專利名稱：張緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種張緊裝置，而更具體地說(shuō)，涉及一種可用電學(xué)方法控制以便調(diào)節(jié)一種皮帶傳動(dòng)裝置中皮帶張力的電動(dòng)張緊裝置。
背景技術(shù)：
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)除了其它部件外還包括若干由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的附屬裝置。附屬裝置可以包括動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵，空調(diào)壓縮機(jī)，交流發(fā)電機(jī)等等。這些附屬裝置之中每個(gè)附屬裝置通常都具有一個(gè)皮帶輪，所述皮帶輪通過(guò)皮帶連接到發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸皮帶輪上。每個(gè)附屬裝置都隨著曲軸旋轉(zhuǎn)由皮帶驅(qū)動(dòng)。
為了有效地操作，必須將皮帶放在一定量的預(yù)加荷載或張力之下。這可以用一些已知的方法完成。其中一個(gè)附屬裝置上的活動(dòng)軸可以用機(jī)械方法調(diào)節(jié)以便張緊一個(gè)皮帶。另一種方法包括使用一種皮帶張緊裝置。
皮帶張緊裝置包括一個(gè)彈簧，所述彈簧將一個(gè)力傳送到一個(gè)杠桿臂上。杠桿臂通常包括一個(gè)軸頸連接于其上的皮帶輪。皮帶輪與待張緊的皮帶接觸。使用一個(gè)偏置件如張緊裝置中的彈簧，以便提供并保持皮帶張力荷載。皮帶荷載隨張緊裝置和傳動(dòng)裝置的幾何形狀，以及張緊裝置彈簧的彈簧剛度而變。
已使用了一些致動(dòng)器來(lái)控制張緊裝置的位置，并因此控制皮帶張力。例如，利用它們來(lái)調(diào)節(jié)主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪之間的相位差。控制信號(hào)由主動(dòng)皮帶輪與從動(dòng)皮帶輪相比的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位導(dǎo)出。
該技術(shù)的代表是授予Shiki等人的美國(guó)專利No.5,733,214(1998)，該專利公開了一種用于調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)中環(huán)形傳送皮帶張力的系統(tǒng)，其中包括一個(gè)控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于根據(jù)主動(dòng)皮帶輪和從動(dòng)皮帶輪之間的相位角調(diào)節(jié)要從張緊裝置施加到環(huán)形皮帶上的張力。
還可參考2002年5月15日申請(qǐng)的共同待批的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)No.10/147,032。
所需要的是一種電動(dòng)張緊裝置，所述電動(dòng)張緊裝置是可控制的，以便調(diào)節(jié)皮帶傳動(dòng)裝置上的皮帶張力。所需要的是一種具有一可調(diào)偏置件位置的電動(dòng)張緊裝置。所需要的是一種具有不對(duì)稱阻尼機(jī)構(gòu)的電動(dòng)張緊裝置。本發(fā)明滿足這些需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種可控制以便調(diào)節(jié)皮帶傳動(dòng)裝置上皮帶張力的電動(dòng)張緊裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有可調(diào)偏置件位置的電動(dòng)張緊裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有不對(duì)稱阻尼機(jī)構(gòu)的電動(dòng)張緊裝置。
本發(fā)明的另一些目的將通過(guò)下面本發(fā)明的說(shuō)明和附圖指出或者變得顯而易見。
