阻尼增强的张紧器的制造方法_3

文档序号:9302285阅读:来源:国知局
。弹簧端部123和125的相对位置在图8中的示例中示 出。弹簧端部123和125的在使用期间在带张紧力的范围上的相对位置范围在图17至图 19中示出。当弹簧端部123和125分开180度时,力对准且完全叠加。当弹簧端部123和 125相对于彼此处于某个其他角度时,两个力没有完全叠加,并且必须考虑力的矢量分量以 确定施加在弹簧支架124上的全部力。
[0050] 如上所述,第二弹簧端部125与张紧器臂118 -起振荡。因此,在弹簧122的相邻 于第二弹簧端部125的线圈与静止的弹簧支架124之间产生摩擦力,并且因此,在弹簧支架 124上有磨损的可能。在带处于油中的应用中,这种磨损是可以接受的。在用于弹簧122的 线材具有方形横截面形状的应用中,弹簧122在弹簧支架124上的压力低于由圆形横截面 弹簧122施加的压力(原因在于在方形横截面弹簧上存在更大的接触面积)。因此,在使用 方形(或矩形)横截面弹簧122的实施方式中,如图4所示,磨损是可以接受的。甚至在包 括圆形横截面弹簧122的实施方式中,磨损也是可以接受的。
[0051] 基于上文,可以看出,与图2A和图2B示出的实施方式相比,利用图4中示出的实 施方式产生的摩擦扭矩如下:近似两倍于由弹簧支架24产生的摩擦扭矩、轴14与衬套16 之间产生的有限地更高的摩擦扭矩、以及弹簧122的第二端部125与弹簧支架124之间产 生的附加摩擦力,图4中示出的实施方式没有图2A和图2B中的实施方式中的类似布置。与 在图2A和图2B中示出的实施方式中可能使用的臂张紧器相比,由图4中示出的实施方式 提供的附加阻尼可以允许使用更长的臂张紧器。或者在短臂构型中或者在长臂构型中,附 加阻尼还可以允许张紧器100在带处于油中的应用中使用。由于弹簧支架124在阻尼方面 增大的作用,因此弹簧支架124可以被称为阻尼元件或阻尼器。
[0052] 将注意到,在弹簧122于操作期间收缩并在阻尼元件124上施加压缩力的同时,弹 簧122可以(沿螺旋方向-沿着弹簧线圈的长度)将油推离弹簧122与阻尼元件124之 间的接触区域。因此,油的存在可能不会使弹簧122与阻尼元件124之间的摩擦力发生较 大的减小。还将注意到,尽管弹簧122可以由具有方形横截面或矩形横截面的弹簧线材制 成,但是线材在操作期间可能扭转一定角度并因此可能在沿着横截面形状的拐角且不沿着 横截面形状的平坦面的某些点处接合阻尼元件。这将使存在的会减小弹簧122与阻尼元件 124之间的摩擦力的任何油的润滑作用有所降低。
[0053] 如图10和图11所示,替代如图4和图5中所示仅将阻尼元件124与弹簧122的 第一端部线圈129a中的部段127a和第二端部线圈129b中的部段127b接合,选择性地可 以提供其中至少一个附加弹簧部段接合阻尼元件124的实施方式。例如,在图10和图11 示出的实施方式中,轴向地位于部段127a与部段127b之间的以127c示出的部段也接合阻 尼元件124。如图10和图11所示,由弹簧122施加的全部力保持为2F,(基于如图8和图 9中示出的在端部123和125两处施加至弹簧122的力F),但是由于存在接触阻尼元件124 的三个弹簧部段,因此由所述三个弹簧部段127a、127b和127c中的每个弹簧部段施加在阻 尼元件124上的力为2F/3。因此,与图4和图5中示出的实施方式相比,由每个线圈施加在 阻尼元件124上的压力减小。因此,在阻尼元件124上会有更少的磨损。如果多于三个轴 向隔开的部段与阻尼元件124接触,则由每个线圈施加的力会进一步减小,从而在保持全 部力(即,2F)的同时减小了阻尼元件上的压力。
[0054] 如上所述,沿着弹簧122的整个螺旋长度,振荡运动的幅度沿着弹簧122的螺旋长 度从静止的第一端部123向随着臂118振荡的第二端部125逐渐增大。因此,各部段127a、 127c、127b具有逐渐更多的与阻尼元件124-起进行的滑动运动。虽然第一部段127a具 有一些非零量的与阻尼元件124 -起进行的滑动运动,但是该滑动运动相对较小并可以忽 略其对由张紧器100提供的全部阻尼的影响。在示例中,如果存在三个部段127a、127b和 127c并且张紧器臂118 (并因此第二端部125)以±6度的振幅振荡,则第三部段127c将 以大约± 3度的振幅振荡,并且第一部段127a将基本不振荡。在图10和图11示出的实施 方式中,由阻尼元件124提供的摩擦扭矩会是由图2A和图2B示出的张紧器10的弹簧支架 24提供的摩擦扭矩的大约2. 5倍。摩擦扭矩(并因此阻尼)的这种增大基本上不增加额 外的成本或复杂性且不增加新的部件。张紧器100的相对于张紧器10的性能在图12中示 出,图12以180示出了张紧器100的滞后曲线(hysteresis curve),以182示出了具有弹 簧支架的张紧器10的滞后曲线,并且以184示出了不具有阻尼元件的张紧器10 (如图1所 示)的滞后曲线。
