Натяжное устройство - RU2248481C2

Чертежи

Показать все 22 чертежа(ей)

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к натяжным устройствам, а конкретнее к тем натяжным устройствам, которые являются устройствами натяжения ремней со смещаемыми пружинами, базирующимися на использовании клиньев, имеющими демпфер и применяемыми совместно с ремнями привода вспомогательных механизмов транспортного средства.

Предшествующий уровень техники

Большинство двигателей, используемых для автомобилей и им подобным, имеют множество приводимых ремнями вспомогательных механизмов, необходимых для надлежащей работы транспортного средства. Вспомогательные механизмы могут включать в себя генератор переменного тока, компрессор воздушного кондиционера и насос усилителя рулевого управления.

Вспомогательные механизмы, в основном, устанавливаются на передней поверхности двигателя. Каждый вспомогательный механизм обычно имеет шкив, закрепленный на валу, для получения мощности от ременного привода какого-либо вида. В ранних устройствах каждый вспомогательный механизм приводился отдельным ремнем, который проходил между вспомогательным механизмом и коленчатым валом. В связи с усовершенствованиями в технологии ремней в настоящее время в большинстве случаев используется один змеевидный ремень. Вспомогательные механизмы приводятся единственным змеевидным ремнем, направленным через различные вспомогательные устройства. Змеевидный ремень приводится от коленчатого вала двигателя.

Так как змеевидный ремень должен проходить через все вспомогательные механизмы, он в общем случае стал длиннее, чем его предшественники. Для обеспечения правильной работы ремень устанавливают с заданным натяжением. Во время работы ремень немного растягивается. Это приводит к уменьшению натяжения ремня, которое может вызвать проскальзывание ремня. Поэтому, так как ремень растягивается во время эксплуатации, для сохранения необходимого натяжения ремня применяют натяжное устройство ремня.

Во время работы натяжного устройства движущийся ремень может возбудить колебания в пружине натяжного устройства. Эти колебания нежелательны, поскольку они вызывают преждевременный износ ремня и натяжного устройства. Поэтому для гашения колебаний в натяжное устройство добавлено демпфирующее устройство.

Были разработаны различные устройства демпфирования. Они включают в себя демпферы, основанные на использовании вязкой жидкости, устройства, основанные на скольжении или взаимодействии друг с другом фрикционных поверхностей, и демпферы, использующие набор взаимодействующих пружин.

Представителем этой области техники является патент США №4402677 (1983) (Radocaj), который предлагает натяжное устройство, имеющее Г-образный корпус. Пара кулачковых пластин, имеющих скошенные поверхности, имеют скользящую посадку в Г-образном корпусе. Пружина сжатия смещает кулачковые пластины в скользящее зацепление друг с другом. Прилежащий угол скошенных поверхностей равен 90°, причем угол первой скошенной поверхности больше, чем угол второй скошенной поверхности.

Еще одним представителем данной области техники является патент США №5951423 (1999) (Simpson), который предлагает натяжное устройство механического трения, имеющее нагруженные пружиной блоки клиновой формы и демпфирование за счет трения. Данное натяжное устройство имеет поршень клиновой формы, который взаимодействует со смещаемыми пружиной блоками клиновой формы. При перемещении поршня внутрь блоки клиновой формы выталкиваются наружу, обеспечивая демпфирование за счет трения.

Наиболее близким к данному изобретению является техническое решение, раскрытое в патенте DE №4203449.

Устройства предшествующего уровня техники базируются на пружинах или других компонентах, ориентированных по осям, установленным под заданным углом друг к другу. Они также базируются на множественности пружин, обеспечивающих должную работу демпфирующих компонентов и приводящих ременный шкив в контакт с ремнем. Предшествующий уровень техники не раскрывает применение демпфирующих компонентов, которые работают соосно. Он также не раскрывает применение способного расширяться замочного стакана. И при этом не раскрывается применение способного расширяться замочного стакана, который расширяется радиально в ответ на перемещение по отношению к поршню. И в нем не раскрыто применение способного расширяться замочного стакана, который расширяется радиально в ответ на перемещение по отношению к заостренному поршню.

Существует необходимость в натяжном устройстве, имеющем соосные поршень и замочный стакан, работающие соосно. Существует необходимость в натяжном устройстве, имеющем способный расширяться замочный стакан. Существует необходимость в натяжном устройстве, имеющем способный расширяться замочный стакан, который расширяется радиально. Существует необходимость в натяжном устройстве, имеющем способный расширяться замочный стакан, который расширяется радиально в ответ на перемещение по отношению к поршню. Существует необходимость в натяжном устройстве, имеющем способный расширяться замочный стакан, который расширяется радиально в ответ на перемещение по отношению к заостренному поршню. Данное изобретение удовлетворяет этим запросам.

Краткое изложение сущности изобретения

Основной аспект изобретения заключается в создании натяжного устройства, имеющего соосные заостренный поршень и замочный стакан.

Другой аспект изобретения состоит в том, чтобы создать натяжное устройство, имеющее способный расширяться замочный стакан.

