CN107667233B - 皮带张紧装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于辅助设备‑皮带传动系统的皮带张紧装置(1)，包括具有发电机壳体(2)、发电机轴(9)和被皮带(7)环绕的发电机皮带盘(8)的发电机，该张紧装置具有：‑两个环状的闭合的张紧臂(5，6)，所述张紧臂被彼此相对地并且相对于所述发电机能转动地支承在所述发电机壳体上，并且环绕所述发电机轴，‑两个在所述张紧臂上安装的张紧轮(3，4)，所述张紧轮在皮带运行方向上在所述发电机皮带盘的前面和后面将预紧力施加在所述皮带上，‑以及产生所述预紧力的弓形弹簧(13)，所述弓形弹簧在轴向上通过与所述张紧轮(3，4)重叠的安置被张紧在所述张紧臂之间。所述张紧臂限定容纳所述弓形弹簧的弓状的弹簧空间(14)，其周向延伸在所述发电机皮带盘(8)的环绕区域延伸，并且通过其中一个张紧臂(5)的两个侧壁(17，18)限定。其特征在于，所述弓形弹簧被张紧在所述侧壁中的一个(17)和另一个张紧臂(6)的掣子(19)之间，所述掣子轴向地超出所述另一个张紧臂的圆环形的端面，并且在所述另一个侧壁(18)前伸入到所述弹簧空间中。

Description

皮带张紧装置
技术领域
本发明涉及一种用于辅助设备-皮带传动系统的皮带张紧装置，包括具有发电机壳体、发电机轴和被皮带环绕的发电机皮带盘的发电机，具有：
-两个环状的闭合的张紧臂，该张紧臂臂被彼此相对地并且相对于发电机能转动地支承在发电机壳体上，并且环绕发电机轴，
-两个在该张紧臂上安装的张紧轮，该张紧轮在皮带运行方向上在发电机皮带盘的前面和后面将预紧力施加在皮带上，
-以及产生预紧力的弓形弹簧，该弓形弹簧在轴向上通过与张紧轮重叠安置被张紧在张紧臂之间，
其中，张紧臂限定容纳弓形弹簧的弓状的弹簧空间，其周向延伸在发电机皮带盘的环绕区域伸展，并且通过其中一个张紧臂的两个侧壁限定。
背景技术
具有环状闭合的并且环绕发电机轴的张紧臂的皮带张紧装置从EP 2 128 489 B1的多个设计方案中已知。根据各各设计方案，弹簧是在张紧臂支承件的径向外侧安置的螺旋弹簧、在张紧臂支承件区域内安置的扁带弹簧或包围张紧臂支承件的弓状弹簧。将弹簧与张紧臂在轴向上基本完全重叠地安置使得皮带张紧装置在轴向上的结构特别紧凑。
DE 10 2012 223 086 A1和DE 10 2013 102 562 A1也示出具有环状的闭合的张紧臂的皮带张紧装置。在两个出版物中，弹簧是环绕发电机轴的螺旋盘簧，然而该螺旋盘簧未在第一个提及的出版物中安置，而在第二个提及的出版物中只略微与张紧轮轴向重叠地安置。与前述提及种类的皮带张紧装置不同，这些设计与增加的轴向空间需求相关联。
EP 2 557 295 B1公开了一种具有两个张紧臂的皮带张紧装置，所述张紧臂中仅一个被设计为闭合的环件并且环绕发电机轴。与此相反，另一个张紧臂则具有开放的圆弧形状，并且被支承在张紧臂的空腔中。
具有两个彼此相对并且相对于发电机能够转动的张紧臂的另外的皮带张紧装置由DE 10 2011 082 764 A1和DE 10 2008 025 552 A1已知。
