專利名稱：液壓式鏈條張緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及在汽車同步和功率傳輸應(yīng)用中的與驅(qū)動(dòng)鏈條聯(lián)合使用的張緊裝置。本發(fā)明尤其涉及液壓式鏈條張緊裝置系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)鏈條運(yùn)行在多個(gè)鏈輪之間時(shí)，一張緊裝置如液壓式張緊裝置被用作功率傳輸鏈或類似的功率傳輸裝置的控制裝置。在該裝置中，鏈條將功率從一主動(dòng)軸傳輸至一被動(dòng)軸，因而鏈條一部分呈松弛態(tài)，另一部分為拉緊態(tài)。通常，鏈條被給予并保持有一定張緊度對(duì)防止噪音、打滑或齒鏈中的齒未嚙合很重要。在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)由鏈條驅(qū)動(dòng)的凸輪軸中，因?yàn)樘X會(huì)喪失凸輪軸同步，從而可能造成破壞或使發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作，因此防止打滑顯得尤為重要。
然而，在內(nèi)燃機(jī)的苛刻環(huán)境中，多種因素都可能引起鏈條張力發(fā)生變化波動(dòng)。例如，發(fā)動(dòng)機(jī)各部件之間的溫度和熱膨脹系數(shù)的大范圍變化可能造成鏈條張力在過(guò)高或過(guò)低的水平之間變化。在使用持續(xù)很久情況下，對(duì)功率傳輸系統(tǒng)的部件的磨損可減小鏈條張力。另外，由凸輪軸和曲軸引起的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)會(huì)使鏈條張力產(chǎn)生顯著變化。例如在停機(jī)或起動(dòng)嘗試失敗時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)也可引起鏈條張力變化波動(dòng)。為此，需要一個(gè)機(jī)械裝置來(lái)消除鏈條張緊側(cè)的過(guò)高張力，同時(shí)保證在鏈條松弛側(cè)的所需張力。
液壓式張緊裝置是一種保持適當(dāng)鏈條張力的常用手段。通常，這些機(jī)械裝置使用一個(gè)杠桿臂，它在功率傳輸系統(tǒng)的松弛側(cè)推壓鏈條。該杠桿臂必須壓向該鏈條，在該鏈條松弛時(shí)拉緊它，并且在該鏈條張緊時(shí)必須是非常剛性的。
為獲得這一效果，一液壓式張緊裝置一般包括一作為活塞的桿或圓柱，它在鏈條方向上受到一拉緊彈簧的偏壓。該活塞外有一具有一內(nèi)部空間的圓柱形外殼，該內(nèi)部空間在面向鏈條的一端敞開(kāi)且在另一端關(guān)閉。該外殼的內(nèi)部空間內(nèi)含有與液壓槽或外部液壓源連接的壓力室。該壓力室在外殼與活塞之間典型成形并且隨活塞在該外殼內(nèi)移動(dòng)時(shí)增大或縮小。
通常使用閥門來(lái)調(diào)節(jié)液體流入和流出壓力室的速度。例如，一個(gè)入口止回閥通常包括一個(gè)球形止回閥，當(dāng)活塞向外移動(dòng)而引起室內(nèi)壓力降低時(shí)，它打開(kāi)以允許液體流入壓力室。當(dāng)室內(nèi)壓力較高時(shí)，入口止回閥關(guān)閉以防止液體流出壓力室。關(guān)閉入口止回閥防止活塞腔產(chǎn)生收縮，進(jìn)而防止了活塞回縮，從而實(shí)現(xiàn)所謂的“止回”功能。
許多張緊裝置也使用一個(gè)卸壓機(jī)械裝置，它在室內(nèi)壓力較高時(shí)允許液體流出壓力室，并由此允許活塞回縮以適應(yīng)鏈條張力的快速增大。在某些張緊裝置中，該卸壓機(jī)械為一個(gè)被彈簧偏壓的止回閥。該止回閥在壓力超過(guò)一定壓力點(diǎn)時(shí)打開(kāi)。在一些張緊裝置中可使用一兼具入口截止功能和卸壓功能的閥門。
其它機(jī)械裝置采用一節(jié)流通道，液體可以經(jīng)該通道按照以下方式流出液體室，即流出液體室的液流體積最小，除非該液體室內(nèi)的壓力非常高。例如，該節(jié)流通道可以是活塞與孔之間的間隙、該活塞突出端內(nèi)的泄流管或該液體室與液槽之間的泄流件。