Другой аспект изобретения состоит в том, чтобы создать

натяжное устройство, имеющее способный расширяться замочный стакан, который расширяется радиально.

Еще один аспект изобретения состоит в том, чтобы создать натяжное устройство, имеющее способный расширяться замочный стакан, который расширяется радиально в ответ на перемещение по отношению к поршню.

Еще один аспект изобретения состоит в том, чтобы создать натяжное устройство, имеющее способный расширяться замочный стакан, который расширяется радиально в ответ на перемещение по отношению к заостренному поршню.

Остальные аспекты данного изобретения будут указаны или станут очевидными из нижеследующего описания изобретения и сопровождающих чертежей.

Указанные выше задачи решаются тем, что натяжное устройство содержит: корпус, имеющий поверхность; клин, имеющий поверхность, которая имеет скользящее зацепление с поверхностью корпуса, при этом в клине выполнено отверстие; поршень, имеющий первый конец, взаимно зацепляющийся с отверстием в клине; поворотный рычаг, имеющий на одном конце установленный на цапфе шкив, при этом поворотный рычаг присоединен к корпусу с возможностью вращения и имеет второй конец, давящий на конец поршня, противоположный первому концу поршня; и сжимаемый элемент, смещающий клин к поршню, посредством чего перемещение клина по отношению к первому концу поршня заставляет клин радиально расширяться по отношению к поверхности корпуса, таким образом затормаживая перемещения поршня. При этом выполненное в клине отверстие имеет форму усеченного конуса; а первый конец поршня имеет форму усеченного конуса, которая взаимно сцепляется с выполненным в клине отверстием, имеющим форму усеченного конуса. Клин, кроме того, содержит: по меньшей мере один паз, расположенный так, что окружность клина имеет возможность радиально расширяться при перемещении по отношению к первому концу поршня.

В одном варианте реализации натяжное устройство содержит регулятор, нажимающий на конец сжимаемого элемента и корпуса, посредством чего предварительная нагрузка сжимаемого элемента может быть изменена.

Внешняя поверхность клина имеет гофрированную форму; и внутренняя поверхность корпуса также имеет гофрированную форму, которая взаимодействует с гофрированной формой внешней поверхности клина. Корпус может дополнительно содержать цилиндр. Поверхность клина содержит неметаллический материал. Сжимаемый элемент выполнен в виде пружины.

Натяжное устройство согласно изобретению содержит первый корпус, имеющий первую внутреннюю поверхность; второй корпус, имеющий вторую внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, внешняя поверхность имеет скользящее зацепление с первой внутренней поверхностью первого корпуса; первый сжимаемый элемент, сопротивляющийся перемещению между первым корпусом и вторым корпусом; поршень, имеющий первый конец и второй конец, при этом первый конец прикреплен к первому корпусу и по

существу параллелен главной оси первого корпуса; замочный стакан с центральным отверстием и поверхностью, находящейся в скользящем зацеплении со второй внутренней поверхностью второго корпуса, и отверстие, находящееся в скользящем зацеплении со вторым концом поршня; второй сжимаемый элемент, наталкивающий замочный стакан на второй конец поршня, вследствие чего замочный стакан радиально расширяется по отношению ко второй внутренней поверхности второго корпуса.

Центральное отверстие замочного стакана выполнено в форме усеченного конуса; и второй конец поршня имеет форму усеченного конуса, которая взаимно сцепляется с отверстием, имеющим форму усеченного конуса. Замочный стакан содержит: по меньшей мере один паз, расположенный так, что длина окружности замочного стакана является переменной при перемещении по отношению ко второму концу поршня. Причем поверхность замочного стакана имеет гофрированную форму; и вторая внутренняя поверхность второго корпуса также имеет гофрированную форму, которая взаимодействует с гофрированной формой поверхности замочного стакана. Первый корпус имеет форму цилиндра; и второй корпус имеет форму цилиндра. А поверхность замочного стакана содержит неметаллический материал.

В натяжном устройстве второй сжимаемый элемент опирается на первый корпус. При этом первый сжимаемый элемент выполнен в виде пружины; и второй сжимаемый элемент выполнен в виде пружины.

Натяжное устройство, кроме того, включает: несущую поверхность, присоединенную к поршню, причем несущая поверхность расположена перпендикулярно к оси поршня; и второй сжимаемый элемент опирается на несущую поверхность.

Поставленные задачи также решаются тем, что демпфирующее устройство содержит: корпус, имеющий поверхность; клин, имеющий поверхность, которая имеет скользящее зацепление с поверхностью корпуса, в клине выполнено отверстие; поршень, имеющий первый конец, взаимно зацепляющийся с отверстием клине; и сжимаемый элемент, смещающий клин к поршню, посредством чего перемещение клина по отношению к первому концу поршня заставляет клин радиально расширяться по отношению к поверхности корпуса, таким образом затормаживая перемещения поршня. При этом отверстие, выполненное в клине, имеет форму усеченного конуса; и первый конец поршня имеет форму усеченного конуса, которая взаимно сцепляется с отверстием в клине, имеющим форму усеченного конуса. Клин, кроме того, содержит: по меньшей мере один паз, расположенный так, что окружность клина имеет возможность радиально расширяться при перемещении по отношению к первому концу поршня. Поверхность клина имеет гофрированную форму; и поверхность корпуса имеет гофрированную форму, которая взаимодействует с гофрированной формой поверхности клина.

