CN105229338A - 液压链条张紧器和棘齿的串联布置 - Google Patents

液压链条张紧器和棘齿的串联布置 Download PDF

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Abstract

一种用于环形动力传输构件的张紧器(10)可包括可操作地与环形动力传输构件接合的活塞(12)，以及引导活塞(12)以在环形动力传输构件的方向上进行同轴滑动的汽缸(14)。活塞(12)和限定用于接收液压流体的储油器或压力室(26)的汽缸(14)。轴承(28)具有轴承滚珠(30)，所述轴承滚珠(30)位于与汽缸孔(34)同轴的埋头孔(32)中。埋头孔(32)具有轴承滚珠(30)跨置于其上的陡锥(36)。当汽缸(14)在延伸方向上移动时，轴承滚珠(30)移动出埋头孔(32)以允许汽缸(14)的自由延伸移动。当汽缸(14)在缩回方向上移动时，轴承滚珠(30)被向下驱使进陡锥(36)以阻止汽缸(14)缩回。

Description

液压链条张紧器和棘齿的串联布置
技术领域
本发明涉及一种张紧器，且更具体地涉及一种用在内燃机的环形动力传输驱动器中的环形动力传输构件张紧器，其用于在操作过程中张紧环形动力传输构件。
背景技术
定时驱动张紧器经设计以控制通过链条且最终通过张紧器臂/面传输的定时驱动动态输入。为实现此控制，张紧器通过机械方法、液压方法或两种方法的组合被“调谐”。随着链条磨损，典型的张紧器活塞按照设计延伸以拉紧链条松弛。活塞延伸减小了机械偏置弹簧力且可增加改变张紧器调谐的液压泄漏。当在寿命周期的磨损链条部分中张紧器初次补偿活塞延伸时，张紧器寿命周期中的此种调谐的改变可通过张紧器的过度张紧补偿。张紧器的过度张紧对效率和系统耐久性具有不利影响。
张紧器的一个必要功能是当链条磨损时进行延伸以拉紧链条松弛。在常规张紧器中，链条拉紧增加了压缩弹簧长度，减少了链条预载荷，从而在新链条条件下需要过度预载荷以进行补偿，这对效率和系统耐久性具有不利影响。
发明内容
用于环形动力传输构件的张紧器可包括活塞和汽缸组件，活塞可操作地与环形动力传输构件接合，且汽缸引导活塞以在环形动力传输构件的方向上进行同轴滑动且限定用于接收液压流体的储油器。轴承可包括位于与汽缸孔同轴的埋头孔中的轴承滚珠。埋头孔可具有轴承滚珠跨置于其上的陡锥，使得当汽缸在延伸方向上移动时，轴承滚珠移动出埋头孔以允许汽缸的自由延伸移动，并且使得当汽缸在缩回方向上移动时，轴承滚珠被向下驱使进陡锥以阻止汽缸缩回。
张紧器可包括两个弹簧，第一弹簧用于偏置活塞远离汽缸，且第二弹簧用于偏置汽缸远离轴承和孔。张紧器可经设计以使得第一弹簧的组装载荷总是大于第二弹簧的组装载荷。活塞、汽缸、储油器、止回阀和通气孔可用作常规液压张紧器，其向环形动力传输构件提供弹簧力、来自油压的力以及液压阻尼。
活塞相对于汽缸的行程可限定至小于张紧器完成系统磨损拉紧所需的总行程距离的距离。圆形夹可保持在活塞内径中的槽内。槽可在汽缸中形成。汽缸(圆形夹跨置于其中)上给定宽度的槽可对应于至少与张紧器所需最小间隙相等的距离。槽的端壁在延伸移动过程中可与圆形夹接触，使得当活塞相对于汽缸完全延伸时，来自第一弹簧的弹簧力不再反作用于链条，但第二弹簧可相对于轴承和孔向外推动汽缸和活塞。因此，当系统磨损时，张紧器的短行程液压部分向外重新定位。
