Натяжное устройство
Изобретение относится к натяжному устройству и используется для создания предварительной нагрузки в системах ременной передачи. Натяжное устройство содержит вал (10), имеющий часть (12) вала, выполненную с возможностью зацепления с установочной поверхностью, поворотный рычаг (50), установленный на валу с возможностью поворота вокруг оси (А-А), пластину (70), жестко закрепленную на валу и расположенную на конце вала напротив части (12) вала, торсионную пружину (60), зацепленную между поворотным рычагом и пластиной для смещения поворотного рычага. Торсионная пружина расположена напротив части вала и непосредственно примыкает к пластине. Шкив (40) установлен на поворотном рычаге. Центр вращения поворотного рычага расположен эксцентрично относительно центра вращения пластины. Поворотный рычаг имеет ушко, которое взаимодействует с частью на пластине для указания относительного положения поворотного рычага относительно пластины во время установки, и часть для размещения инструмента на пластине для вращательного регулирования пластины во время установки. Изобретение позволяет поддерживать относительно постоянное натяжение ремня во всех диапазонах температуры двигателя и обеспечить средство компенсации динамических характеристик ремня и ременной передачи во время колебаний нагрузки. 5 з.п. ф-лы, 14 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к натяжному устройству, имеющему эксцентрично регулируемую верхнюю пластину и жестко соединенный вал и имеющему торсионную пружину, расположенную между верхней пластиной и поворотным рычагам напротив установочной поверхности.
Уровень техники
Натяжные устройства используются для создания предварительной нагрузки в системах ременной передачи. Это обеспечивает надлежащую рабочую нагрузку для ремня, когда он передает мощность от ведущей звездочки или шкива на ведомую звездочку или шкив.
Известные натяжные устройства со сдвоенным эксцентриком содержат больший кожух, поскольку они требуют элемента определения положения на основании, зацепленном с блоком двигателя для надлежащего выравнивания натяжного устройства на двигателе.
Из патента США 6464604 известно натяжное устройство для натяжения ведущих и ведомых элементов двигателя, таких как ремни или цепи. Согласно одному аспекту настоящего изобретения натяжное устройство сначала установлено так, что поворотная конструкция заведена за ее перпендикулярное угловое положение. Согласно другому аспекту настоящего изобретения натяжение, необходимое для перемещения поворотной конструкции до конца ее диапазона угловых положений, по меньшей мере, на 75% больше, чем в ее угловом положении на горячем двигателе. Согласно другому аспекту настоящего изобретения натяжное устройство имеет упор в положении его максимального перемещения, и натяжение, необходимое для перемещения поворотной конструкции в положение максимального перемещения, по меньшей мере, на 75% больше, чем в ее угловом положении на горячем двигателе. Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения натяжение, необходимое для перемещения поворотной конструкции в угловое положение потенциального перескока зубьев, больше, чем максимальное натяжение, которое способен создать двигатель.
Существует необходимость в натяжном устройстве, имеющем эксцентрично регулируемую верхнюю пластину и жестко соединенный вал и имеющем торсионную пружину, расположенную между верхней пластиной и поворотным рычагом напротив установочной поверхности. Настоящее изобретение направлено на удовлетворение этой необходимости.
Раскрытие изобретения
Основной аспект настоящего изобретения заключается в создании натяжного устройства, имеющего эксцентрично регулируемую верхнюю пластину и жестко соединенный вал и имеющего торсионную пружину, расположенную между верхней пластиной и поворотным рычагом напротив установочной поверхности.
Другие аспекты настоящего изобретения будут описаны ниже или станут очевидны из нижеследующего описания и приложенных чертежей.
Согласно настоящему изобретению предлагается натяжное устройство, содержащее вал, имеющий часть вала, выполненную с возможностью зацепления с установочной поверхностью, поворотный рычаг, установленный на валу с возможностью поворота вокруг оси, пластину, жестко закрепленную на валу и расположенную на конце вала напротив части вала, торсионную пружину, зацепленную между поворотным рычагом и пластиной для смещения поворотного рычага, при этом торсионная пружина расположена напротив части вала и непосредственно примыкает к пластине, шкив, установленный на поворотном рычаге, причем центр вращения поворотного рычага расположен эксцентрично относительно центра вращения пластины, при этом поворотный рычаг имеет ушко, которое взаимодействует с частью на пластине для указания относительного положения поворотного рычага относительно пластины во время установки, и часть для размещения инструмента на пластине для вращательного регулирования пластины во время установки.
