CN112400073A

CN112400073A - 传动带张紧器

Info

Publication number: CN112400073A
Application number: CN201980042138.9A
Authority: CN
Inventors: 扬妮克·奥博廷; 法比恩·戴普莱斯; 菲利普·蒂博尔特
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2021-02-23
Also published as: KR20210022673A; EP3814655B1; EP3814655A1; FR3083284B1; FR3083284A1; WO2020002364A1; JP2021528606A

Abstract

本发明涉及一种传动带张紧器(100)，其包括：设置有板(5)的端部(3)，包括另一个板(17)的另一端部(13)，设置有底部(350)的腔室(35)，围绕腔室(35)布置的另一腔室(37)，在两个腔室(35，37)之间的开口(34)，腔室(35)包括能够在两个极端位置之间移动以便不阻挡开口(34)的活塞(33)，其特征在于，腔室(35)在其底部(350)处包括可弹性变形的膜(40)，该膜的一部分与所述开口(34)的组件相对地布置。

Description

传动带张紧器

技术领域

本发明涉及一种传动带张紧器，特别是汽车传动带。

背景技术

在汽车应用中，内燃机通常包括一个或多个传动带，该传动带的张力由一个或多个张紧器保证。

张紧器通常在第一端部处包括旨在被固定到发动机单元的板，并且在第二端部处包括辊或配备有辊的铰接臂。辊相对于张紧器的其余部分可旋转地安装，并且旨在与传动带发生接触以根据发动机的运行条件对该传动带进行张紧或放松。

在两个端部之间，张紧器包括填充有或旨在填充流体的第一腔室、围绕第一腔室的第二腔室，这两个腔室通过一个或多个开口彼此连通。

第一腔室设置有能够在腔室中移动的活塞。活塞通过第一端部连接到板，并且活塞的与第一端部相对的第二端部与流体接触或者旨在与流体接触。该开口或每个开口被布置在活塞的第二端部与第一腔室的底部之间。

例如为螺旋弹簧的弹性返回装置通常被设置在第一腔室的外部上，位于张紧器的两个端部之间。

更具体地，弹性返回装置可以与例如由弹性体制成的密封装置集成在一起，以在弹簧与第一腔室之间形成第二腔室。在变形中，第二腔室由围绕第一腔室的套筒形成。在这种情况下，弹簧返回装置可以被设置在第二腔室的内部或外部。

在压缩阶段，活塞朝向腔室的底部移动确保了容纳在腔室中的流体的压力增加。

该压力的增加通过传动带的更大程度的张紧来传递。

在放松阶段，活塞相对于腔室的底部相反地移动确保了容纳在腔室中的流体的压力下降。

该压力的下降通过传动带的更小程度的张紧来传递。弹性返回装置在该放松阶段期间提供了作用，以便帮助活塞在腔室中上升。实际上，弹性返回装置允许施加几乎恒定的力，从而为传动带提供最小的张力，这对于在发动机动态阶段之外的运行是必要的。

张紧器的性能、特别是张紧器在传动带上可能产生的最大力，取决于该张紧器的具体设计。

已经提出了多种设计。

在文献EP 0 926 396 A1(D1)中提出了张紧器的第一示例。

D1中所提出的设计特别简单。这导致张紧器的制造成本较低。

然而，该张紧器的性能受到限制。

实际上，在D1中，活塞朝向腔室底部的移动还涉及第一腔室35的流体朝向第二腔室37的通过。因此，由该张紧器产生的最大力受到该流体朝向第二腔室的泄漏的限制。此外，压力的增加相对缓慢。然而，由于由流体的通过而产生的负载损失，压力的增加是有效的。

这种张紧器不适用于许多机动车辆，特别是由于在低速内燃机上遇到的非循环现象。

存在更有效的张紧器。

例如在文献EP 0 560 685 A1(D2)中就是这种情况。

在D2中，提出了一种阀，该阀被安装在腔室的底部处，位于活塞与分隔两个腔室的开口之间。在压缩阶段，阀处于关闭位置。因此，压力的增加比D1中所提出的张紧器快。另外，这允许获得压力水平，并因此获得施加在传动带上的最大力，该最大力大于文献D1的张紧器的最大力。

