RU2233395C2

RU2233395C2 - Fluid-pressure tightener for a device for tightening belt (chain)

Info

Publication number: RU2233395C2
Application number: RU2002111816/11A
Authority: RU
Inventors: В.В. Курманов (RU); В.В. Курманов; А.А. Медведев (RU); А.А. Медведев; Г.Н. Муртаков (RU); Г.Н. Муртаков; В.Н. Чернов (RU); В.Н. Чернов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ярославский завод топливной аппаратуры"
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2004-07-27
Also published as: RU2002111816A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: tightener has hollow housing (1), bushing (2) with the built-in check valve, shackle (4) with piston (5), which forms a precision pair with bushing (2), load-bearing spring (7), telescoping rubber collar (6) for securing housing (1) to shackle (4). Bushing (2) is screwed in housing (1). From the side of the larger size, the face of bushing (2) is provided with a bore for seat (3) of the check valve and passages (10) for the connection with the space of load-bearing spring (7). The face of seat (3) is provided with slot (12) for oil supply to the check valve.

EFFECT: enhanced reliability.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения (преимущественно к моторостроению) и предназначено для использования в конструкциях гидронатяжителей цепей (ремней).The invention relates to the field of mechanical engineering (mainly to mechanical engineering) and is intended for use in the construction of hydraulic tensioners of chains (belts).

Известен гидронатяжитель для устройства натяжения цепей фирмы "INA" ФРГ, по патентам ФРГ № 3636918 и 3636919, МПК F 16 Н 7/08, состоящий из корпуса и плунжера, составляющих прецизионную пару. Плунжер поджат в направлении натяжения цепи пружиной и давлением подводимого к гидронатяжителю масла от масляного насоса двигателя. Гидронатяжитель имеет шаговый механизм одностороннего действия, позволяющий перемещение плунжера только в направлении натяжения цепи. Канавки шагового механизма выполнены в цилиндрической внутренней расточке корпуса.Known hydraulic tensioner for the device of chain tensioning company "INA" Germany, according to the patents of Germany No. 3636918 and 3636919, IPC F 16 H 7/08, consisting of a housing and a plunger that make up a precision pair. The plunger is pressed in the direction of chain tension by the spring and the pressure of the oil supplied to the hydraulic tensioner from the engine oil pump. The hydraulic tensioner has a single-step stepping mechanism that allows the plunger to move only in the direction of chain tension. The grooves of the stepping mechanism are made in a cylindrical inner bore of the housing.

Известен также гидронатяжитель для устройства натяжения цепи по патенту РФ № 2178847, МПК F 16 Н 7/08, состоящий из корпуса и плунжера, составляющих прецизионную пару. Плунжер поджат в направлении натяжения цепи пружиной и давлением подводимого к гидронатяжителю масла от масляного насоса двигателя. Гидронатяжитель также имеет шаговый механизм одностороннего действия, допускающий перемещение плунжера только в направлении натяжения цепи. Канавки шагового механизма в отличие от гидронатяжителя фирмы "INA" выполнены на наружной поверхности плунжера.Also known is a tensioner for a chain tensioning device according to the patent of the Russian Federation No. 2178847, IPC F 16 H 7/08, consisting of a housing and a plunger constituting a precision pair. The plunger is pressed in the direction of chain tension by the spring and the pressure of the oil supplied to the hydraulic tensioner from the engine oil pump. The hydraulic tensioner also has a single-step stepping mechanism that allows the plunger to move only in the direction of chain tension. The grooves of the stepping mechanism, in contrast to the INA hydraulic tensioner, are made on the outer surface of the plunger.

