CN101208540A - 具有柔顺性叶片弹簧的机械链条张紧器 - Google Patents

Abstract

用于向一根链条施加张力的一种张紧器，具有一个本体、一个弹性链条导向件、至少一个叶片弹簧，以及至少一个支架。该张紧器的本体具有这样一个表面，该表面具有一根新链条的路径形状的一个外形以及沿该表面的长度方向纵向形成的一个凹槽。在该本体的该表面上的弹性链条导向件具有一个链条接触面和在该本体的端部卷绕的两端，其中该链条导向件充分大于该本体，从而使得该链条接触面能够受偏压而离开该本体。该叶片弹簧存在于该凹槽中，其端部位于该凹槽的限制装置中，从而使该链条导向件受偏压脱离并离开该本体。

Description

具有柔顺性叶片弹簧的机械链条张紧器

相关申请的参引

本申请与同时提交的题为“具有柔顺性叶片弹簧的枢转机械叶片张紧器”的一件申请相关。前述申请通过引用结合于此。本申请还与04年11月9日提交的题为“柔顺性缓冲器”的序列号为10/984,450的申请和04年11月9日提交的题为“具有叶片弹簧的柔顺性链条导向件”的序列号为10/692,182的申请相关。前述两个申请通过引用结合于此。

背景技术

技术领域

本发明属于张紧器的领域。更具体地说，本发明属于具有柔顺性叶片弹簧的一种机械张紧器。

背景技术

诸如一个液压张紧器的一种张力装置被用作一条动力传输链条或者类似动力传输装置中当链条在多个链轮之间行进时的一种控制装置。在该装置中，链条将来自一个传动轴的动力传输给一个从动轴，从而该链条的一部分松弛而一部分绷紧。总体上说，在该链条上施加并保持一定程度的张力以防止噪音、滑移或者在有齿链条的情况下齿的脱离啮合是很重要的。对这种滑移的预防在内燃机中的一个链条驱动式凸轮轴的情况中是特别重要的，这是因为齿的跳动将会失去凸轮轴正时，从而可能造成损坏或者使发动机不能运行。

然而，在一个内燃机的苛刻环境中，多种因素可能造成该链条张力的波动。例如，该发动机的不同零件之间的温度和热膨胀系数方面的宽范围的变化可能造成该链条张力在过高或低水平之间的变化。在长期使用中，该动力传输系统的部件的磨损可能造成链条张力减小。此外，凸轮轴和曲轴引起的扭力振动引起链条张力的相当大的变化。为此，希望有一种机构来去除链条的绷紧侧上的过度张力并确保该链条的松弛侧上的必要张力。

液压张紧器是保持适当链条张力的一种普遍的方法。通常，这些机构采用在该动力传输系统的链条松弛侧上进行推压的一个杆臂。当链条松弛时，该杆臂必须推向该链条使链条绷紧，而当该链条绷紧时必须非常有刚度。

为实现该结果，如先有技术的图1所示，一个液压张紧器1通常包括作为一个活塞2的一个杆或气缸，该活塞由一个张紧器弹簧3沿该链轮方向对其施偏压。该活塞2容纳在一个圆柱形壳体5内，该壳体具有在面向该链条的一端开放而在另一端关闭的一个内部空间。该壳体的内部空间包含与一个贮液器或液压流体压力外源相连接的一个压力室4。该压力室4通常形成在该壳体5与该活塞2之间，并且它在当该活塞2在壳体5内移动时扩张或收缩。

通常，采用阀门来调节流入和流出该压力室的流体流动。例如，一个进液止回阀6通常包括一个球形止回阀，当该室内的压力由于该活塞2的向外移动而下降时，该球形止回阀打开以允许流体流入到该压力室4中。当该压力室中的压力高时，该进液止回阀关闭，从而防止流体流出该压力室。该进液止回阀6的关闭防止该活塞室收缩，这进而防止该活塞缩回，从而实现一种所谓的“不返回”功能。

许多张紧器还采用一个压力释放机构，当该室中的压力较高时，该压力释放机构允许流体流出该压力室，从而允许该活塞响应于链条张力的迅速增大而缩回。在一些张紧器中，该压力释放机构是弹簧偏压式止回阀。当压力超出某一压力点时该止回阀打开。一些张紧器可采用一种阀门，它既执行进液止回作用也执行压力释放作用。

其他机构采用一条受限制的路径，流体可穿过该路径流出流体室，从而除非该流体室中的压力很高，否则流出该流体室的流体的体积是极小的。例如，可穿过该活塞与孔之间的间隙(穿过该活塞的突出端中的一个排液管)或者穿过该流体室与流体贮液器之间的一个排液构件设置一条受限制的路径。

