CN110573769A - 具有调节机构的张紧设备和用于调节张紧设备的扭矩的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于牵引传动的张紧设备(2)，包括：基部构件(3)；相对于基部构件(3)围绕旋转轴线(A4、A6)旋转地安装的至少一个张紧臂(4、6)，其具有张紧皮带轮(5、7)，该张紧皮带轮(5、7)可旋转地安装在张紧臂(4、6)的支承件承载件(17)上；用于弹性地加载张紧臂(4、6)的弹簧装置(8)，其中弹簧装置(8)围绕旋转轴线(A4、A6)在张紧臂(4)的第一弹簧支撑件(9)和张紧设备(2)的第二弹簧支撑件(10)之间延伸，其中，张紧设备(2)还具有调节机构(11)，该调节机构(11)用于围绕旋转轴线(A4、A6)在周向方向上相对于张紧皮带轮(5)的支承件承载件(17)调节第一弹簧支撑件(9)。

Description

具有调节机构的张紧设备和用于调节张紧设备的扭矩的方法
技术领域
本发明涉及一种用于牵引传动的张紧设备以及一种用于调节这种张紧设备的扭矩的方法。牵引传动、也称为皮带传动或链传动——是其中经由牵引设备在两个或多个轴之间传递扭矩的传动。通常，牵引传动具有环形牵引设备和其缠绕在之上的至少两个皮带轮，其中一个皮带轮可以用作驱动部，并且一个皮带轮可以用作牵引设备的输出部。
背景技术
特别地，力配合和形状配合的牵引传动之间是有区别的。在力配合牵引传动中，通过作用在皮带和皮带轮之间的接触表面中的摩擦力来传递扭矩。在形状配合牵引传动中、即链传动或带齿皮带传动中，通过具有相应的形状配合轮廓的皮带轮将扭矩传递到牵引设备上或传递来自牵引设备的扭矩。
皮带传动形式的牵引传动特别用在机动车辆的内燃机上，用于驱动辅助单元，其中第一皮带轮位于内燃机的曲轴上并驱动皮带。其它皮带轮分配给比如水泵、交流发电机或空调压缩机之类的辅助单元，并由皮带传动驱动旋转。在曲轴和在皮带的周向方向上连结曲轴的辅助单元之间通常形成发电机、松边。为了确保皮带充分围绕皮带轮，皮带通过张紧设备的张紧辊预张紧。
从EP 2 128 489 A2 A1中已知一种用于带有起动发电机的皮带传动的张紧设备。张紧设备具有壳体，两个张紧臂围绕共同的枢转轴线可枢转地支撑在该壳体中。张紧臂通过弹簧装置支撑抵靠彼此。当驱动皮带轮安装在起动发电机上时，该壳体可安装，使得壳体相对于起动发电机在封围起动发电机的驱动轴的环形区域中不接触。
从EP 2 573 423 A1中已知一种皮带张紧设备，该皮带张紧设备具有基部构件，该基部构件具有可枢转地支撑于其上的张紧臂。皮带张紧设备形成为使得张紧臂的枢转轴线在安装状态下布置在附件的皮带轮的外径内。
从DE 10 2015 21 1 227 A1中已知一种用于内燃机的牵引传动的张紧设备。该张紧设备包括两个张紧臂，这两个张紧臂相对于彼此可旋转，并且各自具有张紧辊、弹簧设备和致动器，弹簧设备将两个张紧辊朝向彼此偏转，致动器用于使张紧臂朝向彼此旋转。致动器形成为电动马达，电动马达在操作期间可控制，以便针对性地调节张紧辊。
从DE 39 05 218 C1中已知一种用于调节机动车辆的驱动带的皮带张紧的调节设备。该调节设备具有张紧元件和反(counter)张紧元件，张紧元件形成为小齿轮，反张紧元件呈带齿齿轮的形式，张紧元件与反张紧元件接合。通过转动张紧元件，交流发电机相对于车辆发动机枢转并因此在驱动皮带的平面中被调节。
US2008/0070730A1描述了一种用于夹紧柔性驱动元件的设备。该设备连同一对相对的接触元件与柔性驱动元件的上下回行段接触。该设备包括采用弹簧夹形式的连接元件，用于将接触元件拉到一起并将接触元件定位在距离彼此选定的距离处，以便为柔性驱动元件提供预定的张紧。
皮带传动经受静态回行段力(Trumkraft)振动，其通过在皮带长度、直径中产生公差以及皮带轮相对于彼此的位置公差和皮带张紧器弹簧的扭矩公差引起。这适用于具有一个张紧臂的传统皮带张紧器以及皮带传动的起动发电机应用中的带摆臂的皮带张紧器。
由于回行段力的静态偏移，皮带传动的部件必须坚固地设计成用于最小和最大回行段力之间的宽范围。对于无滑动的动力传动，需要相对较高的回行段力。
发明内容
在此基础上，本发明的目的是提供一种用于牵引传动的张紧设备，其能够减少牵引传动的回行段力或者将皮带传动设计为降低回行段力。此外，本发明的目的是提供一种用于调节这种张紧设备的扭矩的相应方法。
一种解决方案是用于牵引传动的张紧设备，包括：用于连接到固定部件的基部构件；至少一个张紧臂，其围绕枢转轴线相对于基部构件可枢转地支撑，具有张紧辊，该张紧辊可旋转地支撑在张紧臂的支承件承载件上；弹簧装置用于弹性地加载张紧臂，其中弹簧装置围绕枢转轴线在张紧臂的第一弹簧支撑件和皮带张紧设备的第二弹簧支撑件之间延伸；调节机构，用于围绕枢转轴线相对于张紧辊的支承件承载件周向地调节第一弹簧支撑件。
张紧设备的一个优点是调节机构使得可以调节或改变牵引传动的回行段力。这是通过第一弹簧支撑件可相对于支承件承载件或连接至其的张紧辊在周向方向上移动来实现的。因此，第一弹簧支撑件和第二弹簧支撑件之间的周向长度也改变，使得改变弹簧预加载力。特别地，在周向方向上的说明应该包括在周向方向上具有分量的任何调节运动。施加到牵引装置的回行段力可以限制到无滑动动力传递所需的值，从而可以相应地减小摩擦损失，这对皮带传动的效率具有积极的影响。第二弹簧支撑件与皮带张紧器的部件相关联，(第一)张紧臂相对于该部件可枢转。具体地，这可以是另一个(第二)张紧臂或基部构件。