В демпфирующем устройстве корпус, кроме того, содержит цилиндр. Боковая поверхность клина содержит неметаллический материал. Сжимаемый элемент выполнен в виде пружины.

В одном варианте демпфирующее устройство содержит: первый корпус, имеющий первую поверхность корпуса; клин, в котором выполнено отверстие и имеющий поверхность для скользящего зацепления с первой поверхностью корпуса; второй корпус, соосный первому корпусу и имеющий скользящее зацепление с первым корпусом; поршень, имеющий первый конец и второй конец, первый конец имеет зацепление с центральным отверстием клина, а второй конец прикреплен ко второму корпусу; первый сжимаемый элемент, приводящий клин в контакт с первым концом поршня; второй сжимаемый элемент, отводящий первый корпус от второго корпуса.

Отверстие в клине имеет форму усеченного конуса; и первый конец поршня имеет форму усеченного конуса, которая взаимно сцепляется с отверстием в клине, имеющим форму усеченного конуса. Клин содержит, по меньшей мере, один паз, расположенный так, что окружность клина имеет возможность радиально расширяться в ответ на перемещение по отношению к первому концу поршня. Причем внешняя поверхность клина имеет гофрированную форму; и первая поверхность корпуса имеет гофрированную форму, которая взаимодействует с гофрированной формой поверхности клина. Первый корпус дополнительно содержит цилиндр; и второй корпус дополнительно содержит цилиндр. По меньшей мере, поверхность клина содержит неметаллический материал. Первый сжимаемый элемент выполнен в виде пружины; и второй сжимаемый элемент выполнен в виде пружины.

В еще одном варианте демпфирующее устройство содержит первый корпус, имеющий первую поверхность корпуса; второй корпус, имеющий поверхность второго корпуса; клин, имеющий поверхность клина, которая соосна и имеет скользящее зацепление с первой поверхностью корпуса и имеет скользящее зацепление с поверхностью второго корпуса, кроме того, в клине выполнено отверстие, взаимосвязанное с поверхностью второго корпуса; сжимаемый элемент смещает клин по направлению к первому корпусу, вследствие чего перемещение клина по отношению к первой поверхности корпуса заставляет клин радиально сжиматься по отношению к поверхности второго корпуса, таким образом затормаживая перемещения первого корпуса. Отверстие в клине имеет цилиндрическую форму. Клин содержит: по меньшей мере один паз, ориентируемый так, что окружность клина имеет возможность радиально сжиматься при перемещении по отношению к первой поверхности корпуса. Отверстие клина имеет гофрированную форму; и поверхность второго корпуса имеет гофрированную форму, которая взаимодействует с гофрированной формой отверстия клина. Первый корпус дополнительно содержит цилиндр; и второй корпус дополнительно содержит цилиндр. Причем поверхность отверстия клина содержит неметаллический материал. И сжимаемый элемент выполнен в виде пружины.

Согласно еще одному примеру выполнения изобретения демпфирующее устройство содержит: первый корпус, имеющий первую поверхность корпуса; поршень, имеющий поверхность поршня; клин, имеющий поверхность клина, которая соосна и имеет скользящее зацепление с первой поверхностью корпуса и имеет скользящее зацепление с поверхностью поршня, в клине, кроме того, выполнено отверстие, взаимодействующее с поверхностью поршня; первый сжимаемый элемент, смещающий клин по направлению к первому корпусу, посредством чего перемещение клина по отношению к первой поверхности корпуса приводит к радиальному сжатию клина по отношению к поверхности поршня, таким образом затормаживая перемещение поршня; и второй сжимаемый элемент, смещающий первый корпус от поршня. При этом отверстие имеет цилиндрическую форму. Клин, кроме того, содержит: по меньшей мере один паз, ориентируемый так, что окружность клина имеет возможность радиально сжиматься при перемещении по отношению к первой поверхности корпуса. Поверхность отверстия клина имеет гофрированную форму; и поверхность поршня имеет гофрированную форму, которая взаимодействует с гофрированной формой отверстия клина. Первый корпус, кроме того, содержит цилиндр. Поверхность отверстия клина содержит неметаллический материал. Первый сжимаемый элемент выполнен в виде пружины; и второй сжимаемый элемент выполнен в виде пружины.

В демпфирующем устройстве согласно изобретению первая поверхность корпуса имеет коническую форму, имеющую угол в диапазоне от 0 до 30°.

