CN100559046C - 楔阻尼的刀形张紧器 - Google Patents

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Abstract

使链条张紧的一种链条刀形张紧器系统,所述链条使从动轴可驱动地连接于发动机的驱动轴。刀形张紧器包括刀形靴和配合块。所述刀形靴具有:拱形弯曲的链条滑动表面,近端部,具有由底部连接并成一定角度的一对斜边的远端部。所述配合块具有通道,所述通道具有由底部连接并成第二角度的一对斜边,所述通道用于容纳所述远端部。当链条上的载荷增大时,所述远端部的各斜边及底部与所述配合块通道的各斜边接触及楔合,衰减了链条振动。

Description

楔阻尼的刀形张紧器
技术领域
本发明有关链条张紧器领域。更准确地说,本发明有关具有远端部的刀形张紧器,所述远端部用于与互补的静止块进行阻尼楔合的相互作用。
背景技术
刀形张紧器在现有技术中是大家熟知的。刀形张紧器用于使链条张紧。刀形张紧器通常包含:具有拱形弯曲的链条滑动表面的塑料刀形靴;设置在所述链条滑动表面对面的多个板簧形的片弹簧;和可摆动地支承所述刀形靴的近端部及可滑动地支承所述刀形靴的远端部的金属底座。工作期间,链条沿刀形靴的链条滑动表面滑动及移动,而由于刀形靴的弹性变形及片弹簧产生的弹性力通过刀形靴施加于所述链条,而保持了合适的链条张紧。在各刀形张紧器中曾使用了远端部的不同形式滑动支承,但在链条张紧期间它们不能充分地衰减链条振动。
在机械的及液压的张紧器中曾利用了楔效应来衰减链条振动。在1981年9月22日颁布给Hoeptner III的美国专利No.4,291,416“链条张紧器”中,机械的链条张紧器具有与柱塞共同作用的可楔紧装置,用于阻止其回缩。1999年9月14日颁布给Simpson的美国专利NO.5,951,423“机械摩擦式张紧器”中,机械张紧器具有楔形柱塞,而楔形块被弹簧推向所述柱塞以造成阻尼。在2002年3月26日颁布给Serkh等人的美国专利NO.6,361,459“张紧器”中,机械式的皮带张紧器的减振建立在相互对置楔块的滑动作用上。在2004年7月27日颁布给Seungpyo的美国专利NO.6,767,302“液压张紧器”中,液压张紧器应用楔紧效应来防止柱塞向后移动。在Poiret等人的美国公布NO.2002/0094894“链条或皮带的张紧器”中,张紧期间,液压张紧器应用楔紧来阻止柱塞的进一步向内移动。在Yoshida等人的美国公布NO.2003/0186764“链条张紧器”中,液压张紧器具有容纳在斜槽中的一对楔形凸轮。
机械的和液压的张紧器比刀形张紧器显著地更昂贵和复杂,而在许多的应用中,其中更喜欢使用刀形张紧器。在技术上需要具有链条张紧期间更好地衰减链条振动的刀形张紧器。
发明内容
链条的刀形张紧器系统使链条张紧,所述链条使从动轴可驱动地连接于发动机的驱动轴。刀形张紧器包括刀形靴和配合块。所述刀形靴具有:拱形弯曲的链条滑动表面;近端部;以及远端部,具有由底部连接并以远端角度安排的一对逐渐变细的侧面。所述配合块具有通道,所述通道具有由底部连接并以配合角度布置的一对逐渐变细的侧面,所述通道用于容纳所述远端部。当链条上的载荷增大时,远端部的各逐渐变细的侧面与配合块通道的各逐渐变细的侧面接触并楔合,衰减了链条振动。
还公开了链条张紧期间衰减链条振动的方法。第一步是提供含有刀形靴的刀形张紧器,所述刀形靴具有:拱形弯曲的链条滑动表面;近端部以及远端部,所述远端部具有由底部连接并以远端角度布置的一对逐渐变细的侧面。第二步是提供相对于链条是静止的配合块,所述静止的配合块包括具有通道的配合块,所述通道具有由底部联接并以配合角度布置的一对逐渐变细的侧面,所述通道用于容纳所述远端部。第三步是布置刀形张紧器与配合块,使得当链条上的载荷增大时,远端部的各逐渐变细的侧面与配合块通道的各逐渐变细的侧面接触并楔合,衰减了链条振动。
在一个实施例中,由底部连接并以远端角度布置的刀形靴远端部的一对逐渐变细的侧面,可以是直的或平面的并与配合块的通道楔合,配合块的所述通道也具有直的或平面的侧面。远端部与配合块的楔合衰减了链条振动。
