具有改進阻尼的張緊器的制造方法
【專利說明】具有改進阻尼的張緊器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年5月14日提交的美國臨時專利申請N0.61/822，914的權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過參弓I并入本文，就像在文中詳細地全面闡釋一樣。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開內(nèi)容涉及用于環(huán)狀驅(qū)動構(gòu)件比如帶的張緊器，并且更特別的涉及具有阻尼元件的張緊器。
【背景技術(shù)】
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中周知的是用于環(huán)狀驅(qū)動構(gòu)件比如帶的張緊器。有用的是提供具有一些形式阻尼的張緊器，以便當張緊器受到張緊的帶中的振動時阻止在張緊器中產(chǎn)生共振。由于由一些張緊器提供的阻尼量不足以在較寬范圍的情況下防止共振，所以通常需要改進阻尼。
[0005]另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于在張緊器的靜止部分與樞轉(zhuǎn)部分之間的襯套中的出現(xiàn)不均勻磨損，所以一些張緊器經(jīng)受過早失效。有益的是解決襯套中的不均勻磨損的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一方面中，提供了用于張緊發(fā)動機上的環(huán)狀驅(qū)動構(gòu)件的張緊器，該張緊器包括:基部，該基部安裝至發(fā)動機；張緊器臂，該張緊器臂樞轉(zhuǎn)地連接至基部以用于圍繞張緊器臂軸線進行樞轉(zhuǎn)運動；帶輪，該帶輪可旋轉(zhuǎn)地安裝至張緊器臂以用于圍繞與張緊器臂軸線間隔開的帶輪軸線旋轉(zhuǎn)；張緊器彈簧和阻尼構(gòu)件。張緊器彈簧定位成將張緊器臂迫壓至環(huán)狀驅(qū)動構(gòu)件中。彈簧具有第一螺旋端部和第二螺旋端部。第一螺旋端部定位成通過位于基部上的第一彈簧端部力傳遞表面?zhèn)鬟f力，并且第二螺旋端部定位成通過張緊器臂上的第二彈簧端部力傳遞表面?zhèn)鬟f力。阻尼構(gòu)件定位成處于環(huán)繞張緊器彈簧的關(guān)系。阻尼構(gòu)件包括彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件，該彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件具有第一端部面和與第一端部面間隔開選定的角度間隔的第二端部面。阻尼構(gòu)件包括:第一部分，該第一部分包括彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件并且基本上為剛性的；以及至少一個第二部分，所述至少一個第二部分與第一構(gòu)件相鄰并且柔性地連結(jié)至第一構(gòu)件。彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件定位在彈簧端部中的一個彈簧端部與彈簧端部力傳遞表面中的位于基部和張緊器臂中的一者上的一個彈簧端部力傳遞表面之間。阻尼構(gòu)件在張緊器臂相對于基部的樞轉(zhuǎn)運動期間與基部和張緊器臂中的另一者以摩擦的方式接合。
[0007]在一方面中，提供了用于將發(fā)動機上的環(huán)狀驅(qū)動構(gòu)件張緊的張緊器，其包括:基部，該基部安裝至發(fā)動機；張緊器臂，該張緊器臂樞轉(zhuǎn)地連接至基部以用于圍繞張緊器臂軸線進行樞轉(zhuǎn)運動；帶輪，該帶輪可旋轉(zhuǎn)地安裝至張緊器臂以用于圍繞與張緊器臂軸線間隔開的帶輪軸線旋轉(zhuǎn)；張緊器彈簧和阻尼構(gòu)件。張緊器彈簧定位成將張緊器臂迫壓至環(huán)狀驅(qū)動構(gòu)件中。彈簧具有第一螺旋端部和第二螺旋端部。第一螺旋端部定位成通過位于基部上的第一彈簧端部力傳遞表面?zhèn)鬟f力，并且第二螺旋端部定位成通過位于張緊器臂上第二彈簧端部力傳遞表面?zhèn)鬟f力。