灵活的旋转皮带驱动张紧器的制作方法

专利名称：灵活的旋转皮带驱动张紧器的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括阻尼机构的旋转皮带驱动张紧器。
背景技术：
旋转皮带驱动张紧器通常包括带轮，所述带轮轴颈连接到臂，所述臂可绕相对于 张紧器基部固定的枢轴旋转。扭转元件(其通常是扭簧)操作性地连接到基部和连接到臂， 以在臂上施加扭力输出，偏置臂和带轮的位置。带轮可以与皮带相连，使得带轮的偏置导致 带轮在皮带上施加载荷，用于让皮带张紧。张紧器可以配置为用于在发动机的附属驱动系 统中使用，其中皮带可以用于驱动一个或多个附属元件，例如交流发电机或压缩机。
枢转轴衬可以用在枢轴和臂之间，以在臂的旋转期间用作轴承表面或对准元件， 以及承载力矩或联接的载荷，其可以由带轮通过臂引入，且维持带轮和臂对张紧器基部的 对准。在通常的构造中，枢转轴衬可以与扭簧和/或阻尼机构操作性相连，使得通过扭簧和 阻尼机构中之一或两者，不相等的压力载荷可以引入到枢转轴衬，导致在张紧器的使用寿 命中的轴衬磨损和/或带轮未对准。在带轮相对于张紧器的基部偏移时，不相等的压力载 荷可以被引入到枢转轴衬的承载表面，这可以引起在张紧器的使用寿命中轴衬磨损以及带 轮和/或皮带未对准。
张紧器可以包括阻尼机构，以抑制或阻尼张紧器臂的由皮带驱动的操作导致的震 荡运动。阻尼机构可以操作性地连接到扭簧，使得扭簧还用于激活阻尼机构，以产生摩擦滑 动表面的法向力分量，以阻尼或抑制张紧器臂的震荡运动。由扭簧在阻尼机构上施加的载 荷可以导致阻尼机构的非均匀或不相等的磨损，这可以引起减小的阻尼效果。
通常，为了在具有低的皮带包裹或高惯性的皮带和带轮之间维持恒定的扭矩传 递，张紧器的扭力输出增加以施加更多皮带张力，这可以增加寄生损失和加速皮带磨损。在 许多常规的张紧器中，阻尼的量关联于和/或直接地成比例于弹簧扭矩和/或扭力输出，且 由此得到的阻尼水平未被优化。在具有常规张紧器的低皮带包裹构造中，其中阻尼机构由 弹簧扭矩促动，张紧器臂可以不充分地旋转以促动阻尼机构提供足够的阻尼力。还有，随着 阻尼瓦(damping shoe)在张紧器的使用寿命中磨损，阻尼水平可以变得不稳定，这可以造 成性能和噪声、振动和/或不顺性(NVH)问题。
在阻尼与扭矩脱开关联的张紧器应用中，阻尼水平可以关联到带轮对准。该关系 可以引起比期望更高的阻尼水平，这可以降低附属驱动系统的性能，和/或加速对准元件 的磨损，所述对准元件通常可以配置为是枢转轴衬。扭力输出、阻尼和/或带轮对准的关联 可导致系统中的寄生损失，这会影响附属驱动系统的性能。发明内容
提供了一种旋转皮带驱动张紧器，其包括阻尼机构。张紧器可以包括张紧器臂和 扭转元件，所述张紧器臂可旋转地连接到张紧器基部，所述扭转元件操作性地连接到张紧 器基部和张紧器臂、且配置为在张紧器臂上产生扭力输出。张紧器可以进一步包括带轮和对准元件，所述带轮轴颈连接到张紧器臂，所述对准元件插置在张紧器臂和张紧器基部之 间、且配置为对准臂，由此对准轴颈连接到臂的带轮。张紧器配置为使得阻尼机构与扭力输 出和带轮对准脱开关联，且使得阻尼力和扭力输出可独立地改变。通过将旋转皮带张紧器 中的带轮对准、扭力输出和阻尼的张紧器参数脱开关联，使得张紧器是完全灵活的，例如， 每一个张紧器参数可独立地改变，使得张紧器可针对皮带驱动系统的需求被优化，所述皮 带驱动系统可以是发动机的附属驱动系统，同时使在张紧器参数必须关联时产生寄生损失 和/或部件磨损最小化。
阻尼机构可以包括瓦板和至少一个瓦装置，其中瓦板操作性地附接到臂。瓦装置 包括阻尼瓦和瓦弹簧，其中瓦弹簧插置在瓦板和阻尼瓦之间，使得阻尼瓦由瓦弹簧径向地 加载且与基部滑动接合，以产生阻尼力，且使得张紧器可以配置为使得阻尼力可以独立于 输出扭矩和带轮对准中的任一个改变。阻尼机构配置为使阻尼水平在张紧器的使用寿命中 稳定，例如通过使用由瓦弹簧施加在瓦上的径向力而补偿阻尼瓦的磨损。在一个实施例中， 旋转皮带驱动张紧器包括阻尼机构，所述阻尼机构含有三个阻尼瓦装置，每一个瓦装置定 位为在瓦板上距另一瓦装置等距。在另一构造中，瓦板可以操作性地附接到基部，且至少一 个阻尼瓦可以与臂可滑动地接合，以产生阻尼力。
本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的 以下详细描述连同附图时显而易见。


