CN103987940A - 用于皮带传动装置的张紧设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于内燃机的起动发电机皮带传动装置的张紧设备(2)。张紧设备包括张紧器壳体(8)、以可在其中移动的方式安置的张紧臂(17)和两个张紧轮(6，7)，所述张紧轮中的一个安置在张紧臂上并且另一个位置固定地安置在张紧器壳体(8)上。产生预紧力的弹簧机构包括两个串联的螺旋压缩弹簧(20a，20b)，所述螺旋压缩弹簧的朝向彼此的弹簧端部(23a，23b)通过在张紧器壳体中滑动地安置的中间件(24)被分离。张紧臂具有棘形突出部(28)，所述棘形突出部穿过在张紧臂一侧伸展的螺旋压缩弹簧并且滑动地安置在中间件中。

Description

用于皮带传动装置的张紧设备
技术领域
本发明涉及一种用于皮带传动装置的张紧设备，所述皮带传动装置具有连续环绕的皮带、具有驱动轮的电机和至少一个另外的主动轮，所述主动轮经由皮带与驱动轮处于驱动连接，其中张紧设备包括下述部件：
-张紧器壳体，所述张紧器壳体围绕驱动轮的轴线能枢转地安置在电机上，
-以能移动的方式安置在张紧器壳体中的张紧臂，
-两个张紧轮，所述张紧轮借助预紧力沿皮带的旋转方向在驱动轮之前和之后加载皮带，其中张紧轮中的一个安置在张紧臂上并且另一张紧轮位置固定地安置在张紧器壳体上，以及
-产生预紧力的弹簧机构，所述弹簧机构的弹簧端部在张紧器壳体和张紧臂之间夹紧。
背景技术
在具有交替地吸收和输出转矩的主动轮和与此相应地变换拉紧边和松弛边的皮带传动装置中，松弛边的张紧需要具有两个张紧轮的张紧设备，所述张紧设备在交替地进行驱动和被驱动的驱动轮之前和之后预紧皮带。其典型地但是非必要地为具有起动发电机形式的电机的内燃机的皮带传动装置，所述起动发电机不仅为了产生电流而由内燃机所驱动，而且也驱动内燃机，以便起动所述内燃机。
例如在DE199 26 615A1、DE10 2008 025 552A1和DE10 2006 019877 A1中提出的已知的张紧设备分别具有固定在起动发电机上的张紧器壳体和两个以可移动的方式安置在其中的张紧臂，所述张紧臂的张紧轮通过设置在其之间的弹簧机构来相互力加载，以便张紧皮带。
开头所提出类型的张紧设备，即一方面具有仅一个以可移动的方式安置在张紧器壳体中的张紧臂和另一方面具有固定于壳体的张紧轮的张紧设备从非在先公开的参考文献DE10 2011 082 764A1、DE10 2011082 330A1和DE10 2011 084 680A1中已知。在那里，用于张紧臂的这两个滑动支承部位构成为轴承壳，所述轴承壳彼此间隔地或者位置固定地设置在张紧器壳体中或者位置固定地设置在张紧臂上，使得或者在轴承壳和张紧臂之间或者在轴承壳和张紧器壳体之间进行滑动轴承中的相对运动。这两个轴承壳的确定张紧臂的引导长度的间距进而在张紧器壳体中伸展的张紧臂部段的长度一方面取决于张紧臂的横向于皮带平面的可靠的、由滑动轴承间隙导致的倾斜并且另一方面——在张紧器壳体的预设的结构空间供应的情况下——取决于加载张紧臂的弹簧机构的所需的结构空间需求。
发明内容
基于上述内容，本发明所基于的目的是，不仅在张紧臂在张紧器壳体中的低倾斜的滑动支承方面而且也在弹簧机构的特性方面改进开头所提出的类型的张紧设备。
