CZ2013654A3

CZ2013654A3 - Hydraulic tensioner

Info

Publication number: CZ2013654A3
Application number: CZ2013-654A
Authority: CZ
Inventors: Václav Vorel; Tomáš Hajný
Original assignee: Ĺ koda Auto a. s.
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-03-11

Abstract

Hydraulický napínák ventilového rozvodu obsahuje těleso (1), ve kterém je umístěný pracovní píst (2). Pracovní píst (2) má po obvodu vytvořené paralelní aretační drážky (8), které umožňují otáčení pracovního pístu (2) kolem své osy. Podstata vynálezu spočívá v tom, že po obvodu pracovního pístu (2) jsou uspořádané ozubené segmenty (3), které obsahují blokovací zuby (9). Prostřednictvím svých blokovacích zubů (9) zapadají ozubené segmenty (3) do aretační drážky (8) pracovního pístu (2). Jednotlivé ozubené segmenty (3) jsou svírány dohromady pomocí předepjaté svěrné pružiny (4), která je soustředná s osou pracovního pístu (2) a má tvar šroubovice. V tělese (1) napínáku je také vytvořena kuželová plocha (7) uzpůsobená pro dosednutí ozubených segmentů (3). Dosednutím ozubených segmentů (3) na kuželovou plochou (7) dochází k sevření ozubených segmentů (3).The hydraulic valve manifold tensioner includes a housing (1) in which the working piston (2) is located. The working piston (2) has circumferentially provided parallel locking grooves (8) which allow the working piston (2) to rotate about its axis. The essence of the invention is that toothed segments (3) are provided around the periphery of the working piston (2), which comprise locking teeth (9). By means of their locking teeth (9), the toothed segments (3) engage the locking groove (8) of the working piston (2). The individual toothed segments (3) are gripped together by a biased spring (4) which is concentric with the axis of the working piston (2) and has a helix shape. Also provided in the tensioner body (1) is a conical surface (7) adapted to engage the toothed segments (3). By engaging the toothed segments (3) on the tapered surface (7), the toothed segments (3) are clamped.

Description

Vynález se týká hydraulického napínáku ventilového rozvodu s mechanickým samostavem, který je používán u spalovacích motorů s rozvodovým řetězem a slouží k tlumení kmitů a rázů řetězu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic valve timing tensioner having a mechanical self-assembly which is used in internal combustion engine engines with a timing chain and serves to dampen chain vibrations and shocks.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Součástí moderních spalovacích motorů s rozvodovým řetězem je hydraulický napínák s tzv. mechanickým samostavem. Tento samostav zabraňuje velkému rozkmitu řetězu a jeho přeskočení na řetězových kolech při nedostatečném tlaku v olejovém systému. Tento jev je nebezpečný především pro motor, u kterého v průběhu stání unikl olej z komory hydraulického napínáku.A modern internal combustion engine with a timing chain includes a hydraulic tensioner with a so-called mechanical self-assembly. This self-alignment prevents the chain from rocking and skipping on the sprockets under insufficient oil pressure. This phenomenon is particularly dangerous for an engine in which oil has escaped from the hydraulic tensioner chamber while standing.

Samostav hydraulického napínáku je jednoduchá laciná součást, která umožňuje předejít velkým škodám na drahých dílech motoru (písty, ventily, hlava válců, vačkové hřídele).The self-assembly of the hydraulic tensioner is a simple, low-cost component that prevents major damage to expensive engine parts (pistons, valves, cylinder head, camshafts).