本發(fā)明包括一種是可控制的用于調(diào)節(jié)皮帶張力的電動(dòng)張緊裝置。張緊裝置包括一個(gè)張緊裝置臂和一個(gè)彈簧。彈簧的一端連接到一個(gè)活動(dòng)件上，所述活動(dòng)件連接到一個(gè)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪箱上，因而彈簧位置是可調(diào)的。彈簧的另一端連接到一個(gè)阻尼機(jī)構(gòu)上，所述阻尼機(jī)構(gòu)本身又與張緊裝置臂接合。電機(jī)和齒輪箱按照從控制器接收的控制信號(hào)將活動(dòng)件定位，并因此將一個(gè)彈簧端部定位。彈簧端部位置決定了彈簧力，并因此決定了系統(tǒng)中的皮帶張力。阻尼機(jī)構(gòu)與張緊裝置主體摩擦式相互作用，以便阻尼張緊裝置臂的振蕩運(yùn)動(dòng)。


各附圖包括在說(shuō)明書中并構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，各附圖示出本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起，用來(lái)闡明本發(fā)明的原理，附圖中圖1是一種帶有本發(fā)明張緊裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)前透視圖。
圖2是帶有本發(fā)明張緊裝置的皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)布置的示意圖。
圖3是控制邏輯示意圖。
圖4是本發(fā)明的張緊裝置前側(cè)透視圖。
圖5是本發(fā)明的張緊裝置后側(cè)透視圖。
圖6是本發(fā)明的張緊裝置局部剖視圖。
圖7是本發(fā)明的張緊裝置前透視局部剖視圖。
圖8是本發(fā)明的張緊裝置側(cè)局部剖視圖。
圖9是活動(dòng)彈簧連接件的局部前透視圖。
圖10是張緊裝置底座和活動(dòng)彈簧連接件的局部前透視圖。
圖11是一個(gè)彈簧和張緊裝置底座的局部前透視圖。
圖12是本發(fā)明的張緊裝置局部剖視圖。
圖13是一種阻尼機(jī)構(gòu)詳圖。
圖14是圖13在線段14-14處的橫截面圖。
圖15是一種阻尼機(jī)構(gòu)詳圖。
圖16是圖15在線段16-16處的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是帶有本發(fā)明的張緊裝置的一種發(fā)動(dòng)機(jī)的前透視圖。張緊裝置100是用于發(fā)動(dòng)機(jī)E的前端附屬傳動(dòng)裝置(FEAD)中的一個(gè)元件部分。FEAD一般包括一個(gè)或多個(gè)由皮帶驅(qū)動(dòng)的附屬裝置。皮帶B順序繞過(guò)多個(gè)皮帶輪1，2，4，5，6。每個(gè)皮帶輪都通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸連接到一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)附屬元件上。例如，在圖1中，皮帶輪1連接到曲軸，皮帶輪2連接到一個(gè)交流發(fā)電機(jī)或者起動(dòng)發(fā)電機(jī)，皮帶輪4連接到一個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵，皮帶輪5連接到一個(gè)汽狀的冷凍劑壓縮機(jī)，和皮帶輪6連接到一個(gè)水泵上。皮帶輪3連接到本發(fā)明張緊裝置100的臂上。
圖2是帶有本發(fā)明的張緊裝置的皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)布置的示意圖。對(duì)圖1所描述的每個(gè)元件都在圖2中示意示出。張緊裝置100的臂101具有一個(gè)力矩M，以便控制皮帶張緊。
本發(fā)明的張緊裝置可以安裝在一個(gè)皮帶系統(tǒng)的任何跨距中。在FEAD系統(tǒng)中張緊裝置的位置取決于在特定FEAD系統(tǒng)中所包括的附屬裝置的數(shù)量和類型。例如，在一個(gè)特別要求的系統(tǒng)如起動(dòng)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中，本發(fā)明的張緊裝置可以安裝在直接鄰近起動(dòng)發(fā)電機(jī)“下游”的跨距上，如圖2中所示。當(dāng)然，本發(fā)明的張緊裝置可以安裝在FEAD系統(tǒng)的任何跨距中，并且它的位置將取決于元件的數(shù)量和類型。
