ОРБИТАЛЬНОЕ НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2018 года по МПК F16H7/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к натяжному устройству и, в частности, к орбитальному натяжному устройству, имеющему опорный элемент, зацепленный с основанием и вращающийся вокруг первой оси, поворотный кронштейн, поворачивающийся вокруг второй оси, причем вторая ось перемещается по окружности вокруг первой оси.

Уровень техники

Натяжные устройства для ремня используются для передачи нагрузки на ремень. Обычно ремень используется в двигателях для приведения в движение различных вспомогательных устройств, относящихся к двигателю. Например, компрессор кондиционирования воздуха и генератор переменного тока являются двумя из вспомогательных устройств, которые могут приводиться в движение системой ременного привода. Натяжное устройство для ремня может включать в себя шкив, установленный на кронштейн, который поворачивается относительно основания. Пружина соединена между кронштейном и основанием. Пружина может также зацепляться с демпфирующим механизмом. Демпфирующий механизм может включать в себя фрикционные поверхности в контакте друг с другом. Демпфирующий механизм демпфирует колебательное движение кронштейна, вызванное работой ременного привода. Это в свою очередь увеличивает ожидаемый срок службы ремня и ожидаемый срок службы натяжного устройства за счет минимизации износа подвижных элементов.

Двусторонние натяжные устройства использовались для одиночных ременных приводов, которые имеют переменные нагрузки, при применении стартера-генератора, для натяжения каждого или обоих из двух участков одного и того же ремня. Поскольку такие натяжные устройства работают совместно с единственным ремнем, они обычно имеют единственную торсионную пружину. Требования рынка могут включать в себя уменьшение выхлопа и повышение экономии топлива посредством уменьшения веса автомобиля и уменьшения числа элементов под капотом. Подход, выбранный для этих целей, включает в себя объединение функции стартерного двигателя и функции генератора переменного тока в одно устройство, двигатель/генератор или генератор-стартер. Кроме того, относительно цели повышения экономии топлива генератор-стартер способствует использованию функции, называемой «остановкой на холостом ходу». Эта функция заключается в том, что обеспечивается возможность глушения двигателя, когда он обычно находится на холостом ходу, а затем двигатель может быть повторно запущен, когда автомобиль, как ожидают, возобновит движение. Эта функция, по существу, увеличивает требования, установленные к вспомогательным ременным приводам. В этом типе применения стартер/генератор расположен в механическом соединении с коленвалом через вспомогательный ременной привод.

Патентный документ EP 2128489 B1 известного уровня техники раскрывает устройство натяжения ремня для ременного привода, которое содержит двигатель с ведущим ременным шкивом, приводимый в действие приводным валом вокруг ведущей оси, и множество дополнительных ременных шкивов, и с бесконечным ремнем, который намотан вокруг ведущего ременного шкива и дополнительных ременных шкивов, причем устройство натяжения ремня содержит корпус, в котором поддерживаются два кронштейна-натяжителя с возможностью поворота вокруг общей оси поворота, в котором кронштейны-натяжители поддерживаются натяжными роликами с осями вращения, проходящими параллельно ведущей оси, причем кронштейны-натяжители поддерживаются относительно друг друга пружинными средствами, причем корпус может быть установлен при наличии ведущего ременного шкива, установленного на двигателе, поскольку корпус является бесконтактным относительно двигателя в кольцевом зазоре, окружающем приводной вал ведущего ременного шкива, отличающееся тем, что ось поворота кронштейнов-натяжителей расположена внутри диаметра ведущего ременного шкива.

Необходимо, чтобы орбитальное натяжное устройство имело опорный элемент, зацепленный с основанием и вращающийся вокруг первой оси, поворотный кронштейн, установленный на опорном элементе, причем поворотный кронштейн поворачивался бы вокруг второй оси, причем вторая ось перемещалась бы по окружности вокруг первой оси. Настоящее изобретение удовлетворяет этой потребности.

