CN1166157A - 用于皮带张紧装置的旋转驱动装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于皮带张紧器的旋转驱动装置，包括其内形成一圆柱空间(18)的壳体(10)，一偏心安装的一般的圆盘形转子(14)，其中该转子有一容纳在径向槽(24)内的叶片(26)，以及一用来给在所述叶片、转子和壳体壁之间形成的腔体中加压的压缩气体源。所述的腔体相互之间以及相对于壳体(10，12)由一在转子(14)上的密封系统(30)密封。所述转子(14)被安装在所述壳体(10，12)上，并相对于轴(16)可转动，所述转子(14)带有至少一个可转动安装的咬合爪(32)，该咬合爪可啮合地放置于所述轴(16)圆周上的咬合齿(34)内。

Description

用于皮带张紧装置的旋转驱动装置
本发明涉及一种用于皮带张紧装置的旋转驱动装置，该装置包括其内形成有一圆柱空间的壳体，一通常呈圆盘形的并编心安装的转子，在该转子内是有安装在径向槽内的叶片，以及用来给在所述叶片，转子和壳体的壁之间形成的腔室加压的压缩气体源。
德国专利2814487中已公开了这种驱动装置。因为这种驱动装置的转子与皮带曳取器的皮带卷筒直接接合，与其它类型的线性运动首先需要转换成旋转运动的皮带张紧装置相比，好的利用率是由通过压缩气体源获得的能量实现的。压缩气体源，一种烟火充气机，给在这种已知的驱动装置中的转子的叶片之间形成的圆柱空间加压，可是，不是直接加压而是借助于例如水一样的液体工作介质，不能合适地密封在所述壳体内的转子，除非由耦合转子损害在皮带曳取器中的皮带卷筒的平滑运转。
本发明提供了一种用于皮带张紧装置的旋转驱动装置，其中腔体由来自压缩气体源的压缩气体直接加压，且转子不转动地与一轴耦合直到所述压缩气体源被触发为止，所述轴与皮带曳取器的皮带卷筒相耦合，所以在正常的卷起和放开操作中皮带卷筒的旋转不受阻碍。
按照本发明的旋转驱动装置，所述腔体相互之间以及与所述壳体之间由在转子上的密封系统密封，并且所述转子安装在壳体上并相对一轴可转动，该转子带有至少一个可转动安装的并可啮合地位于所述轴的圆周咬合齿内的咬合爪。所述的密封系统保证当由压缩气体源释放的气体直接给所述腔体加压时的较小的损耗。位于轴和转子之间的咬合爪允许在正常的静止位置转子与轴分离开。最好是，在静止位置咬合爪与轴上的咬合齿保持脱离啮合，且随着转子的加速所述咬合爪由其惯性力转动而与所述咬合齿啮合。
按照一优选实施例，一经完成皮带的拉紧，所述的咬合爪由弹簧移动回到所述静止位置，以便转子与轴又一次分离开。与所述轴连接的皮带曳取器的皮带卷筒然后又自由转动好象是皮带曳取器的正常功能得到恢复。当已经启动皮带张紧装置时，尤其是在有小的碰撞但汽车仍能被驾驶时这种作用是很重要的，以便可以将汽车从公路驾驶到一修理店去。在这种情况下，当移去皮带后，车里的人能够再一次扣紧。虽然旋转驱动装置不能再被启动了，但具有自动阻碍特性的皮带曳取器仍然作为一没有皮带张紧装置的皮带曳取器那样工作。
由于所述咬合爪在两个相邻叶片之间的转子表面凹口内的优选的放置安排，在旋转驱动装置内综合有连接的功能，而不需要增加其空间。尽管这种紧凑的结构，但为了所述咬合爪能传递大的力，最好是在远离咬合爪端部使其凸起成圆形并由所述凹口的对应的圆形表面支撑。
本发明的进一步的特点和优点将通过下面的描述并参考附图变得清楚明白，其中：
图1表示按照本发明第一实施例的旋转驱动装置的分解图；
图2是图1所示的旋转驱动装置的转子的侧视图；
图3是图2所示的转子表面侧视图；
图4是按本发明的旋转驱动装置的第二个实施例的侧视图，在转子内安装有一咬合爪，该咬合爪由一螺旋弹簧推进到静止位置；
图5是旋转驱动装置被启动情况下图4所示的咬合爪；
图6是图4和图5所示转子的一部分的透视图；
图7是第三个实施例在其静止位置的侧视图；以及
图8是皮带拉伸后的第三个实施例侧视图，示出了咬合爪。
图1所示的旋转驱动装置的主要元件是一壳体，该壳体包括一壳体罩10和一壳体盖12，一盘形转子14和一可转动地安装在转子14内和壳盖12内的孔内的驱动轴16。转子14可转动地安装在壳罩10的孔中并安装在轴16上。轴16上有一锯齿面16a，借助这一锯齿面轴16与皮带曳取器(未示出)的皮带卷筒连接。
