CN110140001A - 用于液压张紧器的防回位系统 - Google Patents

Abstract

一种液压张紧器，包括活塞保持、防回位以及防旋转功能。用于张紧器的棘轮夹优选地具有大致垂直于连接部分的直边或腿部。棘轮夹优选地大致是矩形或U形的。在棘轮夹已组装在张紧器上之后，棘轮夹的与连接部分相对的端部优选地向内弯曲。棘轮夹执行活塞保持功能、防旋转功能以及防回位功能。在张紧器组装在发动机上之后，使用者不必移除棘轮夹。

Description

用于液压张紧器的防回位系统

背景技术

技术领域

本发明涉及液压张紧器的领域。更具体地，本发明涉及一种用于液压张紧器的防回位系统。

相关现有技术的描述

液压张紧器使用发动机油压，其中弹簧力用于链条运动，而张力控制用于发动机正时系统。液压张紧器中的防回位功能防止链条齿跳齿。在液压张紧器组装在发动机上之前，液压张紧器还需要能够保持活塞。现有技术的张紧器需要保持销，在将张紧器组装在发动机上之后必须将该保持销移除。一些现有的液压张紧器具有棘轮夹和保持销，该棘轮夹用于防回位功能，且该保持销用于将活塞保持在张紧器主体中。但是，棘轮夹具有复杂的设计，并且在将液压张紧器组装在发动机上之后，必须移除保持销。现有技术的张紧器还不具有防止活塞旋转的机构。

现有技术的液压张紧器1在图1A和1B中示出。液压张紧器1包括张紧器主体10、保持销15、保持钩8、棘轮夹18、活塞12、通气盘13(以减小张紧器的容积)、液压腔室14、止回阀组件20以及弹簧16。活塞12包括齿21，这些齿与棘轮夹18相互作用以用于活塞控制。张紧器主体10限定圆柱形孔11，该圆柱形孔用于可滑动地容纳中空活塞12。孔11的一个端部包含入口17，该入口与加压流体的外部供源(未示出)流体连通。液压腔室14由中空活塞12的内周缘、孔11、压缩弹簧16以及止回阀组件20限定。压缩弹簧16使活塞12偏置远离入口17。止回阀组件20位于活塞孔11的基部处，以允许液压流体填充活塞孔11中的空间。止回阀组件20通常包括保持器、弹簧、球、基座以及密封件。

发明内容

液压张紧器包括活塞保持、防回位以及防旋转功能。用于张紧器的棘轮夹具有简化的设计，以简化张紧器组件。棘轮夹执行活塞保持功能、防旋转功能以及防回位功能。在张紧器组装在发动机上之后，使用者不必移除棘轮夹。棘轮夹可通过改变侧隙来控制新的和磨损链条状况中的张紧器侧隙。张紧器优选地具有适用于不同状况的若干侧隙。

在一个实施例中，液压张紧器包括张紧器主体和中空活塞，该张紧器主体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔，且该中空活塞可滑动地容纳在孔内，其中，外径包括多个齿。活塞的延伸端部具有至少一个第一平坦顶表面。液压张紧器还包括液压腔室、活塞弹簧以及大致U形棘轮夹，该液压腔室由中空活塞和张紧器主体的孔限定，该活塞弹簧容纳在液压腔室内，用于使活塞偏置远离入口，且该大致U形棘轮夹插入在张紧器主体中的第一孔洞和第二孔洞中，使得棘轮夹至少部分地围绕活塞的外径。

在另一个实施例中，一种方法控制张紧器中的活塞移动，该张紧器包括张紧器主体、中空活塞、液压腔室、活塞弹簧以及棘轮夹，该张紧器主体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔，该中空活塞可滑动地容纳在孔内，其中，外径包括多个棘轮齿，且活塞的延伸端部具有至少一个第一平坦顶表面，该液压腔室由中空活塞和张紧器主体的孔限定，该活塞弹簧容纳在液压腔室内，用于使活塞偏置远离入口，且该棘轮夹包括两个腿部、连接部段以及可弯曲部段，该两个腿部彼此平行，该连接部段垂直于腿部并且连接两个腿部，且该可弯曲部段在每个腿部的与连接部段相对的端部处。该方法包括防止活塞缩回超过设定的侧隙量的步骤。棘轮夹用作联接于活塞的非回位机构，其中，该非回位机构包括多个棘轮齿，这些棘轮齿沿着活塞的接触棘轮夹的腿部的长度形成，从而使得活塞延伸，但并不缩回超过设定的侧隙量。