具有环状闭合的张紧臂的已知类型的皮带张紧装置以及在其之间张紧的弓形弹簧由DE 10 2013 002 993 A1已知。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，从构造上改进所述类型皮带张紧装置的尽可能紧凑的结构。
该技术问题通过在侧壁和另一个张紧臂的掣子之间张紧的弓形弹簧解决。掣子轴向地超出另一个张紧臂的圆环形的端面，并且在另一侧壁前伸入到弹簧空间中。
这种具有弓形弹簧的张紧弹簧装置的结构上的设计方案使得扭转弹簧相对较大的形状利用率(Formnutzzahl)与弹簧对弓状结构空间的周向限制统一结合，而不必省略环状闭合的张紧臂在支承技术上有利的几何结构。因为在具有足够高的弹簧能力(势能)情况下，能够基本没有问题地借助于主要或完全在轴向上与在发电机皮带盘的环绕区域中的张紧轮的重叠定位弓形弹簧。如公知的，弓形弹簧始终是具有圆弧状的开放的纵向延伸的螺旋弹簧，并且形状利用率将弹簧具有的能量与在同样弹簧体积和同样的材料应力情况下最大可能储存的能量进行比较。
附图说明
本发明另外的特征和有利的设计方案由下面的阐述和示出了根据本发明的皮带张紧装置的实施例的附图给出。附图是：
图1是具有在其上面装配的皮带张紧装置的发电机壳体的立体图；
图2是皮带张紧装置的前视图；
图3是皮带张紧装置的侧视图；
图4是皮带张紧装置的立体分解图；
图5是不具有前盖的皮带张紧装置的立体前视图；
图6是移除另一个张紧臂的根据图5的视图；
图7是另一个张紧臂的立体后视图；
图8是皮带张紧装置的立体后视图；
图9是移除后侧支承件的根据图8的视图。
具体实施方式
图1示出内燃机的辅助设备-皮带传动的装配在发电机壳体2的前侧，即皮带侧的根据本发明的皮带张紧装置1的一部分。发电机不仅用于发电，还用于启动皮带传动或增压内燃机以及作为(驱动的)发动机地运行。皮带张紧装置1在张紧臂5和6上具有两个张紧轮3和4，将所述张紧臂5和6彼此相对地并且相对发电机能转动地支承在发电机壳体2上，以便将皮带的与传动边运行相关地替换的回行边预张紧。
皮带张紧装置1的在图2中示出的前视图用于补充示意性绘出皮带7和同样示意性绘出发电机皮带盘8。两个张紧臂5，6是环状闭合的，并且环绕发电机轴9，发电机轴9的旋转轴线与张紧臂5，6的转动支承同心。在一种未示出的备选设计方案中，还能够将转动轴承相对于发电机轴9非同心地安置，只要皮带张紧装置能够被装配到发电机上，并且具有环绕的皮带7的发电机皮带盘8能够在张紧臂5，6内侧足够的间距中运转。
皮带张紧装置1被安装在发电机的使得两个张紧轮3，4能够被尽可能远地相互间隔地固定的位置上。在这种情况下，皮带7已经被放置在发电机皮带盘8上。在一种未示出的备选结构设计中，张紧轮的螺纹能够旋转180°，使得张紧轮3，4反转，也就是说，从发电机进入皮带平面并且必须在皮带张紧装置刚装配后放置好皮带。该固定通过根据图1和3的保险销10完成，该保险销10在轴向上穿过张紧臂5，6并且防止张紧臂5相对于另一张紧臂6的转动。保险销10穿过其中一个张紧臂5的贯穿的孔11和另一个张紧臂6在外周上的缺口12，在移除保险销10的情况下，孔11和缺口12均在图2中可见。两个张紧轮3，4在固定的位置上彼此间隔开，使得皮带7保持未被张紧的状态。皮带7的预紧仅在移除保险销10后完成，其中，张紧轮3，4相对彼此转动，并且将皮带7在其转动运行方向在发电机皮带盘8前方和后方张紧。