在Simpson等人的第5,967,921号美国专利中示出了与一个张紧器臂或底托一起使用的一种液压张紧器，该专利通过引用结合于此。液压链条张紧器通常具有可滑动地装配在一个室中并通过一根弹簧产生向外的偏压以向该链条提供张力的一个柱塞。在该柱塞的端部经常使用一个杆、臂或底托来辅助该链条的张紧。来自诸如一个油泵或类似物的一个外源的液压穿过形成于该壳体中的通道进入该室中。该柱塞通过液压和弹簧力的共同作用逆着该臂向外移动。

当该柱塞趋于沿离开该链条的一个反方向(朝内)移动时，通常设置一个止回阀以限制从该室的流体流动。在这样的一种方式中，该张紧器实现了一种所谓的无返回功能，即，该柱塞的移动在一个方向(向外)上很容易而在相反方向上很难。

叶片张紧器一般用于控制一根链条或带，其中的载荷波动并非如此严重以至使弹簧或多个弹簧过度弯曲。在张紧器中添设具有反向对抗的一个棘轮，以限制一个张力装置的实际后退或松弛的行程。

先有技术的图2示出了一种叶片张紧器的一个实例。该常规叶片张紧器110包括由树脂制成的具有一个弯曲的链条滑动面的一个叶片底托111和优选地由金属材料制成的多个叶片弹簧121。这些叶片弹簧121以多层方式安排在该叶片底托111的链条滑动面的相反侧，并向该叶片底托111提供弹簧力。每个弹簧状叶片弹簧121的各个端部被插入齿状部分114和115，它们分别形成于该叶片底托111的远端部分112和近端部分113中。

在一个发动机中设置有用于安装该叶片张紧器110的一个支架117。在该支架117中形成有孔118和119，且在这些孔118和119中插入有装配螺栓。一个滑动面116接触该叶片底托111的远端部分并允许滑动。该滑动面116形成于支架117的远端。一个销120支撑该叶片底托111的近端部分113从而使得其可沿两个方向移动。该销120固定于该支架117上。

图3示出了具有通过一根枢轴204连接的一对臂202、203的一种链条张紧装置。这些臂202、203被用力分开从而使得该臂203借助于载有弹簧206的一个凸轮块205向一根链条(未示出)施加张力。为防止臂203在该链条的载荷反向过程中崩溃，安排有一个卡盘209和杆以防止该载有弹簧的凸轮块205的返回移动。

图4示出了使用一个棘轮装置的一种张紧器的实例。该棘轮张紧器301包括具有用于容纳一个柱塞308的一个孔312的一个张紧器壳体307以及围绕一根轴316在张紧器壳体307上枢转并通过一个棘轮弹簧318而受偏压的一个棘轮爪317。柱塞308在一个外侧上具有与棘轮爪317啮合的齿。该柱塞308通过中空段313中的流体并通过柱塞弹簧314而向该孔312外受偏压以接触拉杆310。该张紧器杆310围绕支撑轴309枢转并具有一个底托面311，该底托面接触卷绕在凸轮轴304及其链轮305以及凸轮轴302及其链轮303上的正时链条306并向其松弛侧施加张力。该柱塞308进出孔312的运动由其齿以及与这些齿啮合的棘轮爪317来限制。

图5示出了第6,599,209号美国专利的一种张力装置。该张力装置421包括一个单件式支撑体422，该单件式支撑体具有连接于一条张紧轨道423的一个敞开的蜂巢状的互连段424。该张紧轨道423由卷簧

弹性支撑。多个安装孔420用于固定安装该张紧器421。在先有技术的图6a和图6b中所示的替代实施方式中，一对张紧轨道406通过多个肋状互连段407连接以形成单一件。多个互连段407可弹性变形并具有多个成角段408。处于这些张紧器轨道406与支撑体(未示出)之间的是一个单一片弹簧409或一个片弹簧组409a。第6,599,209号美国专利的张力装置的一个缺点在于，弹簧仅使该张紧轨道的中心绷紧并且未沿着该张紧器的整个表面。另一缺点在于，由于该张紧器是单件式的，所以需要进行组装以将弹簧设置在该支撑体内。

