УСТРОЙСТВО НАТЯЖЕНИЯ
TENSIONER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству натяжения и, более конкретно, к устройству натяжения, имеющему механизм демпфирования, поджимаемый радиально наружу в зацепление с внутренней поверхностью рычага, когда торсионная пружина нагружена в направлении размотки и поворотным движением демпфирующего механизма вокруг упора.
Уровень техники
Основной задачей устройства натяжения ремня является продление срока службы двигателя или ремня привода вспомогательных агрегатов двигателя. Наиболее типичным вариантом применения таких автоматических устройств натяжения является привод вспомогательных агрегатов, расположенных на переднем конце двигателя внутреннего сгорания автомобиля. Такой привод содержит шкивы для каждого агрегата, приводимого в действие ремнем, такого как кондиционер воздуха, водяной насос, вентилятор и генератор. Каждый из этих агрегатов требует приложения мощности, изменяющейся во время работы двигателя. Такие изменения мощности создают эффекты ослабления или натяжения на каждой ветви ремня между опорами. Устройство натяжения ремня используется для поглощения таких изменений мощности.
В уровне техники известен патент US 6609988, который раскрывает асимметричную демпфирующую систему устройства натяжения для ременных передач на двигателе внутреннего сгорания. Ремень соединен между ведущим шкивом на коленчатом валу двигателя и любым количеством ведомых шкивов. Каждый ведомый шкив соединен с вспомогательным агрегатом, таким как генератор, насос гидроусилителя руля, компрессор и т.п. Устройство натяжения установлено в любом месте перед первым компонентом с существенной эффективной инерцией в направлении движения ремня. Подпружинивающий элемент в устройстве натяжения используется для поддержания натяжения ремня. Устройство натяжения далее содержит демпфирующий механизм для гашения вибраций ремня, вызванных работой двигателя. Трение демпфирования устройства натяжения является неравным или асимметричным, в зависимости от направления движения рычага устройства натяжения. Во время ускорения трение демпфирования устройства натяжения в ненагруженном направлении существенно ниже, чем трение демпфирования в противоположном, или нагруженном, направлении, как это происходит во время замедления. Пониженное трение демпфирования во время ускорения позволяет рычагу устройства натяжения быстро регулировать увеличение длины ремня, вызванное ускорением. Более высокое трение демпфирования во время замедления не позволяет рычагу устройства натяжения отойти слишком далеко в нагруженном направлении, в результате чего могут возникнуть проскальзывание и шум. Асимметричное демпфирование также существенно уменьшает общие вибрации в ремне на всех фазах работы.
Имеется потребность в устройстве натяжения, содержащем механизм демпфирования, поджатый радиально наружу в зацепление с внутренней поверхностью рычага, когда торсионная пружина нагружена в направлении размотки и поворотным движением демпфирующего механизма вокруг упора. Настоящее изобретение удовлетворяет эту потребность.
Сущность изобретения
Основной аспект настоящего изобретения относится к созданию устройства натяжения, имеющего демпфирующий механизм, поджатый радиально наружу в зацепление с внутренней поверхностью рычага, когда торсионная пружина нагружена в направлении размотки и поворотным движением демпфирующего механизма вокруг упора.
Другие аспекты настоящего изобретения будут указаны или станут очевидны из нижеследующего описания и приложенных чертежей.
Устройство натяжения по настоящему изобретению содержит корпус (7), поворотный рычаг (1), шарнирно установленный на основании, торсионную пружину (9), находящуюся в зацеплении между основанием и поворотным рычагом, при этом торсионная пружина может нагружаться движением рычага в направлении размотки, демпфирующий механизм (8), фрикционно взаимодействующий с внутренней поверхностью (11) рычага, и запрессованный в основание, и далее опирающийся на упор (71), выполненный на основании, при этом демпфирующий механизм поджат радиально наружу в зацепление с внутренней поверхностью рычага, когда торсионная пружина нагружена в направлении размотки, и поворотным движением демпфирующего механизма вокруг упора (71).
Краткое описание чертежей
Сопроводительные чертежи, которые приложены к настоящему описанию и образуют его часть, иллюстрируют предпочтительные варианты настоящего изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципов настоящего изобретения.
Фиг.1 - поперечное сечение устройства натяжения.
Фиг.2 - разнесенный вид устройства натяжения.
Фиг.3 - вид сверху в сечении по линии 3-3 на фиг.1.
Фиг.4 - вид снизу в перспективе пружины и демпфирующего механизма.
