CN1412453A - 带有安全阀机构的液压型张紧装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种带有简易阀结构的安全阀机构的低成本液压型张紧装置，其能防止在安全阀结构中容易产生的阀体撞击声，防止偏压阀体的弹簧的磨损和破裂，并且在油压产生源如油泵等供应的油过度供应且在正时链中已产生了急促张紧力时以及在高压油室的内部已达到过高压力时，安全阀机构具有可随正时链张紧的急促变化而进行即时调节的响应特性。本发明的安全阀机构包括：具有与供油开口相通的较大直径的阀体配合部分；在阀体配合部分内可动地向前和向后滑动的阀体；以及沿供油开口的方向可延伸地偏压阀体的弹簧。在阀体配合部分的周边壁上设置了排油孔，其位于当阀体因来自供油开口的急促油压而过度地向后运动时阀体闭合的位置处。

Description

带有安全阀机构的液压型张紧装置
技术领域
本发明涉及一种带有安全阀机构的液压型张紧装置，其用于对车辆发动机中的正时链等施加适当的张力。
背景技术
液压型张紧装置包括带有安全阀的液压型张紧装置50，用于对车辆发动机中的正时链、如图9所示的正时传动装置等施加合适的张力。当在伸展并进行传动的正时链TC中产生了过大的张力时，安全阀通过张紧杆TL来调节链条的张力，从而减轻此过大的张力。
图10是显示了传统的带有安全阀机构的液压型张紧装置的一个示例的前剖视图。图10所示的传统的带有安全阀机构的液压型张紧装置50包括：壳体51；可滑动地安装在具有形成于壳体51中的底面的柱塞容纳孔51a中的柱塞52，其带有通向外部的柱塞52的底壁52a；插入在柱塞52内并可沿柱塞52的伸出方向偏压的弹簧53；形成于壳体51和柱塞52之间的高压油室54；位于壳体51内的柱塞容纳孔51a的底部的止回阀机构55；以及位于壳体51内且与靠近柱塞容纳孔51a底部的侧壁相连通的安全阀机构57。
止回阀机构55包括：球座55b，其具有可压配到位于柱塞容纳孔51a底部处的孔51b中的油路55a；靠在此球座55b上的止回球55c；可夹持此止回球55c的保持器55d；以及弹簧55e，其将止回球55c朝向球座55b偏压。形成于壳体51中的孔51b具有供油通道51c，用于将油从油压产生源供应到高压油室54中。
这样形成的止回阀机构55具有允许油流入高压油室54和相反地阻止油流出高压油室54的功能。
另一方面，安全阀机构57包括：形成于壳体51中的阀体配合部分57a；供油孔57b，其将高压油室54和阀体配合部分57a相连通；可滑动地安装在阀体配合部分57a中的杯形阀体57c，阀体57c的底面朝向供油孔57b；可沿供油孔57b的方向偏压阀体57c的弹簧57d；排放孔57e，其位于阀体配合部分57a的侧壁上靠近供油孔57b的位置，可将阀体配合部分57a的内部与和壳体51的外部相连通；以及可从外部压配到阀体配合部分57a中的柱塞57f。
这样形成的安全阀机构57的功能是，当高压油室54中的油压超过预定压力时，阀体57c克服弹簧57d的偏压力而向后运动，供油孔57b与排放孔57e相连通，从而可减小高压油室54中的油压。另外，阀体配合部分57a的内部填充有油，因而不会妨碍阀体57c的顺畅操作，并且根据阀体57c的向后和向前运动通过位于柱塞57f中的油孔57h来排出或供应油。
在上述带有安全阀机构的液压型张紧装置50中，在发动机处于预定的正常驱动状态下，当正时链发生松弛时，柱塞52在弹簧53的偏压力的作用下伸出，同时止回球55c与球座55b分开，使得油从油压产生源如油泵等中通过与形成于壳体51中的孔51b及球座55b中的油路55a相连通的供油通道51c而供应到高压油室54中，从而使正时链保持张紧。
另外，当链条中产生过大张力时，柱塞52受到来自张紧杆(未示出)的与偏压方向相反的推力载荷。然后止回阀机构55开始作用，以防止高压油室54中的油回流，高压油室54中的油为不可压缩的流体，可防止柱塞52返回。然而，安全阀机构57的阀体57c承受在高压油室54中产生的油压，并克服弹簧57d的偏压力而稍微向后运动，从而吸收在正时链中产生的过大张力。
