具有储能和阻尼特征的旋转张紧器制造技术

张紧器在第一层级中使用低刚度扭力弹簧且在第二层级中使用高刚度扭力弹簧来维持链条或者皮带中的张力。第一层级通过扭矩联轴器连接至第二层级。高刚度扭力弹簧在搁浅部与死止部之间维持在激励状态下以便储存能量以及在高负载下提供张力。在一些实施例中，扭矩联轴器是阻尼器。在其它实施例中，扭矩联轴器是离合器。一种方法在张紧器的高刚度扭力弹簧中储存能量。

Rotary tensioner with energy storage and damping characteristics

The tensioner uses a low stiffness torsion spring in the first level and uses a high stiffness torsion spring in the second level to maintain the tension in the chain or belt. The first level is connected to the second level by torque coupling. The high stiffness torsion spring is maintained in the excited state between the ground and dead ends to store energy and provide tension under high loads. In some embodiments, the torque coupling is a damper. In other embodiments, the torque coupling is a clutch. A method of storing energy in a high stiffness torsion spring of a tensioner.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及张紧器的领域。更加具体地，本专利技术涉及具有储能的张紧器。
技术介绍
在链条或者皮带的操作寿命期间，链条或者皮带会延长，从而导致松弛增加，并且链条或者皮带还遭受张力变化，这两种情况都会减小操作效率并且可以导致失去控制。张紧器用于与链条或者皮带的一部分接触以便在链条或者皮带的操作期间在该部分中维持张力。Lehtovaara等人于2011年3月8日发布的标题为“TensionerforaTimingChain”的美国专利第7,901,309号公开了一种具有基板和枢转臂的张紧器。枢转臂的一个端部枢转地安装至基板以便围绕第一轴线旋转。弹簧使枢转臂偏置以便在张紧方向上旋转。推杆组件枢转地安装至枢转臂的另一个端部。推杆组件可围绕平行于第一轴线延伸的第二轴线旋转。推杆组件与枢转臂摩擦地接合，从而生成抵消和抑制弹簧偏置的摩擦力。当张紧引导件被迫在张紧方向上旋转时，推杆的作用力矩臂使得该引导件朝着环形驱动器旋转。作用力矩臂在张紧行程的结束处比在该行程的开始处长得多。Wigsten等人于2011年11月8日发布的标题为“TensionerwithTwoWayDamper”的美国专利第8,052,559号公开了一种用于动力传动系统的张紧器，其中，两个张紧臂在操作上与动力传动系统的链条或者皮带的一部分接合。每个张紧臂的上端部均连接至双向阻尼器，该双向阻尼器枢转地安装在张紧臂的上端部之间。当达到预定链条张力过载阈值时，阻尼器允许张紧器用最小振荡和最小相变变化来调节链条中的张力。张力过载阈值是克服摩擦系数所需要的扭矩量。上述参考文献以引用的方式并入本文。
技术实现思路
