专利名称：用于内燃机的牵引传动装置的张紧设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于布置在内燃机上的牵引传动装置的张紧设备，该牵引传动装置具有布置在机器驱动轴上的驱动轮、一个或多个另外的传动轮和连续地旋转的牵引件，该牵引件环绕着驱动轮和另外的传动轮。张紧设备包括两个具有支承在其上的张紧轮的张紧臂，该张紧轮沿旋转方向在驱动轮之前和之后用张紧力来加载牵引件，并且张紧设备具有产生张紧力的弹簧机构和如下张紧装置壳体，该张紧装置壳体可运动地支承至少一个被弹簧机构的力加载的张紧臂。
背景技术：
尤其在具有交替地接受和送出扭矩的传动轮的牵引传动装置以及相应的牵引段与松弛段交替的情况下，松弛段的张紧需要具有两个如下张紧轮的张紧设备，该张紧轮在交替地驱动和被驱动的驱动轴的驱动轮之前和之后预张紧牵引件。典型地但并不是必要地，驱动轴是构造为起动机发电机的机器的轴，该机器送出用于起动内燃机的扭矩并且接受用于发电的扭矩。
牵引传动装置原则上可以是皮带传动装置、链传动装置或履带传动装置，而开头提到类型的张紧设备典型地作为在辅助机组皮带传动装置中的皮带张紧装置以不同的结构设计方案而公知。例如在 DE19926615A1、DE102008025552A1 与 DE102006019877A1 中提出如下张紧设备，其具有各一个固定在起动机发电机上的张紧装置壳体和两个可运动地支承在其中的张紧臂，它们的张紧滚轮通过布置在其间的弹簧机构彼此力加载，以便张紧该皮带。发明内容
从这出发，本发明的任务是尤其鉴于小复杂性在结构上改进开头提到类型的张紧设备。
为此解决方案是，张紧装置壳体可绕驱动轴轴线枢转地支承在机器上。换句话说可自转地支承的张紧装置壳体参与张紧运动并且可以有利于降低构件复杂性地取消张紧设备在所引用的现有技术中所必需的在机器上并且在该机器上在起动机发电机上或在单独的机组承载件上的固定。此外，张紧设备在牵引传动装置中的装配可以通过如下方式明显地被简化，即，张紧设备与驱动轮连接并且共同螺纹连接在驱动轴上。
在本发明优选的设计方案中，张紧装置壳体应该借助于滚动轴承支承在驱动轴或驱动轮上。相对于滑动支承而言明显更小的滚动支承摩擦不止负责在旋转的驱动轴或旋转的驱动轮上的持久且无摩擦地支承张紧装置，而且在张紧装置壳体的往复的枢转运动中张紧设备的相应较低的衰减也随之出现。因此，依据本发明的张紧设备不只适用于具有准静态地交替的牵引段和松弛段的牵引传动装置的张紧，也可以用于发电机与内燃机的转动不平衡性的动态去耦。由于近似无衰减地连接在发电机上的张紧设备的动态往复运动，产生在张紧设备中绕发电机轴线的力矩平衡。由此减少通过转动平衡性产生的牵引件振动。
在支承在驱动轮上的情况下特别有利的是，张紧设备与驱动轮和滚动轴承一起形成可装配到驱动轴上的结构单元，其中，滚动轴承在驱动轮圆环形的凹槽中径向地安装在张紧装置壳体的在凹槽中延伸的支承区段与驱动轮的轮毂之间。像上面提到的那样，优点一方面在于张紧设备的非常简化的装配，并且另一方面由于径向彼此嵌套地放置的组件优点在于其沿驱动轴的轴向特别紧凑的结构类型。当此外滚动轴承和驱动轮的被牵引件环绕的外周在共同的传动平面上运转时，那么在滚动轴承的相应较小的倾斜负载的情况下，张紧设备在支承部位的倾斜力矩被最小化。滚动轴承相对于驱动轴和张紧装置壳体的支承区段的固定可以以公知方式例如借助压连接、轴向固定环或这两种方式进行。
作为用于将张紧装置壳体支承在驱动轴或驱动轮上的备选方案，支承也可以在(静止的)机器壳体上，例如在驱动轮之后延伸的支承颈上进行。该支承既可以实施为滚动支承也可以作为滑动支承，其中，在滑动支承的情况下，按需要可规定带有比较大的支承部位衰减的被限定地调整的摩擦。
