支承面(29或30、31)。
3.按权利要求2所述的张紧装置，其特征在于，所述张紧器壳体(8、8a、8b)的径向的和轴向的滑动支承面(29、30、31)由滑动衬层(32、33、34)形成，所述滑动衬层防相对转动地设置在所述支承圈(22)的内柱面(35)上或端面(36、37)上。
4.按权利要求3所述的张紧装置，其特征在于，所述滑动衬层(32、33、34)各自由弧形的衬层段组成。
5.按权利要求4所述的张紧装置，其特征在于，所述衬层段配设有凸起部(38、39、40)，所述凸起部出于形锁合地起作用的防相对转动目的装入所述支承圈(22)的内周面的或端面的凹座(41、42、43)内。
6.电机，具有支承在所述电机上的按权利要求2所述的张紧装置(2)，其特征在于，所述机器壳体(3、3’)的滑动支承面(24、25、26)形成在所述机器壳体的周向上分布的沟道(23)，所述沟道具有U形的、径向向外敞开的横截面，并且所述支承圈(22)径向向内延伸到所述沟道内。
7.按权利要求6所述的电机，其特征在于，所述机器壳体(3、3’)的轴向的滑动支承面中的一个(25)直接在所述机器壳体(3、3’)上构成，并且所述机器壳体的另一轴向的滑动支承面(26)在与所述机器壳体(3、3’)螺栓紧固的支承盘(27)上构成，所述支承盘设置在所述支承圈(22)的背离所述机器壳体(3、3’)的端面(37)上。
8.按权利要求7所述的电机，其特征在于，所述滑动支承结构和所述支承盘(27)径向完全分布在所述传动轮(5)之外。
9.按权利要求6所述的电机，其特征在于，所述位置固定地支承在所述张紧器壳体(8、8a、8b)上的张紧轮(7)，在所述皮带的循环方向上设置在所述传动轮(5)之前。
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