Краткое описание чертежей
Приложенные чертежи, которые являются неотъемлемой частью настоящего описания, иллюстрируют предпочтительные варианты настоящего изобретения и вместе с описанием предназначены для пояснения принципов настоящего изобретения.
Фиг.1 представляет собой вид с пространственным разнесением элементов натяжного устройства согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 представляет собой вид сверху в перспективе узла втулки и верхней пластины.
Фиг.3 представляет собой вид снизу в перспективе поворотного рычага натяжного устройства.
Фиг.4 представляет собой вид сверху в перспективе поворотного рычага на валу.
Фиг.5 представляет собой вид сверху в перспективе верхней пластины и поворотного рычага.
Фиг.6 представляет собой вид сверху в перспективе натяжного устройства.
Фиг.7 представляет собой деталь, показанную на фиг.6.
Фиг.8 представляет собой вид сбоку детали, показанной на фиг.7.
Фиг.9 представляет собой вид сбоку натяжного устройства.
Фиг.10(a) представляет собой принципиальную схему принципа действия установки.
Фиг.10(b) представляет собой принципиальную схему принципа действия установки.
Фиг.10(c) представляет собой принципиальную схему принципа действия установки.
Фиг.10(d) представляет собой принципиальную схему принципа действия установки.
Фиг.10(e) представляет собой принципиальную схему принципа действия установки.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Фиг.1 представляет собой вид с пространственным разнесением элементов натяжного устройства согласно настоящему изобретению. Натяжное устройство 100 содержит вал 10, жестко соединенный с пластиной 70. Вал 10 не вращается. Часть 12 зацепляется с установочной поверхностью (не показана), а также служит для удержания элементов вместе между частью 12 и верхней пластиной 70.
Втулка 20 служит как подшипник трения и располагается между внешней поверхностью 11 вала 10 и поверхностью 51 отверстия поворотного рычага 50.
Подшипник 30 зацеплен с поворотным рычагом 50. Шкив 40 зацеплен с подшипником 30. Подшипник 30 может быть подшипником любого подходящего типа, включая шариковый подшипник, игольчатый подшипник и т.п. В этом варианте осуществления подшипник 30 представляет собой известный шариковый подшипник, имеющий внутреннее и наружное кольца. Шкив 40 вращается вокруг подшипника 30 на внешнем кольце подшипника.
Шкив 40 может содержать сталь или формованный пластик. Шкив 40 может содержать либо плоскую, либо зубчатую опорную поверхность 41 ремня.
Торсионная пружина 60 расположена между поворотным рычагом 50 и верхней пластиной 70, напротив части 12 вала на валу 10. А именно торсионная пружина 60 расположена напротив части вала и непосредственно примыкает к верхней пластине 70. Конец 61 зацепляется с поворотным рычагом 50. Конец 62 зацепляется с верхней пластиной 70. Торсионная пружина 60 смещает поворотный рычаг 50 для приложения нагрузки, создаваемой крутящим моментом, к ремню (не показан). Ремень зацепляется со шкивом 40.
Натяжное устройство не содержит основания позиционирования, известного в данной области техники, например, см. удлинение (70), описанное в патенте США 6149542. Отсутствие основания позиционирования позволяет натяжному устройству согласно настоящему изобретению располагаться на двигателе без необходимости в позиционировании на двигателе, а именно оно может быть расположено в любом положении. Это также устраняет необходимость в обеспечении позиционирования на двигателе, например, паза S, описанного в патенте США 6149542. Это усовершенствование является преимуществом для производителей двигателей.
Крепежный элемент 80 используется для закрепления натяжного устройства на установочной поверхности, такой как двигатель транспортного средства.
Фиг.2 представляет собой вид сверху в перспективе узла втулки и верхней пластины. Верхняя пластина 70 содержит упор 71, проходящий в осевом направлении, для зацепления с выступами 52, 53 на поворотном рычаге 50. Упор 71 ограничивает диапазон перемещения поворотного рычага 50. Конец 62 удерживается в пазу 72 в верхней пластине 70.
