專利名稱：直線張緊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及張緊器，以及更具體地說，涉及對(duì)于一定范圍的直線運(yùn)動(dòng)具有一個(gè)恒定的張緊的張緊器。
本發(fā)明的背景大多數(shù)汽車和類似車輛使用的發(fā)動(dòng)機(jī)具有一些帶傳動(dòng)的附件系統(tǒng)，它們是發(fā)動(dòng)機(jī)正確的工作必須的。這些附件系統(tǒng)包括一個(gè)交流電機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)和一個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵。
附件系統(tǒng)通常地安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的前面。每個(gè)附件具有一個(gè)滑輪，安裝在一個(gè)軸上用于接收來自某些形式的帶傳動(dòng)的功率。在早期的系統(tǒng)中，每個(gè)附件是被一個(gè)專用的皮帶傳動(dòng)，它在附件和曲軸之間運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著帶工藝中的改進(jìn)，單獨(dú)的蛇形皮帶現(xiàn)在使用在大多數(shù)的用途中，它們?cè)诟鞣N附件元件之間迂回。蛇形皮帶是由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳動(dòng)的。
由于蛇形皮帶必須迂回至全部的附件，它通常變得比它的被代替者長(zhǎng)。為了工作正確，皮帶用一種預(yù)定的張緊度安裝。當(dāng)它工作時(shí)，它輕度地延伸。這樣導(dǎo)致皮帶的張緊減少，它可能引起皮帶滑動(dòng)，導(dǎo)致不適當(dāng)?shù)脑肼暫湍p。因此，當(dāng)在使用中皮帶延伸時(shí)，一個(gè)帶張緊器是希望的，以保持正確的帶張緊。
當(dāng)帶張緊器工作時(shí)，皮帶經(jīng)常由于它與滑輪的相互作用而振蕩。這種振蕩是不希望的，因?yàn)樗鼈儠?huì)導(dǎo)致皮帶和張緊器過早的磨損。因此，一個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)增加至張緊器，以阻尼皮帶的振蕩。
現(xiàn)有技術(shù)的張緊器是依靠某種加載元件，以便在一個(gè)滑輪上工作。它們包括壓縮彈簧，沖擊吸收器，空氣彈簧，液壓作動(dòng)筒等。在此種情況下，皮帶的張緊以及因此在滑輪上的載荷是其位置的一個(gè)函數(shù)。通常地，皮帶的張緊的增加或減少取決于滑輪的位置。
此外，各種現(xiàn)有技術(shù)的阻尼機(jī)構(gòu)已經(jīng)發(fā)展。它們包括粘性流體基的阻尼器，根據(jù)摩擦表面滑動(dòng)或彼此相互作用的機(jī)構(gòu)，以及使用一系列相互作用彈簧的阻尼器。每種是根據(jù)一個(gè)單獨(dú)形式的阻尼機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)阻尼功能。每種具有一個(gè)滑輪和阻尼機(jī)構(gòu)形狀，并且使阻尼機(jī)構(gòu)位于滑輪的外面。這樣為此目的形成一個(gè)不適當(dāng)?shù)拇蟮难b置。
需要的是一種張緊器，在越過一個(gè)滑輪的直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)范圍內(nèi)具有一個(gè)恒定的張緊。需要的是一種張緊器，具有一個(gè)凸輪體，以提供在越過彈簧扭矩的一個(gè)范圍內(nèi)一個(gè)恒定的力。需要的是一種張緊器，具有一個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)直線的引導(dǎo)器。本發(fā)明可以滿足這些需要。
本發(fā)明的概述本發(fā)明的主要方面是提供一個(gè)張緊器，在越過一個(gè)滑輪的直線運(yùn)動(dòng)的一個(gè)范圍內(nèi)具有一個(gè)恒定的張緊。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一個(gè)張緊器，具有一個(gè)凸輪體，以便在越過彈簧扭矩的一個(gè)范圍內(nèi)提供一個(gè)恒定的力。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一個(gè)張緊器，具有一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)直線的引導(dǎo)器。
