CN111527329B - 张紧器 - Google Patents

Abstract

一种张紧器，其包括具有轴向地延伸的柱形部分的底座，所述柱形部分包括径向外表面以及在所述径向外表面的径向内部的接收部分；与所述径向外表面枢转地接合的偏心臂；设置于所述径向内部接收部分内的扭力弹簧，所述扭力弹簧将偏置力施加至所述偏心臂；以及轴径连接至所述偏心臂的带轮。

Description

张紧器

技术领域

本发明涉及一种张紧器，更特别地，涉及一种具有设置于底座柱形部分的径向内部接收部分内的扭力弹簧的张紧器。

背景技术

从曲柄轴同步地驱动比如凸轮轴以及平衡轴的旋转构件的两种最常见的方法为正时链以及带。正时链需要发动机油来运行。相比之下，大多数正时带应用要求在带传动装置中不存在油，因为油的存在可能损坏带以及抑制它的预期目的。带方面的最近的改进不再要求带与发动机油环境隔离。

然而，对带的、为了在油中运行的最近的改进造成需要被解决的其它问题。一个具体问题为适当地张紧带传动装置以保持凸轮轴与曲柄轴同步。如果凸轮轴或者其它同步从动曲柄轴构件释放与曲柄轴的同步，则可能导致灾难性的发动机损坏。

为了通过带从旋转的曲柄轴传递动力，带的一边被围绕曲柄轴拉动并且通常被本发明所属领域的技术人员称为带紧边。相反，另一边被称为带松边，因为带被远离曲柄轴“推动”。重要的是，为带的松边提供张紧以防止带变得过度地松以及因此引起曲柄轴与通过曲柄轴旋转的构件之间的同步的损失。同步的这种损失通常被本发明所属领域的技术人员称为“跳齿(tooth jump)”或者“松脱(ratcheting)”。

已知的张紧器根据构件的布置在大小方面受到约束。通常，扭力弹簧与带轮轴承轴向地堆叠。这限制装置的最小高度，这继而影响发动机以及带系统设计。

现有技术的代表为美国9,618,098，其公开一种张紧器，其包括底座，连接至所述底座的轴，与所述轴同轴地接合的偏心调节器，与所述轴枢转地接合的臂，轴径连接至所述臂的带轮，接合于所述臂与所述底座之间的扭力弹簧，所述臂包括第一接收部分以及与所述第一接收部分轴向地相对的设置的第二接收部分，设置于所述臂与所述底座之间的第一阻尼构件，所述第一阻尼构件与所述底座摩擦地接合并且与所述第一接收部分接合，设置于所述臂与所述偏心调节器之间的、具有与所述第二接收部分接合的构件的第二阻尼构件，以及设置于所述第一阻尼构件与所述臂之间的、用于将法向力施加至所述第一阻尼构件以及所述第二阻尼构件的偏置构件。

需要一种具有设置于底座柱形部分的径向内部接收部分内的扭力弹簧的张紧器。本发明满足该需要。

发明内容

本发明的主要方面为提供一种具有设置于底座柱形部分的径向内部接收部分内的扭力弹簧的张紧器。

将通过对本发明的以下描述以及附图指出本发明的其它方面或者使本发明的其它方面显而易见。

本发明包括一种张紧器，其包括：具有轴向地延伸的柱形部分的底座，所述柱形部分包括径向外表面以及在所述径向外表面的径向内部的接收部分；与所述径向外表面枢转地接合的偏心臂；设置于所述径向内部接收部分内的扭力弹簧，所述扭力弹簧将偏置力施加至所述偏心臂；以及轴径连接至所述偏心臂的带轮。

附图说明

被并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示例说明本发明的优选实施例，并且连同具体描述用来解释说明本发明的原理。

