张紧器的制作方法

专利名称：张紧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种张紧器，尤其是涉及一种具有可调节挡块的张紧器。
背景技术：
汽车发动机中通常包括附件传动系统，现今社会，越来越多的附件传动系统是通 过皮带将汽车发动机的动力从主轴传递至与各附件相连的皮带轮上。这些附件通常包括空 调压缩机、水泵、交流发电机、液压泵，助力转向装置等。在这种附件传动系统中，通常包括 一个或多个张紧器，张紧器的一个主要作用就是为汽车的附件传动系统提供一定的皮带张 力，使皮带能将汽车发动机动力顺利的从主轴传递到各附件的皮带轮上而不至于打滑。张紧器，根据其张紧方式来分，通常分为可调节固定张紧器和自动张紧器，在早些 时期，发动机的附件传动系统不是很复杂，且各附件的负载不是很大，发动机一般使用固定 张紧器就可以满足系统正常工作，但是，随着汽车技术的发展，对附件系统提出更高的要 求，所带附件种类越来越多，载荷越来越大，因此自动张紧器就开始越来越多的被使用。传统的用于汽车附件传动系统的自动张紧器通常包括底座，安装于底座上可相 对于底座枢转的摆臂，设于底座和摆臂之间的弹簧，弹簧的一端与底座连接，弹簧的另一 端与摆臂连接以偏压摆臂使得摆臂相对底座朝某预定的方向运动。这种张紧器在底座上 间隔的设有两个固定的挡块，在摆臂上设有一个固定的挡块，设于摆臂上的挡块可操作 的分别与设于底座上的两个挡块接触。这种张紧器通常有三个位置，分别是皮带安装位 置(load belt position)，名义皮带位置(mean beltposition)禾口自由位置(free arm position) 0当需要安装皮带时，转动摆臂，使摆臂相对于底座处于皮带安装位置(load belt position)，此时位于摆臂上的挡块会和位于底座上的一个挡块接触；皮带安装好后， 释放摆臂，此时摆臂在弹簧偏压力的作用下处于名义皮带位置(mean belt position)，工 作时，摆臂一直在名义皮带位置(mean belt position)附近摆动；经过长时间的使用，皮带 会被拉长，摆臂朝向失效位置移动，直到摆臂上的挡块和底座上的另一个挡块配合，此时摆 臂相对于底座处于自由位置(free arm position)，这时张紧器就需要被更换。一直以来，节能减排都是汽车工业发展过程中的永远的课题，近年来，随着石油 资源日益缺乏和环境污染日益严重，汽车业不得不寻找新的技术，其中BSG(Belt driven stater-generator)技术就是一种可以达到节能减排的新的技术，这一技术越来越多的被 汽车生产厂家所使用。BSG是一种具备怠速停机和启动功能的混合动力技术。在发动机与 电机之间采取皮带传动方式进行动力传输，以发动机为整车的驱动动力源，电机系统用于 实现发动机的快速启动，在正常行驶工况下BSG电机和常规车发电机一样由发动机驱动电 机发电，给蓄电池充电。当车辆停下时，发动机运转停止，消除怠速状态，再启动时，BSG电 机快速启动发动机。在启动或者发电模式下，BSG系统所产生的皮带张力非常大，传统的自 动张紧器的扭矩输出已经无法满足系统需求。为了解决上述问题，美国专利US7，163, 478B2号揭示了一种应用于BSG系统的张 紧器，这种张紧器包括底座，可枢转的安装于底座上的摆臂。位于底座和摆臂之间的弹簧，该弹簧用于偏压摆臂使其相对底座朝第一方向运动。摆臂上设有弹性挡块，底座上设有可 移动挡块，工作时，当皮带上载荷突然增加时，弹性挡块会与可移动挡块配合产生一个补充 扭矩以满足系统需求。