在另一个实施例中，一种用于张紧器的棘轮夹包括两个腿部、连接部段以及可弯曲部段，该两个腿部彼此平行，该连接部段垂直于腿部并且连接两个腿部，且该可弯曲部段在每个腿部的与连接部段相对的端部处，该张紧器包括张紧器主体、中空活塞、液压腔室以及活塞弹簧，该张紧器主体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔，该中空活塞可滑动地容纳在孔内，其中，外径包括多个齿，且活塞的延伸端部具有至少一个第一平坦顶表面，该液压腔室由中空活塞和张紧器主体的孔限定，且该活塞弹簧容纳在液压腔室内，用于使活塞偏置远离入口。

附图说明

图1A示出现有技术的张紧器。

图1B示出图1A的张紧器的剖视图。

图2A示出本发明的一个实施例中的张紧器。

图2B示出图2A的张紧器的剖视图。

图3A示出本发明的一个实施例中的组装张紧器之前的棘轮夹。

图3B示出本发明的一个实施例中的组装张紧器之后的棘轮夹。

图4A示出本发明的一个实施例中的活塞的视图。

图4B示出图4A的活塞的另一视图。

图5A示出本发明的一个实施例中的张紧器的装运状况。

图5B示出图5A的张紧器，其中一些内部部件可见。

图5C示出在棘轮夹已经移出活塞并且活塞已向前移动之后的张紧器。

图5D示出图5C的张紧器，其中一些内部部件可见。

图6示出张紧器上的棘轮夹的放大视图和防回位功能。

图7A示出棘轮夹的另一视图，以及防止活塞旋转的相互作用。

图7B示出图7A的棘轮夹和张紧器主体，其中一些内部部件可见。

图8A示出具有用于大侧隙的齿几何形状的活塞。

图8B示出具有用于小侧隙的齿几何形状的活塞。

图8C示出具有用于双侧隙的齿几何形状的活塞。

图9A示出本发明的一个实施例中的张紧器主体的几何形状。

图9B示出张紧器主体的前部的剖视图。

具体实施方式

液压张紧器包括棘轮夹、活塞以及张紧器主体。张紧器并不包括保持销。替代地，棘轮夹还执行保持销的功能，但是在将张紧器组装在发动机上之后不需要移除。

张紧器包括活塞保持功能。在将张紧器组装在发动机上之前保持活塞。传统的张紧器包括保持销和用于保持活塞的钩，并且在张紧器组装在发动机上之后，使用者需要移除保持销。相反，在这里描述的张紧器中，活塞在活塞的末端上具有至少一个平坦表面，并且张紧器主体具有用于定位棘轮夹的两个孔洞。棘轮夹具有活塞保持功能，且不需要单独的保持销。当张紧器组装在发动机上时，棘轮夹向上移动(远离发动机缸体表面)离开活塞延伸的路径，使得棘轮夹在使用期间不再限制活塞的延伸。

优选地，张紧器还包括防回位功能。活塞在其外表面上具有齿，并且棘轮夹的腿部(位于张紧器主体上的两个孔洞中)接触活塞的齿。棘轮夹用作联接于活塞的非回位机构，使得活塞延伸但不缩回超过所包括的侧隙量。

优选地，张紧器还包括防旋转功能。虽然一些使用者想要防止活塞在使用期间旋转，但传统的张紧器不具备这种能力。在这里描述的张紧器中，活塞优选地具有处于不同高度的两个平坦顶表面，并且棘轮夹具有矩形或U形以防止活塞旋转。