此外有利于结构简化地，张紧装置壳体应该可运动地支承仅一个张紧臂并且相应地将另一个张紧臂固定在张紧装置壳体中或固定在张紧装置壳体上。在机器是内燃机的起动机发电机的优选情况下，可运动地支承的张紧臂的张紧轮于是应该沿牵引件的旋转方向布置在驱动轮之前。因此在发电机运行期间，可运动地支承的张紧臂的张紧轮用于张紧松弛段。由此可运动的张紧臂的支承的负载和自锁危险保持得很小。
尽管如此，尤其在起动机发电机皮带传动装置的情况下也相反地可以是有利的是，将位置固定地支承在张紧装置壳体上的张紧轮沿皮带的旋转方向布置在驱动轮之前。在该张紧轮的布置中，与明显的噪音和提高的磨损一起出现的缠绕在起动机发电机的驱动轮上的皮带区段的倾斜危险明显小于之前提到的张紧轮布置。因为对于与壳体固定的张紧轮没有引起张紧臂与张紧轮的轴承间隙的皮带倾斜。
针对两个张紧臂可运动地支承在张紧装置壳体中或上的备选情况，在张紧臂与张紧装置壳体之间的相对运动可以分布在两个张紧臂上并且相应地可以减小在张紧臂的支承区段上的摩擦负载。
可运动地支承的张紧臂应该具有圆弧形的支承区段，弹簧机构构造为弧形弹簧并且张紧装置壳体具有相应圆弧形的通道，张紧臂的支承区段和圆弧上的弧形弹簧可运动地容纳在该通道中。张紧臂、通道和弧形弹簧应该优选地与驱动轴轴线同中心地延伸。公知地，弧形弹簧是如下螺旋压力弹簧，其沿它的纵向圆弧形地弯曲。尤其针对张紧装置壳体可运动地支承两个张紧臂的情况，张紧臂的一个或两个支承区段可以空心柱体形地实施并且为了尽可能长的弹簧长度在相应较小的弹簧刚性的情况下，可以容纳支撑在其间的弧形弹簧。
为了弧形弹簧的磨损保护，圆弧形通道应该至少在弧形弹簧径向向外的方向加衬有一个或多个滑动件。通道也适宜地在一个或多个可运动地支承的张紧臂的支承区段上设有滑动件。通过适当的材料选择和材料配对，在张紧装置壳体与张紧臂之间的以及在张紧装置壳体与弧形弹簧之间的期望的摩擦/衰减也可以由此有针对性地来调整。
为了简单的可制造性和可装配性地，张紧装置壳体可以包括两个相互接合的半壳，它们形成通道并且优选具有近似或完全镜像对称的形状。鉴于低的制造成本，尤其制造为板材成型件或(有利于比较小的绕枢转轴线的惯性矩)制造为住塑的塑料件的半壳被设置。用于将张紧装置壳体支承在机器上的支承区段可以要么制造为单独的部件并且与半壳接合要么一件式地在其中一个半壳上模制。备选地，也可想到的是，具有不分开地制成的管形通道的张紧装置壳体，以及根据支承区段的设计方案一件式的或者多件式的实施方案。接合的概念应该包括所有用于建立接合连接的公知的方法。
本发明另外的特征由下面的描述和附图得出，在附图中示出用于具有起动机发电机的内燃机的皮带传动装置的依据本发明的张紧设备的实施例。其中:
图1示出皮带传动装置和支承在起动机发电机上的张紧设备的简化的整体图2示出张紧设备的放大透视图3示出张紧设备的组件的分解图4示出张紧设备的截面图5示出张紧装置壳体的前半壳；
图6示出具有附属的滑动件的弧形弹簧；
图7示出张紧装置壳体的后半壳；
图8a示出能运动地支承在张紧装置壳体中的具有附属的滑动件的张紧臂；
图8b示出依据图8a的张紧臂的横截面图9示出固定在张紧装置壳体上的张紧臂。
具体实施方式
图1部分地示意性示出构造为辅助机组皮带传动装置I的内燃机牵引传动装置的平面图。在这里构造为多楔皮带2的、沿通过箭头标记的旋转方向连续地旋转的牵引件环绕着构造为起动机发电机4的机器的驱动轮3和两个另外的传动轮5与6，这两个传动轮布置在内燃机的曲轴KW上或布置在空调压缩机A/C上。