但是这种张紧器的可移动挡块是通过螺栓固定在底座上，可移动挡 块与底座之间的接触面是平面，可移动挡块与底座之间的固定完全是靠螺栓的夹紧力。且 在使用时，弹性挡块施加给可移动挡块的力的方向平行于可移动挡块与底座之间的接触 面，这样以来，在较长时间的使用后，螺栓可能会松动，从而导致可移动挡块发生位移，最 终使得系统性能很不稳定。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有可调节挡块的张紧器，张紧器在使用 过程中，该可调节挡块可以被可靠的定位在需要的位置而不容易发生松动。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种张紧器，该张紧器包括底座；摆臂， 安装于底座上，且相对于底座绕一中心轴线转动；弹性元件，位于底座和摆臂之间，该弹性 元件用于偏压摆臂，使得摆臂相对于底座朝第一方向运动；第一挡块，可移动的安装于底座 或摆臂两者中的一个上；第二挡块，安装于底座或摆臂两者中的另一个上，该第一挡块和第 二挡块可操作的配合，用于限制摆臂相对于底座朝第二方向的运动；锁紧机构，可操作的将 第一挡块固定于底座或摆臂上；第一挡块上设有第一配合部，用于安装第一挡块的底座或 摆臂上设有第二配合部，该第一配合部与第二配合部配合可限制第一挡块相对于底座朝第 一方向的运动或可限制第一挡块相对于摆臂朝第二方向的运动。本发明所采用的技术方案，由于第一配合部与第二配合部的配合可以限制第一挡 块相对于底座朝第一方向的运动或可限制第一挡块相对于摆臂朝第二方向的运动，从而使 得张紧器在工作过程中可以被可靠的定位在需要的位置，并且保证张紧器在使用过程中具 有可靠的性能。优选的，本发明的张紧器的第一配合部上设有第一带齿部，第二配合部上设有第 二带齿部，第一配合部与第二配合部的配合是通过第一带齿部与第二带齿部的啮合实现 的。优选的，本发明的第二带齿部上的每个齿靠近第二档块的一端为一个平面，该平 面与所述中心轴线平行。优选的，本发明的第一挡块可移动的安装于摆臂上，第二挡块安装于底座上。优选的，本发明的摆臂上设有弧形开槽，第一挡块上设有螺纹孔，锁紧机构包括 螺栓，该螺栓穿过弧形开槽和螺纹孔，该锁紧机构还包括螺母，通过螺母与螺栓配合从而将 第一挡块固定连接于摆臂上。优选的，本发明的第二挡块包括挡块座和收容于该挡块座内的弹性挡块。优选的，本发明的挡块座一体成形于底座上，弹性挡块由弹性材料制成。优选的，本发明的挡块座靠近第一挡块的一端设有收容腔，弹性挡块呈阶梯状，该 阶梯状弹性挡块包括面积较大端和面积较小端，该阶梯状弹性挡块的面积较大端收容于收 容腔内，该阶梯状弹性挡块的面积较小端至少部分的露出于收容腔以与第一挡块配合。优选的，本发明的弹性挡块与挡块座之间通过胶水连接，从而将弹性挡块更紧固 的收容于挡块座内。
优选的，本发明的第一挡块靠近挡块座的一端可被收容于挡块座的收容空腔内。优选的，本发明的摆臂上设有标记线，第一挡块可移动的与该标记线对齐。


下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明所揭示的张紧器的示意图。图2是图1所揭示的张紧器沿A-A向的剖视图。图3是本发明所揭示的张紧器的分解图。图4是图3中所揭示的张紧器的底座的立体图。图5是图3中所揭示的张紧器的摆臂的立体图。图6是图3中所揭示的张紧器的阻尼块的立体图。图7是本发明所揭示的张紧器从另一个角度看的示意图。图8是图3中所揭示的张紧器的弹性挡块的立体图。图9是图7所揭示的张紧器在Y处的局部放大图。图10为本发明所揭示的张紧器的轴向位移与轴向力之间的关系图。图中
