CN102227275A - 用于牵引设备张紧装置的张紧单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于牵引设备张紧装置尤其是用于内燃机控制链张紧装置的张紧单元，其中，该张紧单元(10)具有在壳体(12)中以可移动的方式支承的优选液压减震的活塞(16)以及朝向活塞(16)的方向预张紧的止动元件(30)，为了张紧牵引设备，该活塞可以从壳体(12)中运行出来，该止动元件用于将活塞(16)止动在其张紧位置中，其中，止动元件(30)具有齿(34)，该齿与在活塞(16)上构成的配对齿(36)啮合从而止动活塞(16)。按照本发明，通过粉末冶金注塑接近最终形式地制造该止动元件(30)。

Description

用于牵引设备张紧装置的张紧单元
技术领域
本发明涉及一种张紧单元，其用于牵引设备张紧装置，尤其是用于内燃机控制链张紧装置，其中，该张紧单元具有在壳体中以可移动的方式支承的优选液压减震的活塞以及朝向活塞的方向预紧的止动元件，该活塞为了张紧牵引设备而可以从壳体中运行出来，该止动元件用于将活塞止动在其张紧位置中，其中，止动元件具有齿，该齿与在活塞上构成的配对齿啮合从而止动活塞。
背景技术
例如在汽车中用于预紧牵引设备(如，控制链或控制皮带)的牵引设备张紧装置被使用在内燃机上。在牵引设备张紧装置中，通过所谓的张紧单元或张紧器产生必要的预紧力。该张紧单元在此具有可调节的活塞，该活塞与定位设备接合，该定位设备直接作用在待张紧的牵引设备上。
例如由于通过牵引设备接合的不同部件的磨损，随着时间的推移预紧力会减小。处于此原因，通常将张紧单元构造成调节机构，从而尽可能地在整个工作持续过程中确保预紧力始终不变。开头所述的张紧单元在此例如构造有止动元件，该止动元件通过齿与在活塞上构成的配对齿共同作用。
由于张紧单元的部件，尤其是活塞和止动元件，在运行的内燃机中一直被使用并且由此一直受到高的负载，所以这些部件被相应地设置，从而在任何情况下避免这些部件中的任何一个部件突然故障。因此，张紧单元的突然故障会导致牵引装置的张紧力突然下降，这同样会对由牵引设备控制的功能性单元具有重大影响。出于此原因，为了保证张紧单元足够的坚固性、耐久性以及由此实现的操作安全性，张紧单元的部件尤其是活塞和止动元件通常通过切削的加工方法(如，铣削)从整体中加工出来。缺点在于：切削的加工方法耗费时间并且此外，经过制作整体上出现很高的材料消耗。
以开头所述的现有技术为出发点，本发明的目的在于改善开头所述的张紧单元，使得在始终不变地保证高操作安全性的同时更简单地制造该张紧单元。
发明内容
按照本发明，该目的通过带有权利要求1的特征的张紧单元并且尤其以如下方式解决，即，通过粉末冶金注塑接近最终形式地制造止动元件。
虽然该粉末冶金注塑，也被称作MIM-方法(金属注塑成型)在很久以前就已公知。但是由于该制造方法的特殊性，以该方法制造的部件与由传统的制造方法如切削方法制造的结构上相同的部件相比，可能稳定性较差。然而令人惊奇的是：通过粉末冶金注塑制造的部件却具有与以传统的方式制造的部件相近的较高强度值，其中，另外能够实现接近最终形式的制造，而不需要再对如此制造的部件例如通过切削方法进行全面的精加工。
按照本发明的张紧单元表明：止动元件尤其适用于该粉末冶金注塑。如此制造的止动元件具有与传统制造的止动元件相近的较高强度值，但是其制造的费用支出明显更低。另外，能够同时无附加费用支出地有针对性地在止动元件上设置空隙和凹槽从而减小重量。
本发明的其他优点由下面的说明书、附图以及从属权利要求给出。
由此提出：通过热处理来硬化止动元件。由此示出：通过粉末冶金注塑制造的止动元件的上表面硬度，尤其是在齿的区域中的上表面硬度有针对性地通过热处理(如，感应淬火)而提高，从而减小尤其是高负载部分(例如，齿)上的磨损。