曲轴轮5以本身公知的方式为了起动内燃机在起动机模式中由起动机发电机4来驱动，以便在已起动的内燃机中在发电机模式中驱动起动机发电机4。相应交替地送出扭矩的或接受扭矩的驱动轮3在起动机发电机4上导致牵引段和松弛段与之同步的交替。在内燃机的起动运行中，沿旋转方向在驱动曲轴轮5的驱动轮3之前延伸的那个段7是牵引段，而沿旋转方向在驱动轮3之后延伸的那个段8是松弛段。相反地在发电机模式期间，沿旋转方向在由曲轴轮5驱动的驱动轮3之前移动的那个段7是松弛段，而沿旋转方向在驱动轮3之后移动的那个段是牵引段。
像开头提到的那样，交替的松弛段的张紧需要具有两个张紧轮9和10的张紧设备，该张紧轮沿皮带的旋转方向在驱动轮3之前和之后用张紧力来加载皮带2。依据图1布置在起动机发电机4的驱动轮3上的依据本发明的张紧设备11的结构构造在下面借助图2至图9来阐述。
图2示出张紧设备11背离起动机发电机的端侧的透视图并且图3示出张紧设备11的分解图，其中，为了更好的图解，在图3中用12a标记的张紧装置壳体12的上半壳在图2中被删除。两个张紧轮9和10借助没有详细示出的滚动轴承与附属的张紧臂13和14螺纹连接在一起，其中一个张紧臂13可运动地布置在张紧装置壳体12中并且另一个张紧臂14固定在张紧装置壳体12上。张紧轮9、10依据图1如下这样在皮带传动装置I中定位，即，可运动地支承的张紧臂13的张紧轮9沿皮带2的旋转方向布置在驱动轮3之前。
张紧装置壳体12包括上半壳12a和面向起动机发电机4的下半壳12b。制造成相互镜像对称的板材成型件且借助于焊接轴向相互接合的半壳12a、12b如下这样成形，即，它们在张紧装置壳体12的内部形成圆弧形的封闭通道15。以相应弯曲的弧形弹簧16形式的弹簧机构和相应圆弧形的可运动地支承的张紧臂13的支承区段17是与驱动轮3同中心的并且沿圆弧方向可运动地容纳在通道15中。
通道15沿弧形弹簧16的径向向外的方向加衬有滑动件并且在这该滑动件是具有半圆形横截面的滑动壳18。由尼龙注塑而成的滑动壳18不只用作弧形弹簧16的磨损保护件，而且借助于适当的材料配对/表面配对，在弧形弹簧16与张紧装置壳体12之间的相对运动中还导致了限定调整的摩擦特性/衰减特性。由于相同的原因，可运动的张紧臂13的支承区段17也嵌在由尼龙构成的夹式滑动件19和20中，该滑动件由两对相同的半夹子19a、19b和20a、20b形成并且它们在通道15中的周边位置有另外的参数，以便在张紧臂13与张紧装置壳体12之间的相对运动中有针对性地影响摩擦特性/衰减特性。
滑动件19、20由图8a的放大图得出，其中，半夹子19a、19b和20a、20b与依据图Sb的支承区段17在横截面中骨头式的成型件相对应。当张紧臂13从张紧装置壳体12中出来很多并且其形状锁合地妨碍扭转的杠杆臂在张紧装置壳体12中相应地很小时，相对于圆形横截面，通过该(此外重量减少的)成型件，张紧臂13绕其弯曲的纵向轴线的扭转可以被减少并且因此张紧轮9绕其转动轴线的扭转于是尤其可以被减少。当前将20°的角设置作为移动角(Verfahrwinkel)，其由于支承区段17上的柱体形弹簧托架21在互补于骨头状横截面的，也就是说凸起的半壳12a和12b的配合型部的止挡而产生。这可从图5和图7利用在那放大示出的半壳12a、12b清楚地看到。
滑动壳18和滑动件19、20在张紧装置壳体12中的保持借助轴向在滑动壳18和滑动件19、20上模制的凸鼻形状锁合地进行，该凸鼻依据图5、6、7和8a分别嵌接到与之互补的凹槽或开口中。这样滑动件19、20的统一用22标记的凸鼻嵌入半壳12a、12b的统一用23标记的开口中，而滑动件18的统一用24标记的凸鼻嵌入半壳12a、12b的统一用25标记的开口中。