因此，当张紧设备被安装时，第一弹簧支撑件和第二弹簧支撑件之间的角度相对于张紧臂的枢转轴线改变。在张紧设备的安装状态下，张紧轮相对于弹簧装置所支撑抵靠的部件保持固定。
牵引传动设计成借助于环形牵引设备在两个或更多个轴之间传递扭矩。具体地，牵引传动可以构造成皮带传动、带齿皮带传动或链传动的形式。
调节机构设计成相对于支承件承载件或支撑于其上的张紧辊在围绕枢转轴线的周向方向上调节第一弹簧支撑件。为此，调节机构可具有设定元件和支撑元件以及致动元件，设定元件刚性地连接到弹簧支撑件，支撑元件刚性地连接到支承件承载件，其中设定元件相对于支撑元件在围绕枢转轴线的周向方向上被可调节地引导，致动元件用于相对于支撑元件调节设定元件。刚性连接具体地意指所述部件相对于彼此不可移动，并且具体地可以整体地形成。对于设定元件、支撑元件和致动元件的设计和布置，各种选择是可能的，例如如下。
根据第一实施例，致动元件能可旋转地附连至张紧臂，并能设计有用于旋转的致动结构。致动元件的致动结构可以与用于共同运动的连接到支承件承载件的反部件(counter-component)的反结构(counter-structure)相互作用，即，使得致动元件和不可旋转地连接至其的致动结构致使张紧臂相对于支承件承载件在围绕枢转轴线的周向方向上周向运动。根据第一种可能性，致动结构可以形成为带齿结构，其与反部件的带齿部段相互作用，其中反部件是用于张紧辊的上盖盘。在这种情况下，转动带齿结构致使反部件和连接至其的支承件承载件的特定线性运动。根据第二种可能性，致动结构可以具有作为致动结构的偏心面结构，其与反(配对)部件的反面相互作用，其中反部件是用于张紧辊的上盖盘。偏心面结构例如可以形成为偏心设定曲线，使得通过致动元件的旋转实现支承件承载件相对于张紧臂的调节。对于两种可能性都适用的是，支承件承载件可以具有周向地纵长的轴向贯通开口，诸如螺钉之类的附连元件可以穿过该贯通开口用于将张紧辊连接到张紧臂。该纵长的贯通开口允许当旋转致动元件时，支承件承载件相对于张紧臂周向运动。
根据另一实施例，致动元件可固定地连接到支承件承载件，并且支承件承载件能以可旋转地固定的方式连接到用于张紧辊的下盖盘，其中，致动结构在下盖盘上形成为偏心面结构，并且其中，反结构在张紧臂上形成为反面，偏心面结构支撑在该反面上。
在致动元件和设定元件之间的力传递路径中，可以设有接合装置，其构造成将设定元件相对于支撑元件保持在限定的位置上。接合装置、也可以称为接合机构的位置原则上在力传递路径内是任意的。在本文中，力传递路径是指布置成用于致动元件和设定元件之间传递力的所有部件。
根据一实施例，调节机构可以设计成使得第一弹簧支撑件和张紧辊可围绕枢转轴线以高达10°相对于彼此调节。考虑到影响回行段力的部件的所有位置和制造公差，该调节范围在任何情况下应足够大以将回行段力调节至期望的值。在进一步的具体化方便，具体可以规定，第一弹簧装置和张紧辊可从中心起始位置开始围绕枢转轴线以高达±5°调节。由此有利地实现可以在从中心位置开始的两个方向上改变或调节弹簧装置。这意味着，可以根据需要增加或减少回行段力。
调节机构较佳地形成为使得调节至少基本上在周向方向上发生。具体地，这将包括，调节发生在周向曲线上或与枢转轴线大致相切的直线上。根据较佳实施例，止挡件形成在第一弹簧支撑件和弹簧装置之间，其中调节机构具体设计成使得止挡件从初始位置开始相对于在围绕枢转轴线(A)的周向方向上的切线在高达±10°的角度范围内是可移动的。在这种情况下，可将切线限定为垂直于从枢转轴线到止挡件的半径。代替止挡件，连接到张紧臂的不同元件也可以被认为是参考点。通过基本上在周向方向上调节弹簧支撑件，张紧辊作用在牵引装置上的预张紧力的作用方向基本上保持不变。
弹簧装置设计和布置成在周向方向上加载至少一个张紧臂。可以设置至少一个弹簧、即一个或多个弹簧较佳地围绕纵向轴线延伸。弹簧可以具体地形成为弯曲弹簧，其在围绕张紧臂的枢转轴线的周向方向上以径向距离延伸。弯曲弹簧具体地应理解为负载下基本上经受弯曲的弹簧。弯曲弹簧在第一弹簧支撑件和第二弹簧支撑件之间在围绕枢转轴线的周向方向上沿着周向延伸部延伸，该周向延伸部具体小于980°(三匝)、较佳地小于720°(两匝)、可选地小于360°(一匝)。弯曲弹簧的半径可以沿周向范围变化。弯曲弹簧的示例是弓形弹簧，其围绕枢转轴线以较佳地小于360°在周向方向上延伸，或者是螺旋弹簧，其可围绕枢转轴线以超过360°和/或小于980°延伸。对于紧凑的设计，有利的是，在组装状态下，螺旋弹簧的标称直径与螺旋弹簧的轴向长度之比大于4.0，特别是大于5.0。
第二弹簧支撑件的设计和布置取决于皮带张紧器的类型，其可形成为一个臂的张紧器或两个臂的张紧器。在一个臂的张紧器中，恰好设有一个张紧臂，该张紧臂经由弹簧装置在周向方向上弹性地支撑抵靠基部构件。在该实施例中，第二支撑面因此部构件相关联，弹簧装置在周向方向上支撑在该第二支撑面上。
两个臂的张紧器具有两个张紧臂，即带有第一张紧辊的第一张紧臂和带有第二张紧辊的第二张紧臂，其中，两个张紧臂通过弹簧装置在周向方向上支撑抵靠彼此。第二张紧臂利用第二张紧辊加载牵引装置。这两个张紧臂可相对于彼此或相对于基部构件围绕各自单独的或共用的枢转轴线枢转地支撑。在具有两个张紧臂的本实施例中，弹簧装置在周向方向所支撑抵靠的第二支撑面与第二张紧臂相关联，使得两个张紧臂通过弹簧装置相对于彼此在周向方向上弹性地支承。