止动元件至少在直齿区域中具有至少为28HRC(DIN EN ISO 6508-2)的硬度，由此，止动元件能够承受住在运行时所出现的最大负载。然而，在相应的热处理中也能达到更高的硬度。
尤其适合使用易切削钢和优质钢作为原料。因此，止动元件尤其优选地由碳含量0.40至0.45的易切削钢，如45S20(材料号为1.0717)，或碳含量0.90至0.99的优质钢，如D 95-2(材料号为1.0618)，作为粉末冶金注塑的原料而制成。然而通常也可以使用其他的材料，通常要根据效率专用的特征如，坚固性、可加工性、可热处理性、可调质处理性等挑选材料。
为了节省重量和材料，在按照本发明的张紧单元的尤其优选的实施例中另外提出，与止动元件上的齿相邻地构成空隙用于减小重量。该空隙在此以如下方式构造并且布置在止动元件上，即，使该空隙处在主应力线之外，从而整体上不对止动元件的阻力距造成不利影响。
附图说明
下面参考附图借助实施例来进一步说明本发明。其中：
图1示出按照本发明的张紧单元，该张紧单元使用在内燃机控制链张紧装置中，以及
图2示出在按照本发明的张紧单元中所使用的止动元件的放大的透视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的张紧单元10的剖切侧视图，该张紧单元用于内燃机的控制链的张紧设备中。
张紧单元10具有壳体12，在该壳体中形成用于活塞16的容纳件14。该容纳件14在其图1上方所示的端部上具有引导开口18，穿过该引导开口活塞16利用调节部分20伸出。在其图1下方所示的端部上，容纳件14由横截面为盆状的封闭元件22封闭，该封闭元件在容纳件14的扩展部24中例如通过焊接而得到固定。
与引导开口18直接相邻地在壳体12上设置有侧面的管道26，该管道与容纳件14保持流动连接。该管道26用于连接未详细示出的液压供给装置。
大约在容纳件14高度的一半上，在壳体12上构成有贯通开口28，该贯通开口相对于活塞16的纵向呈大约85°角延伸并且在容纳件14中结束。在该贯通开口28中容纳有横截面至少大约呈矩形的止动元件30，该止动元件在容纳在贯通开口28中的衬套32中以可纵向移动的方式得到引导。
在图2的透视图中放大示出的止动元件30在其指向容纳件14的平面上具有直齿34，该直齿与在活塞16上构成的配对齿36啮合。垂直于该直齿34的纵向观看，止动元件30同样具有大约呈矩形的横截面，该横截面转变成轴承环(Anlagebund)38。沿该直齿34的纵向观看，止动元件在其两个垂直于直齿34延伸的平面40和42之间楔形地扩展。在此，该止动元件30的楔形开口角度与贯通开口28的倾斜角度相应，从而在插入到衬套32中的止动元件30中，直齿34至少几乎平行于活塞16的纵向延伸。
止动元件30在两个侧面上设置有圆形的盲孔44，在图1和图2中仅分别示出这些盲孔中的其中一个，这些盲孔用于在不对止动元件30的坚固性产生影响的同时减轻重量。
与迄今普遍的现有技术不同，不通过从整体中进行切削加工，而是通过所谓的粉末冶金注塑(MIM＝Metal Injection Molding，金属注塑成型)来制造止动元件30。在此，使用具有自0.90至0.99的相对较高的碳含量的优质钢作为材料。尤其适合制造止动元件30的是材料号为1.0618(D 95-2)的优质钢。另外可以如下方式热处理该止动元件30，即，使其至少在直齿34的区域内具有至少为28HRC(根据DIN EN ISO 6508-2确定)的硬度。
止动元件30通过同样布置在贯通开口28中的压力弹簧46朝向活塞16的方向预紧，其中，该压力弹簧46支撑在固定在扩展部48中的支撑元件50上并且在止动元件30的轴承环38上达到设备。