发明内容

用于向一根链条施加张力的一种张紧器，具有一个本体、一个弹性的链条导向件、至少一个叶片弹簧，以及至少一个支架。该张紧器的本体具有一个表面，该表面具有一根新链条的路径的一个外形以及沿该表面的长度方向纵向形成的一个凹槽。在该本体的该表面上的弹性链条导向件具有一个链条接触面和卷绕在该本体的端部上的两端，其中该链条导向件充分大于该本体，从而使得该链条接触面能够受偏压离开该本体。该叶片弹簧存在于该凹槽中，其端部位于该凹槽的限制装置中，从而使该链条导向件受偏压脱离并远离该本体。在该本体的端部与该弹形链条导向件的端部之间存在一个间隙。

在一个替代实施方式中，在该链条的松弛段和绷紧段上存在一个第一和一个第二张紧器。第一张紧器中的叶片弹簧的弹性度可以大于、小于或等于该第二张紧器中的叶片弹簧的弹性度。

在另一实施方式中，该第一张紧器的本体的端部与弹性链条导向件的端部之间的间隙大于该第二张紧器的本体的端部与柔性链条导向件的端部之间的间隙。

附图说明

图1示出一种先有技术的叶片张紧器。

图2示出一种先有技术的液压张紧器。

图3示出另一先有技术的张紧器。

图4示出一种先有技术的棘轮张紧器。

图5示出一种先有技术的单件式张紧器。

图6a示出一种先有技术的单件式张紧器的一个替代实施方式。

图6b示出一种先有技术的单件式张紧器的另一替代实施方式。

图7示出本发明的一个第一实施方式中的一种链条张紧器的等轴视图。

图8示出该张紧器的一个正视图。

图9示出图8的张紧器处于新链条件下的一个切除视图。

图10示出图8的张紧器出于磨损链条件下的一个正视图。

图11示出图10的张紧器的一个切除视图。

图12示出固定支架体的一个等轴视图。

图13示出弹性链条导向件的一个等轴视图。

图14示出本发明的张紧器的处于其自由状态中的弹簧的一个等轴视图。

图15示出本发明的一个第二实施方式的一个正视图。

具体实施方式

图7至图9示出一个第一实施方式的张紧器，该张紧器具有卷绕在一个主动链轮和一个从动链轮(未示出)上的一根新链条500。张紧器601位于松弛段的外侧上。

参见图9和图12，一个支架体514具有一个表面514c，该表面具有与由链条导向件512控制的一根新链条的路径相似的一个弯曲外形。沿着该表面514c的长度方向可见一个导槽形切除凹槽515，该凹槽具有侧面515a、底部515b以及位于该凹槽515的每一端部的凹穴515c。参见图14，至少一个叶片弹簧518在某种程度上压平的并且被设置在该导槽形切除凹槽515中。该叶片弹簧518是一个矩形，在其自由状态下沿长度方向卷曲而在其组装状态下以几乎不卷曲的形式施加于该支架体514与该链条导向件512之间的导槽形切除凹槽515中。当该叶片弹簧518试图卷曲至其自由状态时，位于该槽515的每一端处的凹穴515c对该叶片弹簧的端部起到限制装置和支承面的作用。当该叶片弹簧518试图卷曲至其自由状态时，该叶片弹簧518向链条导向件512的下侧512e施加一个分离力，从而使该链条导向件512脱离并远离该支架体514且趋向该链条500，使该链条导向件512与该链条段稳定接触。该支架体514的表面514c对于该链条导向件512对抗过多链条力起到一个停止件的作用。导向件516a和516b存在于该支架体514的表面514c的每一侧上，以在诸如具有一根磨损链条而该链条导向件512处于其伸展状态时辅助保持其处于“Z”方向。该支架导向件516a和516b优选地固定连接于该支架体上或者替代地该支架体514形成一体。该支架体514的孔513容纳用于将该支架体514牢固地固定于发动机气缸体或其他表面上的多个螺栓(未示出)。

如图13所示，该链条导向件512具有通过作为链条滑动面512b的一个中间部分连接在一起的一个第一端512c和第二端512d。该链条滑动面512b与链条500处于滑动接触。沿着该链条导向件512的链条滑动面512b上的是位于该表面的每一侧的引导面512a，以辅助沿着该面512b引导该链条500。该链条导向件512的第一端512c和第二端512d向下弯曲并朝向该面的中心而卷绕。该链条导向件512大于支架体514，并且该链条导向件512的弯曲的第一端512c和第二端512d接纳该支架体514的相应第一端514a和第二端514b，从而将该链条导向件512宽松地固定于该支架体514。该链条导向件512优选地由在一个温度下呈半柔性的一种材料制成，从而允许该链条导向件512与该链条500和该叶片弹簧518相一致。在该链条导向件512的第一和第二端512c、512d与该支架体514的第一和第二端514a、514b之间存在一个间隙C。当该叶片弹簧518使该链条导向件512受偏压而脱离并远离该支架体514时，支架体514的第一和第二端514a、514b与链条导向件512的第一和第二端512c、512d之间的该间隙C被占据，直到该链条导向件512不能进一步向外突出。

