带有密封的带张紧装置的制作方法

技术领域

本发明涉及一种带张紧装置，且更具体地，涉及一种具有一个或更多个在其内结合的密封件的带张紧装置。

背景技术：

带张紧器应用于确保关联的带(例如汽车车辆中的带)被安置并保持在所需的张紧状态。这样的带张紧器在某些情形下会暴露至环境因素和外侧污染物例如灰尘、泥土、流体等中。然而，很多现有的带张紧器没有提供免受这些环境因素和外侧污染物影响的充足的保护。

技术实现要素：

在一个实施例中，本发明涉及结合有一个或更多个密封件而保护该带张紧装置免受环境因素和外侧污染物影响的带张紧装置。更具体地，在一实例中，本发明涉及包括基座和枢转地联接至所述基座的臂的张紧系统，所述臂具有结合表面并构造成相对于基座围绕枢转轴线枢转。该张紧系统还包括偏置机构以及密封地安置于所述臂和基座之间的密封组件，该偏置机构可操作地联接至所述臂以将该臂相对于基座偏置。该密封组件与所述枢转轴线共轴并构造成适应基座和所述臂之间的相对轴向运动以及基座和臂之间的相对径运动，同时仍然保持所述基座和臂之间的密封。

附图说明

图1是应用了张紧器的带系统的前视图；

图2是图1中张紧器沿线2-2取得的侧面剖视图；

图3是替代的张紧器的侧面剖视图；

图4是另一个替代的张紧器的侧面剖视图；以及

图5是又一个替代的张紧器的侧面剖视图。

具体实施方式

图1是结合带张紧器12一起显示的带系统的前视图，该带系统整体上用附图标记10表示。带系统10包括围绕多个滑轮、齿轮、导引件运动的环形动力传动元件14，例如带、链条或类似物。动力传动元件14由此驱动多个受驱动附件，且/或由一个或更多个部件驱动。动力传动元件14在某一情形下可以是在汽车车辆中应用的正时带/正时链、驱动带/驱动链、传动带/传动链的形式或类似形式。张紧器12结合动力传动元件14以施加所需的力给动力传动元件14从而产生所需的张力。

参考图1和2，张紧器12包括可运动地联接至弹簧箱或基座20的臂18。张紧器12还包括安置在臂18一个端部的带接合表面22，以及安置在臂18和弹簧箱20之间并可操作地接合臂18和弹簧箱20的偏置机构或能量存储装置24。在一实施例中，带接合表面22采用通过轴承28可旋转地联接至臂18的大致圆柱形辊子26的形式，如图2所示，使得随着带14行进经过张紧器12，辊子26能够旋转。可替代地，带接合表面22可以采用具有高润滑度的光滑但不可旋转的部件的形式，或具有齿的的链轮齿(用于和链条使用)等形式。带接合表面22以轴线31定中心，且/或可围绕该轴线31旋转。

臂18能够枢转地联接至弹簧箱20，且弹簧箱20构造成固定地且不可旋转地联接至固定器本体30，例如引擎、引擎机体、引擎盖、边框等。在一实施例中，张紧器12/弹簧箱20通过螺纹紧固件32(例如螺栓)联接至固定器本体30，所述螺纹紧固件延伸穿过张紧器12的枢转管37的中心开口34并进入固定器本体30。螺栓32由此限定了轴线33或以该轴线定中心，臂18能够围绕该轴线枢转。在显示的实施例中，轴线33因此沿径向与带接合表面22的轴线31偏离。张紧器12还可以以多种其他构造或方式构造并/或安装，例如采用翼片/吊耳式的安装构造。

偏置机构24可以是弹簧的形式，例如在显示的实施例中的螺旋弹簧。偏置机构24迫使臂18/辊子26与带14以所需的大小的力接触，且允许臂18围绕轴线33枢转(也就是沿图1中显示的箭头36的方向)以适应由带14施加在臂18/辊子26上的变化的力。衬套40安置在臂18和弹簧箱20之间，且弹簧帽或弹簧盖42位于弹簧24一个轴向端部上以遮盖并保护弹簧24。

