CN101243269B - 具有跨段减振的枢转机械张紧器 - Google Patents

Abstract

一种闭环链条张紧器系统，该系统具有一个主动链轮、一个或多个从动链轮以及位于松弛段附近的一个第一机械张紧器和位于张紧段附近的一个第二机械张紧器。每一张紧器独立地枢轴安装在发动机气缸体上。该安装点可位于沿每一张紧器长度上的任何一点。然后这些张紧器通过一种刚性的固定的连接彼此相连。该固定连接使这些张紧器能够协调一致地动作，从而相应于发动机扭矩改变跨链条的两段提供减振效应。

Description

具有跨段减振的枢转机械张紧器

对相关申请的引用

本申请与同时提交的、名称为“带有柔顺性叶片弹簧的长式机械张紧器”的申请相关。通过引用将上述申请结合在此。

发明背景

发明领域

本发明涉及链条张紧器领域。更具体地说，本发明涉及一种具有减振作用的张紧器。

相关技术说明

一种张紧装置是在链条于若干链轮之间运行时用来作为动力传动链或类似的动力传动装置的一种控制装置。在该装置中，链条将动力从主动轴传送到从动轴，这样链条的一部分是松弛的而一部分是紧绷的。总的来说，为了防止噪音、滑移或者在齿链的情况下出现链齿的脱啮合，在链条上施加并维持一定程度的张力是重要的。对于内燃机上的链条传动的凸轮轴而言，防止上述滑移尤其重要，这是因为，齿的跳动会导致失去凸轮轴正时，从而有可能造成损坏，或导致内燃机不能工作。

然而，在内燃机的严酷环境中，各种各样的因素都能导致链条张力的波动。举例来说，内燃机不同部件之间在热膨胀系数与温度变化方面的巨大差异会导致链条张力在过高或过低的水平之间变化。在长期使用过程中，动力传输系统零件的磨损可导致链条张力的降低。此外，凸轮轴和曲轴引起的扭转振动也会导致链条张力的相当大的变化。例如在发动机停机或者起动失败时出现的发动机倒转也会导致链条张力的波动。由于以上原因，希望有一种机构来消除链条张紧侧上的过高张力并确保链条松弛侧的必要张力。

叶片张紧器系指在载荷波动不至于过度折曲一个或多个弹簧的情况下通常使用的控制某一链条或皮带的张紧器。为了限制张紧装置的有效倒行或未张紧的行程，张紧器上常常装有一个带齿隙的棘轮。

图1示出一种先有技术的链条驱动系统，该系统带有一个叶片张紧器和一个引导件。一个闭环式链条围绕在主动链轮12和从动链轮10上。在维持前进的同时，链轮10和12各自独立地加速或减速。一个固定引导件14连接在链条8张紧段的一个托架7上。与该固定引导件14相对在链条松弛段上的是一个张紧器16，后者至少是半刚性地固定在托架7上，并使链条的张紧段受到偏压。多个螺栓18将包含张紧器16和引导件14的托架固定在发动机气缸体上(图中未示出)。

当主动链轮12加速或从动链轮10减速时，在链条的张紧段会产生能量波或较高的局部载荷，该能量波或局部载荷从速度已改变了的链轮朝另一个链轮移动。链条8试图以最短的距离(即直线)横跨与起始链轮和其他链轮相接触的链条连接之间的距离。能量通过链条自由段上的诸链节传递，直至它到达引导件14的端部后被该端部吸收。由于持续不断地吸收高局部载荷，引导件14的端部承受显著的磨损。尽管取决于张紧器保持链条无松弛的良好程度以及张紧器具有多少减振该波动能量可能根本不会发生，但是，如果它发生在链条的松弛段，能量波也会存在并且将会表现出相同的特征。

降低发生在先有技术的链条传动系统中的载荷的一种解决方案是为张紧器增加减振。与对张紧器增加所需减振相关的一个问题是如果该张紧器被显著地软化，它可造成丧失对链条的控制，因为张紧器是专门设计用来施加恰好足够的力来提供适当的链条控制。其他解决方案如美国专利第5,797,818和第6,322,470号以及美国公开号2002/0045503和第2005/0085322所示。