因此，文献D2的张紧器比文献D1的张紧器更有效。特别地，该张紧器允许更好地管理内燃机的非循环现象对传动带的影响。

然而，文献D2的张紧器比文献D1的张紧器更昂贵。

本发明的目的在于提出一种具有上述优点而不具有其缺点的张紧器。

换句话说，本发明的目的在于提出一种性能良好的张紧器，特别是相对于文献D1的张紧器具有改进的性能，其成本特别是相对于文献D2中所提出的张紧器而言保持降低。

这尤其可以但不仅限于汽车替换零件的范围。

实际上，在机动车辆的使用寿命中，可以证明必须更换张紧器。

如果寻求获得良好的质量性能，并考虑到车辆的总体剩余使用寿命，则从经济上考虑，不必实施文献D2中所提出的那种类型的张紧器。

发明内容

该目的通过传动带张紧器来实现，张紧器设置有纵向轴线并且包括：

第一端部，该第一端部包括旨在被固定到固定支撑件上的板，

第二端部，该第二端部沿着张紧器的纵向轴线与所述第一端部相对，第二端部包括另一个板，该另一个板旨在被固定到辊上或被固定到配备有辊的铰接臂上，所述辊旨在与传动带发生接触，

第一腔室，该第一腔室旨在接纳流体，第一腔室设置有底部，

第二腔室，该第二腔室围绕第一腔室布置，第二腔室也旨在接纳流体，

用于流体的至少一个连通开口，该至少一个连通开口位于两个腔室之间，

第一腔室进一步包括活塞，该活塞具有固定到板上的第一端部以及沿着张紧器的纵向轴线与第一端部相对的第二端部，该第二端部旨在与流体接触，所述活塞能够沿着张紧器的纵向轴线在两个极限位置之间移动，以便不阻挡所述至少一个开口，

其特征在于，第一腔室在其底部处包括可弹性变形的膜，该膜的至少一部分与整个所述至少一个开口相对地布置。

根据本发明的张紧器可以包括单独地或组合使用的其他特征：

-该张紧器包括被布置在张紧器的两个端部之间的弹性返回装置；

-膜具有在其自身上重叠的区域，所述区域基本上沿着张紧器的纵向轴线延伸；

-重叠区域限定出在与张紧器的纵向轴线垂直的平面中截取的重叠角，所述重叠角介于5°至180°之间；

-重叠角介于5°至90°之间；

-所述膜由选自以下材料的材料制成：包括金属的材料、例如为热塑性塑料或热固性塑料的塑料、弹性体热塑性塑料；

-所述膜由钢制成，厚度至少为0.03mm；

-膜以具有对称轴线的环的形式呈现，该对称轴线基本上与张紧器的纵向轴线重合，所述环被安装在设置在第一腔室中的支撑件的上部面上；

-环具有圆形的横截面；

-环具有平坦面，该平坦面朝向第一腔室的内部定向并且相对于张紧器的纵向轴线倾斜；

-环具有三角形的横截面；

-环由弹性体制成；

-所述至少一个开口具有纵向轴线，在张紧器的纵向轴线与所述至少一个开口的纵向轴线之间沿着三角方向限定的角度为非零角度，该非零角度严格小于90°。

附图说明

通过作为非限制性示例给出的以下说明和附图将更好地理解本发明，其中：

-图1是根据本发明的张紧器的纵向剖视图；

-包括图2(a)和图2(b)的图2在图2(a)中表示图1的张紧器的下部部分处的放大图，并且在图2(b)中表示沿着与图1的平面垂直的平面的剖视图，图2(a)和图2(b)均处于张紧器的松开阶段期间；

