專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)傳動裝置的張緊裝置組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及張緊裝置組件，尤其涉及用于發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)附件傳動裝置的張緊裝置 組件。
背景技術(shù)：
帶傳動系統(tǒng)用于操作與汽車發(fā)動機相關(guān)的輔助部件。例如，帶傳動系統(tǒng)用于驅(qū)動 復(fù)雜的氣門機構(gòu)、平衡軸、油泵、高壓燃料噴射泵和水泵。在增大的封裝復(fù)雜性和其對帶傳 動裝置的布置和設(shè)計的影響的前提下，利用專用的張緊系統(tǒng)來保證帶傳動系統(tǒng)的整體功能 效果。通常的張緊系統(tǒng)包括帶傳動張緊裝置和張緊裝置臂，該張緊裝置臂沿接合長度接合 帶以在帶上建立初始的所需張力。一段時間后，隨著帶傳動系統(tǒng)的帶的磨損，帶變得松弛。因為帶磨損了，所以張緊 系統(tǒng)就要可操作以去除傳動系統(tǒng)的松弛。通常，相對長的帶是必要的，這就需要能夠控制長 帶中的在帶松緊度方面更多的潛在變化的張緊系統(tǒng)。一種類型的張緊系統(tǒng)是帶有內(nèi)摩擦緩 沖器的盤繞螺旋彈簧，該內(nèi)摩擦緩沖器可操作以緩沖旋轉(zhuǎn)運動。另一種類型的張緊系統(tǒng)是 與液壓緩沖器同心的線性線圈系統(tǒng)(coil system)。在上述這些類型的張緊系統(tǒng)中，張緊彈 簧工作的運動(無論是旋轉(zhuǎn)的還是線性的)范圍都與緩沖器相同。在帶有旋轉(zhuǎn)帶傳動系統(tǒng)的帶式交流電機起動機類型的混合動力系統(tǒng)中，可以通過 借助帶驅(qū)動發(fā)動機曲軸來控制電動機/發(fā)電機以啟動發(fā)動機。帶可能承受大的動態(tài)力。張 緊系統(tǒng)在張緊相對長的帶的同時必須充分地緩沖這些力。

發(fā)明內(nèi)容
提供了用于環(huán)形傳動元件的張緊裝置系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過分離的張緊部件和緩沖部 件利用了旋轉(zhuǎn)運動和線性緩沖。傳動元件可以是帶或鏈。張緊裝置組件包括與一段傳動元 件接觸并借助該傳動元件可轉(zhuǎn)動的可轉(zhuǎn)動元件，和支撐所述可轉(zhuǎn)動元件以在其上轉(zhuǎn)動的第 一連桿?？赊D(zhuǎn)動元件可以是帶輪、鏈輪或齒輪。扭簧可操作地將第一連桿連接至基體以相 對于該基體繞樞轉(zhuǎn)點樞轉(zhuǎn)。扭簧被構(gòu)造成在張緊傳動元件的方向上偏置可轉(zhuǎn)動元件。線性 緩沖器在離樞轉(zhuǎn)點一定距離處可操作地連接至第一連桿，諸如通過第二連桿或杠桿臂，并 且該線性緩沖器固定連接到基體以緩沖第一連桿的樞轉(zhuǎn)運動。因此，扭簧和緩沖器彼此分 離且能夠在不同的運動范圍上工作。通過選擇適合于希望的操作參數(shù)的彈力并通過選擇維 持相對短的緩沖器移動范圍的杠桿臂的長度來實現(xiàn)張緊功能的彈性范圍，而不會折衷系統(tǒng) 緩沖。通過利用杠桿臂的機械效益使相對短的緩沖器移動范圍具有高緩沖能力。緩沖元件 不會被為保持并收縮線性彈簧所需的結(jié)構(gòu)所累，這對彈簧張緊裝置來說是典型的。緩沖元 件的長度不受彈簧線直徑的制約，并且因此緩沖元件的長度可能更短，需要更小的封裝外 殼。張緊裝置組件在發(fā)動機組件上的可獲得的封裝空間內(nèi)在安裝和取向方面具有更大的靈 活性。張緊裝置組件可以是用于動力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)附件傳動裝置的一部分，該動力系統(tǒng)帶
