CN1667297A - 液压张紧装置 - Google Patents

Abstract

一种液压张紧装置，包括可在外壳的柱塞容纳孔中滑动的中空柱塞，柱塞与外壳形成了高压油腔。包括止回球和止回球保持件的止回阀单元可允许油流入到油腔中，但却阻碍逆向流动。设于高压油腔中的柱塞偏压弹簧包括安装在止回阀单元的保持件上的紧密缠绕部分，以及具有间隔开的绕组的部分，其可随着柱塞的伸出和退回运动而展开和收缩。紧密缠绕部分的外径大于具有间隔绕组的部分的外径。

Description

液压张紧装置

技术领域

本发明涉及一种用于在车辆发动机的柔性动力传输介质如正时链或正时皮带中保持适当张力的液压张紧装置。

背景技术

液压张紧装置已经被广泛地用于在动力传输介质如正时链中保持适当的张力并防止振动，这些正时链可在车辆发动机中将旋转运动从曲轴传递到一个或多个凸轮轴上。在日本公开特许公报No.Hei-11-33685(第1页，图5)中显示和描述了一种典型的液压张紧装置。

如本申请的图5所示，在传统的液压张紧装置500中，柱塞520可在形成于外壳510中的柱塞容纳孔511内滑动。在柱塞520的内部形成了盲孔521，在柱塞容纳孔511的底部和柱塞盲孔521的封闭端之间设置了可在伸出方向上偏压柱塞520的柱塞偏压弹簧530。柱塞容纳孔511和柱塞520的中空部分521形成了高压油腔R。该高压油腔R填充了从发动机经由止回阀机构540所提供的油。

止回阀机构540包括球座541、止回球542、可将止回球542偏压在球座541上的球偏压弹簧543，以及可支撑弹簧的保持件544。止回阀机构设置在柱塞容纳孔511的底部，即孔511的远离柱塞经由其而伸出的开口的端部处。止回阀机构面向柱塞520的中空部分521。油可经由止回阀流入到高压油腔R中，但止回阀阻挡了油的逆向流动。

在传统的液压张紧装置500中，止回阀单元的保持件544伸入到柱塞偏压弹簧530的内部。当张紧装置用于保持正时链中的张力并且正时链中的张力变化时，弹簧530在径向以及轴向上展开和收缩。弹簧的展开和收缩会导致保持件544的磨损和破裂。而且，在传统的液压张紧装置500中，弹簧530的内径受到保持件544的外径的限制。当弹簧处于其松弛状态下时弹簧的内径减小，而在弹簧受压时弹簧的内径增大。因此，如果弹簧的内径小于保持件544的外径，如图6所示，那么弹簧就无法安装在保持件544上。因此，弹簧必须具有使其能够以一定间隙安装在保持件上的松弛直径。然而，对间隙的要求妨碍了将弹簧紧密地安装在保持件或球座上。而且，尤其在弹簧适于维持较高负载的情况下，保持件和球座的大小和形状必须根据弹簧530的特性来选择，这导致了较高的生产成本。

本发明的一个目的是解决上述问题并提供一种液压张紧装置，其中能够防止止回阀单元的磨损和破裂，柱塞偏压弹簧能够可靠地安装在止回阀单元上，并且仅通过更换柱塞偏压弹簧就可以适应于较高的链条张力负载。

发明内容

根据本发明的液压张紧装置包括张紧装置外壳和柱塞。外壳具有柱塞容纳孔，其具有圆柱形的内壁、处于一端的开口，以及位于与该开口相反的一端处的底部。柱塞可在柱塞容纳孔中滑动并从中伸出来，用来保持运行中的柔性动力传输介质中的张力。

柱塞和外壳一起协同操作，限定了一个高压油腔。在柱塞容纳孔中设有止回阀单元，其可允许油流入到高压油腔中，但却阻止油从该腔中的逆向流动。止回阀单元包括球座、被偏压在球座上的止回球，以及可限制止回球的运动的保持件。容纳在高压油腔内的柱塞偏压弹簧可沿伸出方向推动柱塞。该柱塞偏压弹簧是螺旋弹簧，其具有安装在保持件上的紧密缠绕部分，以及与该紧密缠绕部分相连的第二部分。第二部分具有间隔开的绕组，并且可随柱塞的轴向伸出和退回运动分别轴向地展开和收缩。紧密缠绕部分的外径大于第二部分的外径。