-包括图3(a)至图3(c)的图3在图3(a)中表示图1的张紧器的下部部分处的放大图，并且在图3(b)中表示沿着与图1的平面垂直的平面的剖视图，图3(a)和图3(b)均处于张紧器的压缩阶段期间，图3(c)本身是根据图3(b)的图，但是能够查看某些角度参数；

-图4是在图1至图3中示出的实施例中使用的膜的透视图；

-图5示出了可以替代图4的膜进行使用的另一种类型的膜；

-图6示出了另一实施例，其中，膜以圆形横截面环的形式呈现；

-图7是图6的实施例变形，其中环具有三角形的横截面；

-图8是一种实施例变形，以根据图6的环的环示出，但是同样适用于根据图7的环的环的情况；

-图9是图1的张紧器100及其环境的视图。

具体实施方式

在图1中，根据本发明的张紧器100设置有板5的第一端部3，该板旨在由固定支撑件(位于张紧器的外部，未示出)固定，该固定支撑件例如为机动车辆的内燃机的发动机单元。

板5包括至少一个开口9，用于将固定装置(未示出)固定到固定支撑件上。

张紧器100包括由另一个板17形成的第二端部13。板17包括开口18，该开口旨在直接(未示出)接纳辊或接纳安装有辊19的铰接臂BA。此外，图1的图示涉及该第二种可能性，在图9中更明确地示出，其中，特别是可以看到铰接臂BA例如相对于固定支撑件(诸如为发动机单元)的铰接A。因此，根据该布置，辊可旋转地安装(在固定轴线上)在另一个板17或铰接臂BA上。辊19旨在与传动带15发生接触。

在根据本发明的张紧器100的两个端部3、13之间，张紧器100包括一定数量的装置。因此，提供了第一腔室35，该第一腔室由缸体31界定(最常见的是沿着张紧器100的纵向轴线11的圆形横截面31)。活塞33包括被固定到板5上的第一端部331以及沿着张紧器100的纵向轴线11与第一端部331相对的第二端部332，该第二端部332旨在与流体接触。

在张紧器100的两个端部3、13之间，还设置有第二腔室37，该第二腔室围绕第一腔室35定位并且由缸体31和套筒32界定，该套筒通常是柔性的，围绕缸体31以密封的方式安装。

至少一个开口34(例如多个开口)被设置在第一腔室35的底部350处，以确保流体在两个腔室35、37之间通过。

第一腔室35的底部350由第一腔室35的包括所述至少一个开口34并且延伸到该第一腔室35的底部平面PF的部分限定。该底部平面PF位于张紧器100的第二端部13的侧面上。

弹性返回装置27(在这种情况下为螺旋弹簧)有助于在放松阶段期间协助张紧器100。在这种情况下，弹性返回装置围绕套筒32布置。然而，在一种变形中，该返回装置27可以位于缸体31与套筒32之间，因此，该返回装置可以围绕套筒32定位。

端部3、13、缸体31、套筒32以及弹性返回装置27有利地全部沿着张紧器100的纵向轴线11对准。因此，板5沿着纵向轴线11与另一个板17相对地定位。

张紧器100还提供可弹性变形的膜40、41、42、43，这些膜的至少一部分与整个所述至少一个开口34相对地布置。

该膜40、41、42、43被安装在第一腔室35的底部350处。

上面的描述是适用于所描述的所有实施例的基础。

此外，通常为柔性的套筒32的存在不是强制性的。实际上，可以规定，弹性返回装置嵌入既密封又弹性的材料中，例如弹性体。

膜40可以以不同的方式设计。

因此，在图1至图3中，当膜也未被安装在第一腔室35中时，膜以矩形的形式呈现。一旦该膜40被安装在第一腔室35中，该膜就被成形为由第一腔室35的内周界给定的形式。膜40可以置于第一腔室35的底部平面PF上。在变形中，该膜可以设置在第一腔室35的底部平面PF处。可以考虑允许阻塞膜40的相反形式(未示出，非强制性)。因此，这不会防止膜在开口34处远离底部平面PF进行移动。