當(dāng)在所述的位置中使用一先有技術(shù)的張緊裝置時(shí)，必須始終保持很高的皮帶張力，以便在不正確的機(jī)殼荷載情況下，也就是說(shuō)，在發(fā)電機(jī)/起動(dòng)器荷載處于高發(fā)動(dòng)機(jī)加速度的期間，保證正確的系統(tǒng)操作。
不像先有技術(shù)，本發(fā)明的張緊裝置連續(xù)地調(diào)節(jié)皮帶張力，以便在任何規(guī)定的時(shí)間里只提供用于正確的系統(tǒng)操作所必需的張力。本發(fā)明的張緊裝置在大多數(shù)操作條件(例如350N)的期間都可以在一低的皮帶張力下操作，同時(shí)只在如上所述的條件期間，亦即在起動(dòng)發(fā)電機(jī)荷載處在高發(fā)動(dòng)機(jī)加速度期間或者當(dāng)所有附屬裝置都加載時(shí)，才施加一個(gè)適當(dāng)?shù)母咂埩Α＿@能使高皮帶張力只是在需要時(shí)施加。同樣當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)斷開時(shí)，本發(fā)明的張緊裝置保持低的皮帶張力。以這種方式操作結(jié)果是皮帶、軸承，以及其它系統(tǒng)元件的使用壽命增加，因?yàn)樽畲髲埩χ皇窃谛枰獣r(shí)施加一短的時(shí)間。
圖3是控制邏輯示意圖。在邏輯框圖(A)中所示的輸入包括一些示例性的控制參數(shù)，所述控制參數(shù)由用戶建立或者由一個(gè)控制系統(tǒng)自動(dòng)地設(shè)定。例如，一種操作方式可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)，在所述發(fā)動(dòng)機(jī)之后意味著按照一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的操作參數(shù)(例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度或者荷載)設(shè)定偏置件位置，并因而設(shè)定皮帶荷載或者張力。對(duì)設(shè)定張緊裝置有用的另一個(gè)輸入是每個(gè)附屬裝置的荷載條件。當(dāng)然，可以選定另一些參數(shù)或變量，如從各附屬裝置荷載與環(huán)境溫度、節(jié)流閥位置、發(fā)動(dòng)機(jī)速度、制動(dòng)位置，開-關(guān)空調(diào)器信號(hào)等結(jié)合的一種組合中選擇。
皮帶滑移也可以作為確定皮帶工作張力的直接手段來(lái)測(cè)量。一種“低”張力將使皮帶能在一個(gè)皮帶輪上滑移。合適的皮帶張力防止皮帶在皮帶輪上滑移。皮帶滑移可以通過(guò)噪音排放，或者通過(guò)兩個(gè)或者多個(gè)附屬裝置之間的旋轉(zhuǎn)速度差檢測(cè)。在后一種情況下，對(duì)每個(gè)附屬裝置的旋轉(zhuǎn)軸都裝備儀表，以便檢測(cè)每個(gè)的軸速度。
在只有一個(gè)皮帶驅(qū)動(dòng)所有附屬裝置的FEAD系統(tǒng)中，只有需要最大皮帶張力把動(dòng)力傳送到所有系統(tǒng)元件的一種情況。當(dāng)所有附屬元件都滿負(fù)荷工件并且發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)歷高加速度時(shí)，就發(fā)生這種情況。這也相當(dāng)于對(duì)FEAD系統(tǒng)的最大皮帶張力要求。這個(gè)條件要求最大的皮帶張力并因此調(diào)節(jié)張緊裝置。隨著每個(gè)元件加載，皮帶張力遞增式增加，以便防止皮帶滑移和保持適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩承載能力。對(duì)每個(gè)不加載的附屬元件，或者隨著每個(gè)附屬元件卸載時(shí)，皮帶張力遞增式減小。
在邏輯框圖(B)中，各輸入變量通過(guò)系統(tǒng)控制邏輯分析。一種用來(lái)實(shí)施控制邏輯的示例性控制組件包括一種Micro LYNX4TM處理器?？刂平M件可由用戶編程序，并包括一個(gè)處理器和存儲(chǔ)器容量。在電機(jī)軸處的一個(gè)編碼器在每次軸旋轉(zhuǎn)一周都產(chǎn)生256個(gè)脈沖，這足夠用于設(shè)定一個(gè)皮帶張力，不過(guò)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以使用每次軸旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生或高或低的脈沖數(shù)。