用于产生皮带预紧力必要的张紧弹簧装置在根据图4的皮带张紧装置1的分解图中能够看出(在该图中缺少与张紧臂5，6螺纹连接的张紧轮3，4)。在张紧臂5，6之间张紧的弓形弹簧13平行于皮带平面地被容纳在其中一个张紧臂5的相应的弓状的弹簧空间14中。弹簧空间14在一侧受其中一个张紧臂5的沿张紧轮3，4的轴向突起的弓状凸出件15的限制，并且在另一侧受另一个张紧臂6的后侧端面16的限制。概览图1至3，清楚地可见弹簧空间14和被容纳在其中的弓形弹簧13在发电机皮带盘8的环绕区域延伸，并且与张紧轮3，4尽量在轴向上重叠地被安置。因此，皮带平面以较小的与发电机壳体2的轴向间距地延伸，由此前方的发电机轴轴承的扭矩负载保持尽可能低。
弹簧空间14沿周向以约180°的弓角延伸，并且在弓状的凸出件15的周向的端部上被两个侧壁17和18(也能参看图6)限定。弓形弹簧13被张紧在其中一个张紧臂5的侧壁17和由另一个张紧臂6的掣子19构成的弹簧座20之间，以便向两个张紧轮3，4施加彼此相对的扭矩。掣子19轴向地超出另一个张紧臂6的圆环形的端面16，并且在其中一个张紧臂5的另一侧壁18前伸入到弹簧空间14中。通过弹簧座20完全地或至少主要在轴向上与张紧轮4重叠地延伸，由弓形弹簧13和张紧轮4引入的反作用力对在另一个张紧臂6的转动支承件上产生相对较小的翻转力矩。
特别地，但不仅限于此，需要具有对于弹簧缠制不利的较大弓角的弓形弹簧13，还能够设计串联的两个或多个弓形弹簧和具有与之相应的弓角的弹簧空间14。
与此无关地，以弹簧组形式并联的弓形弹簧也是可能的，其中，弹簧组具有外侧的和内侧的弓形弹簧。借助于这些参数，能够使张紧弹簧装置的整体特性在更大范围内变化。
两个张紧臂5，6是铝铸件。设计另一个张紧臂6具有两部分构成的滑动衬片，该滑动衬片由已知的滑动轴承塑料，在本例中由掺入PTFE(聚四氟乙烯)的聚酰胺制成，其中，两个衬片部分21和22相互卡住。另一个张紧臂6的径向的转动支承通过其中一个张紧臂5的圆柱形的外表面23和前侧的衬片部分21的在其上滑动的内表面24实现。另一个张紧臂6的轴向支承在发电机的侧面通过后侧的衬片部分22的端面16和其中一个张紧臂5的在弹簧空间14的周向外侧延伸的端面25完成。
被制造为平面的钣金冲压件的、并且与其中一个张紧臂5螺栓连接的前盖26在其远离发电机侧的前侧构成皮带张紧装置1的端部，并且与前侧的衬片部分21的端面27共同构成另一个张紧臂6的远离发电机的轴向轴承。因此，另一个张紧臂6与前盖26仅在张紧臂5上，而不与发电机壳体2接触地被支承。
若有必要，能够通过附加的(未示出的)的密封件阻止并且在理想情况下完全避免污物和溅水进入皮带张紧装置1的内部。
在弓形弹簧13的外圆弧上固定三个由聚酰胺制成的U形的滑块28，该滑块支撑弓形弹簧13在径向向外的方向上和在张紧臂5，6两侧轴向上的反作用力。径向的支撑通过滑块28与弹簧空间14的弓状的内表面29的滑动接触完成。避免弓形弹簧13轴向位移或屈曲的轴向的支撑，在发电机侧边通过滑块28与弹簧空间14的底部30的滑动接触完成。轴向的支撑在对置的侧边通过在该处基本平坦的滑块28与另一个张紧臂6的后侧端面16’完成，另一个张紧臂6的后侧的衬片部分22在该接触区域中具有缺口；参看图7。