图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
图8是包括阻尼机构的旋转皮带驱动张紧器的示意性透视图；是图1的张紧器的示意性俯视图；是图1的张紧器的截面3-3的示意性截面图；是图3的张紧器的截面4-4的示意性截面图；是图1的阻尼机构的瓦板的另一构造的示意性透视图；是图1的阻尼机构的另一构造的示意性透视图；是包括阻尼机构的旋转皮带驱动张紧器的另一构造的示意性透视图；和 是图1的张紧器的截面8-8的示意性截面图。
具体实施方式
参见附图，其中相同的附图标记在几幅图中代表相同的部件，图1-8中所示的元 件不必是按尺寸或比例绘制的。因而，本文呈现的附图中提供的具体尺寸和应用情况不被 认为是限制性的。参见图1-4，显示的是大致在10处示出的旋转皮带驱动张紧器，且该旋 转皮带驱动张紧器包括张紧器基部20和张紧器臂30，该张紧器基部20承装扭转元件26， 所述张紧器臂30可旋转地连接到张紧器基部20。扭转元件26 (其可以配置为扭簧)可以 操作性地在第一端56(见图3)附接到张紧器臂30且在第二端58(见图3)附接到张紧器 基部20，从而扭簧26可以在臂30上产生扭力输出FT，该扭力输出Ft可以使得臂30相对于 基部20旋转。带轮24可以可旋转地连接到臂30，从而在臂30响应于扭力输出Ft旋转时， 对抗由被带轮24接合的皮带(未示出)提供的皮带力Fb，由此将皮带张紧在带轮24上。张 紧器10进一步包括大致在12处示出的阻尼机构，所述阻尼机构也可以在本文中被称为瓦板组件，配置为提供阻尼力Fd，以阻尼或抑制张紧器臂30的震荡运动和振动。张紧器10可 以配置为在皮带驱动系统中使用的皮带张紧器，例如在车辆(未示出)的辅助驱动系统中。
如在本文进一步详细描述的张紧器10和阻尼机构12配置为使得阻尼力Fd与张 紧器10的扭力输出Ft脱开关联，以提供灵活的张紧器10，其中如在本文使用的术语灵活指 示张紧器10可以配置有独立可变的扭力输出Ft和阻尼力FD，例如，张紧器10可以配置为 提供一阻尼水平FD，所述阻尼水平Fd可以与扭力输出Ft不成比例和/或不相关联，以优化 张紧器10的性能。
张紧器10和阻尼机构12进一步配置为使得阻尼力Fd与臂30和/或带轮24相 对于基部20的对准脱开关联，以提供灵活的张紧器10，其中如在本文使用的术语灵活表示 张紧器10可以配置为使得阻尼力Fd独立于臂30和/或带轮24的对准。灵活的张紧器10 可以配置为使得阻尼机构12与臂对准元件32脱开关联，臂对准元件32可以是，例如且如 图3所示，枢转轴衬，所述枢转轴衬配置为与臂30的毂构件46和基部20的枢转轴34相 接，以阻止臂30和/或带轮24与基部20的未对准。阻尼水平Fd可以独立于臂30和/或 带轮24与基部20的对准而变化,从而在枢转轴衬32经受未对准力(未对准力可以包括皮 带力Fb)和/或磨损时，阻尼水平Fd基本上不受到臂30的对准和/或对准元件32的状态 的影响。
在完全灵活的构造中，张紧器10可以配置为使得阻尼机构12与扭力输出Ft以及 与臂30和带轮24的对准脱开关联，从而张紧器10可以配置有可独立于扭力输出Ft以及臂 30和带轮24的对准两者而变化的阻尼水平FD，且其中阻尼水平Fd和扭力输出Ft可以配置 在各种且不成比例的水平，以有助于优化张紧器10的性能。
提供一些非限制性的例子以说明可以由灵活的张紧器10提供的优点。在第一例 子中，张紧器10可以配置为用于与发动机(未示出)的皮带驱动系统一起使用，所述发动机 可以具有强烈的扭转振动曲线，其可以是较小发动机(例如2汽缸或3汽缸发动机)，其中高 阻尼力Fd和低扭力输出Ft的张紧器组合可以有利于管理振动和使得臂的旋转运动、对准轴 衬32的磨损和寄生损失(parasitic loss)最小化，同时优化燃料经济性。
在具有低皮带包裹的系统中包括张紧器10的另一例子中，张紧器10可以配置有 高扭力输出FT，以使得张紧器臂30的旋转最小化，其与在张紧器臂30的小旋转下最小水平 的阻尼Fd组合可以防止皮带打滑。
在另一例子中，张紧器10可以与高惯性部件相关联，例如高惯性交流发电机(未 示出)，其中在没有足够阻尼的情况下，张紧器臂30会旋转太快以至于不能吸收扭矩脉冲。 在该情况下，需要高环境阻尼力Fd以减少臂30的旋转速度和改善通过张紧器10进行的高 惯性扭矩脉冲的吸收。