所公开的张紧器利用与零螺距/零间隙棘齿机构串联布置的短行程液压张紧器。典型的链条张紧器将使用与棘齿并联的液压张紧器。此张紧器具有沿棘齿顶部跨置的液压功能。液压零部件的行程可比张紧器所需的总行程小得多，所以活塞和汽缸之间的弹簧的设计更为容易。好处是载荷可更一致。此外，液压泄漏路径的长度从未改变。对于典型张紧器，张紧器移动出得越远，泄露路径变得越短。此张紧器提供一种其中两个弹簧经设计以使得当张紧器的液压零部件压缩时零间隙棘齿将不会延伸的配置。如果零间隙棘齿延伸，张紧器将最终具有不充分间隙和“锁定”定时驱动器。
通过下面结合附图的对预期实现本发明的最佳模式进行的描述，本发明的其他应用对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。
附图说明
参照附图进行本文的描述，其中在几个附图中相同的附图标号指的是相同的零部件，并且其中：
图1是液压链条张紧器和棘齿的串联布置的横截面视图。
具体实施方式
参照图1，用于环形动力传输构件的张紧器10可包括活塞12和汽缸14组件，活塞12可操作地与环形动力传输构件接合，且汽缸14引导活塞12以在环形动力传输构件的方向上进行同轴滑动且限定用于接收液压流体的储油器26。轴承28可具有位于与汽缸孔34同轴的埋头孔32中的轴承滚珠30。埋头孔32可具有轴承滚珠30跨置于其上的陡锥36，使得当汽缸14在延伸方向上移动时，轴承滚珠30移动出埋头孔32以允许汽缸14的自由延伸移动，并且使得当汽缸14在缩回方向上移动时，轴承滚珠30被向下驱使进陡锥36以阻止汽缸14缩回。
圆形夹38可保持在活塞12的内径(ID)中的槽内。汽缸14可具有给定宽度的槽40，所述槽40位于汽缸14的外径(OD)上，圆形夹38跨置于汽缸14中。槽40的给定宽度可对应于张紧器10的可允许间隙。槽40的端壁在延伸移动过程中可与圆形夹38接触，使得当活塞相对于汽缸完全延伸时，圆形夹38相对于轴承28和孔34向外拉动汽缸14，导致环形动力传输构件拉紧。
止回阀16可位于活塞12和汽缸14之间。活塞弹簧18可位于活塞12和汽缸14之间。可选的流量控制装置20可位于活塞12和汽缸14之间。止回阀16、活塞弹簧18和可选的流量控制装置20可协作以提供液压张紧器功能。
油槽22可在汽缸14的孔34内形成。油槽22可形成为环形物，允许当汽缸14移动时一致供给油，而不在汽缸14上产生液压偏置。油槽22可具有流体连通延伸至汽缸14的中央的供油孔22a。插塞24可被压入汽缸14的一端，形成张紧器10的储油器26。储油器26可通过止回阀16供给。
张紧器10使用相对于汽缸14同轴滑动的活塞12。止回阀16、活塞弹簧18和可选的流量控制装置20位于活塞和汽缸之间，形成常规液压张紧器功能。汽缸14在孔34内被导入，所述孔34具有来自发动机的油供给，直接供给油槽22。油槽22为环形物，允许当汽缸14移动时一致供给油，而不在汽缸套筒上产生液压偏置。油槽22具有通至汽缸14的中央的供油孔22a。汽缸14具有压入端部的插塞24，形成张紧器10的储油器26。储油器26通过止回阀16供给。汽缸14在轴承28的内部操作，所述轴承28具有位于与汽缸孔34同轴的埋头孔32中的轴承滚珠30。埋头孔32具有轴承滚珠30跨置于其上的陡锥36。当汽缸14在延伸方向上移动时，轴承滚珠30移动出埋头孔以允许自由移动。当汽缸14在缩回方向上移动时，轴承滚珠30被向下驱使进陡锥36以阻止汽缸14缩回。