在辛普森等人的美國(guó)專利No.5967921中，示出了在此作為參考引入的與張緊臂或張緊滑靴聯(lián)合使用的液壓式張緊裝置。液壓式鏈條張緊裝置通常具有一柱塞，它可滑動(dòng)地安裝在一室內(nèi)并受到一彈簧的向外偏壓，從而將張力傳給鏈條。在柱塞端部上經(jīng)常使用一杠桿、臂或滑靴以助鏈條拉緊。來(lái)自一外部源如一油泵等的液壓通過(guò)在外殼內(nèi)形成的通路而流入。柱塞在液壓和彈簧彈力的共同作用下向臂外移。
當(dāng)該柱塞趨向于反向(向內(nèi))移動(dòng)離開(kāi)該鏈條時(shí)，通常設(shè)置一止回閥來(lái)限制液體從室中流出。以這種方式，張緊裝置實(shí)現(xiàn)了所謂的止回功能，即柱塞的運(yùn)動(dòng)在一個(gè)方向上(向外)較容易，而在反方向上較難。
過(guò)去，刀形和塊形張緊裝置已被用于將張力施加給鏈條。圖1表示如現(xiàn)有技術(shù)所述的塊形張緊裝置1。該張緊裝置1有位于一外殼5內(nèi)的一活塞2。彈簧3位于該活塞2內(nèi)的一液體室4中。
圖2為刀形張緊裝置的一個(gè)例子。傳統(tǒng)的刀形張緊裝置10包括一具有一鏈條滑動(dòng)曲面和多個(gè)最好是由金屬材料制成的片簧21的由樹(shù)脂制成的刀形滑靴11。片簧21在該刀形滑靴11的與鏈條滑動(dòng)面相對(duì)一側(cè)上面一層設(shè)置并為刀形滑靴11提供彈力。每個(gè)彈簧形片簧21的末端插入凹進(jìn)部分14和15中，所述凹進(jìn)部分14和15分別在該刀形滑靴11的遠(yuǎn)側(cè)部12和近側(cè)部13內(nèi)形成。
提供一支架17，以便將刀形張緊裝置10安裝至一發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)。孔18、19形成在該支架17中并且將安裝螺栓插入這些孔18和19中。一滑動(dòng)面16接觸該刀形滑靴11的遠(yuǎn)側(cè)部并且允許滑動(dòng)。該滑動(dòng)面16形成在該支架17的遠(yuǎn)側(cè)部上。一個(gè)銷20以如下方式支承該刀形滑靴11的近側(cè)部13，即它可以在任一方向上移動(dòng)。該銷20被固定在該支架17的中央。
美國(guó)專利No.5647811顯示出一個(gè)將張緊裝置和臂整合在一起的鏈條張緊裝置。該專利中的液壓式張緊裝置為壓力供應(yīng)型。
由于空間有限、功能性或許多其它原因，上述普通的張緊裝置如塊形張緊裝置(圖1)和刀形張緊裝置(圖2)不能應(yīng)用于某些場(chǎng)合。因此，本領(lǐng)域需要可以克服先前技術(shù)缺點(diǎn)的改進(jìn)型張緊裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括一液壓式張緊裝置，它用于將張力施加至沒(méi)有外部液體壓力供應(yīng)的一鏈條。該液壓式張緊裝置包括一活塞組件，所述活塞組件包含一空腔活塞和該活塞周圍的一活塞孔。該活塞組件的一端浸沒(méi)在液體中。一個(gè)用于控制液體進(jìn)入活塞入口的入口止回閥位于液面下。在該活塞組件的與該入口止回閥相對(duì)的那一端上的一個(gè)出口止回閥控制液體從活塞中流出。一止回機(jī)構(gòu)連接在該活塞上，以使該活塞伸出但收縮不超過(guò)一內(nèi)含回撤量。利用在此回撤量范圍內(nèi)所允許的運(yùn)動(dòng)，該張緊裝置起到自起動(dòng)泵的作用。


圖1表示如現(xiàn)有技術(shù)所述的一塊形張緊裝置。
圖2表示如現(xiàn)有技術(shù)所述的一刀形張緊裝置。
圖3表示本發(fā)明中的一液壓式張緊裝置。
圖4表示圖3所示張緊臂的放大圖。
圖5表示圖3所示張緊臂的另一放大圖。
圖6表示本發(fā)明的液壓式張緊裝置的一優(yōu)選實(shí)施例。
圖7表示圖6的傘形止回閥的放大圖。
圖8表示本發(fā)明液壓式張緊裝置的另一優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
