专利名称：张紧器的制作方法
发明的领域本发明涉及张紧器，更为具体的是涉及具有不对称阻尼的张紧器，这一不对称阻尼是通过应用与摩擦离合器耦合的单向离合器而获得的。
发明的背景大部分用于汽车或类似物的发动机包含若干皮带驱动的辅助设备系统，它们是车辆适当运行所必须的。辅助设备系统可包括交流发电机、空调器压缩机和动力转向装置泵。
辅助设备系统通常安装在发动机的前表面上。每一辅助设备可具有安装在轴上的皮带轮，用于接受来自某种形式的皮带驱动器的动力。在早期的系统中，每一辅助设备由单独的皮带加以驱动，此皮带转动于辅助设备与曲轴之间。随着皮带工艺的提高，现在绝大部分应用的是单一的S形曲线皮带。辅助设备由单一的S形曲线皮带驱动，而皮带按规定路线运转于各种辅助设备部件之间。S形曲线皮带由发动机曲轴加以驱动。
由于S形曲线皮带必须按规定路线巡回至所有辅助设备，它一般要长于它的前驱物。为了适当地运转，皮带以预定的张力加以安装。当它运转时，它稍微拉长。这造成皮带张力下降，这可能引起皮带打滑。因此，皮带张紧器用于当皮带在使用期间拉长时，保持适当的皮带张力。
在皮带张紧器运转时，转动的皮带可能在张紧器弹簧中激发振动。这些振动是不希望的，因为它们引起皮带和张紧器的过早磨损。因此，阻尼机构被加入至张紧器中，用以阻尼振动。
已经发展了各种阻尼机构。它们包括基于粘性流体的阻尼器、以相互滑移或相互作用的摩擦表面为基础的机构，以及具有相互作用弹簧的阻尼器。此技术还包括锁紧中心装置，它们使枢轴臂只能在单个方向运动。
此技术的代表是Bando的JP 07113446A，它披露了一种张紧器，该张紧器具有位于固定部分上的单向离合器，用于调节移动部分的运动。
此技术的又一代表是Bytzek等的美国专利No.4583962(1986)，它披露了一种张紧装置，该张紧装置具有阻尼系统，用于通过单向离合器机构阻尼运转运动。
需要一种张紧器，它应用与摩擦离合器耦合的单向离合器以获得不对称阻尼。需要一种张紧器，它具有与摩擦离合器耦合的单向离合器，而摩擦离合器具有径向伸展的表面。本发明符合这些需要。
发明的内容本发明的第一个方面是提供一种张紧器，它应用与摩擦离合器耦合的单向离合器而具有不对称阻尼。
发明的另一个方面是提出一种张紧器，它具有与摩擦离合器耦合的单向离合器，而摩擦离合器具有径向伸展的表面。
发明的其它方面将由发明的以下说明及附图指出或变得清晰。
发明包括一种皮带张紧器，其所具有的枢轴臂被螺旋弹簧偏压压向皮带。张紧器还包括与摩擦离合器耦合的单向离合器。张紧器的枢轴臂连接至单向离合器。单向离合器同时连接至摩擦离合器，它具有由于被摩擦啮合的径向伸展表面引起的预定摩擦扭矩。枢轴臂可通过单向离合器的运转较自由地向着皮带运动。在臂运动的极限，单向离合器啮合，阻止沿相反方向移动离开皮带。只有当皮带张力扭矩超过弹簧力加上摩擦离合器的摩擦扭矩时，臂才能移动离开皮带。
附图简述包括在本说明内，并形成其一部分的附图展示了本发明的较优实施例，并与说明一起用于解释发明的原理。
图1是发明张紧器的正视截面图。
图2是发明张紧器的运转的平面示意图。
图3是发明张紧器的侧视图。
图4是发明张紧器沿图1中4-4线剖切的平面图。
图5是一描述皮带张力作为臂位移的函数的图表。
较优实施例的详细说明图1是发明的张紧器的正视截面图。张紧器可应用在车辆发动机的前端辅助设备皮带驱动器上。张紧器通过枢轴臂对皮带施加弹簧力以保持皮带的张力。张紧器还通过与摩擦离合器相耦合的单向离合器的运转阻尼枢轴臂的运动。
张紧器100包括枢轴臂10、底座14和皮带轮12(未详示，见图2)。底座14包括枢轴臂安放部分70用于安放枢轴臂支柱部分71。第一偏压构件或螺旋弹簧30具有与枢轴臂10相啮合的端部31，而另一端部33则啮合底座14。弹簧30倚靠底座14沿着转动方向偏压枢轴臂10。臂10应用抗摩套筒轴承32套在底座14的安放部分70中。安放部分70在底座14中描绘了一个圆形孔。轴承32可包括任何在该技术已知的减摩材料，有润滑材料、塑料、酚醛树脂、PTFE等。