在图2的实施例中，臂18包括支撑辊子26的滑轮部分18a和安置在弹簧箱20附近的本体部分18b。臂18的本体部分18b包括基本平坦的中心环形部分44、径向外凸缘46以及沿径向方向布置在中心环形部分44和外凸缘46之间的径向内凸缘48。臂18还包括布置在外凸缘46和内凸缘48之间的连接部分50。弹簧24径向地安置在径向内凸缘48的内侧并与该径向内凸缘相邻，且安置在中心部分44上面并与该中心部分相邻。

弹簧箱20包括内圆筒部分52、外圆筒部分56以及沿径向方向布置在内圆筒部分52和外圆筒部分56之间的基本平坦本体部分54。外圆筒部分56包括从其自身上端部沿径向向外延伸的端部凸缘58。弹簧箱20的外圆筒部分56和端部凸缘58沿弹簧箱径向方向安置在臂18的外凸缘46和内凸缘48之间。以这样的方式，弹簧箱20和臂18的多个部分沿轴向和/或径向方向嵌套，或重叠。

弹簧帽42布置在张紧器12的上中心端部处。弹簧帽42包括内管部分60，该内管部分布置在枢转管37和弹簧24之间，使得弹簧24沿径向方向安置在内管部分60/弹簧帽42和臂18的径向内凸缘48之间。

弹簧24的一个端部固定地联接至臂18(例如在某一情形下联接至臂18的径向内凸缘48，或连接部分50，或中心环形部分44)，且弹簧24的另一个端部固定地联结至弹簧帽42(例如在某一情形下联接至弹簧帽42的内管部分60)。弹簧帽42相应地通过枢转管37固定地联接至弹簧箱20。以这种方式，当臂18枢转时(也就是沿图1中箭头36的方向)，基于枢转的方向，弹簧24绕紧或退绕以提供所需的偏转力给臂18。

在图2的实施例中，衬套40安置在臂18和弹簧箱20之间。在显示的实施例中，衬套40包括在它的一个端部处的圆筒形部分62、在其另一个端部处的凸缘部分64，以及安置于凸缘部分64和圆筒形部分62之间的大致圆锥形部分66。所述圆筒形部分或称为枢转衬套62有助于在臂18和弹簧箱20之间提供合适的径向定位，且该圆筒形部分或枢转衬套安置于弹簧箱20的外圆筒部分56和臂18的径向内凸缘48之间。该衬套的凸缘部分或称为弹性衬套64有助于在臂18和弹簧箱20之间提供合适的轴向定位，且该凸缘部分或称为弹性衬套安置于弹簧箱20的端部凸缘58和臂18的连接部分50之间。

最后，衬套的圆锥形部分或减震衬套66给张紧器12提供减震特性，且可以在臂18和弹簧箱20之间提供径向和/或轴向的定位，且该圆锥部分或减震衬套安置于弹簧箱20的外圆筒部分56和臂18的径向内凸缘48之间。衬套40可以由很多种不同的材料制成，在某一情形下该衬套由塑料或聚合物制成。在美国专利No.7,497,796、No.7,887,445、No.8,075,433以及No.6,575,860中可以发现涉及可以应用本文公开的密封件的张紧器的更多细节，在本中结合了上述专利的全部内容。

在一些情形下，环境因素和外部污染物，例如灰尘、泥土、流体等，可以渗入张紧器12并导致衬套40或其他部件磨损。衬套40或其他部件的磨损能有害地影响张紧器12的性能。因此，在图2的实施例中，提供了一种密封系统70以用于减少污染物渗透至衬套或其他部件。

显示的密封系统70包括具有本体部分74和一体的柔性凸缘76的V形环状密封件72或称为唇形密封件。在凸缘76和本体部分74之间设置有间隙78，且凸缘76相对较薄，因此该凸缘相对于本体部分74可偏转。在显示的实施例中，密封件72安置于外圆筒部分56的径向外表面上，且处于弹簧箱20的端部凸缘58下面。

密封系统70还包括联接至臂18的外凸缘46且从该外凸缘向内径向地延伸的密封板80。密封板80可以通过加桩的方式固定至外凸缘46/臂18，而且还可以通过不同的方法固定，例如熔焊、粘结、钎焊等。可替代地，密封板80可以与臂18/外凸缘46形成为整个的一体的本体。