对此的解决方案在于：弹簧机构包括两个串联的螺旋压缩弹簧。所述螺旋压缩弹簧的朝向彼此的弹簧端部通过在张紧器壳体中滑动地安置的中间件分离，其中张紧臂具有棘形突出部，所述棘形突出部穿过在张紧臂方面伸展的螺旋压缩弹簧并且滑动地安置在中间件中。弹簧的根据本发明的串联连接实现：将张紧臂的进一步在张紧器壳体中的内部中伸展的滑动支承部位以浮动安置的中间件的方式设置在这两个弹簧之间，其中由弹簧圈限界的弹簧内腔用作为用于在那里构成为棘形突出部的张紧臂的结构空间。因此壳体结构空间的一部分由张紧臂以及弹簧机构利用，鉴于张紧臂在张紧器壳体中的更加倾斜稳定的引导，滑动支承部间距被扩大，以及鉴于在预设弹簧预紧和大的工作路径的情况下具有平坦弹簧特性曲线的弹簧特性，弹簧机构的有效长度被扩大。
张紧臂和螺旋压缩弹簧原则上能够直地且相对于弹簧常规柱形地成形。然而，有利于张紧设备的径向紧凑的结构空间地，适当的是张紧臂构成为是圆弧形的并且螺旋压缩弹簧构成为弧形弹簧。
有利地，弧形弹簧为相同部件。在该情况下，在张紧臂的调节运动中所述张紧臂相对于中间件的相对路径和中间件相对于张紧器壳体的相对路径是一样大的并且分别为张紧臂的调节路径的一半。
附图说明
根据下面描述的附图阐述本发明的实施例。其示出：
图1示出上面安装有张紧设备的从DE102011084680A1中已知的电机的立体组合图；
图2示出根据图1的已知的张紧设备的对于张紧器壳体的立体后视图；
图3示出具有打开的张紧器壳体的根据本发明修改的张紧设备的横截面图；和
图4示出根据图3的没有弹簧机构的张紧设备的放大图。
只要没有另作说明，在此相同的或功能相同的特征或构件就设有相同的附图标记。
具体实施方式
在图1中示出的电机1为内燃机的辅助机组皮带传动装置的起动发电机，其中将起动发电机1与用于(未示出的)连续环绕的多V形皮带的张紧设备2组合成一个结构单元。起动发电机1包括通常柱形的机器壳体3，所述机器壳体在此借助于适配器4与内燃机旋紧。旋紧在中央的(未示出的)驱动轴上的驱动轮5在机器壳体3的正面上伸展，所述驱动轮经由皮带至少与内燃机的(同样未示出的)曲轴主动轮处于驱动连接。
曲轴主动轮以已知的方式为了起动内燃机而由起动发电机1的驱动轮5驱动，以便随后本身在内燃机起动时驱动驱动轮5以产生电流。与此相应地，交替地输出转矩或吸收转矩的驱动轮5引起皮带传动装置中的拉紧边和松弛边与此同步交替，所述皮带传动装置具有皮带的通过在驱动轮5附近的箭头绘出的旋转方向。在内燃机的起动运行中，在旋转方向上在进行驱动的驱动轮5之前伸展的那个皮带边为拉紧边，并且在旋转方向上在驱动轮5之后伸展的那个皮带边为松弛边。相反地，在发动机运行中，在旋转方向上在然后被驱动的驱动轮5之前伸展的那个皮带边为松弛边，并且在旋转方向上在驱动轮5之后伸展的那个皮带边为拉紧边。
张紧设备2在正面安装在机器壳体3上并且包括两个张紧轮6和7，所述张紧轮在旋转方向上在驱动轮5之前或之后借助预紧力加载皮带，以便张紧皮带传动装置的交替的松弛边。
图2示出在安装到电机1上之前的作为结构单元的张紧设备2的组装图。张紧设备2包括张紧器壳体8和具有支承部位10的支承座9，将张紧器壳体8与张紧轮6、7以可相对于支承座9枢转的方式安置在所述支承部位上。轴承支承部位10为轴颈，所述轴颈始于支承座9的与张紧器壳体8轴向相邻地伸展的端壁11并且朝张紧器壳体8延伸。张紧器壳体8设有柱形的突起12，所述突起以滑动支承的方式接纳在轴颈10上。