转子14放置于由壳体罩10限定的圆柱空间18内。在壳体罩10的壁上加工出一入口20，通过这一入口由压缩气体源产生的气体可进入圆柱空间18内。这一压缩气体源被容纳在壳体盖12的侧凸台12a内。进一步，凹进壳体罩10的壁内并大致对着入口20的是一出口22。
转子14上具有三个径向槽24，在每一槽24内可拆换地安装有一叶片26。每一槽24由其径向内端通过一流道与圆柱空间18相连。在转子14，叶片26和圆柱空间18之间形成一可被加压的腔体，由于转子在壳体内的偏心放置该腔体作为一整体是月牙形的。
在入口端并在转子14的前端沿其旋转方向关闭腔体的叶片26由一安全销28固定定位在壳体罩10上的一延伸位置上，在该位置所述叶片的径向外端密封地与壳体罩10的壁配合。如图3进一步清楚地表示的那样，腔体相互之间的以及相对于壳体的密封是由一密封系统进一步实现的，该密封系统大体上包括一插入到转子表面的每一连续槽内的曲线封闭层30。这一曲线封闭层沿转子14的外圆周的整个长度延伸并在叶片26周围径向向内延伸又径向延伸出去。
由于转子14被一安全销28和具有曲线密封层30的密封系统保持在所述壳体上不转动，随着压缩气体源的启动，一咬合装置通常被驱动而使转子14与轴16耦合。
这一咬合装置包括三个可旋转地安装在转子14表面上的咬合爪32以及位于轴16圆周上的咬合齿34。每一咬合爪32被容纳并支撑在转子14的一表面上的凹口36内。每一咬合爪32对着其爪尖端具有一凸圆端32a，该凸圆端32a以滑动方式被支撑在凹口36的相应的圆表面上。每一爪32由一相应的枢轴32b可转动地安装在转子14上。每一个爪32由一钢片簧38保持在其静止位置上，所述静止位置通过与凹口36的一表面接触而被确定。在这一静止位置，由S表示的每一爪32的重心位于相对于枢轴32b径向向内的位置，因此惯性力以力臂r作用在该爪上并当转子14以逆时针方向被加速时趋向于转动该爪而使之与咬合齿34啮合起来。当一完成对皮带的张紧拉伸后转子14处于静止状态时，爪32由所给定的钢片簧38而返回到其静止位置。另外每一个这些钢片簧被夹持在转子14的U形侧凹口内。
如图3更清楚地看到的那样，每一爪32一个相对另一个沿圆周方向相对于咬合齿34的尖端稍微有偏移。由于这一偏移，保证在两个齿尖偶然碰撞的情况下，相邻的咬合爪达到最佳的啮合位置。进一步，咬合齿34的特殊形状是明显的，它包括具有直齿面和弯曲齿背的齿。这一曲齿背便于在转子14和轴16在用于拉紧皮带的转子的转动方向相反的方向相对运动时使咬合爪32返回到其静止位置。
最后，从图3中可清楚地看到转子14与轴16的咬合可以结合到旋转驱动装置内，而不需要加大其尺寸，尤其是沿轴向。
例如当提供一烟火充气机时，一电驱动传感器(未示出)在一约束条件下产生一信号，导致烟火材料被点燃。气流通过入口20而进入壳体内并推进转子14。每一咬合爪32的重心相对于其旋转轴是这样布置的，即，随着转子14加速度的突然增加，惯性力导致咬合爪32向内转动。当至少一个咬合爪32已与咬合齿34相啮合后，使得轴16与皮带曳取器一起转动。当一完成对皮带的拉紧，钢片弹簧38迫使咬合爪32又回到其静止位置，因而轴16可自由转动。
图4到图6所示的旋转驱动装置的第二个实施例与前面描述的实施例的不同之处只在于咬合爪和相应的弹簧具有不同的形状。在这一实施例中，咬合爪32′没有被枢轴32b安装在转子14上，代之以它具有一圆柱形的外轮廓端部50；该外轮廓端部可转动地安装在转子14的凹口内的互补形状内。每一咬合爪32′由一螺旋弹簧54驱使到其静止位置。该螺旋弹簧54被绕成一单元，最好具有一预拉伸，并且被推进到转子14内的侧凹口56内(图6)。有一长方形截面的凹口56包括一从其上突出的突出部58，该突出部58用来限制螺旋弹簧54。所述螺旋弹簧横向被放入到凹口56内，如图6中箭头所示那样，突出部58因而被推到两个相邻弹簧圈之间。此外，远离咬合爪32′的螺旋弹簧54的一端被推进并倚靠在形成凹口56的相应表面上，结果在放置壳体盖12之前，螺旋弹簧54已被轴向和径向牢固地放置。
