CN108351000A - 在脱耦皮带张紧单元中的低噪音的摆动支承装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种皮带张紧器(1)，用于内燃机的辅助设备皮带传动装置，所述皮带张紧器包括张紧器壳体(2)，张紧杆(3)和滑动轴承，所述滑动轴承用于将所述张紧杆(3)能转动地径向支承在所述张紧器壳体(2)中，其中，与所述张紧杆(3)相配合的第一轴承组件和与所述张紧器壳体(2)相配合的第二轴承组件产生滑动接触，其中，两个轴承组件中的一个被径向弹性地悬挂在相应的将其抗扭固持的部件上。
Description
技术领域
本发明涉及一种皮带张紧器，用于内燃机的辅助设备-皮带传动装置，该皮带张紧器包括张紧器壳体、张紧杆和用于可转动地径向支承在张紧器壳体中的张紧杆的滑动轴承，其中，张紧杆所属的第一轴承组件与张紧器壳体所属的第二轴承组件产生滑动接触。
背景技术
从现有技术已知这种例如也被称为摆动张紧器的皮带张紧器。备选地，这种摆式张紧器还被称为摆轮张紧器或环形张紧器。从现有技术已知不同的设计方案。
在这种情况下，例如DE 10 2011 084 680 B3公开了一种用于皮带传动装置的张紧装置，该皮带传动装置具有循环的皮带，带有机器壳体的电机以及驱动轮和至少一个另外的传动轮，该传动轮通过皮带与驱动轮产生驱动连接。张紧装置本身包括张紧器壳体、两个张紧轮、弹簧件、张紧臂和轴承支承件，张紧器壳体借助滑动支承装置绕驱动轮的轴线能相对于机器壳体转动地支承，两个张紧轮沿皮带传动方向在驱动轮的前侧和后侧将预紧力施加到皮带上，弹簧件产生预紧力，张紧臂抵抗弹簧件的作用力地、可移动地支承在张紧器壳体中，其中，张紧轮中的一个被支承在张紧臂上，并且另外的张紧轮被位置固定地支承在张紧器壳体上，轴承支承件沿轴向跨越或抵靠张紧器壳体。
从EP 2 557 295 B1和DE 10 2012 209 028 A1还已知另外的现有技术。
脱耦张紧器的低噪音的摆动支承装置(Pendellager)能够在关键的起动-停止传动装置中由于其因作用力产生的不利位置的布局，和随之的在摆动支承装置上较低径向合力以及极大的动力容易产生噪音，能够通过摩擦组件提升和撞击另外的摩擦组件产生噪音。通常情况下，对张紧杆的一部分(即基板)注塑包封，其中，该注塑包封的端部保持在封闭盘(即张紧器壳体的一部分)和连接板之间。虽然轴向长度能很容易调整，但这在径向尺寸中存在问题。这在不利条件下导致沿径向的撞击或哒哒声。通常，连接板和封闭盘直立地装配在发动机或发电机上，其中，基板被注塑包封并且与壳体以及由此与张紧器的其余部分抗扭连接。振荡运动被抑制。在上述情况下，能够在已知的系统中使摆动支承装置上的径向合力暂时为零或者甚至相反情况下也如此，这能够导致基板对封闭盘的高频的提升和撞击/冲击。在这种情况下，注塑包封的部分撞击封闭盘。这还会引起不需要的噪音。
尽管这样的解决方案被广泛应用，其中包括布局优化，以使得作用于摆动支承装置的径向合力即使在相反动力下也总是大于零。然而，从结构空间、客户的要求等角度来看，这并不总是可行的。此外，为减少动态影响，以实现作用于摆动支承装置的径向合力总是大于零，对相应的张紧器参数的改变不能在每种张紧器设计/传动装置中可行。
为了得到即使在相反作用的动力下也始终大于零的作用于摆动支承装置的径向合力，例如通过使用盘簧，提供摆动支承装置的外部预紧力同样是能想到的解决方案，但是该解决方案在重量、结构空间和成本方面对于被设计为O型环的减振件是不利的。为避免提升的径向间隙最小化，尽管使得作用于摆动支承装置的径向和力被消除，也就是说带来了改进，但这不可能(不影响成本地)批量生产。