阻尼構(gòu)件定位成與張緊器彈簧處于環(huán)繞的關(guān)系。阻尼構(gòu)件包括彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件，彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件具有第一端部面和與第一端部面間隔開選定的角度間隔的第二端部面。彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件定位在第二螺旋彈簧端部與位于張緊器臂上的第二彈簧端部力傳遞表面之間。阻尼構(gòu)件在張緊器臂相對于基部的樞轉(zhuǎn)運動期間與基部以摩擦的方式接合。螺旋彈簧包括多個彈簧圈，并且其中，彈簧圈中的與彈簧的第二螺旋端部鄰近的一個彈簧圈接合張緊器臂上的彈簧接合唇狀部段，使得在使用中，在彈簧的第二端部與彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件的第一端部面之間施加有端部力，并且在彈簧接合唇狀部段與彈簧圈的徑向外側(cè)面之間施加有側(cè)向力，并且側(cè)向力基本上與端部力相反。張緊器臂經(jīng)由襯套樞轉(zhuǎn)地連接至靜止構(gòu)件。由襯套作用在張緊器臂上的用于支承張緊器臂的反作用力在襯套上大致軸向地居中。在一些實施方式中，阻尼構(gòu)件的包括彈簧力調(diào)節(jié)構(gòu)件的部分不需要是剛性的。
【附圖說明】
[0008]現(xiàn)在將參照附圖，僅通過示例描述本公開內(nèi)容，在附圖中:
[0009]圖1和圖2為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的張緊器的俯視圖和側(cè)視圖；
[0010]圖3a和圖3b為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的張緊器的俯視圖和側(cè)視圖，其中，圖3b為沿圖3a中的截面線3b_3b截取的截面圖；
[0011]圖4為在圖3a和圖3b中示出的張緊器的立體分解圖；
[0012]圖5為在3a和圖3b中示出的張緊器的一部分的俯視圖，其圖示了作用在張緊器的選定元件上的一些力；
[0013]圖5a和圖5b為特定情況下的圖5中示出的力的圖示；
[0014]圖6a和圖6b為根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的張緊器的俯視圖和側(cè)視圖，其中，圖6b為沿著圖6a中的截面線6b_6b截取的截面圖；
[0015]圖7為在圖6a和圖6b中示出的張緊器的立體分解圖；
[0016]圖8和圖8a為在圖6a和圖6b中示出的張緊器的一部分的俯視圖，其圖示了作用在張緊器的選定元件上的一些力；
[0017]圖9a和圖9b為在圖6a和圖6b中示出的張緊器的一部分的側(cè)視圖，其圖示了作用在張緊器的選擇的元件上的一些力；
[0018]圖10a至圖10f示出了用于作為圖3a和圖3b中示出的張緊器的一部分的阻尼構(gòu)件的替代性結(jié)構(gòu)；
[0019]圖11a為圖示了由圖1和圖2中示出的張緊器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的曲線圖；以及
[0020]圖lib為圖示了 3a和圖3b中示出的張緊器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的曲線圖。
【具體實施方式】
[0021]參照根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1和圖2，圖1和圖2示出了從張緊器10中選擇的元件，該張緊器10用于保持帶12中的張力，該帶12由位于內(nèi)燃發(fā)動機(未示出)上的發(fā)動機曲軸(未示出)驅(qū)動。張緊器10包括:基部(未示出)，該基部通常安裝至發(fā)動機；張緊器臂14，該張緊器臂14可圍繞臂樞轉(zhuǎn)軸線Aa相對于基部樞轉(zhuǎn)；帶輪16，該帶輪16可在張緊器臂14上圍繞帶輪軸線Ap旋轉(zhuǎn)；張緊器彈簧18，該張緊器彈簧18沿選定的方向迫壓張緊器臂14，該方向在圖1中示出的視角為逆時針方向；以及阻尼構(gòu)件20。