密封板80的上表面82限定密封地接合密封件72的凸缘76的密封配合端面。具体地，密封件72和密封板80布置成当张紧器12组装/安置成用于确保合适的密封时，使得密封件72/凸缘76安置成沿轴向方向压缩，以应对张紧器12中的磨损。还可以通过将密封件72扩展至比该密封件72没有安置至张紧器12时所具有的直径更大的直径来沿径向方向将密封件72以张紧的状态扩展/安置。密封件72可以由很多不同的材料制成，例如橡胶、合成橡胶、丁基材料、试验用腈(trial nitrile)等。此外，密封件72可以采用除本文显示的V形环状密封件以外的不同构造，例如O形环、X形环和U形环。密封件72可以相对地可压缩，并且具有适应相对高的配合公差和磨损的能力。具体地，理想的情况为：密封件72可被压缩以允许一些移动/运动的进行，但不显著阻碍这样的移动/运动。V形环状密封件提供相对高的移动量(用于允许磨损和配合公差)而没有太多的压缩力，由此减少源自密封接触的临时阻尼和阻尼变化。但是，密封件可以使用其他形状。

随着衬套40的凸缘部分64的磨损，臂18相对于弹簧箱20的轴向位置可以改变(典型地，在凸缘部分64两侧上的臂18和弹簧箱20沿轴向方向一起运动靠近)。这种位置的改变导致密封板80轴向地运动远离密封件72。在该情形下，密封件72/凸缘76沿轴向方向简单地扩展，增加其填塞尺寸，由此贴随密封板80且维持合适的密封。另一方面，如果密封板80向着密封件72运动(例如，由于衬套40不均匀的磨损导致臂18相对于弹簧箱20倾斜或歪斜)，密封件72/凸缘76将被压缩，由此减小了该密封件/凸缘的填塞尺寸，且再一次维持合适的密封。

因此，密封组件70可以适应密封板80和密封件72之间的轴向位置沿任一轴向方向的变化。以这种方式，可以轻易地适应衬套40的磨损以及臂18和弹簧箱20之间的位置的轴向变化。

密封组件70还可以适应衬套40的圆筒部分62的磨损。具体地，这样的磨损可以导致密封件72相对于密封板80径向地向内运动或径向地向外运动。然而在这种情形下，凸缘76/密封件72沿密封板80/配合端面82简单地径向向内滑动来适应这样的位置变化。密封组件70可以具有或提供用于密封件72在密封板80一侧上的径向间隙以允许密封件72/凸缘76沿密封板80径向地滑动，同时维持密封。然而，需要注意的是，密封件72沿密封板80这种径向运动设计成用于适应磨损，但这种运动并不是必要地设计成用于适应臂18相对于弹簧箱20的偏离中心的运动或离心的运动。

衬套40的锥形部分66的磨损可以导致密封件72相对于密封板80轴向地和径向地变动。然而如上文所述，密封件72可压缩/可运动的性质使密封组件70能够适应这样的磨损/运动。还如上文提到的，衬套40或该衬套的部分可以随时间的流逝发生不均匀的磨损，这可以导致臂18相对弹簧箱20倾斜，或形成角度。因此，密封组件70柔性的、动态的性质允许该密封组件70适应臂18的这样的倾斜或偏离。

由此密封组件70维持围绕衬套40的密封以防止污染物，例如灰尘、泥土、流体以及其他环境因素接触衬套40，帮助确保张紧器12的正常操作，且延长张紧器的寿命。显示的密封组件70还径向地安置于弹簧24的外侧，将弹簧24和外侧环境隔离开。因此密封组件70有助于保护弹簧24，延长其使用寿命，且确保张紧器12的正常操作。

在显示的实施例中，密封件72/密封组件70相对于螺栓32/轴线33同中心地/同轴地设置。这种布置有助于确保：在正常操作状态下，臂18无论何时相对于弹簧箱20进行枢转，密封件72均不会相对于密封配合端面82沿径向运动。具体地，密封件72相对于密封配合端面82重复的径向运动可以产生扫动的动作，该动作可能导致将污染物引入密封组件70的内侧，这可能导致衬套40或其他部件的磨损，且可能还导致密封件72自身的磨损。