Отверстие 73, которое выровнено с осью B-B и содержит эксцентриковый элемент натяжного устройства, в верхней пластине 70 принимает крепежный элемент (не показан) для фиксации натяжного устройства на установочной поверхности. Отверстие 73 выровнено с отверстием 13 в валу 10 так, что крепежный элемент может быть введен через них. Поворотный рычаг 50 вращается вокруг оси A-A. Ось B-B расположена эксцентрично относительно оси A-A. Во время установки верхняя пластина 70 вращается вокруг крепежного элемента 80 на оси B-B, тем самым эксцентрично регулируя натяжное устройство.
Часть 75 для размещения инструмента используется для зацепления инструмента (не показан) с верхней пластиной 70 для регулирования натяжного устройства.
Фиг.3 представляет собой вид снизу в перспективе поворотного рычага натяжного устройства. Поверхность 54 зацеплена с подшипником 30. Поверхность 51 расположена эксцентрично относительно поверхности 54. Поверхность 51 коаксиально выровнена с поверхностью 11. Во время работы поворотный рычаг 50 вращается вокруг оси A-A. Выступ 53 ограничивает вращательное перемещение поворотного рычага 50.
Фиг.4 представляет собой вид сверху в перспективе поворотного рычага на валу. Элемент 80 зацепляется с витком пружины 60. Ушко 55 (указатель рычага) представляет собой средства указания положения и надлежащей установки поворотного рычага 50. Ушко 55 взаимодействует с частью 74 (указатель основания) в верхней пластине 70 для указания относительного положение поворотного рычага относительно верхней пластины 70.
В этом варианте осуществления вал 10 не является полым и имеющим центральное отверстие 13, как показано на фиг.1. Вместо этого отверстие 14 расположено в сплошном валу и эксцентрично выровнено с отверстием 73.
Фиг.5 представляет собой вид сверху в перспективе верхней пластины и поворотного рычага. Выступ 52 показан в зацеплении с упором 71. Выступ 52 известен также как «упор при холодном двигателе». Ушко 55 не выровнено с частью 74 для этого положения поворотного рычага.
Фиг.6 представляет собой вид сверху в перспективе натяжного устройства. Упор 71 расположен, по существу, между выступами 52, 53. С помощью расположенного наверху натяжного устройства ушко 55 и часть 74 хорошо видны во время установки и регулировки.
Фиг.7 представляет собой деталь, показанную на фиг.6. Ушко 55 показано выровненным с частью 74. В этой конфигурации упор 71 расположен номинально между выступами 52 и 53. Диапазон между выступами 52 и 53, также называемыми «упор при холодном двигателе» и «упор при горячем двигателе» соответственно, позволяет натяжному устройству вращаться для поддержания относительно постоянного натяжения ремня во всех диапазонах температуры двигателя, а также обеспечивает средство компенсации динамических характеристик ремня и ременной передачи во время колебаний нагрузки.
Фиг.8 представляет собой вид сбоку детали, показанной на фиг.7. Ушко 55 некопланарно (относительно плоскости, перпендикулярной оси A-A, фиг.9) с частью 74, таким образом, оно не мешает перемещению поворотного рычага 50.
Фиг.9 представляет собой вид сбоку натяжного устройства. Часть 75 для размещения инструмента используется для поворота вала 10 и верхней пластины 70 во время установки. Инструмент (не показан) может представлять собой любой хорошо известный гаечный ключ или храповый инструмент. Конструкция согласно изобретению также обуславливает более низкий или тонкий профиль или высоту натяжного устройства (H), чем у известных натяжных устройств.
Фиг.10(a) представляет собой принципиальную схему принципа установки. Место установки (IP) крепежного элемента находится там, где натяжное устройство привинчивается к установочной поверхности. Верхняя пластина 70 и вал 10 вращаются во время установки вокруг точки IP, также называемой осью B-B. Большой круг - это обозначение шкива 40. Центр вращения шкива 40 обозначен (PC), также называемый осью A-A. Поворотный рычаг 50 обозначен (PA). Верхняя пластина обозначена (TP). Относительное направление к ушку 55 обозначено (55). Относительное направление к части 74 обозначено (74). PA во время установки остается в закрепленном угловом отношении к (55). TP во время установки остается в постоянном угловом отношении к (74). Во время установки и регулирования верхняя пластина 70 поворачивается в направлении D с использованием инструмента, вставленного в часть 75 для размещения инструмента. Упор 71 зацеплен с выступом 52 («упор при холодном двигателе»). На фиг.10(a) показано натяжное устройство перед регулированием без ременной нагрузки и с зацеплением выступа 52 с упором 71 (фиг.5). Ремень обозначен B. Начальный зазор между шкивом 40 и ремнем B обозначен S. Ушко 55 и часть 74 имеют угловое разнесение α градусов, поскольку нет ременной нагрузки, а упор 71 зацеплен с выступом 52.