图1为张紧器的分解图。

图2为顶视分解图。

图3为底座的立体图。

图4为偏心臂的立体图。

图5为扭力弹簧的立体图。

图6为张紧器的剖视图。

图7为替代的实施例的分解图。

图8为替代的实施例的顶视图。

图9为替代的实施例的剖视图。

图10为替代的实施例的侧视图。

图11为图10中的替代的实施例的立体图。

图12为替代的实施例的分解图。

图13为替代的实施例的平面图。

图14为替代的实施例的剖视图。

图15为替代的实施例的立体图。

具体实施方式

图1为张紧器的分解图。张紧器100包括底座10。底座10包括具有外表面14的轴向地延伸的柱形部分12。柱形部分12进一步包括开口11以及接收部分18。

偏心臂20围绕柱形部分12枢转。衬套60设置于内表面22与外表面14之间。衬套60包括狭槽61，该狭槽61大致与柱形部分12中的开口11对准。带轮40轴径连接至滚针轴承50上的表面21。在油池环境中使用滚针轴承50。现有技术中已知的其它轴承也为合适的。

扭力弹簧30接合偏心臂20并且朝向带(未示出)偏置偏心臂20，以便施加带载荷。端部31通过狭槽61以及开口11凸出以接合偏心臂20的接收部分24。端部32接合底座10中的接收部分15。扭力弹簧30完全地设置于接收部分18内。接收部分18为柱形部分12的中心中空部分。扭力弹簧30与轴承50、带轮40以及偏心臂20共面。扭力弹簧30设置于带轮40、轴承50、衬套60以及柱形部分12的径向内部。即，扭力弹簧30、轴承50、带轮40以及偏心臂20全部被同心地布置成使得这些构件中没有一个沿轴线A-A从其余的几个轴向地移置。

保持环6接合底座10中的周边狭槽16。保持环5接合偏心臂20中的周边狭槽23。保持环5将轴承50保持于偏心臂20上。保持环6将偏心臂20保持于底座10上。在存在油的情况下，保持环5和6可各自充当推力垫圈来传递轴向力。

带轮40被压配合于轴承50上。紧固件4通过扭力弹簧30以及底座10中的孔17凸出，以将张紧器100固定至比如发动机(未示出)的安装表面。

衬套60包括在大约0.05至大约0.20的范围中的动态摩擦系数(COF)。静态COF优选地低于动态COF。

图2为顶视分解图。偏心臂20围绕轴线A-A枢转，该轴线在柱形部分12上对中并且通过紧固件4延伸出。偏心臂20围绕轴线A-A枢转。带轮40围绕“B”旋转，“B”为偏心臂20的几何中心。“B”从轴线A-A偏心地偏离，从而容许偏心臂20的偏心枢转运动，这继而容许张紧器100将可变的载荷施加至带(未示出)。

图3为底座的立体图。端部接收部分15设置于底座10中的接收部分18的一个端部处。端部32接合接收部分15，从而固定端部32以及充当扭力弹簧的反作用点。

图4为偏心臂的立体图。“B”为带轮20的几何中心，并且带轮40围绕该点“B”旋转。偏心臂20围绕轴线A-A上的“A”枢转。接收部分24接合弹簧30的端部31。

图5为扭力弹簧的立体图。端部31凸出至偏心臂20的接收部分24中。端部32接合接收部分15。

图6为张紧器的剖视图。扭力弹簧30、衬套60、柱形部分12、偏心臂20、轴承50以及带轮40全部被同心地布置成使得这些构件中没有一个沿轴线A-A从其余的几个轴向地移置。这种完全地同心的以及嵌套的布置使张紧器的高度最小化，使它能够被在非常狭窄的应用中使用。

图7为替代的实施例的分解图。除了轴承51为滑动轴承并且省略衬套60之外，构件与本文中所描述的相同。该替代的实施例被构造成在油中运行和/或被提供有溅油润滑。偏心臂20围绕轴线A-A枢转。带轮40围绕轴线B-B旋转，参见图4。轴线A-A离开轴线B-B设置，并且因此与轴线A-A不同轴，从而容许偏心臂20的偏心枢转运动。