Existuje několik provedení mechanických samostavů. Jedno z řešení, které je uvedené v DE19925454A1 používá na pístu vytvořený ozubený hřeben. Do zubů ozubeného hřebenu zapadá rohatka, která zabraňuje hlubokému zasunutí pístu a tím i uvolnění rozvodového řetězu. Nevýhoda tohoto řešení je, že neumožňuje rotaci pístu v tělese napínáku. Tím dochází k nerovnoměrnému opotřebení čela pístu.There are several designs of mechanical self-assemblies. One of the solutions disclosed in DE19925454A1 uses a gear rack formed on the piston. A ratchet fits into the teeth of the toothed rack, which prevents deep piston insertion and thus the timing chain from loosening. The disadvantage of this solution is that it does not allow rotation of the piston in the tensioner body. This causes uneven wear of the piston face.

Další nevýhoda existujících systémů je složitost výroby součástí. Vzhledem ktomu, že prvky napínáku nejsou rotačního tvaru (drážka v tělese napínáku, ozubený hřeben na pístu napínáku, zarážka), je nutné je obrábět na několika obráběcích strojích, popř. je výroba spojena se zhotovením složitější formy pro tváření.Another disadvantage of existing systems is the complexity of component manufacturing. Due to the fact that the tensioner elements are not of rotary shape (groove in the tensioner body, toothed rack on the tensioner piston, stop), it is necessary to machine them on several machine tools, resp. production is associated with the production of a more complex mold for molding.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky odstraňuje napínák řetězu ventilového rozvodu podle vynálezu, který umožňuje rotaci pístu a není příčinou nerovnoměrného opotřebení součástí. Dále umožňuje vyšší únosnost, tj. nabízí větší potřebnou kontaktní plochu jistících • · • · · ···· fr • ····· · · · · _β • · · · · · · ···· ·· ·· ·· ··· ozubených částí a je výrobně jednodušší, protože obsahuje převážně součásti rotačního tvaru.These drawbacks are overcome by the valve timing chain tensioner of the invention, which allows rotation of the piston and does not cause uneven wear of the components. It also allows for higher load-bearing capacity, ie it offers a larger contact area of belaying devices. • • • _β • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ··· toothed parts and is simpler to manufacture because it mainly contains rotationally shaped parts.

Hydraulický napínák ventilového rozvodu obsahuje těleso, ve kterém je umístěný pracovní píst. Pracovní píst má po obvodu vytvořené paralelní aretační drážky, které umožňují otáčení pístu kolem své osy.The hydraulic valve manifold tensioner comprises a body housing a working piston. The working piston has circumferentially formed parallel locking grooves which allow the piston to rotate about its axis.

Podstatou navrhovaného řešení je, že po obvodu pracovního pístu jsou uspořádané ozubené segmenty. Každý z ozubených segmentů obsahuje blokovací zub. Prostřednictvím tohoto blokovacího zubu každý z ozubených segmentů zapadá do aretační drážky pracovního pístu. Jednotlivé segmenty jsou svírány dohromady pomocí předepjaté svěrné pružiny, která je soustředná s osou pístu a má tvar šroubovice. Předpětí svěrné pružiny zajišťuje trvalý kontakt ozubených segmentů s pracovním pístem.The essence of the proposed solution is that toothed segments are arranged around the circumference of the working piston. Each of the toothed segments comprises a locking tooth. By means of this locking tooth, each of the toothed segments fits into the locking groove of the working piston. The individual segments are clamped together by means of a prestressed clamping spring, which is concentric to the piston axis and has a helical shape. The preload of the clamping spring ensures the permanent contact of the toothed segments with the working piston.

V tělese napínáku je vytvořena kuželová plocha, která je přizpůsobená segmentu, který svoji vnější stranou dosedá na tuto kuželovou plochu, to znamená, že vnější strana segmentu je rovnoběžná s kuželovou plochou tělesa napínáku.A tapered surface is formed in the tensioner body, which is adapted to a segment that abuts the tapered surface with its outer side, i.e. the outer side of the segment is parallel to the tapered surface of the tensioner body.