在另一个实施例中,由底部连接并以远端角度布置的刀形靴远端部的一对逐渐变细的侧面,可以是凸弯的或倒圆的并与配合块的通道楔合,配合块的通道具有直的或平面的侧面。远端部与配合块的楔紧衰减了链条振动。
另一种情况,由底部连接并以远端角度布置的刀形靴远端部的一对逐渐变细的侧面,可以是直的或平面的并与配合块的通道楔合,配合块的通道具有凸弯的侧面。远端部与配合块的楔合衰减了链条振动。
在另一个实施例中,由底部连接并以远端角度布置的刀形靴远端部的一对逐渐变细的侧面,可以是直的或平面的并与配合块的通道楔合,配合块的通道具有以复合角度布置的逐渐变细的侧面,导致配合块各斜边之间的不同距离或宽度。至少所述通道的一个部分在各逐渐变细的侧面之间具有较大的距离或宽度,和至少所述通道的另一个部分在通道的各逐渐变细的侧面之间具有较小的宽度或距离。远端部与配合块的楔合衰减了链条振动。
附图说明
图1显示接触链条的本发明的刀形张紧器;
图2显示处于最小载荷下的本发明的刀形张紧器;
图3A显示图2的刀形张紧器的远端部沿线3-3的横剖面;
图3B显示图2的静止的配合块沿线3-3的横剖面;
图3C显示沿图2的线3-3的横剖面;
图4显示处于大的载荷下的本发明的刀形张紧器;
图5显示沿图4的线5-5的横剖面;
图6a显示第二实施例的刀形张紧器;
图6b显示刀形靴与配合块的楔合;
图7a显示第三实施例的刀形张紧器;
图7b显示刀形靴与配合块的楔合。
图8a显示第四实施例的刀形张紧器的配合块的俯视图;以及
图8b显示刀形靴与配合块的楔合。
具体实施方式
在汽车发动机中,刀形张紧器曾被用来向用于诸如油泵及类似物的辅件的发动机定时链条或驱动链条施加张紧力。刀形张紧器通常含有:具有拱形弯曲的链条滑动表面的刀形靴和板簧形的片弹簧,所述片弹簧设置在刀形靴的链条滑动表面的相对侧以对刀形靴施加弹力,所述刀形靴具有近端部,所述近端部围绕插入在其内的支承轴被可转动地支承。在现有技术中,刀形靴的远端部可滑动地支承在支承表面上,所述支承表面独立于所述刀形靴。
图1显示含有根据本发明实施例的刀形张紧器的发动机凸轮轴定时系统。凸轮轴定时系统包含:安装在曲柄轴或驱动轴12上的曲柄链轮11;安装在凸轮轴或驱动轴14的凸轮链轮13;和缠绕在这些链轮11、13周围用于把动力从曲柄轴12传递至凸轮轴14的定时链条15。如同图中箭头16所指示,各链轮、各轴和链条在顺时针方向运动。在定时链条的松弛边上,设置了刀形张紧器17。刀形张紧器17包含:拱形弯曲的塑料刀形靴18,刀形靴18具有近端部21、滑动远端部24,滑动远端部24较好是V型的;和至少一个叶形的片弹簧19或多个片弹簧,所述多个片弹簧叠在链滑动表面35背侧以使链条15张紧。链条滑动表面35可具有导向部41以帮助把链条15保持在链条滑动表面35上。刀形靴18的近端部21具有枢转孔22,钢的枢转销23被插入所述枢转孔22中。所述张紧器较好是用钢的枢转销23安装在静止的铝模铸架子上,较好是所述钢的枢转销被压配入制造在所述架子(未图示)上的过盈配合孔中,造成刀形靴18可绕枢转销23转动。刀形靴18的远端部24是V型的,并且远离链条滑动表面35逐渐变细。所述V型远端部可被对应的V型静止配合块25所容纳。
链条工作期间,为对抗链条的法向力,刀形靴18偏转或绕刀形靴18近端部21的枢转销23转动。所述偏转引致靴18的V型远端部24与V型静止配合块25楔合或配合。
图2-3C显示处于最小载荷条件下的刀形张紧器31。为简化而略去了链条及链轮。在图2中,在最小载荷条件下,刀形靴18的远端部24距配合块25的V型通道底部44的距离为a。图3A显示刀形靴18远端部24的V型部分的横剖面。远端部24的“V”型包括一对侧面42,侧面42是直的,而后以远端角43朝刀形靴18的中心向内逐渐变细。远端角43较好是不大于30°。
图3B显示对应的V型静止的配合块25的横剖面。配合块25具有容纳刀形靴18的V型远端部24的对应V型通道45。通道45的各侧面46是直的并以配合角47朝配合块件25的中心向内逐渐变细。配合角47较好是不大于30°。通道45较好是被构造用来在链条松弛的条件下按照链条的法向力去衰减链条运动,但允许刀形靴18的V型远端部24自行脱开并随后保持与链条的稳定接触。所述配合角度与所述远端角度近似地相等。