进一步的问题在于，无法在特定情况下这样设计张紧器或传动装置，使得在整个使用寿命期间的所有操作情况下，作用在摆动支承装置上径向合力都大于零。对于这样的传动装置，仅能通过结构设计上的变化来避免噪音。摆动支承装置的预紧力不能不影响结构空间、成本和重量。除了消除产生噪音的起因(即避免提升)的另外可能的方法是备选方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题正是消除或者至少减少现有技术的缺点，并且提供特别是不影响结构空间、成本和重量的、改善功能的解决方案。根据本发明，该技术问题这样在通用的装置中解决，使得两个轴承组件中的一个在相应的将其抗扭地固持的部件上，即张紧器壳体部段或张紧杆部段上，被径向弹性地安装/连接/支承/接触/结合。
因此，本发明实现了对噪音传播的抑制。因此，本发明避免了不利后果。本发明的方法实现了用于减少噪音的所谓“声测空间”(Schallmessraum)的原理。通过具有例如被设计为O型环的减振件的结构设计不能阻止提升，但是通过这种O型环能减轻撞击，这防止由此产生的振动传递到其余部件，因此不会形成噪音的载体。因此，本发明通过避免对于应用来说关键的噪音来实现功能的改善。与弹簧预紧的解决方案相比，O型环的变形方案是有利的，因为在结构空间、重量以及成本上是有利的。O型环作为标准零件，能以各种尺寸、低价、大批量地被提供。
因此，皮带张紧器没有在布局和动态性能方面得到改善。在因高动态而使作用于摆动支承装置的合力被抵消的情况下，尽管摩擦配合件会继续提升并撞击另外的、固定的摩擦配合件，但结果会被明显改善。因此，在高频激励下，噪音特性得到改善。
也可以说，摆动支承装置或者更确切地说是封闭盘在本发明中被分为两部分，使得能够插入减振元件，例如作为有利的标准件的O型环，并且因此一方面摩擦副保持由塑料-铝或塑料-钢制成，并且另一方面通过基板提升/撞击封闭盘使得振动的传播被“吞噬”。有针对性的频率变化是合理的。这支持了使用O型环的方案。
相应地设计O型环(或者说，总体上还能够被称为减振件)，使得在中间环与封闭盘之间不能沿径向接触。这能够通过O型环的线径(截面直径)以及该O型环的轴向预紧力来实现。中间环由于基板提升和撞击而产生的动能通过O型环减少，从而防止噪音传播。此外，中间环和封闭盘应该相对于彼此抗旋转地支承，例如能通过互咬合凸起部实现。应使用至少一个例如沿周向间隔开的凸起部。更好的是使用两个凸起部，例如以180°相互偏离。更多的凸起部是更有利的。但应在所有情况下保持沿径向的间隙。
通过本发明可持续地解决迄今为止已知的问题。具体地说，与轴向间隙不同，在摆动支承装置中因制造情况不能很精确地调节的径向间隙虽然因公差仍然保持相对较大，但是轴承的径向运动不再无减振地撞击。基板不再无减振地沿径向撞击封闭盘。根据本发明，在这种情况下通过避免因基板撞击产生的噪音传播而显着改善所产生的噪音。这例如通过中间环完成，中间环相对于封闭盘径向弹性地被支承并且总是间隔开。在下面的例子，中间环只是O型环。
当然，也能够备选地或附加地使用弹性体-注塑包封部，例如用弹性体包封中间环。中间环始终不相对封闭盘旋转。在这种情况下，所需的径向运动不得受到阻碍。
还已知O型环用于减少噪音。例如，DE 10 2006 022 491 A1公开了一种低噪音制动器。但是，制动器的负载与皮带张紧器的负载完全不同。
有利的实施方式在从属权利要求中得到保护并在下面详细解释。
因此，有利地，抗扭固持的部件被分成两部分，使得所述部件或者所述部件的其中一个部分构成与滑动装置分离和/或与滑动装置材料相同或材料不同的基体，该滑动装置尽可能准备好与另外的轴承组件径向接触。
此外，已经发现有利的是，基体和被设计成中间环的滑动装置构成张紧器壳体或张紧杆。因此，这两个部件共同构成滑动装置或张紧杆。
如果滑动装置被抗扭地而优选能相对基体沿径向运动地固持在该基体上，则消除了滑动装置和基体之间摩擦接触，这对使用寿命有积极的影响。
有利的实施例的特征还在于，在基体和滑动装置之间具有弹性或存在这种弹性的减振部件，设计该减振部件比基体和/或滑动装置更具弹性，优选使得在滑动轴承的区域中产生的声音频率被转换或被“吞噬”/减轻/减小。在此适合使用天然橡胶，橡胶和/或塑料材料。