Ozubené segmenty jsou tak navzájem svírány a tlačeny do aretační drážky jak předepjatou svěrnou pružinou, tak i kuželovou plochou v tělese napínáku.The toothed segments are thus clamped together and pressed into the locking groove by both the biased clamping spring and the conical surface in the tensioner body.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na obr. 1 je v příčném řezu zobrazen celý hydraulický napínák, na obr. 2 je v příčném řezu zobrazen detail hydraulického napínáku s ozubenými segmenty, na obr. 3a jsou znázorněny ozubené segmenty v sevřeném stavu a na obr. 3b jsou ozubené segmenty v rozevřeném stavu při přeskočení do další aretační drážky, na obr. 4 je znázorněn v řezu detail hydraulického napínáku v pozici kdy je pracovní píst zasunutý a ozubené segmenty jsou sevřeny kuželovou plochou tělesa napínáku, na obr. 5 je znázorněn v řezu detail hydraulického napínáku v pozici kdy je pracovní píst vysunutý a ozubené segmenty se opírají o uzávěr a jsou rozevírány tlakem pracovního pístu, na obr. 6 je v řezu detailu hydraulického napínáku znázorněno odjištění hydraulického napínáku pomocí demontážní trubičky.Fig. 1 shows the entire hydraulic tensioner in cross-section, Fig. 2 shows a detail of the hydraulic tensioner with toothed segments, Fig. 3a shows the toothed segments in the closed state, and Fig. 3b shows the toothed segments in the open Fig. 4 shows a detail of the hydraulic tensioner in the position where the working piston is inserted and the toothed segments are gripped by the conical surface of the tensioner body, Fig. 5 shows a detail of the hydraulic tensioner in the position where the working piston is extended and the toothed segments are supported by the closure and are opened by the pressure of the working piston. In Fig. 6, the hydraulic tensioner is disengaged in detail by means of a disassembly tube.

• · · · •·· ···· · · • ····» · · · · · · • ····· · · · ···· ·· «· ·· <*·· ··· · · · · · · · · · · · · · * * * * * * * * * * * * * * *

Příklad provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Hydraulický napínák řetězu ventilového rozvodu, jak je znázorněno na obr. 1, je tvořen tělesem 1 s přívodem tlakového oleje přes kuličkový ventil do tlakové komory, ve které je umístěn pracovní píst 2 a pružina IL Pracovní píst 2 je opatřen paralelními aretačními drážkami 8, které se nacházejí na vnějším plášti pracovního pístu 2 v délce činné části pracovního zdvihu. Aretační drážky 8 jsou vytvořené jako rotační drážky s průřezem nerovnoměrného lichoběžníku, jak je znázorněno na obr. 1 a 2. Na protilehlém volném konci pístu 2 je umístěná napínací lišta řetězu (nezobrazeno).The hydraulic tensioner of the valve timing chain, as shown in Fig. 1, consists of a body 1 with a supply of pressure oil through a ball valve to a pressure chamber in which a working piston 2 and a spring IL are located. The working piston 2 is provided with parallel locking grooves 8. are located on the outer casing of the working piston 2 in the length of the active part of the working stroke. The locking grooves 8 are formed as rotary grooves with a non-uniform trapezoidal cross-section as shown in Figs. 1 and 2. A chain tensioner (not shown) is located at the opposite free end of the piston 2.

Po obvodu pracovního pístu 2 jsou umístěné tři ozubené segmenty 3, jak je znázorněno na obr. 1, 2, 3a a 3b. Na obr. 3a jsou zobrazeny segmenty v sevřeném stavu, tj. jsou sevřené kolem pracovního pístu 2 a umístěné v aretační drážce 8. Na obr. 3b jsou ozubené segmenty 3 v rozevřeném stavu v momentě přeskočení do další aretační drážky 8.Around the circumference of the working piston 2 are located three tooth segments 3 as shown in Figures 1, 2, 3a and 3b. In Fig. 3a the segments are shown in the clamped state, i.e. they are clamped around the working piston 2 and located in the locking groove 8. In Fig. 3b, the toothed segments 3 are in the opened state at the moment they jump into the next locking groove 8.

