CN1495375A - 皮带张紧器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有一个张紧部件(5)的皮带张紧器(1，30)，该张紧部件(5)通过一个用于施加张力的皮带支座(10)与皮带相接触。该张紧部件以与该皮带支座(10)相隔开的方式与一个径向滑动轴承(14)相连接，且可绕其旋转轴(8)回转，其中该皮带支座(10)在扭转弹簧(19)的载荷作用下被张紧和作回转运动。为了使这种皮带张紧器在紧凑的结构条件下基本上无磨损地运转，该张紧部件(5)受到另一弹簧(20)的加载作用，该另一弹簧(20)对该张紧部件(5)施加一个基本与旋转轴(8)相平行的作用力(F3)，该作用力(F3)抵消由皮带施加在该张紧部件(5)上的作用力(F1)。

Description

皮带张紧器
技术领域
本发明涉及一种带有一个张紧部件的皮带张紧器，其张紧部件通过一个用于施加张力的皮带支座与皮带相接触，并以与该皮带支座相隔开的方式与一个径向滑动轴承相连接，且可绕其旋转轴回转，其中该皮带支座在扭转弹簧的载荷作用下被张紧和作回转运动。
背景技术
这类皮带张紧器例如已由德国专利申请公开说明书DE-A-43 27 141或DE-A-40 10 928公开。该皮带张紧器例如被用来张紧汽车上的三角皮带，且包括一个带有一张力臂的张紧部件，该张力臂在一端设有一个贴靠在皮带上的张紧轮，而在其另一端与一个径向滑动轴承相连。该径向滑动轴承包括一个轴套部件和一个轴颈部件，其中该两部件之一与张力臂相固定，另一个保持固定不动。一个螺旋环弹簧形式的扭转弹簧被同轴地套在轴套和轴颈四周，一端与张紧部件相连，另一端保持固定。公知的皮带张紧器安装成这样一种状态：轴套和轴颈在扭转弹簧的预应力下相互发生扭转，从而通过张紧轮已对皮带施加一个预定的作用力。预张紧扭转弹簧的弹簧力使皮带保持在预定的张力下，但张紧轮会以弹跳方式偏移或者随动，皮带的长度应当随之改变。
不过，在结构类型的限制下，支承皮带张紧轮的张力臂必须相对于径向滑动轴承的轴向长度偏心地安装在轴套或轴颈上。但这样会使径向滑动轴承受到翻转力的作用，从而导致磨损较大。在德国专利申请公开说明书DE-A-43 27 141中，已试图在旋转轴的轴向上将回转弹簧的连接点设置在离径向滑动轴承如此之远的位置，以致导入径向滑动轴承的作用力的合力大致保持在径向滑动轴承轴向长度的中点。但这仅仅在那些具有足够的可使用结构空间情况下才有可能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于改进上述类型的皮带张紧器，使其在紧凑、且高度低的结构条件下同时减小磨损。
按照本发明，上述技术问题是这样解决的：在本说明书开始部分所提到的这一类皮带张紧器中，让该张紧部件承受另一弹簧的加载作用，该另一弹簧对该张紧部件施加一个基本与旋转轴相平行的作用力，该作用力抵消由皮带施加在该张紧部件上的作用力。在紧凑的结构中安装此另一个弹簧是可能的，从而不必增大所需的结构空间。
尽管已公知具有不止一个弹簧的皮带张紧器，例如在德国专利申请公开说明书DE-A-26 08 277中公开的皮带张紧器，但其中这些弹簧具有一种偏转功能。于是，在这种公知的皮带张紧器中应用了一个将摩擦片对着张紧部件推压、且其弹簧力确定了使张紧部件开始回转的最低阈值的第一压力弹簧。另外，该皮带张紧器还具有一个设计成减震支柱、并将张紧轮直接对着皮带推压的第二压力弹簧。