通过在示出的实施例中分别在一侧经由塑料表面并且在另一侧由金属表面构成的大量的滑动接触，在调整皮带张紧装置1的摩擦特性和由此可运作的阻尼特性的情况下产生较大的间隙空间。在调整滑动接触，考虑其各自的材料配对、表面形状和表面粗糙度等等时，还应考虑对其相对运动的润滑。例如，当从掣子19沿侧壁17的方向观察滑动接触，滑块28和另一个张紧臂6的端面16‘之间的相对运动有所增大。在与之相反的情况下，在滑块28一侧与弹簧空间14的内表面29和底部30一侧的相对运动有所减小。
皮带张紧装置1具有在凸出件15的外侧上固定的轴承环31，用于将皮带张紧装置1转动支承在发电机壳体2上。轴承环31被滑动衬片32覆盖，滑动衬片32同样由聚酰胺制成，并且在轴向上被支承在发电机壳体2的端面33一侧和在发电机壳体2上固定的轴承盖35的端面34一侧之间。发电机壳体2的端面33是下沉部的一部分，在下沉部的内表面36上径向地支承了轴承环31的滑动衬片32。轴承盖35能够因此被平坦地设计，并且在此为闭合的环状板材成型件，在总共八个周向分布的螺栓连接点37上与发电机壳体2的螺栓连接。
图5和6示出在装配完成状态下皮带张紧装置1连同轴承盖的螺钉38，然而其中，前盖26和另一个张紧臂6被移除。在装配另一个张紧臂6时，张紧臂6在发电机侧的后侧由图7示出，具有在其上固持的滑块28的弓形弹簧13被放置在弹簧空间14中，其中，弹簧端部(与在图6中所示的不同)被较小的预紧力贴靠在侧壁17上和在掣子19后面延伸的另一个侧壁18上。另一个侧壁18被设置有用于容纳掣子19的凹槽39，因此在将另一个张紧臂6装配在与弓形弹簧13相对的张紧臂5时，凹槽39能自由移动。当另一个张紧臂6随后旋转到根据图1的固定的装配位置时，掣子19提升弓形弹簧13并且将其预紧，因此弓形弹簧13在皮带张紧装置1的所有运行位置中被张紧在侧壁17和掣子19的弹簧座20之间。
轴承环31同样借助于螺栓连接被固定在其中一个张紧臂5上，如图8和9中所示。所有五个螺栓连接点基本位于发电机皮带盘8的环绕区域，其中，轴承环的螺钉40在凸出件15的螺纹孔41中被拧紧。备选地，例如填料、铆接的另外的已知和/或固定的连接方式是可能。
附图标记列表
1 皮带张紧装置
2 发电机壳体
3 张紧轮
4 张紧轮
5 张紧臂
6 张紧臂
7 皮带
8 发电机皮带盘
9 发电机轴
10 保险销
11 孔
12 缺口
13 弓形弹簧
14 弹簧空间
15 凸出件
16 另一个张紧臂的端面
17 侧壁
18 侧壁
19 掣子
20 弹簧座
21 前侧衬片部分
22 后侧衬片部分
23 张紧臂的外表面
24 前侧衬片部分的内表面
25 张紧臂的端面
26 前盖
27 前侧衬片部分的端面
28 滑块
29 弹簧空间的内表面
30 弹簧空间的底部
31 轴承环
32 滑动衬片
33 发电机壳体的端面
34 轴承盖的端面
35 轴承盖
36 下沉部的内表面
37 轴承盖的螺纹连接电
38 轴承盖的螺钉
39 凹槽
40 轴承环的螺钉
41 螺纹孔

Claims (9)

1.一种用于辅助设备-皮带传动系统的皮带张紧装置(1)，所述辅助设备-皮带传动系统包括具有发电机壳体(2)、发电机轴(9)和被皮带(7)环绕的发电机皮带盘(8)的发电机，所述皮带张紧装置具有：