處理器B利用來(lái)自A的輸入來(lái)計(jì)算所要求的皮帶張力。一旦計(jì)算出皮帶張力，處理器就計(jì)算偏置件的一端所要求的對(duì)應(yīng)于所要求的皮帶張力的位置。一般，皮帶張力隨著各附屬裝置接通而增加，以及隨著各附屬裝置斷開和/或隨著發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生加速和減速而減小。
隨后，控制邏輯將一個(gè)信號(hào)傳送到張緊裝置致動(dòng)器，在這種情況下，所述致動(dòng)器是電動(dòng)機(jī)C。操縱電動(dòng)機(jī)，以便將連接到齒輪箱D的偏置件端部適當(dāng)?shù)囟ㄎ?。一旦從傳感器接收到合適的反饋?zhàn)兞坷珉姍C(jī)電流E或者臂的位置F，電動(dòng)機(jī)就停止。
系統(tǒng)控制通過(guò)利用來(lái)自電機(jī)電流監(jiān)測(cè)器或傳感器E，以及來(lái)自臂位置監(jiān)測(cè)器或傳感器F的反饋來(lái)完成。電流傳感器和臂位置傳感器各用電學(xué)方法連接到控制器處理器上。臂位置傳感器可以是該技術(shù)中已知的許多這類位置傳感器的其中的任一種。
電流傳感器檢測(cè)電機(jī)的電流強(qiáng)度。電機(jī)電流強(qiáng)度增加超過(guò)一先有的或者穩(wěn)定狀態(tài)的值反映了臂荷載增加和皮帶張力的同等增加。電流強(qiáng)度從一先有的或者穩(wěn)定狀態(tài)的值下降反映了在張緊裝置臂上荷載下降和皮帶張力下降。這些信號(hào)中的每個(gè)信號(hào)都提供給控制器B。處理器將用于電流傳感器和臂位置的值與儲(chǔ)存在處理器中的超過(guò)/不足查對(duì)表進(jìn)行比較，以便一旦達(dá)到要求值就停止電機(jī)工作。若這些值超過(guò)要求值則可以切斷電機(jī)，以免損壞系統(tǒng)。
作為例子和不作為限制，本發(fā)明的張緊裝置和系統(tǒng)在約300N-700N的皮帶張力范圍內(nèi)工作。這相當(dāng)于一個(gè)彈簧連接件106基于張緊裝置臂長(zhǎng)度為75mm和皮帶輪直徑為76mm的旋轉(zhuǎn)角α為大約40°，見圖9。這些值是作為例子表示，而不是當(dāng)作限制。通過(guò)移動(dòng)彈簧連接件106，齒輪箱“卷繞”或者“松開”彈簧109，因而增加或者減少施加在張緊裝置臂和皮帶上的彈簧力。更具體地說(shuō)，300N的位置是隨彈簧剛度而變，并大約相當(dāng)于α＝0°的位置。700N的位置大約相當(dāng)于α＝40°的位置。彈簧剛度同樣可以向上向下調(diào)節(jié)，以便改變彈簧連接件106所必需的旋轉(zhuǎn)角α。
在工作中，張緊裝置提供一種皮帶張力以及阻尼。當(dāng)系統(tǒng)需要時(shí)，張緊裝置具有一個(gè)阻尼系數(shù)。在瞬時(shí)系統(tǒng)中，利用一個(gè)舉例的值大約為23％，并且是不對(duì)稱的。當(dāng)然，其它的阻尼系數(shù)也可以通過(guò)改變阻尼機(jī)構(gòu)表面108a的摩擦系數(shù)實(shí)現(xiàn)，見圖8。不對(duì)稱涉及在FEAD系統(tǒng)工作期間，阻尼系數(shù)在張緊裝置臂加載方向上比在張緊裝置臂卸載方向上大。加載方向與彈簧力的方向相反并具有增加張緊裝置臂上荷載的效果。卸載方向與加載方向相反。該系統(tǒng)也可以用不是不對(duì)稱的阻尼操縱，其中阻尼在加載方向上和卸載方向上大致相等。
圖4是本發(fā)明的張緊裝置前側(cè)透視圖。張緊裝置100包括張緊裝置主體102和張緊裝置臂101。皮帶輪105軸頸連接到張緊裝置臂101的一端上。皮帶輪105接合皮帶B，如圖2中所示。電動(dòng)機(jī)103固定到齒輪箱104的一端上。張緊裝置主體102連接到齒輪箱104的另一端上。
電動(dòng)機(jī)103包括一個(gè)具有電壓范圍為12-50V的DC(直流)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。作為例子和不作為限制，電動(dòng)機(jī)具有一連續(xù)轉(zhuǎn)矩為0.6Nm和一最大瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩為4.3Nm。齒輪箱具有一減速比為100∶1和最大轉(zhuǎn)矩為75Nm。電動(dòng)機(jī)的電氣要求由發(fā)動(dòng)機(jī)電氣系統(tǒng)，例如由一發(fā)動(dòng)機(jī)交流發(fā)電機(jī)或者發(fā)電機(jī)或者電池組提供。