В другом варианте выполнения демпфирующее устройство содержит: первый элемент, имеющий первую поверхность; второй элемент, имеющий вторую поверхность, вторая поверхность второго элемента подвижна по оси относительно первой поверхности первого элемента; фрикционный элемент, имеющий переменную длину окружности, находящийся в скользящем зацеплении с первой поверхностью первого элемента и второй поверхностью второго элемента; сжимаемый элемент, отводящий фрикционный элемент от первой поверхности первого элемента, посредством которого длина окружности фрикционного элемента изменяется, приводя к увеличению фрикционного контакта со второй поверхностью второго элемента. Фрикционный элемент, кроме того, содержит, по меньшей мере, один паз, расположенный так, что длина окружности фрикционного элемента может изменяться. Демпфирующее устройство, кроме того, содержит второй сжимаемый элемент, отводящий первый элемент от второго элемента.

Как понятно из вышеприведенного описания изобретения, техническое решение содержит автономное механическое натяжное устройство для ремня, производящее демпфирование, являющееся функцией приложенной нагрузки, за счет действия сил трения, возникающих при скольжении взаимно противодействующих клиньев. Конический поршень содержится внутри корпуса. Этот конический поршень взаимодействует с коническим клином или замочным стаканом. Конический клин скользит по внутренней поверхности корпуса. Конический клин является радиально расширяемым в направлении, перпендикулярном к корпусу. Пружина приводит конический клин в зацепление с коническим поршнем. При получении шкивом импульсной нагрузки поршень будет двигаться в конический клин. Это, в свою очередь, вызовет радиальное расширение конического клина по отношению к внутренней поверхности корпуса. Расширение конического клина в корпусе увеличит силу трения между коническим клином и корпусом. Это приведет к эффекту затормаживания перемещений клина и конического поршня. Чем больше импульс, тем больше расширение конического клина. Следовательно, увеличивается результирующая сила трения, противодействующая перемещению между коническим клином и корпусом. При снижении нагрузки до минимума замочный стакан радиально сжимается, и сила трения уменьшается до нижнего уровня, обеспечивающего свободный отвод поршня.

Краткое описание чертежей

Сопровождающие чертежи, которые составляют часть описания, поясняют предпочтительные варианты конструкции настоящего изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов изобретения.

Фиг.1 - поперечный разрез изобретения.

Фиг.2(а) - вид сверху клина по сечению 2а-2а на Фиг.3.

Фиг.2(b) - вертикальный вид сбоку клина по сечению 2b-2b на Фиг.3.

Фиг.3 - боковой поперечный разрез демпфирующей секции изобретения.

Фиг.4 - вид клина.

Фиг.5 - вид поршня 14.

Фиг.6 - вид корпуса 1.

Фиг.7(а) - упрощенное изображение демпфирующего устройства во время хода сжатия.

Фиг.7(b) - упрощенное изображение демпфирующего устройства во время обратного хода.

Фиг.8 - вид в разрезе первого дополнительного варианта конструкции изобретения.

Фиг.9 - вид сверху на клин для дополнительного варианта конструкции.

Фиг.10 - вид в разрезе корпуса для дополнительного варианта конструкции.

Фиг.11 - вид в разрезе второго дополнительного варианта конструкции изобретения.

Фиг.12 - вид в разрезе третьего дополнительного варианта конструкции изобретения.

Фиг.13 - вид в разрезе по оси А-А четвертого дополнительного варианта конструкции изобретения.

Фиг.14 - вид в разрезе по оси А-А пятого дополнительного варианта конструкции изобретения.

Фиг.15 - вид сверху натяжного устройства.

Фиг.16 - трехмерное покомпонентное представление деталей демпфирующего устройства дополнительного варианта конструкции.

Фиг.17 - вид снизу клина дополнительного варианта конструкции.

Фиг.18 - вид снизу трубы дополнительного варианта конструкции.

Фиг.19 - вид снизу клина для дополнительного варианта конструкции.

Фиг.20 - вид снизу трубы дополнительного варианта конструкции.

Фиг.21 - трехмерное покомпонентное представление клина и трубы для дополнительного варианта конструкции.

Подробное описание предпочтительного варианта изобретения

На Фиг.1 изображен вид изобретения в разрезе. Линейное натяжное устройство имеет секцию демпфирования, раздельную с секцией штифт/шкив. Корпус 1 содержит компоненты демпфирования для натяжного устройства. Корпус 1 в предпочтительном варианте конструкции является цилиндрическим. Однако корпус 1 может иметь любую форму в основном совместимую с действием, описанным здесь. Поворотный рычаг 3 прикреплен к корпусу 1 с возможностью вращения. Шкив 8 установлен на цапфе поворотного рычага 3. Шкив 8 входит в соприкосновение с ремнем В, который требуется натянуть. Регулятор или регулировочный винт 7, имеющий фланец, завернут по резьбе в торце корпуса 1 и используется для установки или точной настройки предварительного натяга пружины и, следовательно, демпфирующей силы за счет поворота по часовой стрелке или против часовой стрелки в зависимости от того, что требуется пользователю.