发明的张紧器包括单向离合器36。单向离合器36包括第一部分或内夹圈34和第二部分或外夹圈44。单向离合器36的内夹圈34由紧固件螺栓40连接至臂支柱38。螺栓40压在垫圈90上，将内夹圈34固定至支柱71上。
内夹圈34通过离合器机构的运转在相对外夹圈44的一个预定方向上是不能运动的，该离合器机构具有杆80，它啮合在内夹圈34和外夹圈44的内表面82之间。通过将杆压向弹簧81，杆80得以在第一转动方向运动，弹簧81使杆80的运动足以使内夹圈34得以在外夹圈44内转动，见图4。当内夹圈34由于臂10的反向运动而在反方向运动时，杆80受压或楔入在内夹圈34与外夹圈44之间，相对外夹圈44锁住内夹圈34，从而阻止如此说明另一处中所述的摩擦离合器42的无啮合运动的转动运动。这样，此机构只允许内夹圈在相对外夹圈的单一方向运动或转动。人们可想像，单向离合器36也可包括若干杆80和弹簧81，并按文中对图4描述的方式进行运转。
摩擦离合器42连接至单向离合器36的外夹圈44和底座14。摩擦离合器42包括内板46，它连接至单向离合器36的外夹圈44。外板48和49通过键槽52啮合底座14。板48、49不能围绕底座14转动，而是通过键槽的运转限制于滑动的轴向移动。因此，板48、49在与枢轴臂转动轴线相平行的方向上运动，从而将板46啮合于它们之间。板48、49通过夹持环54固定定位在底座14中。板46、48和49通常包括平面表面，但也可具有任何形状，只要能提供要求的摩擦扭矩。
摩擦扭矩由径向伸展板48和49引起，它们中的每一块与板46的相对表面进行摩擦啮合。每一摩擦啮合表面具有摩擦系数。板46包含于板48、49之间。弹簧56与夹持环54共同作用将板48和49一起压在板46上。摩擦扭矩是板48和49与板46啮合的表面面积以及弹簧56的弹簧率的函数。可以理解，摩擦扭矩可按以下方法加以调节，如改变板48、49、46的板啮合面积；或改变弹簧56的弹簧率；或改变板的摩擦系数；或改变板的数量；或前述的任何组合。
图2是发明的张紧器运转的平面示意图。皮带18啮合皮带轮12。在施加皮带负载时，枢轴臂14沿方向28运动，在此运动期间，单向离合器松开。枢轴臂10沿方向28的运动是皮带张力下降的结果，它使弹簧30得以转动枢轴臂10。枢轴臂10沿方向28的运动首先受到螺旋弹簧30的弹簧力的阻挡。在方向28上的第一阻尼力首先由弹簧30产生。相对最小的阻尼量由单向离合器产生。当沿方向28的位移极限达到时，单向离合器的内夹圈与外夹圈锁定，阻止枢轴臂沿相反方向运动。
当皮带张力增加时，枢轴臂14被推动沿方向26运动。如此说明中另一处描述的，当由皮带负载引起的臂扭矩超过弹簧30的弹簧力加上摩擦离合器42的摩擦扭矩时，可能产生在方向26上的运动。可以理解，沿方向26的运动产生显著增大的阻尼力，该阻尼力是由摩擦离合器42的运转引起的。所述第二阻尼力由于摩擦离合器的运转在方向26上大于在方向28上。结果，本发明张紧器的不对称阻尼特征通过在方向26上经受的第二阻尼力大于由在方向28上运动产生的第一阻尼力而得以实现。枢轴14继续运动，直至枢轴臂14到达负载位置24，在此位置上弹簧力基本等于皮带负载。
图3是本发明张紧器的侧视图。皮带轮12套在枢轴臂14中。皮带轮12的皮带承接表面可包括任何剖面，用以啮合本技术已知的任何皮带，包括齿形的、平面的和多肋形的。
图4是发明的张紧器在图1中4-4的平面图。板48(未表示)和49通过键槽52与底座14啮合，从而迫使板48、49相对底座14进行滑动轴向运动。单向离合器36的内夹圈34通过螺栓40啮合臂10(未表示)。内板46与单向离合器36的外夹圈44连接。内板46摩擦地啮合在板48和49之间。