此外由图5和图7且结合图9可以识别的是，固定在张紧装置壳体12上的张紧臂14具有如下固定栓26，其被压到通过两个半壳12a与12b的半柱体形件27a和27b形成的管状凸缘中并且同时借助凸鼻28卡住以防止在凸缘中的扭转。两个张紧臂13、14制造成铝压铸件。
像由图3和图4得知的那样，张紧装置壳体12能绕起动机发电机4的驱动轴30的轴线29枢转地支承在该起动机发电机上。在具体的设计方案中，为了支承设置有以深沟滚珠轴承31形式的滚动轴承，该滚动轴承相对于与驱动轴30螺纹连接在一起的驱动轮3支承了张紧装置壳体12的支承区段12c。被示出的仅仅是用于未示出的、驱动轮3的本身公知的中心螺纹接合件的驱动轴30的螺纹孔32。
张紧设备11与驱动轮3和滚珠轴承31 —起形成能非常简单地装配到驱动轴30上的结构单元，其仅仅利用中心螺纹接合件安装在起动机发电机4上。像在图5、6、7和8a中可以识别的那样，结构单元可以在弧形弹簧16的预张紧状态下被运送到装配站，其方法是可运动的张紧臂13在张紧装置壳体12中借助贯穿在半壳12a、12b中的孔33且贯穿在张紧臂13中(未示出的)孔34的保险栓沿周向固定。
再次参看图3和图4:像两个半壳12a、12b那样，在端侧与两个半壳12a、12b接合的并且在这里同样被焊接的张紧装置壳体12的支承区段12c制造成带有柱体形凸缘35的板材成型件，该凸缘在驱动轮3的圆环形的凹槽36中与之同中心地延伸。滚珠轴承31借助于压连接径向地安装在支承区段12c与驱动轮3的轮毂37之间。通过彼此径向嵌套的组件布置，滚珠轴承31和被皮带环绕的驱动轮3的外周38在共同的传动平面中运行。因此除了轴向特别紧凑的结构类型以外，在滚珠轴承31的相应较小的倾斜负载的情况下，张紧设备11在轴承部位的倾斜力矩被最小化。
在由起动机发电机4的当前运行方式决定的在皮带传动装置I中的负载变换的情况下，也就是说在用松弛段替代牵引段的情况下，张紧设备11的依据本发明的支承导致张紧装置壳体12在起动机发电机4上绕其驱动轴轴线29进行枢转。在具有仅一个可运动的张紧臂13的本实施例的情况下，导致枢转的力流例如经由张紧轮9、张紧臂13、弧形弹簧16、张紧装置壳体12和固定的张紧臂14到张紧轮10上来进行。枢转运动的优化可以通过在滚动轴承31上的和在可运动的张紧臂13与弧形弹簧16之间而另一方面在可运动的张紧臂13与张紧装置壳体12之间的在滑动配对件上的彼此能独立调整的摩擦参数进行。
附图标记列表
I皮带传动装置
2 皮带
3驱动轮
4起动机发电机
5曲轴的传动轮
6空调压缩机的传动轮
7 段
8 段
9张紧轮
10张紧轮
11张紧设备
12张紧装置壳体
13张紧臂
14张紧臂
15 通道
16弧形弹簧
17可运动的张紧臂的支承区段
18滑动壳
19滑动件
20滑动件
21弹簧托架
22滑动件凸鼻
23用于滑动件凸鼻的开口
24滑动壳凸鼻
25用于滑动壳凸鼻的开口
26固定张紧臂的固定栓
27半壳的半柱体形件
28固定栓上的凸鼻
29驱动轴轴线
30驱动轴
31滚珠轴承
32螺纹孔
33用于保险栓的孔
34用于保险栓的孔
35柱体形凸缘
36圆环形凹槽
37驱动轮轮毂
38驱动轮的外周
权利要求