在另一例子中，张紧器10可以包括隔离装置(未示出)，例如去耦带轮(decoupler pulley)，从而一些扭矩脉冲可以通过带轮24吸收。在该例子中，张紧器10可以配置为提 供非常低的阻尼水平FD，从而不抑制张紧器臂30的运动，由此避免张紧器10由于臂30的 不运动而卡住。阻尼水平FD、扭力输出Ft以及臂30与基部20的对准可以独立地调节，例 如，这些张紧器参数中的每一个可以独立地改变，使得对隔离装置的需要可以被消除，和/ 或寄生损失减小。
如图1-8所示，阻尼机构12包括阻尼界面，所述阻尼界面由与阻尼表面40可滑动接触的阻尼表面38限定。界面表面38可以被持续加载(例如，由阻尼弹簧18)抵靠阻尼表 面40，以在张紧器10的使用寿命中稳定阻尼水平Fd，以补偿或克服阻尼机构12的阻尼界 面表面38、40的磨损，和/或在张紧器10处于无旋转状态下时提供一定水平的阻尼。阻尼 弹簧18在本文中也可以被称为瓦弹簧(shoe spring)。阻尼机构12可以与带轮24与基部 20的对准和/或臂30与基部20的对准脱开关联，且与扭力输出Ft脱开关联，使得带轮对 准机构的磨损最小化，例如，增加对准机构(其可以包括枢转轴衬32)的耐久性。因而，本文 提供的张紧器系统10，例如，配置为使得阻尼FD、扭力输出Ft、以及带轮对准被脱开关联且 使得这些张紧器参数中的每一个独立地改变，以提供所述的许多优点。
参见图1-4，显示了张紧器10，其包括张紧器臂30和张紧器基部20。张紧器基部 20可以被制成为静止的，例如，通过将基部20紧固到发动机缸体或附属物(未示出)。基部 20的安装表面50可以被紧固为与发动机缸体的表面接触，例如，使用可与发动机缸体和螺 栓孔52接合的螺栓(未示出)。螺栓孔52可以通过基部20的枢转轴34限定。张紧器基部 20 (其也可以称为弹簧箱或弹簧壳体)可以配置为容置扭转元件26。张紧器基部20的边 沿部分54可以包括边缘部分64，所述边缘部分64配置为与臂30的覆盖部分60相接。例 如，如图3所示，边缘部分64可以被覆盖部分60的通道或唇状部分62接收。张紧器基部 20可以通常用金属材料制造，诸如铁基或铝基材料。灰尘屏蔽件或密封件44可以被设置以 保护张紧器10的内部部件不受污染物等侵入。
张紧器臂30可以可旋转地连接到张紧器基部20，例如，经由张紧器臂30的毂构件 46，所述毂构件46与基部20的枢转轴34可旋转地接合。毂构件46在本文中也可以被称 为毂，且可以配置为大致圆柱形构件。枢转轴衬32 (其在本文中也可以被称为对准元件)可 以插置在毂46和枢转轴34之间，以将臂30对准到基部20，由此将带轮24对准到基部20。 带轮24可以轴颈连接到张紧器臂30，且可以限定带轮表面42，该带轮表面42配置为接收 皮带(未示出)。带轮表面42可以是带沟槽的、平坦的、带凸缘等，按照与之相连的皮带的构 造所需。皮带可以在带轮24和臂30上施加皮带载荷Fb。枢转轴衬32可以配置为补偿和 /或抵抗未对准载荷，诸如施加在带轮24和臂30上的皮带载荷Fb，且随时间可以经历由于 这些未对准载荷造成的磨损。
扭转元件26 (其可以配置为扭簧)可以连接到张紧器基部20和操作性地连接到 张紧器臂30，且配置为在张紧器臂30上产生扭力输出Ft以抵抗皮带载荷Fb和将与带轮24 相连的皮带张紧。扭簧26通常可以被预加载，以在带轮24上提供扭力输出FT，以旋转张紧 器臂30对抗皮带的力Fb。扭簧26的扭力输出Ft可以是可调的，例如可以是可变的，通过 改变例如弹簧力和扭簧26的预加载中的至少一个，或通过改变扭簧26的其他特性，从而扭 力输出Ft可以针对张紧器10设定得更高或更低。
阻尼机构12包括瓦板14和至少一个瓦装置，所述瓦装置包括阻尼瓦16和瓦弹簧 18。瓦板14可以用金属材料形成，例如铁基或铝基材料，或可以用非金属材料制成，所述 非金属材料具有足够强度和构造来支撑和引导阻尼瓦(一个或多个)16和瓦弹簧(一个或多 个)18，所述阻尼瓦16和瓦弹簧18操作性地连接到瓦板14，以构成阻尼机构12。瓦板14 可以附接到臂30和基部20中的一个且配置为使得阻尼瓦(一个或多个)16与臂30和基部 20中的另一个的表面相接，以允许阻尼瓦(一个或多个)16和相接表面之间的运动，由此向 张紧器10提供阻尼力Fd。阻尼力Fd可以包括粘性阻尼和库仑阻尼两者的元素。阻尼机构12配置为在张紧器臂30沿顺时针方向和逆时针方向(相对于如页面上的所示的图2)旋转 时提供阻尼力Fd。
