CN104791440A - 非对称阻尼张紧器 - Google Patents

Abstract

一种非对称阻尼张紧器，包括：具有内腔的底座；一端可转动地支承在底座内腔上方的张紧臂；可转动地支承在张紧臂另一端上的带轮；单向离合单元；阻尼构件；单向离合单元位于内腔内并包括：与张紧臂抗扭地固定连接的内套筒、套设在内套筒外的外套筒、及位于外套筒和内套筒之间的单向离合器，沿张紧器的加载方向外套筒和内套筒同步转动，沿张紧器的卸载方向外套筒相对底座静止；阻尼构件位于内腔内并与外套筒抗扭连接，沿张紧器的加载方向阻尼构件产生阻尼，沿张紧器的卸载方向阻尼构件未产生阻尼。解决了现有非对称阻尼张紧器加载时单向离合单元无法迅速地达到与张紧臂同步转动，以及现有非对称阻尼张紧器的非对称阻尼系数偏小的问题。

Description

非对称阻尼张紧器

技术领域

本发明涉及张紧器技术领域，特别是涉及一种非对称阻尼张紧器。

背景技术

张紧器是汽车发动机前端附件驱动系统中不可或缺的一部分，它的一个关键作用就是为发动机前端附件驱动系统提供一定的皮带张紧力。当皮带偏松时，由张紧器进行加载；当皮带偏紧时，由张紧器进行卸载。现有技术中广泛应用的一种张紧器为非对称阻尼张紧器，它在加载时产生的阻尼大于卸载时产生的阻尼。

公告号分别为US8162787B2、US8038555B2、US7371199B2的三篇美国专利文献公开了三种非对称阻尼张紧器，这三种非对称阻尼张紧器均包含一个单向离合单元及摩擦阻尼构件，在张紧器加载时该单向离合单元与张紧臂同步转动，以促使摩擦阻尼构件与其他构件摩擦进而产生阻尼；而在张紧器卸载时该单向离合单元未与张紧臂同步转动，不会促使摩擦阻尼构件与其他构件摩擦。

但是，由于上述三种非对称阻尼张紧器所采用单向离合单元的空行程较大，造成张紧器存在以下两个方面的不足：1）张紧器加载时单向离合单元无法迅速地达到与张紧臂同步转动的状态，造成张紧器无法及时地提供所需要的张紧力；2）张紧器由加载转变至卸载状态时，单向离合单元不会立即停止与张紧臂同步转动，故在此阶段摩擦阻尼构件依然会因与其他构件摩擦而产生阻尼，造成张紧器的非对称阻尼系数偏小。

公开号为DE4124637A1的德国专利文献公开了另一种非对称阻尼张紧器，该张紧器包含一种特殊形状的摩擦阻尼构件，只有在张紧器加载时该摩擦阻尼构件才与其他构件摩擦以产生阻尼。但是，该摩擦阻尼构件的耐久性不佳，造成张紧器的寿命有限。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有非对称阻尼张紧器加载时，单向离合单元无法迅速地达到与张紧臂同步转动的状态。

本发明要解决的另一问题是：现有非对称阻尼张紧器的非对称阻尼系数偏小。

本发明要解决的又一问题是：现有非对称阻尼张紧器的摩擦阻尼构件的耐久性不佳。

为解决上述问题，本发明提供了一种非对称阻尼张紧器，包括：

具有内腔的底座；

一端可转动地支承在所述底座内腔上方的张紧臂；

可转动地支承在所述张紧臂另一端上的带轮；

单向离合单元；及

阻尼构件；

所述单向离合单元位于内腔内并包括：与所述张紧臂抗扭地固定连接的内套筒、套设在所述内套筒外的外套筒、及位于所述外套筒和内套筒之间的单向离合器，沿所述张紧器的加载方向所述外套筒和内套筒同步转动，沿所述张紧器的卸载方向所述外套筒相对所述底座静止；

所述阻尼构件位于所述内腔内并与所述外套筒抗扭连接，沿所述张紧器的加载方向所述阻尼构件产生阻尼，沿所述张紧器的卸载方向所述阻尼构件未产生阻尼。

可选的，所述阻尼构件为至少一个悬置在所述内腔底壁上方的环形摩擦阻尼片，所述摩擦阻尼片的外侧面和内腔的侧壁接触。

可选的，所述阻尼构件为一个支承在所述内腔底壁上的环形摩擦阻尼片，所述摩擦阻尼片的外侧面和内腔的侧壁接触或存在间隔；或者，

所述阻尼构件为多个支承在所述内腔底壁上并在轴向上依次堆叠的环形摩擦阻尼片，所述摩擦阻尼片的外侧面和内腔的侧壁接触或存在间隔，相邻两个所述摩擦阻尼片之间设有与所述摩擦阻尼片接触的环形压盘，所述压盘和底座沿周向相对静止。