1.用于布置在内燃机上的牵引传动装置(I)的张紧设备，所述牵引传动装置具有布置在机器(4 )的驱动轴(30 )上的驱动轮(3 )、一个或多个另外的传动轮(5、6 )和连续地旋转的牵引件(2)，所述牵引件环绕着所述驱动轮(3)和所述另外的传动轮(5、6)，其中，所述张紧设备(11)包括两个张紧臂(13、14)，所述张紧臂具有支承在其上的张紧轮(9、10)，所述张紧轮(9、10)沿旋转方向在所述驱动轮(3)之前和之后用张紧力加载所述牵引件(2)，并且所述张紧设备具有产生张紧力的弹簧机构(16)和如下的张紧装置壳体(12)，所述张紧装置壳体能运动地支承至少一个由所述弹簧机构(16)的力加载的张紧臂(13、14)，其特征在于，所述张紧装置壳体(12)能绕所述驱动轴(30)的轴线(29)枢转地支承在所述机器(4)上。
2.根据权利要求1所述的张紧设备，其特征在于，所述张紧装置壳体(12)借助于滚动轴承(31)支承在所述驱动轴(30 )或所述驱动轮(3 )上。
3.根据权利要求2所述的张紧设备，其特征在于，所述张紧设备(11)与所述驱动轮(3)和所述滚动轴承(31) —起形成能装配到所述驱动轴(30)上的结构单元，其中，所述滚动轴承在所述驱动轮(3)的圆环形凹槽(36)中径向地安装在所述张紧装置壳体(12)的在所述凹槽(36)中延伸的支承区段(12c)与所述驱动轮(3)的轮毂(37)之间。
4.根据权利要求3所述的张紧设备，其特征在于，所述滚动轴承(31)和所述驱动轮(3)的被所述牵引件(2)环绕的外周(38)在共同的传动平面上运转。
5.根据权利要求1所述的张紧设备，其特征在于，所述张紧装置壳体(12)能运动地支承仅其中一个所述张紧臂(13)，并且将所述另一个张紧臂(14)固定在所述张紧装置壳体(12)中。
6.根据权利要求5所述的张紧设备，其特征在于，所述机器(4)是内燃机的起动机发电机，其中，所述能运动地支承的张紧臂(13)的张紧轮(9)沿所述牵引件(2)的旋转方向布置在所述驱动轮(3)之前。
7.根据权利要求1所述的张紧设备，其特征在于，所述能运动地支承的张紧臂(13)具有圆弧形的支承区段(17)，所述弹簧机构(16)构造为弧形弹簧并且所述张紧装置壳体(12)具有相应圆弧形的通道(15)，所述张紧臂(13)的支承区段(17)和所述圆弧上的弧形弹簧(16)能运动地容纳在所述通道中。
8.根据权利要求7所述的张紧设备，其特征在于，所述通道(15)至少在所述弧形弹簧(16)的径向向外的方向加衬有一个或多个滑动件(18、19、20)。
9.根据权利要求7所述的张紧设备，其特征在于，所述张紧装置壳体(12)包括两个相互接合的半壳(12a、12b)，它们形成所述通道(15)。
10.根据权利要求9所述的张紧设备，其特征在于，所述半壳(12a、12b)具有近似或完全镜像对称的形状。
全文摘要
用于布置在内燃机上的牵引传动装置(1)的张紧设备(11)被提出，该牵引传动装置具有布置在机器(4)的驱动轴(30)上的驱动轮(3)、一个或多个另外的传动轮(5、6)和连续地旋转的牵引件(2)，该牵引件环绕着驱动轮和另外的传动轮。张紧设备包括两个具有支承在其上的张紧轮(9、10)的张紧臂(13、14)，该张紧轮沿旋转方向在驱动轮之前和之后用张紧力加载牵引件，并且该张紧设备具有产生张紧力的弹簧机构(16)和如下张紧装置壳体(12)，该张紧装置壳体能可运动地支承至少一个由弹簧机构的力加载的张紧臂。在此，张紧装置壳体能绕驱动轴的轴线(29)枢转地支承在该机器上。
文档编号F16H7/12GK103154574SQ201180049415
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年10月13日
发明者斯特凡·麦克, 安德烈·莱切特, 克里斯蒂安·豪克, 伯恩特·哈特曼, 汉斯·鲍尔 申请人:谢夫勒科技股份两合公司