Сжимаемый элемент или пружина 6 опираются на клин 13. Клин или замочный стакан 13 содержит сужающееся или коническое отверстие 15. Внешняя поверхность 16 клина находится в скользящем зацеплении с внутренней поверхностью 17 корпуса. Внешняя поверхность 16 клина может содержать неметаллический материал, например пластмассу или на основе фенольных соединений. Поршень 14 содержит цилиндрическую форму. Конец 19 поршня 14 имеет заостренную форму или форму усеченного конуса, которая работает совместно с отверстием 15 в клине 13. Конец 20 поршня 14, противоположный коническому концу, взаимодействует с подшипниковым узлом 18. Подшипниковый узел 18 позволяет поворотному рычагу 3 давить на конец 20 поршня 14 без нежелательного застревания.

На Фиг.2(а) изображен вид сверху клина по сечению 2а-2а на Фиг.3. Клин или замочный стакан 13 содержат пазы 40, 41. Пазы 40 проходят от внешней поверхности клина по направлению к отверстию 15. Пазы 41 проходят от отверстия 15 по направлению к внешней поверхности клина. Пазы 40, 41 позволяют клину 13 радиально расширяться и сжиматься, как показано двунаправленной стрелкой Е, при работе натяжного устройства в соответствии со следующим описанием. Необходимо отметить, что, хотя поверхность 16 показана на этой Фиг.2(а) гладкой и имеющей округлую форму, поверхность 16 может иметь другие формы или профили как описано относительно других чертежей в этом описании.

На Фиг.2(b) изображен вертикальный вид сбоку клина по сечению 2b-2b на Фиг.3. Пазы 40 проходят от первой поверхности 44 клина, а пазы 41 проходят от поверхности 45 клина, противоположной по отношению к первой поверхности. Пазы 40, 41, кроме того, содержат отверстия 42, 43 соответственно, которые позволяют сторонам клина расширяться и сжиматься, не приводя к появлению трещин или поломке клина на конце каждого паза.

На Фиг.3 показан вид сбоку в разрезе секции демпфирования изобретения, описанного на Фиг.1. Перемещение поворотного рычага 3 вводит поршень 14 в клин 13. Пружина 6 смещает клин 13 в поршень 14. В процессе работы поршень 14 вводится в клин 13, таким образом расширяя клин 13 по отношению к поверхности 17. Сила трения между боковой поверхностью клина 16 и поверхностью 17 тормозит перемещение клина и соответственно перемещение поршня 14. Следует отметить, что, хотя поверхность 17 показана цилиндрической на этой Фиг.3, поверхность 17 может иметь другие формы или профили как описано относительно других чертежей в этом описании.

На Фиг.4 изображена перспектива клина. Замочный стакан или клин 13 содержат поверхность 16, находящуюся в скользящем зацеплении с внутренней поверхностью 17 корпуса 1. Клин 13, а точнее, поверхность 16 может иметь гофрированную или звездообразную форму. Эта форма используется, чтобы увеличить силы трения между поверхностью 16 и внутренней поверхностью 17. Внутренняя поверхность 17 и поверхность 16 могут иметь любые формы, способные должным образом подходить друг к другу, чтобы обеспечить максимальный поверхностный контакт между ними, и способные скользить друг относительно друга вдоль общей оси А без застревания.

На Фиг.5 изображена перспектива поршня 14. Поршень 14 содержит заостренный конец 19 и конец 20. Заостренный конец 19 взаимодействует с сужающимся отверстием 15 в клине 13.

Подшипниковый узел 18 нажимает на конец 20. Хотя поверхность 16 имеет звездообразную форму, заостренный конец 19 и сужающееся отверстие 20 оба имеют коническую форму или форму усеченного конуса. В предпочтительном варианте конструкции поршень 14 содержит сталь, хотя любой износостойкий материал, обладающий подобными фрикционными свойствами и характеристиками сжимаемости был бы приемлем.

На Фиг.6 изображен корпус 1. Корпус 1 содержит внутреннюю поверхность 17. Внутренняя поверхность описывает гофрированный или звездообразный профиль для обеспечения взаимодействия с поверхностью 16 клина 13. В предпочтительном варианте конструкции корпус 1 выполнен из алюминия, хотя любой износостойкий материал, имеющий подобные фрикционные и прочностные характеристики, был бы приемлем. Корпус 1 может быть закреплен на основании (не показано) как часть сборки натяжного устройства, показанной на Фиг.1.