本發(fā)明的其它方面將通過本發(fā)明的下列的說明和附圖指出和明顯地表達(dá)。
本發(fā)明包括一個(gè)張緊器，具有一個(gè)滑輪，以樞軸連接至殼體。殼體還包括一個(gè)引導(dǎo)器。引導(dǎo)器可滑動(dòng)地與基座上的軌道接合。引導(dǎo)器和軌道約束殼體在一個(gè)預(yù)定的直線的路徑內(nèi)移動(dòng)。軌道是由滑輪限定的兩個(gè)軸線水平地偏移的?；嗇d荷也是由引導(dǎo)器的軸線垂直地偏移的。引導(dǎo)器和軌道具有一個(gè)預(yù)定的摩擦系數(shù)，從而使累積的結(jié)果是一個(gè)非對(duì)稱的阻尼作用。此外，一個(gè)連桿裝置連接在殼體和一個(gè)凸輪體之間。凸輪體是可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至基座。一個(gè)偏移元件，比如一個(gè)扭力彈簧偏移凸輪體通過連桿抵抗皮帶載荷。凸輪體的半徑是可變的，以便當(dāng)張緊器滑輪響應(yīng)載荷的改變而移動(dòng)時(shí)保持一個(gè)恒定的帶載荷。
附圖的簡(jiǎn)要說明這里列入的附圖形成說明書的一部分，用于說明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，以及與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。其中


圖1是本發(fā)明的一個(gè)側(cè)橫剖面圖；圖2是本發(fā)明的一個(gè)橫剖面的頂視圖；圖3是引導(dǎo)器和軌道在圖2的直線3-3處的剖視圖；圖4是作用在軌道上的力的一個(gè)自由體示意圖；圖5是作用在引導(dǎo)器上的力的一個(gè)透視圖。
優(yōu)選的實(shí)施例的詳細(xì)說明圖1是本發(fā)明的側(cè)橫剖面圖。張緊器包括滑輪1，用軸承2樞軸連接至殼體3。殼體3進(jìn)一步包括引導(dǎo)器4。軌道7，17安裝在基座6上。軌道7，17與引導(dǎo)器4可滑動(dòng)地接合，從而使殼體3受約束以便在一個(gè)預(yù)定的路徑內(nèi)移動(dòng)。在優(yōu)選的實(shí)施例中此路徑是直線的。
連桿8的一端連接至殼體3和另一端借助緊固件10連接至凸輪體9。凸輪體9還與扭力彈簧11連接。扭力彈簧11是連接至基座6。樞軸13是連接至基座6。凸輪體9是可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至樞軸13，因此允許它響應(yīng)來自彈簧11的一個(gè)扭矩沿著一個(gè)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)。連桿8是在末端可彎曲的，在工作時(shí)它沿著凸輪體9卷曲。
凸輪體9還具有一個(gè)可改變的半徑。在張緊器的無載荷位置時(shí)，在連桿接觸的正切點(diǎn)P處的半徑R是處于最小值。在最大的張緊器載荷位置，在P處的半徑R處于最大值。半徑的差別補(bǔ)償了對(duì)于滑輪不同的位置彈簧扭矩的改變，以便保持帶張緊為恒定的。人們可以理解，凸輪體的半徑能夠選擇，以調(diào)節(jié)一個(gè)使用者所需要的帶張緊的一個(gè)范圍。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)橫剖面的頂視圖。連桿8的一個(gè)中心線由滑輪的中心“C”第一軸線偏移位移量“A”。軌道7，17也沿著一個(gè)第二軸線彼此偏移位移量“B”。軌道17由滑輪中心“C”偏移位移量“D”和“F”。軌道7，12還彼此偏移位移量“E”。位移量“A”導(dǎo)致在引導(dǎo)器4上軌道7，17處的反作用力FR取決于位移量“B”，“D”，“E”，“F”。FR確定了在軌道上滑動(dòng)的引導(dǎo)器引起的摩擦力。A，B，D，E，和F的大小和比率確定了在軌道上的導(dǎo)引器的作用產(chǎn)生的阻尼特性。阻尼抵消了皮帶工作時(shí)的帶振蕩。當(dāng)皮帶加載或卸載時(shí)，非常有利的是在某些情況下具有不同的阻尼特性。