图5是一张描述皮带张力作为臂位移的函数的图表。发明张紧器的优点是皮带张力能在运转期间加以调节。当枢轴臂位于位置1，而皮带张力降至最小皮带张力2以下，枢轴臂将运动通过弧度δ至新位置4，这在皮带的方向。皮带将收紧至位置2上的最小皮带张力。当皮带张力增加时，枢轴臂沿相反方向运动，在该点上单向离合器36锁住，阻止枢轴臂回至位置1。
枢轴臂10可回至位置1，如果皮带张力达到要求受调节的最大皮带张力5，该点在图5中位于上、下皮带张力范围6之间。当皮带张力或轮毂负载引起的扭矩达到并超过弹簧力加上摩擦离合器的摩擦扭矩时，产生从位置5至位置1的运动。当皮带张力，从而臂扭矩，增加得足以克服弹簧力加上摩擦离合器中的摩擦力时，枢轴臂10从位置5运动通过弧度δ至位置7，再至起始枢轴臂位置1。
虽然文中描述了发明的一个形式，但对本技术的技术人员很显然，在结构和零件关系方面可进行各种改变，只要不偏离文中所述发明的精神和范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种张紧器，该张紧器包括底座，它具有安放部分；枢轴臂支柱，它装入在安放部分之中；第一偏压构件，它连接至枢轴臂和底座上，偏压枢轴臂，对抗皮带负载；皮带轮，它装入至枢轴臂中；单向离合器，它包括第一部分，该第一部分固定至枢轴臂上，和第二部分；一件构件，它共同设置在第一部分与第二部分之间，以使该构件能阻止第一部分和第二部分在第一转动方向的相对运动；第二离合器构件，它啮合底座，并摩擦地啮合第二部分；枢轴臂可凭借单向离合器的运转，相对第一转动方向而运动；以及枢轴臂可凭借第二部分和第二离合器构件的滑动运转在第一转动方向上运动。
2.如权利要求1所述的张紧器，其特征在于，第二离合器构件还包括板构件，它与底座进行啮合，并能进行平行于枢轴臂的转动轴线的运动。
3.如权利要求2所述的张紧器，该张紧器还包括第二偏压构件，它产生板构件与第二构件的加压啮合。
4.如权利要求1所述的张紧器，该张紧器还包括第一阻尼力，它与枢轴臂在第一方向上的运动相对抗；第二阻尼力，它与枢轴臂在第二方向上的运动相对抗；以及第一阻尼力小于第二阻尼力。
5.如权利要求3所述的张紧器，其特征在于第一构件和第二构件包括平面表面；和第二构件还包括与第一构件的相对表面相啮合的两个平面表面。
6.如权利要求5所述的张紧器，其特征在于第二偏压构件包括弹簧；以及弹簧啮合于底座和第二构件平面表面中的一个平面表面之间。
7.如权利要求4所述的张紧器，其特征在于，单向离合器包括棘轮机构。
8.如权利要求1所述的张紧器，该张紧器还包括轴承，它设置在底座与枢轴臂之间。
9.一种张紧器，该张紧器包括底座；枢轴臂支柱，它装入在底座之中；第一偏压构件，它偏压枢轴臂，对抗皮带负载；皮带轮，它装入至枢轴臂的一个端部之中；单向离合器，它与枢轴臂相啮合；摩擦离合器，它与底座相啮合，并包括与单向离合器摩擦地相啮合的径向伸展构件，从而通过单向离合器的非锁定运转，允许一枢轴臂在第一转动方向上运动；单向离合器锁住枢轴臂相反于第一转动方向的运动；以及通过径向伸展构件和第一单向离合器的滑动运转，允许枢轴臂在第二方向上运动。
10.如权利要求9所述的张紧器，该张紧器还包括第一平面构件，它连接至第一单向离合器；以及径向伸展构件，它与第一平面构件进行摩擦啮合。
11.如权利要求10所述的张紧器，该张紧器还包括径向伸展构件，它至少包括两个与第一构件的相对侧面相啮合的平行表面；以及第二偏压构件，它推动径向伸展表面与第一构件进行加压啮合。
12.如权利要求10所述的张紧器，其特征在于第一离合器包括单向离合器。
13.如权利要求9所述的张紧器，该张紧器还包括第一阻尼力，它在第一运动方向上；第二阻尼力，它在第二运动方向上；以及第一阻尼力不等于第二阻尼力。
14.一种张紧器，该张紧器包括底座；枢轴臂，它装入至底座中；弹簧，它连接在枢轴臂与底座之间；单向离合器，它包括内夹圈和外夹圈以及杆，该杆可运动地设置在内夹圈与外夹圈之间，内夹圈连接至枢轴臂，外夹圈则具有连接于其上的内板；内夹圈可相对外夹圈在第一转动方向上运动；杆具有在内夹圈与外夹圈之间的楔入啮合，从而杆阻止内夹圈在与第一转动方向相反的方向上运动；以及摩擦离合器，它包括可轴向运动地啮合底座的板，而此板摩擦地啮合内板。