4有發(fā)動機和用于啟動發(fā)動機的電動機/發(fā)電機。例如，傳動元件可以是與可轉(zhuǎn)動元件(可 轉(zhuǎn)動元件可以是張緊裝置帶輪)、電動機/發(fā)電機帶輪和曲軸帶輪接觸的帶。當(dāng)利用電動機 /發(fā)電機通過傳動帶啟動發(fā)動機時，張緊裝置組件張緊帶并緩沖帶上的動態(tài)負載。從以下的對實現(xiàn)本發(fā)明的最優(yōu)模式的詳細描述并參考附圖，容易明白本發(fā)明的以 上特征和優(yōu)點以及其它特征和優(yōu)點。


圖1是帶有旋轉(zhuǎn)附件傳動系統(tǒng)和作用在該系統(tǒng)上的張緊裝置組件的發(fā)動機的示 意性正視圖；圖2是相對于圖1中示出的位置旋轉(zhuǎn)了的圖1的張緊裝置組件的示意性正視圖； 并且圖3是圖1和2的張緊裝置組件的示意性的局部截面圖，沿圖2中示出的箭頭剖 開并示出了圍繞所述截面部分的張緊裝置組件的扭簧。
具體實施例方式參照附圖，其中在所有附圖中相同的參考數(shù)字指示相同的部件，圖1示出了動力 系10的一部分，動力系10包括帶有發(fā)動機氣缸體13的發(fā)動機12，發(fā)動機氣缸體13支撐帶 有曲軸帶輪16的曲軸14，曲軸帶輪16安裝在曲軸14上。電動機/發(fā)電機18 (由支撐電 動機/發(fā)電機帶輪20的電動機軸表示)安裝在發(fā)動機12上。各種用于附件和其它由發(fā)動 機驅(qū)動的部件的附加帶輪22、24、26、28也都支撐在發(fā)動機12上。傳動帶30相互連接所有 帶輪16、20、22、24、26和28，以在發(fā)動機12運行時使曲軸14驅(qū)動附件。而且，電動機/發(fā) 電機18可以作為電動機被操作以通過相互連接的帶輪20、16和傳動帶30轉(zhuǎn)動曲軸14以 啟動發(fā)動機12，諸如在冷啟動或混合操作模式中的重啟時。將驅(qū)動力分配給各種帶輪20、 22、24、26和28的傳動帶30的有效運行由張緊裝置組件34維持，張緊裝置組件34可操作 以維持適當(dāng)水平的帶張力并緩沖帶張力中的變化，如下面所描述。相互連接的帶輪16、20、 22、24、26、28、傳動帶30和張緊裝置組件34建立了有效的旋轉(zhuǎn)附件傳動裝置36，其中張緊 裝置組件34維持適當(dāng)?shù)膸埩Σ⑼ㄟ^與一段傳動帶30接觸的張緊裝置帶輪40進行緩沖。參照附圖2和3，以不同于圖1中示出的取向且更具體地示出了張緊裝置組件34。 張緊裝置組件34包括基體41，基體41可以大體上呈板狀，并具有與發(fā)動機氣缸體13 (未示 出)或其它結(jié)構(gòu)(例如前蓋或前托架等)上的開口或孔對齊的孔42，這樣基體41通過螺栓 44或其它連接裝置安裝到發(fā)動機，如圖1所示。參照圖2，張緊裝置組件34還包括第一連桿45，第一連桿45帶有本體部分46和 從本體部分延伸的樞轉(zhuǎn)臂48。樞轉(zhuǎn)臂48可以有凸出的加強肋或其它結(jié)構(gòu)特征(未示出)。 張緊裝置帶輪40安裝在樞轉(zhuǎn)臂48的末端部以使張緊裝置帶輪40通過傳動帶30相對于樞 轉(zhuǎn)臂48繞中心軸線自由轉(zhuǎn)動，該中心軸線延伸進圖2并由中心C表示。參照圖3，本體部分 46具有環(huán)形開口 50，環(huán)形開口 50構(gòu)造成安裝到基體41的環(huán)形伸出部52，以使第一連桿45 繞樞轉(zhuǎn)軸線P自由樞轉(zhuǎn)，樞轉(zhuǎn)軸線P延伸進圖2并在圖3中縱向地示出。張緊裝置組件34具有扭簧54形式的張緊部件和線性緩沖器或滑柱56形式的緩 沖部件，線性緩沖器或柱56遠離扭簧54。線性緩沖器56示出為液壓緩沖器，但可另選為鎖定型緩沖器。如本文所描述，分開張緊部件(即扭簧54)和緩沖部件(即線性緩沖器56) 會增加組裝靈活性并允許減小液壓緩沖器56的大小。扭簧54與樞轉(zhuǎn)軸線P同心纏繞并具有第一端部55和第二端部57，第一端部55固 定至本體部分46，第二端部57固定至基體41。雖然示出的是盤簧54，但是也可以使用扭力 桿型旋轉(zhuǎn)彈簧。