CN112005030A - 轨道张紧器 - Google Patents

Abstract

一种张紧器，包括：基座；环，该环与基座接合，该环可在基座开口内绕中心“C”旋转，带轮轴颈安装在该环上；枢轴臂，该枢轴臂与环可枢转地接合，带轮轴颈连接在该枢轴臂上；扭转弹簧，该扭转弹簧布置在环和枢轴臂之间，用于推压该枢轴臂；阻尼组件，该阻尼组件摩擦地布置在基座和环之间，弹簧向阻尼材料施加法向负载；阻尼材料的电阻在大于0至大约10000的范围内。

Description

轨道张紧器

技术领域

本发明涉及一种张紧器，更特别是涉及一种具有阻尼材料的张紧器，该阻尼材料的电阻在0Ω至大约10000Ω的范围内。

背景技术

皮带张紧器用于在皮带上施加负载。通常，皮带在发动机应用中用于驱动与发动机相关的各种附件。例如，空调压缩机和交流发电机是可以由皮带驱动系统来驱动的两个附件。皮带张紧器可以包括轴颈连接在臂上的带轮，该臂可在基座上枢转。弹簧连接在臂和基座之间。弹簧还可以与阻尼组件接合。阻尼组件可以包括彼此接触的摩擦表面。阻尼组件对由于皮带驱动器的操作而引起的臂的振荡进行阻尼。这又通过使得可运动部件的磨损减至最小而提高了皮带的寿命预期和张紧器的寿命预期。

轨道张紧器已经应用于具有反向负载的单皮带驱动器，例如起动器发电机应用，以便张紧相同皮带的两个跨距中的一个或两个。因为这种张紧器在单个皮带上协调工作，因此它们通常有单个扭转弹簧。市场需求可以包括通过降低汽车重量和减少引擎罩下部件的数量而降低排放量和提高燃料经济性。

实现这些目标的方法包括将起动器电动机的功能和交流发电机的功能组合至单个装置(电动机发电机单元或MGU)中。为了达到提高燃料经济性的目标，MGU还促进使用称为“怠速停止”的特征。该特征是使得发动机可以在它正常怠速时熄火，然后在汽车预期恢复运动时重新起动。该特征大大增加了对附件皮带驱动器的要求。在这种应用中，起动器/发电机通过附件皮带驱动器而与曲轴机械连通。

现有技术的代表是EP专利No.2128489B1，它公开了一种用于皮带驱动器的皮带张紧装置，该皮带驱动器包括驱动机，该驱动机有：驱动皮带轮，该驱动皮带轮可通过驱动轴而绕驱动轴线被驱动；多个其它带轮；以及环形皮带，该环形皮带缠绕在驱动皮带轮和其它皮带轮上，其中，皮带张紧装置包括壳体，两个张紧臂支承在该壳体中，以便可绕公共枢转轴线而枢转，在张紧臂中支承有张紧辊，该张紧辊的旋转轴平行于驱动轴线而延伸，张紧臂通过弹簧装置而彼此相对地被支承，且可以在驱动皮带轮安装在驱动机上的情况下安装壳体，其中，壳体在围绕驱动皮带轮的驱动轴的环形区域中相对于驱动机无接触，其特征在于，张紧臂的枢转轴线布置成在驱动皮带轮的直径内。

MGU在操作时产生电场。该电场可以使得在张紧器枢轴臂上产生电荷，从而导致在枢轴臂与地面之间产生火花。枢轴臂通常通过所使用的阻尼材料而与地面电隔离。大多数阻尼材料是电绝缘和不导电的塑料形式。这可能导致在枢轴臂和地面之间产生电势。

需要一种具有阻尼材料的张紧器，该阻尼材料的电阻在0Ω至大约10000Ω的范围内。本发明满足该需求。

发明内容

本发明的主要方面在于提供一种张紧器，该张紧器有阻尼材料，该阻尼材料的电阻在0Ω至大约10000Ω的范围内。

通过下面对本发明的说明以及附图，将指出或清楚本发明的其它方面。

本发明包括一种张紧器，该张紧器包括：基座；环，该环与基座接合，该环可绕在基座开口内的中心“C”旋转；带轮，该带轮与环进行轴颈连接；枢轴臂，该枢轴臂与环可枢转地接合；带轮，该带轮与枢轴臂进行轴颈连接；扭转弹簧，该扭转弹簧布置在环和枢轴臂之间，用于推动枢轴臂；阻尼材料，该阻尼材料摩擦地布置在基座和环之间；弹簧，该弹簧向阻尼材料施加法向负载，且该阻尼材料的电阻在大于0Ω至10000Ω的范围内。

