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具有储能和阻尼特征的旋转张紧器

阅读：129发布：2023-01-04

专利汇可以提供具有储能和阻尼特征的旋转张紧器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且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。，下面是具有储能和阻尼特征的旋转张紧器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种张紧器，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)的所述第二端部延伸通过所述间隙窗口(35、135)。
8.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述高刚度扭力弹簧(33、133)具有的弹簧刚度大于所述低刚度扭力弹簧(25、125)的弹簧刚度。
9.根据权利要求1所述的张紧器，其中，每当所述链条或者皮带通过所述第一层级(20、
60、120)向所述扭矩联轴器(40、80、140)施加大于滑动扭矩的施加扭矩时，所述扭矩联轴器(40、80、140)滑动。
10.根据权利要求9所述的张紧器，其中，所述滑动扭矩大于所述高刚度扭力弹簧(33、
133)的高弹簧扭矩(THRS)，并且所述高弹簧扭矩(THRS)大于所述低刚度扭力弹簧(25、125)的低弹簧扭矩(TLRS)。
11.根据权利要求10所述的张紧器，其中，当所述施加扭矩小于所述低弹簧扭矩(TLRS)时，所述臂(23、63、123)围绕所述臂(23、63、123)与所述扭矩联轴器(40、80、140)之间的单向轴承(22、62、122)旋转以便向所述链条或者皮带提供张力。
12.根据权利要求10所述的张紧器，其中，当所述施加扭矩大于所述低弹簧扭矩(TLRS)但小于所述高弹簧扭矩(THRS)时，所述链条或者皮带驱动器迫使所述臂(23、63、123)向后，所述扭矩被传递至所述高刚度扭力弹簧(33、133)，并且所述张紧器动态地平衡。
13.根据权利要求10所述的张紧器，其中，当所述施加扭矩大于所述高弹簧扭矩(THRS)但小于所述滑动扭矩时，所述高刚度扭力弹簧(33、133)被提升离开所述死止部(78、138)并且进一步盘绕，从而提供附加阻力。
14.一种用于在张紧器的高刚度扭力弹簧(33、133)中储存能量的方法，所述方法包括如下步骤：
a)将所述高刚度扭力弹簧(33、133)安装在所述张紧器的第二层级壳体(31、71、131)中，以便使所述高刚度扭力弹簧的第一端部延伸通过所述第二层级壳体(31、71、131)中的弹簧夹(34、74、134)，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，所述第一端部定位至所述第一搁浅部(24、64、124)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以及
高刚度扭力弹簧(33、133)，所述高刚度扭力弹簧(33、133)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)的所述第一端部(151)以及与所述第一端部(151)相对的第二端部(150)；
b)激励所述高刚度扭力弹簧(33、133)，并且将所述高刚度扭力弹簧(33、133)的所述第一端部(151)固定为与死止部(78、138)接触、不可相对于所述枢转轴线旋转、并且平行于所述枢转轴线延伸，以及将所述高刚度扭力弹簧(33、133)的所述第二端部(150)固定为与第二搁浅部(77、137)接触、不可相对于所述枢转轴线旋转、并且平行于所述枢转轴线延伸，从而当所述链条或者皮带没有向所述臂(23、63、123)施加负载时，通过所述死止部(78、138)和所述第二搁浅部(77、137)将所述高刚度扭力弹簧(33、133)保持在激励状态下。

说明书全文

具有储能和阻尼特征的旋转张紧器

技术领域

[0001] 本发明涉及张紧器的领域。更加具体地，本发明涉及具有储能的张紧器。

背景技术

[0002] 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。

[0003] Lehtovaara等人于2011年3月8日发布的标题为“Tensioner for a Timing Chain”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。

[0004] Wigsten等人于2011年11月8日发布的标题为“Tensioner with Two Way Damper”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。

[0005] 上述参考文献以引用的方式并入本文。

发明内容

[0006] 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。

[0007] 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。

[0008] 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。

[0009] 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

[0010] 图1示出了在本发明的实施例中的旋转张紧器的组件的部分的示意透视图。

[0011] 图2示出了通过图1的组件的枢转轴线的示意截面图。

[0012] 图3示出了在本发明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。

[0013] 图4示出了图3的组件的示意顶视图。

[0014] 图5示出了在本发明的另一个实施例中的旋转张紧器的组件的示意透视图。

[0015] 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。

[0016] 图7示出了图5的组件的示意端视图。

具体实施方式

[0017] 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。

[0018] 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。

[0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 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图3或者图7中示出的方式的方式进行定位，以类似于参照图7所描述的方式的方式进行操作，并且可以直接位于如在图3中示出的安装表面或者安装板上。

