专利名称：双张紧器组件的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种具有带公共枢轴的双独立阻尼张紧器的双皮带驱动系统， 更特别地涉及一种具有在公共壳体中的两个扭转弹簧的双张紧器组件，每个扭转弹簧偏压枢轴臂的位置，皮带接合皮带轮可旋转地安装到所述枢轴臂。本发明的自身具有阻尼机构的张紧器特别地有用于控制用于机动车或卡车发动机应用的前端附件驱动的多V形楔皮带的张紧。
背景技术：
皮带张紧器用于对皮带施加负荷。典型地皮带在发动机应用中用于驱动与发动机关联的各种附件。例如，空气调节压缩机和交流发电机是可以由皮带驱动系统驱动的附件中的两个。皮带张紧器可以包括轴颈连接到在基座上可枢转的臂的皮带轮。弹簧连接在臂和基座之间。弹簧也可以接合阻尼机构。阻尼机构可以包括彼此相接触的摩擦表面。阻尼机构减小由皮带驱动的操作导致的臂的振动运动。这又通过最小化可移动部件上的磨损而增强皮带预期寿命和张紧器预期寿命。本领域中的代表是krlih的美国专利No. 6，565，468、SerWi等人的美国专利 No. 7，004，863，和Serkh的美国专利No. 6，582，332，上述专利的内容通过引用全部被合并于本文中。有时两个皮带紧邻地用于同一发动机上以例如分配各种附件负荷从而改善皮带寿命。在这样的情况下，可以使用两个张紧器，每个皮带用一个。在另一方面，已提出同时张紧两个皮带的各种张紧器设计。本领域的代表是Benedict的美国专利No. 4，798，564，该专利公开了一种用于张紧双皮带驱动装置的单张紧器，所述单张紧器具有弹簧偏压主臂， 并且具有在所述主臂的一个端部上自由枢转的副臂，并且具有用于同时张紧两个皮带的两个导轮。Grover等人的美国专利公报No. 2003/0159535A1公开了一种具有彼此叠置的两个相同张紧器的双皮带驱动装置。其它的双张紧器已应用于具有负荷逆转的负荷单皮带驱动装置，例如起动器-发电机应用，以便张紧相同皮带的两个跨度之一或两者。本领域的代表是Ali等人的美国专利公报No. 2002/0039944A1，该专利公开了一种具有两个相互偏压张紧皮带轮的张紧器。由于这样的张紧器在单皮带上协同地工作，因此它们具有单扭转弹簧。
发明内容
本发明涉及提供独立张紧的系统和方法，其在有限的空间内缓冲两个皮带、具有出色的强度或刚度并且具有相对轻质的包装。根据本发明的双张紧器组件包括安装托架；第一杯状件和第二杯状件，所述第一杯状件和第二杯状件同轴地并且成一体地形成于所述安装托架的相对侧上并且具有公共基座壁，所述公共基座壁具有形成于其中的毂；第一枢转臂和第二枢转臂，所述第一枢转臂和第二枢转臂均具有成一体的圆筒形部件并且均具有轴颈连接到其上的张紧皮带轮；每个杯状件中的张紧机构，所述张紧机构偏压其相应枢转臂；每个杯状件中的枢轴，所述枢轴适配在所述毂中；以及每个枢轴上的套筒状衬套，所述套筒状衬套可枢转地支撑它的相应圆筒形部件。所述枢轴可以具有凸缘以将所述张紧机构、衬套等保持就位在每个杯状件中。 所述枢轴可以同轴地紧固在一起。所述两个杯状件之间的所述基座壁可以被构型成容纳所述张紧机构的形状。所述张紧机构在相同或相反的方向上独立地偏压枢轴臂，并且可以在顺时针或逆时针方向上张紧相应的皮带。所述张紧器之一或两者可以包括阻尼机构。所述张紧机构可以具有左旋扭转弹簧、右旋扭转弹簧或每侧各一个。所述螺旋扭转弹簧具有弹簧端，所述弹簧端与所述基座接合使得所述两个弹簧接合在所述毂的大致相对侧上。