附图说明

包含在说明书中并构成说明书一部分的附图表示了本发明的优选实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是张紧器的透视图。

图2是张紧器的剖视图。

图3是图2的详图。

图4是张紧器的分解图。

具体实施方式

图1是张紧器的透视图。张紧器1000包括基座10。环50在基座10上绕中心“C”旋转。中心“C”在基座开口12内。开口12可以接收附接在MGU(未示出)上的带轮。中心“C”并不在张紧器的主体上投影。

枢轴臂90可枢转地附接在环50上。带轮51通过紧固件52而轴颈连接在环50上。带轮91通过紧固件92而轴颈连接在枢轴臂90上。基座10包括一个或多个安装凸台11，用于将张紧器附接在安装表面上，例如发动机马达发电机单元(MGU)。皮带(未示出)的线路通常是从带轮51绕MGU带轮(未显示)至带轮91。MGU带轮的旋转轴线与中心“C”对齐。枢轴臂90的枢转轴线A-A并不与中心“C”对齐，它偏离中心“C”。枢轴臂90、基座10和环50包括本领域已知的金属材料，例如钢、铝或任何合适的合金。张紧器1000也称为轨道张紧器。

图2是张紧器的剖视图。扭转弹簧53接合在枢轴臂90和环50之间。扭转弹簧53推压枢轴臂90而使其与皮带(未示出)接触。枢轴臂90在衬套97和衬套96上绕轴93枢转。防尘盖95防止碎屑污染衬套96。

图3是图2的详图。保持部件210将环50保持在基座10上。保持部件210压配合装配在基座10上。衬套220便于环50的旋转运动。波形弹簧250将均匀分布的法向负载施加在阻尼组件240上，从而将它按压得与环50的表面55摩擦接触。阻尼组件240包括阻尼材料230和金属背板241。对于本发明的张紧器，阻尼材料230是导电的。

在操作中，由于MGU的电场，在基座10和环50之间可能产生电压电势(静电荷)。由于电荷的积聚，可能在基座10和环50之间产生放电或火花。火花会损害车辆操作和张紧器寿命，并可能使车辆操作人员感到不安。

为了消除火花，导电阻尼材料230包括导电成分，以便通过MGU而使得环50接地至发动机。例如，当使用导电阻尼材料时，横过阻尼材料230的电阻从大约800GΩ下降至小于大约5KΩ。明显降低的电阻提供了导电通路，该导电通路消除了在枢轴臂和基座之间的火花。横过阻尼材料230的电阻范围是大于0Ω至大约10000Ω。优选是电阻小于大约5000Ω。

在基座20上的点和环50上的点之间测量电阻。这些点大致横过阻尼组件240彼此相邻，因此，横过阻尼组件和阻尼材料来测量电阻。

尽管已知使用碳纤维作为导电材料，但是碳纤维与玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维相比贵大约10倍，因此碳纤维没有成本效益。另一方面，本发明的耐磨导电阻尼材料包括最少量的不锈钢纤维(大约3％至大约5％)，当与低成本的玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维组合时，不锈钢纤维使得阻尼材料足够导电。

按重量，阻尼材料包括以下近似量：芳族聚酰胺纤维

PTFE加二硫化钼

不锈钢纤维

至

余量为尼龙66(

至

取决于不锈钢纤维的量)。除了不锈钢纤维外，各成分的量的直到大约±2％的某些变化可以同样成功。玻璃纤维可以代替芳族聚酰胺纤维而同样成功。

不锈钢纤维的长径比必须足够大，以便在低重量负载下很容易导电，但又足够小，以便很容易地与基体聚合物材料一起模制成最终部件。因此，不锈钢纤维选择为具有大约8微米的直径以及在大约3mm至大约13mm范围内的标称长度。根据阻尼组件的设计，也可以使用更长的钢纤维。直径可以在大约6微米至大约10微米的范围内而同样成功。

衬套96、衬套97和衬套220也可以各自或全部包括导电阻尼材料。这通过提供用于使电荷耗散至地面的其它导电通路而进一步降低了产生火花的任何趋势。

导电阻尼材料可以在任何形式的张紧器中使用，用于静电荷放电的目的。

图4是张紧器的分解图。波形弹簧250位于环50和基座10之间。波形弹簧250将阻尼组件240按压得与环50接触，从而产生法向力。这样施加至阻尼组件上的法向力导致摩擦力，该摩擦力又对环50相对于基座10的相对运动进行阻尼。

保持部件210将环50夹持在基座10上。保持部件210固定在基座10上，且并不与环50一起旋转。紧固件92将带轮91附接在枢轴臂90上。紧固件52将带轮51附接在环50上。防尘罩54防止碎屑进入轴承56。防尘罩94防止碎屑进入轴承99。