[0022] 参照图3和图4，组件50包括第一层级60和第二层级70，该第一层级60和该第二层级70通过阻尼器组件80联接起来。在该实施例中，第一层级和第二层级处于同心配置中，其中，第一层级60比第二层级70更远离枢转轴线，阻尼器组件80径向地位于两个层级之间。第一层级60包括：单向轴承62、提升臂63、低刚度弹簧搁浅部64、以及低刚度扭力弹簧(未示出)。

[0023] 第二层级70包括具有环状圆柱形腔室72的壳体71，该环状圆柱形腔室72接收高刚度扭力弹簧(未示出)。第二层级70还包括在壳体71的壁中的弹簧夹74。轴承或者枢轴75允许第二层级70相对于安装板76旋转，该安装板76包括用于将安装板76安装至表面(未示出)的安装孔79。安装板76包括用于高刚度扭力弹簧的高刚度弹簧搁浅部77和死止部78。

[0024] 阻尼器组件80包括阻尼器82和阻尼器座圈84，并且以低于使得阻尼器组件80滑动所需要的扭矩的扭矩将来自第一层级60的扭矩传递至第二层级70。阻尼器82优选地由弹性材料制成。在一些实施例中，该弹性材料是：乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、Acsium烷基化氯磺化聚乙烯(ACSM)、聚丙烯酸酯(ACM)、乙烯/丙烯酸(EEA)、氟橡胶(FKM)、聚氯丁烯(CR)、表氯醇环氧乙烷(EEO)、腈类(NBR)、氢化丁腈橡胶(HNBR)、硅酮(MQ)、氟硅酮(FVMQ)、氯磺化聚乙烯(CSM)、或者全氟橡胶(FFKM)。尽管未在图3和图4中示出，但低刚度弹簧和高刚度弹簧优选地以类似于图2或者图7中示出的方式的方式进行定位，并且以类似于参照图7所描述的方式的方式进行操作。

[0025] 参照图5、图6和图7，组件110包括第一层级120和第二层级130，该第一层级120和该第二层级130通过离合器组件140联接起来。在该实施例中，第一层级120和第二层级130处于堆叠配置中，其中，第一层级120相对于枢转轴线堆叠在第二层级130的顶部上，离合器142位于两个层级之间在枢转轴线上。第一层级120包括：单向轴承122、提升臂123、低刚度弹簧搁浅部124、以及低刚度扭力弹簧125。

[0026] 第二层级130包括具有圆柱形腔室132的壳体131，该圆柱形腔室132接收高刚度扭力弹簧133。第二层级130还包括：在壳体131的壁中的弹簧夹134以及在壳体131的壁中的间隙窗口135以使高刚度弹簧133偏置至搁浅部137。第二层级130壳体131在延伸通过第二层级130的销钉136上旋转。用于高刚度弹簧的高刚度弹簧搁浅部137和死止部138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142以低于使得离合器滑动所需要的任何扭矩的扭矩将来自第一层级120的扭矩传递至第二层级130。

[0027] 来自链条或者皮带驱动器的负载在针对图7中示出的方位的顺时针方向112上向偏置组件110施加扭矩。该扭矩迫使低刚度弹簧搁浅部124与低刚度弹簧125的端部127相抵，这抵制提升臂123的顺时针旋转112。在低负载下，扭矩不会被传递至高刚度弹簧133。通过使一个端部150朝着高刚度弹簧搁浅部137偏置并且使另一个端部151朝着死止部138偏置，即使在链条或者皮带未施加负载时，高刚度弹簧133也保持在激励状态下。搁浅部137和死止部138可以直接位于如在图3中示出的安装表面或者安装板上。

[0028] 对于图7中示出的设计，通过推动两个端部150和151远离彼此来从其自由状态激励高刚度弹簧133，其中，搁浅部137和死止部138使这两个端部150和151保持在该激励位置中。