为了能够保证单个部件之间快速且低成本的连接，有利的是，中间环通过作用力式连接，材料式连接和/或形状配合式连接被抗旋转地连接在张紧器壳体的基体上。
有利的是，多个凸起形式的凸出部分别被接合在凹口形式的凹槽中，(例如盲孔状的成型凹口)。这样的连接能够通过非切削的，例如深拉的工艺步骤来生产。这种生产是低成本的。
已经证明有利的是，凸起以180°，120°或90°相互偏离。由此产生足够好的抗旋转性。
还利的是，弹性的悬挂件通过O型环或弹簧实现，其中，O型环优选由NBR(丁腈橡胶)，HNBR(氢化亚硝酸盐丁二烯橡胶)或AEM(乙烯-丙烯酸酯橡胶)制成，或者O型环优选包括上述材料，并且进一步优选地具有约2mm至约3mm的线径。
如果O型环(也)位于两个轴承组件之间，那么能够实现另外的变型方案。当然，由于O型环在滑动接触中，所以存在磨损的风险。
根据制造条件，基体和滑动装置之间的径向间隙需要在大约0.4mm至大约0.6mm之间，优选大约0.5mm。
当然，本发明还涉及具有这种根据本发明的皮带张紧器的内燃机和具有这种皮带张紧器的辅助设备-皮带传动装置。
换句话说，本发明涉及一种用于内燃机的辅助设备-皮带传动装置的皮带张紧器，包括：张紧器壳体、具有张紧轮的张紧杆和用于可转动地径向支承在张紧器壳体中的张紧杆的滑动轴承，其中，张紧杆所属的轴承组件(例如表面)与张紧器壳体所属的第二轴承组件(同样是表面)产生滑动接触。特别地，在张紧器壳体或张紧杆与相应的轴承组件之间存在弹性，并且该轴承组件被设计为单独的轴承部件，该轴承部件克服弹性的径向力沿径向浮动地被安置在滑动轴承中。例如通过O型环和中间环的弹性能够在基板和滑动触点之间产生运动上的反转。中间环的例如凸出部形式的防旋转部件无须呈矩形。但是，提供这种形式。有利地，保持抗旋转的功能，然而应保持间隙，由此中间环能够沿径向运动。
附图说明
下面借助于附图详细阐述本发明。在这种情况下，提供不同的实施例。附图为：
图1是根据本发明的皮带张紧器的立体图，
图2是由图1的皮带张紧器的另外的视图，
图3是注塑包封的基板的立体图，注塑包封的基板构成图1和图2的皮带张紧器的张紧杆，
图4是用作基体的张紧器壳体的被设计为封闭盘的部分，
图5是与基体配合的、承担滑动装置的功能的中间环，
图6是剖切根据本发明的皮带张紧器的第一实施例的局部示出的纵向剖视图，
图7是在中间环提升/撞击期间，减振件在变形状态下的反作用的示意图，
图8是在基板提升/撞击期间，在提升状态下，即在减振件/O型环的未变形状态下，减振件的示意性的反作用，其中，注塑包封的基板对封闭盘的撞击被减轻，使得中间环通过减振件，即O型环用于减少振动并且因此减少噪音，
图9是减振件的备选的横截面设计方案，使得除了由塑料、橡胶或另外的材料制成的O型环方案，还能设计为V型环状结构，通过唇件的一定程度的预紧力使得径向力额外地增加，，因此在一定程度上能使用预紧的减振装置，
图10是一种变形方案，其中，这样插入中间环的弹性体-注塑包封部，使得弹性体-注塑包封部相邻于连接板地被插入到封闭盘和中间环之间，和
图11是另外的解决方案，其中，除了具有中间环的解决方案，通过插入件抑制噪音。
附图在本质上仅仅是示意性的并仅用于理解本发明。相同的元件具有相同的附图标记，各个实施例的特征也能够互换。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的皮带张紧器1的第一实施方式。该皮带张紧器具有张紧器壳体2和相对张紧器壳体能径向移动的张紧杆3。在张紧杆3上可移动地连接张紧轮4，即能转动地连接。
在图2中，张紧杆3被设计成具有注塑包封区域6的基板5。该部件在图3中被放大地示出。
在图4中示出张紧器壳体2(所示的部件是封闭盘11)，其根据图2被布置在张紧杆3旁边。在图4中，相互以120°偏离地布置凹槽7并且该凹槽具有矩形形状。在该形状/凹槽7中接合中间环9的凸出部8。
