专利名称：直线张紧器的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及张紧器，以及更具体地说，涉及对于一定范围的直线运动具有一个恒定的张紧的张紧器。
本发明的背景大多数汽车和类似车辆使用的发动机具有一些带传动的附件系统，它们是发动机正确的工作必须的。这些附件系统包括一个交流电机，空调压缩机和一个动力转向泵。
附件系统通常地安装在发动机的前面。每个附件具有一个滑轮，安装在一个轴上用于接收来自某些形式的带传动的功率。在早期的系统中，每个附件是被一个专用的皮带传动，它在附件和曲轴之间运转。随着带工艺中的改进，单独的蛇形皮带现在使用在大多数的用途中，它们在各种附件元件之间迂回。蛇形皮带是由发动机曲轴传动的。
由于蛇形皮带必须迂回至全部的附件，它通常变得比它的被代替者长。为了工作正确，皮带用一种预定的张紧度安装。当它工作时，它轻度地延伸。这样导致皮带的张紧减少，它可能引起皮带滑动，导致不适当的噪声和磨损。因此，当在使用中皮带延伸时，一个带张紧器是希望的，以保持正确的带张紧。
当带张紧器工作时，皮带经常由于它与滑轮的相互作用而振荡。这种振荡是不希望的，因为它们会导致皮带和张紧器过早的磨损。因此，一个阻尼机构增加至张紧器，以阻尼皮带的振荡。
现有技术的张紧器是依靠某种加载元件，以便在一个滑轮上工作。它们包括压缩弹簧，冲击吸收器，空气弹簧，液压作动筒等。在此种情况下，皮带的张紧以及因此在滑轮上的载荷是其位置的一个函数。通常地，皮带的张紧的增加或减少取决于滑轮的位置。
此外，各种现有技术的阻尼机构已经发展。它们包括粘性流体基的阻尼器，根据摩擦表面滑动或彼此相互作用的机构，以及使用一系列相互作用弹簧的阻尼器。每种是根据一个单独形式的阻尼机构，以实现阻尼功能。每种具有一个滑轮和阻尼机构形状，并且使阻尼机构位于滑轮的外面。这样为此目的形成一个不适当的大的装置。
需要的是一种张紧器，在越过一个滑轮的直线运动的一个范围内具有一个恒定的张紧。需要的是一种张紧器，具有一个凸轮体，以提供在越过弹簧扭矩的一个范围内一个恒定的力。需要的是一种张紧器，具有一个阻尼机构，包括一个直线的引导器。本发明可以满足这些需要。
本发明的概述本发明的主要方面是提供一个张紧器，在越过一个滑轮的直线运动的一个范围内具有一个恒定的张紧。
本发明的另一个方面是提供一个张紧器，具有一个凸轮体，以便在越过弹簧扭矩的一个范围内提供一个恒定的力。
本发明的另一个方面是提供一个张紧器，具有一个凸轮机构，包括一个直线的引导器。
本发明的其它方面将通过本发明的下列的说明和附图指出和明显地表达。
本发明包括一个张紧器，具有一个滑轮，以枢轴连接至壳体。壳体还包括一个引导器。引导器可滑动地与基座上的轨道接合。引导器和轨道约束壳体在一个预定的直线的路径内移动。轨道是由滑轮限定的两个轴线水平地偏移的。滑轮载荷也是由引导器的轴线垂直地偏移的。引导器和轨道具有一个预定的摩擦系数，从而使累积的结果是一个非对称的阻尼作用。此外，一个连杆装置连接在壳体和一个凸轮体之间。凸轮体是可转动地连接至基座。一个偏移元件，比如一个扭力弹簧偏移凸轮体通过连杆抵抗皮带载荷。凸轮体的半径是可变的，以便当张紧器滑轮响应载荷的改变而移动时保持一个恒定的带载荷。
附图的简要说明这里列入的附图形成说明书的一部分，用于说明本发明的优选的实施例，以及与说明书一起用于解释本发明的原理。其中
图1是本发明的一个侧横剖面图；图2是本发明的一个横剖面的顶视图；图3是引导器和轨道在图2的直线3-3处的剖视图；图4是作用在轨道上的力的一个自由体示意图；图5是作用在引导器上的力的一个透视图。
优选的实施例的详细说明图1是本发明的侧横剖面图。张紧器包括滑轮1，用轴承2枢轴连接至壳体3。壳体3进一步包括引导器4。轨道7，17安装在基座6上。轨道7，17与引导器4可滑动地接合，从而使壳体3受约束以便在一个预定的路径内移动。在优选的实施例中此路径是直线的。