Общим недостатком вышеуказанных гидронатяжителей является необходимость организации подвода к ним масла, что усложняет конструкцию гидронатяжителя и уменьшает их эксплуатационную надежность за счет возможного попадания в гидронатяжитель вместе с маслом посторонних частиц из масляной системы двигателя, что может послужить причиной заклинивания гидронатяжителя.A common drawback of the above hydraulic tensioners is the need to organize the supply of oil to them, which complicates the design of the hydraulic tensioner and reduces their operational reliability due to possible foreign particles entering the hydraulic tensioner from the oil system of the engine, which can cause the hydraulic tensioner to jam.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому изобретению является гидронатяжитель для устройства натяжения ремней фирмы "INA" ФРГ, номер по каталогу "INA" 161142 (см. приложение), содержащий полый цилиндрический корпус с проушиной, расположенную внутри корпуса втулку с встроенным обратным клапаном, серьгу с плунжером, образующим со втулкой прецизионную пару, силовую пружину, телескопическую резиновую манжету, соединяющую по наружным поверхностям корпус с серьгой. Внутренняя полость гидронатяжителя заполнена постоянным объемом моторного масла.The closest in design to the proposed invention is a hydraulic tensioner for belt tensioning devices manufactured by INA FRG, catalog number INA 161142 (see the appendix), comprising a hollow cylindrical body with an eye, a sleeve located inside the body with an integrated non-return valve, an earring with a plunger forming a precision pair with a sleeve, a power spring, a telescopic rubber cuff connecting the case to the earring on the outer surfaces. The internal cavity of the hydraulic tensioner is filled with a constant volume of engine oil.

Недостатками конструкции данного гидронатяжителя являются:The disadvantages of the design of this hydraulic tensioner are:

1. Нестабильная работа гидронатяжителя при перемещении плунжера относительно втулки в сторону увеличения межосевого расстояния между осями проушин корпуса серьги. При этом в полости под плунжером может возникнуть разрежение и, как следствие, отрыв седла перепускного клапана вместе со втулкой от корпуса гидронатяжителя, что может быть причиной повышенного стука (шума) и преждевременного выхода из строя гидронатяжителя.1. Unstable operation of the hydraulic tensioner when moving the plunger relative to the sleeve in the direction of increasing the interaxle distance between the axes of the eyes of the earring body. In this case, a vacuum may occur in the cavity under the plunger and, as a result, the valve seat can be torn off together with the sleeve from the hydraulic tensioner housing, which can cause increased knocking (noise) and premature failure of the hydraulic tensioner.

2. В этой конструкции стравливание воздуха из полости под плунжером гидронатяжителя происходит замедленно, так как возможно только через прецизионный зазор между втулкой и плунжером, что также может быть причиной повышенного шума и нестабильной работы гидронатяжителя на пусковых режимах.2. In this design, air bleeding from the cavity under the hydraulic tensioner plunger is slowed down, since it is possible only through a precision gap between the sleeve and the plunger, which can also cause increased noise and unstable operation of the hydraulic tensioner in starting conditions.

3. В связи с тем что корпус и серьга не имеют жесткой связи и соединены между собой только силовой пружиной и манжетой, то при работе гидронатяжителя возможен перекос осей корпуса и серьги, что может послужить причиной преждевременного износа манжеты и выхода гидронатяжителя из строя.3. Due to the fact that the case and the earring are not rigidly connected and are only interconnected by a power spring and the cuff, when the tensioner is in operation, the axes of the housing and the earring can be skewed, which can cause premature wear of the cuff and failure of the tensioner.