回到图2，可见连接板10，该连接板10与被设计为封闭盘11的张紧器壳体2和连接板10之间的基板5对齐。
中间环9的凸出部8沿径向向外突出。在中间环9和封闭盘11之间插入弹性减振部件12。
在图6中示出与发电机壳体13相邻布置的皮带张紧器1。在所述实施例中，轴承组件是张紧杆3，该张紧杆3具有基板5，该基板在注塑包封区域6中具有注塑包封部14。注塑包封部14由塑料制成，即由聚酰胺，优选PA46制成。
张紧器壳体2包括基体，即封闭盘11和滑动装置，即中间环9。在基体和滑动装置之间设有以O型环15形式的弹性减振部件12。连接板10与O型环15相邻，径向力沿箭头16作用。基板5由金属，优选由铝合金或钢合金制成，优选地，基板5被设计为深拉板件。O型环15沿轴向预张紧，从而变形为椭圆形。
封闭盘11和/或中间环9由金属制成，特别由铝合金或钢制成。如图7和8所示，径向力16也能够被称为合力(Fres)。
在图9中，实现了弹性减振部件12的V形设计结构，其中，唇件17相互倾斜地凸出。
在图10中，注塑包封部14清晰可见，其被设计为弹性体注塑包封部。
在图11中设置滑动轴承衬套18，滑动轴承衬套18与轴承套筒19相邻。此外，设置摩擦盘20。
附图标记列表
1 皮带张紧器
2 张紧器壳体
3 张紧杆
4 张紧轮
5 基板
6 注塑包封区域
7 凹槽
8 凸出部
9 中间环
10 连接板
11 封闭盘
12 弹性减振部件
13 发电机壳体
14 注塑包封部
15 O型环
16 径向力
17 唇件
18 滑动轴承衬套
19 轴承套筒
20 摩擦盘
Claims (10)
1.一种皮带张紧器(1)，用于内燃机的辅助设备-皮带传动装置，所述皮带张紧器包括张紧器壳体(2)，张紧杆(3)和滑动轴承，所述滑动轴承用于将所述张紧杆(3)能转动地径向支承在所述张紧器壳体(2)中，其中，与所述张紧杆(3)相配合的第一轴承组件和与所述张紧器壳体(2)相配合的第二轴承组件产生滑动接触，其特征在于，两个轴承组件中的一个被径向弹性地悬挂在相应的将其抗扭固持的部件上。
2.根据权利要求1所述的皮带张紧器(1)，其特征在于，所述抗扭固持的部件被分为两部分，使得其中一个部分构成与滑动装置分离的基体。
3.根据权利要求2所述的皮带张紧器(1)，其特征在于，所述基体和被设计为中间环(9)的滑动装置构成所述张紧器壳体(2)。
4.根据权利要求2或3所述的皮带张紧器(1)，其特征在于，所述滑动装置被抗扭地却能相对所述基体沿径向移动地固持在所述基体上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的皮带张紧器(1)，其特征在于，在所述基体和所述滑动装置之间具有弹性或使用弹性的减振部件(12)，所述减振部件具有比所述基体和/或所述滑动装置更大的弹性。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的皮带张紧器(1)，其特征在于，所述中间环(9)抗旋转地与所述张紧器壳体(2)的基体作用力式连接，材料式连接和/或形状配合式连接。
7.根据权利要求6所述的皮带张紧器(1)，其特征在于，通过将凸出部(8)接合在凹槽(7)中产生所述形状配合式连接。
8.根据权利要求7所述的皮带张紧器(1)，其特征在于，多个凸起形式的凸出部(8)分别接合在凹口形式的凹槽(7)中。
9.根据权利要求7所述的皮带张紧器(1)，其特征在于，所述凸起以180°，120°或90°相互偏离。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的皮带张紧器(1)，所述弹性地悬挂通过O型环(15)或弹簧实现。
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