5,797,818号美国专利披露了一种在链条松弛侧降低了噪音和振动的链条组件，它包括一个叶片承座、一个弹簧和一个弹性减振装置。该承座通过枢轴安装在张紧器托架上。弹簧安装在承座上并对承座向链条施偏压。弹性减振装置安装在张紧器托架和弹簧之间，以帮助控制阀门动作时产生的振动。

6,322,470号美国专利披露了包括一对枢转臂的一种张紧器，这对枢转臂用来同时张紧同一链条的两个不同链条段。一根带有固定销的杠杆位于这两个段之间。两个臂伸展到链条段外部且承载着承座，定位为与链条的外侧部分相接触的这些承座被枢轴安装在固定销上。杠杆的转动引起固定销横向移动和这些臂向内牵引，同时将张力施加到链条的各段上。换言之，链条一侧的高载荷试图传递到链条的另一侧，但载荷最终总会达到平衡。

美国公开号2002/0045503披露了带有一个叶片和弹簧组件的一种链条张紧器。该叶片具有一个第一端和一个第二端。该第一端限定着一个毂。该毂连接在叶片承座的中间部分和一个第一端壁上，并且限定了一个承接着一根单销的孔，该单销将叶片枢轴连接在一个安装托架上。

图2示出美国公开号2005/0085322的枢轴式链条引导件和张紧器组件。它由一个链条引导件124和一个张紧器组成，二者各自与一个双链轮系统中一个闭环式链条108的两段之一相接触，该链条108环绕在主动链轮112和从动链轮110上。该张紧器和链条引导件均连接到一个托架板122上，该托架板绕一个单独的安装点120枢转。

如图3所示，一个常规的链条张紧系统由两个功能上独立的叶片弹簧张紧器306和306a组成，它们分别位于链条300的两段上。这两个分别起作用的张紧器各自包括托架体307和307a，而两个托架体又各自包纳着链条引导件308和308a。在每一托架体307和307a内至少有一个叶片弹簧，标识为510(见图4)，以便迫使链条引导件308和308a与链条300的各段进入强制的接触，而每一机械弹簧张紧器306和306a与这些段相邻。在此常规系统中，每一机械弹簧张紧器的操作相互独立。每一机械弹簧张紧器通过固定装置312(例如，它可以是螺栓或者压配合销)牢固地安装在发动机气缸体(图中未示出)上。为调节链条300的松弛段和张紧段之间张力所提供的唯一运动来自于这些叶片弹簧。

发明概述

本发明包括一种动力传输动系统，该系统具有一个主动链轮、一个或多个从动链轮，位于松弛段附近的一个第一机械张紧器和位于张紧段附近的一个第二机械张紧器。通过采用柔顺性叶片弹簧，每个机械张紧器均可提供松弛度控制。

每个张紧器通过分别的安装装置以枢轴方式固定在发动机气缸体上。于是这些张紧器通过一个刚性的、坚固的连节彼此相连，该连节使各张紧器能够在张紧和松弛条件之间协调一致地控制链条向前和向后的铰接，因此提供跨链条两段的减震。

附图说明

图1示出具有牢固安装的公共托架的一种先有技术的链条张紧器系统的示意图。

图2示出具有一个单独的中央安装的枢轴点的一种链条张紧器系统的示意图。

图3示出独立起作用的双张紧器的一个示意图。

图4示出一种常规叶片张紧器的的一个切除的部分。

图5示出用于图4的张紧器的一个链条引导件。

图6示出本发明的互联双张紧器系统的一个正面透视图。

图7示出本发明的双张紧器系统的一个等距视图，其中去掉了一个机械叶片弹簧张紧器以便示出用于刚性连节的枢轴安装和固定装置。

图8示出本发明的一个第二实施方案。

图9示出本发明的一个第三实施方案。

发明详细说明

如图6和图7所示，本发明包括具有链条500的一个连续链条环路驱动系统、一个主动链轮502、一个或多个从动链轮504和504a以及一对机械张紧器506和506a。每个机械式张紧器由托架体507和507a以及各自的链条引导部件508和508a组成，每一链条引导件有一个链条滑动面509和509a(如图5所示)。这些链条滑动面509和509a与每一机械式张紧器相邻的链条500的一段处于滑动接触。