在某些不能使用圖1、2的現(xiàn)有技術(shù)的張緊裝置的應(yīng)用場(chǎng)合中，加入一包含壓向一固定目標(biāo)的彈簧加載活塞的張緊臂就可以滿足這些用途。然而，彈簧加載活塞的局限性是，克服鏈條負(fù)荷峰值并保持鏈條控制的彈力會(huì)造成鏈條過(guò)度磨損。
現(xiàn)在參考圖3-圖5，示出了本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例。一功率傳輸裝置30包括運(yùn)行在兩個(gè)鏈輪39、40之間的一鏈條36或皮帶(未示出)。一個(gè)外殼38最好圍繞該裝置并且也擔(dān)當(dāng)一活塞31的支座33，它最好承受彈簧力。安裝在一樞軸35上的一張緊臂32的鏈條滑動(dòng)面37壓住該鏈條36以保持張力。
該張緊臂32有一第一側(cè)60和與之隔開(kāi)的一第二側(cè)61。一第一端62布置在第一側(cè)60與第二側(cè)61之間。一第二端63布置在第一側(cè)60與第二側(cè)61之間且與第一端62隔開(kāi)。第一端62和第二端6 3最好與第一側(cè)和第二側(cè)相連接。第二側(cè)61提供了與待拉緊鏈條36接觸的鏈條滑動(dòng)面37。第二側(cè)61最好成弧形以提供適當(dāng)?shù)逆湕l移動(dòng)面。當(dāng)然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以這樣理解，即第二側(cè)61可以具有任何由制造所決定的和用戶所優(yōu)先考慮的形狀。
該張緊臂32可以由符合所有結(jié)構(gòu)、環(huán)境、磨損和耐用性標(biāo)準(zhǔn)的任何材料制成。最好是使用材料如鋼、鋁和塑料以及復(fù)合物如玻璃填充尼龍。
一張緊臂32的鏈條滑動(dòng)面37可以由任何經(jīng)久耐磨的材料制成?？梢允褂镁哂休^高耐磨性和耐用性的合成材料如尼龍。尤其是，尼龍6/6是一種可在市場(chǎng)上買到的材料。或者，該鏈條滑動(dòng)面可以由PEEK(聚醚醚酮)制成，它也有較高的耐磨性和耐用性。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能夠從這些或其它許多適合的材料中選擇一種。
該液壓式張緊裝置41包括活塞31，該活塞31將力施加至該張緊臂32上。在一優(yōu)選實(shí)施例中，該張緊裝置41被整合到該張緊臂32內(nèi)，這樣做是為了獲得更好的封裝性能。該張緊裝置從該張緊臂32起延伸。按鈕或活塞47底端與與一固定支座33接觸。此接觸強(qiáng)制該臂32遠(yuǎn)離該支座33并進(jìn)入鏈條路徑中，從而產(chǎn)生張力。
連接在該活塞31上的一止回機(jī)構(gòu)保證該活塞31伸出但收縮不超過(guò)一個(gè)內(nèi)含回撤量55。止回機(jī)構(gòu)拉緊松弛的磨損鏈以防止鏈輪齒跳出。在一優(yōu)選實(shí)施例中，該止回機(jī)構(gòu)為一棘輪傳動(dòng)裝置，而本領(lǐng)域的技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到，在本發(fā)明內(nèi)容范圍內(nèi)，其它止回機(jī)構(gòu)如一凸輪、滾動(dòng)楔或斯普雷格(sprague制動(dòng))機(jī)械裝置或桿和鉤板裝置都是可行的。該棘輪齒46位于該活塞31一側(cè)并嚙合一棘爪45上的棘輪齒(參見(jiàn)圖4)。一彈簧44最好位于該棘爪45內(nèi)以保持該棘爪45與棘輪齒46的嚙合。該棘爪45沿彈簧44軸線移入和移出。該棘爪45的運(yùn)動(dòng)被限制為允許該活塞31伸出但收縮不超過(guò)內(nèi)含回撤量55。該棘爪45防止了由于鏈條最大負(fù)荷或不足的液體壓力而引起的過(guò)度的鏈條運(yùn)動(dòng)。
將上述概念在運(yùn)用在油浴鏈條潤(rùn)滑的應(yīng)用中，允許該張力調(diào)整式活塞31的一端浸沒(méi)在液槽中。如圖所示，液面34位于該活塞31的伸出部分上方。