两个臂的张紧器用于皮带传动中，其中起动发电机作为辅助单元集成在皮带传动中，即电动马达根据操作条件可以作为起动器(启动马达)或交流发电机(发电机)操作。在正常或马达操作中，曲轴上的皮带轮是驱动皮带轮，而起动发电机和其它单元被驱动。在起动或起动器操作中，起动发电机经由相应的皮带轮驱动曲轴以起动内燃机。在具有起动发电机作为辅助单元的这种皮带传动中，存在一方面马达操作和另一方面起动器操作之间的交替，起动发电机的皮带轮的两侧上的张紧回行段和松弛回行段之间的交替。因此，必须为两个所述回行段提供弹簧加载的张紧辊，并因此提供两个张紧臂，其中一个在弹簧力下对松弛回行段有效，而另一个被从张紧回行段推回。
根据一实施例，基部构件和/或至少一个张紧臂可以具有开口，附件的驱动轴和/或皮带轮可以在组装状态下延伸到该开口中。基部构件可以设计为钢部件，特别是设计为金属片形成的部件因此，以有利的方式以低材料消耗实现了高强度和刚性。基部构件可具有一个或多个附连部分，特别是从封围开口的部分突出的的凸缘状的附连部分，驱动轴通过这些附连部分。有利的是，设置若干附连点，基部构件可以在这些附连点处连接到该附件。
一种解决方案还包括用于调节张紧设备的扭矩的方法，该张紧设备包括张紧臂、张紧辊、弹簧装置和调节机构，张紧臂相对于张紧设备的另一部件可围绕枢转轴线枢转，张紧臂经由弹簧装置在周向方向上支撑抵靠该部件，调节机构用于相对于张紧辊调节张紧臂，该方法具有以下步骤：确定张紧设备在安装状态下应具有的目标扭矩；当张紧臂相对于弹簧装置所支撑抵靠的部件枢转时，测量张紧设备横跨张紧臂的枢转角度的实际扭矩；将张紧臂相对于该部件枢转到目标枢转角度，在该角度处施加目标扭矩；以及在张紧设备上施加表示目标枢转角度的标记。
利用该方法，张紧设备的弹簧加载总是可以设定为标称扭矩值。换言之，张紧设备可以在安装状态下调节到尽可能低的回行段力，这是皮带传动中无滑动力传递所必需的。该张紧设备和方法可以用来补偿例如由于制造、位置和弹簧扭矩公差所可能发生的静态回行段力公差。该方法和设备是一个统一概念的元素，使得该方法的所有特征可以应用到该设备，相反地，该设备的所有特征可以应用到该方法。具体地，该方法可以利用根据本发明的张紧设备执行，其可以具有上述实施例的一个或多个。
例如，可以由用户计算或指定目标扭矩。可以例如基于皮带传动的性能数据来执行目标扭矩的计算，性能数据时诸如将通过牵引装置传递的扭矩、在驱动皮带轮上的缠绕程度、牵引装置的类型、附件的标称扭矩以及等等之类。张紧设备的扭矩的测量可以通过合适的测量设备来执行，该测量设备测量横跨张紧臂的枢转角度的弹簧扭矩。由此可以得出相应张紧设备的扭矩张紧角度曲线。在这种情况下，由于增加弹簧负载，随着张紧臂抵靠弹簧支撑件的枢转增加，由张紧设备产生的扭矩相应地增加。借助于扭矩张紧角度曲线，张紧臂的每个旋转角度被分配相应的扭矩。为了设定期望的目标扭矩，张紧臂被转移到相应的枢转位置或角位置。在该位置上，标记被施加到张紧设备，这使得张紧臂可以可重复地枢转到所需的角位置而无需重新进行扭矩测量。
该标记可以例如构造成光学和/或触觉上可感知的标记，其可以例如通过油漆、蚀刻、通过激光的热处理或以类似的方式施加。具体地，可以规定，第一标记元件分配到张紧臂，而第二标记元件分配到张紧臂可相对于其枢转的部件，这些标记元件在期望的角度位置中彼此轴向相对地布置。
在随后的步骤中，将张紧设备组装在皮带传动中。为此，张紧设备安装在固定部件上，皮带围绕所有驱动皮带轮缠绕，并且张紧辊在弹簧预张紧下加载抵靠皮带。显著，可以借助于调节机构相对于张紧辊调节张紧臂，直到达到表示目标枢转角度的标记或者标记元件彼此对准为止。在该设定位置中，调节机构是固定的。现在施加了期望的目标扭矩。
附图说明
下面将使用附图描述较佳实施例。附图中：
图1A是根据本发明第一实施例的皮带张紧设备的轴向视图；
图1B是图1A所示皮带张紧设备的立体图；
图1C是图1A所示皮带张紧设备，其中以分解图示出可调节的张紧辊；
图1D是图1A所示皮带张紧设备的可调节张紧辊的纵向剖视详图；
图1E是图1A所示皮带张紧设备的可调张紧辊处于不同的调节位置(P0、P1、P2)；
图2是用于确定用于设定根据本发明的皮带张紧设备的弹簧预张紧的标称角向位置的扭矩特性曲线(I弹簧)；
图3是带有图1所示皮带张紧设备的皮带传动；
图4A是根据本发明第二实施例的皮带张紧设备的轴向视图；
图4B是图4A所示皮带张紧设备的立体图，
图4C是图4A所示皮带张紧设备，其中以分解图示出可调节的张紧辊；
图4D是图4A所示皮带张紧设备的可调节张紧辊的纵向剖视详图；
图5A是当从下方倾斜观察时根据本发明另一实施例的皮带张紧设备的立体图，其中以分解图示出可调节的张紧辊；
图5B是图5A所示皮带张紧设备的可调节张紧辊的纵向剖视详图；
图5C是图5B所示可调节张紧辊的通过控制轮廓的横截面；
图6A是当从前面倾斜观察时根据本发明的在另一实施例的皮带张紧设备的立体图；
图6B是图6A是皮带张紧设备的细节的调节机构的立体侧视图；
图7是当从上方倾斜观察时根据本发明的在另一实施例的皮带张紧设备的立体图；
图8A是根据本发明另一个实施例的皮带张紧设备的立体分解图；
图8B是图8A所示皮带张紧设备的平面图；
图8C是图8A所示皮带张紧设备的侧视图；以及
图8D是图8A所示皮带张紧设备在平面图中以局部剖视图示出。
具体实施方式