张紧器在第一层级中使用低刚度扭力弹簧且在第二层级中使用高刚度扭力弹簧来维持链条或者皮带中的张力。第一层级通过扭矩联轴器连接至第二层级。高刚度扭力弹簧在搁浅部与死止部之间维持在激励状态下以便储存能量以及在高负载下提供张力。在一些实施例中，扭矩联轴器是阻尼器。在其它实施例中，扭矩联轴器是离合器。在一些实施例中，张紧器包括：第一层级、扭矩联轴器、以及第二层级。第一层级包括臂和低刚度扭力弹簧。该臂包括臂主体和第一搁浅部。臂主体具有第一端部，该第一端部从可围绕枢转轴线枢转的第二端部向外延伸，并且臂主体接收来自链条或者皮带的负载施加的扭矩。第一搁浅部平行于枢转轴线从臂主体延伸出去。低刚度扭力弹簧围绕枢转轴线安装并且具有第一端部，该第一端部与第一搁浅部接触以便抵制臂在第一方向上围绕枢转轴线的旋转。扭矩联轴器围绕枢转轴线安装并且接收来自第一层级的扭矩。第二层级接收由扭矩联轴器传递的扭矩。第二层级包括：第二层级壳体、高刚度扭力弹簧、死止部、以及第二搁浅部。第二层级壳体可围绕枢转轴线旋转并且具有弹簧夹。高刚度扭力弹簧可与第二层级壳体一起旋转。高刚度扭力弹簧具有：延伸通过弹簧夹的第一端部以及与该第一端部相对的第二端部。死止部不可相对于枢转轴线旋转，平行于枢转轴线延伸，并且当链条或者皮带没有向臂施加负载时与高刚度扭力弹簧的第一端部接触。第二搁浅部不可相对于枢转轴线旋转，平行于枢转轴线延伸，并且当链条或者皮带没有向臂施加负载时与高刚度扭力弹簧的第二端部接触。当链条或者皮带没有向臂施加负载时，高刚度扭力弹簧通过死止部和第二搁浅部保持在激励状态下。在一些实施例中，一种用于在张紧器的高刚度扭力弹簧中储存能量的方法包括：将高刚度扭力弹簧安装在张紧器的第二层级壳体中，以便使高刚度扭力弹簧的第一端部延伸通过第二层级壳体的弹簧夹。该方法还包括：激励高刚度扭力弹簧，并且将高刚度扭力弹簧的第一端部固定为与死止部接触、不可相对于枢转轴线旋转、并且平行于枢转轴线延伸，以及将高刚度扭力弹簧的第二端部固定为与第二搁浅部接触、不可相对于枢转轴线旋转、并且平行于枢转轴线延伸，从而当链条或者皮带没有向臂施加负载时，通过死止部和第二搁浅部将高刚度扭力弹簧保持在激励状态下。附图说明图1示出了在本专利技术的实施例中的旋转张紧器的组件的部分的示意透视图。图2示出了通过图1的组件的枢转轴线的示意截面图。图3示出了在本专利技术的另一个实施例中的旋转张紧器的组件的部分的示意透视图。图4示出了图3的组件的示意顶视图。图5示出了在本专利技术的另一个实施例中的旋转张紧器的组件的示意透视图。图6示出了图5的组件的通过图7的线6-6的示意截面图。图7示出了图5的组件的示意端视图。具体实施方式旋转机械张紧器可以用于维持链条或者皮带驱动器中的张力。该张紧器优选地包括第一层级和第二层级。第一层级用于使用低刚度扭力弹簧来收紧松弛。第二层级使用高刚度扭力弹簧来对抗来自链条或者皮带驱动器的高负载输入。高刚度扭力弹簧具有的弹簧刚度大于低刚度扭力弹簧的弹簧刚度。高刚度扭力弹簧的弹簧刚度优选地比低刚度扭力弹簧的弹簧刚度大约一个数量级。在一些实施例中，高刚度扭力弹簧与低刚度扭力弹簧的弹簧刚度比在8:1至12:1的范围内。在一些实施例中，该弹簧刚度比为约10:1。两个层级围绕共同轴线枢转并且通过扭矩联轴器进行连接。在一些实施例中，扭矩联轴器是离合器。在一些实施例中，该离合器是滑动离合器。在其它实施例中，该离合器是非滑动离合器。在其它实施例中，扭矩联轴器是阻尼器。在一些实施例中，该阻尼器是滑动阻尼器。在其它实施例中，该阻尼器是非滑动阻尼器。当链条或者皮带驱动器施加负载时，单向轴承锁定，从而允许通过离合器或者阻尼器将该负载从第一层级传递至第二层级。第二层级上的弹簧在搁浅部与死止部之间保持在激励状态下。当来自链条或者皮带驱动器的扭矩超过高刚度扭力弹簧扭矩时，第二层级使弹簧旋转离开死止部，从而增加张紧力。当来自链条或者皮带驱动器的扭矩小于高刚度扭力弹簧扭矩时，高刚度扭力弹簧不传递能量。在这些实施例中，高刚度扭力弹簧不向链条或者皮带驱动器传递负载，除非在响应于高驱动负载的情况下。阻尼优选地是通过在非常高负载下的滑动期间的摩擦以及在全负载下的滞后阻尼来提供。在一些实施例中，来自链条或者皮带驱动器的张力通过张紧器臂传递至阻尼器的提升臂。参照图1和图2，组件10包括第一层级20和第二层级30，该第一层级20和该第二层级30通过离合器组件40联接起来。