Целью предлагаемого изобретения является усовершенствование известных гидравлических натяжителей ремня (цепи) за счет улучшения конструкции и повышения надежности в эксплуатации.The aim of the invention is to improve the known hydraulic belt tensioners (chains) by improving the design and increasing reliability in operation.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый гидронатяжитель содержит полый цилиндрический корпус с пружиной, расположенную внутри корпуса втулку с встроенным обратным клапаном, серьгу с плунжером, образующим со втулкой прецизионную пару, силовую пружину, телескопическую резиновую манжету, соединяющую и уплотняющую по наружным поверхностям корпус с серьгой, и отличается тем, что соединение корпуса гидронатяжителя со втулкой выполнено резьбовым, втулка выполнена в виде двухступенчатого цилиндра, на большем наружном диаметре которого имеется резьба. На торце втулки со стороны большего диаметра выполнена концентричная расточка под седло обратного клапана, на торце которого выполнен паз подвода масла к осевому отверстию седла обратного клапана, причем осевой размер расточки меньше осевого размера седла обратного клапана, а полость под торцем втулки и полость силовой пружины соединены каналами. На прецизионной поверхности плунжера со стороны его свободного торца примерно на одной третьей части длины плунжера выполнен скошенный продольный паз (или лыска). Седло обратного клапана установлено в расточку втулки по подвижной посадке и герметизировано посредством уплотнительного кольца.This goal is achieved in that the proposed hydraulic tensioner comprises a hollow cylindrical body with a spring, a sleeve located inside the body with a built-in non-return valve, an earring with a plunger forming a precision pair with the sleeve, a power spring, a telescopic rubber sleeve connecting and sealing the case with the earring on the outer surfaces , and differs in that the connection of the hydraulic tensioner housing with the sleeve is threaded, the sleeve is made in the form of a two-stage cylinder, on a larger outer diameter to torogo is threaded. At the end of the sleeve, on the larger diameter side, a concentric bore is made for the non-return valve seat, at the end of which there is a groove for supplying oil to the axial bore of the non-return valve seat, the axial size of the bore being smaller than the axial size of the non-return valve seat, and the cavity under the end of the sleeve and the spring cavity are connected channels. A beveled longitudinal groove (or flat) is made on the precision surface of the plunger from the side of its free end on approximately one third of the length of the plunger. The seat of the non-return valve is installed in the bore of the sleeve for a movable fit and sealed by means of an o-ring.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез гидронатяжителя в двух крайних положениях: на разрезе слева от продольной оси представлено положение всех деталей гидронатяжителя в разжатом состоянии гидронатяжителя; справа от продольной оси -положение деталей гидронатяжителя в сжатом состоянии.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a longitudinal section of the hydraulic tensioner in two extreme positions: the section to the left of the longitudinal axis shows the position of all parts of the hydraulic tensioner in the unclamped state of the hydraulic tensioner; to the right of the longitudinal axis is the position of the hydraulic tensioner parts in a compressed state.

На фиг. 2 и фиг. 3 представлен в увеличенном масштабе продольный разрез втулки и плунжера по скошенному пазу. В крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях плунжера.In FIG. 2 and FIG. 3 is an enlarged longitudinal section of a sleeve and plunger along a beveled groove. In the upper and lower extreme positions of the plunger.

На фиг. 4 показано номинальное положение плунжера относительно втулки.In FIG. 4 shows the nominal position of the plunger relative to the sleeve.

На фиг. 5 изображено положение плунжера относительно втулки в начальный момент сборки плунжера со втулкой.In FIG. 5 shows the position of the plunger relative to the sleeve at the initial moment of assembly of the plunger with the sleeve.

Гидронатяжитель для устройства натяжения ремня включает в себя корпус 1, втулку плунжера 2 с встроенным седлом клапана 3, серьгу 4, жестко соединенную с плунжером 5. Плунжер 5 со втулкой 2 составляют прецизионную пару. В гидронатяжитель входят также резиновая манжета 6, силовая пружина 7, запорное кольцо 8. Втулка 2 ввернута в корпус 1 по резьбе 9. Во втулку 2 с каналами подвода масла 10 установлено седло клапана 3 с уплотнительным кольцом 11, пазом 12 и осевым каналом 13. В верхней расточке 14 седла 3 установлены детали обратного клапана: колпачок 15, пружина 16 и шарик 17. В проушинах 18 серьги 4 и 19 корпуса 1 вмонтированы втулки 20 и 21, в отверстиях 22 и 23 которых устанавливаются пальцы (на чертеже не показаны) кинематического механизма натяжного устройства. На прецизионной поверхности 24 плунжера 5 (фиг. 2 и фиг. 3) выполнены продольный скошенный паз 25 и кольцевая канавка 26 для запорного кольца 8. Внутренняя цилиндрическая расточка верхней части втулки 2 состоит из прецизионной поверхности 27 и поверхности 28 несколько большего диаметра. Поверхности 27 и 28 разделены уступом 29 (фиг. 2 и фиг. 3). Кроме того, на внутренней расточке втулки имеется заходная фаска 30.The hydraulic tensioner for the belt tensioning device includes a housing 1, a plunger sleeve 2 with an integrated valve seat 3, an earring 4, rigidly connected to the plunger 5. The plunger 5 with the sleeve 2 make up a precision pair. The hydraulic tensioner also includes a rubber sleeve 6, a power spring 7, a locking ring 8. The sleeve 2 is screwed into the housing 1 by a thread 9. A valve seat 3 with a sealing ring 11, a groove 12 and an axial channel 13 is installed in the sleeve 2 with oil supply channels 10. In the upper bore 14 of the seat 3, the check valve parts are installed: a cap 15, a spring 16 and a ball 17. In the eyes 18 of the earrings 4 and 19 of the housing 1, bushings 20 and 21 are mounted, in the holes 22 and 23 of which kinematic fingers (not shown) are installed mechanism of the tensioning device. On the precision surface 24 of the plunger 5 (Fig. 2 and Fig. 3), a longitudinal beveled groove 25 and an annular groove 26 are provided for the locking ring 8. The inner cylindrical bore of the upper part of the sleeve 2 consists of a precision surface 27 and a surface 28 of a slightly larger diameter. Surfaces 27 and 28 are separated by ledge 29 (FIG. 2 and FIG. 3). In addition, on the inner bore of the sleeve there is a lead-in chamfer 30.