Работает натяжное устройство следующим образом. Ссылки здесь сделаны на Фиг.7(а), упрощенную схематическую диаграмму демпфирующего устройства во время хода сжатия. Во время хода сжатия усилие НС воздействует на поршень 14, который в свою очередь действует на клин 14, что показано как R. Перемещение заостренного конца 19 в отверстие 15 заставляет внешнюю окружность клина 13 увеличиться и надавливать поверхностью 16 на внутреннюю поверхность 17. Благодаря трению между сторонами заостренного конца 19 и сторонами сужающегося отверстия 15, перемещение поршня 14 в направлении С заставляет клин 13 перемещаться также в направлении С. Однако перемещению клина 13 в направлении С противодействует пружина 6, сила, создаваемая пружиной, изображена как F_s. Перпендикулярная сила, сформированная между сторонами заостренного конца 19 и сторонами сужающегося отверстия, преобразуется в перпендикулярные силы между этими элементами, N_1c и N_2c. Сила трения действует между сторонами заостренного конца 19 и сторонами сужающегося отверстия 15, так же как и между сторонами клина и внутренней поверхностью корпуса. Таким образом, возникают силы трения, сопротивляющиеся перемещению клина в корпусе. Этими силами являются μN_1c и μN_2c. Они дополняют силу, создаваемую пружинной F_s, так как действуют в одном и том же направлении. При увеличении нагрузки растет НС. Увеличение НС приводит к увеличению N_1c и N_2c до тех пор, пока клин 13 не начнет перемещаться, что в свою очередь ведет к увеличению сил трения μN_1c и μN_2c, противодействующих перемещению клина в корпусе. Должно быть отмечено, что нет никакого дальнейшего существенного увеличения N_1c и N_2c, когда клин 13 перемещается.

Во время обратного хода, изображенного на Фиг.7(b) упрощенной схематической диаграммы демпфирующего устройства во время обратного хода, нагрузка ослаблена. Как только усилие HR становится меньше, чем сила, создаваемая пружиной F_s за вычетом силы трения μN_1R, клин получит толчок в направлении В. Перпендикулярные силы n_1r и n_2r меньше, чем N_1c и N_2c. Кроме того, векторы сил трения, μN_1R и μN_2R, имеют противоположное направление по сравнению с ходом сжатия. Эта сила трения сопротивляется попыткам пружины переместить клин в направление В. Усилие HR, необходимое для поддержания блоков в статическом равновесии, понижается. При снижении нагрузки силы трения между клином и внутренней поверхностью корпуса соответственно уменьшаются. Таким образом, затормаживающая сила или сила трения больше в течение хода сжатия, чем в течение обратного хода. Следовательно, натяжное устройство выполняет асимметричное демпфирование.

Дополнительный вариант конструкции изображен на Фиг.8. Демпфер 100 содержит цилиндр, имеющий скользящее зацепление с другим цилиндром. Внешняя труба или корпус 101 имеет скользящее зацепление с трубой 108. Крышка 105 присоединена к трубе 101. Крышка 110 присоединена к трубе 108. Пружина 102 натянута между крышкой 105 и концом трубы 108, таким образом разделяя трубы. Пластмассовая втулка 106 облегчает перемещение между внешней трубой 101 и трубой 108. Поршень 111 закреплен к крышке 110 и параллелен главной оси труб 101, 108. Клин 109 имеет скользящее зацепление с внутренней поверхностью 112 трубы 108. Заостренный конец поршня 104 находится в контакте с сужающимся отверстием 113 в клине 109. Клин 109 приводится в контакт с поршнем 111 пружиной 107. Смещающий элемент или пружина 107 нажимает на крышку 110 и клин 109. Крышка 110 может закрепляться к монтажной поверхности, например к корпусу натяжного устройства, как описано на Фиг.1.

В процессе работы крышка 105 перемещается в направлении С в течение хода сжатия. И перемещается в направление R в течение обратного хода. Подробное описание действия изложено на Фиг.7(а) и Фиг.7(b). Кроме того, в течение хода сжатия клин 109 нажимает в направлении С, таким образом вызывая образ действия, описанный на Фиг.7(b) для обратного хода. Демпфирующая сила увеличена в течение обратного хода в направлении R, так как внутренняя поверхность 112 перемещается таким образом, чтобы прижимать клин 109 к заостренному концу 119 поршня 104. Это описано на Фиг.7(а). Любой специалист в данной области техники легко поймет, что устройство, описанное здесь на Фиг.8, изображает демпфирующее устройство, которое работоспособно в различных применениях, включающих в себя и натяжное устройство со шкивом для ремня.

На Фиг.9 изображена деталь клина на Фиг.8. Клин 109 содержит шлицы или гофры 114. Шлицы 114 имеют взаимное зацепление с подобной формой на внутренней поверхности 112 трубы 101, как показано на Фиг.10. Клин 109 может иметь радиально проходящие пазы 115, которые облегчают расширение клина по отношению к внутренней поверхности 112. Шлицы клина 114 могут содержать неметаллический материал, например пластмассу или материал на основе фенольных соединений.

На Фиг.10 изображен вид снизу внешней трубы. Труба 101 содержит внутреннюю поверхность 112. Поверхность 112 описывает гофрированный или шлицевой профиль, который имеет взаимное зацепление со шлицами 114 на клине 104. Поверхность 112 и шлицы 114 каждые содержат материалы, имеющие желательный коэффициент трения. Например, шлицы 114 могут содержать пластмассу, материал на основе фенольных соединений или неметаллический материал, в то время как поверхность может содержать подобные материалы. Предпочтительный вариант конструкции содержит неметаллический материал шлицев 114 и металлический материал поверхности 112, так же как поверхности 112 (Фиг.10), поверхности 212 (Фиг.11, 18), поверхности 312 (Фиг.20).