紧密缠绕部分安装在保持件上，并且可通过无展开和收缩地滑入到止回阀单元的保持件中而可靠地结合到张紧装置内。这样就可以防止在传统止回阀单元的保持件中容易产生的磨损和破裂，并且柱塞偏压弹簧能够在不受保持件限制的情况下可靠地偏压柱塞。

此外，由于弹簧的紧密缠绕部分的外径大于具有间隔绕组的部分的外径，因此，会随柱塞的运动而展开和收缩的后一部分便通过使大直径的紧密缠绕部分承靠在保持件上而得到支撑。即使采用大直径的钢丝来形成柱塞偏压弹簧，也不必修改球座和保持件的大小和形状，从而适应施加在弹簧上的不同负载，并且仅通过更换柱塞偏压弹簧就可使张紧装置适应较高的负载。此外，即使张紧装置的特性显著地变化，张紧装置的生产成本也不会明显地提高。

附图说明

图1是显示了用于保持内燃机正时链中的张力的根据本发明的张紧装置的示意性正视图；

图2是图1所示液压张紧装置的截面视图；

图3是图2所示液压张紧装置的柱塞偏压弹簧的放大视图；

图4是根据本发明第二实施例的液压张紧装置的截面视图；

图5是传统液压张紧装置的截面视图；和

图6是改进的传统液压张紧装置的截面视图。

具体实施方式

如图1所示，液压张紧装置100可在正时链C的松边附近连接到发动机机体(未示出)上，正时链C与由发动机曲轴带动旋转的主动链轮S1以及固定在由发动机气门操纵的凸轮轴上的两个从动链轮S2相啮合。箭头显示了正时链和链轮的运动方向。从张紧装置外壳110中伸出的柱塞120在松边、即从主动链轮S1运动到一个从动链轮S2的一边上将回转杆L1压在正时链C的背面上。固定导向件L2可引导正时链C的紧边。

如图2所示，在液压张紧装置100中，外部为圆柱形的柱塞120可在形成于外壳110中的柱塞容纳孔111内滑动。形成在柱塞内部并具有敞开端的中空部分121容纳了螺旋式的柱塞偏压压缩弹簧130，其可沿伸出方向推动柱塞120。弹簧的一端靠在柱塞容纳孔的底部上，而弹簧的另一端靠在柱塞内部的中空部分121的封闭端上。

柱塞容纳孔111和中空部分121形成了高压油腔R，其中填充了由供油源(未示出)在压力下从发动机经由止回阀单元140所供应的油。止回阀单元140允许油流入到高压油腔R中，但却可阻碍油的逆向流动。如图2所示，止回阀单元结合到外壳中，并且伸入到高压油腔R内。止回阀单元140包括球座、设置成与球座141相对的止回球、可将止回球142偏压在球座141上的球偏压弹簧143，以及可支撑球偏压弹簧143并限制止回球142的运动的保持件144。

当作为正时链C中的张力变化的结果而使得有冲击力经由可动杆L1施加在从外壳110中伸出的柱塞120的前端上时，柱塞120便克服弹簧130所施加的力而迅速地在退回方向上受压。高压油腔R中的油压增大，止回球142被压在球座141上，使得油从高压油腔R中的逆向流动受到了阻碍。

如图3所示，柱塞偏压弹簧130包括紧密缠绕部分131。该紧密缠绕部分安装在保持件144上，其轴向长度优选至少与保持件中的安装在球座上的大直径圆柱形部分的轴向长度一样大。该弹簧还包括相邻绕组彼此间隔开的部分132。这两个部分131和132相连，并且构成了一个连续螺旋体的两个部分。后一部分132可轴向地延伸和压缩，并且是弹簧中的可沿伸出方向偏压柱塞120的部分。紧密缠绕部分131中的螺旋部分的外径D1比部分132中的螺旋部分的绕组D2更大。

部分132的外径D2使得弹簧130可以偏压柱塞，使其能够沿着外壳的中空部分121的壁面无反冲地滑动。弹簧部分132的外径D2可以制成为比柱塞中空部分121的内径更小，并且尤其是如果弹簧是由具有较大直径d的弹簧钢丝所形成的话，直径D2应当比中空部分121的内径更小。