图8为替代的实施例的顶视图。

图9为所述替代的实施例的剖视图。扭力弹簧30、偏心臂20以及轴承51被同心地布置成使得这些构件中没有一个沿轴线A-A从其余的几个轴向地移置。底座10中的流体管道71为比如油的流体提供路径，以经由流体管道73从发动机油系统(未示出)流动至轴承51，从而使轴承润滑。O型环72提供将连接部密封至发动机油系统的装置。

图10为替代的实施例的侧视图。代替偏心臂20以及带轮40，该替代的实施例包括凸轮45。凸轮45以与偏心臂20相同的原理运行并且它在装置中占据相同的位置。不存在带轮40。凸轮45接合长形构件80。长形构件80可包括现有技术中已知的任何合适的低摩擦材料。长形构件80还可被称为滑动引导件。链“C”滑动地接合滑动引导件80的表面。枢轴81设置于滑动引导件的一个端部处。滑动引导件80响应于凸轮45的旋转围绕枢轴81枢转。由于表面46的偏心形状，凸轮45的旋转致使滑动引导件80围绕81枢转，从而在链“C”上维持载荷。举例来说，本实施例在内燃机正时系统中为有用的。

图11为图10中的替代的实施例的立体图。凸轮45的表面46接合滑动引导件80。

图12为替代的实施例的分解图。本实施例中的张紧器1000包括扭力弹簧1030、保持件1200、偏心臂1020、轴承1051、带轮1040、衬套1210、底座1010以及偏心枢轴1220。带轮1040包括轴承1051的外圈，其还可被称为带支承表面(带未示出)。

带轮1040在轴承1051上围绕偏心臂1020旋转。轴承1051为密封的，从而容许张紧器在干环境中工作。轴承1051还可根据预期的服务为非密封的。偏心臂1020在衬套1210上枢转。底座1010的柱形部分1015轴向地延伸。扭力弹簧1030盛装于底座1010的接收部分1012内。

保持件1200接合并固定至底座1010的端部。平坦的部分1201接合槽口1011，从而将它们锁定在一起不能相对旋转。弹簧1030的端部1031接合偏心臂1020中的槽口1021。

偏心枢轴1220包括轴1222，该轴1222接合底座1010的接收部分1012，以使得枢轴1220在组装期间可被旋转地定向于底座1010内。一旦被定向，枢轴1220就被压配合至底座1010中。枢轴1220上的对准标记1223在枢轴1220以及底座1010的组装期间与底座1010上的对准标记1013对准。该子组件容许将相同的张紧器构件用于需要不同的力需求的不同的应用。

图13为替代的实施例的平面图。保持件1200的孔1202接收工具(未示出)，例如，Torx^TM钻头。该工具用来使保持件1200旋转，该保持件1200由于与槽口1011接合继而使底座1010旋转。在将张紧器安装于系统中期间，底座1010的旋转将偏心臂1020压入带(未示出)中以施加带载荷。通过在端部1031处与底座1010接合的弹簧1030生成带载荷。此外，在张紧器安装期间，可使枢轴1220围绕紧固件1270旋转，以将底座1010放置于安装表面(未示出)上的预定的位置中。举例来说，安装表面可包括发动机组。

在安装期间在保持件1200旋转时使指示器标记1203与偏心臂1020上的标记1022对准。弹簧1030的端部1032接合枢轴1220的接收部分1224。枢轴1220的旋转具有加载弹簧1030的效果并且还建立适当的毂载荷角度α。

图14为所述替代的实施例的剖视图。包括有偏心枢轴1220以及底座1010的子组件围绕与孔1221对准的轴线C-C枢转。偏心臂1020围绕轴线D-D枢转。轴线C-C以及轴线D-D为不共线的，但是它们为平行的。孔1221接收紧固件1270，参见图15。偏心臂1020保持于底座1010的肩部1014与保持件1200之间。