可选的，还包括：环绕所述外套筒并位于所述阻尼构件上方的扭力弹簧；及

位于所述扭力弹簧下端与阻尼构件上端之间的弹簧座，所述弹簧座与所述阻尼构件上端接触且和所述底座沿周向相对静止。

可选的，所述扭力弹簧在轴向上呈压缩状态以向所述弹簧座施加压力，所述弹簧座、摩擦阻尼片、压盘可相对底座沿轴向移动。

可选的，所述底座设有位于内腔侧壁并与扭力弹簧侧面接触的支撑柱及凸台，所述支撑柱和凸台位于一条直线上，且所述支撑柱比凸台更远离内腔底壁。

可选的，所述支撑柱可拆卸地安装在所述底座上。

可选的，所述外套筒靠近所述内腔底壁的端部突伸出若干固定部，所述摩擦阻尼片设有与所述固定部抗扭地配合的收容部。

可选的，所述摩擦阻尼片的内圆周面设有多个沿周向间隔排列并沿径向向内凸出的齿部，所述收容部为沿周向相邻的两个所述齿部之间的间隔；或者，

所述收容部为容纳所述固定部的槽。

可选的，还包括：位于所述内腔内并与所述底座抗扭地固定连接的芯轴，所述内套筒及张紧臂套设在所述芯轴外。

可选的，所述单向离合器包括：与所述外套筒紧配合的外圈，位于所述外圈内并与所述内套筒紧配合的内圈，位于所述外圈和内圈之间的滚动体；或者，

所述单向离合器包括：与所述外套筒紧配合的外圈，位于所述外圈和内套筒之间并与所述内套筒接触的滚动体。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

通过在张紧器中设置空行程较小的包括同轴设置的外套筒、内套筒及单向离合器的单向离合单元，以及与外套筒抗扭连接的阻尼构件，不仅使得张紧器加载时阻尼构件能够迅速地产生阻尼以及时地提供所需要的张紧力，而且，张紧器由加载转变至卸载状态时，阻尼构件能够快速的停止产生阻尼，进而提高了非对称阻尼系数。

进一步地，摩擦阻尼片及弹簧座可以沿着轴向移动，可以通过扭力弹簧在轴向的变形弥补摩擦阻尼片由于长时间工作而引起的磨损，这样可以减少长时间使用后阻尼衰减的情况。

附图说明

图1是本发明的一个实施例中非对称阻尼张紧器的立体分解图；

图2是沿图1中轴向剖面的剖面图，带轮及芯轴的轴线位于所述轴向剖面上；

图3是图1中外套筒的立体结构图；

图4是图1中其中一个摩擦阻尼片的立体结构图；

图5是图1中另一个摩擦阻尼片的立体结构图；

图6是图1中底座及支撑柱的立体结构图；

图7是图6中底座及支撑柱的立体分解图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

结合图1和图2所示，本实施例的非对称阻尼张紧器包括：

具有内腔100的底座10；

位于内腔100内并与底座10抗扭地固定连接的芯轴20，芯轴20具有通孔（未标识），利用容纳在芯轴20通孔内的螺栓（未图示）可以将底座10固定在发动机（未图示）上；

一端可转动地支承在底座内腔100上方的张紧臂30，张紧臂30套设在芯轴20的顶部外；

可转动地支承在张紧臂30另一端上的带轮40，带轮40用于向挠性传动件如皮带或链条（未图示）施加压力；

位于内腔100内的单向离合单元，所述单向离合单元包括同轴设置的外套筒51、内套筒52、及位于外套筒51和内套筒52之间的单向离合器53，内套筒52套设在芯轴20外并与张紧臂30抗扭地固定连接；

单向离合器53包括：与外套筒51紧配合的外圈531；位于外圈531内并与内套筒52紧配合的内圈532；位于外圈531和内圈532之间的三列滚动体533，三列滚动体533均为滚针；