所述扭转弹簧可以在一个端部接合或附连到所述杯状件或基座并且在另一个端部接合或附连到阻尼机构。本发明也涉及一种双皮带驱动系统，所述双皮带驱动系统具有两个动力传动皮带；至少两个主动皮带轮；至少两个从动皮带轮；和根据本发明的实施例的双张紧器组件。 所述两个主动皮带轮可以同轴或安装在公共主动轴上。所述从动皮带轮可以是一个或多个附件皮带轮，包括水泵皮带轮、空气调节压缩机皮带轮、交流发电机皮带轮、动力转向皮带轮、风扇皮带轮、起动器/发电机皮带轮等。上文相当宽泛地概括了本发明的特征和技术优点以便可以更好地理解以下的本发明的详细描述。将在下文中描述形成本发明的权利要求的主题的本发明的附加特征和优点。本领域的技术人员应当领会所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计其它结构的基础以用于实现本发明的相同目的。本领域的技术人员也应当认识到这样的等效构造不脱离如附带权利要求中阐述的本发明的精神和范围。当结合附图考虑时，在机构和操作方法方面被认为是本发明的特性的新颖特征与另外的目的和优点一起将从以下描述更好地理解。然而应当清楚地理解每个图仅仅为了图示和描述而提供并且不应当作为本发明的范围的限制。
包含在说明书中并且形成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例并且与描述一起用于解释本发明的原理，在说明书中相似的附图标记表示相似的部件。在图中图1是包括本发明的双皮带张紧器的第一前端附件驱动系统的前视示意图；图2是包括图1的双皮带张紧器的第二前端附件驱动系统的前视示意图；图3是组合和包括图1的双皮带张紧器的图1和2的两个驱动系统的前视示意图；图4是本发明的双张紧器组件的透视图；图5是本发明的双张紧器组件的俯视图；图6是图5的双张紧器组件的仰视图；图7是沿着图5的线7-7获得的横截面图；图8是沿着图6的线8-8获得的横截面图；以及图9是沿着图6的线9-9获得的本发明的部件的横截面图。
具体实施例方式参考图1、2和3，具有皮带轮40、46和50的双皮带张紧器组件100被示出为包括皮带30和32以及几个皮带轮的双皮带驱动系统的组成部件。通过例子，第一皮带30围绕曲轴皮带轮22、附件皮带轮60 (其例如可以是风扇的或水泵的皮带轮)、导轮50和第一张紧皮带轮40。张紧皮带轮40接合皮带30并且被显示成处于几个位置，以示意性地显示皮带轮40如何安装在第一枢轴臂42上并且围绕枢轴线44移动以保持第一皮带张力。第二皮带32围绕第二曲轴皮带轮M，所述第二曲轴皮带轮与曲轴皮带轮22同轴，原因是两者都安装在曲柄轴20上。第二皮带32也围绕三个附件皮带轮60、62和64(其例如可以包括水泵皮带轮、空气调节压缩机皮带轮、交流发电机皮带轮、动力转向皮带轮等)、导轮52和M 和第二张紧皮带轮46。张紧皮带轮46接合皮带32，并且被显示成处于几个位置以示意性地显示皮带轮46如何安装在第二枢轴臂48上并且围绕枢轴线44移动以保持第二皮带张力。图3显示了包括双张紧器100的双皮带驱动装置200。张紧器100包括具有成一体的弹簧壳体120的安装托架110。枢轴臂42和48具有公共枢轴44。导轮50表示为了方便而可选地安装在托架110上的第三皮带轮。当如图1-3中那样观察系统时，两个枢轴臂被布置成在顺时针方向上偏压相应的皮带，但是其它偏压布置、皮带轮的其它数量和其它布局也是可能的。