棘轮夹优选地具有大致垂直于连接部分的直边或腿部。棘轮夹优选地大致是矩形或U形的。在棘轮夹已组装在张紧器上之后，棘轮夹的与连接部分相对的端部优选地向内弯曲。

张紧器主体优选地包括两个孔洞，这两个孔洞定尺寸成适配棘轮夹的侧部。活塞的延伸末端部优选地包括至少一个平坦表面或台阶，棘轮夹的连接部分横跨该至少一个平坦表面或台阶延伸。在一些优选实施例中，活塞包括在其外径上的第一平坦顶表面以及在第一平坦顶表面内部的第二平坦顶表面，该第二平坦顶表面高于第一平坦顶表面。

图2A至图9B示出本发明的一个实施例中的张紧器2。张紧器2包括张紧器主体40、棘轮夹48、活塞42、通气盘43(以减小张紧器的容积)、液压腔室44、传统的止回阀组件50以及弹簧46。张紧器主体40限定圆柱形孔41，该圆柱形孔用于可滑动地容纳中空活塞42。孔41的一个端部包含入口47，该入口与加压流体的外部供源(未示出)流体连通。液压腔室44由中空活塞42的内周缘、孔41、压缩弹簧46以及止回阀组件50限定。压缩弹簧46使活塞42偏置远离入口47。

止回阀组件50位于活塞孔41的基部处，以允许液压流体填充活塞孔51中的空间。尽管可以使用本领域中已知的任何止回阀组件，但是图中的止回阀组件50包括保持器52、弹簧54、球56、基座58以及密封件60。根据现有技术的要求，张紧器2并不包括保持销。

如图3A和图3B中所示，棘轮夹48大致是矩形或U形，其具有直边和大致直角，以形成角部60，该角部优选地是弧形的。棘轮夹48优选地由钢丝制成，并且包括连接部分61和腿部66。角部半径优选地与用于棘轮夹48的金属丝的直径相同。在腿部66的端部64处存在两个可弯曲部分62。如图3A中所示的预组装件，腿部66彼此平行并且并不弯曲。在组装到张紧器上之后，如图3B所示，腿部66的端部64朝向彼此向内弯曲。在组装到张紧器主体40上之后，棘轮夹48的端部64弯曲。棘轮夹48的形状与现有技术中所示的棘轮夹18的形状非常不同(参见图1A和图1B)。

如图9A和图9B所示，张紧器主体40包括平坦表面70和两个孔洞72，用于棘轮夹的插入和组装。张紧器主体的底部74还包括平坦表面76，用于供腿部66的可弯曲部分62接触。在张紧器主体的底部74处还存在槽78，该槽允许将棘轮夹48定位和弯曲到张紧器主体40上。孔洞72穿过张紧器主体孔，使得棘轮夹48可以通过孔洞72接触活塞齿84。与现有技术的张紧器不同，张紧器主体40优选地不具有用于棘轮夹的开口或棘轮窗口，这消除从这些开口的油流泄漏。

图4A和图4B示出活塞42的细节。图4A和图4B中的活塞42包括两个台阶81、83。台阶81、83由分别在活塞的外径86顶部上的平坦表面80、85形成。

活塞外表面86上存在齿84。齿84接触棘轮夹48以防止旋转。活塞42在其末端/端部82的顶部上具有至少一个平坦表面80，以保持活塞。平坦表面80形成第一台阶81。具有第二平坦表面85的第二台阶83也优选地存在于活塞42上。在防旋转的实施例中，活塞42包括在活塞42的外径86上的第一台阶81和第二台阶83。由于第二台阶83，棘轮夹48可向前行进，但是只能向后行进一定量，直到其撞击第二台阶83为止。

在装运期间，保持活塞42是重要的。如图5A和图5B中所示，棘轮夹48的连接部段61接触活塞台阶81，并且棘轮夹腿部66位于张紧器主体40的两个孔洞72中。孔洞72沿宽度方向或径向方向75延伸通过张紧器主体40。棘轮夹48在不使用保持销的情形下保持活塞42。棘轮夹腿部66的弯曲部分62从张紧器底部表面76突出。虽然活塞42无法在该位置移动，但活塞将移动的方向由图5A和5B中的箭头110示出。