基本平行于旋转轴作用到张紧部件上的弹簧的使用例如已在德国专利申请公开说明书DE-A-195 24 403的皮带张紧器中公开。但在那里该弹簧作为唯一的弹簧使用，且在其功能上取代了现有技术中的扭转弹簧；也就是说，张力是通过盘式弹簧的预应力确定的。
尽管可以用该另一个弹簧来支承张力臂，但优选径向滑动轴承具有一个轴套和一个轴颈，该轴套和轴颈可克服另一弹簧的作用力沿着旋转轴的轴向彼此作相对移动。其中，进一步优选在张紧部件具有轴套时由另一弹簧对该轴套起作用。
已经证明，可采用与旋转轴同轴设置的盘式弹簧作为起上述作用的另一弹簧。优选该盘式弹簧通过一个垫圈作用于轴套上，从而在垫圈与轴套之间形成一个轴向滑动轴承。尤其优选该另一弹簧施加的作用力由一个包括轴向滑动轴承的支座来承受。
尤为有利的是，通过该另一弹簧对一个用于对该张紧部件围绕旋转轴所作回转运动起阻尼作用的减震装置施加载荷。这样，就可以在必要时将一个附加的阻尼作用力施加在张紧部件上，或者将减震所需的阻尼作用力在由扭转弹簧产生的阻尼和由另一弹簧产生的阻尼之间进行分配。因此，尽管对旋转力矩存在着例如高达85％的总阻尼值，仍保证了无磨损功能的实现。
作为这种附加减震结构的一种有利的材料匹配为：减震片由玻璃纤维增强塑料、尤其是玻璃纤维含量为5％的聚酰胺制成，而贴靠在减震片上的止动垫片由钢、尤其是不锈钢制成。
在本发明皮带张紧器中优选在其径向滑动轴承的轴颈上按顺序安装下列部件：一个止动件，一个盘式弹簧，一个与张紧部件相连的轴套以及另一个止动件。在本发明皮带张紧器中也可优选在其径向滑动轴承的轴颈上按顺序安装下列部件：一个止动件，一个盘式弹簧，一个与张紧部件相连的轴套，一个减震片以及另一个止动件。
附图说明
下面将借助附图对本发明的实施方式进行详细说明：
图1示出了本发明皮带张紧器第一种实施方式的局剖图；
图2示出了本发明皮带张紧器第二种实施方式的局剖图。
具体实施方式
图1在局剖图中示出了本发明的皮带张紧器是如何用来张紧汽车中的皮带的。但是，皮带张紧器1也适用于那些需要张紧皮带、链条或其它连续式传送部件场合的其它使用目的。
皮带张紧器1包括一个底座部件2，该底座部件2设有一个中间开口3，且具有构成外壳一部分的、加高的皿状壁4。另外，皮带张紧器1具有一个张紧部件5，该张紧部件同样具有一个中间开口6和加高的皿状侧壁7，其中这样设计壁4和7，使得它们成为皮带张紧器1的外边界，且开口3和6的中心线重合成一条公共的中心线8。
此外，张紧部件5设有一个张力臂9，该臂以轴向不对称、且与中心线8相间隔地固定在张紧部件5上并突出于壁7之上。在张力臂9中安装有一个可绕仅示意示出的轴线11旋转的张紧轮10。张紧轮10构成该要张紧的皮带的皮带支座，其中轴线11平行于中心线8。
在底座部件2的开口3中固定有一空心轴颈12的端部，优选通过压制完成。一个未示出的螺钉可以引导穿过这一空心轴颈12，借助该螺钉可以将皮带张紧器1固定安装在汽车的发动机部件或类似部件上。
带有一轴套13的张紧部件5位于该空心轴颈12上，其中轴套13和轴颈12沿轴向可相对移动，且轴套13的内表面与轴颈12的外表面一起形成一个径向滑动轴承14，从而张紧部件5可以绕轴颈12旋转，在那里中心线8成为旋转轴。张紧部件5通过一个垫片形式的止动件15保持在轴颈12上，该垫片以形状锁合和力锁合的方式与对着底座部件2的轴颈12的自由端相连接。
