CN112888877A - 张紧器 - Google Patents

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Abstract

一种张紧器，包括：基座；枢转地安装至所述基座的枢转臂；设置于所述枢转臂与所述基座之间的弹簧；接合于所述弹簧的一个端部上的弓形阻尼构件，所述弓形阻尼构件与所述基座摩擦地接合；在轴上轴颈连接至所述枢转臂的带轮，所述枢转臂包括冲压金属和轧制边缘以及一个或多个增强肋，并且所述弹簧和所述轴被激光焊接至所述枢转臂。

Description

张紧器
技术领域
本发明涉及一种张紧器，更特别地涉及这样的张紧器：该张紧器具有枢转臂，所述枢转臂包括冲压金属、轧制边缘、一个或多个增强肋、以及用于在其上定位弹簧和轴的突起，并且所述弹簧和轴被激光焊接至所述枢转臂。
背景技术
带张紧器在带-带轮动力传输行业中已经被使用很长时间。在汽车行业中，在20世纪70年代后期，带张紧器由于蛇形驱动带而变得流行，以调节和优化带张力，以达到所期望的最佳性能。
从一开始到今天，机械张紧器将扭转弹簧容纳于铝杯中，所述铝杯带有铝臂，所述铝臂将弹簧负荷传递至惰轮和带。张紧器制造商反复尝试使用比如冲压金属板、粉末金属(烧结金属)、不同类型的塑料和压铸镁的替代的材料，但是由于成本、重量、强度或性能而失败。
在汽车行业中，比如动力转向泵、机油泵和空气泵、空调以及交流发电机的各种车辆附件由单个环形带操作，所述单个环形带由连接至发动机曲轴的带轮驱动。该系统被称为“蛇形”驱动带系统。为了确保这些各种附件的最佳运行效率，必须将驱动带维持于预定的张力下，以确保附件的有效性能以及带的令人满意的使用寿命。由于带随着时间的流逝而拉伸的趋势，期望使用带张紧装置以提供可靠的服务并且在其上维持恒定的张紧量，而与带的拉伸量无关。
张紧装置使用螺旋弹簧，所述螺旋弹簧被扭转、压缩或张紧以在带-接合惰轮上施加并且维持张紧力。
还期望为带张紧器设置某种类型的阻尼装置，以防止在弹簧张紧构件中发生过度的振动，并且所述阻尼装置将吸收突然的冲击以防止在张紧器和驱动带中发生抽打动作。
还期望提供一种结构，以使得可以在不牺牲耐用性和效率的情况下尽可能便宜地生产产品。
构件的铸造作为用来制造张紧器的方式而出名。然而，由于工艺或材料的故障，铸造有时可能导致产品缺陷。作为铸造的替代方案，可以使用冲压钢板来制造张紧器，所述冲压钢板消除铸造问题。
现有技术的代表是US 4,557,707，其公开一种用于车辆附件驱动系统的环形驱动带的带张紧装置。支架适于在邻近驱动带的固定位置中安装于发动机上，并且具有枢转地安装于其上的操作杆装置。惰轮可旋转地安装于所述操作杆装置上，并且可通过围绕所述操作杆装置的枢轴可伸缩地安装的扭转螺旋弹簧运动进入带张紧接合。所述带轮被安装成使得穿过所述带轮的外周带接收表面的径向中心线也大体上穿过所述操作杆装置枢轴的中心，以减小施加于所述枢轴上的摩擦力。制动带环安装于所述支架与操作杆装置之间，并且被扭转弹簧偏置成与所述操作杆装置成凸轮接合，以在所述操作杆装置试图沿带张紧或非张紧方向运动时提供阻尼力。在带张紧器的整个张紧范围内，阻尼力与带张紧力成比例，因为同一螺旋弹簧提供所述两个力。制动带具有成角度的表面，所述成角度的表面沿着形成于所述安装支架上的互补的成角度的表面运动，以在它们之间提供可调节的凸轮接合。
需要一种张紧器，所述张紧器具有枢转臂，所述枢转臂包括冲压金属、轧制边缘、一个或多个增强肋、以及用于在其上定位弹簧和轴的突起，并且所述弹簧和轴被激光焊接至所述枢转臂。
发明内容