圖5是本發(fā)明的張緊裝置的后側(cè)透視圖。皮帶輪105示出是自下支承的，但同樣也可以在張緊裝置臂101相對(duì)的表面上外伸，以便容納一種FEAD系統(tǒng)布置。
圖6是本發(fā)明的張緊裝置的局部剖視圖。彈簧連接件106連接到齒輪箱輸出軸107上。齒輪箱輸出軸107決定彈簧連接件106的位置。臂101上的支柱101a接合阻尼機(jī)構(gòu)108，見圖13和圖15。一個(gè)彈簧力通過(guò)阻尼件108與支柱101a的接觸傳送到臂101上。臂101與軸107同軸式對(duì)準(zhǔn)，并具有一個(gè)繞軸107旋轉(zhuǎn)的軸線。然而，臂101不受機(jī)械約束而與軸107同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
圖7是本發(fā)明的張緊裝置前透視局部剖視圖。彈簧109的一端與彈簧連接件106接合，見圖6和12。彈簧109的另一端與阻尼機(jī)構(gòu)108接合，見圖13和圖14。
彈簧109包括一個(gè)具有一預(yù)定速率的扭轉(zhuǎn)彈簧。彈簧剛度可以根據(jù)系統(tǒng)皮帶張力需要選定。樞軸110連接到張緊裝置底座102上。張緊裝置臂101可旋轉(zhuǎn)式與樞軸110接合，以便將皮帶荷載傳送到底座上。
圖8是本發(fā)明的張緊裝置局部側(cè)視圖。該圖示出了彈簧109相對(duì)于彈簧連接件106的取向。彈簧端部109b與彈簧連接件106接合。彈簧端部109a還與阻尼機(jī)構(gòu)108接合。阻尼機(jī)構(gòu)108在支柱101a處與臂101接合，見圖6。阻尼機(jī)構(gòu)表面108a摩擦式接合張緊裝置主體102的一個(gè)協(xié)同操作的弧形內(nèi)表面102a，見圖7。
圖9是活動(dòng)彈簧連接件的局部前透視圖。彈簧連接件106包括一個(gè)彈簧端部接收部分106a。接收部分106a包括一個(gè)槽或者溝槽106b，所述槽106b接合彈簧端部109b。齒輪箱輸出軸107連接到可旋轉(zhuǎn)件112上，彈簧連接件106連接到上述齒輪箱輸出軸107上。彈簧連接件106通過(guò)軸107的旋轉(zhuǎn)可以一個(gè)角運(yùn)動(dòng)α旋轉(zhuǎn)。根據(jù)彈簧卷繞方向，軸107可朝順時(shí)針?lè)较蚧蛘叱磿r(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。軸襯111在張緊裝置主體102內(nèi)的一個(gè)相應(yīng)的凹槽113中旋轉(zhuǎn)，見圖10。彈簧連接件106的角運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)或改變彈簧109的位置。朝第一方向的運(yùn)動(dòng)增加臂上的力并因而增加皮帶張力。彈簧連接件106朝與第一方向相反的方向運(yùn)動(dòng)降低了皮帶張力。根據(jù)彈簧109的卷繞方向，第一方向可以是順時(shí)針?lè)较蚧蛘呤欠磿r(shí)針?lè)较?。角運(yùn)動(dòng)α的范圍可以高達(dá)360°或者更大。
圖10是張緊裝置底座和活動(dòng)彈簧連接件的局部前透視圖。彈簧接收部分106a通過(guò)張緊裝置底座102底部中的弧形槽114伸入張緊裝置底座102中。因此彈簧接收部分106a是在弧形槽114內(nèi)部相對(duì)于張緊裝置主體102活動(dòng)。彈簧接收件106的這種活動(dòng)性能夠設(shè)定彈簧端部位置和彈簧力。這決定了張緊裝置臂的位置，張緊裝置臂的位置本身又決定了皮帶張力。張緊裝置100利用穿過(guò)裝配架115所加的螺紋緊固件固定到發(fā)動(dòng)機(jī)表面上。
圖11是彈簧和張緊裝置底座的局部前透視圖。示出彈簧109安裝在張緊裝置主體102中，同時(shí)其端部109b與彈簧接收部分106a接合。彈簧端部109a接合阻尼機(jī)構(gòu)108，見圖13和15。
圖12是本發(fā)明的張緊裝置的局部剖視圖。彈簧109的端部109b示出與彈簧接收部分106a接合。彈簧109的端部109a與一個(gè)可供選擇的阻尼機(jī)構(gòu)2000接合，見圖15，16。彈簧接收件106連接到可旋轉(zhuǎn)件112上，并因此連接到齒輪箱輸出軸107上。在這個(gè)圖12，和圖15，及圖16中所示的阻尼機(jī)構(gòu)是圖7，圖13和圖14中所示的阻尼機(jī)構(gòu)的一個(gè)可供選擇的實(shí)施例。