图1A至1E与图2和3在下面一起描述，示出了在第一实施例中的皮带张紧设备2。皮带张紧设备2包括基部构件3、具有第一张紧辊5的第一张紧臂4、具有第二张紧辊7的第二张紧臂6和弹簧8，两个张紧臂4经由弹簧8在旋转方向上弹性地在支撑抵靠彼此。弹簧8在第一张紧臂4的第一弹簧支撑件9和第二张紧臂6的第二弹簧支撑件10之间沿着周向长度L8延伸。设置有调节机构11，以在周向方向上相对于第一张紧辊5调节第一弹簧支撑件9。借助于将在下面更详细地讨论的调节机构11，两个弹簧支承件9、10之间周向长度L8并且因此作用在张紧辊5、7之间的弹簧预载荷或扭矩可以改变。
基部构件3可以附连到诸如附件之类的固定部件上。该附件原则上可以是作为皮带传动的一部分的任何机器，即特别是诸如发电机、水泵之类的由机动车辆的主发动机驱动的辅助单元。为了连接至固定部件，基部构件3具有围绕周向分布的若干附连部分47，其被具体地设计为径向向外突出的带孔的凸缘突出部，螺钉可以***通过这些孔以附连到固定部件。皮带张紧设备2的两个张紧臂4、6通过相应的支承装置围绕枢转轴线A4、A6相对于彼此或相对于基部构件3可旋转地支撑。基部构件3、第一张紧臂4和/或第二张紧臂6较佳地设计为钢构件，其具体地可以通过金属片形成。
第一张紧臂4借助于第一支承件围绕第一枢转轴线A4可枢转地支撑。第二张紧臂6借助于第二支承件围绕第二枢转轴线A6可枢转地支撑。此处，两个支承件彼此同轴布置，即，两个枢转轴线A4、A6重合。然而，对于具体应用，通常也可以是两个枢转轴线可以彼此平行或偏心地布置。
在周向方向上围绕枢转轴线A4、A6延伸的弹簧8反作用两个张紧臂4、6的相对枢转运动。两个张紧臂4、6由于中间弹簧8可相对于彼此旋转到受限范围，并且可以与弹簧8一起相对于基部构件3围绕轴线A4、A6自由旋转，即360°左右或以上。已经规定，在皮带张紧设备2的安装状态中，枢转轴线A4、A6布置在基部构件3的开口41内。
张紧臂4、6各自具有承载部分12、13，承载部分12、13从相应的张紧臂4、6的环形支承部分14、15径向向外突出。相关的张紧辊5、7借助相应的支承件16、16'围绕平行于枢转轴线A4、A6延伸的旋转轴线A5、A7附连并可旋转地支撑在相应的承载部分12、13上。用于第二张紧辊7的轴承16'安装在刚性连接到承载部分13的支承件容座上。支承件16'借助螺钉27'夹紧到承载部分13。上盘19和下盘19'防止灰尘进入张紧辊5、7的支承件16、16'中。
本实施例的特征在于第一张紧辊结构的设计，其包括紧凑单元中的第一张紧辊5和调节机构11。
第一张紧辊5可旋转地支撑在第一张紧臂4的支承件承载件17上，以便围绕旋转轴线A5可旋转。支承件承载件17能借助调节机构11相对于张紧臂4调节并能固定在所需位置。通过相对于支承件承载件17移动张紧臂4，连接到张紧臂的第一弹簧支撑件9因此在周向方向上相对于张紧辊5移动。取决于运动方向，这致使弹簧8扩张或收缩，从而可以改变弹簧力并因此改变由皮带张紧设备2产生的扭矩。
调节机构11包括连接到弹簧支承件9的设定元件18、连接到支承件承载件17的支撑元件19、以及用于相对于支撑元件调节设定元件的致动元件20。支撑元件19一方面支撑在设定元件18上，另一方面在周向方向上支撑在致动元件20上，其还包括间接支撑件。
在本实施例中，设定元件18设计成从张紧臂4轴向突出的突出部的形式，并且其具有在周向方向上延伸的引导轮廓22。支承件承载件17以反轮廓23与配合的引导轮廓22接合，使得支承件承载件17相对于张紧臂4在周向方向上或相对于枢转轴线A4切向地引导。此处，引导轮廓22和反轮廓23根据槽-舌原理形成，但不限于此。
支承件承载件17利用其上端连接到支撑元件19，特别是借助形状配合连接。为此，支承件承载件17具有接合装置24，其以旋转地固定的方式接合在支撑元件19的相应开口中。由于形状配合连接，当借助致动元件20调节支撑元件19时，支承件承载件17与支撑元件19一起移动。当前，支撑元件19设计成盖盘的形式，其在顶端面处具有带齿齿条段25，带齿齿条段25与致动元件20的相应的带齿结构26相互作用。盖盘19与支承件承载件17同轴布置并且因此也与张紧辊5同轴布置并且从顶部覆盖支承件16以防止灰尘进入。在张紧辊5的下侧处，还设有另一盖盘48。
致动元件20此处设计为带齿螺母的形式，其具有作为致动结构的外齿和用于引入扭矩的外轮廓，特别是外六角形。致动元件20具有中心贯通开口43，附连元件27通过该中心贯通开口43***。形成为螺钉(但不限于此)的附连元件27穿过支承件承载件17的纵长贯通开口并旋拧到张紧臂4中。因此，致动元件20可旋转地支撑在螺钉27上。
由于齿25、26的相互接合，转动致动元件20致使支撑元件19、连接至其的支承件承载件17和连接至其的张紧臂5相对于附连元件27相对运动，以及经由附连元件27沿引导件22、23连接至其的张紧臂4的相对运动。该运动围绕枢转轴线A4大致在周向方向上进行。在图1E中示出了不同的设定位置，张紧辊5可以从相对于附连元件27的中心位置开始调节到这些设定位置中。中心设定位置在中间示出。如果从该位置开始逆时针旋转(左图)致动元件20，附连元件27和连接至其的张紧臂4也由此围绕枢转轴线A4被顺时针地推离张紧辊5。弹簧8扩张使得弹簧产生的扭矩增加。如果与其相反，从中心位置开始顺时针旋转致动元件20(左图)，附连元件27和连接至其的相同的张紧臂4由此围绕枢转轴线A4相对于张紧辊5逆时针移动。弹簧8收缩使得弹簧产生的扭矩减小。
调节机构11必须构造成使两个端部位置P1、P2之间的调节范围足够大，以考虑到皮带张紧器的部件的所有位置和制造公差，将可由皮带张紧设备2产生的扭矩调节至所需水平。例如，调节机构11可以被设计成使得第一弹簧支撑件9和张紧辊5围绕枢转轴线A4在彼此相反的方向上以高达10°的角度范围β可调节。具体地规定，第一弹簧支撑件9和张紧辊5从中心起始位置(P0)开始围绕枢转轴线A4可以以高达±5°调节至相对端位置(P1、P2)。这样，弹簧8的扭矩以及因此皮带回行段力可以根据需要增加或减少。