图2显示了在具体布置中的密封件72，在该布置中密封件72的凸缘76安置于密封件72的底部侧上，接合密封板80。然而，这种构造可以倒置，使得密封件72的本体74与密封板80相邻布置，且密封件72的凸缘76布置于该密封件的顶部，接合弹簧箱20的端部凸缘58。在这种倒置的构造中，密封组件70能够仍然适应臂18和弹簧箱20之间沿所有方向的轴向的运动和径向的运动。此外，密封件72可以在其侧面上沿两个转动方向之一进行转动，使得凸缘76面对弹簧箱20的外圆筒部分56或臂18的径向外凸缘46，同时仍然维持合适的密封并适应臂18和弹簧箱20之间相对轴向运动和相对径向运动。因此，密封件72可以从其在图2中显示的位置旋转90°、180°或270°。

图3显示具有与上文描述的并在图2中显示的密封组件70相似的密封组件70’的替代实施例。图3的张紧器12有些类似于图2的张紧器，但图3的张紧器使用了与弹簧箱20形成一体的枢转管37，且弹簧24是随着张紧器12从其自由臂运动到其标定位置而舒张的膨胀弹簧。此外，弹簧帽42具有内管部分60，该内管部分的轴向长度比图2的实施例中的内管部分的轴向长度更短。

在图3的实施例中，密封件72安置于弹簧箱20的端部凸缘58的上面(而不是下面)，且接合臂18的连接部分50的下侧。在这种方式中，连接部分50的下侧作为密封件72柔性地且密封地接合的密封配合端面82，并提供如在图2的实施例中描述的同样的有益效果。此外，在该实施例中，密封件72从图2的实施例中显示的密封件72的位置旋转了180°，使得凸缘76安置于密封件72的顶部侧。图3中的密封件72(以及在下文描述的实施例中的和图4和图5中显示的其他实施例)也可以以多种其他的构造和方向布置，并采取多种形式的密封并应用在上文图2的内容中描述的同样的材料。

在图3的实施例中，因为密封件72安置于端部凸缘58的顶部上，而不是安置于端部凸缘58的下面(如图2的实施例中)，因此，当臂18和弹簧箱20一起运动靠近时(例如，当衬套40的凸缘部分64磨损时)，密封件72将被压缩(而不是扩展)。然而，在这种情形下，密封件72/凸缘76只是简单地被压缩且保持所需的密封。

图3的实施例还使用了附加的或辅助的密封件86。在该实施例中，该辅助密封件是具有本体部分88、凸缘90和间隙92的V形环状密封件86。该辅助密封件86密封地安置于弹簧帽42和臂18之间，并位于弹簧帽42下侧的槽内。在显示的实施例中，辅助密封件86安置于紧固件32的头部附近(例如，在一种情形下，与辅助密封件与紧固件的远端部的距离相比，该辅助密封件更靠近紧固件32的头部)。图3的辅助密封件86也可以位于上文中针对主密封件所描述的四个旋转位置中的任意位置。

辅助密封件86可以具有如上文描述的主密封件72一样的动态密封特征。例如，随着弹性衬套40或衬套40的凸缘部分64的磨损，在臂18和弹簧箱24之间的轴向间隙可能减小，由此导致臂18运动远离弹簧盖42，且辅助密封件82膨胀(也就是其填塞区域增加)。因此，能够发现的是，在图3的实施例中，主密封件72和辅助密封件86以一个跟随一个的方式作用，使得随着一个密封件72/86膨胀，另一个密封件72/86被压缩。然而，还可以的情况为：主密封件72可以使用图2中显示的构造/方位，在该情形下主密封件72和辅助密封件86将以同样的方式膨胀/压缩。

辅助密封件86阻止外部污染物通过弹簧盖42和臂18之间任何的缝隙到达衬套40。因此，主密封件72防止污染物接触衬套40的第一(上部)暴露端部，且辅助密封件86防止污染物接触衬套40的第二(下部)暴露端部。图3的辅助密封件86也可以应用于图2的张紧器，或应用于本文公开的其他设计。