Последовательность сборки гидронатяжителя.Assembly sequence for hydraulic tensioner.

В корпус 1 с установленными в проушину 19 втулками 20 и 21 вворачивают втулку 2 с установленными в нее седлом 14 с уплотнительным кольцом 11 и деталями обратного клапана: колпачком 15, пружиной 16 и шариком 17. Затем устанавливают силовую пружину 7 и в полость 32 заливают рабочее масло примерно до уровня по сечению I-I (фиг. 1 и фиг. 5). Серьгу 4 с запрессованным в нее плунжером 5 с запорным кольцом 8 и установленными в серьгу втулками 20 и 21 с необходимым усилием вводят свободным торцом плунжера через заходную фаску 30 в отверстие 27 на втулке 2. При этом запорное кольцо 8 сжимается до диаметра поверхности 27 (фиг. 5). В этот момент столбик воздуха, находящийся во втулке и определяемый расстоянием между торцем плунжера 5 и уровнем масла в полости 31 втулки 2, легко вытесняется через паз 25 плунжера 5, так как при этом пружинная полость 32 через паз 25 соединена с внутренней полостью 31. При дальнейшем перемещении плунжера 5 во втулке 2 происходит вытеснение уже только масла вначале через паз 25 и прецизионный зазор между поверхностями 24 и 27, а затем только через прецизионный зазор. При выходе запорного кольца 8 в полость 31 происходит разжатие кольца 8 и фиксация плунжера относительно втулки (фиг. 2). Далее надевают резиновую манжету 6 (фиг. 1).In the housing 1 with the bushings 20 and 21 installed in the eye 19, the sleeve 2 is screwed in with the seat 14 installed in it with the sealing ring 11 and the check valve parts: cap 15, spring 16 and ball 17. Then, the power spring 7 is installed and the working spring is poured into the cavity 32 oil to approximately the level of section II (Fig. 1 and Fig. 5). The earring 4 with the plunger 5 pressed into it with the locking ring 8 and the bushings 20 and 21 installed in the earring is inserted with the necessary force by the free end of the plunger through the entry chamfer 30 into the hole 27 on the sleeve 2. In this case, the locking ring 8 is compressed to a surface diameter of 27 (Fig. . 5). At this moment, the column of air located in the sleeve and determined by the distance between the end face of the plunger 5 and the oil level in the cavity 31 of the sleeve 2 is easily displaced through the groove 25 of the plunger 5, since in this case the spring cavity 32 is connected to the internal cavity 31 through the groove 25. When further movement of the plunger 5 in the sleeve 2, only oil is first displaced at first through the groove 25 and the precision gap between surfaces 24 and 27, and then only through the precision gap. When the locking ring 8 enters the cavity 31, the ring 8 is expanded and the plunger is fixed relative to the sleeve (Fig. 2). Next, put on a rubber cuff 6 (Fig. 1).

Все операции по сборке гидронатяжителя производят в вертикальном положении гидронатяжителя серьгой 4 вверх.All operations for assembling the hydraulic tensioner are carried out in the vertical position of the hydraulic tensioner with an earring 4 up.