圖13是一種阻尼機(jī)構(gòu)的詳圖。阻尼機(jī)構(gòu)108包括阻尼帶1020。阻尼帶1020連接到阻尼瓦1010的外部弧形表面1040上。彈簧或者偏置件接收部分包括在阻尼瓦1010中的一個(gè)槽1030。接收部分或者槽1030接收彈簧109的彈簧端部109a，見圖11。表面1050接合彈簧的其中一部分線圈，以便在工作期間提供支承。阻尼帶1020包括一種塑料如尼龍，PA(聚丙烯酸酯)和PPA(己二酸聚丙烯酯)及它們的等效物。在圖6中所示的支柱101a根據(jù)彈簧卷繞的方向或者臂100的運(yùn)動(dòng)方向，在1060或者1070處接觸阻尼機(jī)構(gòu)108。通過(guò)阻尼機(jī)構(gòu)108和支柱之間的接觸，把產(chǎn)生皮帶張力的彈簧力從彈簧109傳送到臂101。摩擦表面108a接合張緊裝置底座102的內(nèi)部協(xié)同操作的表面102a。這個(gè)實(shí)施例包括如在本說(shuō)明書中其它部分所述的不對(duì)稱阻尼特性。本文所描述的阻尼結(jié)構(gòu)也在2002年5月15日申請(qǐng)的共同待批的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)No.10/147,183中作了說(shuō)明，上述文件包括在本文中作為參考文獻(xiàn)。
圖14是圖13在線段A-A處的橫截面圖。環(huán)形切口1060繞外部弧形表面1040的外周邊延伸。凸緣或突起1070繞阻尼瓦1010的部分圓周延伸。環(huán)形切口1060與突起1070組合用來(lái)將阻尼帶1020用機(jī)械方法固定到阻尼瓦1010上。
圖15是一種阻尼機(jī)構(gòu)的詳圖。阻尼機(jī)構(gòu)2000包括第一弧形件2100和第二弧形件2200。第一弧形件具有一個(gè)彈簧端部109a接合到其中的彈簧端部接收部分或者槽2110。彈簧端部109a在兩位置，亦即在2501和2502處接合槽2110。這樣的結(jié)果是產(chǎn)生一個(gè)法向力來(lái)使阻尼機(jī)構(gòu)弧形件2100貼著底座內(nèi)表面102a。這個(gè)實(shí)施例包括如本說(shuō)明書中其余部分所描述的不對(duì)稱阻尼特性。
關(guān)于彈簧端部109a，參見圖13，彈簧端部109a用與這個(gè)圖15中所描述的相同的方式接合槽1030。
彈簧接收部分的壁在彈簧接觸區(qū)處具有最大厚度2110a來(lái)增加強(qiáng)度。壁2110a當(dāng)它朝兩個(gè)方向延伸時(shí)可以從接觸區(qū)朝一個(gè)方向或者朝兩個(gè)方向成錐形。本文所述的阻尼機(jī)構(gòu)在2002年5月15日所申請(qǐng)的共同待批的美國(guó)專利系列號(hào)No.10/147,183中也作了描述，上述文件包括在本文中作為參考文獻(xiàn)。
第一弧形件2100包括一個(gè)固定到阻尼瓦2120上的阻尼帶2130。第二弧形件2200包括一個(gè)固定到阻尼瓦2140上的阻尼帶2150。
第一弧形件2100在一個(gè)接觸點(diǎn)2160處與第二弧形件2200成樞轉(zhuǎn)接觸。接觸點(diǎn)2160包括阻尼瓦2120的端部2280和阻尼瓦2140的端部2190。接觸點(diǎn)2160可以按照用戶的需要跨過(guò)每個(gè)阻尼瓦的寬度W從最小半徑r變動(dòng)到最大半徑。
弧形件2200的端部2170處于與臂101上的支柱101a接觸，見圖12和圖6。這種安排結(jié)果是弧形件2200比弧形件2100能經(jīng)受更大的荷載。
為了達(dá)到所要求的不對(duì)稱阻尼系數(shù)，將各弧形件之間的接觸點(diǎn)2160設(shè)置在距杠桿臂旋轉(zhuǎn)軸線R-R一預(yù)定的徑向距離r處。接觸點(diǎn)2160的最小半徑位置r導(dǎo)致阻尼機(jī)構(gòu)的最高不對(duì)稱阻尼系數(shù)。接觸點(diǎn)2160可以設(shè)置在最大外部半徑2880處，上述最大外部半徑2880與上述最小半徑位置r相比，產(chǎn)生較小的不對(duì)稱阻尼系數(shù)。