紧密缠绕部分131紧密地安装在止回阀单元140的保持件144上，并且可以插入到柱塞容纳孔中以便在保持件上平滑地滑动。紧密缠绕部分不会在柱塞运动时展开或收缩，因此它也不会径向地展开或收缩。这样，在正时链C的张力变化时，可以避免在传统张紧装置中容易产生的止回阀单元的保持件的磨损和破裂，而具有间隔绕组的部分132能够可靠地对柱塞120施加适当的偏压力，不会受到保持件144的限制。

紧密缠绕部分131的外径D1大于部分132的外径D2，外径D2与保持件144的外径D3无关。因此，可以使用具有相对较大线径d的弹簧钢丝来形成柱塞偏压弹簧130。不必对止回阀球座141和保持件144的大小和形状进行修改以适应弹簧130的不同加载特性。仅通过更换柱塞偏压弹簧130就可使张紧装置适应不同的负载要求，即使在张紧装置设计用来维持较高负载的情况下也是如此。因此，生产成本保持为较低。

图4所示的液压张紧装置200与图2所示的液压张紧装置100的不同之处在于其包括有棘轮传动机构，其中形成于柱塞220外部上的齿条222与可枢轴转动地设于外壳210上的棘爪250啮合，从而阻碍柱塞的退回运动。棘轮偏压弹簧260将棘爪250朝向齿条222偏压。在其它方面，张紧装置200与张紧装置100基本上相同。因此，图4所示张紧装置200的相应部件采用处于2字头范围内的相应标号来表示。

柱塞偏压弹簧230包括安装在保持件244上的紧密缠绕部分231，以及可偏压柱塞220的具有间隔绕组的部分232。部分232与紧密缠绕部分231相连，并且紧密缠绕部分231中的螺旋部分的外径D1大于部分232中的螺旋部分的外径D2。

由于在柱塞偏压弹簧230中紧密缠绕部分231安装在止回阀单元240的保持件244上，因此弹簧可通过在保持件244上以无展开和收缩的方式滑动而被可靠地结合到张紧装置内。可以防止止回阀单元的保持件的磨损和破裂，并且部分232可以沿着伸出方向可靠地偏压柱塞220，不会受到保持件244的限制。

此外，通过使紧密缠绕部分231中的螺旋部分的外径D1大于部分232中的螺旋部分的外径D2，外径D2就与保持件244的外径D3无关，并且可以使用具有较大线径d的弹簧钢丝来形成柱塞偏压弹簧230。这样，不必对球座241和保持件244的大小和形状进行修改以适应柱塞偏压弹簧230的负载维持要求，仅通过更换柱塞偏压弹簧230就可使张紧装置适应更高的链条张紧负载。此外，即使张紧装置的特性产生变化，生产成本也不会明显地变化。因此，本发明的优点十分突出。

Claims (1)

1.一种液压张紧装置，包括：

具有柱塞容纳孔的张紧装置外壳，所述孔具有圆柱形的内壁、位于一端处的开口以及位于与所述开口相反的端部处的底部；

可在所述柱塞容纳孔内滑动并从中伸出的柱塞，所述柱塞可保持运行中的柔性动力传输介质中的张力，所述柱塞和所述外壳一起配合操作而限定了高压油腔；

设于所述柱塞容纳孔内的止回阀单元，其可允许油流入到所述高压油腔中，但却阻止油从所述高压油腔中的逆向流动，所述止回阀单元包括球座、被偏压到所述球座上的止回球，以及可限制所述止回球的运动的保持件；和

容纳在所述高压油腔中的柱塞偏压弹簧，所述柱塞偏压弹簧可沿伸出方向推动所述柱塞；

其中，所述柱塞偏压弹簧是螺旋弹簧，其具有安装在所述保持件上的紧密缠绕部分以及与所述紧密缠绕部分相连的第二部分，所述第二部分具有间隔开的绕组，并且可随着所述柱塞的轴向伸出和退回运动分别轴向地展开和收缩，所述紧密缠绕部分的外径大于所述第二部分的外径。

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