膜40具有在其自身上重叠的区域400，所述重叠区域基本上沿着张紧器100的纵向轴线11延伸。

为了形成该重叠区域400，使膜40(在这种情况下为矩形)的长度L具有严格大于第一腔室35的内周界的值就足够了。

如在图2(b)(放松)和图3(b)(压缩)中可以看出，重叠区域400被定位在第一腔室35的内周界上。

该定位可以由在与张紧器100的纵向轴线11垂直的平面中截取的角度α表示，并且在三角方向上被限定在开口34的纵向轴线AO与穿过重叠区域400的中间的直线D之间。

图3(c)中示出了该角度α。

在图2(b)和图3(b)中，定位角α为约30°。

此外，重叠区域400自身限定了在与张紧器100的纵向轴线11垂直的同一平面中截取的重叠角β。

图3(c)中也示出了该角度β。

在图2(b)和图3(b)中，重叠角β为约10°。

通常，应当注意，当膜40经受压缩力时，其弹性特征使其在给定的时刻能够平靠在第一腔室的内周界上，即平靠在缸体31上。由于这个原因，开口34因此被堵塞，并且容纳在第一腔室35中的流体不再能够经由开口34流到第二腔室37。这允许张紧器100的第一腔室35中的压力增加，并且在放松阶段期间，膜40经受较小的压力，这允许膜40(特别是在重叠区域400处)移动远离缸体31。因此，容纳在第二腔室35中的流体可以流到第一腔室35。

已经进行了多次测试以确定定位角α和重叠角β对张紧器100的性能的影响。

第一系列测试：定位角的影响

张紧器100是图1的张紧器，具有相关的膜40。第一腔室具有圆形的横截面，内径为10mm。已将重叠角β固定为β＝30°。在已知第一腔室35的内径和重叠角的情况下，可容易地推断出矩形的膜40的长度L。在这种情况下，该长度L为约34mm。该膜的厚度e基本上不变，为0.09mm。最终，膜40的宽度l(对应于一旦膜40被安装在第一腔室35中就沿着张紧器的纵向轴线11截取的高度)为约15mm(在与开口重叠的情况下，根据所测试的张紧器的几何形状的性质，该宽度为最小宽度)。膜40由等级为1.4310的不锈钢(X10CrNi18-8)制成。活塞以24Hz的频率进行±0.6mm的移动。此外，只存在单个开口，该开口具有圆形的横截面，直径为2mm。

在上述条件下，已经测试了定位角α的多个值。因此，张紧器由在压缩阶段期间提供的最大力F_max表征。

结果在下表1中呈现。

α(°)	0	90	180
				F<sub>max</sub>(N)	3140	3280	3100

表1

为了能够在所考虑的应用中使用，最大力必须最小为2500N。因此，可以观察到，无论角度α的值如何，都可以达到该标准。

此外，应当注意，重叠区域400的定位角α的值仅稍微改变所获得的最大力的值。

另外，必须注意，文献EP 0 560 685 A1(D2)的张紧器已经在相同的条件(在24Hz下，活塞的移动为±0.6mm)下进行了测试，因此，所达到的最大力为3300N。表1中所提供的值是接近的。