调节方向在此由设定元件18和支承件承载件17之间的引导件22、23限定，该引导件在这种情况下形成为直的并且与枢转轴线A4相切地延伸。应当理解的是，调节也能以非直线方式执行，特别是以也偏离切线的弧形的方式执行。较佳地，调节机构11设计成使得调节至少基本上在周向方向上执行。这具体地意指，第一张紧臂5的基准点、例如对于弹簧8是止挡件28或对于附连螺钉27是螺纹孔29，从初始位置(P0)开始具有位于相对于围绕枢转轴线A4的切线T0高达±10°的角度范围γ内的轴向视图中的运动方向。切线T0可以被限定为垂直于从枢转轴线A4开始到参考点的半径R。
为了能够以简单的方式在皮带传动中的最后组装期间执行皮带张紧器2的目标扭矩的设定，根据较佳的方法工艺，在皮带张紧器2的装配和检测期间执行预设定。下面通过考虑图2和3参照图1的皮带张紧器2对此进行说明。
为了重复调节也被称为标称扭矩的目标扭矩，首先测量横跨张紧臂5抵靠第二张紧臂6枢转期间的枢转角度α的张紧设备2的实际扭矩M。这导致对于相应的张紧设备2的扭矩张紧角度曲线I弹簧，如图2中示意性所示。可以看出，随着在第二弹簧支撑件的方向上增加张紧臂4的枢转角度α，基本上对应于弹簧扭矩的、由张紧设备2所产生的扭矩M相应增加。在这种情况下，借助于扭矩张紧角度曲线(I弹簧)，可以将相应的扭矩M分配给每个相对枢转角度α。为了设定所需的标称扭矩，张紧臂4被转移到相关的枢转位置(P0)或角度位置(α设定)。在该位置中，将标记30施加到张紧设备2，这使得张紧臂可重复枢转到所需的角度位置，而无需重新进行扭矩测量，并且使得能够设定所需的标称扭矩M设定。标记30在图1B中示出；可以看出，它形成为直线，其具有在第一张紧臂4上的部分和在第二张紧臂6上的部分，其中在目标角度位置α设定中两个这直线部分对齐。例如，基于皮带传动的性能特性确定目标扭矩。
在随后的步骤中，张紧设备2组装在皮带传动32中，如图3中的示例所示。为此，张紧设备2被附连在固定部件上、当前是附件33，皮带34围绕所有的驱动皮带轮35、36、37放置，并且张紧辊5在弹簧张紧下抵靠皮带38。然后，可以借助于调节机构11相对于张紧辊5调节张紧臂4，直到达到表示目标角度位置α设定的标记30或者标记元件彼此对准为止。现在获得期望的扭矩M设定。在本实施例中，附件33设计成发电机(交流发电机)的形式。可以看见发电机的壳体39，其可以连接到发动机缸体。皮带张紧设备2附连到发电机33的端面。这借助周向分布的附连凸缘47来完成，螺钉40可以***其中并旋拧到发电机的壳体39。此外，可以看到环形带34和皮带轮35，皮带轮35以可旋转地固定的方式连接到发电机33的驱动轴。基部构件3或者皮带张紧设备2形成为使得——在将皮带张紧设备2安装到附件33的状态中——张紧臂4、6的枢转轴线A4、A6被布置在驱动轴的外径内。
在下面一起描述的图4A至4D示出了根据本发明第二实施例的张紧设备2。本张紧设备2在很大程度上对应于根据图1至3的实施例，因此参考以上关于共同特征的描述。相同或相应的部件设有与图1至3中相同的附图标记。
根据图4的本皮带张紧器2与上述实施例的不同之处在于调节机构11的设计，特别是支撑元件19和致动元件20的设计。
在本实施例中，致动元件20设计成偏心螺母的形式，其具有偏心面形式的致动结构26，该致动结构偏心于用于螺钉27的通孔布置。致动元件20与作为反部件的支撑元件19相互作用，其形成为用于张紧辊5的上盖盘的形状。盖盘19具有支撑面25，该支撑面25与偏心面26接触。当转动偏心螺母20时，偏心设定曲线26沿支撑面25行进，使得盖盘19相对于与枢转轴线A4相关的螺钉27大致在周向方向上移动。因此，支承件承载件17固定地连接到盖盘19上，并且张紧辊5相对于螺钉27和相关的张紧臂4沿着形成在支承件承载件17和设定元件18之间的引导件22、23移动。取决于偏心螺母20的旋转方向，偏心设定曲线26可以从中心设定位置开始旋转到较小半径或较大半径的区域中，使得弹簧8可以因此扩张或收缩。
特别是在图4A中可以看出，接合装置31设置在偏心螺母20和盖盘19之间。接合装置31通过在偏心曲线26的外表面上的接合结构形成，其中径向突出的支撑面25能以部分步骤锁定地接合在偏心螺母20的转动范围(turning range)中。因此，偏心螺母20相对于盖盘19保持在限定的位置上。由此防止在设定标称张紧角度α设定之后的意外转动。
设定元件18如上述实施例中那样设计成从张紧臂4轴向突出的延伸部并具有在周向方向上延伸的引导轮廓22。支承件承载件17利用配合的反轮廓23接合在引导轮廓22中，使得支承件承载件17相对于张紧臂4在周向方向上或相对于枢转轴线A4切向地引导。张紧辊5和张紧臂4之间的相对运动在这方面类似于其所参考描述的以上实施例。
在下面一起描述的图5A至5C示出了根据本发明第三实施例的张紧设备2。本张紧设备2在很大程度上对应于图4的实施例，因此考虑到相似性，参考图4的上述描述，并且因此也参考图1至图3的描述。相同或相应的部件设有与图1至4中相同的附图标记。
根据图5的本皮带张紧器2与上述实施例的不同之处在于调节机构11的设计，特别是设定元件18、支撑元件19和致动元件20的设计。