-两个环状的闭合的张紧臂(5，6)，所述张紧臂被彼此相对地并且相对于所述发电机能转动地支承在所述发电机壳体(2)上，并且环绕所述发电机轴(9)，
-两个在所述张紧臂(5，6)上安装的张紧轮(3，4)，所述张紧轮(3，4)在所述皮带(7)的运行方向上在所述发电机皮带盘(8)的前面和后面将预紧力施加在所述皮带(7)上，
-以及产生所述预紧力的弓形弹簧(13)，所述弓形弹簧(13)在轴向上通过与所述张紧轮(3，4)重叠的安置被张紧在所述张紧臂(5，6)之间，
其中，所述张紧臂(5，6)限定容纳所述弓形弹簧(13)的弓状的弹簧空间(14)，所述弹簧空间的周向延伸在所述发电机皮带盘(8)的环绕区域内延伸，并且通过其中一个张紧臂(5)的两个侧壁(17，18)限定，其特征在于，所述弓形弹簧(13)被张紧在其中一个侧壁(17)和另一个张紧臂(6)的掣子(19)之间，所述掣子(19)轴向地超出所述另一个张紧臂(6)的圆环形的端面，并且在另一个侧壁(18)前伸入到所述弹簧空间(14)中。
2.根据权利要求1所述的皮带张紧装置(1)，其特征在于，在相互装配所述张紧臂(5，6)之前，将所述弓形弹簧(13)放置在两个侧壁(17，18)上，其中，所述另一个侧壁(18)设有在将所述另一个张紧臂(6)装配到所述其中一个张紧臂(5)时容纳其中一个掣子(19)的凹槽(39)。
3.根据权利要求1或2所述的皮带张紧装置(1)，其特征在于，在所述弓形弹簧(13)的圆周上固定一个或多个滑块(28)，所述滑块(28)支撑弓形弹簧(13)在径向向外的方向上对所述弹簧空间(14)的弓状的内表面(29)的反作用力，以及在轴向方向上在一侧对所述弹簧空间(14)的底部(30)和/或在另一侧对所述另一个张紧臂(6)的面向弹簧空间(14)的端面(16’)的反作用力。
4.根据上述权利要求1或2所述的皮带张紧装置(1)，其特征在于，所述另一个张紧臂(6)被相对于所述发电机壳体(2)无接触地支承。
5.根据权利要求4所述的皮带张紧装置(1)，其特征在于，所述另一个张紧臂(6)设有用于在径向上和轴向上相互支承所述张紧臂(5，6)的滑动衬片。
6.根据上述权利要求1或2所述的皮带张紧装置(1)，其特征在于，所述弹簧空间(14)被所述其中一个张紧臂(5)的弓状的凸出件(15)限定，其中，在所述凸出件(15)的外侧上固定用于将所述皮带张紧装置(1)转动支承在所述发电机壳体(2)上的轴承环(31)。
7.根据权利要求6所述的皮带张紧装置(1)，其中，所述皮带张紧装置被转动支承在所述发电机壳体(2)上，其特征在于，所述轴承环(31)被滑动衬片(32)覆盖，所述滑动衬片(32)在轴向上被支承在所述发电机壳体(2)的端面(33)和在所述发电机壳体(2)上固定的轴承盖(35)的端面(34)之间。
8.根据权利要求7所述的皮带张紧装置(1)，其中，所述皮带张紧装置被转动支承在所述发电机壳体(2)上，其特征在于，所述发电机壳体(2)的端面(33)是下沉部的一部分，在所述下沉部的内表面(36)上径向地支承所述轴承环(31)的滑动衬片(32)。
9.根据权利要求8所述的皮带张紧装置(1)，其中，所述皮带张紧装置被转动支承在所述发电机壳体(2)上，其特征在于，所述轴承盖(35)是平面的板材成型件。
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