在图1-4所示的第一示例性构造中，瓦板14附接到张紧器臂30，且瓦弹簧18插置 在瓦板14和阻尼瓦16之间，从而阻尼瓦16被瓦弹簧18径向地加载且与基部20滑动接合 以产生阻尼力Fd。通过在瓦板14和毂46之间建立干涉配合、通过将瓦板14熔焊或钎焊到 毂46的表面82、通过将瓦板14桩式接合到毂46、通过使用粘接剂、通过以上这些方式的两 种或更多种的组合、或通过将瓦板14固定地附接到毂46的其他合适的手段，瓦板14可以 附接到臂30，例如在接口 72处。在张紧器臂30响应于来自皮带载荷Fb和/或扭力输出Ft 的输入而运动时，由此附接的瓦板14通过毂46旋转。一个或多个定位结构70可以由瓦板 14和/或毂46限定，以将瓦板14对准到毂46。
在图1-4所示的例子中，瓦板14可以包括附接接口 28，扭簧26的第一端56可以 附接到所述附接接口 28。在当前例子中，附接接口 28可以是接片28，其可以例如通过切割 和弯折板14的一部分以形成接片28和切口 36而形成。扭转元件26可以在第一端56处附 接到附接接口 28，从而扭转元件26通过接口 72操作性地附接到张紧器臂30，所述接口 72 由瓦板14到毂46的附接限定，且扭转元件26可以在第二端58处附接到张紧器基部20，从 而扭簧26可以在臂30上产生扭力输出FT，该扭力输出Ft可以导致臂30和附接的瓦板14 相对于基部20旋转。
在图1-4所示的例子中，多个瓦弹簧18和多个阻尼瓦16相对于瓦板14定位，从 而每一个阻尼瓦16可以与基部20滑动接合，以产生阻尼力FD，例如，在瓦板14通过张紧器 臂30的运动而旋转时。在本文中瓦弹簧18也可以被称为压缩弹簧。瓦弹簧18插置在瓦 板14和阻尼瓦16之间，以提供轴向弹簧力Fa，以径向地加载与基部20滑动接合的阻尼瓦 16。在本文中轴向弹簧力Fa也可以被称为径向力。瓦弹簧18可以定位为第一端与弹簧引 导件22靠近接触且第二端与弹簧座48靠近接触，且可以被预加载，以提供弹簧力Fa。
弹簧引导件22可以由瓦板14限定，且配置为接收瓦弹簧18。在图1_4所示的非 限制性的例子中，弹簧引导件22配置为弹簧柱。弹簧引导件22可以以其他方式配置，例如， 配置为空腔、弹簧座、接片、或由瓦板14限定且配置为接收瓦弹簧18 —个端部的其他附接 或支持接口。弹簧座48可以由阻尼瓦16限定且配置为接收瓦弹簧18的另一端部。在图 1-4所示的非限制性的例子中，弹簧座48配置为空腔或凹部。弹簧座48可以以其他方式例 如配置为柱、接片、或由阻尼瓦16限定且配置为接收瓦弹簧18的其他附接或支持接口。瓦 弹簧18可以连接到弹簧引导件22和弹簧座48中之一或两者，例如，以将阻尼瓦16保持到 瓦板14，和/或以有助于阻尼机构12在张紧器10中的组装。瓦弹簧18和阻尼瓦16可以 一起被称为瓦装置或瓦组件。
阻尼瓦16可以限定阻尼表面38，该阻尼表面38也可以被称为第一阻尼表面或瓦 阻尼表面。瓦阻尼表面38被保持为与阻尼表面40可滑动地接触，所述阻尼表面40可被称 为第二阻尼表面。阻尼瓦16和瓦弹簧18作用径向力Fa抵靠静止张紧器基部20的第二阻 尼表面40，以形成阻尼力Fd。在图1-4所示的例子中，第二阻尼表面40由张紧器基部20的 边沿部分54的内壁66限定。阻尼表面38、40中之一或两者可以是磨损表面，例如，阻尼表 面38、40中之一或两者可以当表面在张紧器10的运行期间(包括张紧器臂30的旋转)可滑 动接触时随时间磨损。阻尼机构12可以配置为维持磨损表面38、40滑动接合，使得磨损表面38、40均匀磨损，以使得张紧器10中随时间的噪声振动和不顺性(NVH)最小化。