這點(diǎn)是作為非對(duì)稱性已知的和它能夠借助A，B，D，E和F之間比率的設(shè)計(jì)容易地控制。這種關(guān)系式說明如下帶加載條件FR(17)-FR(7)＝0FS-阻尼(7)-阻尼(17)-FB＝0FS*A-FR(17)*D-阻尼(17)*F+阻尼(7)*(E-F)-FR(7)*CB-D＝0總阻尼I＝阻尼(7)+阻尼(17)帶卸載條件FR(17)-FR(7)＝0FS+阻尼(7)+阻尼(17)-FB＝0FS*A-FR(17)*阻尼(17)*阻尼(7)*(E-F)-FR(7)*(B-D)＝0總阻尼II＝阻尼(7)+阻尼(17)阻尼的非對(duì)稱性非對(duì)稱性＝(總阻尼II/總阻尼I)在工作時(shí)，一個(gè)皮帶在一個(gè)張緊度下沿一系列滑輪運(yùn)行(圖中未示出)導(dǎo)致一個(gè)帶載荷FB施加在滑輪1上。彈簧11是預(yù)加載的，以產(chǎn)生一個(gè)彈簧力FS，它基本與帶載荷FB大小相等和方向相反。扭力彈簧11通過凸輪體9和連桿8的工作抵抗載荷FB。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，連桿是連接至凸輪體9，從而使在連桿接觸正切點(diǎn)P處的凸輪體半徑R對(duì)于一個(gè)給定的帶載荷FB處于最小值。隨后，例如，當(dāng)皮帶的張緊減少或卸載時(shí)，以及因此皮帶長(zhǎng)度相對(duì)于滑輪2增加時(shí)，滑輪/殼體和引導(dǎo)器將沿著軌道7，17移動(dòng)。在凸輪體上的扭力彈簧的工作引起連桿8沿著凸輪體部分地卷曲。在本實(shí)例中，在凸輪體上的連桿接觸正切點(diǎn)P將由一個(gè)較小的半徑位置移動(dòng)至一個(gè)較大的半徑位置，從而增加了連桿的力矩，以補(bǔ)償由于凸輪體轉(zhuǎn)動(dòng)引起的彈簧扭矩相應(yīng)的減少，因此，凸輪體可改變半徑的作用引起一個(gè)恒定的力施加至殼體上，即使當(dāng)殼體響應(yīng)帶載荷的改變而移動(dòng)。這樣導(dǎo)致一個(gè)恒定的載荷在越過殼體的運(yùn)動(dòng)的一個(gè)范圍時(shí)保持在皮帶上。
殼體3受約束借助導(dǎo)引器4和軌道7，17的協(xié)同工作沿著一個(gè)預(yù)定的路徑移動(dòng)，見圖3。殼體3移動(dòng)的距離和它移動(dòng)的特性是彈簧常數(shù)和引導(dǎo)器和軌道的阻尼作用的函數(shù)，如這里所述。
圖3是引導(dǎo)器和軌道在圖2的直線3-3處的剖視圖，引導(dǎo)器4包括傾斜的側(cè)面41，42。軌道7，17可滑動(dòng)地接合傾斜的側(cè)面41，42和引導(dǎo)器4，從而約束引導(dǎo)器4和殼體3在一個(gè)預(yù)定的路徑內(nèi)移動(dòng)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，優(yōu)選的路徑是沿著一個(gè)軸線基本平行于連桿8的一個(gè)軸線。軌道7，17和側(cè)面41，42的摩擦系數(shù)可以由使用者從阻尼技術(shù)已知的各種材料選擇，包括但不局限于尼龍6/6和尼龍4/6，并帶有潤(rùn)滑劑。
圖4是作用在軌道上的力的一個(gè)自由體示意圖。反作用力為FR，如圖2中所述。來自軌道的相反的力為R7，R17。垂直的分量為N7，N17。由帶載荷引起的滑輪力為P7，P17。
圖5是作用在引導(dǎo)器上的力的一個(gè)透視圖。平衡的力矩TBal是等于TBal＝T＝(P17-P7)*B雖然這里說明的是本發(fā)明的一種單獨(dú)的形式，對(duì)于那些技術(shù)熟練人員可以理解，在不脫離這里所述的精神和范圍的條件下，在結(jié)構(gòu)和有關(guān)部件方面可做出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種張緊器，包括一個(gè)基座；一個(gè)殼體；一個(gè)在殼體和基座之間的機(jī)械接合，使殼體基本被約束，以便在一個(gè)預(yù)定的路徑上移動(dòng)；一個(gè)連桿，連接至殼體和連接至一個(gè)凸輪體，此凸輪體可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至基座；一個(gè)偏移元件，其一個(gè)末端連接至基座以及另一個(gè)末端連接至凸輪體；所述偏移元件抵抗凸輪體的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；以及一個(gè)滑輪，樞軸接合至殼體。