图4在透视图中显示了呈双张紧器组件100的形式的本发明的实施例。张紧器组件100围绕安装托架110形成，所述安装托架例如具有用螺栓或其它紧固装置安装的孔 112。容纳扭转弹簧和其它部件(例如在挡尘密封件130之下)的圆筒形基座120与托架 110成一体。基座120的每个端部接收枢轴臂所附连的圆筒形部件。第一枢轴臂42和第二枢轴臂48因此围绕公共轴线枢转，所述公共轴线是圆筒形部件和基座的轴线。每个圆筒形部件可枢转地支撑在附连到基座的枢轴上。枢轴臂也具有轴颈连接到其上(journaled)的皮带轮。枢轴臂48具有在其上的后侧导轮46，并且具有在皮带安装期间使用的方孔114。 枢轴臂42具有用于张紧其上的多V形楔皮带的带槽导轮40。枢轴臂由扭转弹簧偏压以将张力施加到皮带。托架包括可选的固定臂132，导轮52轴颈连接到固定臂132上。根据本发明，圆筒形基座与托架成一体并且从托架的两侧突出。托架形成通过基座的中间部分的壁或隔板。所述基座在每个端部处具有开口以接收张紧和阻尼机构、枢轴、 枢轴臂的圆筒形部分等。因此，基座类似于底部对底部布置的两个杯状件，并且具有也形成托架的一部分的公共底部壁或基座壁。每个杯状件内的底部壁可以被成形或构型成容纳容纳在其中的张紧机构的形状，使得基座壁可以具有最小重量，或杯状件占据最小空间，或优化托架刚度或强度，或满足某个其它期望标准。因此，本发明的实施例可以在双皮带驱动系统中提供两个皮带的紧凑、有效、轻质、独立张紧。图5-9显示了根据本发明的双张紧器组件的第二实施例以及内部张紧机构的细节的各种视图。与图4的第一实施例的区别包括在安装等期间使用的枢轴臂上的增加特征的数量和类型。图5显示了双张紧器组件300的俯视图。应当理解术语“俯视”和“仰视” 以任意方式用于识别各种视图，原因是张紧器可以在任何期望的取向上安装。例如，如果张紧器300安装在图3的驱动装置上，假设皮带在竖直平面中运转，则图6的所谓的仰视图将是前视图，并且图5的俯视图将是后视图。
张紧器组件300围绕安装托架310构建，所述安装托架例如具有用螺栓或其它紧固装置安装到发动机或皮带驱动系统框架的孔312。容纳将在后面详细描述的扭转弹簧和其它部件(例如在挡尘密封件330之下)的圆筒形基座320与托架310成一体。基座320 的每个端部接收枢轴臂所附连的圆筒形部件。第一枢轴臂342和第二枢轴臂348因此围绕公共轴线枢转，所述公共轴线是圆筒形部件和基座的轴线。枢轴臂具有轴颈连接到其上的皮带轮。枢轴臂348具有通过螺栓322紧固在其上的后侧导轮346，并且包括在皮带的安装期间使用的方孔314和用作限位件的突出部316。枢轴臂348具有用于张紧其上的多V形楔皮带的带槽导轮；340，并且包括在皮带的安装期间使用的突出部和孔318。枢轴臂由扭转弹簧偏压以将张力施加到皮带。托架包括可选的固定臂332，导轮350轴颈连接到其上。图6显示了双张紧器组件300的仰视图。张紧器组件300围绕安装托架310构建， 所述安装托架例如具有用于安装螺栓或其它紧固装置的孔312。容纳将在后面详细描述的扭转弹簧和其它部件(例如在第二挡尘密封件331之下)的圆筒形基座320与托架310成一体。枢轴臂348具有后侧导轮346。枢轴臂342具有由螺栓336紧固在其上的带槽导轮 340，并且包括在皮带的安装期间使用的突出部和孔318。托架包括可选的固定臂332，导轮 350通过紧固件334轴颈连接到其上。图7显示了沿着图5的实施例的线7-7的截面图，并且图8显示了沿着图6的实施例的线8-8的截面图，从而示出本发明的双张紧器组件的一个实施例的内部细节。