本发明的主要方面是提供一种张紧器，所述张紧器具有枢转臂，所述枢转臂包括冲压金属、轧制边缘、一个或多个增强肋、以及用于在其上定位弹簧和轴的突起，并且所述弹簧和轴被激光焊接至所述枢转臂。
通过本发明的以下描述和附图，将指出本发明的其它方面或使本发明的其它方面变得显而易见。
本发明是一种张紧器，所述张紧器包括基座、枢转地安装至所述基座的枢转臂、设置于所述枢转臂与所述基座之间的弹簧、接合于所述弹簧的一个端部上的弓形阻尼构件，所述弓形阻尼构件与所述基座摩擦地接合，在轴上轴颈连接至所述枢转臂的带轮，所述枢转臂包括冲压金属和轧制边缘以及一个或多个增强肋，并且所述弹簧和所述轴被激光焊接至所述枢转臂。
前面已经相当广泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下对本发明的详细描述。在下文中将描述构成本发明的权利要求的主题的本发明的另外的特征和优点。本领域技术人员应当理解的是，所公开的概念和特定实施例可以被容易地用作修改或设计用于实现本发明的相同的目的的其它结构的基础。本领域技术人员还应当认识到的是，这样的等同的构造不脱离本发明的如所附权利要求中所阐述的精神和范围。当结合附图考虑时，根据以下描述，将更好地理解新颖特征(其在本发明的组织和操作方法方面被认为是本发明的特征)连同另外的目的和优点。然而，应当清楚地理解的是，每个附图仅仅为了示例说明和描述的目的而被提供，并且不旨在作为对本发明的限制的定义。
附图说明
包含于说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本发明的优选实施例，并且与说明书一起用来解释说明本发明的原理。
图1为张紧器的剖视图。
图2为枢转臂的平面图。
图3为枢转臂的平面图。
图4为枢转臂的顶视立体图。
图5为枢转臂的底视立体图。
图6为张紧器的顶视立体图。
图7为枢转臂的顶视立体图。
图8为分解图。
图9为阻尼构件的立体图。
具体实施方式
图1为张紧器的剖视图。本发明的张紧器100包括用于构造构件的金属板，并且利用激光焊接来结合某些构件以减轻重量和成本同时提供良好的性能。
张紧器100包括基座10、枢转臂20、弹簧30以及带轮40。枢转臂20通过轴21枢转地附接至基座10。低摩擦衬套27设置于轴21与基座10之间。轴42优选地被激光焊接至枢转臂20。带轮40在轴承41上安装至轴42。防尘罩43、44防止碎屑进入轴承41。弹簧30为扭力弹簧。弹簧30将带轮40朝向带(未示出)推动以在带上施加负荷。带可以为本领域中已知的发动机附件驱动系统(未示出)的一部分。
弹簧30的一个端部31连接至枢转臂20。弹簧30的另一个端部32连接至阻尼构件50。阻尼构件50摩擦地接合基座10的内表面11。阻尼构件50在张紧器的运行期间阻尼枢转臂20的振荡运动。
使用已知的冲压工艺由钢板制成用于张紧器的枢转臂20。为了减轻枢转臂的重量，使用凸起或肋来加强枢转臂并且使金属板的厚度最小化。本发明的冲压枢转臂代替在张紧器领域中被广泛地使用的现有技术的铸造枢转臂。
图2为枢转臂的平面图。肋22、23被冲压至枢转臂20中。肋22、23可以沿枢转臂20的纵向方向延伸，在带轮40与基座10之间大致沿轴线A-A排列。由使用者的设计要求决定每个增强肋的深度或浮凸。肋的数量也取决于操作要求。肋的数量可以根据设计要求包括一个或多个。
凹坑或突起24被冲压至枢转臂20中。弹簧30通过凹坑24定位于枢转臂上。在图2中示出三个凹坑，但是凹坑的数量可以根据操作要求变化。凹坑24有助于在组装过程期间将弹簧30适当地定位于枢转臂20上。
使用凹坑或突起25来在枢转臂20上定位轴42的位置。凹坑25被冲压至枢转臂20中。在图2中示出三个凹坑，但是凹坑的数量可以根据操作要求变化。凹坑25有助于在组装过程期间将轴42适当地定位于枢转臂20上。