另外，当施加给柱塞52的推力载荷增大且安全阀机构57的阀体57c进一步后退时，供油孔57b与排放孔57e相连通，使得可将高压油室54中的油排放到张紧装置50的外部。因此，高压油室54中的油压减小，正时链所产生的过大张力被吸收。
然后，如果高压油室54中的油压减小且油排放到张紧装置的外部，那么阀体57c受到弹簧57d的偏压力而关闭排放孔57e，从而将高压油室54中的油压保持在预定值。在这种情况下，如果高压油室54中的油压过度地减小，止回阀机构55开始作用，这样油流入高压油室54中以使高压油室54中的油压恢复到正常水平。
然而在图10所示的上述传统的带有安全阀机构的液压型张紧装置50中，当正时链中因诸如发动机停止等故障而产生过大张力时，高压油室54中的油无阻碍地流向安全阀机构57。因此，安全阀机构57的阀体57c快速地向后运动，结果便产生了阀体与柱塞57f碰撞并因此产生撞击声的问题。
另外，还有一个问题在于，由于偏压阀体57c的弹簧57d被压缩得超过了弹性极限，因此弹簧57d的偏压力逐渐减小，安全阀的功能丧失。为了防止这一问题，已经提出了在阀体配合部分57a内的阀体57c和柱塞57f之间插入一个缓冲件如橡胶件等。然而，还是存在因采用橡胶件而引起的装配人工及成本增加的问题，而且尚未找到有效的解决方法。
发明内容
因此，本发明的目的是克服上述现有技术中的问题，提供一种带有简易阀结构的安全阀机构的低成本液压型张紧装置，此安全阀机构能够防止在安全阀结构中很容易产生的阀体的撞击声，防止偏压阀体的弹簧的磨损和破裂，并且在油压产生源如油泵等所供应的油过度供应且在正时链中已经产生了急促张紧力时以及在高压油室的内部已达到过高压力时，此安全阀机构具有可随正时链张紧的急促变化而进行即时调节的响应特性。
为了达到所述目的，根据本发明的第一特征，提出了这样一种带有安全阀机构的液压型张紧装置，其形成为与运行的传动链相接触的柱塞可由从油压产生源如油泵等供应到张紧装置主体中的油所产生的油压而可动地向前和向后调节，即使所述油压达到过高的高压状态，也可以通过安全阀机构来即刻实现压力的减小以避免这一情况的发生，这种装置的特征在于，所述安全阀机构包括：具有与供油开口相连通的较大直径的阀体配合部分；在阀体配合部分内可动地向前和向后滑动的阀体；以及沿供油开口的方向可延伸地偏压所述阀体的弹簧。这种装置的特征还在于，在所述阀体配合部分的周边壁上设置了排油孔，其位于当所述阀体因来自所述供油开口的急促油压而过度地向后运动时所述阀体闭合的位置处。
另外，根据第二特征所述的带有安全阀机构的液压型张紧装置，除了如第一特征所述的结构之外，所述阀体配合部分的供油开口侧的周边壁可通过油压调节通道而与形成于壳体的柱塞容纳孔中的高压油室相连通，所述柱塞在柱塞容纳孔中可动地向前和向后滑动。
另外，根据第三特征所述的带有安全阀机构的液压型张紧装置，除如第一特征所述的结构之外，位于所述阀体配合部分中的供油开口还可与形成于壳体的柱塞容纳孔中的高压油室相连通，所述柱塞在柱塞容纳孔中可动地向前和向后滑动。
根据第一特征所述的带有安全阀机构的液压型张紧装置，在所述阀体配合部分的周边壁上设置了排油孔，其位于当所述阀体因来自所述供油开口的急促油压而过度地向后运动时所述阀体闭合的位置处。因此，当阀体因来自所述供油开口的急促油压而向后运动到超过正常滑动位置的阀体闭合位置时，位于阀体配合部分的周边壁中的排油孔被阀体关闭。因此，流入到阀体配合部分中的油具有所密封的油能阻碍阀体进一步向后运动的功能，即所谓的缓冲功能，这样可避免如在传统阀体中产生的阀体与柱塞的碰撞。
另外，根据第二特征所述的带有安全阀机构的液压型张紧装置，除了如第一特征所得到的效果外，所述阀体配合部分的供油开口侧的周边壁可通过油压调节通道而与形成于壳体的柱塞容纳孔中的高压油室相连通，所述柱塞可在柱塞容纳孔中可动地向前和向后滑动。因此，当从油压产生源如油泵等中供应的油被过度供应时，过高的压力可通过合并到高压油室中的油压中而被吸收并消除。