活塞16的调节部分20转变成引导部分52，在其朝向止动元件30的面上构成有配对齿。在引导部分52中另外构成有在活塞16的纵向上延伸的用于张紧弹簧56的容纳孔54。该张紧弹簧56从容纳孔54中伸出并且支撑在封闭元件22上。
在从壳体12中伸出的调节部分20上另外设置有垂直于活塞16的纵向延伸的孔58，在该孔中插入了保险元件60，该保险元件穿过在壳体12中相同高度上构成的通孔62，并且以此方式将活塞16固定在装配位置中，如图1所示。
在张紧单元10的装配完毕后将去除保险元件60，以便使活塞16通过张紧弹簧56的力向外移动，从而预紧控制链(未示出)。依赖于链条的张紧，该活塞16处在中间位置上，在该位置中通过止动元件30固定该活塞。同时，穿过管道26流入或流出容纳件14的液压液体对活塞16在内燃机的运作过程中所产生的震动运动进行减震。
如果链条张紧力降低，张紧弹簧56将活塞16压入到新的升高的位置中，在该位置中配对齿36与止动元件30的直齿34重新止动，从而保持控制链上的预紧力。当链条张紧力提高时，活塞16与上述相反地逆着张紧弹簧56的力被压回到容纳件14中并且在这个下降的位置中重新被止动元件30固定，从而尽可能同样地保持活塞16的张紧作用。
如所述的工作原理所示，止动元件30，尤其是直齿34必须承受相对较高的机械负载。尽管出现该机械负载，但仍然试图使按照本发明的由粉末冶金注塑制造而成的止动元件30可以无问题地承受所产生的负载。通过止动元件30的粉末冶金注塑，由于已经能够实现止动元件30的接近最终形态的形状，所以止动元件30的制造相对于迄今为止的制造方法被明显简化。另外还能够减小重量并且由此节省材料，这在大规模生产时对于按照本发明的张紧单元来讲是进一步的优点。
附图标记列表
10 张紧单元
12 壳体
14 容纳件
16 活塞
18 引导开口
20 调节部分
22 封闭元件
24 扩展部
26 管道
28 贯通开口
30 止动元件
32 衬套
34 直齿
36 配对齿
38 轴承环
40 平面
42 平面
44 盲孔
46 压力弹簧
48 扩展部
50 支撑元件
52 引导部分
54 容纳孔
56 张紧弹簧
58 孔
60 保险元件
62 通孔

Claims (5)

1.张紧单元，用于牵引设备张紧装置，尤其是用于内燃机控制链张紧装置，其中，所述张紧单元(10)具有在壳体(12)中以可移动的方式支承的优选液压减震的活塞(16)，该活塞为了张紧牵引设备而能够从壳体(12)中运行出来，所述张紧单元(10)还具有向着活塞(16)的方向预张紧的止动元件(30)，用于将活塞(16)止动在活塞的张紧位置之一中，其中，所述止动元件(30)具有齿(34)，所述齿与在活塞(16)上构成的配对齿(36)啮合以止动活塞(16)，其特征在于，所述止动元件(30)通过粉末冶金注塑而接近最终形式地得到制造。
2.根据权利要求1所述的张紧单元，其特征在于，所述止动单元(30)通过热处理而硬化。
3.根据权利要求1或2所述的张紧单元，其特征在于，所述止动元件(30)至少在齿(34)的区域内具有至少为28HRC(DIN EN ISO 6508-2)的硬度。
4.根据权利要求1、2或3所述的张紧单元，其特征在于，所述止动元件(30)由碳含量为0.40至0.45的易切削钢或碳含量为0.90至0.99的纯优质钢作为原料制成。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的张紧元件，其特征在于，与所述齿(34)相邻地在止动元件(30)上构成有用于减小重量的空隙(44)。
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