Фиг.10(b) представляет собой принципиальную схему принципа установки. На этом чертеже верхняя пластина 70 повернута вокруг IP (ось B-B) в направлении D, и зазор ремня B уменьшен на S'. Угол α не изменяется, так как ремень B не находится в контакте со шкивом 40.
Фиг.10(c) представляет собой принципиальную схему принципа установки. Шкив 40 находится в контакте только с ремнем B (S→0), и, таким образом, угол α не изменяется или не уменьшается.
Фиг.10(d) представляет собой принципиальную схему принципа установки. Верхняя пластина 70 частично повернута вокруг оси B-B, и угол α уменьшается до угла α'. Уменьшение угла означает, что ушко 55 и часть 74 выравниваются, так как верхняя пластина 70 поворачивается вокруг оси B-B. На этом чертеже упор 71 расцеплен с выступом 52 («упор при холодном двигателе») и перемещен в направлении «упора при горячем двигателе», а именно выступа 53. На этом чертеже ременная нагрузка увеличивается, так как верхняя пластина 70 вращается.
Фиг.10(e) представляет собой принципиальную схему принципа установки. Верхняя пластина сильнее повернута вокруг оси B-B, и угол α уменьшается (α→0°), таким образом, в основном, не возникает углового разнесения или возникает небольшое угловое разнесение между ушком 55 и частью 74, поэтому они выравниваются (фиг.7). Когда верхняя пластина поворачивается во время установки, скручивающий момент пружины и, тем самым, нагрузка ремня увеличивается посредством усилия торсионной пружины. Натяжное устройство устанавливается соответствующим образом в этой конфигурации. Усилие пружины равно нагрузке со стороны ремня. Крепежный элемент 80 может затем быть с усилием повернут вниз для того, чтобы завершить фиксацию натяжного устройства на установочной поверхности.
Упор 71 расположен, по существу, между выступами 52, 53. Выступ 53 также называется «упор при горячем двигателе».
Хотя выше была описана лишь одна форма настоящего изобретения, специалистам понятно, что в конструкцию и в связи между элементами могут быть внесены различные изменения, не выходящие за пределы объема и сущности настоящего изобретения.
1. Натяжное устройство, содержащее:
вал (10), имеющий часть (12) вала, выполненную с возможностью зацепления с установочной поверхностью;
поворотный рычаг (50), установленный на валу с возможностью поворота вокруг оси (А-А);
пластину (70), жестко закрепленную на валу и расположенную на конце вала напротив части вала;
торсионную пружину (60), зацепленную между поворотным рычагом и пластиной для смещения поворотного рычага, при этом торсионная пружина расположена напротив части вала и непосредственно примыкает к пластине;
шкив (40), установленный на поворотном рычаге, причем центр вращения поворотного рычага (А-А) расположен эксцентрично относительно центра вращения (В-В) пластины;
при этом поворотный рычаг имеет ушко (55), которое взаимодействует с частью (74) на пластине для указания относительного положения поворотного рычага относительно пластины во время установки; и
часть (75) для размещения инструмента на пластине для вращательного регулирования пластины во время установки.
2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее упор (71) на пластине для ограничения диапазона вращения поворотного рычага.
3. Устройство по п.2, дополнительно содержащее выступы (52, 53) на поворотном рычаге для взаимного зацепления с упором.
4. Устройство по п.1, дополнительно содержащее фрикционную втулку (20) между валом и поворотным рычагом.
5. Устройство по п.1, в котором вал содержит отверстие (13) для размещения крепежного элемента (80).
6. Устройство по п.1, в котором вал содержит отверстие (14) для размещения крепежного элемента.