Подробное описание предпочтительного варианта
На фиг.1 приведено сечение устройства натяжения. Рычаг 1 поворачивается вокруг оси 3. Ось 3 запрессована в основание 7. Втулка 2 с низким коэффициентом трения расположена между рычагом 1 и осью 3.
Рычаг 1 поджат торсионной пружиной 9 к ремню (не показан). Конец 91 пружины 9 находится в зацеплении с рычагом 1. Пружина 9 является пружиной из плоской полосы, однако можно использовать любую известную пружину, включая пружину из круглой проволоки или из проволоки любой другой формы сечения.
Ремень взаимодействует с ведомым шкивом 4. Ведомый шкив 4 содержит подшипник 10, который позволяет шкиву вращаться. Ведомый шкив 4 установлен на рычаге 1 через подшипник 10 и болт 6. Защитный экран 5 предотвращает попадание грязи в подшипник 10.
Конец 92 пружины 9 находится в зацеплении с демпфирующим механизмом 8. Демпфирующий механизм 8 содержит фрикционный материал 81. Фрикционный материал 81 включает любой известный фрикционный материал. Фрикционный материал 81 прикреплен к материалу элемента 82 рамы любым известным подходящим клеем. Элемент 82 рамы типично содержит изогнутый листовой материал, но может содержать любой другой подходящий жесткий материал. В предпочтительном варианте листовой материал содержит "тонкостенный" материал, например материал 20 калибра.
Для создания требуемого демпфирующего или противодействующего момента демпфирующий механизм 8 поджимается пружиной 9 к основанию 7, тем самым создавая реакцию, которая заставляет демпфирующий механизм 8 фрикционно сцепиться с рычагом 1. Это происходит потому, что при работе пружина 9 нагружается рычагом 1 в направлении разматывания. Когда пружина 9 разматывается, каждый виток расширяется наружу, тем самым поджимая демпфирующий механизм 8 во фрикционное зацепление с внутренней поверхностью 11 рычага 1.
На фиг.3 приведен вид сверху в сечении по линии 3-3 на фиг.1. При работе демпфирующий механизм нагружен в сжатом состоянии, тем самым позволяя использовать тонкостенную структуру. Более конкретно, пружина 9 удерживается сжатой между рычагом 1 и основанием 7, тем самым вжимая демпфирующий механизм 8 в основание 7.
Фрикционный материал 81 типично проходит по дуге α, равной от приблизительно 120° до приблизительно 200°. В предпочтительном варианте длина дуги составляет приблизительно 180°.
Пружина 9 прижимает демпфирующий механизм 8 в зацепление с упором 71 в основании 7. Упор 71 расположен так, чтобы контактировать с демпфирующим механизмом в радиально внутренним участке 83 на радиусе R. Радиус R позволяет упору 71 иметь достаточный зазор от рычага 1, в то же время удерживая упор 71 радиально внутри по сравнению с положением демпфирующего механизма 8.
Зацепление упора 71 с участком 83, таким образом, улучшает характеристики демпфирующего механизма при движении радиально наружу во время работы, поскольку упор 71 работает как ось. Более конкретно, сила F пружины, прилагаемая концом 92 к демпфирующему механизму 8, генерирует крутящий момент вокруг упора 71, который, в свою очередь, заставляет демпфирующий механизм 8 поворачиваться вокруг упора 71.
Внешняя поверхность пружины 9 радиально поддерживает и прижимает демпфирующий механизм 8 и тем самым фрикционный материал 91 радиально наружу в контакт с внутренней поверхностью 11 рычага 1 для создания фрикционного демпфирования. Фрикционное демпфирование гасит колебательные движения рычага 1, когда устройство натяжения находится в работе.
Основание 7 жестко установлено на двигателе (не показан) с помощью болта, проходящего сквозь отверстие 31.
На фиг.4 показан вид снизу в перспективе пружины и демпфирующего механизма. Конец 92 находится в зацеплении с элементом 82 рамы непосредственно напротив участка 83. Диаметр витка 93 несколько превышает диаметр витка 94. Это позволяет вставить конец 92 пружины в элемент 83 рамы. Разница в диаметре витка 93 по сравнению с витком 94 приблизительно равна толщине материала элемента 82 рамы. Виток 94 далее поддерживается за счет того, что опирается на участок 83. Конец 92 также прижимается вдоль длины рамы 82, тем самым поджимая демпфирующий механизм 8 и материал 81 во фрикционный контакт с основанием 7 (не показано).
Хотя выше была описана одна форма настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что в конструкцию и соотношение деталей и в способ могут быть внесены изменения, не выходящие за пределы идеи и объема защиты описанного изобретения.