图3C显示在最小链载荷条件下刀形靴18的V型远端部24与静止的配合块25的配合或楔合。当在刀形靴18上的所述载荷为最小时,刀型靴18的近端部21转动,所以造成V型远端部24的各直侧面42与通道45的各相应侧面46接触。刀形靴18的远端部24的底部40不接触配合块25的底部44。刀形靴18的V型远端部24与静止的配合块25的楔合或配合衰减了链条振动。可通过改变远端角43与配合角47来改变衰减的程度。当配合角47变小了,刀形靴18的楔合增强而衰减加强。然而,太小的配合角可导致刀形靴18的永久楔紧而行不通、“卡住”刀形张紧器。
衰减也可用调节滑动表面处的摩擦系数来调整。摩擦调整可通过在滑动界面处加入摩擦材料、除油的槽和表面粗糙处理来实现,但不局限于这些,所述摩擦材料诸如是纸张或烧结的覆盖层。所有这些调节可以或者在刀形靴上或者在配合块上完成。
图4及5显示在大的链载荷条件下的刀形张紧器31。为了简化而略去了链条及链轮。图4显示受较大的链载荷影响而略变平的刀形靴31,引致刀形靴31的远端部24转动及平移,使得在大的链载荷条件下刀形靴31的远端部24距配合块25的V型通道45底部44的距离为b。在大的链载荷条件下刀形靴31的远端部24与配合块25的V型通道45底部44之间的距离b,小于最小的链载荷条件下刀形靴31的远端部24与配合块25的V型通道45底部44之间的距离a。在各图中夸大了距离a与距离b之间的距离。
图5显示刀形靴18的远端部24的V型部分的横剖面。当刀形靴18上的载荷是大的或最大的时,刀形靴18的近端部21转动,所以V型远端部24的各侧面42被楔合并充分接触配合块25通道45的各直的或平面的侧面46的长度。当远端部24进一步楔入静止的配合块25的通道45中时,对更进一步楔紧的阻力增大。然而,刀形靴18的V型远端部24的底部40不会触及静止的配合块25的V型通道45的底部44。在楔紧期间,配合块各侧面46引致远端部24的轻微弹性压缩及变形。刀形靴18的远端部24与静止的配合块25的楔紧通过抵抗在两个方向的摆动力来衰减链振动。——转至具有图3C的段落:
衰减也可用调节滑动表面处的摩擦系数来调整。摩擦调整可通过在滑动界面处加入摩擦材料、除油的槽和表面粗糙度处理来实现,但不局限于这些,所述摩擦材料诸如是纸张或烧结的覆盖层。所有这些调节可以或者在刀形靴上或者在配合块上完成。
图6a及6b显示第二实施例的刀形张紧器。图6a显示刀形靴的远端部124,远端部124具有凸弯的或倒圆的各侧面142,各侧面142与静止的配合块125的V型通道145相分离,V型通道145由通过底部144连接的各直侧面146构成。刀形靴的远端部124较好是V型的并以一个角度远离链条滑动表面135逐渐变细。远端部124的“V”型包括一对侧面142,侧面142是凸弯的或倒圆的并然后以一个角度朝所述刀形靴的中心向内倾斜。整个刀形靴未被显示。
图6b显示远端部124,远端部124具有弯曲的各侧面142,所述侧面142与配合块125的V型通道145的各直侧面146接触及楔合。类似于第一实施例,在最小的链载荷条件下,刀形靴的远端部124与静止的配合块125楔合,而刀形靴远端部124的底部140距静止的配合块125中的V型通道145的底部144的距离为第一距离(未图示)。当链载荷增大时,刀形靴的远端部124转动和平移,类似于图4,而刀形靴远端部124的底部140与静止的配合块125中的V型通道145的底部144之间的距离减小(未图示)。刀形靴的V型远端部124与静止的配合块125的楔合或配合衰减了链条振动。
衰减也可用调节滑动表面处的摩擦系数来调整。摩擦调整可通过在摩擦界面处加入摩擦材料、除油的槽和表面粗糙度处理来实现,但不局限于这些,所述摩擦材料诸如是纸张或烧结的覆盖层。所有这些调节可以或者在刀形靴上或者在配合块上完成。
图7a及7b显示第三实施例的刀形张紧器。图7a显示刀形靴的远端部224,远端部224具有与静止的配合块225的V型通道245相分离的直的或平面的侧面242,V型通道245由被底部244连接的凸弯的各侧面246构成。刀形靴的远端部224较好是V型的并以一个角度从链条滑动表面235向外逐渐变细。远端部224的“V”型包一对侧面242,一对侧面242是直的或平面的并然后以一个角度朝刀形靴的中心向内逐渐变细。整个刀形靴未被显示。