[0029] 在替代设计中，高刚度弹簧133可以按照如下方式进行布置：使两个端部150和151相对于彼此成自由状态角度，以便通过推挤这两个端部朝着彼此来从其自由状态激励高刚度弹簧133，其中，搁浅部137和死止部138使这两个端部保持在该激励位置中。在该设计中，高刚度扭力弹簧133的两个端部150和151可以在激励状态下形成与图7中示出的角度类似的角度，但搁浅部137和死止部138现在定位为与高刚度弹簧133的两个端部150和151的另一侧接触，其中，第一端部150现在从弹簧夹延伸出去且与死止部接触，并且第二端部151现在从间隙窗口135延伸出去且与搁浅部137接触。

[0030] 尽管在图1至图7中示出了提升臂123，该提升臂123被示出且联接至张紧器臂以便接收来自张紧器臂的负载从而与链条或者皮带接触，但张紧器臂可替代地可以在没有提升臂的情况下直接形成，这是通过修改形成提升臂的延伸部的形状以便具有与链条或者皮带接触的滑动表面。

[0031] 尽管在图1至图7中示出了具有壁的壳体31、71、131以及在壁中的形成弹簧夹34、134和间隙窗口35、135的开口，但壳体31、71、131可替代地可以最低限度地形成为可相对于枢转轴线旋转的板，其中，一对销钉从该板上突出以用作销钉夹，但却没有壁。在这些实施例中，高刚度扭力弹簧33和133坐落在该板的顶部上或者底部，其中，高刚度扭力弹簧的一个端部陷在销钉之间，从而使高刚度扭力弹簧与壳体一起围绕枢转轴线旋转。

[0032] 张紧器对于负载的响应取决于：链条或者皮带驱动器生成的作用在张紧器上的扭矩(扭矩)、低刚度弹簧25和125的低刚度弹簧扭矩(TLRS)、高刚度弹簧33和133的高刚度弹簧扭矩(THRS)、以及使得离合器42和142滑动所需要的扭矩(滑动扭矩)。下面按照四种不同的操作方式来对张紧器的作用进行描述，从低扭矩开始，增加至高扭矩，并且再次减小至低扭矩。

[0033] 状态1：扭矩＜TLRS

[0034] 当链条或者皮带驱动器中的张力较低时，链条或者皮带驱动器生成的作用在张紧器上的扭矩小于低刚度弹簧25和125的低刚度弹簧扭矩(TLRS)，并且提升臂23和123围绕单向轴承22和122旋转以便向张紧器臂提供张力从而防止松弛。提升臂23和123上的力是由低刚度扭力弹簧25和125提供，低刚度扭力弹簧25和125在一个端部上附接至搁浅部24、64、124并且在另一个端部上附接至提升臂23、63、123。在该状态下，第二层级30、70、130针对搁浅部偏置并且不激励第一层级20、70、130或者链条或者皮带驱动器。

[0035] 状态2：THRS＞扭矩＞TLRS；扭矩＜滑动扭矩

[0036] 随着链条或者皮带驱动器中的张力增加，链条或者皮带驱动器生成的作用在张紧器上的扭矩变得大于低刚度弹簧25和125的低刚度弹簧扭矩(TLRS)但小于高刚度弹簧33和133的高刚度弹簧扭矩(THRS)和使得离合器或者阻尼器42、82、142滑动所需要的扭矩。链条或者皮带驱动器迫使提升臂23、63、123后退，远离链条或者皮带驱动器，这锁定单向轴承
22、62、122并且通过滑动离合器/阻尼器将负载传递回到第二层级壳体30、70、130，这对抗高刚度弹簧33和133。在该状态下，张紧器动态地平衡。

[0037] 状态3：THRS＜扭矩；TLRS＜扭矩；扭矩＜滑动扭矩

[0038] 随着链条或者皮带驱动器中的张力进一步增加，链条或者皮带驱动器生成的作用在张紧器上的扭矩超过高刚度弹簧33和133的高刚度弹簧扭矩(THRS)但仍小于使得离合器或者阻尼器42、82、142滑动所需要的扭矩，并且高刚度弹簧33和133被提升离开死止部78和138。随着扭矩在该状态内增加，高刚度弹簧33和133进一步盘绕，从而向扭矩提供等于kxθ的阻力，其中，k是弹簧常量，并且θ是弹簧的盘绕角度。