另外，根据权利要求3所述的带有安全阀机构的液压型张紧装置，除了如权利要求1所得到的效果外，位于所述阀体配合部分中的供油开口还可与形成于壳体的柱塞容纳孔中的高压油室相连通，所述柱塞在柱塞容纳孔中可动地向前和向后滑动。因此，可以即时吸收和消除在正时链中已经产生了张紧力时而在高压油室中所产生的异常高压。
附图说明
图1是根据本发明第一示例的带有安全阀机构的液压型张紧装置的平面剖视图。
图2是显示了沿图1中线X-X看去时的安全阀机构的未操作状态的图。
图3是显示了沿图1中线X-X看去时安全阀机构被操作且排油孔被关闭的状态的图。
图4是本发明第二示例的张紧装置的平面剖视图。
图5是显示了沿图4中线Y-Y看去时的安全阀机构的未操作状态的图。
图6是显示了沿图4中线Y-Y看去时安全阀机构被操作且排油孔被关闭的状态的图。
图7是显示了本发明第二示例的带有安全阀机构的液压型张紧装置的改进示例的图。
图8是根据本发明第三示例的带有安全阀机构的液压型张紧装置的前剖视图。
图9是根据传统的带有安全阀机构的液压型张紧装置的应用实施例视图。
图10是显示了传统的带有安全阀机构的液压型张紧装置的前剖视图。
在图中各标号的含义如下：10带有安全阀机构的液压型张紧装置；11，51壳体；12，52柱塞；13，53弹簧；14，54高压油室；15，55止回阀机构；15a，55a油路；15b，55b球座；15c，55c止回球；15d，55d保持器；15e，55e弹簧；16贮槽；17，57安全阀机构；17a，57a阀体配合部分；17b，57b供油开口；17c，57c阀体；17d，57d弹簧；17e，57e排放孔；17f，57f柱塞；57h油孔；17g排油孔；20，30带有安全阀机构的液压型张紧装置；28油压调节通道；50传统的带有安全阀机构的液压型张紧装置；S1驱动轴侧的链轮；S2从动轴侧的链轮；TC正时链；TL张紧杆。
具体实施方式
下面将参考图1到3来介绍基于第一示例的带有安全阀机构的液压型张紧装置(下文中简称为“张紧装置”)的本发明的实施例。特别是，图1是本发明第一示例的张紧装置的平面剖视图，图2显示了沿图1中线X-X看去时安全阀机构的未操作状态，图3显示了沿图1中线X-X看去时安全阀机构被操作且排油孔被关闭的状态。
如图1所示的本发明第一示例的张紧装置10包括：壳体11；可滑动地安装并插入在具有形成于壳体11中的底面的柱塞容纳孔11a中的柱塞12，其带有通向外部的柱塞12的底壁12a；插入在此柱塞12内并沿柱塞12的伸出方向偏压的弹簧13；形成于壳体11和柱塞12之间的高压油室14；位于壳体11内的柱塞容纳孔11a的底部的止回阀机构15；贮槽16，其存储了从油压产生源如油泵等供应到止回阀机构15中的油；以及用于调节过度地供应到此贮槽16中的油的油压的安全阀机构17。
止回阀机构15包括：具有油路15a的球座15b，其可压配到形成于柱塞容纳孔11a的主体部分中的孔11b中；可与此球座15b相接触的止回球15c；用于夹持此止回球15c的保持器15d；以及可将止回球15c朝向球座15b偏压的弹簧15e。另外，在所述壳体11的孔11b中形成有供油通道11c，用于将油从油压产生源如油泵等中供应到高压油室14中。止回阀机构15具有允许油流入高压油室14中和相反地阻止油流出高压油室14的功能。
如图2和3所示的上述安全阀机构17包括：形成于所述壳体11中的阀体配合部分17a；供油开口17b，其可将过度供应给贮槽16的油引导到阀体配合部分17a中；安装并插入阀体配合部分17a中的杯形阀体17c，阀体17c的底部朝向供油开口17b的方向；排放孔17e，其位于阀体配合部分17a的侧壁上靠近供油开口17b的位置，可将阀体配合部分17a与壳体11的外部相连通；以及可从外部压配到阀体配合部分17a中的柱塞17f。
另外，在阀体配合部分17a的周边壁中设有排油孔17g，其为本发明的最主要的特征部分。此排油孔17g设置在当阀体17c因来自所述供油开口17b的急促油压而向后过度运动时阀体17c闭合的位置处。阀体配合部分17a的内部填充有油，从而不会阻碍阀体17c的顺畅操作，并且根据阀体17c在发动机的正常驱动下的向后/向前运动而通过所述排油孔17g来排放油。