总体上表示为510(图4)的诸弹簧可提供促使链条引导部件508和508a与链条500处于强制滑动接触所需的力。叶片弹簧510是在其自由状态下在长度上卷曲的一个伸长的矩形。在图4所示的优选张紧器内，叶片弹簧510向支撑件505的下侧面施加一个力，该支撑件同样为一个伸长的矩形结构，可由任何使其能提供弹簧张力的材料制成。将链条引导部件508和508a压向它们相应的链条段的力来自于叶片弹簧510。由支撑件505提供的弹簧张力只需要足以大体相等地沿着链条引导部件508和508a的长度传递叶片弹簧510的力。

每个机械张紧器506和506a都通过总体上分别标识为512和512a的一个单独的安装装置(比如螺栓、螺钉或者压配合枢轴销)固定在发动机气缸体上(未示出)。在如图6所示的一个第一实施方案中，该安装装置为其对应的机械张紧器提供了一个枢轴点，并且分别沿机械张紧器的长度方向定位于大约相同的对应位置上。所示安装装置512和512a位于最靠近传动链轮502的每一机械式张紧器的一个第一端。该安装装置也可位于沿机械式张紧器506、506a长度的其他点上，比如沿每个托架体507和507a长度的任何一点。图6中在512c和512d示出了用于安装装置的一个替代位置。

如图6所示，枢轴装置514和514a分别位于每一托架体507和507a的相应第二端处。每一枢轴装置514和514a分别由锁定装置515和515a、或类似装置、或由压配合分别进入每一托架体507和507a的一个孔内的销钉固定在其相应的托架体507和507a的第二端上。一个坚固的刚性链接部件516的一端被连接在每一枢轴装置514和514a上，由此协调这些机械张紧器506和506a的相应第二端的运动。

图7示出图6的链条张紧器的一个等距视图，其中去掉了一个张紧器506以便示出安装装置512和枢轴装置514的更多细节。

当主动链轮502或者至少从动链轮504和504a之一减速时，链条500的一段(本例中为张紧段)将试图以尽可能短的距离(即直线)来跨越与起始链轮相接触的链节到另一链轮之间的距离。图中未示出链条500的该特定运动。这一个能量波或高局部载荷将在远离链条500的枢轴装置514处，给相应的机械式张紧器(在此例中为张紧器506)的末端施加力。由安装装置512固定的张紧器的末端保持以枢轴方式固定在发动机上。

同时，随着一个链条段被张紧，相对的另一段变松弛。然而，由于连接件516连接在对应的机械式张紧器(在此例中为张紧器506a)上，该连接件516将朝链条500的松弛段方向拉动机械张紧器506a的末端，从而基本上张紧该松弛段。

张紧段和松弛段的运动的该连接为链条各段相对于彼此的周期性张紧和松弛提供了一定程度的宽容性。通过连接各链条段的相对运动，产生了一种减振作用。由链条段之一经受的振动和扭转冲量通过将这一能量与相反的链条段所经受的反向能量冲量相连接而基本上被中和。

如上文所述，每一机械式张紧器506和506a的安装装置512和512a可分别位于最接近传动链轮502的两个机械式张紧器的末端，为了方便起见，在此标为它们相应的第一端。如上文进一步的披露，按照设计上的选择，安装装置也可位于沿托架体507和507a长度上的任何一点。在整个链条传动系统内的许多变量都可以导致不仅是安装装置512、512a、而且还有枢轴装置514和514a以及连接部件516的不同位置。