致动元件20在本实施例中与支承件承载件17整体设计。设置呈外六角形形式的扭矩引入装置，用于将扭矩引入致动元件20，但不限于此。致动元件20具有通孔43，螺钉27通过该通孔43***以用于连接张紧臂4。螺钉27和支撑元件17彼此同轴地或与旋转轴线A5同轴地布置。螺母44被拧紧到螺钉27的下端中，螺母44以旋转地固定的方式被保持到设定元件18，但是沿着设定元件18的引导结构22在对于枢转轴线A4的周向方向上可位移。螺母44的外表面23形成引导件的反轮廓。
在本实施例中，支撑元件19设计为下盖盘并因此位于支承件16的下方，或者在支承件承载件17和设定元件18之间。盖盘19具有偏心面那样的致动结构26，其偏心于用于螺钉27的通孔布置。盖盘19与作为反部件设定元件18相互作用，以相对于张紧辊5调节张紧臂4。设定元件18与张紧臂4整体地连接并且具有支撑面25，该支撑面25与盖盘19的偏心面26接触。盖盘19通过形状配合装置24连接到支撑元件17或者致动元件20。
当旋转致动元件20时，盖盘19的偏心设定曲线26沿着对于张紧臂4固定的设定元件18的支撑面25移动，使得设定元件18相对于盖盘19或者螺钉27相对于枢转轴线A4大致在周向方向上移动。因此，固定地连接到盖盘19的支承件承载件17和张紧辊15相对于设定元件18和连接至其的张紧臂4，沿着在设定元件18和螺母44之间形成的引导件22、23移动。取决于致动元件20和以旋转地固定的方式连接至其的盖盘19的转动方向，偏心设定曲线26可以从较小半径或较大半径的区域中的中心设定位置开始转动，使得弹簧8能因此扩张或收缩。
特别是在图5C中可以看出，在本实施例中还设置有接合装置31。接合装置31由支撑元件19的偏心曲线26上的接合结构形成，其中径向突出的反面25能够以部分步骤锁定地接合在支撑元件19的转动范围中。这样，盖盘19相对于设定元件18保持在限定的旋转位置中。
设定元件18具有周向延伸的引导轮廓22，其设计成纵长凹槽的形式。螺母44以配合反轮廓23与引导轮廓22接合，使得支承件承载件17相对于张紧臂4在周向方向上或相对于枢转轴线A4切向地引导。张紧辊5和张紧臂4之间的相对运动因此类似于其所参考描述的以上实施例。
在下面一起描述的图6A和6B示出了根据本发明另一实施例的张紧设备2。该张紧设备2在很大程度上对应于图1所示的实施例，因此考虑到共同特征，参考图1的上述描述，并且因此也参考图2和3的描述。与上述附图中相同或修改的细节设有相同的附图标记。
在本实施例中，调节机构11不布置在张紧辊的区域内，而是相对于它布置在两个张紧辊5、7之间的周向偏移区域内。
如在上述实施例中那样，调节机构11包括连接到弹簧支承件9的设定元件18、连接到支承件承载件17的支撑元件19、以及用于相对于支撑元件19调节设定元件18的致动元件20。支撑元件19一方面支承在设定元件18上，另一方面在周向方向上支撑在致动元件20上，其将还包括间接支撑件。
在本实施例中，致动元件20具有套筒部分和致动结构26，致动元件20利用该套筒部分可旋转地支撑在螺纹销45上，致动结构26呈偏心面的形式。螺纹销45通过第一端固定到支撑元件19。在相对的第二端上设有螺纹，夹紧螺母46旋拧在该螺纹上。在夹紧螺母46的断开状态下，可以转动致动套筒20和与连接至其的设定元件18。通过拧紧夹紧螺母46，布置在螺母46和设定元件18之间的致动套筒20被夹紧并因此被固定以防止旋转。为了引入扭矩，致动套筒20具有外六角形，其中其它扭矩轮廓也是可能的。
偏心于螺纹销45布置的偏心面26与作为反部件的设定元件18相互作用，以使其相对于支撑元件18在周向方向上移动。设定元件18形成为环形部段，其借助引导装置22、23；22'、23'相对于支撑元件19在周向方向上被受限制的移动引导。环形部段18在与引导件相对的侧部上具有轴向突出部25，该轴向突出部25形成反元件，并且偏心设定面26支撑抵靠该反元件。为了在周向方向上引导，环形部段18具有呈轴向突出部形式的第一引导元件23和从其周向地偏移的呈轴向突出部形式的第二引导元件23'，第一引导元件23接合在支撑元件19的第一纵长孔22中，第二引导元件23'接合在支撑元件19的第二纵长孔22'中。第一引导元件23比第二引导元件长，并且具有延伸穿过纵长孔22的部分。引导元件23的突出部分形成第一弹簧支撑件9，弹簧8在周向方向上通过径向弯曲的端部支撑抵靠第一弹簧支撑件9。
支撑元件19是第一张紧臂4的整体部分，其经由弹簧8在周向方向上弹性地支撑抵靠第二张紧臂6，其中，与第一弹簧支撑件9相关联的第一张紧臂4相对于第二张紧臂5和相关联的第二弹簧支撑件10借助调节机构11在周向方向上可调节。通过转动致动套筒20，偏心设定曲线26相对于环形部段18的反面25转动，使得环形部段18在相对于枢转轴线A4的周向方向上相对于螺纹销45移动。因此环形部段18和连接至其的弹簧支承件9相对于螺纹销45和连接至其的张紧臂4沿着形成在支撑元件19和环形部段18之间的引导件22、23；22'、23'移动。取决于致动元件20的转动方向，偏心设定曲线26可以从中心设定位置开始旋转到较小半径或较大半径的区域中，使得弹簧8可以因此扩张或收缩。张紧辊5和张紧臂4之间的相对运动因此类似于其所参考描述的以上实施例发生。
图6B还示出了标记元件30'，其呈从环形部段18轴向三角形弯曲的形式。在调节其中标称扭矩M设定可用的期望角度位置α设定之后，在相对的张紧臂6上形成反标记(配对标记)30，作为预设定的一部分。在最终组装期间，可以通过转动致动套筒，直到标记元件30'与反标记30相对布置为止，以简单地设定标称扭矩M设定。