20.张紧器48.法兰部78.挡块座
22.底座50.突柱80.弹性挡块
24.摆臂52.通孔82.收容腔
25.轴54.轴衬套84.面积较大端
26.带轮56.轴承86.面积较小端
28.螺旋弹簧58.螺栓88.止挡壁
30.底壁60.防尘盖90.第二止挡面
32.侧壁62.阻尼块92.第三挡块
34.收容空腔64.外侧表面94.第一带齿部
36.突柱66.收容槽96.第二带齿部
38.通孔68.狭槽98.弧形开槽
40.侧壁内表面70.凸块102.螺栓
42.通孔72.第一挡块104.螺母
44.第一轴端74.第二挡块106.标记线
46.第二轴端76.第一止挡面X.中心轴线
具体实施例方式
参照图1和图2，张紧器20包括底座22和摆臂M，摆臂M安装于底座22上，摆 臂M和底座22之间通过轴25连接。该轴25具有中心轴线X，摆臂M可相对底座22绕 该中心轴线X转动。带轮26可旋转的安装于摆臂M上。带轮沈的作用是用来安装皮带 (未图示)。弹性元件位于底座22和摆臂M之间，弹性元件用于偏压摆臂M，使得摆臂M 相对于底座22朝第一方向运动，在此第一方向定义为如图1中的箭头A的方向即顺时针方 向。弹性元件可以有很多种，例如可以是压簧、扭簧，在本发明的一个优选实施方式中，弹性元件为螺旋弹簧观。张紧器20是通过底座22被固定在发动机(未图示)的某个适当的位置，底座22 通常是通过螺栓、铆钉或其他的本领域普通技术人员所能想到的固定方式被固定于发动机 上。进一步参照图3和图4，在本发明的一个优选实施方式中，底座22包括底壁30和 侧壁32，底壁30和侧壁32 —起界定了一个收容空腔34，从底座22的底壁30的中心部位 处开始，朝向摆臂M的方向延伸的设有一个突柱36，该突柱36的中心设有通孔38。底座 22的侧壁32具有侧壁内表面40。轴25呈圆柱状，轴25中心设有通孔42，轴25具有第一 轴端44和第二轴端46，在第一轴端44和第二轴端46之间设有法兰部48。第一轴端44穿 过通孔38，且第一轴端44与通孔38之间的配合为过盈配合。法兰部48与突柱36的端面 接触。进一步参照图5，摆臂M的一端朝向底座的方向延伸的设有突柱50，该突柱50的 中心设有通孔52。第二轴端46穿过该摆臂M上的通孔52，且该第二轴端46与摆臂M上 的通孔52之间的配合为间隙配合，在该第二轴端46与突柱50的内表面之间设有轴衬套 54 (参照图2和图幻。轴衬套M由低摩擦系数的材料制成，设置轴衬套M的目的是使得 摆臂M相对于底座22的转动比较顺畅。摆臂M的另一端上安装有带轮26 (参照图2和 图3)，带轮沈通过轴承56和螺栓58被可旋转的安装于摆臂M的另一端上。在带轮沈的 端部安装有防尘盖60，设置防尘盖60的目的是防止灰尘进入带轮沈内，从而影响张紧器 20的工作性能。进一步参照图6，张紧器20包括阻尼块62，阻尼块62通常由摩擦材料制成。阻尼 块62用来抑制摆臂M相对于底座22的运动。在本发明的一个优选实施方式中，阻尼块62 包括外侧表面64，张紧器20工作过程中，阻尼块62的外侧表面64与底座22的侧壁内表面 40配合，以产生阻尼力。阻尼块62进一步包括收容槽66。