在本实施例的变换例中，单向离合器53中也可以没有内圈532，而是由内套筒52充当内圈，滚动体533与内套筒52直接接触；

位于内腔100内的阻尼构件，所述阻尼构件为支承在内腔底壁110上并在轴向上依次堆叠的两个环形摩擦阻尼片61、62，摩擦阻尼片61、62的外侧面和内腔100的侧壁101存在间隔，摩擦阻尼片61、62之间设有与摩擦阻尼片61、62接触的环形压盘70，压盘70和底座10沿周向相对静止，使得压盘70不能相对底座10转动。

张紧器加载时，沿张紧器的加载方向（in wind-up direction），张紧臂30会带动内套筒52及单向离合器53的内圈532转动，由于外圈531和内圈532的空转角度较小，因此，外圈531和内圈532相对转动一个很小的角度后立即能够锁死进而可以同步转动，使得包含单向离合器53、内套筒52及外套筒51的单向离合单元可以迅速地达到与张紧臂30同步转动的状态。在外套筒51的带动作用下，摩擦阻尼片61会相对压盘70及内腔100的底壁110转动、摩擦阻尼片62会相对压盘70和弹簧座80转动，进而能够及时地产生阻尼。

由上述分析可知，单向离合器53的空转角度应尽可能的小。在本实施例中，单向离合器53的空转角度小于等于1度。

张紧器由加载方向切换至卸载方向时，张紧臂30会带动内套筒52及内圈532沿相反的方向转动，使单向离合器53的外圈531和内圈532立即解除锁死状态，使得外圈531、外套筒51、及摩擦阻尼片61、62能够立即相对底座10静止，进而能够使阻尼构件立即停止产生阻尼，尽可能地减少了张紧器卸载方向的阻尼，提高了张紧器的非对称阻尼系数。

在本实施例中，结合图6所示，内腔100的侧壁101设有槽103，压盘70的外侧面设有与槽103匹配的突出部71，突出部71嵌入槽103内，且突出部71在压盘70的周向上相对槽103静止，使得压盘70和底座10沿周向相对静止。另外，突出部71在压盘70的轴向上可相对槽103移动，使得压盘70可相对底座10沿轴向移动。

结合图1和图2所示，本实施例中，张紧器还包括：环绕外套筒51并位于所述阻尼构件即摩擦阻尼片61、62上方的扭力弹簧90，扭力弹簧90在轴向上呈压缩状态以向摩擦阻尼片61、62和压盘70施加压力；位于扭力弹簧90下端与所述阻尼构件上端之间的弹簧座80，弹簧座80与所述阻尼构件上端即摩擦阻尼片62接触且和底座10沿周向相对静止，使得弹簧座80不能相对底座10转动。

在本实施例中，结合图6所示，弹簧座80的外侧面设有与底座10的槽103匹配的突出部84，突出部84嵌入槽103内，且突出部84在弹簧座80的周向上相对槽103静止，使得弹簧座80和底座10沿周向相对静止。另外，突出部84在弹簧座80的轴向上可相对槽103移动，使得弹簧座80可相对底座10沿轴向移动。

如图1所示，弹簧座80面向张紧臂30的端面81设有第一凸台82，张紧臂30面向内腔底壁110的端面设有第二凸台31，扭力弹簧90的两个端部中，一个端部抵靠在第一凸台82的侧面83上、另一个端部抵靠在第二凸台31的侧面32上，使得扭力弹簧90的一个端部相对弹簧座80固定不动、另一个端部随张紧臂30转动，以向张紧臂30施加偏转力。

在本实施例中，如图3所示，外套筒51靠近内腔底壁110的端部突伸出若干固定部510。

结合图3至图5所示，摩擦阻尼片61、62的内圆周面分别设有多个沿周向间隔排列并沿径向向内凸出的齿部610、620，沿周向相邻的两个齿部610、620之间的间隔构成与固定部510抗扭地配合的收容部。通过使外套筒51的固定部510位于摩擦阻尼片61、62的收容部内，不仅可以使外套筒51与摩擦阻尼片61、62抗扭地连接，还可以使摩擦阻尼片61、62相对外套筒51沿轴向移动。

在其他实施例中，也可以通过其他方式来实现外套筒51与摩擦阻尼片61、62的抗扭连接，以及摩擦阻尼片61、62与外套筒51沿轴向的相对移动。例如，在外套筒51靠近内腔底壁110的端部突伸出若干固定部510，而在摩擦阻尼片61、62中设置与固定部510抗扭配合的槽，通过使固定部510容纳在该槽内，即可以达到该目的。