如图8所示，不同的功能参数和设计要求可能使之必需将连接件516定位在最接近主动链轮502的每一机械张紧器506和506a的第二端。在这一第二实施方案中，每一机械张紧器的第一端通过安装装置512和512a被固定安装在发动机气缸体上并且位于主动链轮附近(图中未示出)。

图9示出一个第三实施方案。在该实施方案中，连接件516的第一端516a被枢轴固定在第一张紧器506a与通过安装装置512a固定到发动机壳体上(未示出)的该第一张紧器的末端相反的末端上。该连接件516的第二端516b通过枢轴装置514枢轴固定在沿第二张紧器506长度上大致接近中点处。

图4所示的叶片弹簧510被表明为比链条引导件508具有一个更短的长度。然而，在本发明考虑的范围内，也可使用其他叶片弹簧配置，比如包括基本等于整个链条引导件508长度的叶片弹簧的配置。同样，多个短叶片弹簧510可以沿着托架体507长度顺序排列。

进而言之，每种机械式张紧器506和506a的每一叶片弹簧的强度能力可以相同或不同。如果第一张紧器(例如，张紧器506)内配备的弹簧相对于第二张紧器(506a)内配备的弹簧要更弱，则松弛链条的所有控制都通过连接件516传送到第二张紧器506a上。在此配置中，第一张紧器506起一个引导件的作用，该引导件有能力从其正常路径跟随一个未受控制的链条500，从而提供改进的减振。

此外，按照在其中装入本发明的张紧装置的动力传动链系统的设计参数的要求，这些张紧器506和506a既可以具有相同的长度也可具有不同的长度。

因此，应当理解在此描述的本发明的这些实施方案只是为了说明本发明原理的应用。在此述及的说明性实施方案的细节并非旨在限制权利要求的范围，这些权利要求本身列举了被认为是本发明所必需的特征。

Claims (12)

1.一种用于基本上包括将主动链轮与至少一个从动链轮传动地连接的两个链条段的循环链条环路的链条引导件和张紧器组件，包括：

第一张紧器，其包括第一托架体以及第一链条引导件，所述第一链条引导件具有第一链条滑动面，用于接触所述两个链条段中的一个；

第二张紧器，其包括第二托架体以及第二链条引导件，所述第二链条引导件具有第二链条滑动面，用于接触所述两个链条段中的另外一个；

具有两个末端的刚性连接件，其第一末端枢转地固定在所述第一张紧器上并且第二末端枢转地固定在所述第二张紧器上；

其中，所述第一张紧器由第一安装装置固定在发动机壳体上的第一部位，并且所述第二张紧器由第二安装装置固定在所述发动机壳体上的第二部位。

2.如权利要求1所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第一张紧器进一步包括至少一个叶片弹簧和支撑件。

3.如权利要求1所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第二张紧器进一步包括至少一个叶片弹簧和支撑件。

4.如权利要求1所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第一张紧器进一步包括至少一个第一叶片弹簧和第一支撑件，并且所述第二张紧器进一步包括至少一个第二叶片弹簧和第二支撑件。

5.如权利要求4所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第一叶片弹簧呈现与所述第二叶片弹簧相同的强度能力。

6.如权利要求4所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第一叶片弹簧呈现与所述第二叶片弹簧不同的强度能力。

7.如权利要求1所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第一安装装置与所述第二安装装置位于最接近所述主动链轮的每一张紧器的每一托架体的末端。

8.如权利要求1所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第一安装装置与所述第二安装装置各自沿着其中每一张紧器的纵向长度位于大约相对应的点上。

9.如权利要求1所述的所述链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第一安装装置与所述第二安装装置位于最接近所述从动链轮的每一张紧器的每一托架体的末端。

10.如权利要求1所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述刚性连接件的第一端附着在所述第一张紧器上的一个部位上，所述部位不同于所述刚性连接件的第二端在所述第二张紧器上附着的部位。

11.如权利要求1所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第一张紧器和所述第二张紧器尺寸相同。

12.如权利要求1所述的链条引导件和张紧器组件，其特征在于，所述第一张紧器和所述第二张紧器尺寸不同。

Images