CN105546064B - 具有磨损保护元件的张紧轨 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种张紧轨，用于驱动链，特别是用于内燃发动机的链驱动器，包括：基本主体和弹簧单元，所述基本主体包括：用于与所述驱动链接触的滑动表面、和压上表面。所述弹簧单元包括：布置在所述压上表面上的张紧端、和能够支撑在反式轴承上的支撑端，设置磨损保护元件，所述磨损保护元件布置在所述弹簧单元的支撑端处。此外，本发明涉及一种包括这种张紧轨的链驱动器以及用于内燃发动机链驱动器的这种张紧轨的用途。

Description

具有磨损保护元件的张紧轨

技术领域

本发明涉及一种张紧轨，用于驱动链，特别是用于内燃发动机的链驱动器，包括基本主体和弹簧单元，所述基本主体包括：用于与所述驱动链接触的滑动表面、和压上表面，其中，所述弹簧单元包括：布置在所述压上表面上的张紧端、和能够支撑在反式轴承上的支撑端。此外，本发明涉及一种包括这种张紧轨的链驱动器以及这种用于内燃发动机链驱动器的张紧轨的用途。

背景技术

张紧轨在各种内燃发动机应用中大量使用，用于引擎的正时（timing）链驱动器和用于驱动辅助单元（例如油泵）。在正时链驱动器以及辅助驱动器的情况下，张紧轨能够将驱动链保持在限定的张紧度下，并补偿由于制造公差和磨损所产生的链伸长。张紧轨在正常情况下被可枢转地支撑在轴承销上，其中轴承销设置在固定连接到引擎本体的支承部位处，张紧轨通过主动操作的张紧装置或被动作用的弹簧单元针对驱动链被预张紧。

DE 100 143 33 A1公开一种用于链驱动器的张紧轨，在此情况下，扭转线圈弹簧在其线圈部分的区域中围绕张紧轨的套状枢轴布置。鉴于线圈弹簧的一端安置在引擎本体的孔中，而张紧轨的另一端压靠驱动链。另一种利用扭转线圈弹簧被预张紧的张紧轨从DE44 37 926 C1中获知，辅助驱动器的张紧轨在此被支撑在相关联主驱动器的引导轨上。不过，DE 43 27 314 A1描述一种链张紧器，在其一端处支撑有片簧，片簧设置有滑动主体并相对于驱动链处于恒定的预张紧状态下。文献DE 10 2004 014 486 A1再次显示出一种被可枢转地支撑的张紧轨，其具有布置在轴承销上的扭转线圈弹簧，所述扭转线圈弹簧安置在反式轴承中，反式轴承相对于轴承销布置，从而使张紧轨压靠驱动链。

现代内燃发动机包括更多数量的被驱动单元，引擎的可用安装空间仍然相同或甚至变得更小。此外，现代引擎变得越来越复杂以满足对于废气排放和燃料消耗的更严格的法令规定。

更多数量的辅助单元与更高的内燃发动机复杂度相结合，导致布置必要驱动器以及与其相关联的张紧和引导轨的可能性减小。由此可见：为了安装被可枢转地支撑的张紧轨，复杂或不常用的结构涉及有时是必要的，这常常导致关于耐磨和操作可靠性的新的问题。

虽然基于使用张紧轨的许多现有技术的张紧装置被证明非常有用，不过，特别是由于汽车产业领域的激烈竞争，持续进行努力优化张紧轨及其并入日益复杂的引擎结构的方式。此外，张紧轨是用于汽车产业的批量生产零件，鉴于在此领域中巨量部件和进步创新，这持续凸显出以更简单更便宜的设计替代这种结构的必要性。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种张紧轨，其避免已知结构的缺陷，能够以合理价格制造和安装，并易于使用，即使现代引擎结构具有更大的复杂度。