Раскрытие изобретения

Основным аспектом настоящего изобретения является создание орбитального натяжного устройства, имеющего опорный элемент, зацепленный с основанием и вращающийся вокруг первой оси, поворотный кронштейн, установленный на опорном элементе, причем поворотный кронштейн поворачивается вокруг второй оси, причем вторая ось перемещается по окружности вокруг первой оси.

Другие аспекты настоящего изобретения будут отмечены или станут очевидными в соответствии с нижеследующим описанием настоящего изобретения и сопроводительных чертежей.

Настоящее изобретение содержит орбитальное натяжное устройство, содержащее основание, опорный элемент, зацепленный с основанием и вращающийся вокруг оси A-A, первый шкив, установленный на опорный элемент, поворотный кронштейн, установленный на опорном элементе, причем поворотный кронштейн поворачивается вокруг оси B-B, второй шкив, установленный на поворотный кронштейн, ось B-B перемещается по окружности вокруг оси A-A, пружину, зацепленную между опорным элементом и поворотным кронштейном, и демпфирующий механизм, зацепленный фрикционно между опорным элементом и основанием, для демпфирования перемещения опорного элемента.

Краткое описание чертежей

Сопроводительные чертежи, которые включены и составляют часть описания, иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов настоящего изобретения.

Фиг.1 - общий вид спереди первого варианта осуществления;

Фиг.2 - общий вид спереди второго варианта осуществления;

фиг.3 - общий вид сзади второго варианта осуществления;

фиг.4 - общий вид сзади первого варианта осуществления;

фиг.5 - вид сзади первого варианта осуществления;

фиг.6 - вид сзади второго варианта осуществления;

фиг.7 - вид сверху первого варианта осуществления;

фиг.8 - вид сверху второго варианта осуществления;

фиг.9 - вид спереди первого варианта осуществления;

фиг.10 - вид спереди второго варианта осуществления;

фиг.11 - вид в разрезе по линии 11-11 на фиг.9;

фиг.12 - вид в разрезе по линии 12-12 на фиг.10;

фиг.13 - вид в разрезе по линии 13-13 на фиг.14;

фиг.14 - вид сбоку первого варианта осуществления;

фиг.15 - вид в разрезе по линии 15-15 на фиг.9;

фиг.16 - вид в разрезе по линии 16-16 на фиг.10;

фиг.17 - вид сбоку второго варианта осуществления;

фиг.18 - общий вид спереди с пространственным разделением элементов первого варианта осуществления;

фиг.19 - общий вид спереди с пространственным разделением элементов второго варианта осуществления;

фиг.20 - общий вид сзади с пространственным разделением элементов второго варианта осуществления;

фиг.21 - общий вид сзади с пространственным разделением элементов первого варианта осуществления;

фиг.22 - вид сверху альтернативного варианта осуществления;

фиг.23 - вид в разрезе фиг.22;

фиг.24 - общий вид с пространственным разделением элементов альтернативного варианта осуществления на фиг.22;

фиг.25 - общий вид сверху варианта осуществления на фиг.22;

фиг.26 - вид спереди устройства на двигателе;

фиг.27 - общий вид с пространственным разделением элементов альтернативного варианта осуществления;

фиг.28 - общий вид с пространственным разделением элементов альтернативного варианта осуществления.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Фиг.1 - общий вид спереди первого варианта осуществления. Натяжное устройство 100 содержит основание 101. Основание 101 содержит установочные элементы 102, каждое из которых вмещает крепежный элемент (не показан). Основание может быть установлено на приводном вспомогательном устройстве на двигателе автомобиля, таком как генератор переменного тока или стартер-генератор.

Опорный элемент 103 зацеплен с основанием 101 для вращения вокруг оси A-A. Шкив 104 опирается на опорный элемент 103 на подшипнике 118. Шкив 104 может называться натяжным шкивом. Шкив 104 перемещается по окружности вокруг оси A-A по элементу 103. Ось A-A не зацепляется или не пересекается с любым физическим участком натяжного устройства. Основание 101 и опорный элемент 103 окружают, но не пересекаются с осью A-A. В частности, опорный элемент 103 содержит отверстие 124, расположенное в плоскости, если смотреть на кромку, которая находится в одной плоскости с сечением 13-13, и которая обычно пересекается с осью A-A. Основание 101 содержит отверстие 125, расположенное в плоскости, если смотреть на кромку, которая находится в одной плоскости с сечением 13-13, и которая обычно пересекается с осью A-A. Опорный элемент 103 и основание 101 окружают, но не пересекают ось A-A. Отверстие 124 и отверстие 125 коаксиальны и параллельны.