图4显示了另一种张紧器12，该张紧器在操作和原理上有些类似于图2和图3的张紧器，但该张紧器使用了低偏离设计方式。此外，臂18和弹簧箱20在由弹性衬套或凸缘衬套64分隔开的平面面对面接触区域内接触，而不是使臂18和弹簧箱20的部分沿轴向方向显著地嵌套或重叠。臂18的内凸缘48径向地安置于弹簧24的内侧，与枢转管37相邻。图4的张紧器12还包括臂18和枢转管37之间的枢转衬套62，以及安置于张紧器12轴向顶部表面的减震衬套66。可偏转臂板或称为遮盖98安置于减震衬套66的顶部而用于保持减震衬套66就位。然而，在该实施例中，设置了三个分离的衬套62、64、66，每个衬套62、64、66提供单独的功能，而不是设置具有三个分离的部分的单个衬套40来提供三种单独的功能。

图4的实施例使用与图3中披露的密封系统70’在外观和功能封面相似的密封系统70”。具体地，将密封件72安置为使得本体74与弹簧箱20的端部凸缘58相邻布置(且在端部凸缘58的上面)，且密封件72的凸缘76接合臂18。然而，在图4的实施例中，密封系统70”安置于张紧器12大体上/大致轴向中间位置处，且该密封系统与弹性衬套64相邻布置以使弹性衬套64与污染物流体地隔离并防止污染物接触弹性衬套64。

图4的实施例也使用辅助密封件86’，该辅助密封件有些类似于图3的辅助密封件86。然而，图4的辅助密封件86’安置于臂18和可偏转臂板98之间。此外，显示于图4中的辅助密封件86’相对于图3中的辅助密封件86的位置旋转了180°。然而，图4中的辅助密封件86’可以位于图3所示位置或图4所示位置。辅助密封件86’使减震衬套66与污染物流体隔离并保护减震衬套66免受污染物损坏。

在图4的实施例中，当弹性衬套64磨损时，主密封件72将进一步被压缩(也就是其填塞区域将减小)。当减震衬套66磨损时，辅助密封件86’也将进一步被压缩(也就是其填塞区域减小)。

图5显示了另一张紧器12，所述张紧器具有适度的偏离并使用板簧，而不是具有如图2至图4所示的具有圆形截面的弹簧。在该实施例中，枢转管37与弹簧箱20形成为一体。图5的张紧器12包括衬套部件102，该衬套部件包括安置于臂18和枢转管37/弹簧箱20之间的圆筒部分62，以及安置于可偏转臂板98和臂18之间的减震部分66。张紧器12还包括安置于弹簧箱20和臂18的面对面接触区域之间的凸缘部分衬套64，该凸缘部分衬套有些类似于图4的实施例中的衬套64。

在该实施例中，密封件70”’安置于臂18和弹簧箱20之间的径向靠内位置，并安置于与弹簧箱20一体的密封止动部100的径向内侧。在这个具体的实施例中，板簧24包括安置于弹簧箱20外部的固定钩，由此使得弹簧箱20/张紧器12的密封变得困难。因此，在这种情形下，密封件70”’沿径向布置在弹簧24的内侧，与衬套62相邻，且密封地安置于臂18和弹簧箱20之间以密封衬套62。

辅助密封件86’安置于臂18和可偏转臂板98之间，该密封件类似于图4的实施例中的辅助密封件86’。然而，在图5的实施例中，辅助密封件86’安置于大体上密闭的腔内，因此该辅助密封件可以位于上文涉及的四个径向位置中的任意位置。因此，图5的主密封件70”’和辅助密封件86’密封圆筒部分62和减震衬套60以保证张紧器12正常的操作。

如上所述，本文披露的多种密封件有助于防止污染物接触张紧器的多种内部组件，包括在不同的情形下的衬套或衬套的部分、弹簧或其他部件。减少污染物的引入则有助于提供张紧器更长的寿命和正常的操作，这相应地延长带系统10的寿命并确保该带系统的正常操作。

已经通过参考具体的实施例并详细地描述了本发明，显而易见的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可对本发明进行改进和变型。