螺旋弹簧28收容于底座22的收容空腔34内，底座22上设有一个狭槽68 (参照 图4)，螺旋弹簧观的一端收容于该狭槽68内，螺旋弹簧观的另一端收容于阻尼块62的收 容槽66内，螺旋弹簧观施加给阻尼块62 —定的压力使得阻尼块62被压紧在摆臂M上的 某预定的位置，并且使得阻尼块62的外侧表面64与底座22的侧壁内表面40始终配合，以 产生阻尼力。阻尼块62的底部紧贴摆臂M靠近底座22的一侧上放置，摆臂M上设有凸 块70 (参照图5)，阻尼块62的一端与该凸块70接触。参照图1、图3和图7，张紧器20包括第一挡块72和第二挡块74，第一挡块72可 移动的安装于底座22或所述摆臂M两者中的一个上；第二挡块74安装于底座22或摆臂 24两者中的另一个上，该第一挡块72和第二挡块74可操作的配合，用于限制摆臂M相对 于底座22朝第二方向的运动，在此，第二方向定义为如图1中的箭头B的方向即逆时针方向。在本发明的一个优选实施方式中，第一挡块72可移动的安装于摆臂M上。第一挡 块72包括一个第一止挡面76，该第一止挡面76与轴25的中心轴线X大致平行。第二挡块 74安装于底座22上，第二挡块74包括挡块座78和收容于该挡块座78内的弹性挡块80。 挡块座78 一体成型于该底座22上。挡块座78靠近第一挡块72的一端设有收容腔82 (参 照图4)。
参照图8，弹性挡块80包括面积较大端84和面积较小端86，该面积较大端84的 截面面积大于面积较小端86的截面面积，从而使得弹性挡块80看起来呈阶梯状。该弹性 挡块80的面积较大端84收容于挡块座78的收容腔82内，该弹性挡块80的面积较大端84 与挡块座78的收容腔82之间的配合为紧配合，且该面积较大端84与挡块座78之间通过 胶水连接，从而将弹性挡块80更紧固的收容于挡块座78的收容腔82内。弹性挡块80的面积较小端86至少部分的露出于收容腔82。弹性挡块80面积较 小端86和面积较大端84之间设有阶梯面87，挡块座78的收容腔82的入口处设有止挡壁 88 (参照图4)，该阶梯面87和止挡壁88配合使得弹性挡块80可以被可靠的收容在收容腔 82内而不至于从中掉出。弹性挡块80上设有第二止挡面90，该第二止挡面90与轴25的中心轴线X大致 平行。该第二止挡面90即为弹性挡块80的面积较小端86的端面。张紧器20在工作过程 中，第一止挡面76和第二止挡面90可操作的配合。在本发明的一个优选实施方式中，当弹 性挡块80被压缩使得弹性挡块80完全的收容于挡块座78的收容腔82内时，第一挡块72 可至少部分的被收容于挡块座78的收容腔82内。在摆臂M上与第一挡块72间隔一定距离处设有一个第三挡块92 (参照图1和 图5)，在本发明的一个优选实施方式中，第三挡块92是一体成型的设置于摆臂M上的。参照图3、图5和图7，第一挡块72还包括一个第一配合部，摆臂M上设有第二配 合部。该第一配合部与第二配合部配合可限制第一挡块72相对于摆臂对朝第二方向的运 动。在本发明的一个优选实施方式中，第一配合部为第一带齿部94，第二配合部为第 二带齿部96，该第一配合部与第二配合部的配合是通过第一带齿部94与第二带齿部96的 啮合实现的。第一挡块72上的第一带齿部94可移动的与第二带齿部96上的任何一段齿 啮合。第二带齿部96上的齿的形状与第一带齿部94上的齿的形状相匹配，使得第二带齿 部96可以和第一带齿部94很好的啮合。参照图9，在本发明的一个优选的实施方式中，第二带齿部96上的每个齿靠近第 二挡块74的一侧为一个平面P2，该平面P2与轴25的中心轴线X平行。相应的，第一带齿 部94上的每个齿远离第二挡块74的一侧为一个平面P1，该平面Pl与轴25的中心轴线平 行。