如从根据图1的组装图中可见，连续的空心柱形的轴颈10与驱动轮5同心地延伸。这一方面表示：张紧设备2的枢转支承部和驱动轮5的转动轴线同轴，并且另一方面是如下构造的前提条件，即驱动轮5的(作为轴螺母的角仅部分可识别的)轴向螺接部13以节约轴向结构空间的方式容纳在轴颈10的内部中。因为所述轴颈在驱动轮5的背离机器壳体3的一侧上伸展，所以支承座9将张紧器壳体8轴向地借助装配法兰14绷紧，所述装配法兰根据机器壳体3的柱形形状基本上圆弧形地构成。支承座9在机器壳体3的正面上的固定借助于三个固定点15处的螺纹连接进行(螺接部本身在图1中没有示出)。
在皮带的旋转方向上设置在驱动轮5之后的张紧轮7借助于轴向螺丝16安置在张紧臂17上，所述张紧臂克服容纳在张紧器壳体8中的并且在此不可见的弹簧机构的力以可围绕驱动轮5的转动轴线运动的方式安置在张紧器壳体8中。相反，张紧轮6借助于轴向螺丝18位置固定地安置在张紧器壳体8上。穿过壳体孔插入到张紧臂孔(这两个孔不可见)中的止动销19用作为安装止动装置，所述安装止动装置在安装皮带传动装置之前将张紧臂17相对于张紧器壳体8固定在预紧的运输位置中。
张紧器壳体8的可枢转的滑动支承实现：在起动发电机1的运行变换和用松弛边替换拉紧边时在皮带传动装置中张紧器壳体8随张紧轮6、7围绕驱动轮5的转动轴线枢转。因此当例如起动发电机1从起动器运行变换到发电机运行中时，皮带边在可在壳体侧运动的张紧轮7方面从松弛边变换到拉紧边，并且在壳体侧位置固定的张紧轮6方面从拉紧边变换到松弛边。因此，该运行变换引起张紧器壳体8从在张紧轮7方面当前的拉紧边枢转到在张紧轮6方面当前的松弛边，即在所示出的根据图1的皮带的旋转方向中引起相反于该旋转方向的枢转。在此，持续地通过张紧器壳体之内的弹簧机构保持皮带传动装置中的预紧力，所述张紧器壳体对出自张紧器壳体8中的张紧臂17用压力加载。
张紧设备2的该工作方式、即到相应当前的松弛边的进行张紧的枢转也引起用于旋转的起动发电机质量与内燃机曲轴的所谓的脱耦。在发电机(例如发电机自由轮)上或者曲轴上的脱耦器通常承担该脱耦的工作，所述脱耦器在没有起动器模式的常规的发电机中设置在发电机轴或曲轴上并且当所述曲轴的转速梯度是负的时，相对惰性旋转的发电机质量与曲轴脱离。这就是说，根据本发明的张紧设备2也能够替选或辅助于脱耦器应用在(没有起动器模式的)常规的发电机皮带传动装置中。
图3和4示出修改的张紧器壳体8，产生皮带预紧的弹簧机构的根据本发明的结构上的构造与张紧臂17的支承相结合地从所述张紧器壳体中产生。张紧器壳体8在那里是打开的，即没有示出根据图2的与其旋紧的壳体盖21。用于在容纳腔中可移动地安置的张紧臂17的和用于弹簧机构的圆弧形的和横截面为矩形的容纳腔22在张紧器壳体8的内部中延伸。所述弹簧机构由两个串联的螺旋压缩弹簧和在此具有容纳腔22的曲率的结构相同的弧形弹簧20a和20b组成，所述弧形弹簧的彼此朝向的内部的弹簧端部23a或23b通过滑动地安置在容纳腔22中的中间件24分离。外部的弹簧端部25a或25b在张紧臂17的凸肩26和容纳腔22的端壁27之间夹紧。在容纳腔22之内延伸的张紧臂部件与此相应地构成为圆弧形的棘形突出部28，所述棘形突出部穿过在张紧臂17方面伸展的弧形弹簧20a并且滑动地支承在中间件24的孔29中。棘形突出部28和与其相匹配成形的孔29借助基本上正方形的横截面形状配合地止动，以防止相对旋转，由此张紧臂17借助其张紧轮7附加地防止从皮带平面中以不被允许的大程度倾斜。