扭簧54被纏繞以產(chǎn)生彈力SF，該彈力SF抵抗張緊裝置帶輪40上的動態(tài)的 帶力，由帶力F表示，帶力通過第一連桿45施加至扭簧54。與通常的扭簧張緊裝置組件不 同，在本體部分46和基體41之間沒有設(shè)置可操作以抵抗本體部分46和基體41之間的相 對移動的緩沖元件。代替的是，通過線性液壓緩沖器56提供緩沖，線性液壓緩沖器56通過 連接臂58與本體部分連接，連接臂58也被稱為杠桿臂或第二連桿。連接臂58繞樞轉(zhuǎn)軸線 P與張緊裝置帶輪40的中心軸線C成角度地隔開。連接臂58在樞轉(zhuǎn)點PP可樞轉(zhuǎn)地連接到 緩沖器56的第一部分60。因此，緩沖器56與樞轉(zhuǎn)點P間隔距離D。緩沖器56的第二部分 62通過第三連桿64固定至基體41，并且因此在基體41安裝在發(fā)動機氣缸體13上時第二 部分62固定連接在發(fā)動機氣缸體13上。液壓流體(其可以是液體或氣體，如空氣)填充 第一部分60和第二部分62之間的腔。當(dāng)?shù)谝贿B桿45由克服扭簧彈力SF的帶力F迫使繞樞轉(zhuǎn)軸線P樞轉(zhuǎn)時，導(dǎo)致第一 連桿45從用虛線示出的第一位置45A樞轉(zhuǎn)至圖2中用實線示出的第二位置，且整個張緊裝 置帶輪40從第一位置40A移動至圖2中示出的位置。連接臂58與樞轉(zhuǎn)的第一連桿45 — 起從第一位置58A轉(zhuǎn)動到圖2中示出的位置。這導(dǎo)致緩沖器56的第一部分60從用虛線指 示的第一位置60A平移至圖2中示出的位置。第一部分60的端61從61A指示的位置移動 到61指示的位置。因此第一部分60相對于第二部分62移動，腔66內(nèi)的液壓流體緩沖該移 動。通過從液壓緩沖器56去除張緊功能，并且代之以利用遠離的扭簧54提供張緊，緩沖器 56的整體直徑可以更小。此外，第一部分60A的移動距離Dl (即當(dāng)緩沖器從第一位置60A 移動到第二位置60時在樞轉(zhuǎn)點PP的位置之間)受整體距離D和扭簧54的彈簧常數(shù)影響。 連接臂58的長度，和整體長度D (連接臂58的長度是整體長度D的一部分)為緩沖力建立 機械效益以緩沖連桿45的運動。雖然具體描述了實現(xiàn)本發(fā)明的最優(yōu)模式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能認識到所附權(quán)利 要求的范圍內(nèi)的實施本發(fā)明的各種替代的設(shè)計和實施方式。
權(quán)利要求
一種用于環(huán)形傳動元件的張緊裝置組件，包括可轉(zhuǎn)動元件，其與一段所述傳動元件接觸并借助該傳動元件可轉(zhuǎn)動；第一連桿，其支撐所述可轉(zhuǎn)動元件以在其上轉(zhuǎn)動；基體；扭簧，其連接所述第一連桿以相對于基體繞樞轉(zhuǎn)點樞轉(zhuǎn)并被構(gòu)造成在張緊所述傳動元件的方向上偏置所述可轉(zhuǎn)動元件；和線性緩沖器，其在距所述樞轉(zhuǎn)點一定距離處可操作地連接至所述第一連桿并且該緩沖器還連接到所述基體，以緩沖所述第一連桿的樞轉(zhuǎn)運動。
2.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置組件，進一步包括第二連桿，其與所述可轉(zhuǎn)動元件成角度隔開地從所述第一連桿延伸；其中所述線性緩 沖器連接到所述第二連桿。
3.如權(quán)利要求2所述的張緊裝置組件，其中所述線性緩沖器具有連接至所述第二連桿 的第一部分和固定連接到所述基體的第二部分；并且其中所述緩沖器的線性移動距離是所 述扭簧的彈簧剛度和所述第二連桿從所述樞轉(zhuǎn)點到所述緩沖器的所述第一部分的距離的 函數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的張緊裝置組件，還包括第三連桿，其將所述基體連接至所述線性緩沖器的所述第二部分。