在该实施例中，第一层级20和第二层级30处于堆叠配置中，其中，第一层级20相对于枢转轴线堆叠在第二层级30的顶部上，离合器组件40位于两个层级之间在枢转轴线上。第一层级20包括：垫圈21、单向轴承22、提升臂23、低刚度弹簧搁浅部24、以及低刚度扭力弹簧25。垫圈21优选地涂有聚四氟乙烯。第一层级20通过螺栓(未示出)通过第一层级20中的中心开口26附接至离合器组件40。第二层级30包括具有环状圆柱形腔室32的壳体31，该环状圆柱形腔室32接收高刚度扭力弹簧33。第二层级30还包括：在壳体31的壁中的弹簧夹34以及在壳体31的壁中的间隙窗口35以使高刚度弹簧33偏置至搁浅部。第二层级30壳体31在延伸到第二层级30中的中心开口36中的销钉或者螺栓(未示出)上旋转。用于高刚度弹簧33的高刚度弹簧搁浅部(未示出)和死止部(未示出)优选地安装至非旋转表面，张紧器安装至该非旋转表面。离合器42以低于使得离合器滑动所需要的扭矩的扭矩将来自第一层级20的扭矩传递至第二层级30。尽管未在图1和图2中示出，但高刚度弹簧搁浅部和死止部优选地以类似于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种张紧器，所述张紧器包括：第一层级(20、60、120)，所述第一层级(20、60、120)包括：臂(23、63、123)，所述臂(23、63、123)包括：具有第一端部的主体，所述第一端部从可围绕枢转轴线枢转的第二端部向外延伸，所述主体接收来自链条或者皮带的负载施加的扭矩；以及第一搁浅部(24、64、124)，所述第一搁浅部(24、64、124)平行于所述枢转轴线从所述主体延伸出去；以及低刚度扭力弹簧(25、125)，所述低刚度扭力弹簧(25、125)围绕所述枢转轴线安装并且具有第一端部，所述第一端部与所述第一搁浅部(24、64、124)接触以便抵制所述臂在第一方向上围绕所述枢转轴线的旋转；扭矩联轴器(40、80、140)，所述扭矩联轴器(40、80、140)围绕所述枢转轴线安装并且接收来自所述第一层级(20、60、120)的扭矩；以及第二层级(30、70、130)，所述第二层级(30、70、130)接收由所述扭矩联轴器(40、80、140)传递的扭矩，所述第二层级包括：第二层级壳体(31、71、131)，所述第二层级壳体(31、71、131)可围绕所述枢转轴线旋转，所述第二层级壳体具有弹簧夹(34、74、134)；高刚度扭力弹簧(33、133)，所述高刚度扭力弹簧(33、133)可与所述第二层级壳体(31、71、131)一起旋转，所述高刚度扭力弹簧具有：延伸通过所述第二层级壳体(31、71、131)的所述弹簧夹(34、74、134)的第一端部(151)以及与所述第一端部(151)相对的第二端部(150)；死止部(78、138)，所述死止部(78、138)不可相对于所述枢转轴线旋转，平行于所述枢转轴线延伸，并且当所述链条或者皮带没有向所述臂(23、63、123)施加负载时与所述高刚度扭力弹簧(33、133)的所述第一端部(151)接触；以及第二搁浅部(77、137)，所述第二搁浅部(77、137)不可相对于所述枢转轴线旋转，平行于所述枢转轴线延伸，并且当所述链条或者皮带没有向所述臂施加负载时与所述高刚度扭力弹簧(33、133)的所述第二端部(150)接触；其中，当所述链条或者皮带没有向所述臂(23、63、123)施加负载时，所述高刚度扭力弹簧(33、133)通过所述死止部(78、138)和所述第二搁浅部(77、137)保持在激励状态下。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.20 US 62/0395031.