Поворотный кронштейн 105 соединен с опорным элементом 103 с возможностью поворота вокруг оси B-B. Шкив 106 опирается на поворотный кронштейн 105 на подшипнике 119. Ось A-A и ось B-B параллельны и не коаксиальны. Поворотный кронштейн 105 и ось B-B перемещаются по окружности по частичной дуге вокруг оси A-A. Ось B-B расположена на расстоянии от оси A-A и также перемещается по окружности с постоянным радиусом (R3) вокруг оси A-A. Диапазон α для перемещения по окружности оси B-B вокруг оси A-A может составлять приблизительно 90°, но обычно меньше, чем приблизительно 50°. Радиус (R1) оси вращения шкива 106 до оси A-A является переменным, принимая во внимание поворот поворотного кронштейна 105 вокруг оси B-B. Радиус (R2) оси вращения шкива 104 до оси A-A является постоянным. Ось вращения шкива 104 и ось вращения шкива 106 расположены в пределах наружного диаметра (D) основания, таким образом, делая натяжное устройство очень компактным.

Фиг.2 - общий вид спереди второго варианта осуществления. Второй вариант 200 осуществления дополнительно содержит пружину 201. Пружина 201 содержит менее одного полного витка, обычно ограниченного между 180-270° между концом 202 и концом 203. Пружина 201 зацеплена между опорным элементом 103 и поворотным кронштейном 105. Конец 202 зацепляется с элементом 107. Конец 203 зацепляется с элементом 108. Пружина 201 поджимает шкив 104 к шкиву 106.

Фиг.3 - общий вид сзади второго варианта осуществления. Пружина 201 зацепляется с элементом 107 на опорном элементе 103 и элементом 108 на поворотном кронштейне 105. Крышка 109 закрывает внутреннюю часть натяжного устройства для предотвращения проникновения загрязняющих частиц.

Фиг.4 - общий вид сзади первого варианта осуществления. Шкив 104 и шкив 106 зацепляют ремень (не показан), например, на приводе вспомогательного устройства двигателя автомобиля. Ремень будет направлен от коленвала к приводному вспомогательному устройству, такому как генератор переменного тока. Поворотный кронштейн 105 установлен на опорном элементе 103 над установочным участком 120.

Фиг.5 - вид сзади первого варианта осуществления. Ось A-A параллельна и не соосна с осью B-B. Усилие зажима пружины 201 является достаточным для закрепления ее на элементе 107 и элементе 108.

Фиг.6 - вид сзади второго варианта осуществления. Три установочных элемента 102 обеспечивают гибкость для закрепления устройства, например, на разных типах генераторов переменного тока. Крепежные элементы, такие как болты (не показаны), могут использоваться.

Фиг.7 - вид сверху первого варианта осуществления.

Фиг.8 - вид сверху второго варианта осуществления.

Фиг.9 - вид спереди первого варианта осуществления.

Фиг.10 - вид спереди второго варианта осуществления.

Фиг.11 - вид в разрезе по линии 11-11 на фиг.9. Торсионная пружина 110 смещает поворотный рычаг 105 и шкив 106 к шкиву 104. Сочетание поворотного кронштейна 105, шкива 106 и пружины 110 также могут называться натяжным устройством.

Демпфирующий механизм 111 размещен между основанием 101 и крышкой 109. Демпфирующий механизм 111 расположен между опорным элементом 103 и основанием 101. Демпфирующий механизм 111 демпфирует колебательное движение опорного элемента 103 за счет сцепления фрикционно между демпфирующим механизмом 111 и основанием 101. Демпфирующий механизм 111 жестко закреплен на опорном элементе 103 на элементе 112.