阻尼瓦16可以限定大致拱形的形状，从而瓦阻尼表面38可以是大致拱形的表面。 瓦阻尼表面38可以成形为与第二阻尼表面40大致一致，例如在当前例子中，每一个可以由 基本上相同的半径限定，以使得阻尼表面38、40之间的接触或相接的区域最大化，以通过 相接的区域产生均匀的阻尼力，以在表面38、40之间提供大致平滑的滑动接触，和/或提供 表面38、40的均匀磨损。阻尼机构12可以配置为使得瓦弹簧18被预加载，以在瓦16上维 持恒定的压缩载荷，从而阻尼表面38随时间均匀地磨损。在所示的例子中，阻尼瓦16的均 匀磨损可以特征在于在阻尼表面38上有一致水平的磨损，从而阻尼表面38的拱形形状随 时间保持。阻尼瓦16可以用基于聚合物的材料形成，所述材料配置为提供足够的强度特性 来传递径向力Fa和产生阻尼力FD，且配置为具有耐磨性，以使得由于与第二阻尼表面40的 滑动接触造成的磨损最小化。基于聚合物的材料(其可以用于形成阻尼瓦16)的例子包括 但不限于包括基于尼龙的材料的热塑性塑料，其可以针对强度、耐久性和/或耐磨性而被 强化，例如通过填充材料，诸如纤维或玻璃类型的材料。
阻尼机构12可以配置为产生不同水平的阻尼力FD，例如，通过改变弹簧18的构造 以改变抵靠阻尼瓦16施加的径向力Fa的水平、通过改变阻尼瓦16的构造和/或材料、通 过改变阻尼瓦16的阻尼表面38、和/或通过这些的组合。
瓦板14可以限定大致在图4中76处示出的瓦接口部分。如前所述，瓦接口部分 76可以包括弹簧引导件22，和至少一个瓦引导部分78，所述至少一个瓦引导部分78也可 以在本文中被称为瓦引导件。在所示例子中，瓦引导件78可以由瓦板14的邻近弹簧引导 件22的部分限定。阻尼瓦16可以限定至少一个板引导部分74，其也可以在本文中被称为 板引导件。在图4所示的例子中，板引导件74可以大致配置为在阻尼瓦16中的邻近弹簧 座48的槽道或凹部。板引导件74配置为接收瓦引导件78，从而板引导件74和瓦引导件 78相接以通过使得阻尼瓦16相对于瓦板14的运动最小化和防止阻尼瓦16卡滞，而使得阻 尼瓦16的位置相对于瓦板14和第二接口 40稳定。例如，在阻尼机构12通过张紧器臂30 旋转期间，瓦引导件78将接触板引导件74，以限制瓦16相对于板14的径向位移或左右跳 动。类似地，瓦引导件78将接触板引导件74，以限制瓦16相对于板14的任何扭曲或轴向 位移。瓦引导件78和板引导件74，以及在它们之间的接口，还可以被配置为补偿瓦板14的 相对于基部20的由于臂30与基部20的对准造成的任何位置变化，其中对准可以被影响， 例如，被通过带轮24和臂30传递的皮带载荷Fb影响，和/或被对准元件32的磨损影响。
如图1-4所示且如本文之前所述的，张紧器10配置为使得由阻尼机构12产生的 阻尼力Fd和由与张紧器臂30和基部20相连的扭簧26产生的扭力输出Ft脱开关联，从而 这些张紧器参数(例如阻尼力Fd和扭力输出Ft)中的每一个可独立地改变。因为瓦板14在 接口 72处固定地附接到张紧器臂30，所以扭力输出Ft可以由扭簧26产生且通过接口 72 传递，而对由弹簧18和阻尼16 (与张紧器基部20的第二阻尼表面40相接)产生的阻尼力 Fd有最小程度影响，或没有影响或与之成比例。
因为扭簧26可以被调节，例如被修改以改变扭力输出Ft的水平而不影响阻尼机 构12或阻尼力FD，且因为阻尼机构12可以被调节，例如被修改以改变阻尼力Fd的水平而 不影响扭簧26或扭力输出Ft，所以张紧器10的扭力输出Ft和阻尼力Fd的各种组合都是可 行的，由此使得张紧器10在配置上相对于其阻尼力Fd和扭力输出Ft是灵活的。例如，第一张紧器10可以配置为具有提供高扭力输出Fn的第一扭簧26和提供高阻尼力Fdi的第一阻 尼机构12。第二张紧器10可以配置具有提供高扭力输出Fn的第一扭簧26和提供低阻尼 力Fd2的第二阻尼机构12。第三张紧器10可以配置为具有提供低扭力输出Ft2的第二扭簧 26和提供低阻尼力Fd2的第二阻尼机构12。第四张紧器10可以配置为具有提供低扭力输 出Ft2的第二扭簧26和提供高阻尼力Fdi的第一阻尼机构12。配置灵活的张紧器10以针 对具体应用(例如低皮带包裹或高惯性应用，如之前所述的)优化张紧器性能的能力源自独 立地改变阻尼力Fd和扭力输出Ft的脱开关联的张紧器参数的能力。
再次参见图1-4且之前在本文所述的，张紧器10配置为使得由阻尼机构12产生 阻尼力Fd和张紧器臂30和/或带轮24与张紧器基部20的对准脱开关联，使得这些张紧器 参数(例如，阻尼力Fd和带轮/臂对准)中的每一个可独立地改变。对准元件32 (其在图3 的例子中示出为插置在枢转轴34和毂46之间的枢转轴衬32)配置为响应未对准力，例如， 皮带载荷Fb、或枢转轴衬32的磨损，而对由与张紧器基部20的第二阻尼表面40相接的阻 尼瓦16和瓦弹簧18产生的阻尼力Fd有最小程度影响，或没有影响或与之成比例。如前所 述，瓦引导件78和板引导件74，以及在它们之间的接口，可以补偿由于臂30与基部20的对 准造成的瓦板14相对于基部20的任何位置变化，其中对准可以被影响，例如，被通过带轮 24和臂30传递的皮带载荷Fb影响，或被对准元件32的磨损影响。因为阻尼机构12可以 被调节，例如，被修改以改变阻尼力Fd的水平而不与张紧器10的对准机构相互影响或修改 张紧器10的对准机构，所以张紧器10可以在配置上相对于其阻尼力Fd和带轮/臂对准是 灵活的。