图7示出了在根据本发明另一实施例中的张紧设备2。本张紧设备2在很大程度上对应于根据图4的实施例，其描述以及因此图1至3的描述关于共用特征以缩写的术语表示。与上述附图中相同或修改的细节设有相同的附图标记。
本实施例的张紧设备仅具有一个张紧臂4和相应的张紧辊5。第一弹簧支撑件9如在上述实施例中那样与第一张紧臂4相关联。第二弹簧支撑件10与基部构件3相关联或形成在其上(而不是如上述实施例中那样形成在第二张紧臂上)。
关于根据图7的张紧设备的设计和功能的所有其它细节对应于图4的设计和功能，对应于缩略地参考结合图1至3的描述来对其进行描述。
图8A至8D示出了在另一个实施例中的皮带张紧设备2。所示的张紧设备2与在图7中所示的张紧设备一样是单臂张紧器并且在很大程度上对应于图7中所示的实施例，其中，关于共用特征参考图7中所示的实施例的描述并且因此也参考图1至4的描述。与上述附图中相同或修改的细节设有相同的附图标记。
皮带张紧设备2具有基部构件3，其呈用于设计为螺旋弹簧的弹簧装置8的接纳壳体的形式。张紧臂4布置在基部构件3上，以便围绕枢转轴线A4可旋转。张紧臂4在一个自由端处并且偏心于枢转轴线A4承载张紧辊5，张紧辊5可旋转地安装在张紧臂4的支承件承载件17上。基部构件3可以固定到诸如附件或发动机缸体(未示出)或与其连接的部件之类的固定部件。为了附连基部构件3，它具有多个径向向外突出的附连部分51、52，附连部分51、52具有孔，通过这些孔可以***螺钉或螺栓以便附连到固定部件。
弹簧装置8在一侧上支撑抵靠张紧臂4的第一弹簧支撑件9。第一弹簧支撑件9包括螺纹销53，该螺纹销53旋拧到张紧臂4的螺纹孔50中。弹簧装置8基本上切向地支撑抵靠螺纹销53。螺纹销53具有内六角形插座49，螺纹销53利用合适的工具通过该内六角形插座49在切线T的方向上或多或少地旋拧到螺纹孔50中。这改变了第一弹簧支撑件9的切向位置，特别是相对于支承件承载件17和张紧辊5改变了螺纹销53和弹簧装置8之间的接触点。
弹簧装置8被切向地抵靠布置在基部构件3中的第二弹簧支撑件(这里未示出)支承并且因此相对于枢转轴线A4在周向方向上被支撑。与牵引传动中的皮带张紧器2的安装状态的情况一样，当张紧臂4保持固定到基部构件3，或张紧辊5保持固定到基部构件3时，弹簧装置8因此在周向方向上或多或少预张紧。这是通过调节螺纹销53并因此调节弹簧支承件9来在周向方向上改变第一弹簧支撑件9和第二弹簧支撑件之间的长度或距离来实现的。
附图标记列表
2 皮带张紧设备
3 基部构件
4 第一张紧臂
5 第一张紧辊
6 第二张紧臂
7 第二张紧辊
8 弹簧
9 弹簧支撑件
10 弹簧支撑件
11 调节机构
12 承载部分
13 承载部分
14 支承部分
15 支承部分
16,16’ 支承件
17 支承件承载件
18 设定元件
19 支撑元件
20 致动元件
21 贯通开口
22 引导轮廓
23 反轮廓
24 接合装置
25 支撑结构
26 致动结构
27 附连元件
28,28’ 止挡件
29 螺纹孔
30 标记
31 接合装置
32 皮带传动
33 附件
34 皮带
35 皮带轮
36 皮带轮
37 皮带轮
38 皮带
39 壳体
40 螺钉
41 开口
42 开口
43 通孔
44 螺母
45 螺纹销
46 夹紧螺母
47 附连部分
48 盖盘
49 内六角形插座
50 螺纹孔
51 附连部分
52 附连部分
53 螺纹销
α,β,γ 角度
A 轴线
L 长度
M 扭矩
P 位置
R 半径
T 切线

Claims (16)

1.用于牵引传动的张紧设备，包括：
基部构件(3)；
至少一个张紧臂(4、6)，所述至少一个张紧臂(4、6)相对于所述基部构件(3)围绕枢转轴线(A4、A6)能枢转地支撑并且包括张紧辊(5、7)，所述张紧辊(5、7)能旋转地支撑在所述张紧臂(4、6)的支承件承载件(17)上；
弹簧装置(8)，所述弹簧装置(8)用于弹性地加载所述张紧臂(4、6)，其中所述弹簧装置(8)围绕所述枢转轴线(A4、A6)在所述张紧臂(4)的第一弹簧支撑件(9)和所述张紧设备的第二弹簧支撑件(10)之间延伸；
其特征在于，
调节机构(11)，所述调节机构(11)用于围绕所述枢转轴线(A4、A6)在周向方向上相对于所述张紧辊(5)的所述支承件承载件(17)调节所述第一弹簧支撑件(9)。
2.根据权利要求1所述的张紧设备，
其特征在于，
所述调节机构(11)具有设定元件(18)和支撑元件(19)及致动元件(20)，所述设定元件(18)刚性地连接到所述第一弹簧支撑件(9)，所述支撑元件(19)刚性地连接到所述支承件承载件(17)，其中所述设定元件(18)相对于所述支撑元件(19)在围绕所述枢转轴线(A4、A6)的周向方向上被能调节地引导，所述致动元件(20)用于相对于所述支撑元件(19)调节所述设定元件(18)。
3.根据权利要求2所述的张紧设备，
其特征在于，
接合装置(31)设置在所述致动元件(20)和所述设定元件(18)之间的力传递路径中，所述接合装置(31)构造成将所述设定元件(18)相对于所述支撑元件(19)保持在限定的位置上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的张紧设备，
其特征在于，
所述第一弹簧支撑件(9)和所述张紧辊(5)能围绕所述枢转轴线(A4、A6)以高达10°相对于彼此调节，特别是从起始位置(P0)开始高达±5°。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的张紧设备，