Každý ozubený segment 3 obsahuje blokovací zub 9. Do aretačních drážek 8 pracovního pístu 2 zapadají svými blokovacími zuby 9 tři ozubené segmenty 3, které pohromadě drží předepjatá svěrná pružina 4. Jednotlivé ozubené segmenty 3 jsou svírány dohromady pomocí předepjaté svěrné pružiny 4, která je soustředná s osou pracovního pístu 2 a má tvar šroubovice. Předpětí svěrné pružiny 4 zajišťuje trvalý kontakt ozubených segmentů 3 s pracovním pístem 2. Vzhledem ktomu, že jsou aretační drážky 8 po celém obvodu pracovního pístu 2, umožňují snadnější výrobu (soustružení), mají vyšší únosnost a umožňují rotaci pracovního pístu 2 vůči tělesu 1 napínáku. Vyjetí ozubených segmentů 3 z tělesa 1 napínáku brání uzávěr 5 vytvořený jako podložka, a jistící kroužek 6.Each toothed segment 3 comprises a locking tooth 9. In the locking grooves 8 of the working piston 2, three toothed segments 3 engage with their locking teeth 9, which are held together by a biased spring 4. The individual toothed segments 3 are clamped together by a biased spring 4 with the axis of the working piston 2 and has a helical shape. The preload of the clamping spring 4 ensures the permanent contact of the toothed segments 3 with the working piston 2. Since the locking grooves 8 are along the entire circumference of the working piston 2, they allow easier production (turning), have higher load capacity and allow rotation of the working piston 2 . The closure 5 formed as a washer and the locking ring 6 prevent the toothed segments 3 from being pulled out of the tensioner body 1.

Předpětí svěrné pružiny 4 zajišťuje trvalý kontakt ozubených segmentů 3 s pracovním pístem 2.The preload of the clamping spring 4 ensures the permanent contact of the toothed segments 3 with the working piston 2.

Těleso 1 napínáku obsahuje také kuželovou plochu 7, která je vytvořená tak aby ozubený segment 3 svoji vnější stranou dosedal na tuto kuželovou plochu, to znamená, že vnější strana ozubeného segmentu 3 je rovnoběžná s kuželovou plochou 7 tělesa 1 napínáku.The tensioner body 1 also comprises a conical surface 7, which is configured such that the toothed segment 3 abuts against its conical surface on the outside, i.e. the outer side of the toothed segment 3 is parallel to the conical surface 7 of the tensioner body 1.

Obr. 4 zobrazuje tak polohu kdy je pracovní píst 2 zasunutý a jistící ozubené segmenty 3 jsou sevřeny kuželovou plochou 7, čímž je zabráněno hlubšímu zasunutí pracovního pístu 2. Při zatlačování pracovního pistu 2 do tělesa 1 napínáku jsou takto, podle obr. 4, ozubené segmenty 3 navzájem svírány a tlačeny do aretační drážky 8 nejen předepjatou svěrnou pružinou 4, ale zároveň sevřeny z vnějšku kuželovou plochou 7 v tělese 1 napínáku.Giant. 4 thus shows the position where the working piston 2 is retracted and the locking gear segments 3 are gripped by the conical surface 7, thereby preventing the working piston 2 from being pushed deeper. When the working piston 2 is pushed into the tensioner body 1, they are clamped together and pressed into the locking groove 8 not only by the prestressed clamping spring 4, but also clamped externally by the conical surface 7 in the tensioner body 1.