После установки резиновой манжеты 6 гидронатяжитель устанавливают на двигатель. При установке на двигатель расстояние между осями отверстий 22 и 23 выбирают таким, чтобы обеспечить необходимый рабочий ход гидронатяжителя, обеспечивающий требуемое натяжение ремня (цепи) в течение заданного срока эксплуатации двигателя.After installing the rubber sleeve 6, the tensioner is mounted on the engine. When installed on the engine, the distance between the axes of the holes 22 and 23 is chosen so as to provide the necessary working stroke of the hydraulic tensioner, providing the required belt (chain) tension for a given period of operation of the engine.

При работе на двигателе необходимое натяжение ремня обеспечивается усилием силовой пружины 7, причем по мере износа и вытяжки ремня (цепи) плунжер 5 под действием пружины 7 выдвигается из втулки 2, расстояние между осями отверстий 22 и 23 увеличивается, обеспечивая постоянный контакт натяжного устройства с ремнем (цепью).When working on the engine, the necessary belt tension is ensured by the force of the power spring 7, and as the belt (chain) is worn out and the plunger 5 is pulled out of the sleeve 2 under the action of the spring 7, the distance between the axes of the holes 22 and 23 increases, providing constant contact between the tensioner and the belt (chain).

При выдвижении плунжера 5 из втулки 1 в полости 31 образуется разрежение, за счет чего шарик 17 обратного клапана, преодолевая затяжку пружины 16, открывается, и из полости 32 по каналам 10, пазу 12 и каналу 13 в полость 31 поступает необходимое для заполнения полости 31 количество масла.When the plunger 5 is pulled out of the sleeve 1 in the cavity 31, a vacuum is formed, due to which the check valve ball 17, overcoming the tightening of the spring 16, opens, and the cavity 31 passes through the channels 10, the groove 12 and the channel 13 to the cavity 31 to fill the cavity 31 amount of oil.

При перемещении плунжера в обратном направлении в сторону сжатия силовой пружины 7 под действием увеличивающегося давления в полости 31 на шарик 17 обратный клапан закрывается. Полость 31 становится практически замкнутой. За счет вытеснения масла из полости 31 через прецизионный зазор между поверхностями 24 и 27 происходит необходимое демпфирование всего механизма натяжения ремня (цепи).When the plunger moves in the opposite direction in the direction of compression of the power spring 7 under the action of increasing pressure in the cavity 31 on the ball 17, the check valve closes. The cavity 31 becomes almost closed. Due to the displacement of oil from the cavity 31 through the precision gap between the surfaces 24 and 27, the necessary damping of the entire belt tensioning mechanism (chain) occurs.

Наибольшая жесткость гидронатяжителя имеет место при сжатом до упора положении, т.е. положении, представленном на фиг. 3, когда имеет место максимальная площадь сопряжения прецизионных поверхностей 24 и 27 (расстояние между сечениями II-II и III-III наибольшее), т.е. при этом возникает максимальное гидравлическое сопротивление вытеснению масла из полости 31 в полость 32 (фиг. 1). По мере выдвижения плунжера 5 из втулки 2 расстояние между сечениями II-II и III-III уменьшается, т.е. уменьшается и гидравлическое сопротивление перемещению плунжера в направлении сжатия силовой пружины 7.The greatest stiffness of the hydraulic tensioner takes place when the position is fully compressed, i.e. the position shown in FIG. 3, when the maximum mating area of the precision surfaces 24 and 27 takes place (the distance between sections II-II and III-III is the largest), i.e. this results in maximum hydraulic resistance to the displacement of oil from the cavity 31 into the cavity 32 (Fig. 1). As the plunger 5 extends from the sleeve 2, the distance between sections II-II and III-III decreases, i.e. decreases and hydraulic resistance to movement of the plunger in the direction of compression of the power spring 7.

Конструктивно расстояние между сечениями II-II и III-III выбирают из условия обеспечения необходимой гидроплотности, т.е. величины указанного гидравлического сопротивления во всем диапазоне работы гидронатяжителя.Structurally, the distance between sections II-II and III-III is selected from the condition of ensuring the necessary hydraulic density, i.e. the magnitude of the specified hydraulic resistance in the entire range of operation of the hydraulic tensioner.