其特征在于，
止挡件(28)形成在所述第一弹簧支撑件(9)和所述弹簧装置(8)之间，其中，通过所述止挡件(28)的切线(T0)能限定为垂直于从所述枢转轴线(A4、A6)到所述止挡件(28)的半径(R)，
其中，所述调节机构(11)形成为使得所述止挡件(28)从初始位置(P0)开始具有位于相对于所述切线(T0)高达±10°的角度范围(γ)内的轴向视图中的运动方向。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的张紧设备，
其特征在于，
所述支承件承载件(17)具有在周向方向上纵向延伸的轴向贯通开口(21)。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的张紧设备，
其特征在于，
所述致动元件(20)固定地且能旋转地附连至张紧臂(4)，并且具有致动结构(26)，所述致动结构(26)与连接到所述支承件承载件(17)的反部件(19)的反结构(25)相互作用以便一起移动，使得所述致动元件(20)和以能旋转地固定的方式连接至其的所述致动结构(26)的旋转引起所述张紧臂(4)围绕所述枢转轴线(A4、A6)相对于所述支承件承载件(17)的周向运动。
(图1至6)
8.根据权利要求7所述的张紧设备，
其特征在于，
所述致动元件(20)具有带齿结构作为致动结构(26)，所述致动结构(26)与所述反部件(19)的带齿部段(25)相互作用，其中，所述反部件(19)是用于所述张紧辊(5)的上盖盘。
(图1)
9.根据权利要求7所述的张紧设备，
其特征在于，
所述致动元件(20)具有偏心面结构作为致动结构(26)，所述致动结构(26)与所述反部件(19)的反面(25)相互作用，其中，所述反部件(19)是用于所述张紧辊(5)的上盖盘。
(图4)
10.根据权利要求7所述的张紧设备，
其特征在于，
所述致动元件(20)牢固地连接到所述支承件承载件(17)，并且所述支承件承载件(17)不能旋转地连接到所述设定元件(19)，其中，所述设定元件(19)设计成用于所述张紧辊(5)的下盖盘的形式，并且所述致动结构(26)以偏心面结构的形式形成在所述下盖盘上，
其中，所述反结构(25)设计成位于所述支撑元件(18)上的反面的形式，所述偏心面结构支撑在所述反结构(25)上。
(图5)
11.根据权利要求1至10中任一项所述的张紧设备，
其特征在于，
所述至少一个张紧臂(4、6)和所述基部构件(3)各自具有开口(41、42)，附件(33)的皮带轮(35)和/或驱动轴在安装状态下能延伸到所述开口(41、42)中。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的张紧设备，
其特征在于，
所述弹簧装置(8)设计成弯曲弹簧的形式，所述弯曲弹簧在所述第一弹簧支撑件(9)和所述第二弹簧支撑件(10)之间在围绕所述枢转轴线(A4、A6)的周向方向上延伸，并且具有特别是小于980°、较佳地小于720°、可选地小于360°的周向延伸部。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的张紧设备，
其特征在于，
仅设有一个张紧臂(4)，其中所述弹簧装置(8)在周向方向上所支撑抵靠的所述第二弹簧支撑件(10)与所述基部构件(3)相关联。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的张紧设备，
其特征在于，
所述至少一个张紧臂包括第一张紧臂(4)和第二张紧臂(6)，其中，所述第一张紧臂(4)围绕第一枢转轴线(A4)能枢转地支撑并且包括第一张紧辊(5)，并且其中所述第二张紧臂(6)围绕第二枢转轴线(A6)能枢转地支撑并且包括第二张紧辊(7)，以及
并且所述弹簧装置(8)在周向方向上所支撑抵靠的所述第二弹簧支撑件(10)与所述第二张紧臂(6)相关联，使得所述两个张紧臂(4、6)经由所述弹簧装置(8)在周向方向上相对于彼此弹性地支承。
15.一种用于调节张紧设备(2)的扭矩的方法，其中，所述张紧设备(2)具有部件(3、6)、张紧臂(4)、弹簧装置(8)和调节机构(11)，所述张紧臂(4)相对于所述部件围绕枢转轴线(A4、A6)能枢转并且具有张紧辊(5)，所述张紧臂经由所述弹簧装置(8)在周向方向中相对于所述部件支撑，所述调节机构(11)用于相对于所述张紧辊调节所述张紧臂，并且根据权利要求1至14中任一项具体设计成，具有以下步骤：
确定所述张紧设备(2)在安装状态下应具有的目标扭矩(M设定)；
当所述张紧臂(4)相对于所述弹簧装置(8)所支撑抵靠的所述部件(3、6)枢转时，测量所述张紧设备(2)横跨所述张紧臂(4)的枢转角度(α)的实际扭矩(M)；
将所述张紧臂(4)相对于所述部件(3、6)枢转到目标枢转角度(α设定)，在所述目标枢转角度(α设定)处获得所述目标扭矩(M设定)；
将表示所述目标枢转角度(α设定)的标记(30、30')施加到所述张紧设备(2)。
16.根据权利要求15所述的方法，
其特征在于进一步的步骤：
将所述张紧设备(2)安装在皮带传动(32)中，并且
借助于所述调节机构(11)相对于所述张紧辊(5)调节所述张紧臂(4)，直到达到表示所述目标枢转角度(α设定)的所述标记(30)为止。
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