5.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置組件，其與發(fā)動機和電動機/發(fā)電機結(jié)合，并且其中所 述傳動元件可操作地將所述電動機/發(fā)電機連接至發(fā)動機以啟動所述發(fā)動機。
6.如權(quán)利要求5所述的張緊裝置組件，其中所述基體具有構(gòu)造成與發(fā)動機上的開口對 齊的孔，以將所述張緊裝置組件安裝至所述發(fā)動機。
7.一種用于環(huán)形傳動元件的張緊裝置組件，包括 基體；樞轉(zhuǎn)臂，其具有穿過所述基體的樞轉(zhuǎn)軸線；第一可轉(zhuǎn)動元件，其與一段所述傳動元件接觸并且遠離所述樞轉(zhuǎn)軸線地固定至所述樞 轉(zhuǎn)臂，該第一可轉(zhuǎn)動元件可借助所述傳動元件繞中心軸線轉(zhuǎn)動；扭簧，其將所述樞轉(zhuǎn)臂連接至所述基體且被構(gòu)造成具有彈力，該彈力迫使所述樞轉(zhuǎn)臂 以抵抗由所述第一可轉(zhuǎn)動元件上的驅(qū)動力引起的樞轉(zhuǎn)； 連接臂，其從所述樞轉(zhuǎn)臂延伸；和液壓緩沖器，其具有固定至所述連接臂的第一部分、固定至所述基體的第二部分、和緩 沖所述第一部分和第二部分的相對運動的液壓流體。
8.如權(quán)利要求7所述的張緊裝置組件，其中所述液壓張緊裝置的特征在于沒有線性彈
9.一種用于動力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)附件傳動裝置，該動力系統(tǒng)包括發(fā)動機和電動機/發(fā)電 機，包括曲軸帶輪、電動機/發(fā)電機帶輪、和張緊裝置帶輪； 與所述帶輪接觸的環(huán)形傳動帶； 樞轉(zhuǎn)臂，其支撐所述帶輪以在其上轉(zhuǎn)動；扭簧，其連接所述樞轉(zhuǎn)臂以相對于所述發(fā)動機繞樞轉(zhuǎn)點樞轉(zhuǎn)并且被構(gòu)造成在張緊所述傳動帶的方向上偏置所述帶輪；連接件，其從所述樞轉(zhuǎn)臂延伸；和線性液壓滑柱，其在距所述樞轉(zhuǎn)點一定距離處可操作地連接至所述連接件并且可操作 地固定連接到所述發(fā)動機，以在借助相互連接所述帶輪的所述傳動帶利用所述電動機/發(fā) 電機啟動所述發(fā)動機時，緩沖所述帶上的動態(tài)負載。
10.如權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)附件傳動裝置，還包括基體，其安裝至所述發(fā)動機；其中所述扭簧的一端固定連接至所述基體；并且其中所 述液壓滑柱通過所述基體固定連接至所述發(fā)動機。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于旋轉(zhuǎn)傳動裝置的張緊裝置組件。具體提供了一種用于環(huán)形傳動元件的張緊裝置組件，其通過分開的張緊部件和緩沖部件利用旋轉(zhuǎn)運動和緩沖。所述張緊裝置組件包括可轉(zhuǎn)動元件，其與一段所述傳動元件接觸并借助該傳動元件可轉(zhuǎn)動；和第一連桿，其支撐所述可轉(zhuǎn)動元件以在其上轉(zhuǎn)動。扭簧，其連接所述第一連桿以相對于基體繞樞轉(zhuǎn)點樞轉(zhuǎn)。所述扭簧被構(gòu)造成在張緊所述傳動元件的方向上偏置所述可轉(zhuǎn)動元件。線性緩沖器，其在距所述樞轉(zhuǎn)點一定距離處可操作地連接至所述第一連桿，諸如通過第二連桿或杠桿臂，并且該緩沖器還與所述基體連接以緩沖所述第一連桿的樞轉(zhuǎn)運動。
文檔編號F16H7/08GK101915157SQ20101011470
公開日2010年12月15日 申請日期2010年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月16日
發(fā)明者W·C·德內(nèi)什楚克 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司