螺旋弹簧56以其圆周与咬合爪32′的突起部相接触，因而被稍微弯曲。在驱动旋转驱动装置咬合爪32′向内转动时，如图5所示螺旋弹簧54弯曲。当皮带被拉紧后，螺旋弹簧54就将咬合爪32′驱使回到如图4所示的静止位置。
图4到图6所示的实施例允许螺旋弹簧54自动操作地安装而不需要借助复杂的导向装置。在这一实施例中弹簧的尺寸可被保持得很小，已经证明具有外径为1.6到2mm且弹簧丝粗厚度为0.3mm的螺旋弹簧是合适的。
如图7所示的实施例不同于图3所示的实施例，其中虽然作用在咬合爪32″上的钢片弹簧60将咬合爪32″推进到图7所示的静止位置，在此位置咬合爪32″与咬合齿34没有啮合，每一钢片弹簧60的自由端与相应的咬合爪32″上的突起部分相啮合以便如图8所示，在皮带拉紧期间钢片弹簧60与咬合爪32″脱离开，然后由于这一原因在皮带拉紧后钢片弹簧60也不再能够使咬合爪32″与咬合齿34分离开。结果，轴16就不能转动。钢片弹簧60甚至在图8所示的位置防止咬合爪32″的任何返回旋转，起一锁紧机构的作用。虽然在这一实施例中在皮带拉伸后，皮带曳取器的正常作用不再恢复，但是通过锁止的拉伸轴，而向使用者发出警报，使其注意到皮带张紧装置不再起作用，敦促使用者去找修理厂修理。

Claims (9)

1.一种用于皮带张紧装置的旋转驱动装置，包括其内形成一圆柱空间(18)的壳体(10)，一偏心地安装在其中的基本上圆盘形的转子(14)，该转子有一容纳在径向槽(24)内的叶片(26)，以及一用来给在所述叶片、转子和壳体壁之间形成的腔体中加压的压缩气体源，其特征在于，所述的腔体相互之间以及相对于壳体(10，12)由在转子(14)上的一密封系统(30)密封，所述的转子(14)被安装在所述壳体(10，12)上，并相对于轴(16)可转动，所述转子(14)带有至少一个可转动安装的咬合爪(32；32′；32″)，该咬合爪可啮合地放置于所述轴(16)外圆周上的咬合齿(34)内。
2.一种如权利要求1所述的旋转驱动装置，其特征在于，在静止位置由一弹簧(38，54，60)使得所述咬合爪(32；32′；32″)保持与轴16上的咬合齿(34)脱离开；且一所述转子(14)加速惯性力就使得该咬合爪(32；32′；32″)适合于与所述咬合齿(34)咬合在一起。
3.一种如权利要求2所述的旋转驱动装置，其特征在于，当拉紧皮带后所述弹簧(38；54)使所述咬合爪(32；32′)从所述咬合齿(34)上脱离开，并允许所述轴(16)旋转。
4.如权利要求3所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述弹簧是一夹紧地固定在所述转子(14)上的钢片弹簧(38；60)或者是一弯曲放置的螺旋弹簧(54)。
5.按照前述权利要求中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述的咬合爪(32；32′；32″)安装在转子(14)表面上的位于两个相邻叶片(26)之间的一凹口(36)内，并被支撑在所述凹口的壁上。
6.如权利要求5所述的旋转驱动装置，其特征在于，所述的咬合爪(32；32′；32″)在远离咬合爪的端部使其凸起成圆形并由所述凹口(36)的相应的圆形表面支撑。
7.如前述权利要求中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，提供有好几个咬合爪(32；32′；32″)，其中至少两个相互之间在转子(14)的圆周方向相对于在所述轴上的所述咬合齿(34)的齿端是偏心设置的。
8.如前述权利要求中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，在所述轴(16)上的所述咬合齿具有直齿面和曲齿背。
9.如前面权利要求中任一项所述的旋转驱动装置，其特征在于，至少一个所述叶片(26)可松脱地被限定在所述的壳体内(10，12)，尤其是被一安全销限定在所述的壳体内(10，12)。
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