在一可供選擇的實(shí)施例中，第一弧形件2100的端部2180處于與第二弧形件端部2170接觸。然后支柱101a在點(diǎn)2160處處于與弧形件2200接觸。在這個(gè)可供選擇的實(shí)施例中，使用一種具有一線圈卷繞方向與用于圖12和圖15所示實(shí)施例的線圈卷繞方向相反的彈簧。因此，通過(guò)轉(zhuǎn)換從第一弧形件的一端2180和第二弧形件到另一端2160的弧形件之間的接觸點(diǎn)，可以使用一種具有相對(duì)卷繞的扭轉(zhuǎn)彈簧。
阻尼帶2130，2150用摩擦材料如塑料，酚醛塑料和金屬粒子制成。阻尼帶2300，2150的工作面2300，2310在加壓下分別與張緊裝置102a底座表面102a可滑動(dòng)地接合，見圖12。隨著阻尼帶在張緊裝置底座表面上的滑動(dòng)，產(chǎn)生一個(gè)摩擦阻尼力。
阻尼瓦2120，2130每個(gè)都由結(jié)構(gòu)材料如鋼，模制塑料或它們的等效物制成。每個(gè)阻尼瓦都可以利用粉末金屬成形，模壓成形，注射成形或類似方法制造?？梢允褂玫牟牧习ㄤ?，鋁(用于低荷載部分)，帶有各種填料的熱塑性塑料，以及它們的等效物。
第二弧形件的阻尼帶2150具有一材料厚度大于第一部分的阻尼帶2130。這具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，首先，可以實(shí)現(xiàn)增加的彈簧鉤起尺寸(和彈簧厚度)，因此可以使用具有較大彈簧剛度的彈簧。較大彈簧剛度的彈簧導(dǎo)致產(chǎn)生較大皮帶張力的能力。其次，因?yàn)樽枘釞C(jī)構(gòu)的第二部分2200具有比第一部分2100高的荷載，所以減小第一阻尼帶2130的厚度將使兩部分的耐久性和耐用時(shí)間相等。
圖16是圖15在線段16-16處的橫截面圖。環(huán)形切口2210繞阻尼瓦2120的外周邊延伸。突起2220繞阻尼瓦2120的一部分圓周延伸。環(huán)形切口2230繞阻尼瓦2140的外周邊延伸。突起2240繞阻尼瓦2140的一部分圓周延伸。每個(gè)環(huán)形切口2210，2230與每個(gè)突起2220，2240的組合，分別用來(lái)將每個(gè)阻尼帶2130，2150用機(jī)械方法固定到每個(gè)阻尼瓦2120，2140上。
盡管本文已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的一些形式，但對(duì)本專業(yè)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，很顯然，在不脫離本文所述的精神和范圍的情況下，可以在各部件的構(gòu)造和關(guān)系方面進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種張緊裝置，包括一個(gè)底座；一個(gè)臂，所述臂與所述底座樞轉(zhuǎn)式接合；一個(gè)皮帶輪，所述皮帶輪的軸頸與所述臂連接；一個(gè)偏置件；一個(gè)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)件，所述驅(qū)動(dòng)器構(gòu)件連接到所述偏置件上，因而上述偏置件的位置是可調(diào)的；該偏置件連接到一個(gè)阻尼件上；所述阻尼件與上述臂接合，并且與所述底座擦地接合，以便抑制臂的運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器構(gòu)件還包括一個(gè)致動(dòng)器。
3.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器構(gòu)件包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)。
4.如權(quán)利要求3所述的張緊裝置，其特征在于所述阻尼件包括一個(gè)弧形表面，所述弧形表面與底座的弧形表面摩擦接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的張緊裝置，其特征在于所述阻尼件具有一個(gè)阻尼系數(shù)。
6.如權(quán)利要求3所述的張緊裝置，其特征在于還包括一個(gè)控制器，所述控制器用于處理來(lái)自一個(gè)傳感器的輸入信號(hào)，及用于產(chǎn)生和傳送一個(gè)控制信號(hào)到所述電動(dòng)機(jī)，因而控制臂的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的張緊裝置，其特征在于還包括一個(gè)用于檢測(cè)臂的位置的傳感器；并且該傳感器連接到所述控制器上。