如图7和图8所示，该张紧器601相对于一根新链条的松弛段而设置，从而使得该段被接收在该对支架导向件516a、516b之间并在该链条导向件512的链条滑动面512b上滑动。由于该张紧器601的链条导向件512在一个温度下是半柔性的，因此该叶片弹簧518的力使该链条导向件512受偏压远离该支架体以绷紧该链条段并且与之保持恒定接触并且保持一致。

图9示出该柔顺性张力调整器601的部分被切出并置于链条的松弛段上，示出了链条导向件512以及具有一根新链条的叶片弹簧518的位置。图14示出了处于自由状态中的一个叶片弹簧518，其中该叶片弹簧比当其被安装在该支架体514的导槽形切除凹槽515中时更加弯曲。

图10示出了具有设置在一根磨损链条500a的松弛段上的一个叶片弹簧518a的张紧器601。图11示出了具有一个叶片弹簧518a的张紧器切出部分。具有一根磨损链条的叶片弹簧518a比具有一根新链条的一个叶片弹簧518更加弯曲或突出。随着该链条磨损并伸长，该叶片弹簧变得更加突出，并且压靠在该链条导向件512上并使其受偏压与该磨损的链条接触。在该导槽形切除凹槽515的底部515b与该叶片弹簧518a之间存在一个间隙519。

通过具有一个强大的弹簧载荷，它使得该叶片弹簧518试图从其扁平状态弯曲，并具有在该链条导向件512的端部与该支架体514之间的松弛或间隙，所以无论该链条是磨损的还是新的，该张紧器601的链条导向件512始终与链条500接触，从而确保在系统计划寿命期间的链条控制。

图15示出了本发明的一个第二实施方式。在该实施方式中，一个第一张紧器601位于链条500的松弛段上，而一个第二张紧器701位于该链条的绷紧段上。该第一张紧器和该第二张紧器完全相同并且具有与在第一实施例中描述的元件相同的对应元件。下面重复进行描述。

一个支架体514具有一个表面514c，该表面具有与由链条导向件512控制的一根新链条的路径相似的一个弯曲外形。沿着该表面514c的长度方向可见一个导槽形切除凹槽515，该凹槽具有侧面515a、底部515b以及位于该凹槽515的每一端部的凹穴515c。参见图14，至少一个叶片弹簧518在某种程度上压平的并且被设置在该导槽形切除凹槽515中。该叶片弹簧518是一个矩形，在其自由状态下沿长度方向卷曲而在其组装状态下以几乎不卷曲的形式施加于该支架体514与该链条导向件512之间的导槽形切除凹槽515中。当该叶片弹簧518试图卷曲至其自由状态时，位于该槽515的每一端处的凹穴515c对该叶片弹簧的端部起到限制装置和支承面的作用。当该叶片弹簧518试图卷曲至其自由状态时，该叶片弹簧518向链条导向件512的下侧512e施加一个分离力，从而使该链条导向件512脱离并离开该支架体514且趋向该链条500，使该链条导向件512与该链条段稳定接触。该支架体514的表面514c对于该链条导向件512对抗过多链条力起到一个停止件的作用。导向件516a和516b存在于该支架体514的表面514c的每一侧上，以在诸如具有一根磨损链条而该链条导向件512处于其伸展状态时辅助保持其处于“Z”方向。该支架导向件516a和516b优选地固定连接于该支架体上或者替代地该与支架体514形成一体。该支架体514的孔513容纳用于将该支架体514牢固地固定于发动机气缸体或其他表面上的多个螺栓(未示出)。

如图13所示，该链条导向件512具有通过作为链条滑动面512b的一个中间部分连接在一起的一个第一端512c和第二端512d。该链条滑动面512b与链条500处于滑动接触。沿着该链条导向件512的链条滑动面512b上的是位于该表面的每一侧的引导面512a，以辅助沿着该面512b引导该链条500。该链条导向件512的第一端512c和第二端512d向下弯曲并朝向该面的中心而卷绕。该链条导向件512大于支架体514，并且该链条导向件512的弯曲的第一端512c和第二端512d接纳该支架体514的相应第一端514a和第二端514b，从而将该链条导向件512宽松地固定于该支架体514。该链条导向件512优选地由在一个温度下呈半柔性的一种材料制成，从而允许该链条导向件512与该链条500和该叶片弹簧518相一致。在该链条导向件512的第一和第二端512c、512d与该支架体514的第一和第二端514a、514b之间存在一个间隙C。当该叶片弹簧518使该链条导向件512受偏压而脱离并远离该支架体514时，支架体514的第一和第二端514a、514b与链条导向件512的第一和第二端512c、512d之间的该间隙C被占据，直到该链条导向件512不能进一步向外突出。