Фиг.12 - вид в разрезе по линии 12-12 на фиг.10. Демпфирующий механизм 111 соединен с элементом 112. Элемент 112 удерживает демпфирующий механизм 111 в жестком положении относительно опорного элемента 103.

Фиг.13 - вид в разрезе по линии 13-13 на фиг.14. Демпфирующий механизм 111 соединен с опорным элементом 103 на установочном элементе 112. Демпфирующий механизм 111 удерживается в кольцевом зазоре 121.

Фиг.14 - вид сбоку первого варианта осуществления.

Фиг.15 - вид в разрезе по линии 15-15 на фиг.9.

Фиг.16 - вид в разрезе по линии 16-16 на фиг.10.

Фиг.17 - вид сбоку второго варианта осуществления.

Фиг.18 - общий вид спереди с пространственным разделением элементов первого варианта осуществления. Установочный участок 120 проходит радиально от опорного элемента 103. Осью поворота поворотного кронштейна 105 является ось B-B. Осью вращения опорного элемента 103 является ось A-A. Подшипник 118 установлен на элементе 126. Элемент 126 выступает от опорного элемента 103.

Фиг.19 - общий вид спереди с пространственным разделением элементов второго варианта осуществления. Демпфирующий механизм 111 содержит фрикционный материал 114, который закреплен на дугообразном подпружиненном элементе 115. Подпружиненный элемент 115 толкает фрикционный материал 114 радиально наружу в зацепление с поверхностью 112.

Опорный элемент 103 зацепляется с вкладышем 116. Вкладыш 116 расположен между опорным элементом 103 и основанием 101. Вкладыш 117 расположен между крышкой 109 и опорным элементом 103.

Фиг.20 - общий вид сзади с пространственным разделением элементов второго варианта осуществления. Подшипник 119 закрепляется на поворотном кронштейне 105 на элементе 127.

Фиг.21 - общий вид сзади с пространственным разделением элементов первого варианта осуществления. Фрикционный материал 114 зацепляется фрикционно с поверхностью 122 основания 101 для демпфирования перемещения элемента 103. Демпфирующий механизм 111 и опорный элемент 103 расположены в кольцевом зазоре 123 в основании 101.

Фиг.22 - вид сверху альтернативного варианта осуществления. В этом варианте осуществления используется консольный поворотный кронштейн 1050. Пружина 2010 установлена с помощью конца 2011 на установочном участке 1030 опорного элемента 103. Другой конец 2012 пружины 2010 зацепляется с консольным концом 1051 поворотного кронштейна 1050. Пружина 2019 поджимает конец 1051 радиально наружу от оси A-A, который, в свою очередь, поджимает шкив 106 к шкиву 104, таким образом, нагружая ремень (не показан). Поворотный кронштейн 1050 поворачивается вокруг болта 1052. Стопорный элемент 1014 удерживает опорный элемент 103 в зацеплении с основанием 101.

Фиг.23 - вид в разрезе фиг.22. Между основанием 101 и опорным элементом 103 расположены пружинный элемент 1010, упорный элемент 1011, демпфирующий элемент 1012, втулка 1013 и стопорный элемент 1014. Пружинный элемент 1010 содержит пружинную шайбу или пружину Бельвиля. Упорный элемент 1011 зацеплен с основанием 101 таким образом, что он не вращается относительно основания 101. Язычки 1015 зацепляются с пазами 1017. Демпфирующий элемент 1012 зацеплен с основанием 101 таким образом, что он не вращается относительно основания 101. Язычки 1015 зацепляются с пазами 1016.

Демпфирующий элемент 1012 зацепляется фрикционно с опорным элементом 103 для демпфирования перемещений опорного элемента 103. Пружинный элемент 1010 создает нормальную силу для прижима демпфирующего элемента 1012 к опорному элементу 103.

Фиг.24 - общий вид с пространственным разделением элементов альтернативного варианта осуществления на фиг.22. Болт 1053 удерживает подшипник 119 и шкив 106 на поворотном кронштейне 1050. Болт 1040 удерживает подшипник 118 и шкив 104 на опорном элементе 103. Щиток 1054 от пыли защищает подшипник 119. Щиток 1041 от пыли защищает подшипник 118. Щиток 1055 от пыли защищает подшипник 118. Поворотный кронштейн 1050 поворачивается вокруг втулки 1031 и вкладышей 1032, причем все удерживаются на элементе 103 за счет болта 1052. Ось B-B проходит через болт 1052. Вкладыш 1013 расположен между стопорным элементом 1014 и опорным элементом 103.