根据本发明，此目的实现如下：提供一种磨损保护元件，所述磨损保护元件布置在弹簧单元的支撑端处。这样的布置在弹簧单元支撑端与反式轴承之间的分立的磨损保护元件分别减小了弹簧单元和反弹簧处的磨损，因而允许链驱动器或其部件以及所用材料量“减小尺寸”。根据作用在链驱动器上的载荷的强度和持续时间，可能产生相当大的磨损，特别是在弹簧单元与反式轴承之间接触的区域中，这可能甚至导致张紧轨故障并因而导致链驱动器故障。在弹簧单元支撑端处设置磨损保护元件可防止这种类型的磨损问题。由于弹簧单元的张紧端在正常情况下布置在张紧轨的基本主体的压上表面上并具有特定量的间隙，其中弹簧单元通过在张紧端与支撑端之间（在正常情况下在枢转轴承的区域中）的可自由运动的偏转部分被张紧，因而在支撑端处形成相对较小的与反式轴承接触的区域，所述的接触区域承受相对较高的摩擦载荷，特别是当弹簧单元和/或反式轴承由金属或由纤维增强塑料材料构成时。根据本发明的张紧轨的磨损保护元件不仅允许减小在支撑端处的各部件之间的摩擦系数，而且还允许放大在弹簧单元与反式轴承之间的接触区域。除了根据本发明的张紧轨的简单实施例（其包括基本主体和滑动表面，滑动表面设置在基本主体上并接触驱动链）以外，这种张紧轨也可通过支撑主体和分立的滑动主体形成，其中滑动主体布置在支撑主体上且具有用于与驱动链接触的滑动表面。

根据优选实施例，所述弹簧单元构造为片簧。片簧允许弹簧单元的张紧端与基本主体的压上表面之间的较宽接触以及与弹簧单元支撑端处的磨损保护元件的较宽接触。可替代地，弹簧单元也可被分别构造为扭转线圈弹簧和线圈弹簧线。

为了将弹簧单元束缚地（captively）固紧到张紧轨上，锁定元件可被设置在基本主体的压上表面上。锁定元件将弹簧单元保持在压上表面上。根据弹簧单元上的接纳机构的相应结构设计，压上表面和弹簧单元之间沿弹簧单元方向的相对运动是可能的，即使弹簧单元被布置在压上表面上。例如，设置有棘爪（detent）突出部的圆滑带缝锁定销可以从压上表面突出，所述锁定销接合于弹簧上的互补的接纳机构。所述接纳机构的细长形状允许在弹簧单元与压上表面之间的相对运动。

根据有利实施例，磨损保护元件由耐磨、低摩擦的塑料材料制成。由塑料材料构成的磨损保护元件可通过注射成型容易地制造；通过选择耐磨、低摩擦的塑料材料，例如基于热塑性技术，根据本发明的张紧轨的适合的磨损保护元件能够以简单方式且以合理价格制造。

为了放大在磨损保护元件与反式轴承之间的接触区域，磨损保护元件可具有曲形的或半圆形的接触表面。当在反式轴承上支撑弹簧单元的接触表面放大时，在接触区域中的作用力以及在与反式轴承的接触区域中产生的摩擦阻力和磨损将会减小。

根据有利实施例，磨损保护元件可设置有至少一个锁定元件，用于将磨损保护元件固定到弹簧单元的支撑端处。设置在磨损保护元件上的这样的锁定元件还通过磨损保护元件的布置的束缚模式而允许将弹簧单元恒定地支撑在反式轴承上。除了在弹簧单元上抓紧的预张紧棘爪元件以外，与弹簧单元的互补接纳机构或突出部协作的相应的棘爪突出部、凹部和开口也可用作锁定元件以固定磨损保护元件。

根据另一实施例，磨损保护元件构造为套，用于布置在反式轴承上和用于与弹簧单元的支撑端接触。当磨损保护元件构造为套且布置在反式轴承上时，磨损保护元件可被容易地构建和安装，以将磨损保护元件安全快速地布置在弹簧单元的支撑端上。

此外，紧固机构可设置在弹簧单元的支撑端上。这样的紧固机构（其针对弹簧单元的强度和脆性而在正常情况下构造为简单地开口、突出部、切口或孔）允许磨损保护元件被可靠地固紧到弹簧单元，特别是与磨损保护元件上的互补的锁定元件相结合。

本发明另外还涉及一种链驱动器，特别是内燃发动机的辅助链驱动器，包括驱动齿轮和至少一个从动齿轮、围绕所述驱动齿轮和所述至少一个从动齿轮卷绕的关节连接链、和根据前述实施例中一项所述的接触所述关节连接链的张紧轨。这样的链驱动器，即使在长操作时间和高载荷的情况下，也允许链驱动器、例如油泵或空调系统的驱动器的可靠张紧，而没有任何与磨损相关的张紧轨以及链驱动器整体发生故障的风险。