托架 310包括一体化的外壳320，所述外壳包括第一杯状件356、第二杯状件3M和毂358。杯状件3M和356以底部对底部构造成一体地形成，由此共用了公共基座壁360，所述基座壁大致在托架310的平面内。第一杯状件356容纳用于第一张紧器的张紧和阻尼机构，所述第一张紧器包括第一枢轴臂342，皮带轮340经由轴承410轴颈连接到其上。第一枢轴382附连到毂358，并且套筒状衬套388位于第一枢轴382上。衬套具有支撑第一枢轴臂342的圆筒形部件386的轴承表面。枢轴382可以具有邻接毂358的肩部384。用于第一张紧器的张紧机构包括扭转弹簧390，所述扭转弹簧的第一端部392在基座壁360附近与第一杯状件356接合，而所述扭转弹簧的第二端部394接合阻尼靴396。 所示的阻尼机构包括阻尼靴396，阻尼垫398安装在阻尼靴396上。阻尼机构安装在杯状件和枢转臂之间并且具有工作表面，所述工作表面在来自扭转弹簧的压力下与杯状件的内壁和/或与枢轴臂可滑动地接合。在所示的实施例中，垫398与摩擦表面400可滑动地接合，所述摩擦表面是杯状件360的内壁的一部分。枢轴臂342具有限位件420，所述限位件接合阻尼靴396使得枢轴臂的运动经由靴传递到弹簧端394。弹簧390因此生成与枢轴臂运动相反的弹簧力，原因是另一个弹簧端392与基座接合。同时，阻尼靴运动产生与枢轴臂运动相反的摩擦阻尼力。在所示的实施例中弹簧与基座接合的手段包括弹簧端392被拉直并且向内弯曲以形成位于基座中的窄接收部分412中的弦部分。第二杯状件3M容纳用于第二张紧器的张紧和阻尼机构，所述第二张紧器包括第二枢轴臂；348，皮带轮346经由轴承408轴颈连接到第二枢轴臂348上。第二枢轴362附连到毂358，并且套筒状衬套368位于第二枢轴362上。衬套具有支撑第二枢轴臂342的圆筒形部件366的支承表面。枢轴362可以具有抵靠毂358的肩部364。用于第二张紧器的张紧机构包括扭转弹簧370，所述扭转弹簧的第一端部372在基座壁360附近与第二杯状件3M接合，而所述扭转弹簧的第二端部374接合阻尼靴376。所示的阻尼机构包括阻尼靴376，阻尼垫378安装在阻尼靴376上。阻尼机构安装在杯状件和枢转臂之间并且具有工作表面，所述工作表面在来自扭转弹簧的压力下与杯状件的内壁和/或与枢轴臂可滑动地接合。在所示的实施例中，垫378与摩擦表面380可滑动地接合， 所述摩擦表面是杯状件360的内壁的一部分。枢轴臂348具有限位件422，所述限位件接合阻尼靴376使得枢轴臂的运动经由阻尼靴传递到弹簧端374。弹簧370因此生成与枢轴臂运动相反的弹簧力，原因是另一个弹簧端372与基座接合。同时，阻尼靴运动产生与枢轴臂运动相反的摩擦阻尼力。在所示的实施例中，弹簧与基座接合的手段包括弹簧端372被拉直并且向内弯曲以形成位于基座中的窄接收部分中的弦部分。阻尼机构之一或两者可以是不对称阻尼机构，如通过结合引入于本文中的美国专利No. 7，004, 863中所描述。备选地，阻尼机构可以是对称的，或者阻尼机构可以被省略，并且扭转弹簧的合适端部可以直接接合枢轴臂。优选地阻尼机构沿着与枢轴平行的平面大致安装在相应张紧皮带轮和枢衬套之间，例如如通过结合引入于本文中的美国专利 No. 6，565，468中所述，因此可以更有效地平衡毂负荷，并且枢衬套上的负荷明显更小。