在所得的第一示例的张紧装置10中，当在发动机的正常需要的驱动状态下正时链发生松弛时，柱塞12因弹簧13的偏压力而伸出，同时止回球15c与球座15b分离。因此，油通过与形成于壳体11中的孔11b相连通的供油通道11c和球座15b中的供油通道15a而从油压产生源如油泵等中供应到高压油室14中，因而可使正时链保持张紧。
另外，当在正时链中已经产生了过大张力时，柱塞12承受来自未示出的张紧杆且与偏压方向相反的压力载荷。然后止回阀机构15开始作用，可防止高压油室14中的油回流，高压油室14中的油为不可压缩的流体，可防止柱塞12返回。然而，安全阀17的阀体17c承受在贮槽16中产生的过大油压，并克服弹簧17d的偏压力而稍微向后运动，从而可以减小柱塞12施加给正时链的过大压力。
另外，当施加给柱塞12的压力载荷增大且安全阀机构17的阀体17c进一步后退时，供油孔17b与排放孔17e相连通，可以将高压油室14中的油排放到外部。因此，高压油室14中的油压减小，正时链中所产生的过大张力被吸收。
也就是说，如果高压油室14中的油压随着油排放到张紧装置的外部而降低，那么阀体17c承受弹簧17d的偏压力而关闭排放孔17e，这样高压油室14中的油压就保持在预定值。另外，如果高压油室14中的油压过度地降低，止回阀机构15开始作用而使油流入到高压油室14中，因而使高压油室14中的油压返回到正常水平。
然后，当高压油室14被施加过大压力时，高压油室14中的油从供油开口无阻碍地流入到安全阀机构17中，这种回动(backflash)在通过对阀体17c施加比弹簧17d的偏压力大得多的压力而使阀体17c高速向回运动时发生。
当阀体17c因这种回动向后运动到高于预定值的水平时，所述排油孔17g被阀体17c的侧壁所关闭，如图3所示，这样填充在阀体17c和柱塞17f之间的间隙中的油不会逸出，实现了可阻碍阀体17c的进一步向后运动的缓冲作用。
因此，可以避免阀体17c和柱塞17f的碰撞，撞击声也不会产生。无阻碍地从供油开口17b流出的油通过排放孔17e排放到外部，因此高压油室中的压力回复到正常水平。
因此，设置在作为本发明第一示例的带有安全阀机构的液压型张紧装置中的安全阀机构17可以抑制压力快速增加时的阀体17c的回动，并允许对油压进行适当调节。
下面将参考图4到6并基于第二示例的带有安全阀机构的液压型张紧装置(下文中简称为“张紧装置”)来介绍本发明。特别是，图4是本发明第二示例的张紧装置的平面剖视图，图5显示了沿图4中线Y-Y看去时安全阀机构的未操作状态，图6显示了沿图4中线Y-Y看去时安全阀机构被操作且排油孔被关闭的状态。
如图4所示的本发明第二示例的张紧装置20和上述第一示例中的张紧装置10一样，包括：壳体11；可滑动地安装并插入在具有形成于壳体11中底面的柱塞容纳孔11a中的柱塞12，其带有通向外部的柱塞12的底壁12a；插入在柱塞12内并沿柱塞12的伸出方向偏压的弹簧13；形成于壳体11和柱塞12之间的高压油室14；位于壳体11内的柱塞容纳孔11a的底部的止回阀机构15；贮槽16，其存储了从油压产生源如油泵等供应到止回阀机构15中的油；以及用于调节过多地供应到此贮槽16中的油的油压的安全阀机构17。
另外，本发明第二示例的张紧装置20的特征在于，所述阀体配合部分17a的供油开口17b侧的周边壁可通过油压调节通道28而与形成于壳体11的柱塞容纳孔11a中的高压油室14相连通，所述柱塞12在柱塞容纳孔11a中可动地向前和向后滑动，如图4到6所示。因此，当来自油压产生源如油泵等的油通过此油压调节通道28被过度地供应时，过多的油排放到张紧装置的外部，同时并入到高压油室14的油压中。因此，可以即刻吸收和消除在高压油室14中可能发生的过高压力，因而就具有可随正时链的急促张紧变化而进行即时调节的响应特性。
应注意的是，图7是第二示例的张紧装置20中的杯形阀体17c变化成球形阀体17c的示例。在这种情况下，可以采用可买到的标准产品的球，从而进一步降低成本。