圆形夹38保持在活塞12的内径(ID)中的槽内。圆形夹38跨置于汽缸14上的给定宽度的槽40内。槽40的宽度对应于至少与张紧器10所需的最小间隙相等的距离。当圆形夹38在延伸过程中接触槽40的外端壁时，圆形夹38拉动汽缸14，圆形夹38导致环形动力传输构件松弛拉紧。作用于轴承28和活塞12之间的是偏置弹簧42，其用于当圆形夹38接触槽40的端壁时，将活塞/汽缸组件(12/14)偏置出，导致延伸和环形动力传输构件拉紧。应承认的是，活塞/汽缸弹簧载荷总是大于汽缸/轴承弹簧载荷。
液压链条张紧器10和棘齿的串联布置允许张紧器10满足环形动力传输构件松弛拉紧的功能，同时使张紧器10的动态调谐的改变最小化。张紧器10使用包含充当液压张紧器的部件的移动构件组件。只有当液压活塞12已到达完全冲程位置时，移动构件才延伸。移动由单向装置控制，并且不能够在定时驱动器的整个寿命中缩回张紧环形动力传输构件松弛、移动液压张紧器，维持恒定张紧器的部件调谐。通过使用由孔34引导的汽缸14实现功能。油通过环形物22供给至汽缸14内部。轴承28跨置在汽缸14周围且位于锥形凹部36中，允许汽缸14延伸但不缩回。位于汽缸14暴露端处的是活塞12。活塞12由低预载荷偏置出，低刚度的弹簧42绕圆周延伸且置于轴承28的顶部上。这个活塞12由跨置在汽缸14上的槽40中的弹簧夹38保持。止回阀16、弹簧18和流量控制装置20包含在汽缸14和活塞12之间，用于执行液压张紧器功能。
汽缸14通过环形物22供给油以防止液压力作用于汽缸延伸。汽缸14形成与张紧器10一起移动的储油器26。位于汽缸14外部的轴承28允许汽缸14延伸。当汽缸14拉回，轴承28被驱使进陡锥36以防止缩回运动。作用于轴承28和活塞12之间的弹簧42用于将整个组件偏置出以拉紧环形动力传输构件。圆形夹38用于将汽缸14连接至活塞12以当活塞12到达延伸行程的一端时将汽缸14拉出。在关机过程中，圆形夹38还通过接触槽40的背面防止跳齿。止回阀16、弹簧18和流量控制装置20允许正常液压张紧器功能。
本发明描述一种用于在环形动力传输系统中拉紧磨损的组件，所述环形动力传输系统包括液压张紧器10，其具有活塞12、汽缸14、活塞/汽缸弹簧18以及止回阀16，用于提供在完全行进冲程处比拉紧环形动力传输系统的完全磨损所需距离更小的距离。零间隙棘齿包括具有轴承滚珠30的轴承28、埋头孔32、陡锥36以及活塞/轴承弹簧42。零间隙棘齿与液压张紧器10串联附接，用于只有当液压张紧器10已达到完全行进冲程时才延伸，从而重新定位液压张紧器10以当环形动力传输系统继续磨损时继续操作。换句话说，公开了一种用于环形动力传输的张紧器，所述环形动力传输由液压张紧器10组成，所述液压张紧器10包括活塞12、汽缸14、活塞/汽缸弹簧18、止回阀16和与零间隙棘齿串联组装的可选的通气/流量控制装置，使得当张紧器10的液压部分达到液压冲程的全部延伸时，棘齿机械地重新定位液压张紧器10以弥补系统磨损。与汽缸/轴承弹簧42串联的活塞/汽缸弹簧18始终提供更大的力以确保只有当液压张紧器10完全延伸时棘齿才延伸，保证使最小间隙保持在张紧器10中。
虽然已经结合目前认为最可实现和优选的实施例描述了本发明，但应当理解的是，本发明不受公开的实施例限制，相反，本发明旨在涵盖所附权利要求书的精神和范围中各种变化及等价布置，该范围将按照最广义的解释以包含法律所允许的所有此类变化及等价结构。