枢轴362、382也用作紧固件以将枢轴臂342、348和衬套368、388保持就位并且压缩弹簧370、390。因此，枢轴362、382被显示成具有保持凸缘，并且它们可以压配合到毂 358中。为了增加保持能力，两个枢轴可以紧固在一起，例如，一个枢轴可以带有贯通腔孔， 并且另一个带有用于螺栓的螺纹腔孔。在图中，轴362带有腔孔402和埋头孔404。轴382 带有螺纹孔406。两个轴因此可以由螺栓、螺纹或其它紧固装置保持在一起。图9显示了根据本发明的实施例的托架310的截面。图9示出了具有用于两个张紧器的成一体的杯状件的托架的一些有益特征。托架310具有杯状件3M和356，具有带贯通腔孔359的毂358以接收如前面所述的两个枢轴。基座壁360不是平的，被构型成容纳两个扭转弹簧的形状以便允许最小基座壁厚度T。因此，基座壁360的至少一部分被显示成具有由距离H表示的螺旋间距。图9也示出了毂358和杯状件356的圆筒形壁之间的环形区域包括由突出部414形成的窄接收部分412。该接收部分可以接合如上面所述的扭转弹簧的端部。类似地，另一个杯状件3M包括由来自杯状件的壁的突出部418形成的窄接收部分416以用于接合另一个扭转弹簧。为了最佳的空间节约和最佳的基座壁360厚度，优选的是两个接收部分412和416位于基座320的大致相对侧上。换句话说，两个扭转弹簧端372和392大致在基座的相对侧接合到基座。基座壁然后可以适当地在每个杯状件中构造以容纳弹簧形状并且提供期望的基座壁厚度以优化结构支撑和/或托架重量。应当注意图的实施例具有相反螺旋扭转的两个扭转弹簧，一个左旋和一个右旋。可以以如上面所述的相同的接合布置和取向考虑使用相似螺旋扭转的两个扭转弹簧。不管怎样，基座壁可以适当地构型成容纳每个杯状件中的张紧机构的形状并且由此允许两个张紧机构相对于用平的底壁或隔板可获得的轴向间隔的邻近轴向定位。如果两个张紧器简单地叠置或者可能附连到托架或板的任一侧上，则基座壁厚度将相对于本发明至少两倍，结果是双张紧器的空间要求和重量要求增加。然而最后产生的组件的刚度仍然可以由用于将两个张紧器紧固在一起的装置限制。本发明的成一体的托架和杯状件允许双张紧器组件占据最小空间并且具有最佳重量和/或刚度。尽管已详细描述了本发明及其优点，但是应当理解可以在本文中进行各种变化、 替换和更改而不脱离由附带权利要求限定的本发明的范围。而且，本发明的范围不应当限于在说明书中描述的过程、机器、制造、物质的组成、手段、方法和步骤。本领域的普通技术人员将从本发明的公开容易领会，可以根据本发明使用当前存在的或以后将开发的过程、 机器、制造、物质的组成、手段、方法或步骤，其执行与本文中描述的相应实施例大致相同的功能或获得大致相同的结果。因此，附带权利要求应当在它们的范围内包括这样的过程、机器、制造、物质的组成、手段、方法或步骤。本文中所公开的发明可以在缺少未在本文中具体公开的任何元件的情况下适当地实施。
权利要求
1.一种双张紧器组件，包括 安装托架；第一杯状件和第二杯状件，所述第一杯状件和第二杯状件同轴地且成一体地形成在所述安装托架的相对侧上并且具有公共基座壁，所述公共基座壁具有形成于其中的毂；第一枢转臂和第二枢转臂，所述第一枢转臂和第二枢转臂均具有成一体的圆筒形部件并且均具有轴颈连接到其上的张紧皮带轮；在每个杯状件中的张紧机构，所述张紧机构偏压所述枢转臂；在每个杯状件中的枢轴，所述枢轴安装于所述毂内；以及在每个枢轴上的套筒状衬套，所述套筒状衬套可枢转地支撑每个所述圆筒形部件。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述基座壁的轮廓被构造成容纳所述张紧机构的形状。