每一组啮合齿的平面Pl和平面P2配合可以阻止第一挡块72相对于摆臂M朝第二方 向的运动。第一带齿部94大致呈弧形的分布于第一挡块72的一侧，第二带齿部96大致呈弧 形的分布于摆臂M靠近底座22的一侧上。张紧器20还包括锁紧机构，该锁紧机构可操作的将第一挡块72固定于摆臂M上。进一步参照图3、图5和图7，在摆臂M上，沿着弧形分布的第一带齿部94开设 有一个弧形开槽98，第一挡块72上设有螺纹孔(未标示)，锁紧机构包括螺栓102，该螺栓 102穿过弧形开槽98和螺纹孔，该锁紧机构还包括螺母104，通过螺母104与螺栓102配合 从而将第一挡块72固定连接于摆臂对上。在此，弧形开槽98起导向作用，使得第一挡块 72沿着一定的路径相对于摆臂M移动。在摆臂M上靠近弹性挡块80的部位设有一个标记线106 (参照图7)，该标记线106的作用后面会详细说明。在本发明的其他实施方式中，第一挡块也可以是可移动的安装于底座上，第二挡 块安装于摆臂上，该第一挡块和第二挡块可操作的配合，用于限制所述摆臂相对于所述底 座朝第二方向的运动，第一挡块上设有第一配合部，用于安装第一挡块的底座上设有第二 配合部，该第一配合部与第二配合部配合可限制第一挡块相对于底座朝第一方向的运动。张紧器20在工作过程中，摆臂M相对于底座22在一定的行程范围内运动，张紧 器20的摆臂M通常有三个位置，分别是皮带安装位置(load belt position)，名义皮带位 置(mean belt position)禾口自由位置(free arm position)。皮带安装位置指的是当将张紧器20安装于发动机上后，为方便将用于系统传动 的皮带安装于张紧器20上，而将张紧器20的摆臂M相对于底座22转动一定的角度，使螺 旋弹簧观处于部分的或完全的被压缩状态，此时第一挡块72被锁紧在摆臂M上的一个预 定位置，摆臂M被朝着B向旋转而使得第一挡块72与第二挡块74接触。皮带安装好后，释放摆臂M，此时摆臂M在螺旋弹簧观的偏压力的作用下处于 名义皮带位置，此时移动第一挡块72，使得第一挡块72上的第一止挡面76与摆臂M上的 标记线106对齐。工作时，摆臂M—直在名义皮带位置附近摆动，位于第一挡块72上的第 一止挡面76与位于弹性挡块80上的第二止挡面90间歇性的配合，从而产生一定的扭矩输 出ο经过长时间的使用，皮带会被拉长，摆臂M慢慢的沿着A向移动，直到到达失效位 置即自由位置，此时位于摆臂M上的第三挡块92和位于底座22上的第二挡块74配合，这 时张紧器20就需要被更换。参照图10，为张紧器20轴向位移(Axial Displacement)与轴向力(Axial Force) 之间的关系图。从图中可以看出，张紧器20—共有两个扭矩输出范围，分别是扭矩输出范 围A和扭矩输出范围B，张紧器20之所以有两个扭矩输出范围是因为该张紧器20采用两个 弹性元件来产生扭矩输出。其中一个弹性元件为螺旋弹簧观，另一个弹性元件为弹性挡块80。扭矩输出范围A是由螺旋弹簧观单独产生的，扭矩输出范围B 是由螺旋弹簧观和弹性挡块80 —起产生的。
在本发明的其他实施方式中，第一配合部与第二配合部的配合除了通过第一带齿部94 与第二带齿部96的啮合实现以外，还可以有其它的实现方式，例如可以是通过斜面配合来 实现。以上只列出了部分依据本发明宗旨的具体的实现方式，凡依据本发明宗旨的本领域 普通技术人员无需创造性劳动所能想到的其他的实施方式均在本发明的保护范围之内，在 此就不一一列举。
权利要求