Фиг.25 - общий вид сверху варианта осуществления на фиг.22. Вид на фиг.25 является противоположно направленным от вида на фиг.22 для иллюстрации гибкости устройства, что позволяет ему вмещать множество конструкций генератора переменного тока и конструкций двигателя. Поворотный кронштейн 1050 изображен на правой стороне устройства на этом чертеже, причем поворотный кронштейн 1050 изображен на левой стороне устройства на фиг.22. Описание и функция всех элементов являются такими же для всех вариантов осуществления и конфигураций, если только не указано иное.

Фиг.26 - вид спереди устройства на двигателе. Натяжное устройство 100 установлено спереди стартера-генератора A/SG. Ремень B проходит вокруг шкива P стартера-генератора. Ремень B также зацеплен между шкивом 104 и шкивом 106. Шкив 106 поджимается к шкиву 104, который нагружает ремень B. Ось вращения шкива P совмещается с осью A-A. Другие вспомогательные устройства, приводимые в действие ремнем B, могут присутствовать на двигателе, включая компрессор AC кондиционирования воздуха. Шкив P2 может быть также соединен с водяным насосом двигателя. Ремень B приводится в движение шкивом коленвала двигателя (не показан). Стартер-генератор A/SG может также содержать генератор переменного тока для применений без остановок/запуска.

Фиг.27 - общий вид с пространственным разделением элементов альтернативного варианта осуществления. Элементы первого варианта осуществления соответствуют элементам, как описано на фиг.24, если не указано иначе. Второй поворотный кронштейн 2050 установлен с возможностью поворота на опорном элементе 103 с помощью болта 2052. Поворотный кронштейн 2050 поворачивается вокруг оси C-C на вкладыше 2031, 2032. Ось C-C расположена в радиальном направлении от оси A-A. Шкив 104 опирается на поворотный кронштейн 2050 с помощью подшипника 118. Пружина 3010 зацеплена между поворотным кронштейном 1050 и поворотным кронштейном 2050. Пружина 3019 действует на поворотный кронштейн 1050 и поворотный кронштейн 2050, таким образом, поджимая шкив 106 к шкиву 104, который, в свою очередь, нагружает ремень, см. фиг.26.

Фиг.28 - общий вид с пространственным разделением элементов альтернативного варианта осуществления. Элементы этого варианта осуществления соответствуют элементам, как описано на фиг.27, если не указано иначе. Пружина 401 зацеплена между поворотным кронштейном 1050 и поворотным кронштейном 2050. Концы пружины 401 зацепляются с пазом 1070 и пазом 2070. Пружина 401 действует на поворотный кронштейн 1050 и поворотный кронштейн 2050, таким образом, поджимая шкив 106 к шкиву 104, который в свою очередь нагружает ремень, см. фиг.26. Пружина 401 содержит нажимную пружину.

Хотя варианты настоящего изобретения были описаны в данном документе, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что возможны изменения в конструкции и зависимости между частями, а также способе без отхода от сущности и объема настоящего изобретения, описанного в данном документе.

Натяжное устройство содержит основание, опорный элемент, первый и второй шкивы, поворотный кронштейн, пружину и демпфирующий механизм. Опорный элемент зацеплен с основанием и вращается вокруг оси A-А. Первый шкив установлен на опорный элемент. Поворотный кронштейн установлен на опорном элементе и поворачивается вокруг оси B-B. Второй шкив установлен на поворотный кронштейн. Ось B-B перемещается по окружности вокруг оси A-A. Пружина зацеплена между опорным элементом и поворотным кронштейном. Демпфирующий механизм зацеплен фрикционно между опорным элементом и основанием. Достигается улучшение демпфирования. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 28 ил.