锁定销98可移除地接合在枢轴臂90和环50之间。在安装过程中，销98将枢轴臂90锁定在相对于环50的预定位置。一旦张紧器安装在MGU上并布置了皮带，例如就移除销98，然后释放枢轴臂90以便接合皮带(未示出)。与皮带接合将向皮带施加负载，该负载再使得可以通过皮带来将动力从例如发动机曲轴传递至MGU(未示出)。

尽管本文已经介绍了本发明的一种形式，但是本领域技术人员显然可以对部件的结构和关系以及方法进行变化，而并不脱离本文所述的本发明的精神和范围。

Claims (20)

1.一种张紧器，包括：

基座(10)；

环(50)，所述环(50)与所述基座接合，所述环能够在基座开口内绕中心“C”旋转，一个带轮(51)轴颈连接在所述环上；

枢轴臂(90)，所述枢轴臂(90)与所述环可枢转地接合，一个带轮轴颈连接在所述枢轴臂上，所述枢轴臂的枢转轴线偏离中心“C”；

扭转弹簧(53)，所述扭转弹簧(53)布置在所述环和枢轴臂之间，用于推压所述枢轴臂；

阻尼材料(230)，所述阻尼材料(230)摩擦地布置在所述基座和环之间，弹簧(250)向所述阻尼材料施加法向负载；以及

所述阻尼材料局部包括不锈钢纤维，并具有在大于0Ω至大约10000Ω的范围内的电阻。

2.根据权利要求1所述的张紧器，其中：所述阻尼材料包括按重量大约3％至大约5％的不锈钢纤维。

3.根据权利要求2所述的张紧器，其中：所述阻尼材料还包括尼龙66。

4.根据权利要求1所述的张紧器，其中：所述弹簧包括波形弹簧。

5.根据权利要求1所述的张紧器，其中：附接在所述基座上的保持部件将所述环保持在所述基座上。

6.根据权利要求1所述的张紧器，还包括：在所述环和基座之间的衬套，所述衬套包括不锈钢纤维，且电阻在大于0Ω至大约10000Ω的范围内。

7.根据权利要求1所述的张紧器，其中：电阻小于大约5000Ω。

8.根据权利要求6所述的张紧器，其中：电阻小于大约5000Ω。

9.根据权利要求1所述的张紧器，其中：不锈钢纤维的长度在4mm至6mm的范围内。

10.根据权利要求1所述的张紧器，其中：不锈钢纤维的直径为大约8微米。

11.一种张紧器，包括：

基座；

环，所述环与所述基座接合，所述环能够在基座开口内绕中心“C”旋转，一个带轮轴颈安装在所述环上；

枢轴臂，所述枢轴臂与所述环可枢转地接合，一个带轮轴颈连接在所述枢轴臂上；

扭转弹簧，所述扭转弹簧布置在所述环和枢轴臂之间，用于推压所述枢轴臂；

阻尼材料，所述阻尼材料摩擦地布置在所述基座和环之间，一个弹簧向所述阻尼材料施加法向负载；以及

阻尼材料的电阻在大于0Ω至大约10000Ω的范围内。

12.根据权利要求11所述的张紧器，其中：所述阻尼材料包括不锈钢纤维。

13.根据权利要求12所述的张紧器，其中：不锈钢纤维占阻尼材料的重量的大约3％至大约5％。

14.根据权利要求12所述的张紧器，其中：不锈钢纤维的长度在大约4mm至6mm的范围内。

15.根据权利要求12所述的张紧器，其中：不锈钢纤维的直径为大约8微米。

16.一种张紧器，包括：

基座；

环，所述环与所述基座接合，所述环能够在基座开口内绕中心“C”旋转，一个带轮轴颈安装在所述环上；

枢轴臂，所述枢轴臂与所述环可枢转地接合，一个带轮轴颈连接在所述枢轴臂上；

扭转弹簧，所述扭转弹簧布置在所述环和枢轴臂之间，用于推压所述枢轴臂；

阻尼组件，所述阻尼组件摩擦地布置在所述基座和环之间，一个弹簧向阻尼机构施加法向负载；以及

所述阻尼组件包括阻尼材料，所述阻尼材料的电阻在大于0Ω至大约10000Ω的范围内。

17.根据权利要求16所述的张紧器，其中：所述阻尼材料包括不锈钢纤维。

18.根据权利要求17所述的张紧器，其中：钢纤维占阻尼材料的重量的大约3％至大约5％。

19.根据权利要求17所述的张紧器，其中：不锈钢纤维的长度在大约4mm至大约6mm的范围内。

20.根据权利要求17所述的张紧器，其中：不锈钢纤维的直径在大约6微米至大约10微米的范围内。

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