一种张紧器，所述张紧器包括：第一层级(20、60、120)，所述第一层级(20、60、120)包括：臂(23、63、123)，所述臂(23、63、123)包括：具有第一端部的主体，所述第一端部从可围绕枢转轴线枢转的第二端部向外延伸，所述主体接收来自链条或者皮带的负载施加的扭矩；以及第一搁浅部(24、64、124)，所述第一搁浅部(24、64、124)平行于所述枢转轴线从所述主体延伸出去；以及低刚度扭力弹簧(25、125)，所述低刚度扭力弹簧(25、125)围绕所述枢转轴线安装并且具有第一端部，所述第一端部与所述第一搁浅部(24、64、124)接触以便抵制所述臂在第一方向上围绕所述枢转轴线的旋转；扭矩联轴器(40、80、140)，所述扭矩联轴器(40、80、140)围绕所述枢转轴线安装并且接收来自所述第一层级(20、60、120)的扭矩；以及第二层级(30、70、130)，所述第二层级(30、70、130)接收由所述扭矩联轴器(40、80、140)传递的扭矩，所述第二层级包括：第二层级壳体(31、71、131)，所述第二层级壳体(31、71、131)可围绕所述枢转轴线旋转，所述第二层级壳体具有弹簧夹(34、74、134)；高刚度扭力弹簧(33、133)，所述高刚度扭力弹簧(33、133)可与所述第二层级壳体(31、71、131)一起旋转，所述高刚度扭力弹簧具有：延伸通过所述第二层级壳体(31、71、131)的所述弹簧夹(34、74、134)的第一端部(151)以及与所述第一端部(151)相对的第二端部(150)；死止部(78、138)，所述死止部(78、138)不可相对于所述枢转轴线旋转，平行于所述枢转轴线延伸，并且当所述链条或者皮带没有向所述臂(23、63、123)施加负载时与所述高刚度扭力弹簧(33、133)的所述第一端部(151)接触；以及第二搁浅部(77、137)，所述第二搁浅部(77、137)不可相对于所述枢转轴线旋转，平行于所述枢转轴线延伸，并且当所述链条或者皮带没有向所述臂施加负载时与所述高刚度扭力弹簧(33、133)的所述第二端部(150)接触；其中，当所述链条或者皮带没有向所述臂(23、63、123)施加负载时，所述高刚度扭力弹簧(33、133)通过所述死止部(78、138)和所述第二搁浅部(77、137)保持在激励状态下。2.根据权利要求1所述的张紧器，所述张紧器进一步包括：在所述臂(23、63、123)与所述扭矩联轴器(40、80、140)之间的单向轴承(22、62、122)，当所述链条或者皮带驱动器施加负载时，所述单向轴承(22、62、122)锁定，从而允许通过所述扭矩联轴器(40、80、140)将所述负载从所述第一层级(20、60、120)传递至所述第二层级(30、70、130)。3.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述扭矩联轴器是阻尼器(80)。4.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述扭矩联轴器是离合器(40、140)。5.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述臂(23、63、123)是提升臂，所述张紧器进一步包括张紧器臂，所述张紧器臂具有：第一端部、枢转地围绕所述枢转轴线安装的第二端部、以及与所述链条或者皮带接触的滑动表面，其中，所述张紧器臂被联接为将来自所述链条或者皮带施加的所述负载的扭矩传递至所述提升臂。6.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述臂(23、63、123)是张紧器臂，所述张紧器臂具有与所述链条或者皮带接触的滑动表面。7.根据权利要求1所述的张紧器，其中：所述第一层级(20、60、120)进一步包括壳体壁，所述壳体壁限定出所述弹簧夹(34、74、134)和间隙窗口(35、135)并且限定出腔室(32、132)；以及其中，所述高刚度扭力弹簧(33、133)维持在所述第一层级(20、120)的所述壳体的所述腔室(32、132)中，并且所述高刚度扭力弹簧(33、133)的所述第二端...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·R·西蒙斯，S·巴雷特，
申请(专利权)人：博格华纳公司，
类型：发明
国别省市：美国;US