作为替代，当存在两个张紧器601、701时，如在该第二实施例中，这些叶片弹簧的弹性度可以不同。在一个实例中，为了只绷紧一侧(松弛侧)上的链条松弛，绷紧段上的链条导向件512通常会靠在该支架体514的停止件514c上。在由于一台内燃机停止时可能发生的扭转或反向旋转而产生的一个载荷反向的情况中，松弛和绷紧段被转换，该绷紧段上的张紧器做出的响应是通过绷紧松驰部分而防止在从动链轮处的链条反弹，这种反弹在恢复正常链条旋转时促成跳齿。当该链条重新开始其正常绷紧路径且链条导向件512在支架体514上复位时，绷紧段上的可能较弱的弹簧还能缓和该冲击。

在另一实例中，为使两段上的链条松弛得到同等的张力，绷紧段的叶片弹簧518具有一个略微高或相等的弹性度，但是两侧上的弹性度均被增加以可服动链轮的反向力并对两段都提供离开停止件514c的张力。

因此，应该理解，这里所描述的本发明的这些实施方式仅仅是对本发明原理的应用的示意性说明。这里所提及的这些示意性实施方式的细节并非旨在限制权利要求的范围，这些权利要求本身引用了那些被认为是本发明必需的特征。

Claims (8)

1.用于向一根链条施加张力的一种张紧器，包括：

一个本体，该本体具有这样一个表面，该表面具有一根新链条的路径形状的一个外形以及沿该表面的长度方向纵向形成的一个凹槽，该凹槽在每一端处具有一个限制装置；

位于该本体的该表面上一个弹性链条导向件，该链条导向件具有一个链条接触面和在该本体的端部上卷绕的两个端部，该链条导向件充分大于该本体，从而使得该链条接触面能够被向外推出；以及

在该本体的凹槽中的至少一个叶片弹簧，其端部位于该限制装置中，从而将该链条导向件推出并离开该本体。

2.权利要求1的张紧器，进一步包括存在于该弹性链条导向件的端部与该本体的端部之间的一个间隙。

3.权利要求1的张紧器，进一步包括固定连接于该本体表面的每一侧的支架导向件。

4.用于向具有一个松弛段和一个绷紧段的一根链条施加张力的一种张紧器，该张紧器包括：

位于该链条的该松弛侧上的一个第一张紧器，具有：

一个本体，该本体具有这样一个表面，该表面具有一根新链条的路径形状的一个外形以及沿该表面的长度方向纵向形成的一个凹槽，该凹槽在每一端处具有一个限制装置；

位于该本体的该表面上一个弹性链条导向件，该链条导向件具有一个链条接触面和在该本体的端部上卷绕的两个端部，该链条导向件充分大于该本体，从而使得该链条接触面能够被推出；

在该本体的凹槽中的至少一个叶片弹簧，其端部位于该限制装置中，从而将该弹性链条导向件推出并离开该本体；以及

位于该链条的该绷紧段上的一个第二张紧器，具有：

一个本体，该本体具有这样一个表面，该表面具有一根新链条的路径形状的一个外形以及沿该表面的长度方向纵向形成的一个凹槽，该凹槽在每一端处具有一个限制装置；

位于该本体的该表面上一个弹性链条导向件，该链条导向件具有一个链条接触面和在该本体的端部上卷绕的两个端部，该链条导向件充分大于该本体，从而使得该链条接触面能够被推出；

在该本体的凹槽中的至少一个叶片弹簧，其端部位于该限制装置中，从而将该弹性链条导向件推出并离开该本体。

5.权利要求4的张紧系统，其中，该第一张紧器的至少一个叶片弹簧具有与该第二装置的至少一个叶片弹簧不同的弹性度。

6.权利要求4的张紧系统，进一步包括位于该第一张紧器的弹性链条导向件的各个端部与本体的各个端部之间的一个第一间隙以及位于该第二张紧器的柔性链条导向件的各个端部与本体的各个端部之间的一个第二间隙。

7.权利要求6的张紧系统，其中，该第一间隙大于该第二间隙。

8.权利要求4的张紧系统，进一步包括固定连接于该本体的该表面的每一侧的支架导向件。

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