2.按照權(quán)利要求1的張緊器，其特征在于，凸輪體還包括一個(gè)可改變的半徑。
3.按照權(quán)利要求2的張緊器，其特征在于，在殼體運(yùn)動(dòng)的范圍內(nèi)的任何點(diǎn)處，一個(gè)基本恒定的力施加至殼體上。
4.按照權(quán)利要求3的張緊器，其特征在于，機(jī)械的接合包括一個(gè)第一支承元件，具有一個(gè)摩擦系數(shù)以及安裝至基座；一個(gè)第二支承元件，具有一個(gè)摩擦系數(shù)，它以與第一支承元件的滑動(dòng)接合安裝至殼體。
5.按照權(quán)利要求4的張緊器，其特征在于，預(yù)定的路徑基本是直線的。
6.按照權(quán)利要求5的張緊器，其特征在于，偏移元件包括一個(gè)扭力彈簧。
7.按照權(quán)利要求6的張緊器，其特征在于，還包括具有一個(gè)可改變的半徑的凸輪體；以及連桿，連接至凸輪體，使在連桿接觸的正切點(diǎn)P處的凸輪體的半徑R在一個(gè)最大載荷時(shí)處于最小值。
8.按照權(quán)利要求7的張緊器，其特征在于還包括一對(duì)第一支承元件。
9.按照權(quán)利要求8的張緊器，其特征在于，每個(gè)第一支承元件是相對(duì)于滑輪的一個(gè)第一軸線彼此偏移的。
10.按照權(quán)利要求9的張緊器，其特征在于，每個(gè)第一支承元件是相對(duì)于滑輪的一個(gè)第二軸線彼此偏移的。
11.一種張緊器，它包括一個(gè)基座；一個(gè)殼體；一個(gè)在殼體和基座之間的機(jī)械接合，使殼體基本被約束，以便在一個(gè)預(yù)定的路徑上移動(dòng)；一個(gè)偏移元件，其一個(gè)末端連接至基座以及另一個(gè)末端連接至殼體；偏移元件，沿著一個(gè)軸線推動(dòng)殼體以及抵抗殼體的一個(gè)移動(dòng)，從而使一個(gè)基本恒定的力施加至殼體以抵抗一個(gè)帶載荷，以及一個(gè)滑輪，以樞軸接合至殼體。
12.按照權(quán)利要求11的張緊器，其特征在于，所述機(jī)械的接合包括至少一個(gè)第一支承元件，安裝至基座；一個(gè)第二支承元件以與第一支承元件滑動(dòng)的接合安裝至殼體。
13.按照權(quán)利要求12的張緊器，其特征在于，預(yù)定的路徑是基本直線的。
14.按照權(quán)利要求13的張緊器，其特征在于，偏移元件包括一個(gè)彈簧。
15.按照權(quán)利要求14的張緊器，其特征在于，還包括一對(duì)第一支承元件，每個(gè)第一支承元件是相對(duì)于一個(gè)第一軸線和一個(gè)第二軸線彼此偏移的。
全文摘要
本發(fā)明包括一個(gè)張緊器，具有一個(gè)滑輪(1)，以樞軸接合至一個(gè)殼體(3)。殼體還包括一個(gè)引導(dǎo)器(4)。引導(dǎo)器滑動(dòng)地接合至一個(gè)基座(6)上的軌道(7，17)。引導(dǎo)器和軌道約束殼體，以便在一個(gè)預(yù)定的直線的路徑上移動(dòng)。軌道是由被滑輪限定的兩個(gè)軸線水平地偏移的?；嗇d荷也是由引導(dǎo)器的移動(dòng)的軸線偏移的。引導(dǎo)器和軌道具有一個(gè)預(yù)定的摩擦系數(shù)，從而使累積的結(jié)果是一個(gè)非對(duì)稱的阻尼作用。再者，一個(gè)連桿(8)連接在殼體和一個(gè)凸輪體(9)之間。凸輪體是可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至基座。一個(gè)偏移元件，比如一個(gè)扭力彈簧(11)偏移凸輪體，通過連桿抵抗帶載荷。凸輪體的半徑是可改變的，以便當(dāng)張緊器滑輪響應(yīng)一個(gè)載荷改變而移動(dòng)時(shí)保持一個(gè)恒定的帶載荷。
文檔編號(hào)F16H7/12GK1549908SQ02816835
公開日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2002年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月31日
發(fā)明者亞歷山大·塞基, 阿里·坎貝羅格盧, 亞歷山大 塞基, 坎貝羅格盧 申請(qǐng)人:蓋茨公司