ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНЕЧНОЙ ПЕРЕДАЧИ Российский патент 1998 года по МПК F16H7/08 F16H7/12 

Изобретение относится к гидравлическому натяжному устройству для бесконечной передачи, в частности для цепи передачи двигателя внутреннего сгорания.

Из известного уровня техники уже известным гидравлические натяжные устройства для цепной или другой бесконечной передачи, например устройства, описанные во французском патенте N 2610685, FR, кл. F 16 H 7/08, опубл. 12.08.88.

Такие натяжные устройства имеют корпус, ограничивающий цилиндрический паз (отсек), поршень, установленный скользящим в пазу, и пяту, опирающуюся на бесконечную передачу. Камера высокого давления ограничена частью паза и поршня. Камера является герметичной и соединена с источником рабочей жидкости под давлением посредством перепускного (обратного) клапана, имеющего шарик, воздействующий при положении закрывания на пружину.

Когда ослабляется бесконечная передача, давление, оказываемое поршнем на жидкость, содержащуюся в герметичной камере, уменьшается, и клапан под давлением, оказываемым жидкостью, поступающей из источника, открывается, чтобы увеличить в камере давление. Это увеличение давления вызывает увеличение объема камеры, которое выражается перемещением поршня в направлении, где он натягивает бесконечную передачу до нового состояния равновесия, обеспечивающего заданное натяжение бесконечной передачи.

В случае избыточного давления бесконечной передачи на пяту теоретически поршень не может скользить в направлении, уменьшающем объем камеры, из-за того, что она герметична и заполнена несжимаемой жидкостью, что ограничивает качание бесконечной связи.

Однако жидкость под давлением состоит обычно из минерального масла, в котором перемешано немного воздуха. Следовательно, в герметичную камеру с маслом под давлением вводится некоторое количество воздуха, так что поршень может вибрировать из-за сжимаемости, податливости этого воздуха с риском, когда количество воздуха значительно, уменьшить эффективность натяжного устройства, чтобы ограничить колебания передачи.

С другой стороны, открывание клапана производится, когда разница давления с обеих сторон клапана переходит порог, определяемый жесткостью пружины клапана, что ограничивает гибкость приспособления натяжного устройства к изменениям натяжения бесконечной передачи, в частности колебаниям этой передачи.

Изобретение ставит целью устранить эти недостатки и предложить гидравлическое натяжное устройство, имеющее, в частности, простые, недорогие, надежные средства, позволяющие гибким способом поглощать колебания бесконечной передачи.

С этой целью изобретение направлено на гидравлическое натяжное устройство для бесконечной передачи, в частности для цепи передачи двигателя внутреннего сгорания, имеющее корпус, ограничивающий цилиндрический замкнутый паз, а также поршень, установленный в пазу с возможностью перемещения и воздействия на пяту, находящуюся в контакте с бесконечной передачей, чтобы обеспечить натяжение, отличающееся тем, что дно паза содержит отверстие для соединения с источником жидкости под давлением, закрываемое упругой пластиной, играющей роль перепускного клапана.