За счет того что втулка 2 гидронатяжителя соединена с корпусом 1 посредством резьбы 9, а плунжер 5 запрессован в серьгу 4 и образует со втулкой 2 прецизионную пару, обеспечивается необходимая жесткая связь между корпусом 1 и серьгой 4, не допуская при этом излома общей оси корпуса 1 и серьги 4.Due to the fact that the sleeve 2 of the tensioner is connected to the housing 1 by means of a thread 9, and the plunger 5 is pressed into the earring 4 and forms a precision pair with the sleeve 2, the necessary rigid connection between the housing 1 and the earring 4 is ensured, while avoiding a break in the common axis of the housing 1 and earrings 4.

Выполнение осевого размера седла 3 обратного клапана по величине, превышающей глубину расточки во втулке 2 под седло 3, обеспечивает при сборке жесткий упор втулки 2 в корпус 1 через седло 3.The execution of the axial size of the seat 3 of the check valve in a value exceeding the depth of the bore in the sleeve 2 under the seat 3, provides during assembly a hard stop of the sleeve 2 into the housing 1 through the seat 3.

Кроме того, выполнение резьбовой связи между корпусом 1 и втулкой 2, а также установка седла 3 во втулку 2 по подвижной посадке с применением уплотнительного кольца 11 обеспечивает возможность в случае необходимости разборки гидронатяжителя и проведения работ по его техническому обслуживанию.In addition, the implementation of the threaded connection between the housing 1 and the sleeve 2, as well as the installation of the seat 3 in the sleeve 2 on a movable fit using an o-ring 11, makes it possible, if necessary, to disassemble the hydraulic tensioner and carry out maintenance work.

Таким образом, описанная конструкция гидронатяжителя позволяет исключить отрыв седла клапана вместе со втулкой при перемещении плунжера в сторону растяжения силовой пружины и не допускает излома оси гидронатяжителя в процессе эксплуатации, предотвращая преждевременный выход гидронатяжителя из строя, и обеспечивает возможность разборки и проведения работ по техническому обслуживанию гидронатяжителя.Thus, the described design of the hydraulic tensioner eliminates the separation of the valve seat with the sleeve when moving the plunger in the direction of tension of the power spring and prevents fracture of the axis of the hydraulic tensioner during operation, preventing premature failure of the hydraulic tensioner, and provides the ability to disassemble and carry out maintenance work on the hydraulic tensioner .

Кроме того, наличие скошенного продольного паза на прецизионной поверхности плунжера со стороны его свободного торца обеспечивает при сборке удаление воздуха из полости под плунжером и повышает надежность и стабильность работы гидронатяжителя.In addition, the presence of a beveled longitudinal groove on the precision surface of the plunger from the side of its free end ensures the removal of air from the cavity under the plunger during assembly and increases the reliability and stability of the hydraulic tensioner.

Установка седла клапана в расточку втулки по подвижной посадке с уплотнительным кольцом также обеспечивает возможность разборки и обследования деталей обратного клапана.Installing the valve seat into the bore of the sleeve in a movable fit with an o-ring also provides the ability to disassemble and inspect the check valve parts.

Claims

1. The hydraulic tensioner of the device for tensioning the belt (chain), comprising a hollow cylindrical body with an eye, a sleeve located inside the body with an integrated non-return valve, an earring with a plunger forming a precision pair with the sleeve, a power spring, a telescopic rubber sleeve connecting and sealing on the outer surface a case with an earring, characterized in that the connection of the case to the sleeve is threaded, the sleeve is a two-stage cylinder, on the larger outer diameter of which a thread is made, n and the end face of the sleeve on the larger side has a concentric bore under the non-return valve seat, and the depth of the bore is less than the axial size of the non-return valve seat, the groove of the oil supply to the axial channel under the check valve ball is made at the end of the seat, and the cavity under the end face of the sleeve and the spring cavity channels.

2. The tensioner according to claim 1, characterized in that a beveled longitudinal groove (or flat) is made on the precision surface of the plunger from the side of its free end on about one third of the length of the plunger.

3. The hydraulic tensioner according to claim 1, characterized in that the non-return valve seat is installed in the bore of the sleeve for movable seating and sealed by means of an o-ring.