连杆8的一端连接至壳体3和另一端借助紧固件10连接至凸轮体9。凸轮体9还与扭力弹簧11连接。扭力弹簧11是连接至基座6。枢轴13是连接至基座6。凸轮体9是可转动地连接至枢轴13，因此允许它响应来自弹簧11的一个扭矩沿着一个主轴转动。连杆8是在末端可弯曲的，在工作时它沿着凸轮体9卷曲。
凸轮体9还具有一个可改变的半径。在张紧器的无载荷位置时，在连杆接触的正切点P处的半径R是处于最小值。在最大的张紧器载荷位置，在P处的半径R处于最大值。半径的差别补偿了对于滑轮不同的位置弹簧扭矩的改变，以便保持带张紧为恒定的。人们可以理解，凸轮体的半径能够选择，以调节一个使用者所需要的带张紧的一个范围。
图2是本发明的一个横剖面的顶视图。连杆8的一个中心线由滑轮的中心“C”第一轴线偏移位移量“A”。轨道7，17也沿着一个第二轴线彼此偏移位移量“B”。轨道17由滑轮中心“C”偏移位移量“D”和“F”。轨道7，12还彼此偏移位移量“E”。位移量“A”导致在引导器4上轨道7，17处的反作用力FR取决于位移量“B”，“D”，“E”，“F”。FR确定了在轨道上滑动的引导器引起的摩擦力。A，B，D，E，和F的大小和比率确定了在轨道上的导引器的作用产生的阻尼特性。阻尼抵消了皮带工作时的带振荡。当皮带加载或卸载时，非常有利的是在某些情况下具有不同的阻尼特性。这点是作为非对称性已知的和它能够借助A，B，D，E和F之间比率的设计容易地控制。这种关系式说明如下带加载条件FR(17)-FR(7)＝0FS-阻尼(7)-阻尼(17)-FB＝0FS*A-FR(17)*D-阻尼(17)*F+阻尼(7)*(E-F)-FR(7)*CB-D＝0总阻尼I＝阻尼(7)+阻尼(17)带卸载条件FR(17)-FR(7)＝0FS+阻尼(7)+阻尼(17)-FB＝0FS*A-FR(17)*阻尼(17)*阻尼(7)*(E-F)-FR(7)*(B-D)＝0总阻尼II＝阻尼(7)+阻尼(17)阻尼的非对称性非对称性＝(总阻尼II/总阻尼I)在工作时，一个皮带在一个张紧度下沿一系列滑轮运行(图中未示出)导致一个带载荷FB施加在滑轮1上。弹簧11是预加载的，以产生一个弹簧力FS，它基本与带载荷FB大小相等和方向相反。扭力弹簧11通过凸轮体9和连杆8的工作抵抗载荷FB。
在优选的实施例中，连杆是连接至凸轮体9，从而使在连杆接触正切点P处的凸轮体半径R对于一个给定的带载荷FB处于最小值。随后，例如，当皮带的张紧减少或卸载时，以及因此皮带长度相对于滑轮2增加时，滑轮/壳体和引导器将沿着轨道7，17移动。在凸轮体上的扭力弹簧的工作引起连杆8沿着凸轮体部分地卷曲。在本实例中，在凸轮体上的连杆接触正切点P将由一个较小的半径位置移动至一个较大的半径位置，从而增加了连杆的力矩，以补偿由于凸轮体转动引起的弹簧扭矩相应的减少，因此，凸轮体可改变半径的作用引起一个恒定的力施加至壳体上，即使当壳体响应带载荷的改变而移动。这样导致一个恒定的载荷在越过壳体的运动的一个范围时保持在皮带上。
壳体3受约束借助导引器4和轨道7，17的协同工作沿着一个预定的路径移动，见图3。壳体3移动的距离和它移动的特性是弹簧常数和引导器和轨道的阻尼作用的函数，如这里所述。
图3是引导器和轨道在图2的直线3-3处的剖视图，引导器4包括倾斜的侧面41，42。轨道7，17可滑动地接合倾斜的侧面41，42和引导器4，从而约束引导器4和壳体3在一个预定的路径内移动。在优选的实施例中，优选的路径是沿着一个轴线基本平行于连杆8的一个轴线。轨道7，17和侧面41，42的摩擦系数可以由使用者从阻尼技术已知的各种材料选择，包括但不局限于尼龙6/6和尼龙4/6，并带有润滑剂。