此外，本发明还涉及张紧轨的用途，所述张紧轨包括：基本主体和弹簧单元，用于内燃发动机的链驱动器，弹簧单元包括：布置在基本主体的压上表面上的张紧端、和能够支撑在反式轴承上的支撑端，磨损保护元件在操作过程中设置在支撑端与反式轴承之间。当使用根据本发明的张紧轨时，这样的设置在支撑端与反式轴承之间的分立的磨损保护元件允许关注类型的链驱动器的低磨损的可靠操作，同时允许优化相应的链驱动器。

附图说明

在下文中，本发明的实施例将参照附图更详细阐释，其中：

图1显示出根据本发明的链驱动器的示意图；

图2显示出根据本发明的图2的张紧轨的放大侧视图；

图3显示出根据本发明的图2的张紧轨的透视图；

图4a显示出根据图2和3的磨损保护元件的细节图；

图4b显示出磨损保护元件的另一实施例，并显示出其紧固到弹簧单元的支撑端上；

图4c显示出磨损保护元件的进一步的实施例，并显示出其紧固到弹簧单元的支撑端上；

图5a显示出磨损保护元件的扁平实施例的透视仰视图，并显示出其紧固到弹簧单元的支撑端上；

图5b显示出根据图5a的磨损保护元件的紧固的透视图；

图5c显示出磨损保护元件的进一步的扁平实施例的透视仰视图，并显示出其紧固到弹簧单元的支撑端上；

图5d显示出根据图5c的磨损保护元件的紧固的透视图；

图6显示出磨损保护元件的套状实施例的透视图，其用于布置在反式轴承上。

具体实施方式

图1中示意性显示的链驱动器1用于驱动内燃发动机的辅助单元，例如油泵或空调系统的压缩机，包括：用于连接到辅助单元的从动齿轮2，和用于驱动链驱动器1的驱动齿轮3，所述驱动齿轮3例如联接到内燃发动机的正时（timing）链驱动器。循环式驱动链4围绕从动齿轮2和驱动齿轮3卷绕，张紧轨6在从动齿轮2与驱动齿轮3之间的链驱动器1的松弛段中压靠驱动链4，所述张紧轨6被布置为使其围绕支承部位5可枢转。在链驱动器1的绷紧段中，可选地可设置引导轨以引导驱动链4。张紧轨6利用安置在反式轴承（轴承柱，counterbearing）7上的弹簧单元8压靠驱动链4。反式轴承7和弹簧单元8之间布置有磨损保护元件9以防止反式轴承7与弹簧单元8之间的直接接触。弹簧单元8另外还通过锁定元件10连接到张紧轨6。

图2显示出根据本发明的布置在图1中的链驱动器1中的张紧轨6的放大侧视图。张紧轨6通过基本主体11集成形成，基本主体11在基本主体11面向驱动链4的前部上具有滑动表面12以接触链驱动器1中的驱动链4。在张紧轨6的背离滑动表面12的背部上，基本主体11中在张紧轨6的一端处设置轴承接纳部13，构成引擎集成部分的支承部位5位于轴承接纳部13中，参见图1，轴承接纳部13允许张紧轨6绕支承部位5被可枢转地支撑。基本主体11设置有窗开口14和桁架状硬化构件15，以增强基本主体11的稳定性，同时限制所用材料量。弹簧单元8通过锁定元件10连接到张紧轨6的基本主体11。位于栓形反式轴承7与弹簧单元8之间的磨损保护元件9通过额外的锁定元件16布置在弹簧单元8上。在磨损保护元件9的面向反式轴承7的一侧上，设置具有近似半圆形接触表面18的接纳单元17，磨损保护元件9通过所述接触表面18的大部分区域接触反式轴承7并因而使安置其上的弹簧单元所施加的力分散。

图3中张紧轨6的透视图显示出：弹簧单元8构造为片簧19，片簧19与通过基本主体11限定的压上表面20的压上区域接触，从而将弹簧单元8的预张紧力通过基本主体11传递到滑动表面12，并由此传递到链驱动器1的绷紧段中的驱动链4。为了适应从压上表面20上的基本主体11突出的锁定元件10，片簧19在其中设置有细长孔21，以确保片簧19在张紧轨6的基本主体11上的布置的束缚固紧模式，同时还确保片簧19沿压上表面20的相对运动以补偿片簧19的长度上的变化。从压上表面20上的基本主体11突出的锁定元件10构造为带缝棘爪销，以允许通过设置在张紧端S上的细长孔21容易地将片簧19夹上。带缝棘爪销的的棘爪头防止弹簧单元8松开或意外丧失，而沿片簧19的纵向方向形成的细长孔21允许片簧19相对于压上表面20运动。