[0055] 在摩擦表面将暴露于油的应用中,可以设置特征以辅助将油从其移除以降低由于 油的存在而会出现的摩擦力和阻尼突然降低的风险。阻尼元件124中的在图9中以186示 出的狭缝(该狭缝可以称为通道或凹槽)设计成提供储油部或输送通道以帮助将油从阻尼 元件124与臂118(图9中未示出)之间的接触表面运出。通道186可以设置有能够从臂 118的表面刮油以降低臂118与阻尼元件124的接触表面之间形成油膜的风险的尖锐边缘。 通道186的存在减小了阻尼元件124与臂118之间的总接触面积,这增大了阻尼元件124 与臂118之间的表面压力。通道186的尺寸和/或数目可以选择成提供足够高以使得将油 从接触表面之间挤出的选定表面压力。
[0056] 可以设置在阻尼元件124上的另一特征可以为壁厚缩减部188,壁厚缩减部188可 以被称为挠性接头188。挠性接头188增大阻尼元件壁(在图9中以190示出)的挠性,这 增大了臂190与张紧器臂118之间的接触面积,这样又导致臂190与张紧器臂118之间的 更小的磨损和更加稳定的摩擦。这些挠性接头188能够以任何合适的方式设置。例如,挠 性接头188可以沿着阻尼元件壁190的轴向长度轴向地延伸。在一些实施方式中,挠性接 头188可以设置在壁190的面向臂118的面上。在图8和图9中示出的实施方式中,可以 看出,挠性接头188由下述槽形成,所述槽穿过整个壁厚度、大致沿着阻尼元件124的整个 轴向长度延伸、在第一端部188a处封闭并在第二端部188b处敞开。特别地,如在图8中能 够看到的,这些槽将阻尼元件124的一部分分成以191示出的部段。
[0057] 在其他实施方式中,这些挠性接头188处的壁厚度可以为其他地方壁厚度的大约 一半,或者这些挠性接头188处的壁厚度可以为远离挠性接头188的壁厚度的不同的非零 分数。
[0058] 图15A至图15G中的曲线图出了由张紧器100提供的张力控制。每个曲线图中示 出了三条曲线。上部曲线代表大张力(即,张紧器100由在图16中以192示出的带推出), 下部曲线为小张力(即,张紧器100跟随松弛带192),并且中间曲线为关于每个张紧器臂位 置的两个极值力的数学平均值。这些曲线图出了不同张紧器构型的性能(例如,不同的张 紧器臂长度、使用弹簧支架24、使用阻尼元件124、没有阻尼元件)。图15A至图15C中的 曲线图分别代表具有3mm臂长度但没有弹簧支架的张紧器、具有3mm臂长度并具有与弹簧 支架24类似的弹簧支架的张紧器以及具有3mm臂长度并具有与阻尼器124类似的阻尼器 的张紧器。图lf5D至图15F中示出的曲线图分别代表具有5mm臂长度但没有弹簧支架的张 紧器、具有5_臂长度并具有与弹簧支架24类似的弹簧支架的张紧器以及具有5_臂长度 并具有与阻尼器124类似的阻尼器的张紧器。图15G中的曲线图示出了具有与阻尼器124 类似的阻尼器以及允许拉销进行安装的额外行程(100度行程对应关于标准安装方法的62 度行程)的5mm臂张紧器。增大的行程产生了对以稳定的方式控制张紧力的挑战。来自图 15A至图15G中的曲线图的张力曲线在张紧器臂的每个角度位置处与张紧器滞后曲线成比 例。每个曲线图上的上部曲线与下部曲线之间的距离与张紧器阻尼成比例,使得越宽的距 离意味着提供有越大的阻尼。为了简单起见,曲线图在假设阻尼/弹簧接触点总是竖向对 准的情况下制得。阻尼元件124在力不对准时(在图18和图19中示出)减小阻尼元件 124的影响,这帮助在极限位置处(即,在其行程范围的端部处)稳定张紧力控制。在阻尼 减小的情况下,代表最大张力的曲线并不如曲线图上示出的接近张紧器行程的端部时的那 么陡峭,并且最大张力与最小张力之间的距离并不如曲
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