在圖1中，僅示出了張緊器彈簧的一部分。張緊器彈簧18可以例如為螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧，該螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧具有第一端部(未示出)和第二端部22，該第一端部接合基部上的第一端部接合表面，該第二端部22接合臂14上的第二端部接合表面23。帶12將輪轂載荷施加至帶輪16，該帶輪16沿第一方向迫壓臂14，該第一方向為使彈簧18所儲存的勢能增大的方向(在圖1中示出的視角為順時針的)。第一方向由箭頭D1示出。彈簧18抵消由帶12施加的輪轂載荷并且沿著與第一方向相反的第二方向迫壓張緊器臂14，并且該第二方向為使彈簧18所儲存的勢能減小的方向。第一方向還可以被稱為彈簧卷繞方向，并且第二方向還可以被稱為彈簧釋放方向或彈簧復位方向。阻尼構(gòu)件20將摩擦力施加至張緊器臂14的運動，該摩擦力抵抗張緊器臂14的運動，以阻止在帶12處的振動在張緊器臂12中產(chǎn)生共振。
[0022]圖1示出了張緊器彈簧18的包括第二端部22的一部分和阻尼構(gòu)件20的自由體受力圖。如圖1中可以觀察到的，在彈簧18的端部22上作用有力Fa。該力為由帶12沿著第一方向拉動臂14的力。力Fa可以被稱作臂力。由于該力Fa，彈簧18徑向地打開并且將阻尼構(gòu)件20驅(qū)動至基部的套筒部的內(nèi)表面24中。通過基部的套筒部對阻尼構(gòu)件20的外表面(以26示出)施加反作用力。反作用力示出為N并且與阻尼構(gòu)件20的外表面26正交。法向力N相對于力Fa具有較小的角度。由于阻尼構(gòu)件與基部的套筒部在施加有力N的位置處接合，因此存在由內(nèi)部表面24和阻尼構(gòu)件20所施加的合成摩擦力t。如周知的，在基部與阻尼構(gòu)件20之間的摩擦力直接地取決于施加在基部與阻尼構(gòu)件20之間的法向力No當臂14和示出的彈簧部一起處于平衡的狀態(tài)時，摩擦力t、法向力N和臂力Fa之和為零。施加至張緊器彈簧部的力矩Μ抵消由力Fa和N合成的凈力矩，其中，凈力矩由在兩個力Fa和N之間的距離產(chǎn)生(距離以L2示出)。
[0023]圖2示出了張緊器臂14和帶輪16的自由體受力圖。輪轂載荷以Fh示出。第二端部接合表面23上的端部22的力為Fa。襯套載荷Fbush被施加在襯套27之間，該襯套27存在于張緊器臂14的軸部28與基部的內(nèi)部套筒部(未示出)之間。襯套27以點劃線的方式示出從而以透明的形式呈現(xiàn)以使軸部28變得清楚。如能夠觀察到的，襯套載荷Fbush作用在襯套27上的相對低的區(qū)域上以便與力Fp和Fa產(chǎn)生平衡。這會導致襯套27上的局部磨損，這最終會導致張緊器臂14的運動搖晃(wobble)。這最后導致張緊器10的失效。
[0024]在一些應(yīng)用中，有利的是提供能夠具有用于抵抗張緊器臂14的運動的相對較高量的阻尼(即，較大的摩擦力)的張緊器。還理想的是提供如下張緊器:該張緊器在襯套27上提供更均勻的磨損。
[0025]在圖11a中示出的曲線圖提供了曲線50，該曲線50表示在臂14處于給定的角度位置處張緊器臂14中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。曲線50的上部(在50a處示出)示出了當臂14沿第一方向或彈簧卷繞方向移動時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。曲線50的下部(以50b示出)示出了當臂14沿第二方向或彈簧釋放方向移動時產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
[0026]參照圖3a、圖3b、圖4和圖5，這些圖示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的張緊器100。該張緊器100相對于張緊器10具有增強的阻尼。張緊器100包括基部113、張緊器臂114、帶輪116、張緊器彈簧118、阻尼構(gòu)件120和襯套127?；?13具有內(nèi)套筒113a和外套筒113b?；?