因此，表1的结果表明，在本发明的范围内，限定了一种简单且比文献D2的解决方案廉价的解决方案，此外，该解决方案的性能绝对令人关注。

已经进行了第二系列测试以确定重叠角β对根据本发明的张紧器的性能的影响。

第二系列测试：重叠角的影响

在此，条件与第一系列测试的条件相同。然而，对于此处执行的所有测试，定位角已经固定，在这种情况下，只要其影响是低的，该定位角的值就不受控制。

结果在下表2中提供。

β(°)	10	40	60
				F<sub>max</sub>(N)	2770	3140	3550

表2

令人关注的是，突出了根据本发明的张紧器的性能对重叠角α敏感。

更具体地，可以看出，至少在所测试的范围内，角度β越大，在压缩阶段获得的最大力F_max就越大。

同样，应当注意，对于为60°的角度β，性能要优于利用文献D2的张紧器所获得的性能。

考虑到表1和表2中所提供的结果，定位角α可以是任何角度，但是特别地介于5°至90°之间。

已经进行了其他测试。

其他测试

已经在第一测试的条件(特别是在β＝30°的情况下，但是未根据表1的结果验证定位角α的确切角度)下进行了这些其他测试。

已更改的唯一参数涉及膜40的厚度。

首先，膜40的厚度已经固定为0.05mm(而不是第一测试中的0.09mm)。

在这些条件下，最大力F_max已经被测量为2500N。

因此，通过减小膜40的厚度，可以观察到所达到的最大力也减小。因此，考虑到在不同测试中所考虑的膜(几何形状、限定了某些杨氏模量的材料性质)，应当理解，0.05mm的厚度限定了用于获得张紧器的可接受性能的最小值。

当然，根据形成膜的材料的性质和几何形状，也可以是其他情况。

其次，已经寻求利用固定为0.13mm(而不是在第一测试中的0.09mm)的膜40的厚度对张紧器的性能进行测试。

事实证明，膜因此过硬而不能正确地***第一腔室35中。

当然，根据形成膜的材料的性质和几何形状，或者根据张紧器的几何形状(特别是第一腔室的直径)，也可以是其他情况。

因此，在所进行的测试的范围内，介于0.05mm至0.11mm之间的膜的厚度适配于所寻求的结果。

在变形中，可以不提供重叠。在这种情况下，膜的两个端部由不能与开口相对地定位的槽隔开，以确保所述膜40的至少一部分与整个所述至少一个开口34相对地布置。

在图5中，示出了可以替代图1至图4中所示的膜40进行使用的另一种类型的膜41。当膜41也未被放入张紧器100的第一腔室35中时，该膜是圆形的膜。一旦被安装在第一腔室35中，该形状基本上是椭圆形或卷曲状。为了使膜41保持在使用位置，有利的是在第一腔室35的底部平面PF处提供相反形式(未示出)，其中，可以阻塞膜41。

膜40、41可以由包括金属的材料、塑料(例如热塑性塑料或热固性塑料)或弹性体热塑性塑料制成。当该膜包含金属时，可以选择青铜、黄铜、铜、铝或钢。

在图6和图7中，已经示出了另一实施例。

在这些图中，膜42、43以环的形式呈现，该环的对称轴线AS与张紧器100的纵向轴线11基本上重合。此外，环42、43被安装在设置在第一腔室35中的支撑件38的上部面380上。该支撑件38使得能够确保环可以处理所有开口。

在图6中，环42具有圆形的横截面。特别地，该环可以是例如由弹性体制成的O形环。

在图7中，环43具有平坦面430，该平坦面朝向第一腔室35的内部定向并且相对于张紧器100的纵向轴线11倾斜。换句话说，在张紧器100的纵向轴线11与由环43的平坦面430给出的方向之间沿三角方向形成的角度c形成非零角度。因此，在压缩阶段期间，由容纳在第一腔室35中的流体所施加的压力(主要沿着由张紧器100的纵向轴线11给出的方向施加)在环43处不仅通过将环43保持成抵靠在支撑件38上的竖直力分量传递，而且通过径向分量传递，该径向分量使环43平靠在腔室35的内周界上，并因此使环平靠位于两个腔室35、37之间的通道开口34。

图6的环42也存在这种效果，但是，对于所施加的相同的压力，环43所承受的径向力大于环42所经受的径向力。

因此，例如，环43可以具有三角形的横截面。在图7中是这种情况。

最后，在图8中，已经示出了本发明的另一实施例变形。

这通过图6的环42示出，但是适用于图7的环43。

在此，所述至少一个开口34具有纵向轴线AO，在张紧器100的纵向轴线11与所述至少一个开口34的纵向轴线AO之间沿着三角方向限定的角度d为非零角度，严格小于90°。