如图5C和图5D所示，在张紧器组装之后，张紧器主体孔41中的弹簧46使活塞42从张紧器孔41向外移动。当使用者将张紧器2组装在发动机缸体上时，棘轮夹腿部端部64接触发动机缸体表面(未示出)。棘轮夹48向上移动(远离发动机缸体表面)，使得连接部段61可以越过第二台阶83的高度(如箭头105所示)，并且活塞42向前(远离入口47和从张紧器孔41向外)移动，如箭头110所示。由于棘轮夹48已向上移动，弯曲部分62位于张紧器主体40的底部74处的槽78(见图9B)中，并且在图5C中不再可见。

防回位功能在图6中示出。棘轮夹48用作联接于活塞的非回位机构，使得活塞延伸但不缩回超过设定的侧隙量。位于张紧器主体40上的两个孔洞72中的棘轮夹48接触活塞42的外表面和活塞齿84。在棘轮夹48和活塞齿84之间形成的此种接触和棘轮机构产生防回位功能。与现有技术的张紧器不同，由于张紧器主体40并不具有用于放置棘轮夹48的专用开口或棘轮窗口，因此防止高的油泄漏。

某些应用可包括作为张紧器的一部分的防旋转功能。图7A和图7B示出张紧器主体40、活塞42以及棘轮夹48之间的相互作用，以防止不期望的旋转。在这些实施例中，具有两个台阶81、83的活塞42在不旋转的情形下工作。棘轮夹48的形状和位置防止倾斜和旋转。

张紧器侧隙可使用活塞齿几何形状中的变化来调节，如图8A至图8C所示。活塞齿的设计和活塞齿的放置控制针对每个应用的侧隙。图8A示出具有齿几何形状115的活塞112，其允许大的侧隙113。图8B示出具有齿几何形状125的活塞122，其具有小侧隙123，因为与图8A的活塞中的活塞齿相比，齿在活塞上更靠近于彼此。图8C示出具有带有双侧隙133的齿几何形状135的活塞132。活塞132上的齿具有两种不同尺寸的图案，以允许两种不同的侧隙量。利用针对活塞132的这种设计，取决于链条系统状况和/或特定应用的特性，可能具有不同的侧隙。

因此，应该理解的是，这里描述的本发明的实施例仅仅是对本发明原理的应用的说明。这里对所示实施例的细节的参考并不旨在限制权利要求的范围，权利要求本身阐述被认为是对本发明必不可少的那些特征。

Claims (18)

1.一种液压张紧器，包括：

张紧器主体，所述张紧器主体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔；

中空活塞，所述中空活塞可滑动地容纳在所述孔内，其中，外径包括多个齿，所述活塞的延伸端部具有至少一个第一平坦顶表面；

液压腔室，所述液压腔室由所述中空活塞和所述张紧器主体的所述孔限定；

活塞弹簧，所述活塞弹簧容纳在所述液压腔室内，用于将所述活塞偏置远离所述入口；以及

大致U形棘轮夹，所述大致U形棘轮夹插入在所述张紧器主体中的第一孔洞和第二孔洞中，以使得所述棘轮夹至少部分地围绕所述活塞的外径。

2.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述第一孔洞和所述第二孔洞沿径向方向延伸通过所述张紧器主体，当所述活塞缩回时，所述第一孔洞的开口孔邻近于所述活塞的所述第一平坦顶表面的第一侧定位，且所述第二孔洞的开口孔邻近于所述活塞的所述第一平坦顶表面的第二侧定位。

3.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述张紧器主体进一步包括容纳所述第一孔洞的第二平坦顶表面和容纳所述第二孔洞的第三平坦顶表面。

4.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述活塞进一步包括邻近于所述第一平坦顶表面的第二平坦顶表面。

5.根据权利要求4所述的张紧器，其中，所述棘轮夹包括两个腿部、连接部段以及可弯曲部段，所述两个腿部平行于彼此并且插入到所述张紧器主体中的所述第一孔洞和所述第二孔洞中，所述连接部段垂直于所述两个腿部并且连接所述两个腿部，且横跨所述活塞的所述平坦顶表面中的至少一个延伸，且所述可弯曲部段在每个腿部的与所述连接部段相对的端部处，其中，在所述张紧器组装之后，所述可弯曲部段向内弯曲。

6.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述棘轮夹用作联接于所述活塞的非回位机构，其中，所述非回位机构包括齿，所述齿沿着所述活塞的接触所述棘轮夹的所述腿部的长度形成，从而使得所述活塞延伸，但并不缩回超过设定的侧隙量。