在本文所述的张紧器10的完全灵活的配置中，阻尼机构12与扭力输出Ft和与臂 30和带轮24的对准脱开关联，从而张紧器10可以配置为具有可独立于扭力输出Ft以及臂 30与带轮24的对准两者而变化的阻尼水平Fd，且其中阻尼水平Fd和扭力输出Ft可以配置 在各种且不成比例的水平，以有助于优化张紧器10的性能。
如图4-7所示，瓦板14可以配置为限定一个或多个释放部分80，其可以配置为瓦 板14中的孔或凹入部分。释放部分80可以具有任何合适的构造，使得针对张紧器10的功 能，瓦板14具有足够的强度和空间稳定性。释放部分80可以用于减少制造瓦板14所需的 材料量，例如以针对燃料经济性减少张紧器10的重量，以提供对基部20中部件的视觉或物 理通路，以增加张紧器10中的空气循环以冷却和蒸发污染物，例如，或这些的组合。例如， 如图4所示，瓦板14可以限定出在瓦接口部分76之间的大致凹形的释放部分80。在图5 所示的另一例子中，释放部分可以每一个被配置为孔口，例如孔80A或槽道80B，其可以形 成在板14中。在图6所示的例子中，瓦装置的数量可以减小至一个，且瓦板14配置为大致 卵形、泪珠形或椭圆形。在图7所示的另一例子中，瓦板14可以限定出大致楔形开口，所述 开口提供对扭簧26的物理通路。这些例子是说明性的且不意图是限制性的。例如，阻尼机 构12可以配置为具有任何数量的瓦装置和具有任何构造的瓦板14，使得瓦装置分布在瓦 板14上以与接口表面40可滑动地接合，以提供阻尼力Fd。
瓦装置的数量(例如，构成阻尼机构12的阻尼瓦16和瓦弹簧18的数量)可以变化。 如第一构造中图1-5和第二构造中图7-8所示，多个瓦装置可以被包括在阻尼机构12中， 其中每一个相应瓦弹簧18插置在瓦板14和相应阻尼瓦16之间，使得每一个阻尼瓦16通 过相应瓦弹簧18径向地加载且与臂30和基部20中的一个滑动接合，以产生阻尼力。多个瓦装置可以优选地，但是不必需，被定位为在瓦板上大致彼此等距，例如，使得轴向力？4和/ 或阻尼力Fd可以大致彼此平衡。
如图6所示，阻尼机构12可以配置为具有单个阻尼瓦16和瓦弹簧18。在每一个 这些构造中，阻尼机构12与扭簧26和对准元件32两者脱开关联。本文提供的例子意图是 非限制性的，且可以使用包括不同形状板14和/或一个或多个阻尼元件16的阻尼机构12 的其他构造。
图7和8显示了张紧器10的另一构造，其中瓦板14附接到张紧器基部20，且瓦弹 簧18插置在瓦板14和阻尼瓦16之间，使得阻尼瓦16由瓦弹簧18径向地加载且与臂30 的表面82滑动接合，以产生阻尼力Fd。瓦板14可以附接到基部20，例如在接口 72处，通 过在瓦板14和基部20的边沿部分54的内壁66之间建立干涉配合，通过将瓦板14熔焊或 钎焊到边沿部分54的肩部68和/或内壁66，通过将瓦板14桩式接合到边沿部分54，通过 使用粘接剂，通过这些方式的两个或更多个的组合、或通过将瓦板14固定地附接到基部20 的其他合适的手段。在瓦板14由此被附接的情况下，在张紧器臂30响应于来自皮带载荷 Fb和/或扭力输出Ft的输入而运动时，阻尼瓦16被置于与旋转毂46的表面82滑动接合。 一个或多个定位结构70可以由瓦板14和/或基部20限定，以将瓦板14对准到边沿部分 54。
在图7-8所示的例子中，臂30的覆盖部分60可以包括附接接口 84，扭簧26的第 一端56可以附接到该附接接口 84。在当前例子中，附接接口 84可以是从覆盖部分60突 出的突出部，其可以例如在铸造、冲压或以其他方式形成臂30的过程中形成。附接接口 84 可以突出穿过释放部分或开口 80 (由瓦板14限定)，使得扭转元件26可以在第一端56处 附接到张紧器臂30的附接接口 84处，并使得臂30可以相对于基部20旋转而没有与弹簧 元件26和瓦板14的干涉。扭转元件26可以在第二端58处附接到张紧器基部20，使得扭 簧26可以在臂30上产生扭力输出Ft,该扭力输出Ft可以使得臂30和毂表面82相对于附 接到基部20的阻尼机构12旋转。