給一入口止回閥52進(jìn)料的一液體入口通道54位于該活塞31的浸沒(méi)端內(nèi)(參見(jiàn)圖5)。一密封53確保只有少許或沒(méi)有泄漏。如止回閥50和一出口通道56所示的一入口流量調(diào)節(jié)裝置在該活塞插入室的另一端位于嵌件42內(nèi)。該出口流量調(diào)節(jié)裝置在該活塞伸出時(shí)防止空氣進(jìn)入，并且在該活塞收縮時(shí)允許受控的液體流出。只要該入口止回閥52浸沒(méi)在液體中，或該入口止回閥52可以位于該嵌件42內(nèi)且該出口流量調(diào)節(jié)裝置50可以位于該活塞31內(nèi)即可。一密封64確保只有少許或沒(méi)有泄漏。
止回機(jī)構(gòu)中的內(nèi)含回撤量與該活塞中的入口止回閥和出口流量調(diào)節(jié)裝置相結(jié)合，允許該張緊裝置擔(dān)當(dāng)一自起動(dòng)(清洗)泵，而不需要外部液體壓力供應(yīng)。如果該出口通道56被進(jìn)一步限制有一出口51或彎曲路徑58等，則液壓式張緊裝置的作用將受到抑制。在某些應(yīng)用中，彎曲路徑58只能用作出口流量調(diào)節(jié)。
一定位環(huán)43最好位于該嵌件42的一側(cè)以在該活塞31伸出時(shí)接納該棘爪45和一彈簧44。該棘爪45最好滑動(dòng)連接至該張緊臂并且被該定位環(huán)43所容納。在一優(yōu)選實(shí)施例中，最好在為U形的一通道內(nèi)引導(dǎo)該棘爪45。棘爪45在該通道內(nèi)上、下滑動(dòng)。
在本發(fā)明的一個(gè)例子中，如圖6、7所示，該入口止回閥為一傘形止回閥60。該傘狀止回閥60包括一裙部63、一桿64和一閥座65。在此實(shí)例中，該出口流量調(diào)節(jié)裝置最好為一卸壓閥61。該卸壓閥61在該活塞31內(nèi)的壓力較高時(shí)允許液體離開(kāi)該活塞31，因此，允許該活塞收縮以響應(yīng)該鏈條張力的快速增大。在另一例子中，如圖8所示，該入口止回閥和出口流量調(diào)節(jié)裝置都為球形止回閥66。
因此，應(yīng)該理解為，這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例只用以圖解說(shuō)明本發(fā)明的應(yīng)用原理。這里關(guān)于所圖解說(shuō)明的實(shí)施例細(xì)節(jié)的參考不預(yù)計(jì)用以限制權(quán)利要求的范圍，所述權(quán)利要求本身列舉了那些被看作是本發(fā)明本質(zhì)的特征。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)需外部液壓供應(yīng)地將張力施加至一鏈條上的液壓式張緊裝置，它包括a)一活塞組件，它包括i)一活塞(31)，它有一空腔和圍繞該活塞(31)的一活塞孔(42)；ii)一入口止回閥(52)，用于控制液體進(jìn)入該活塞，在該活塞組件的一端浸沒(méi)在液體中時(shí)，該入口止回閥位于液面下；及iii)一出口流量調(diào)節(jié)裝置(50)，用于在該活塞伸出時(shí)防止空氣進(jìn)入并且在該活塞收縮時(shí)允許受控液體流出，它位于與該入口止回閥(52)相對(duì)的該活塞組件一端上；及b)一止回機(jī)構(gòu)，它連接在該活塞(31)上以使該活塞(31)伸出但收縮不超過(guò)一內(nèi)含回撤量(55)；以如下方式利用在內(nèi)含回撤量范圍內(nèi)所允許的運(yùn)動(dòng)，即該張緊裝置起到自起動(dòng)泵的作用。
2.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該止回機(jī)構(gòu)包括a)多個(gè)沿該活塞(31)長(zhǎng)度方向形成的棘齒(46)；及b)一鄰近該活塞(31)布置的棘爪(45)，其中該棘爪(45)包括許多棘齒，所述棘齒與該活塞(31)上的棘齒(46)嚙合。