这有利于在张紧器100的放松阶段期间升高环42、43。因此，改进了流体从第二腔室到第一腔室的流动，这允许增加张紧器100的整体性能，特别是其反应时间。

环42、43有利地由弹性体制成。也可以考虑弹性体热塑性塑料。

Claims

1.传动带张紧器(100)，所述张紧器(100)设置有纵向轴线(11)，并且包括：

第一端部(3)，所述第一端部包括旨在被固定到固定支撑件上的板(5)，

第二端部(13)，所述第二端部沿着所述张紧器(100)的纵向轴线(11)与所述第一端部(3)相对，所述第二端部包括另一个板(17)，该另一个板旨在被固定到辊(19)上或被固定到配备有辊的铰接臂(BA)上，所述辊旨在与传动带发生接触，

第一腔室(35)，所述第一腔室旨在接纳流体，所述第一腔室(35)设置有底部(350)，

第二腔室(37)，所述第二腔室围绕所述第一腔室(35)布置，所述第二腔室(37)也旨在接纳流体，

用于流体的至少一个连通开口(34)，所述至少一个连通开口位于两个腔室(35，37)之间，

所述第一腔室(35)进一步包括活塞(33)，所述活塞具有固定到所述板(5)上的第一端部(331)以及沿着所述张紧器(100)的纵向轴线(11)与所述第一端部(331)相对的第二端部(332)，所述第二端部旨在与流体接触，所述活塞(33)能够沿着所述张紧器(100)的纵向轴线(11)在两个极限位置之间移动，以便不阻挡所述至少一个开口(34)，

其特征在于，所述第一腔室(35)在其底部(350)处包括可弹性变形的膜(40，41，42，43)，所述膜的至少一部分与整个所述至少一个开口(34)相对地布置。

2.根据权利要求1所述的张紧器(100)，所述张紧器还包括被布置在所述张紧器(100)的两个端部(3，13)之间的弹性返回装置(27)。

3.根据前述权利要求中的一项所述的张紧器(100)，其中，所述膜(40)具有在其自身上重叠的区域(400)，所述区域基本上沿着所述张紧器(100)的纵向轴线(11)延伸。

4.根据前一项权利要求所述的张紧器(100)，其中，所述重叠区域(400)限定出在与所述张紧器(100)的纵向轴线(11)垂直的平面中截取的重叠角，所述重叠角介于5°至180°之间。

5.根据前一项权利要求所述的张紧器(100)，其中，所述重叠角介于5°至90°之间。

6.根据权利要求3至5中的一项所述的张紧器(100)，其中，所述膜(40)由选自以下材料的材料制成：包括金属的材料、例如为热塑性塑料或热固性塑料的塑料、弹性体热塑性塑料。

7.根据权利要求3至6中的一项所述的张紧器(100)，其中：所述膜(41，42)由钢制成，厚度至少为0.03mm。

8.根据权利要求1或2所述的张紧器(100)，其中，所述膜以具有对称轴线(AS)的环(42，43)的形式呈现，所述对称轴线基本上与所述张紧器的纵向轴线(11)重合，所述环被安装在设置在所述第一腔室(35)中的支撑件(38)的上部面(380)上。

9.根据前一项权利要求所述的张紧器(100)，其中，所述环(42)具有圆形的横截面。

10.根据权利要求8所述的张紧器(100)，其中，所述环(43)具有平坦面(430)，所述平坦面朝向所述第一腔室(35)的内部定向并且相对于所述张紧器的纵向轴线(11)倾斜。

11.根据前一项权利要求所述的张紧器(100)，其中，所述环(43)具有三角形的横截面。

12.根据权利要求8至11中的一项所述的张紧器(100)，其中，所述环(42，43)由弹性体制成。

13.根据权利要求8至12中的一项所述的张紧器(100)，其中，所述至少一个开口(34)具有纵向轴线(AO)，在所述张紧器(100)的纵向轴线(11)与所述至少一个开口的纵向轴线(AO)之间沿着三角方向限定的角度为非零角度，该非零角度严格小于90°。