15.如权利要求14所述的张紧器，其特征在于，摩擦离合器还包括弹簧，它将板偏压在内板上。
16.如权利要求14所述的张紧器，其特征在于，板通过键槽可运动地啮合底座。
17.如权利要求14所述的张紧器，其特征在于，枢轴臂在与第一转动方向相反的方向上的转动被板与内板的摩擦啮合所阻尼。
权利要求
1.一种张紧器，该张紧器包括底座，它具有安放部分；枢轴臂支柱，它装入在安放部分之中；第一偏压构件，用于偏压枢轴臂，对抗皮带负载；皮带轮，它装入至枢轴臂中；单向离合器，它包括第一内部分，该第一内部分固定至枢轴臂上，和第二部分；第二离合器构件，它啮合底座和第二部分；和第二离合器构件同时啮合单向离合器，从而枢轴臂只能在第一方向通过单向离合器的运转而运动；以及枢轴臂只能在第二方向通过第二离合器构件的运转而运动。
2.如权利要求1所述的张紧器，其特征在于，第二离合器构件包括第一构件，它连接至第二部分；第二构件，它与底座进行滑动啮合，并能进行平行于枢轴臂的转动轴线的运动；以及第一构件，它与第二构件进行摩擦啮合。
3.如权利要求2所述的张紧器，该张紧器还包括第二偏压构件，它产生第一构件与第二构件的加压啮合。
4.如权利要求1所述的张紧器，该张紧器还包括第一阻尼力，它与枢轴臂在第一方向上的运动相对抗；第二阻尼力，它与枢轴臂在第二方向上的运动相对抗；以及第一阻尼力小于第二阻尼力。
5.如权利要求3所述的张紧器，其特征在于第一构件和第二构件包括平面表面；和第二构件还包括与第一构件的相对表面相啮合的两个平面表面。
6.如权利要求5所述的张紧器，其特征在于第二偏压构件包括弹簧；以及弹簧啮合于底座和第二构件平面表面中的一个平面表面之间。
7.如权利要求4所述的张紧器，其特征在于，单向离合器包括棘轮机构。
8.如权利要求1所述的张紧器，该张紧器还包括轴承，它设置在底座与枢轴臂之间。
9.一种张紧器，该张紧器包括底座；枢轴臂支柱，它装入在底座之中；第一偏压构件，用于偏压枢轴臂，对抗皮带负载；皮带轮，它装入至枢轴臂的一个端部之中；第一离合器，它与枢轴臂相啮合；第二离合器，它与底座相啮合，并包括与第一离合器相啮合的径向伸展构件，从而通过第一离合器的运转，允许枢轴臂在第一方向上运动；以及通过第二离合器的运转，允许枢轴臂在相反方向上运动。
10.如权利要求9所述的张紧器，该张紧器还包括第一平面构件，它连接至第一离合器；以及径向伸展构件，它与第一平面构件进行摩擦啮合，并具有与底座相啮合的径向伸展表面。
11.如权利要求10所述的张紧器，该张紧器还包括径向伸展构件，它至少包括两个与第一构件的相对侧面相啮合的平行表面；以及第二偏压构件，它推动径向伸展表面与第一构件进行加压啮合。
12.如权利要求10所述的张紧器，其特征在于第一离合器包括单向离合器。
13.如权利要求9所述的张紧器，该张紧器还包括第一阻尼力，它在第一运动方向上；第二阻尼力，它在第二运动方向上；以及第一阻尼力不等于第二阻尼力。
全文摘要
本发明包括皮带张紧器(100)，它具有被螺旋弹簧(30)向着皮带偏压的枢轴臂(10)。张紧器(100)还包括与摩擦离合器(42)耦合的单向离合器(36)。张紧器(100)的枢轴臂(10)连接至单向离合器(36)。单向离合器(36)同时连接至摩擦离合器(42)，它具有通过摩擦啮合径向伸展表面产生的预定的摩擦扭矩。枢轴臂可通过单向离合器(36)的运转较自由地向着皮带运动。在臂运动的限极，单向离合器(36)啮合，阻止在相反方向上移动离开皮带。只有当皮带的张力扭矩超过弹簧(30)的力加上摩擦离合器(42)的摩擦扭矩时，臂(10)才能移动离开皮带。
文档编号F16H7/12GK1575386SQ02820889
公开日2005年2月2日 申请日期2002年10月21日 优先权日2001年10月22日
发明者亚历山大·塞科 申请人:盖茨公司