На Фиг.11 изображен вид в разрезе второго дополнительного варианта конструкции изобретения. В этом дополнительном варианте конструкции пружина 202 содержится внутри трубы 201. Демпфер 200 содержит цилиндр, имеющий скользящее зацепление с другим цилиндром. Внешняя труба 201 имеет скользящее зацепление с трубой 208. Крышка 205 присоединена к трубе 208. Крышка 210 присоединена к трубе 201. Смещающий элемент или пружина 202 растянут между трубой 208 и крышкой 210, таким образом разделяя их. Пластмассовая втулка 206 облегчает скользящее перемещение между внешней трубой 201 и трубой 208. Один конец поршня 211 прикреплен к крышке 210 и параллелен главной оси труб 201, 208. Клин 209 имеет скользящее зацепление с внутренней поверхностью 212 трубы 208. Заостренный конец поршня 204 находится в контакте с сужающимся отверстием 213 в клине 209. Клин 209 прижат к заостренному концу 204 сжимаемым элементом или пружиной 207. Пружина 207 нажимает на крышку 210 и клин 209. Крышка 210 прикреплена к крепежной поверхности, например к корпусу натяжного устройства, как описано на Фиг.1. Любой специалист в данной области техники легко поймет, что устройство, описанное здесь на Фиг.11, изображает демпфирующее устройство, которое работоспособно в различных применениях, включающих в себя и натяжное устройство со шкивом для ремня.

В процессе работы крышка 205 перемещается в направлении С в течение хода сжатия. Крышка 205 перемещается в направлении R в течение обратного хода. Подробное описание работы изложено на Фиг.7(а), 7(b) и Фиг.8.

Фиг.12 изображает другой дополнительный вариант конструкции демпфирующего устройства 300. Составные части в общем такие же, как описано на Фиг.11 со следующими отличиями: шайба, кольцо или несущая поверхность 308 прикреплены к поршню 211 в предопределенном положении. Несущая поверхность 308 расположена перпендикулярно оси D поршня. Сжимаемый элемент или пружина 307 опирается на несущую поверхность 308. Другой конец пружины 307 опирается на замочный стакан или клин 309. Клин 309 имеет по существу ту же самую форму, как клин 209 на Фиг.11. Любой специалист в данной области техники легко поймет, что устройство, описанное здесь на Фиг.12, изображает демпфирующее устройство, которое работоспособно в различных применениях, включающих в себя и натяжное устройство со шкивом для ремня.

Ссылки на Фиг.11 и Фиг.12 также иллюстрируют изменения длин L₁ и L₂ во время работы изобретения. Длины увеличиваются в течение обратного хода R (L₂) и уменьшаются в течение хода сжатия С (L₁).

Фиг.13 представляет собой вид в разрезе по оси А-А еще одного дополнительного варианта конструкции изобретения. Первый корпус или колпак 405 содержит первую поверхность корпуса или сторону 408. Второй корпус или труба 401, кроме того, содержит внешнюю поверхность 412. Сторона 408 описывает коническую форму, имеющую угол α с главной осью А в диапазоне от 0 до 30°. Сторона 408 может иметь любую форму, необходимую пользователю, включая гофрированную. Клин 409 скользит между стороной 408 и внешней поверхностью 412. Пружина 402 приводит клин 409 в контакт со стороной 408 и внешней поверхностью 412. При прижатии клина 409 к поверхности 412 он радиально сжимается. Радиальное сжатие клина 409 происходит благодаря наличию пазов, как описано на Фиг.2 и Фиг.21. Пружина 402 опирается на основание 410, которое прикреплено к трубе 410. Колпак 405 перемещается в направлении С в течение хода сжатия и в направлении R в течение обратного хода. Нагрузка L может быть приложена к устройству в опорной точке 418. Любой специалист в данной области техники легко поймет, что устройство, описанное здесь на Фиг.13, изображает демпфирующее устройство, которое работоспособно в различных применениях, включающих в себя и натяжное устройство со шкивом для ремня.