图7b显示具有各直侧面242的远端部224,各直侧面242与配合块225的V型通道245的各凸弯侧面246接触及楔合。类似于第一实施例,在最小的链载荷条件下,刀形靴的远端部224与静止的配合块225楔合,而刀形靴的远端部224的底部240距静止的配合块225中的V型通道245的底部244为第一距离。当链载荷增大时,刀形靴的远端部224转动和平移,类似于图4,而刀形靴远端部224的底部240与静止的配合块225中的V型通道245的底部244之间的所述距离减小(未图示)。刀形靴的V型远端部224与静止的配合块225的楔合或配合衰减了链条振动。
衰减也可用调节滑动表面处的摩擦系数来调整。摩擦调整可通过在摩擦界面处加入摩擦材料、除油的槽和表面粗糙度处理来实现,但不局限于这些,所述摩擦材料诸如是纸张或烧结的覆盖层。所有这些调节可以或者在刀形靴上或者在配合块上完成。
图8a显示第四实施例的刀形张紧器的配合块325的俯视图。配合块325具有V型通道345,通道345由各侧面346构成,各侧面346相对于通道345的底部344倾斜,使得通道345的中间部分或至少一部分通道345相比于通道345的其余部分具有较大的距离或宽度跨度。各边346与通道345的底部344之间的角度是复合的。如图8a所示,通道345被制成两个宽度或距离c及d。距离c小于距离d。通过制作具有较小宽度和较大宽度的通道,可以控制及设定刀形靴的远端部324与通道345楔合的点。
图8b显示楔入静止的配合块325的通道345内的刀形靴的远端部324。刀形靴的远端部324较好是V型的并远离链条滑动表面335逐渐变细。远端部324的“V”型包括一对侧面342,一对侧面342是直的、平面的或凸弯的(未图示),并然后以一个角度朝刀形靴的中心向内逐渐变细。如同在其它的实施例中的情况,刀形靴远端部324的底部340不接触静止的配合块325的通道345的底部344。
再有,在最小的链载荷条件下,刀形靴远端部324与静止的配合块325楔合,而刀形靴远端部324的底部340距静止的配合块325的V型通道345的底部344为第一距离。当链载荷增大时,刀形靴远端部324转动和平移。由于静止的配合块325的通道345各逐渐变细的侧面346的复合角度,刀形靴的远端部324抬升或移离通道345的底部344,增大了刀形靴远端部324的底部340与通道345之间的距离,使得拱形弯曲的链条滑动表面335进入与所述链条的更大量的接触,衰减了链条振动。
衰减也可用调节滑动表面处的摩擦系数来调整。摩擦调整可通过在摩擦界面处加入摩擦材料、除油的槽和表面粗糙度处理来实现,但不局限于这些,所述摩擦材料诸如是纸张或烧结的覆盖层。所有这些调节可以或者在刀形靴上或者在配合块上完成。
本文描述的各实施例较好是包含具有钢转动销的铝模铸架子。另一种情况,所述架子可由其它的材料制成,这些材料具有充分的结构上及磨损上的完善性能,诸如应用金属V型滑动配合块插入件模压的锻钢件或填有玻璃的尼龙件。在另一个实施例中,架子与转动销一起都可被除去,而静止的V型通道表面被直接安置在发动机上面。配合块和/或配合件的滑动表面也可由铝或锻钢制成。转销可用另外的转动连接几何结构来代替,诸如,但不局限于,圆柱形套或球接头。
其它各种形状及具有相反几何结构的各形状的结合也可被用来提供楔合。
因此,可以理解:本文描述的本发明各实施例仅是本发明各原理的应用的解释。本文参考解释的各实施例的详情将不限制各权利要求的范围,各权利要求本身列举的那些特征被认为是本发明的要点。

Claims (21)

1.一种用于链条的刀形张紧器系统,所述系统含有使所述链条张紧的刀形张紧器,所述链条使从动轴可驱动地连接于发动机的驱动轴,所述刀形张紧器包括:
刀形靴,它具有拱形弯曲的链条滑动表面、近端部以及远端部,所述远端部具有由底部连接并以第一角度布置的一对逐渐变细的侧面;和
配合块,它具有通道,所述通道具有由底部连接并以第二角布置的一对逐渐变细的侧面,所述通道用于容纳所述远端部;
其特征在于:当链条上的载荷增大时,远端部的各逐渐变细的侧面与配合块的通道的各逐渐变细的侧面接触及楔合,衰减了链条振动。
2.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述第二角度小于30°。