图4a显示出布置在弹簧单元8的支撑端A上的磨损保护元件9的部分放大图。磨损保护元件9包括：两个侧向引导腹板22，片簧19在二者之间被沿侧向引导。磨损保护元件9的锁定元件16构造为带缝棘爪销23，带缝棘爪销23延伸穿过片簧19的支撑端A上的细长孔24，棘爪销23的棘爪头25将片簧19束缚地保持（当片簧19已被夹上时）在磨损保护元件9上，而细长孔24允许片簧19相对于磨损保护元件9沿片簧19的纵向方向运动。图4a另外还显示出：在磨损保护元件的背离片簧19的一侧上的半圆形接纳单元17，所述接纳单元17的接触表面18邻接到互补形状的反式轴承7上以支撑弹簧单元8。

用于将磨损保护元件9布置在片簧19的支撑端A上的锁定元件16的另一实施例显示在图4b中。磨损保护元件9设置有相应的开口26，开口26形成在侧向引导腹板22的中部中，并被片簧19上的侧向突出部27接合。侧向突出部27在此沿片簧19的纵向方向短于开口26，以允许片簧19相对于磨损保护元件9的运动。为了将磨损保护元件9安装到片簧19的支撑端A处，图4b中所示实施例的侧向引导腹板22之一在长度上减小，使得开口26在顶部开放。只要磨损保护元件9已通过接纳单元17的接触表面18与反式轴承7接触，则实现了磨损保护元件9在片簧19上的布置的束缚模式，即使开口26在顶部开放。

图4c显示出用于将磨损保护元件9布置在片簧19的支撑端A处的锁定元件16的另一实施例。磨损保护元件9在此包括：与片簧19的表面基本上齐平的侧向引导部22、以及部分覆盖片簧19的表面的侧部分28。为了将磨损保护元件9固定到片簧19上，设置锁定舌29，锁定舌29从磨损保护元件9弹性地突出并延伸穿过片簧19中的开口30。通过如此，锁定舌29将磨损保护元件9牢固地固定到片簧19的支撑端A处。

图5a和5b显示出磨损保护元件9的扁平实施例的不同透视图。这种磨损保护元件9包括：扁平接纳单元17，其具有略微向内弯曲的接触表面18以与反式轴承7接触，优选地，反式轴承7的形状对应于略微内凹的接触表面18的形状。磨损保护元件9具有：位于片簧19侧向的两个锁定腿31，所述锁定腿31从磨损保护元件9延伸到片簧19的相反侧，并在此利用其棘爪突出部32接合到片簧19的表面之后。这具有的效果在于：磨损保护元件9被牢固布置在片簧19的支撑端A处，而磨损保护元件9与片簧19之间的沿片簧19的纵向方向的相对运动则仍是可能的，这是因为，锁定腿31的棘爪突出部32仅接合到片簧19的表面之后，但未接合到可以可选地设置的开口。

设置有扁平接纳单元17的磨损保护元件9的另一实施例显示在图5c和5d中。图5c中的透视图显示：扁平接纳单元17具有略微内凹的接触表面18以与互补形状的反式轴承7接触。片簧19的支撑端A延伸穿过磨损保护元件9并通过磨损保护元件9的锁定元件16固定。片簧19在此延伸穿过关闭腿33和腿34，其中，关闭腿33设置在背离接纳单元17的一侧上，腿34在其一侧上开放并允许片簧19更易于安装。腿33、34在其间设置锁定突出部35，锁定突出部35接合片簧19中的侧向开口36并防止磨损保护元件9更远地推进到片簧19上。不过，锁定突出部35的形状和开口36的尺寸允许磨损保护元件9沿支撑端A的方向相对运动。