图15为替代的实施例的立体图。枢轴1220以及保持件1200的旋转在张紧器安装期间提供另外的灵活性。这包含为给定的带系统设定偏心臂的适当的预载荷以及适当的位置的可调整性。

虽然已经在本文中描述了本发明的形式，但是对于本发明所属领域的技术人员而言，显而易见的是，可使部件的构造以及关系发生变化而不脱离本文中所描述的发明的精神和范围。除非另外特别地说明，图中所示的构件未按比例绘制。进一步地，除非在特定的权利要求中明确地使用词语“用于…的装置”或者“用于…的步骤”，所附权利要求或者权利要求的元素中的任何一个都不要援引美国法典第35编第112(f)节。本发明无论如何也不应当被限于在附图中所示出的以及在本文中所描述的示例性实施例或者数值维数。

Claims (13)

1.一种张紧器，包括：

具有轴向地延伸的柱形部分的底座，所述柱形部分包括径向外表面以及在所述径向外表面的径向内部的接收部分；

与所述径向外表面枢转地接合的偏心臂；

设置于所述径向内部的接收部分内的扭力弹簧，所述扭力弹簧将偏置力施加至所述偏心臂；以及

轴颈连接至所述偏心臂的带轮，

其中，所述柱形部分、所述偏心臂、所述带轮以及所述扭力弹簧被同心地布置成使得所述柱形部分、所述偏心臂、所述带轮或者所述扭力弹簧中没有一个沿轴线A-A从所述柱形部分、所述偏心臂、所述带轮或者所述扭力弹簧中的其余几个轴向地移置。

2.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于，所述带轮在滚针轴承上轴颈连接至所述偏心臂。

3.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于，所述偏心臂在衬套上轴颈连接至所述底座。

4.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于，所述底座进一步包括流体管道，由此流体可进入轴承。

5.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于，所述带轮轴颈连接于轴承上。

6.根据权利要求5所述的张紧器，其特征在于，所述轴承包括滚针轴承。

7.一种张紧器，包括：

具有径向外表面以及径向内部接收部分的底座柱形部分；

与所述径向外表面枢转地接合的偏心臂；

设置于所述径向内部接收部分内的扭力弹簧，所述扭力弹簧将偏置力施加至所述偏心臂；以及

长形构件，其与所述偏心臂接合并且被设置成响应于所述偏心臂的旋转而枢转，

其中，所述柱形部分、所述偏心臂和所述扭力弹簧被同心地布置成使得所述柱形部分、所述偏心臂或者所述扭力弹簧中没有一个沿轴线A-A从所述柱形部分、所述偏心臂或者所述扭力弹簧中的其余几个轴向地移置。

8.根据权利要求7所述的张紧器，其特征在于，所述偏心臂在衬套上轴颈连接至所述底座。

9.一种张紧器，包括：

具有轴向地延伸的柱形部分的底座，所述柱形部分包括径向外表面以及径向内部接收部分，保持件与所述底座接合，因此可通过所述保持件使所述底座旋转；

接合所述底座接收部分的偏心枢轴，所述偏心枢轴能围绕紧固件旋转；

与所述径向外表面枢转地接合的偏心臂；

设置于所述径向内部接收部分内的扭力弹簧，所述扭力弹簧将偏置力施加至所述偏心臂；以及

轴颈连接至所述偏心臂的轴承。

10.根据权利要求9所述的张紧器，其特征在于，带轮与所述轴承轴颈连接。

11.根据权利要求9所述的张紧器，其特征在于，所述保持件以及所述偏心臂各包括用于在组装期间使用的配合的对准标记。

12.根据权利要求11所述的张紧器，其特征在于，所述偏心枢轴以及所述底座各包括用于在安装期间使用的配合的对准标记。

13.根据权利要求9所述的张紧器，其特征在于：

所述偏心臂围绕第一轴线枢转；

所述偏心枢轴以及所述底座围绕第二轴线枢转；

所述第一轴线与所述第二轴线不共线；以及

所述第一轴线平行于所述第二轴线。

Images