图4是作用在轨道上的力的一个自由体示意图。反作用力为FR，如图2中所述。来自轨道的相反的力为R7，R17。垂直的分量为N7，N17。由带载荷引起的滑轮力为P7，P17。
图5是作用在引导器上的力的一个透视图。平衡的力矩TBal是等于TBal＝T＝(P17-P7)*B虽然这里说明的是本发明的一种单独的形式，对于那些技术熟练人员可以理解，在不脱离这里所述的精神和范围的条件下，在结构和有关部件方面可做出各种改变。
权利要求
1.一种张紧器，包括一个基座；一个壳体；一个在壳体和基座之间的机械接合，使壳体基本被约束，以便在一个预定的路径上移动；一个连杆，连接至壳体和连接至一个凸轮体，此凸轮体可转动地连接至基座；一个偏移元件，其一个末端连接至基座以及另一个末端连接至凸轮体；所述偏移元件抵抗凸轮体的转动运动；以及一个滑轮，枢轴接合至壳体。
2.按照权利要求1的张紧器，其特征在于，凸轮体还包括一个可改变的半径。
3.按照权利要求2的张紧器，其特征在于，在壳体运动的范围内的任何点处，一个基本恒定的力施加至壳体上。
4.按照权利要求3的张紧器，其特征在于，机械的接合包括一个第一支承元件，具有一个摩擦系数以及安装至基座；一个第二支承元件，具有一个摩擦系数，它以与第一支承元件的滑动接合安装至壳体。
5.按照权利要求4的张紧器，其特征在于，预定的路径基本是直线的。
6.按照权利要求5的张紧器，其特征在于，偏移元件包括一个扭力弹簧。
7.按照权利要求6的张紧器，其特征在于，还包括具有一个可改变的半径的凸轮体；以及连杆，连接至凸轮体，使在连杆接触的正切点P处的凸轮体的半径R在一个最大载荷时处于最小值。
8.按照权利要求7的张紧器，其特征在于还包括一对第一支承元件。
9.按照权利要求8的张紧器，其特征在于，每个第一支承元件是相对于滑轮的一个第一轴线彼此偏移的。
10.按照权利要求9的张紧器，其特征在于，每个第一支承元件是相对于滑轮的一个第二轴线彼此偏移的。
11.一种张紧器，它包括一个基座；一个壳体；一个在壳体和基座之间的机械接合，使壳体基本被约束，以便在一个预定的路径上移动；一个偏移元件，其一个末端连接至基座以及另一个末端连接至壳体；偏移元件，沿着一个轴线推动壳体以及抵抗壳体的一个移动，从而使一个基本恒定的力施加至壳体以抵抗一个带载荷，以及一个滑轮，以枢轴接合至壳体。
12.按照权利要求11的张紧器，其特征在于，所述机械的接合包括至少一个第一支承元件，安装至基座；一个第二支承元件以与第一支承元件滑动的接合安装至壳体。
13.按照权利要求12的张紧器，其特征在于，预定的路径是基本直线的。
14.按照权利要求13的张紧器，其特征在于，偏移元件包括一个弹簧。
15.按照权利要求14的张紧器，其特征在于，还包括一对第一支承元件，每个第一支承元件是相对于一个第一轴线和一个第二轴线彼此偏移的。
全文摘要
本发明包括一个张紧器，具有一个滑轮(1)，以枢轴接合至一个壳体(3)。壳体还包括一个引导器(4)。引导器滑动地接合至一个基座(6)上的轨道(7，17)。引导器和轨道约束壳体，以便在一个预定的直线的路径上移动。轨道是由被滑轮限定的两个轴线水平地偏移的。滑轮载荷也是由引导器的移动的轴线偏移的。引导器和轨道具有一个预定的摩擦系数，从而使累积的结果是一个非对称的阻尼作用。再者，一个连杆(8)连接在壳体和一个凸轮体(9)之间。凸轮体是可转动地连接至基座。一个偏移元件，比如一个扭力弹簧(11)偏移凸轮体，通过连杆抵抗带载荷。凸轮体的半径是可改变的，以便当张紧器滑轮响应一个载荷改变而移动时保持一个恒定的带载荷。
文档编号F16H7/12GK1549908SQ02816835
公开日2004年11月24日 申请日期2002年8月27日 优先权日2001年8月31日
发明者亚历山大·塞基, 阿里·坎贝罗格卢, 亚历山大 塞基, 坎贝罗格卢 申请人:盖茨公司