图3为枢转臂的平面图。压花(embossment)或压印(coining)都可以被用来产生凹坑24、25，肋22、23以及该张紧器的其它方面。压花为金属板的成形，其中相对的侧显示相对的成形效果，例如车牌号。压印指的是在一侧上形成的金属板，而在另一侧上没有任何可见效果，例如，现行硬币。两种方法都可以被用于制造该张紧器。
图4为枢转臂的顶视立体图。根据系统要求，弹簧30和轴42可以处于枢转臂20的同一侧或相对侧上。一旦弹簧30和轴42通过相应的凹坑位于枢转臂上，它们就分别在焊缝450和焊缝45处被夹紧并且激光焊接至枢转臂20。与现有技术相比，激光焊接以降低的成本提供精确而牢固的结合。弹簧30具有相对较高的硬度，而金属板枢转臂20具有相对较低的硬度。即使如此，激光焊接也使它们接合在一起，而不具有传统的焊条式焊接(比如SMAW)的常见的较大的热影响区的不利影响。尽管激光焊接是优选的，但是也可以使用采用其它焊接工艺(比如TIG)或机械接合的其它实施例。在替代实施例中，将轴42或弹簧30中的一个或另一个激光焊接至枢转臂20。
使用冲压工艺来轧制枢转臂20的边缘28。轧制边缘28赋予额外的刚度，以抵抗施加至悬臂枢转臂20的弯矩。边缘28还赋予枢转臂20精加工边缘，这有助于张紧器的美观性。轧制边缘28可以围绕枢转臂20的整个周边延伸，或者可以根据使用者的需要将它限制至枢转臂20的选定部分。轧制边缘28可以根据使用者的设计要求朝向枢转臂20的任一侧定向。
图5为枢转臂的底视立体图。肋22、23被压花于枢转臂20中。凹坑或突起24、25也被压花。也可以使用压印来施加肋和凹坑。
图6为张紧器的顶视立体图。可以使用铝或其它已知材料冲压或压铸基座10。为了组装，将具有阻尼构件50的弹簧30组装至基座10中。将弹簧30焊接至枢转臂20。将轴承41按压至轴42上。将带轮40按压至轴承41上。将轴42焊接至枢转臂20。
从基座10伸出的销29接合安装表面(未示出)中的孔。销29在操作期间阻止基座10旋转，因此充当弹簧30的弹力的反作用点。
图7为枢转臂的顶视立体图。作为焊接的替代方案，可以使用夹250和260来将弹簧30和轴42分别机械地附接至枢转臂20。夹250和260还用来定位弹簧30和轴42。
图8为分解图。阻尼构件50包括与内表面11摩擦地接合的摩擦材料51。阻尼构件50进一步包括连接至弹簧30的端部32的弓形瓦52。弓形瓦52具有围绕弹簧30的大约180度的长度。为了将弹簧适当地装配并且焊接至枢转臂20，将弹簧表面31磨平。将轴21压配合至枢转臂20中。带轮40接合带驱动附件系统(未示出)中的带。
比如螺栓的紧固件(未示出)延伸穿过轴21中的孔210，以将张紧器安装至安装表面(未示出)。
图9为阻尼构件的立体图。扭力弹簧30包括平坦的表面31。表面31接合枢转臂20。阻尼构件50接合端部32。弓形瓦52连接至弹簧30的端部32。摩擦材料51被模制至瓦52。
尽管本文中已经描述了本发明的形式，但是对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本文中所描述的本发明的精神和范围的情况下，可以对部件的构造和关系进行改变。除非另外特别地指出，否则附图中所描绘的构件未按比例绘制。进一步，任何所附权利要求或权利要求的元素无意援引35U.S.C.§112(f)，除非在特定的权利要求中明确地使用单词“用于……的装置”或“用于……的步骤”。本公开绝不应当限于附图中所示出的以及本文中所描述的示例性实施例或数值大小。

Claims (16)