1. Натяжное устройство, содержащее

основание (101);

опорный элемент (103), зацепленный с основанием и вращающийся вокруг оси A-A;

причем каждый из опорного элемента и основания образует кольцевое отверстие для приема ведомого шкива (P) с осью вращения, коаксиальной с осью A-A;

первый шкив (104), установленный на опорный элемент;

поворотный кронштейн (105), установленный на опорном элементе, причем поворотный кронштейн поворачивается вокруг оси B-B;

второй шкив (106), установленный на поворотный кронштейн;

причем ось B-B перемещается по окружности вокруг оси A-A;

пружину (110), зацепленную между опорным элементом и поворотным кронштейном; и

демпфирующий механизм (111), содержащий дугообразный подпружиненный элемент, содержащий фрикционный материал, сжатый радиально снаружи для фрикционного зацепления с опорным элементом для демпфирования перемещения опорного элемента.

2. Натяжное устройство по п.1, в котором демпфирующий механизм жестко закреплен на опорном элементе.

3. Натяжное устройство по п.1, в котором пружина является торсионной пружиной.

4. Натяжное устройство по п.1, дополнительно содержащее вторую пружину, зацепленную между опорным элементом и поворотным кронштейном.

5. Натяжное устройство по п.1, в котором пружина содержит частичный единственный виток в диапазоне 180-270° между каждым концом витка.

6. Натяжное устройство, содержащее

основание;

опорный элемент, зацепленный с основанием, причем опорный элемент выполнен с возможностью вращения вокруг оси A-A, и первый шкив, установленный на опорный элемент;

при этом каждый из опорного элемента и основания образует кольцевое отверстие для приема ведомого шкива (P) с осью вращения, коаксиальной с осью A-A,

поворотный кронштейн, установленный на опорном элементе, причем поворотный кронштейн поворачивается вокруг оси B-B, и второй шкив, установленный на поворотный кронштейн;

причем ось B-B является перемещаемой по окружности вокруг оси A-A;

демпфирующий механизм, зацепленный фрикционно между опорным элементом и основанием, для демпфирования колебания элемента; и

пружину, зацепленную между опорным элементом и поворотным кронштейном, смещающую первый шкив ко второму шкиву.

7. Натяжное устройство по п.6, в котором ось A-A параллельна оси B-B.

8. Натяжное устройство по п.6, в котором ось вращения второго шкива изменяется относительно оси A-A.

9. Натяжное устройство по п.8, в котором ось вращения первого шкива расположена на постоянном радиусе от оси A-A.

10. Натяжное устройство по п.6, в котором первый шкив перемещается по окружности вокруг оси A-A.

11. Натяжное устройство по п.6, дополнительно содержащее вторую пружину, зацепленную между опорным элементом и поворотным кронштейном.

12. Натяжное устройство по п.11, в котором первая пружина содержит торсионную пружину.

13. Натяжное устройство по п.6, в котором демпфирующий механизм содержит фрикционный материал, закрепленный на дугообразном подпружиненном элементе.

14. Натяжное устройство по п.6, в котором ось вращения первого шкива и ось вращения второго шкива расположены в пределах наружного диаметра основания.

15. Натяжное устройство по п.6, в котором пружина содержит частичный единственный виток в диапазоне 180-270° между каждым концом витка.

16. Натяжное устройство, содержащее

основание;

опорный элемент, зацепленный с основанием и выполненный с возможностью вращения вокруг оси A-A;

при этом каждый из опорного элемента и основания образует кольцевое отверстие для приема ведомого шкива (P) с осью вращения, коаксиальной с осью A-A,

демпфирующий механизм, зацепленный фрикционно между опорным элементом и основанием;

первое натяжное устройство, установленное на опорном элементе с возможностью поворота вокруг оси B-B;

второе натяжное устройство, установленное на опорном элементе с возможностью поворота вокруг оси C-C;

причем ось B-B расположена на радиальном расстоянии от оси A-A;

ось C-C расположена на радиальном расстоянии от оси A-A; и

пружину, зацепленную между первым натяжным устройством и вторым натяжным устройством.

17. Натяжное устройство по п.16, в котором первая пружина содержит пружину сжатия.