На Фиг.14 показан вид в разрезе по оси А-А еще одного дополнительного варианта конструкции изобретения. Первый корпус или труба 501 содержит первую поверхность корпуса или сторону 508 и торец 510. Сторона 508 описывает коническую форму, имеющую угол β относительно главной оси в диапазоне от 0 до 30°. Сторона 508 может иметь любой профиль, необходимый пользователю, включая гофрированный. Клин 509 скользит между первой поверхностью корпуса или стороной 508 и внешней поверхностью 516 поршня 514. Клин 509 имеет ту же самую форму, которая изображена на Фиг.21 для клина 409. Корпус 519 и поверхность 516 имеют ту же самую форму, которая изображена на Фиг.21 для поверхности 412. Пружина 502 опирается на торец 510 и поршень 514. Пружина 502 сопротивляется осевому перемещению поршня 514. Сжимаемый элемент или пружина 502 также опираются на основание 510 против поршня 514. Сжимаемый элемент или пружина 507 приводит клин 509 в контакт со стороной 508 и внешней поверхностью 516 поршня 514. Когда клин 509 прижат к поверхности 516, он радиально сжимается. Радиальное сжатие клина 509 происходит благодаря присутствию пазов, как описано на Фиг.2 и Фиг.21. Поршень 514 перемещается в направлении С в течение хода сжатия и в направлении R в течение обратного хода. Нагрузка L может быть приложена к устройству в опорной точке 518. Любой специалист в данной области техники легко поймет, что устройство, описанное здесь на Фиг.14, изображает демпфирующее устройство, которое работоспособно в различных применениях, включающих в себя и натяжное устройство со шкивом для ремня.

Фиг.15 - вид сверху сборки демпфера натяжного устройства. Демпфирующее устройство 600, как описано в предшествующих Фиг.8, 11-14, изображено связанным с направляющим шкивом 610 валом 620. Вал 620 может быть связан с основанием (не показано), которое соединяет направляющий шкив с направляющими 615. Направляющий шкив 610 скользит вдоль параллельных направляющих 615. Ремень В натянут на направляющий шкив 610.

Фиг.16 - трехмерное покомпонентное представление деталей демпфирующего устройства дополнительного варианта конструкции. Фиг.16 в основном описывает состав демпфирующего устройства для вариантов конструкции, изображенных на Фиг.8, 11 и 12. Номера на Фиг.16 соответствуют Фиг.8. Поверхности 114 имеют скользящее зацепление с поверхностью 112. Заостренный конец 104 находится в контакте с отверстием 113. Пазы 115 позволяют клину 109 радиально расширяться, когда конический конец 104 движется по оси в клин 109. Клин 109 может содержать неметаллический материал, такой как пластмасса или материал на основе фенольных соединений.

Фиг.17 - вид снизу клина для дополнительного варианта конструкции. Дополнительный вариант конструкции изображен на Фиг.11. Шлицы клина 214 могут содержать неметаллический материал, такой как пластмасса или материал на основе фенольных соединений.

Фиг.18 - вид снизу трубы дополнительного варианта конструкции. Дополнительный вариант конструкции изображен на Фиг.11.

Фиг.19 - вид снизу клина для дополнительного варианта конструкции. Дополнительный вариант конструкции изображен на Фиг.12. Шлицы клина 314 могут содержать неметаллический материал, такой как пластмасса или материал на основе фенольных соединений.

Фиг.20 - вид снизу трубы дополнительного варианта конструкции. Дополнительный вариант конструкции изображен на Фиг.12.

Фиг.21 -трехмерное покомпонентное представление клина и трубы для дополнительного варианта конструкции. Вариант конструкции изображен на Фиг.13. Фиг.21 также дает общее представление об устройстве клина 509 и поверхности поршня 516 для варианта конструкции, изображенного на Фиг.14. Пазы 415 позволяют клину 409 радиально сжиматься по отношению к поверхности 412. Клин 409 может содержать неметаллический материал, такой как пластмасса или материал на основе фенольных соединений.

Хотя здесь была описана единственная форма изобретения, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что могут быть внесены изменения в конструкцию и отношения частей, не отступая от идеи и объема изобретения, описанного здесь.

Реферат

Изобретение относится к области натяжных устройств, а именно к натяжным устройствам со смещаемыми пружинами, базирующимися на использовании клиньев, имеющими демпфер и применяемыми совместно с ремнями привода вспомогательных механизмов транспортного средства. Изобретение содержит автономное механическое натяжное устройство для ремня, которое производит демпфирование, являющееся функцией приложенной нагрузки за счет действия сил трения, возникающих при скольжении взаимно противодействующих клиньев. Первый клин или конический поршень заключен в корпусе. Конический поршень взаимодействует со вторым или коническим клином. Поверхность конического клина скользит по внутренней поверхности корпуса. Конический клин имеет возможность расширяться в направлении, перпендикулярном к внутренней поверхности корпуса. Пружина приводит конический клин в зацепление с коническим поршнем. При получении шкивом импульсной нагрузки поршень будет двигаться в конический клин. Это, в свою очередь, заставит конический клин расширяться по отношению к внутренней поверхности корпуса. Расширение конического клина в корпусе увеличит силу трения между коническим клином и корпусом. Это приведет к затормаживанию перемещений конического поршня и, в свою очередь, шкива. Чем больше импульс, тем больше расширение конического клина. Это увеличивает результирующую силу трения, противодействующую перемещению конического клина по отношению к корпусу. При снижении нагрузки к минимуму сила трения уменьшается до нижнего уровня, обеспечивая легкое извлечение поршня. Техническим результатом является улучшение технических характеристик устройства. 7 с. и 42 з.п. ф-лы, 23 ил.

Формула