本实施例的摩擦阻尼片61、62的大体形状比较规则，对本实施例的摩擦阻尼片61、62进行耐久性试验发现，摩擦阻尼片61、62的耐久性较好。

继续参照图2和图3所示，固定部510具有面向内腔底壁110的第一引导面511，第一引导面511为沿周向倾斜的斜面；继续参照图2和图5所示，齿部620沿轴向伸出摩擦阻尼片62面向张紧臂30的端面621外，并具有面向张紧臂30且平行于第一引导面511的第二引导面622。

结合图2至图5所示，在组装张紧器时，将摩擦阻尼片61、62安装至底座10的内腔100之后再安装外套筒51。通过在外套筒51中设置第一引导面511、在摩擦阻尼片62中设置第二引导面622，使得外套筒51的安装更容易，原因如下：

无需保证外套筒51的固定部510能够正好对准摩擦阻尼片62相邻两个齿部620之间的位置，只要使外套筒51中固定部510的第一引导面511与摩擦阻尼片62中齿部620的第二引导面622有接触，然后推动外套筒51往单向离合器53非锁死方向旋转，并使外套筒51第一引导面511沿着第二引导面622移动，即可使外套筒51的固定部510能够自动对准先后滑入摩擦阻尼片62的相邻两个齿部620之间、以及摩擦阻尼片61的相邻两个齿部610之间。

如图2所示，张紧器使用一段时间后，摩擦阻尼片61、62因磨损会变薄。由于压盘70、摩擦阻尼片61、62及弹簧座80可相对底座10沿轴向移动，因此，在扭力弹簧90的轴向压力作用下，弹簧座80、摩擦阻尼片62、压盘70及摩擦阻尼片61均会相对底座10沿轴向向下移动，使得摩擦阻尼片61与内腔底壁110、压盘70之间的夹紧力，以及摩擦阻尼片62与压盘70、弹簧座80之间的夹紧力不会明显减小，进而使得由阻尼构件产生的阻尼不会随着使用时间明显衰减。

在本实施例中，结合图6和图7所示，底座10设有位于内腔侧壁101并与扭力弹簧90侧面接触的支撑柱120及凸台130，支撑柱120和凸台130位于一条直线上，且支撑柱120比凸台130更远离内腔底壁110。支撑柱120和凸台130配合在一起以防止扭力弹簧90倾斜，使扭力弹簧90在工作时能够与芯轴20同轴，进而能够向张紧臂30（结合图2所示）提供稳定的压力，从而减小张紧臂30由于受力不均匀而造成的倾斜。

在本实施例中，支撑柱120可拆卸地安装在底座10上，以便于将摩擦阻尼片61、62、压盘70、弹簧座80安装至底座10的内腔100内。具体地，支撑柱120嵌入底座10的槽102内，以实现支撑柱120与底座10可拆卸固定连接。

结合图1和图2所示，在本实施例中，内套筒52外圆周面与张紧臂30接触的部分设有滚花，以增加内套筒52和张紧臂30之间的结合力。

在本实施例中，所述张紧器还包括：位于芯轴20和内套筒52之间、并沿芯轴20轴向间隔排列的两个滑动轴承91，两个滑动轴承91分别位于芯轴20轴向的两端。滑动轴承91的作用在于：减少芯轴20和内套筒52的表面磨损；防止张紧臂30发生倾斜，进而防止带轮40发生倾斜。滑动轴承91的材料可以为塑料，也可以为表面涂有润滑涂层的钢材料。

在本实施例中，单向离合器53沿轴向的两端分别设有用于密封单向离合器53的密封圈92、93。

本实施例中，是以包含两个摩擦阻尼片的阻尼构件为例。在本实施例的变换例中，阻尼构件中也可以包含三个以上（含三个）的摩擦阻尼片。或者，阻尼构件也可以仅由一个支承在内腔底壁上的摩擦阻尼片构成。当阻尼构件中包含三个以上的摩擦阻尼片时，每相邻两个摩擦阻尼片之间均设置有与该摩擦阻尼片接触的压盘。

在本实施例的变换例中，两个摩擦阻尼片的外侧面也可以与内腔的侧壁接触，以增大阻尼构件产生的阻尼。摩擦阻尼片及压盘的具体数量、以及摩擦阻尼片的外侧面是否与内腔的侧壁接触可以根据张紧器加载时所需的阻尼总值来调节。