张紧臂侧的靠外的弹簧端部25a借助于滑动轴承件30支撑在张紧臂17上，所述滑动轴承件设有舌部31。所述舌部防止弧形弹簧20a与容纳腔22的进行支撑的纵向壁32直接接触。以相同的方式，弧形弹簧20b与其靠外的弹簧端部25b借助于间隔件33支撑在端壁27上。另一滑动支承件34在张紧臂17方面封闭容纳腔22。密封元件35保护容纳腔22防止侵入的杂质颗粒。
滑动轴承件30、34和中间件24以及间隔件33不仅用于可移动地支承，而且——由于滑动摩擦——也用于张紧器壳体8中的张紧臂17和弧形弹簧20a、20b的振动衰减。相应地将嵌入有PTFE(聚四氟乙烯)形式的干燥润滑剂的聚酰胺作为材料。
附图标记列表
1  电机/起动发电机
2  张紧设备
3  机器壳体
4  适配器
5  驱动轮
6  位置固定的张紧轮
7  可移动的张紧轮
8  张紧器壳体
9  支承座
10 支承部位/轴颈
11 支承座的端壁
12 张紧器壳体的柱形的突起
13 驱动轮的轴向螺接部
14 支承座的装配法兰
15 支承座的固定点
16 可移动的张紧轮的轴向螺丝
17 张紧臂
18 位置固定的张紧轮的轴向螺丝
19 保险销
20  弹簧机构/弧形弹簧
21  壳体盖
22  容纳腔
23  内部的弹簧端部
24  中间件
25  靠外的弹簧端部
26  张紧臂的凸肩
27  容纳腔的端壁
28  张紧臂的棘形突出部
29  中间件的孔
30  滑动轴承件
31  滑动轴承件的舌部
32  容纳腔的纵向壁
33  间隔件
34  另一滑动轴承件
35  密封元件。

Claims (3)

1.一种用于皮带传动装置的张紧设备，所述皮带传动装置具有连续环绕的皮带、具有驱动轮(5)的电机(1)和至少一个另外的主动轮，所述主动轮经由所述皮带与所述驱动轮(5)处于驱动连接，其中所述张紧设备(2)包括下述部件：
-张紧器壳体(8)，所述张紧器壳体围绕所述驱动轮(5)的轴线能枢转地安置在所述电机(1)上，
-以能移动的方式安置在所述张紧器壳体(8)中的张紧臂(17)，
-两个张紧轮(6，7)，两个所述张紧轮沿所述皮带的旋转方向在所述驱动轮(5)之前和之后以预紧力加载所述皮带，其中所述张紧轮中的一个(7)安置在所述张紧臂(17)上并且另一张紧轮(6)位置固定地安置在所述张紧器壳体(8)上，以及
-产生预紧力的弹簧机构(20a，20b)，所述弹簧机构的弹簧端部(25a，25b)在所述张紧器壳体(8)和所述张紧臂(17)之间夹紧，
其特征在于，所述弹簧机构包括两个串联的螺旋压缩弹簧(20a，20b)，所述螺旋压缩弹簧的朝向彼此的弹簧端部(23a，23b)通过在张紧器壳体(8)中滑动地安置的中间件(24)被分离，其中所述张紧臂(17)具有棘形突出部(28)，所述棘形突出部穿过在所述张紧臂(17)方面伸展的螺旋压缩弹簧(20a)并且滑动地安置在所述中间件(24)中。
2.根据权利要求1所述的张紧设备，其特征在于，所述棘形突出部(28)构成为是圆弧形的并且所述螺旋压缩弹簧(20a，20b)构成为弧形弹簧。
3.根据权利要求2所述的张紧设备，其特征在于，所述弧形弹簧(20a，20b)是相同部件。
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