3.根据权利要求1所述的组件，其中所述枢轴被紧固在一起。
4.根据权利要求1所述的组件，其中所述张紧机构在相同的方向上顺时针或逆时针独立地偏压所述枢轴臂。
5.根据权利要求1所述的组件，其中一个所述张紧机构包括左旋扭转弹簧，并且另一个所述张紧机构包括右旋扭转弹簧。
6.根据权利要求1所述的组件，其中所述张紧机构均包括具有弹簧端的螺旋扭转弹簧，所述弹簧端与所述托架接合，使得所述两个弹簧端接合在所述毂的大致相对侧上。
7.根据权利要求1所述的组件，还包括在至少一个所述杯状件中的阻尼机构。
8.根据权利要求1所述的组件，还包括在每个所述杯状件中的阻尼机构。
9.根据权利要求1所述的组件，其中每个所述张紧机构包括扭转弹簧，所述扭转弹簧在一个端部处附连到所述杯状件以及在另一个端部处附连到阻尼机构。
10.一种双皮带驱动系统，其包括两个动力传动皮带、两个主动皮带轮、至少两个从动皮带轮以及双张紧器组件，所述双张紧器组件包括安装托架；第一杯状件和第二杯状件，所述第一杯状件和第二杯状件同轴地并且成一体地形成于所述安装托架的相对侧上并且具有公共基座壁，所述公共基座壁具有形成于其中的毂；第一枢转臂和第二枢转臂，所述第一枢转臂和第二枢转臂均具有成一体的圆筒形部件并且均具有轴颈连接到其上的张紧皮带轮；每个杯状件中的张紧机构，所述张紧机构偏压所述枢转臂；每个杯状件中的枢轴，所述枢轴适配在所述毂中；以及每个枢轴上的套筒状衬套，所述套筒状衬套可枢转地支撑每个所述圆筒形部件。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述两个主动皮带轮安装在公共主动轴上。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述基座壁的轮廓被构造成容纳所述张紧机构的形状。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述张紧机构均包括具有弹簧端的螺旋扭转弹簧，所述弹簧端与所述托架接合，使得所述两个弹簧端接合在所述毂的大致相对侧上。
14.根据权利要求13所述的系统，还包括在每个所述杯状件中的阻尼机构。
全文摘要
一种用于双皮带驱动系统的双张紧器组件(100、300)包括安装托架(110、310)；第一杯状件和第二杯状件(356、354)，所述第一杯状件和第二杯状件同轴地且成一体地形成于所述安装托架的相对侧上并且具有公共基座壁(360)，所述公共基座壁具有形成于其中的毂(358)；第一枢转臂和第二枢转臂(42、48、342、348)，所述第一枢转臂和第二枢转臂均具有成一体的圆筒形部件(386、366)并且均具有轴颈连接到其上的张紧皮带轮(40、46、40、346)；每个杯状件中的张紧机构(390、370)，所述张紧机构偏压其相应枢转臂；每个杯状件中的枢轴(382、362)，所述枢轴适配在所述毂中；以及每个枢轴上的套筒状衬套(388、368)，所述套筒状衬套可枢转地支撑它的相应圆筒形部件。
文档编号F16H7/12GK102472372SQ201080029195
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月28日 优先权日2009年6月30日
发明者P·德克, S·乔伯塔鲁 申请人:盖茨公司