3.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述第一角度小于30°。
4.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述第一角度等于所述第二角度。
5.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的至少一个逐渐变细的侧面通过表面处理加以改良,所述表面处理选自包含以下方法的组:
a)覆盖纸张;
b)覆盖烧结层;
c)开槽;和
d)使表面粗糙。
6.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述配合块的至少一个逐渐变细的侧面通过表面处理加以改良,所述表面处理选自包含以下方法的组:
a)覆盖纸张;
b)覆盖烧结层;
c)开槽;和
e)使表面粗糙。
7.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部是V型的。
8.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述配合块的通道是V型的。
9.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的一对逐渐变细的侧面是直的或平面的。
10.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的一对逐渐变细的侧面是凸弯的。
11.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述通道的一对逐渐变细的侧面是平面的或直的。
12.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述通道的一对逐渐变细的侧面是凸弯的。
13.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的一对逐渐变细的侧面是平面的,而所述通道的一对逐渐变细的侧面是平面的。
14.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的一对逐渐变细的侧面是平面的,而所述通道的一对逐渐变细的侧面是凸弯的。
15.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的一对逐渐变细的侧面是凸弯的,而所述通道的一对逐渐变细的侧面是平面的。
16.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述通道的备逐渐变细的侧面被布置成相对于底部成复合角度。
17.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的底部不与所述配合块通道的底部相配合。
18.根据权利要求1所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述通道的至少一部分具有位于各逐渐变细的侧面之间的大的距离,而所述通道的至少另一部分具有位于各逐渐变细的侧面之间的小的距离;
当链条上的载荷增大时,所述远端部的各逐渐变细的侧面与所述配合块通道的各逐渐变细的侧面接触及楔合,而所述刀形靴的远端部从所述通道中升起,使得拱形弯曲的链条滑动表面进入与链条的增大接触,衰减了链条振动。
19.根据权利要求18所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的一对逐渐变细的侧面是平面的,而所述通道的一对逐渐变细的侧面是平面的。
20.根据权利要求18所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的一对逐渐变细的侧面是平面的,而所述通道的一对逐渐变细的侧面是凸弯的。
21.根据权利要求18所述的刀形张紧器系统,其特征在于:所述远端部的一对逐渐变细的侧面是凸弯的,而所述通道的一对逐渐变细的侧面是平面的。
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