7.根据权利要求1所述的张紧器，其中，活塞齿针对双侧隙成形。

8.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述棘轮夹在所述张紧器中的U形和位置防止所述活塞的旋转。

9.根据权利要求1所述的张紧器，其中，所述张紧器并不包括单独的保持销。

10.一种控制张紧器中的活塞移动的方法，所述张紧器包括张紧器主体、中空活塞、液压腔室、活塞弹簧以及棘轮夹，所述张紧器主体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔，所述中空活塞可滑动地容纳在所述孔内，其中，外径包括多个棘轮齿，且所述活塞的延伸端部具有至少一个第一平坦顶表面，所述液压腔室由所述中空活塞和所述张紧器主体的所述孔限定，所述活塞弹簧容纳在所述液压腔室内，用于使所述活塞偏置远离所述入口，且所述棘轮夹包括两个腿部、连接部段以及可弯曲部段，所述两个腿部彼此平行，所述连接部段垂直于所述腿部并且连接所述两个腿部，且所述可弯曲部段在每个腿部的与所述连接部段相对的端部处，所述方法包括如下步骤：

防止所述活塞缩回超过设定的侧隙量，其中，所述棘轮夹用作联接于所述活塞的非回位机构，其中，所述非回位机构包括所述多个棘轮齿，所述多个棘轮齿沿着所述活塞的接触所述棘轮夹的所述腿部的长度形成，从而使得所述活塞延伸，但并不缩回超过所述设定的侧隙量。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括如下步骤：

将所述棘轮夹的所述腿部插入到所述张紧器主体的第一孔洞和第二孔洞中，其中，所述第一孔洞和所述第二孔洞沿径向方向延伸通过所述张紧器主体；以及

使得所述棘轮夹的所述端部朝向彼此向内弯曲。

12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括防止所述活塞的旋转的步骤。

13.根据权利要求10所述的方法，进一步包括保持所述活塞的步骤，其中，所述活塞进一步包括邻近于所述第一平坦顶表面的第二平坦顶表面，其中，所述第二平坦顶表面具有第一高度，所述第一高度高于所述第一平坦顶表面的第二高度，且所述棘轮夹的所述连接部段定位在第三高度处，所述第三高度在所述活塞的所述第一平坦顶表面的所述第二高度和所述活塞的所述第二平坦顶表面的所述第一高度之间。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括提升所述棘轮夹的高度的步骤，其中，当所述棘轮夹与发动机缸体表面接触时，所述棘轮夹提升至高于所述第一平坦顶表面一定距离，以使得所述棘轮夹越过所述活塞的所述第二平坦顶表面的所述第一高度。

15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括使得所述活塞延伸的步骤。

16.一种用于张紧器的棘轮夹，所述张紧器包括张紧器主体、中空活塞、液压腔室以及活塞弹簧，所述张紧器主体具有通过入口与加压流体源流体连通的孔，所述中空活塞可滑动地容纳在所述孔内，其中，外径包括多个齿，且所述活塞的延伸端部具有至少一个第一平坦顶表面，所述液压腔室由所述中空活塞和所述张紧器主体的所述孔限定，所述活塞弹簧容纳在所述液压腔室内，用于使所述活塞偏置远离所述入口，且所述棘轮夹包括两个腿部、连接部段以及可弯曲部段，所述两个腿部彼此平行，所述连接部段垂直于所述腿部并且连接所述两个腿部，且所述可弯曲部段在每个腿部的与所述连接部段相对的端部处。

17.根据权利要求16所述的棘轮夹，其中，所述棘轮夹是大致U形的。

18.根据权利要求16所述的棘轮夹，其中，所述棘轮夹的所述腿部插入在所述张紧器主体中的第一孔洞和第二孔洞中，其中，所述第一孔洞和所述第二孔洞沿径向方向延伸通过所述张紧器主体，且当所述活塞缩回时，所述第一孔洞的入口邻近于所述活塞的所述第一平坦顶表面的第一侧定位，且所述第二孔洞的入口邻近于所述活塞的所述第一平坦顶表面的第二侧定位。