1.一种张紧器，包括：
基座；
枢转地安装至所述基座的枢转臂；
设置于所述枢转臂与所述基座之间的弹簧；
接合于所述弹簧的一个端部上的弓形阻尼构件，所述弓形阻尼构件与所述基座摩擦地接合；
在轴上轴颈连接至所述枢转臂的带轮；
所述枢转臂包括冲压金属和轧制边缘以及一个或多个增强肋；以及
所述弹簧和所述轴被激光焊接至所述枢转臂。
2.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于，所述弹簧为扭力弹簧。
3.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于，所述枢转臂进一步包括用于将所述弹簧和所述轴定位于其上的突起。
4.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于，所述增强肋在所述枢转臂上沿纵向方向延伸，所述增强肋在所述带轮与所述基座之间沿轴线A-A排列。
5.一种张紧器，包括：
基座；
枢转地安装至所述基座的枢转臂；
设置于所述枢转臂与所述基座之间的弹簧；
接合于所述弹簧的一个端部上的阻尼构件，所述阻尼构件与所述基座摩擦地接合；
在轴上轴颈连接至所述枢转臂的带轮；
所述枢转臂包括冲压金属和一个或多个增强肋，每个增强肋在所述枢转臂上沿纵向方向延伸，所述增强肋在所述带轮与所述基座之间沿轴线排列；以及
所述弹簧被激光焊接至所述枢转臂。
6.根据权利要求5所述的张紧器，其特征在于，所述轴被激光焊接至所述枢转臂。
7.一种张紧器，包括：
基座；
枢转地安装至所述基座的枢转臂；
可操作地设置于所述枢转臂与所述基座之间的弹簧；
接合于所述弹簧的一个端部上的弓形阻尼构件，所述弓形阻尼构件与所述基座摩擦地接合；
在轴上轴颈连接至所述枢转臂的带轮；
所述枢转臂包括冲压金属和一个或多个增强肋，每个增强肋在所述枢转臂上沿纵向方向延伸，所述增强肋在所述带轮与所述基座之间沿轴线A-A排列；以及
所述弹簧或轴被激光焊接至所述枢轴臂。
8.根据权利要求7所述的张紧器，其特征在于，所述弹簧包括用于接合所述枢转臂的平坦表面。
9.根据权利要求7所述的张紧器，其特征在于，所述枢转臂进一步包括轧制边缘。
10.一种制造张紧器的方法，包括：
形成基座；
将枢转臂枢转地附接至所述基座；
将弹簧可操作地设置于所述枢转臂与所述基座之间；
将弓形阻尼构件附接至所述弹簧；
使所述弓形阻尼构件与所述基座摩擦地接合；
将带轮轴颈连接至所述枢转臂；
用具有一个或多个增强肋的金属板形成所述枢转臂；
使每个增强肋在所述枢转臂上沿纵向方向延伸；以及
将所述弹簧或轴激光焊接至所述枢转臂。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过冲压形成所述枢转臂。
12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：
在所述枢转臂中形成两个或更多个第一凹坑以定位弹簧位置；以及
在所述枢转臂中形成两个或更多个第二凹坑以定位带轮轴。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过冲压形成所述基座。
14.根据权利要求10所述的方法，进一步包括在所述枢转臂上形成轧制边缘。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过冲压形成所述带轮。
16.根据权利要求10所述的方法，进一步包括形成从所述基座伸出的销。
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