8.如權(quán)利要求7所述的張緊裝置，其特征在于還包括一個(gè)用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)電流強(qiáng)度的傳感器，并且該傳感器連接到所述控制器上。
9.一種張緊裝置，包括一個(gè)底座；一個(gè)臂，所述臂與所述底座樞轉(zhuǎn)式接合；一個(gè)皮帶輪，所述皮帶輪的軸頸與所述臂連接；一個(gè)偏置件，所述偏置件具有接合到一個(gè)阻尼件上的一個(gè)端部；一個(gè)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)件，所述驅(qū)動(dòng)器構(gòu)件這樣連接到所述偏置件的另一端上，以使偏置件位置可通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)件的角運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)；并且所述阻尼件與上述臂接合，并與所述底座摩擦式接合，以便抑制臂的運(yùn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求9所述的張緊裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器構(gòu)件包括一個(gè)控制器，所述控制器產(chǎn)生一個(gè)用于調(diào)節(jié)偏置件位置的信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的張緊裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)器構(gòu)件包括一個(gè)傳輸部分；及一個(gè)電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)連接到上述傳輸部分上。
12.如權(quán)利要求11所述的張緊裝置，其特征在于還包括一個(gè)電動(dòng)機(jī)電流強(qiáng)度監(jiān)測(cè)器；及該電動(dòng)機(jī)電流強(qiáng)度監(jiān)測(cè)器連接到所述控制器上，固而控制所述電動(dòng)機(jī)工作。
13.如權(quán)利要求11所述的張緊裝置，其特征在于還包括一個(gè)臂位置監(jiān)測(cè)器，所述臂位置監(jiān)測(cè)器用于檢測(cè)臂的位置；及該臂位置監(jiān)測(cè)器連接到所述控制器上，因而控制臂的位置。
14.如權(quán)利要求10所述的張緊裝置，其特征在于所述阻尼件包括一個(gè)非對(duì)稱阻尼系數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的張緊裝置，其特征在于所述非對(duì)稱阻尼系數(shù)包括一個(gè)在臂加載方向上比在臂卸載方向上大的阻尼系數(shù)。
全文摘要
電動(dòng)張緊裝置(100)，可控制用于調(diào)節(jié)皮帶張力。張緊裝置(100)包括張緊裝置臂(101)和彈簧(109)。彈簧(109)的一端連接到活動(dòng)件上，活動(dòng)件連接到由電動(dòng)機(jī)(103)驅(qū)動(dòng)的齒輪箱(104)上，可調(diào)節(jié)彈簧位置。彈簧(109)的另一端連接到阻尼機(jī)構(gòu)(108)，該阻尼機(jī)構(gòu)(108)本身又與張緊裝置臂(101)接合。電動(dòng)機(jī)(103)和齒輪箱(104)按照從控制器接收的控制信號(hào)將活動(dòng)件定位，并因此將彈簧(109)端部定位。彈簧(109)端部位置決定彈簧(109)的力及系統(tǒng)中的皮帶張力。阻尼機(jī)構(gòu)與張緊裝置主體(102)摩擦式相互作用，以阻尼張緊裝置臂(101)的振蕩運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)F16H7/08GK1703593SQ200380101137
公開日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2003年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月10日
發(fā)明者I·阿里, A·德克, A·瑟克 申請(qǐng)人:蓋茨公司