1.一种张紧器，包括底座；摆臂，安装于所述底座上，且相对于底座绕一中心轴线转动；弹性元件，位于所述底座和所述摆臂之间，该弹性元件用于偏压所述摆臂，使得所述摆 臂相对于所述底座朝第一方向运动；第一挡块，可移动的安装于所述底座或所述摆臂两者中的一个上；第二挡块，安装于所述底座或所述摆臂两者中的另一个上，该第一挡块和第二挡块可 操作的配合，用于限制所述摆臂相对于所述底座朝第二方向的运动；锁紧机构，可操作的将所述第一挡块固定于所述底座或所述摆臂上；其特征在于所述第一挡块上设有第一配合部，用于安装所述第一挡块的底座或摆臂上设有第二配 合部，该第一配合部与第二配合部配合可限制所述第一挡块相对于所述底座朝所述第一方 向的运动或可限制所述第一挡块相对于所述摆臂朝所述第二方向的运动。
2.根据权利要求1所述的张紧器，其特征在于所述第一配合部上设有第一带齿部，所 述第二配合部上设有第二带齿部，所述第一配合部与第二配合部的配合是通过所述第一带 齿部与第二带齿部的啮合实现的。
3.根据权利要求2所述的张紧器，其特征在于所述第二带齿部上的每个齿靠近第二 档块的一端为一个平面，该平面与所述中心轴线平行。
4.根据权利要求1至3中任意一个所述的张紧器，其特征在于所述第一挡块可移动 的安装于所述摆臂上，所述第二挡块安装于所述底座上。
5.根据权利要求4所述的张紧器，其特征在于所述摆臂上设有弧形开槽，所述第一挡 块上设有螺纹孔，所述锁紧机构包括螺栓，该螺栓穿过所述弧形开槽和所述螺纹孔，该锁紧 机构还包括螺母，通过螺母与所述螺栓配合从而将所述第一挡块固定连接于所述摆臂上。
6.根据权利要求1至3中任意一个所述的张紧器，其特征在于所述第二挡块包括挡 块座和收容于该挡块座内的弹性挡块。
7.根据权利要求6所述的张紧器，其特征在于所述挡块座一体成形于所述底座上，所 述弹性挡块由弹性材料制成。
8.根据权利要求6所述的张紧器，其特征在于所述挡块座靠近第一挡块的一端设有 收容腔，所述弹性挡块呈阶梯状，该阶梯状弹性挡块包括面积较大端和面积较小端，该阶梯 状弹性挡块的面积较大端收容于所述收容腔内，该阶梯状弹性挡块的面积较小端至少部分 的露出于所述收容腔以与所述第一挡块配合。
9.根据权利要求6所述的张紧器，其特征在于所述弹性挡块与所述挡块座之间通过 胶水连接，从而将所述弹性挡块更紧固的收容于所述挡块座内。
10.根据权利要求6所述的张紧器，其特征在于所述第一挡块靠近挡块座的一端可被 收容于挡块座的收容空腔内。
11.根据权利要求4所述的张紧器，其特征在于所述摆臂上设有标记线，所述第一挡 块可移动的与该标记线对齐。
全文摘要
本发明揭示了一种张紧器，该张紧器包括底座；摆臂，安装于底座上，且相对于底座绕一中心轴线转动；弹性元件，位于底座和摆臂之间，该弹性元件用于偏压摆臂，使得摆臂相对于底座朝第一方向运动；第一挡块，可移动的安装于底座或摆臂两者中的一个上；第二挡块，安装于底座或摆臂两者中的另一个上，该第一挡块和第二挡块可操作的配合，用于限制摆臂相对于底座朝第二方向的运动；锁紧机构，可操作的将第一挡块固定于底座或摆臂上；第一挡块上设有第一配合部，用于安装第一挡块的底座或摆臂上设有第二配合部，该第一配合部与第二配合部配合可限制第一挡块相对于底座朝第一方向的运动或可限制第一挡块相对于摆臂朝第二方向的运动。
文档编号F16H7/08GK102146991SQ20101011491
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者傅红良, 蒋浩澜, 郝闽春, 陈曼 申请人:盖茨优霓塔传动系统(苏州)有限公司