另外，张紧部件5具有一个摩擦锥体16，该摩擦锥体16与中心线8同轴地延伸，且通常在该摩擦锥体上安装一个弹簧衬套17和一个环形套18，它们支承一个螺旋弹簧形式的扭转弹簧19。正如在这类皮带张紧器中常见的那样，扭转弹簧19的一端固定在底座部件2上，而另一端固定在张紧部件5上，这样通过张紧部件5和底座部件2的相对旋转就可以使扭转弹簧张紧。借助这种环形弹簧进行张紧的功能和操作是本领域技术人员所公知的，因而在此不必再对之作详细说明。
通过张紧皮带，对张紧部件5施加一个作用力F1。由于轴套13在旋转轴8的轴向上与张紧轮10间隔开，且由于与德国专利申请公开说明书DE-A-43 27 141所公开的现有技术中的那一类皮带张紧器1相比，摩擦锥体16、从而扭转弹簧19上用来在旋转轴8的轴向上引起反作用力F2的下方固定点要比张紧轮10离轴套13更近一些，从而会产生一个偏心地作用在滑动轴承14上的合力，且由此产生一个导致径向滑动轴承14磨损变大的翻转力矩。
为了避免发生这种情况，径向滑动轴承14的轴套13在轴向上的长度要比开口3周围区域内止动垫片15和底座部件2之间的中间空隙短。在由此形成的轴向中间空隙内安装有另一个设计成环形盘状弹簧的弹簧20，其位于轴颈12之上，且对称地作用在旋转轴8的周围。在该盘状弹簧的区域内，优选底座部件2设有一个支座21，它起施压件的作用，从而使盘状弹簧承受均匀的载荷。盘状弹簧20通过一个垫圈22作用于轴套13，从而可平行于旋转轴8对轴套13施加一个作用力F3，该作用力与F2一起作为反作用力对由皮带传送的力F1产生作用，这样就产生一个基本上相对径向滑动轴承14的轴向中点的合力FR，这样，基本上不产生翻转力矩。
在装配过程中，作用力F3可利用盘状弹簧20的弹簧行程可变化地进行调节，其大小优选在约4000至7000牛顿之间。
盘式弹簧20通过垫圈22作用于轴套13的端侧，并将其朝着起支座作用的止动垫片15推压。在这样的情况下，在止动垫片15与轴套13之间或轴套13与垫圈22之间彼此相对着的侧面形成轴向滑动轴承。这些轴向滑动轴承优选包括涂有PTFE(聚四氟乙烯)的钢表面。不过，根据涂覆的类型，该滑动轴承还有助于摩擦阻尼，这样施加的阻尼就得以在通过弹簧19产生的阻尼和通过摩擦产生的阻尼之间分配。
滑动轴承也可以通过分开的垫片来设置和/或设在另一个轴向位置上。
图2以与图1相似的方式示出了皮带张紧器30的第二种实施方式，其中与第一种实施方式相同的构件采用相同的附图标记来表示，且在此不再对之进行说明。
皮带张紧器30与皮带张紧器1的区别之处仅在于：通过安装一个特殊的减震片31来产生附加的、增强的摩擦阻尼。减震片31优选位于轴套13和止动垫片15之间，其中轴套13在另一个弹簧即盘式弹簧20的作用下通过垫圈22压靠减震片31，并将减震片31压向止动垫片15。对于那些由非常高的使用条件要求而需要附加的摩擦阻尼的场合，采用这种结构尤为有利。在这样的情况下，能使摩擦阻尼值达到张力或旋转力矩的60％。尽管对旋转力矩存在着高达85％的总阻尼值，但可以通过一方面由扭转弹簧19、另一方面由另一弹簧20来调节阻尼或者通过在两个***中分配阻尼来保证无磨损功能的实现。
为使减震片31和相邻的止动垫片15形成一种有利的材料匹配，例如可以将玻璃纤维增强聚酰胺、尤其是将含有5％玻璃纤维成分的PA(聚酰胺)46用于减震片31，而将不锈钢尤其是V2A用于止动垫片15。在这种情况下，位于轴套13和减震片31或者轴套13与垫圈22之间的滑动轴承可以如第一种实施方式那样包含有必要时被安置在图中未示出的附加垫片上的、涂覆PTFE的钢制滑动面。