在本实施例的变换例中，阻尼构件也可以为一个或多个悬置在内腔底壁上方的环形摩擦阻尼片，且摩擦阻尼片的外侧面和内腔的侧壁接触。在这种情况下，沿张紧器的加载方向，可以通过外套筒带动该摩擦阻尼片相对内腔的侧壁转动从而产生阻尼。

需说明的是，在本发明的技术方案中，所述阻尼构件并不应仅局限于所给实施例，也可以采用其他能够产生阻尼的构件，只要保证该阻尼构件与外套筒抗扭连接、并在沿所述张紧器的加载方向能够产生阻尼，而沿所述张紧器的卸载方向不产生阻尼即可。单向离合器不能仅局限于所给实施例，也可以为其它结构形式的单向离合器结构。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种非对称阻尼张紧器，包括：

具有内腔的底座；

一端可转动地支承在所述底座内腔上方的张紧臂；

可转动地支承在所述张紧臂另一端上的带轮；

单向离合单元；及

阻尼构件；

其特征在于，所述单向离合单元位于内腔内并包括：与所述张紧臂抗扭地固定连接的内套筒、套设在所述内套筒外的外套筒、及位于所述外套筒和内套筒之间的单向离合器，沿所述张紧器的加载方向所述外套筒和内套筒同步转动，沿所述张紧器的卸载方向所述外套筒相对所述底座静止；

所述阻尼构件位于所述内腔内并与所述外套筒抗扭连接，沿所述张紧器的加载方向所述阻尼构件产生阻尼，沿所述张紧器的卸载方向所述阻尼构件未产生阻尼。

2.根据权利要求1所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，所述阻尼构件为至少一个悬置在所述内腔底壁上方的环形摩擦阻尼片，所述摩擦阻尼片的外侧面和内腔的侧壁接触。

3.根据权利要求1所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，所述阻尼构件为一个支承在所述内腔底壁上的环形摩擦阻尼片，所述摩擦阻尼片的外侧面和内腔的侧壁接触或存在间隔；或者，

所述阻尼构件为多个支承在所述内腔底壁上并在轴向上依次堆叠的环形摩擦阻尼片，所述摩擦阻尼片的外侧面和内腔的侧壁接触或存在间隔，相邻两个所述摩擦阻尼片之间设有与所述摩擦阻尼片接触的环形压盘，所述压盘和底座沿周向相对静止。

4.根据权利要求3所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，还包括：环绕所述外套筒并位于所述阻尼构件上方的扭力弹簧；及

位于所述扭力弹簧下端与阻尼构件上端之间的弹簧座，所述弹簧座与所述阻尼构件上端接触且和所述底座沿周向相对静止。

5.根据权利要求4所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，所述扭力弹簧在轴向上呈压缩状态以向所述弹簧座施加压力，所述弹簧座、摩擦阻尼片、压盘可相对底座沿轴向移动。

6.根据权利要求4所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，所述底座设有位于内腔侧壁并与扭力弹簧侧面接触的支撑柱及凸台，所述支撑柱和凸台位于一条直线上，且所述支撑柱比凸台更远离内腔底壁。

7.根据权利要求6所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，所述支撑柱可拆卸地安装在所述底座上。

8.根据权利要求3所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，所述外套筒靠近所述内腔底壁的端部突伸出若干固定部，所述摩擦阻尼片设有与所述固定部抗扭地配合的收容部。

9.根据权利要求8所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，所述摩擦阻尼片的内圆周面设有多个沿周向间隔排列并沿径向向内凸出的齿部，所述收容部为沿周向相邻的两个所述齿部之间的间隔；或者，所述收容部为容纳所述固定部的槽。

10.根据权利要求1至9任一项所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，还包括：位于所述内腔内并与所述底座抗扭地固定连接的芯轴，所述内套筒及张紧臂套设在所述芯轴外。

11.根据权利要求1至9任一项所述的非对称阻尼张紧器，其特征在于，所述单向离合器包括：与所述外套筒紧配合的外圈，位于所述外圈内并与所述内套筒紧配合的内圈，位于所述外圈和内圈之间的滚动体；或者，

所述单向离合器包括：与所述外套筒紧配合的外圈，位于所述外圈和内套筒之间并与所述内套筒接触的滚动体。