[0039] 状态4：THRS＜扭矩；TLRS＜扭矩；扭矩＞滑动扭矩

[0040] 当链条或者皮带驱动器生成的作用在张紧器上的扭矩超过使得离合器或者阻尼器42、82、142滑动所需要的扭矩时，离合器或者阻尼器滑动。离合器或者阻尼器滑动使得高刚度弹簧33和133返回至死止部78和138，同时卷绕低刚度弹簧25和125。在该状态下，张紧器动态地不平衡。然而，如果使用没有滑动的阻尼器80或者离合器42和142，则该状态不会出现。

[0041] 提升臂23和123将来自张紧器臂的负载传递至张紧机构，并且优选地通过肩部螺栓和低摩擦垫圈固定在离合器42和142或者阻尼器80外部。

[0042] 单向轴承22、62、122允许提升臂23、63、123朝着张紧器臂旋转，但在张紧器臂推抵提升臂时锁定，并且优选地固定至离合器或者阻尼器42、82、142的内部且围绕螺栓或者销钉旋转，该螺栓或者销钉固定至第二层级壳体30、70、130。

[0043] 低刚度弹簧25和125使提升臂23、63、123偏置，并且当链条或者皮带延长时，提供较低力以指引提升臂离开且针对张紧器臂偏置，以便使张紧器臂在不过度张紧链条或者皮带的情况下针对链条或者皮带偏置。

[0044] 离合器组件40和142提供阻尼并且防止过度延伸。在一些实施例中，离合器42和142可以固定至第二层级壳体30和130并且能够围绕螺栓或者销钉自由地枢转。实质上，离合器组件42和142包括两个板43和143，这两个板43和143分别附接至第二层级壳体30和130以及提升臂23和123，这两个板43和143由弹簧按压在一起以便通过摩擦界面来传递第一层级20和120与第二层级30和130之间的扭矩。

[0045] 第二层级壳体30和130围绕固定销钉或者轴承136旋转，该固定销钉或者轴承136附接至搁浅部137。高刚度弹簧33和133的一个端部优选地通过弹簧夹34和134来针对壳体搁浅，以便使弹簧33和133抵制壳体31、131的旋转并且使壳体返回至搁浅部。

[0046] 高刚度弹簧33和133提供储能的储器并且在两个端部上以预定预负载固定至搁浅部。高刚度弹簧33和133的一个支腿也由第二层级壳体30和130的弹簧夹34和134容纳。在高刚度弹簧33和133的该端部上的搁浅部被称为死止部138，这是因为张紧器的功能提升高刚度弹簧33和133且使其返回至该死止部138。

[0047] 高刚度弹簧33和133用于储存能量。由于单向轴承和几何结构，所以无论张紧器的位置如何，弹簧都决不会松开。因此，仅仅在链条或者皮带驱动器输入高负载时才会生成高弹力。这样，避免了驱动器上的过度弹簧负载。

[0048] 在一些实施例中，可以使用旋转阻尼器82来代替滑动离合器。在这些实施例中，提升臂63围绕固定至阻尼器82的外部的单向轴承62旋转，第二层级壳体131的外部固定至阻尼器的内部，并且第二层级壳体130围绕销钉136或者轴承自由地旋转。阻尼器82可以设计有滑动件或者没有滑动件。同样，可以取决于所需要的阻尼量按照多种不同方式中的一种来构造和放置阻尼器。

[0049] 在低磨损驱动器的情况下，由于磨损而可能具有最低程度的旋转，单向轴承62和低刚度弹簧可以被去除，并且提升臂63可以直接连接至阻尼器82，其中，高刚度弹簧被设定为提供预定预负载。

[0050] 在扭力不活跃驱动器的情况下，阻尼器/滑动离合器可以被去除，从而任何阻尼都是偶然的，并且张紧器作为回弹式机械张紧器来操作。

[0051] 张紧器将弹力储存在高刚度弹簧中，而不将其传递至驱动器。因此，可以在不用以控制为代价的情况下使预负载和张紧器力更加低。与常规张紧器相比，这将带来更高效率的操作，即，更低的摩擦损失。

[0052] 相应地，应理解，本文所描述的本发明的实施例仅仅图示本发明的原理的应用。本文对所图示的实施例的细节的参考不意在限制权利要求的范围，权利要求本身叙述了被认为是对于本发明必不可少的特征。

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