3.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，進(jìn)一步包括從活塞(31)內(nèi)至活塞(31)外的一入口通道(54)，其中，該入口通道(54)連接至該入口止回閥。
4.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，進(jìn)一步包括從活塞(31)內(nèi)至該活塞(31)外的一出口通道(56)，其中，該出口通道(56)連接至該出口流量調(diào)節(jié)裝置。
5.權(quán)利要求4所述的張緊裝置，其中，該出口通道(56)被成形為該張緊裝置起到具有減震功能液壓式張緊裝置。
6.如權(quán)利要求4所述的張緊裝置，其中，該出口流量調(diào)節(jié)裝置進(jìn)一步包括限制該出口通道的一節(jié)流孔(51)。
7.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該出口流量調(diào)節(jié)裝置包括限制該出口通道的一彎曲路徑。
8.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該出口流量調(diào)節(jié)裝置包括一止回閥。
9.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該出口流量調(diào)節(jié)裝置包括一卸壓閥。
10.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，進(jìn)一步包括一張緊臂(32)，它有一個(gè)接觸一待拉緊鏈條(36)的鏈條側(cè)(37)，其中，該液壓式張緊裝置布置在該張緊臂內(nèi)。
11.如權(quán)利要求8所述的張緊裝置，進(jìn)一步包括一固定支座(33)，它接觸該活塞(31)的一伸展端以將該張緊臂(32)推離該固定支座(33)并進(jìn)入鏈條(33)的一路徑內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該入口止回閥(52)位于該活塞(31)內(nèi)并且該出口流量調(diào)節(jié)裝置(50)位于該活塞孔(42)內(nèi)。
13.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該入口止回閥(52)位于該活塞孔(42)內(nèi)并且該出口流量調(diào)節(jié)裝置(50)位于該活塞(31)內(nèi)。
14.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該入口止回閥(52)為一傘形止回閥(60)。
15.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該出口流量調(diào)節(jié)裝置(50)為一卸壓閥(61)。
16.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該入口止回閥(52)為一球形止回閥(66)。
17.如權(quán)利要求1所述的張緊裝置，其中，該出口流量調(diào)節(jié)裝置(50)包括一球形止回閥(66)。
全文摘要
本發(fā)明包括一液壓式張緊裝置，它無(wú)需外部液壓供應(yīng)地將張力傳給鏈條。該液壓式張緊裝置包括一活塞組件，該活塞組件包括有一空腔的一活塞和圍繞該活塞的一活塞孔。該活塞組件的一端浸沒(méi)在液體中?？刂埔后w進(jìn)入該活塞的入口的一入口止回閥(52)位于液面下。在與該入口止回閥相對(duì)的該活塞組件一端上，一出口止回閥控制液體從該活塞流出。一止回機(jī)構(gòu)連接至該活塞上以使該活塞伸出但收縮不超過(guò)一內(nèi)含回撤量。利用在此回撤量范圍內(nèi)所允許的運(yùn)動(dòng)，即該張緊裝置起到自起動(dòng)泵的作用。
文檔編號(hào)F16H7/08GK1497200SQ0313273
公開(kāi)日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月4日
發(fā)明者G·L·馬克利, G L 馬克利, J·C·哈斯魯普, 哈斯魯普 申請(qǐng)人:博格華納公司