图6显示出弹簧单元8与反式轴承7之间的磨损保护元件9的完全不同的布置。磨损保护元件9在此构造为：在反式轴承销38上布置的磨损保护套37。磨损保护套37设置有侧向的沿周向延伸和突出的边缘39，用以将片簧19在磨损保护套37上固紧就位。虽然磨损保护套37位于反式轴承销38上，不过，如果张紧轨6（其能够围绕相对于反式轴承7固定布置的支承部位5枢转）将片簧19束缚地保持在压上表面20上，则此实施例允许弹簧单元8的支撑端处的磨损保护元件的布置的束缚模式；片簧19相对于锁定元件10的可移动性在此不得超过片簧19从磨损保护套37突出的部分的尺寸。

对于如图1至3中所示的根据本发明的张紧轨6，使用一件式基本主体11，其包括用于与驱动链4接触的滑动表面12，所述基本主体11优选地由塑性材料通过注射成型工艺制成。由弹簧钢制成的片簧19被夹到基本主体11的压上表面20上的锁定元件10上，并被安置在基本主体11上处于其内部中在轴承接纳部13的区域中，所述片簧19通过其与反式轴承的接触而被预张紧。根据磨损保护元件9的结构设计，磨损保护元件9可随后从片簧19的支撑端A上被推动并位于反式轴承7与片簧19之间，或者，磨损保护元件9在张紧轨6安装之前被推到片簧19的支撑端A上并然后在张紧轨6安装时位于片簧19与反式轴承7之间，使得接纳单元17的接触表面18将邻接到反式轴承7上。

附图标记列表：

1 链驱动器

2 从动齿轮

3 驱动齿轮

4 驱动链

5 支承部位

6 张紧轨

7 反式轴承

8 弹簧单元

9 磨损保护元件

10 锁定元件

11 基本主体

12 滑动表面

13 轴承接纳部

14 窗开口

15 硬化构件

16 锁定元件

17 接纳单元

18 接触表面

19 片簧片簧

20 压上表面

21 细长孔

22 引导腹板

23 棘爪销

24 细长孔

25 棘爪头

26 开口

27 侧向突出部

28 侧部分

29 锁定舌

30 开口

31 锁定腿

32 棘爪突出部

33 关闭腿

34 开放腿

35 锁定突出部

36 开口

37 磨损保护套

38 反式轴承销

39 边缘

A 支撑端

S 张紧端

Claims (8)

1.一种用于驱动链的张紧轨，包括：基本主体和弹簧单元，所述基本主体包括：用于与所述驱动链接触的滑动表面以及压上表面，其中，所述弹簧单元包括：布置在所述压上表面上的张紧端、和能够支撑在反式轴承上的支撑端，其中，设置磨损保护元件，所述磨损保护元件布置在所述弹簧单元的支撑端处，所述磨损保护元件设置有锁定元件，用于将所述磨损保护元件固定在所述弹簧单元的支撑端处。

2.如权利要求1所述的张紧轨，其中，

所述弹簧单元构造为片簧。

3.如权利要求1所述的张紧轨，其中，

锁定元件设置在所述基本主体的所述压上表面上。

4.如权利要求1所述的张紧轨，其中，

所述磨损保护元件由耐磨、低摩擦的塑料材料制成。

5.如权利要求1所述的张紧轨，其中，

所述磨损保护元件具有曲形的或半圆形的接触表面。

6.如权利要求1所述的张紧轨，其中，

紧固机构设置在所述弹簧单元的支撑端上。

7.一种内燃发动机的链驱动器，包括：驱动齿轮和至少一个从动齿轮、围绕所述驱动齿轮和所述至少一个从动齿轮卷绕的关节连接链、和接触所述关节连接链的张紧轨，

所述张紧轨包括：基本主体和弹簧单元，所述基本主体包括：用于与所述关节连接链接触的滑动表面、和压上表面，其中，所述弹簧单元包括：布置在所述压上表面上的张紧端、和能够支撑在反式轴承上的支撑端，其中，磨损保护元件设置在所述弹簧单元的支撑端处，所述磨损保护元件设置有锁定元件，用于将所述磨损保护元件固定在所述弹簧单元的支撑端处。

8.一种张紧轨的用途，所述张紧轨包括：基本主体和弹簧单元，以用于内燃发动机的链驱动器，其中所述弹簧单元包括：布置在所述基本主体的压上表面上的张紧端和能够支撑在反式轴承上的支撑端，以及

其中，磨损保护元件在操作过程中设置在所述支撑端与所述反式轴承之间，所述磨损保护元件设置有锁定元件，用于将所述磨损保护元件固定在所述弹簧单元的支撑端处。