在描述并示出的实施方式的变型中，也可以对构件采用其它的顺序。例如可以将盘式弹簧安装在轴套朝向止动垫片的那一侧上。也可以用另一种合适的弹簧来代替盘式弹簧。材料的选择可根据预期使用寿命和/或所要求的阻尼值来进行。此外，在张力臂和轴颈相连时，也可采用本发明。

Claims (10)

1.一种带有一个张紧部件(5)的皮带张紧器(1，30)，该张紧部件(5)通过一个用于施加张力的皮带支座(10)与皮带相接触，并以与该皮带支座(10)相隔开的方式与一个径向滑动轴承(14)相连接，且可绕其旋转轴(8)回转，其中该皮带支座(10)在扭转弹簧(19)的载荷作用下被张紧和作回转运动，其特征在于：所述张紧部件(5)受到另一弹簧(20)的加载作用，该另一弹簧(20)对该张紧部件(5)施加一个基本与旋转轴(8)相平行的作用力(F3)，该作用力(F3)抵消由所述皮带施加在该张紧部件(5)上的作用力(F1)。
2.按照权利要求1所述的皮带张紧器，其特征在于：所述径向滑动轴承(14)具有一个轴套(13)和一个轴颈(12)，该轴套和轴颈可克服另一弹簧(20)的作用力沿着旋转轴(8)的轴向彼此作相对移动。
3.按照权利要求2所述的皮带张紧器，其特征在于：所述张紧部件(5)设有所述轴套(13)，所述另一弹簧(20)对该轴套(13)起作用。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的皮带张紧器，其特征在于：所述另一弹簧(20)是一个盘式弹簧，该弹簧被安装成与旋转轴(8)同轴。
5.按照权利要求4所述的皮带张紧器，其特征在于：在所述盘式弹簧(20)与所述轴套(13)之间安装有一个垫圈(22)，在该垫圈(22)与该轴套(13)之间形成一个轴向滑动轴承。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的皮带张紧器，其特征在于：所述另一弹簧(20)所施加的作用力(F3)由一个包括一轴向滑动轴承和一支承件(15)的支座承受。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的皮带张紧器，其特征在于：通过所述另一弹簧(20)对一个用于对所述张紧部件(5)围绕旋转轴(8)所作回转运动起阻尼作用的减震装置(31)施加载荷。
8.按照权利要求7所述的皮带张紧器，其特征在于：所述减震装置包括一个由玻璃纤维增强塑料、尤其是玻璃纤维含量为5％的聚酰胺制成的减震片(31)和一个贴靠在减震片(31)上且由钢、尤其是不锈钢制成止动垫片(15)。
9.按照权利要求1至6中任一项所述的皮带张紧器，其特征在于：所述径向滑动轴承(14)包括一个轴颈(12)，在该轴颈(12)上沿旋转轴(8)的轴向按下列顺序安装有：
一个止动件(21，15)；
一个盘式弹簧(20)；
一个与所述张紧部件(5)相连的轴套(13)；
以及一个止动件(15，21)。
10.按照权利要求1至8中任一项所述的皮带张紧器，其特征在于：所述径向滑动轴承(14)包括一个轴颈(12)，在该轴颈(12)上沿旋转轴(8)的轴向按下列顺序安装有：
一个止动件(21，15)；
一个盘式弹簧(20)；
一个与所述张紧部件(5)相连的轴套(13)；
一个减震片(31)；
以及一个止动件(15，21)。
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