另外，下面将参考图8并基于第三示例的带有安全阀机构的液压型张紧装置(下文中简称为“张紧装置”)来介绍本发明。在这种情况下，在第三示例的张紧装置30和上述第一示例的张紧装置10之间的装置结构的共同部分的介绍将略去，同时采用相同的标号来表示。
因此，作为如图8所示的本发明第三示例的张紧装置30的安全阀机构17具有如上述第一示例中安全阀机构17相同的结构和功能，其最主要的特征在于，安全阀机构17直接地结合于柱塞12的前端部分处。
这样得到的第三示例的张紧装置30基本上具有与第一示例相同的效果，同时由于所述阀体配合部分17a内的供油开口17b可与形成于壳体11的柱塞容纳孔11a中的高压油室14相连通，所述柱塞12在柱塞容纳孔11a中可动地向前和向后滑动，因此，在正时链中已经产生了急促张力的情况下发生的高压油室14中的异常高压可被即时吸收和消除。
另外，由于安全阀机构17直接结合于柱塞12的前端部分处，壳体11的形状可以缩小，从而进一步使装置微型化，并可减小整个张紧装置的重量。
根据本发明的带有安全阀机构的液压型张紧装置具有上述结构，并可以得到本发明的如下独特效果。
首先，根据本发明第一特征，装置具有简单的结构，其中在阀体配合部分的周边壁上设置有排油孔，其位于所述阀体因来自所述供油开口的急促油压而过度地向后运动时阀体闭合的位置处。因此，流入到阀体配合部分中的油具有所密封的油能阻碍阀体进一步向后运动的功能，即所谓的缓冲功能，这样可避免如在传统阀体中会产生的阀体与柱塞的碰撞，还可防止撞击声以及对阀体进行弹性偏压的弹簧的磨损及破裂，从而能长时间地保证安全阀机构的耐用性。
另外，根据本发明的第二方面，除了上述第一方面的效果之外，所述阀体配合部分的供油开口侧的周边壁可通过油压调节通道而与形成于壳体的柱塞容纳孔中的高压油室相连通，所述柱塞在柱塞容纳孔中可动地向前和向后滑动。因此，当来自油压产生源如油泵等的油通过此油压调节通道过度供应时，过多的油排放到张紧装置的外部，同时并入到高压油室14的油压中。因此，可以即刻吸收和消除在高压油室中很可能发生的过高压力，因而就具有可随正时链的急促张紧变化而进行即时调节的响应特性。
另外，根据本发明的第三方面，除如第一方面的效果之外，位于所述阀体配合部分中的供油开口可与形成于壳体的柱塞容纳孔中的高压油室相连通，所述柱塞在柱塞容纳孔中可动地向前和向后滑动。因此，在正时链中已经产生了急促张力的情况下发生的高压油室14中的异常高压可被即时吸收和消除。另外，由于安全阀机构17直接地结合于柱塞12的前端部分处，因此液压型张紧装置可以微型化和减轻重量，而且部件的数目、生产工序的数目和生产成本也可以减少。

Claims (3)

1.一种带有安全阀机构的液压型张紧装置，其形成为与运行的传动链相接触的柱塞可由从油压产生源如油泵等供应到所述张紧装置主体中的油所产生的油压可动地向前和向后调节，即使所述油压达到过高的高压状态，也可以通过所述安全阀机构来即时实现压力的减小以避免所述高压状态的发生，其特征在于，
所述安全阀机构包括：具有与供油开口相连通的较大直径的阀体配合部分；在所述阀体配合部分内可动地向前和向后滑动的阀体；以及沿所述供油开口的方向可延伸地偏压所述阀体的弹簧，以及
在所述阀体配合部分的周边壁上设置了排油孔，其位于当所述阀体因来自所述供油开口的急促油压而向后过度运动时所述阀体闭合的位置处。
2.根据权利要求1所述的带有安全阀机构的液压型张紧装置，其特征在于，所述阀体配合部分的所述供油开口侧的周边壁可通过油压调节通道而与形成于壳体的柱塞容纳孔中的高压油室相连通，所述柱塞可在所述柱塞容纳孔中可动地向前和向后滑动。
3.根据权利要求1所述的带有安全阀机构的液压型张紧装置，其特征在于，位于所述阀体配合部分中的供油开口可与形成于壳体的柱塞容纳孔中的高压油室相连通，所述柱塞可在所述柱塞容纳孔中可动地向前和向后滑动。
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