Claims (14)

1.一种用于环形动力传输构件的张紧器(10)，其包括：
活塞(12)，其可操作地与环形动力传输构件接合；
汽缸(14)，其引导所述活塞(12)以在所述环形动力传输构件的方向上进行同轴滑动，且限定用于接收液压流体的储油器(26)；以及
轴承(28)，其具有位于与汽缸孔(34)同轴的埋头孔(32)中的轴承滚珠(30)，所述埋头孔(32)具有所述轴承滚珠(30)跨置于其上的陡锥(36)，使得当所述汽缸(14)在延伸方向上移动时，所述轴承滚珠(30)移动出所述埋头孔(32)以允许所述汽缸(14)的自由移动，并且使得当所述汽缸(14)在缩回方向上移动时，所述轴承滚珠(30)被向下驱使进所述陡锥(36)以阻止所述汽缸(14)缩回。
2.根据权利要求1所述的张紧器(10)，其进一步包括：
圆形夹(38)，其保持在所述活塞(12)的内径(ID)中的槽内。
3.根据权利要求2所述的张紧器(10)，其进一步包括：
所述汽缸(14)，其具有在所述汽缸(14)上的给定宽度的槽(40)，所述圆形夹(38)跨置于所述汽缸(14)中，所述给定宽度对应于所述张紧器(10)的可允许间隙。
4.根据权利要求3所述的张紧器(10)，其进一步包括：
所述槽(40)的端壁，其在延伸移动过程中与所述圆形夹(38)接触，使得所述圆形夹(38)拉动带有所述圆形夹(38)，所述汽缸(14)导致环形动力传输构件松弛拉紧。
5.根据权利要求4所述的张紧器(10)，其进一步包括：
偏置弹簧(42)，其作用于所述轴承(28)和所述活塞(12)之间，所述偏置弹簧(42)用于当所述圆形夹(38)接触所述槽(40)的所述端壁时，将所述活塞(12)偏置出所述汽缸(14)，导致延伸和环形动力传输构件拉紧。
6.根据权利要求1所述的张紧器(10)，其进一步包括：
止回阀(16)，其位于所述活塞(12)和所述汽缸(14)之间。
7.根据权利要求6所述的张紧器(10)，其进一步包括：
活塞弹簧(18)，其位于所述活塞(12)和所述汽缸(14)之间。
8.根据权利要求7所述的张紧器(10)，其进一步包括：
流量控制装置(20)，其产生液压张紧器功能。
9.根据权利要求1所述的张紧器(10)，其进一步包括：
油槽(22)，其形成于所述汽缸(14)的所述汽缸孔(34)内。
10.根据权利要求9所述的张紧器(10)，其进一步包括：
所述油槽(22)形成为环形物，允许当所述汽缸(14)移动时一致供给油，而不在所述汽缸(14)上产生液压偏置。
11.根据权利要求9所述的张紧器(10)，其进一步包括：
所述油槽(22)，其具有通至所述汽缸(14)中央的油供给(22a)。
12.根据权利要求1所述的张紧器(10)，其进一步包括：
插塞(24)，其被压入所述汽缸(14)的一端，形成所述张紧器(10)的所述储油器(26)，所述储油器(26)通过止回阀(16)被供给。
13.一种用于拉紧环形动力传输系统中磨损的组件，其包括：
液压张紧器(10)，其具有活塞(12)、汽缸(14)、活塞/汽缸弹簧(18)以及止回阀(16)，用于提供在完全行进冲程处比拉紧所述环形动力传输系统的完全磨损所需距离更小的距离，以及
零间隙棘齿，其包含具有轴承滚珠(30)的轴承(28)、埋头孔(32)、陡锥(36)以及汽缸/轴承弹簧，所述零间隙棘齿与所述液压张紧器(10)串联附接，用于只有当所述液压张紧器(10)已达到所述完全行进冲程时才延伸，从而重新定位所述液压张紧器(10)以当所述环形动力传输系统继续磨损时继续操作。
14.根据权利要求13所述的组件，其进一步包括：
所述活塞/汽缸弹簧(18)，其与所述汽缸/轴承弹簧(42)串联定位，且提供更大的力以确保只有当所述液压张紧器(10)完全延伸时所述零间隙棘齿才延伸，保证使最小间隙保持在所述张紧器(10)中。
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