图7-8中所示的张紧器10基本上如图1-6中所示的张紧器10那样工作。在图 7-8所示的例子中，多个瓦弹簧18和多个阻尼瓦16相对于瓦板14定位，使得每一个阻尼 瓦16可以与毂46滑动接合，以产生阻尼力FD，例如，在毂46通过张紧器臂30的运动而旋 转时。瓦阻尼表面38被保持为与阻尼表面40滑动接触，所述阻尼表面40由毂46的表面 82限定。阻尼瓦16和瓦弹簧18作用径向力Fa抵靠毂46的第二阻尼表面40，以形成阻尼 力Pd。
阻尼表面38、40中之一或两者可以是磨损表面，例如，阻尼表面38、40中之一或两 者可以当表面在张紧器10的运行期间(包括张紧器臂30的旋转)可滑动接触时随时间磨 损。阻尼瓦16可以限定出大致拱形的形状，使得瓦阻尼表面38可以是大致拱形的表面。 瓦阻尼表面38可以成形为大致与第二阻尼表面40 (其是毂表面82) —致，例如，每一个可 以由基本上相同的半径限定。阻尼机构10可以配置为使得瓦弹簧18被预加载，以在瓦16 上维持恒定的压缩载荷，从而阻尼表面38随时间均匀磨损。阻尼机构12可以配置为产生 不同水平的阻尼力FD，例如，通过改变弹簧18的构造以改变抵靠阻尼瓦16施加的径向力Fa 的水平、通过改变阻尼瓦16的构造和/或材料、通过改变阻尼瓦16的阻尼表面38、和/或 通过这些的组合。
如前所述，阻尼板14可以限定至少一个瓦引导件78，阻尼瓦16可以限定至少一个 板引导件74。板引导件74被配置为接收瓦引导件78，使得通过让阻尼瓦16相对瓦板14 的运动最小化和防止阻尼瓦16的卡滞，板引导件74和瓦引导件78可以相接以使得阻尼瓦 16相对于瓦板14和第二接口 40的位置稳定。例如，在毂46通过张紧器臂30旋转期间，瓦 引导件78将接触板引导件74，以限制瓦16相对于板14的径向位移或左右跳动。类似地， 瓦引导件78将接触板引导件74，以限制瓦16相对于板14的任何扭曲或轴向位移。瓦引导 件78和板引导件74，以及在它们之间的接口，也可以被配置为补偿由于臂30与基部20的 对准造成的瓦板14相对于毂46的任何位置变化，其中对准可以被影响，例如，被通过带轮 24和臂30传递的皮带载荷Fb影响，和/或被对准元件32的磨损影响。
如图7-8所示的，张紧器10配置为使得由阻尼机构12产生的阻尼力Fd和由与张 紧器臂30和基部20相连的扭簧26产生的扭力输出Ft脱开关联，使得这些张紧器参数(例 如，阻尼力Fd和扭力输出Ft)中的每一个可独立地改变。因为扭转元件直接地附接到臂覆 盖件60和基部20，扭力输出Ft可以由扭簧26产生且传递到臂30，对由瓦弹簧18和阻尼 瓦16 (与毂46的第二阻尼表面40相接)产生的阻尼力Fd有很小影响，或没有影响或与之 成比例。
因为扭簧26可以被调节，例如，被修改以改变扭力输出Ft的水平而不影响阻尼机 构12或阻尼力FD，且因为阻尼机构12可以被调节，例如，被修改以改变阻尼力Fd的水平而 不影响扭簧26或扭力输出Ft，所以张紧器10的扭力输出Ft和阻尼力Fd的各种组合都是可 行的，由此使得张紧器10在配置上相对于其阻尼力Fd和扭力输出Ft是灵活的，如前所述。 配置灵活的张紧器10以针对具体应用(例如低皮带包裹或高惯性应用，如之前所述的)优化 张紧器性能的能力与独立地改变阻尼力Fd和扭力输出Ft的脱开关联的张紧器参数的能力 有关。
再次参见图7-8且如之前在本文所述的，张紧器10配置为使得由阻尼机构12产 生阻尼力Fd和张紧器臂30和/或带轮24与张紧器基部20的对准脱开关联，使得这些张 紧器参数(例如，阻尼力Fd和带轮/臂对准)中的每一个可独立地改变。对准元件32 (其在 图3的例子中示出为插置在枢转轴34和毂46之间的枢转轴衬32)配置为响应未对准力， 例如，皮带载荷Fb、或枢转轴衬32的磨损，对由瓦弹簧18和阻尼瓦16(与毂46的第二阻尼 表面40相接)产生的阻尼力Fd有很小影响，或没有影响或与之成比例，这至少部分地由于 瓦引导件78和板引导件74，以及在它们之间的接口，被配置为补偿由于臂30与基部20的 对准造成的瓦板14相对于毂46的任何位置变化，其中对准可以被影响，例如，被通过带轮 24和臂30传递的皮带载荷Fb影响，或被对准元件32的磨损影响。因为阻尼机构12可以 被调节，例如，被修改以改变阻尼力Fd的水平而不与张紧器10的对准机构相互影响或修改 张紧器10的对准机构，所以张紧器10可以在配置上相对于其阻尼力Fd和带轮/臂对准是 灵活的。