Tím je zabráněno tomu, aby aretačními drážkami 8 vytvořené zuby pracovního pístu 2 roztáhly ozubené segmenty 3 od sebe a umožnily tedy hluboké zasunutí pracovního pístu 2, viz obr. 4. Při pohybu pracovního pístu 2 vpřed již kuželová plocha 7 nesvírá ozubené segmenty 3. Pohromadě jsou drženy pouze svěrnou pružinou 4. Pokud dojde vlivem provozu k vytažení řetězu, vysouvá se pracovní píst 2 více z tělesa 1 napínáku, čímž dochází k opření čela 10 ozubených segmentů 3 o uzávěr 5. Uzávěr 5 je vytvořen jako podložka zajištěná jistícím kroužkem 6. Pokud je síla od tlaku oleje v napínáku a síla od pružiny 11 napínáku dostatečně velká, přetlačí předpětí svěrné pružiny 4 a ozubené segmenty 3 se začnou rozevírat, jak je znázorněno na obr. 5. Při dostatečném oddálení ozubených segmentů 3 dojde k posunu pracovního pístu 2 o jednu aretační drážku 8 na pracovním pístu 2, tj. o jeden mezi aretačními drážkami 8 se nacházející zub.In this way, the teeth of the working piston 2 formed by the locking grooves 8 are prevented from spreading the toothed segments 3 apart and thus allowing the working piston 2 to be deeply inserted, see FIG. 4. When the working piston 2 moves forward, the conical surface 7 no longer closes the toothed segments 3. If the chain is pulled out as a result of operation, the working piston 2 extends more out of the tensioner body 1, thereby supporting the face 10 of the toothed segments 3 against the closure 5. The closure 5 is formed as a washer secured by a locking ring 6. If the force from the tensioner oil pressure and the force from the tensioner spring 11 is large enough, the bias of the clamping spring 4 will be overpressed and the toothed segments 3 will open as shown in Fig. 5. one locking groove 8 on the working piston 2, i.e. one between the locking piston The tooth is located in the grooves 8.

Zasunutí pracovního pístu 2 zpět do tělesa 1 napínáku při jeho demontáži je zajištěno pomocí demontážní trubičky 12, která se zasune do mezikruží mezi pracovním pístem 2 a uzávěrem 5 a po překonání odporu svěrné pružiny 4 rozevře segmenty dostatečně daleko od sebe, aby se pracovní píst 2 uvolnil, jak je znázorněno na obr. 6.Insertion of the working piston 2 back into the tensioner body 1 during its disassembly is ensured by the removal tube 12, which is inserted into the annular ring between the working piston 2 and the closure 5 and after overcoming the resistance of the clamping spring 4 opens the segments sufficiently far apart released as shown in Fig. 6.

···· • · * · ····· · ·

-5označení těleso napínáku pracovní píst napínáku ozubený segment předepjatá svěrná pružina segmentu uzávěr (podložka) napínáku jistící kroužek kuželová plocha v tělese napínáku aretační drážka pístu blokovací zub ozubeného segmentu čelo ozubeného segmentu pružina napínáku demontážní trubička-5marking tensioner body tensioner working piston toothed segment pre-tensioned tensioner segment tensioner lock (washer) tensioning ring conical surface in the tensioner body piston locking groove toothing segment toothed toothed tooth segment tensioner spring removable tube

Claims

A hydraulic tensioner comprising a body (1) and a working piston (2) disposed thereon, on which parallel locking grooves (8) are formed circumferentially, characterized in that toothed segments (3) are arranged on the circumference of the working piston (2). comprising locking teeth (9) by means of which the toothed segments (3) engage in the locking groove (8) of the working piston (2), and a biased clamping spring (4) by which the toothed segments (3) are clamped together.

Hydraulic tensioner according to claim 1, characterized in that a tapered surface (7) is formed in the tensioner body (1) adapted to abut the toothed segments (3), wherein the toothed segments (3) abut on the tapered surface (7). segments (3).

Hydraulic tensioner according to claim 1 and 2, characterized in that the toothed segments (3) are clamped together and pressed into the locking groove (8) by a simultaneously biased clamping spring (4) and a conical surface (7) in the tensioner body (1).

Hydraulic tensioner according to claim 1, characterized in that the prestressed clamp spring (3) is concentric with the axis of the working piston (2) and has a helical shape.