在本文所述的张紧器10的完全灵活的构造中，阻尼机构12与扭力输出Ft以及与 臂30和带轮24的对准脱开关联，使得张紧器10可以配置为具有独立于扭力输出Ft以及臂 30和带轮24的对准两者而变化的阻尼水平FD，且其中阻尼水平Fd和扭力输出Ft可以配置 在各种且不成比例的水平，以有助于优化张紧器10的性能。
详细描述以及图示和附图是对本发明的支持和描述，而本发明的范围仅由权利要求限定。尽管已经对执行要求保护的本发明的较佳模式和其他实施例进行了详尽描述，但是存在各种替换设计和实施例用于实践所附权利要求中限定的本 发明。
权利要求
1.一种旋转皮带张紧器，包括张紧器臂和扭转元件，所述张紧器臂可旋转地连接到张紧器基部，所述扭转元件操作性地连接到张紧器基部和张紧器臂、且配置为在张紧器臂上产生扭力输出，张紧器包括 阻尼机构，包括瓦板、阻尼瓦和瓦弹簧，其中 瓦板操作性地附接到臂和基部中的一个； 瓦弹簧插置在瓦板和阻尼瓦之间，使得阻尼瓦由瓦弹簧径向地加载且与臂和基部中的另一个滑动接合，以产生阻尼力；且 其中，阻尼力和扭力输出可独立地改变。
2.如权利要求1所述的旋转皮带张紧器，进一步包括 多个瓦弹簧和多个阻尼瓦，其中所述多个瓦弹簧中的每一个相应一个插置在瓦板和所述多个阻尼瓦中的相应一个之间，使得所述多个阻尼瓦中的每一个相应一个由所述多个瓦弹簧中的相应一个径向地加载且与臂和基部中的另一个滑动接合，以产生阻尼力。
3.如权利要求1所述的旋转皮带张紧器，进一步包括带轮和对准元件，所述带轮轴颈连接到张紧器臂，所述对准元件插置在张紧器臂和张紧器基部之间、且配置为对准带轮，其中阻尼机构与对准元件脱开关联。
4.如权利要求1所述的旋转皮带张紧器，其中 瓦板操作性地连接到臂；和 扭转元件操作性地连接到瓦板，以操作性地连接基部和臂。
5.如权利要求1所述的旋转皮带张紧器，其中 瓦板操作性地连接到基部；和 扭转元件连接到臂。
6.如权利要求1所述的旋转皮带张紧器，其中阻尼机构配置为在张紧器臂沿顺时针和逆时针方向旋转时提供阻尼力。
7.—种阻尼机构，配置为用于安装在旋转皮带张紧器中，所述旋转皮带张紧器包括扭转元件，所述扭转元件配置为产生扭力输出到张紧器臂，所述张紧器臂可旋转地连接到张紧器基部且可响应于扭力输出而旋转，所述阻尼机构包括 瓦弹簧； 瓦板，配置为接收瓦弹簧的第一端且操作性地附接到张紧器基部和张紧器臂中的一个； 阻尼瓦，配置为接收瓦弹簧的第二端且与张紧器基部和张紧器臂中的另一个可滑动地相接； 使得在阻尼机构安装在张紧器中时瓦弹簧在阻尼瓦上施加径向载荷且阻尼瓦与张紧器基部和张紧器臂中的另一个相互作用，以产生阻尼力；且 其中阻尼机构配置为与张紧器脱开关联，使得由阻尼机构产生的阻尼力可独立于输出扭力改变。
8.如权利要求7所述的阻尼机构，其中 瓦板包括弹簧引导件，所述弹簧引导件配置为接收瓦弹簧； 阻尼瓦包括弹簧座，所述弹簧座配置为接收瓦弹簧；且 瓦弹簧相对于弹簧引导件和弹簧座定位，以提供径向弹簧力至阻尼瓦的阻尼表面。
9.如权利要求7所述的阻尼机构，其中 瓦板包括瓦引导件； 阻尼瓦包括板引导件，所述板引导件配置为接收瓦引导件以防止阻尼瓦的卡滞。
10.如权利要求7所述的阻尼机构，其中阻尼瓦限定出磨损表面，且阻尼机构配置为补偿磨损表面的磨损。
全文摘要
一种旋转皮带驱动张紧器，包括阻尼机构，所述阻尼机构与扭力输出和张紧器的带轮对准脱开关联，使得阻尼力和扭力输出可独立地改变。阻尼机构包括瓦板，至少一个瓦装置包括阻尼瓦和瓦弹簧。瓦板操作性地附接到臂和基部中的一个，且瓦弹簧在阻尼瓦上施加径向载荷，所述阻尼瓦与臂和基部中的另一个滑动接合，以产生灵活的阻尼力。在一个实施例中，旋转皮带驱动张紧器包括阻尼机构，所述阻尼机构含有三个阻尼瓦装置，所述三个阻尼瓦装置在瓦板上大致彼此等距定位。
文档编号F16F7/00GK103047377SQ20121039401
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者E.D.斯特利 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司