Согласно другим отличительным признакам изобретения
упругая пластина ограничивается линией разреза в форме открытого контура (кольцевой щели открытого контура), выполненной в диске, удерживаемом у дна паза с помощью нажимной винтовой пружины, установленной в пазу между поршнем и диском,
нажимная пружина имеет первый конец, расположенный в замкнутом осевом отверстии поршня, снабженный витками постоянного диаметра, а второй конец, контактирующий с периферийной частью диска и боковой стенкой паза, снабженный витками возрастающего диаметра, в направлении удаления от первого конца, причем натяжное устройство, кроме того, включает средства минимального осевого смещения от внутреннего конца в корпусе поршня и конца наибольшего диаметра пружины,
средства минимального осевого смещения (зазора) включают заплечик ограничения возвратного хода поршня, выполненный в боковой стенке паза, на расстоянии от дна паза, предназначенный для взаимодействия с внутренним концом поршня,
поршень перемещается в пазу с радиальным зазором, образующим калиброванный проход жидкости под давлением, для ограничения колебаний поршня в пазу,
поршень содержит на своей внешней поверхности по меньшей мере одну грань (плоский срез), предназначенную для взаимодействия с соответствующим упором, жестко соединенным с корпусом, образующим выступ внутри паза, чтобы препятствовать вращению поршня вокруг своей оси и для ограничения хода выдвижения поршня,
грань располагается аксиально от внешнего конца корпуса поршня до заплечика, выполненного в поршне перпендикулярно его оси, предназначенного взаимодействовать с выступающим упором паза, чтобы ограничить ход выдвижения поршня,
выступающий упор паза выполнен в виде цилиндрического штифта, укрепленного в корпусе перпендикулярно оси поршня,
выступающий упор паза выполнен в виде выступа, входящего в состав корпуса,
внешний конец корпуса поршня снабжен калиброванным отверстием, сообщающимся с пазом, обеспечивающим, с одной стороны, разбрызгивание жидкости под давлением на бесконечную передачу, чтобы ее смазывать, а с другой стороны, ограничение и аммортизацию колебаний, вибраций поршня в пазу.

На фиг. 1 показано натяжное устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез по линии 2-2 на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - частные виды, подобные фиг. 1, показывающие варианты реализации средств упора ограничения хода выдвижения поршня.

На фиг. 1 представлено гидравлическое натяжное устройство 10 для бесконечной передачи согласно изобретению, включающее корпус 12, обычно цилиндрической формы, в котором выполнен осевой глухой паз 14, ограниченный боковой цилиндрической стенкой 16 и дном 18.

Поршень 20 обычно цилиндрической формы, соответствующей форме паза 14, установлен с возможностью перемещения в пазу 14. Поршень 20 включает осевую расточку 22, открытую в сторону внутреннего конца паза поршня.

Своим внешним концом поршень 20 воздействует на пяту 24 известного типа, находящуюся в контакте с бесконечной передачей, чтобы обеспечить ее натяжение.

В примере, проиллюстрированном на фиг. 1, бесконечная передача представляет собой цепь передачи 26 для двигателя внутреннего сгорания известного типа. Натяжное устройство 10 и пята 24 установлены на части картера известным способом, который не будет более детально описан.

Дно 18 паза имеет осевое отверстие 28, предназначенное для соединения с источником жидкости под давлением, такой как минеральное масло, в частности, посредством радиального канала 30, выполненного в корпусе 12. Источником жидкости под давлением может быть, например, масляный насос двигателя (не показан).

Натяжное устройство 10 включает также металлический диск 32 с контуром, соответствующим контуру паза 14, опирающийся одной из своих поверхностей на дно этого паза.

На фиг. 2 можно увидеть, что диск 32 имеет линию 34 выреза, представляющую собой незамкнутый (открытый) контур, ограничивающую центральную часть диска, образующую упругую пластину 36, соединенную с периферией 38 диска с помощью соединительной части 40.

Упругая пластина 36 образует перепускной клапан, обеспечивающий поступление жидкости через отверстие 28 в паз 14, но мешающий проходу жидкости в обратном направлении.

Диск 32 поддерживается у дна 18 паза с помощью нажимной винтовой пружины 42, установленной в пазу 14 между поршнем 20 и диском 32.

Пружина 42 включает первый конец 42А, помещенный в расточке 22 поршня, имеющий витки постоянного диаметра, и второй конец 42В конической формы, имеющий витки возрастающего диаметра, в направлении удаления от первого конца 42А.

Конический конец 42В пружины обеспечивает опору этого конца на периферийную часть 38 диска и боковую поверхность 16 паза, которые радиально отступают относительно боковой поверхности расточки 22.

Натяжное устройство 10, кроме того, имеет средства минимального осевого смещения от внутреннего конца поршня 20 и от конического конца 42В пружины, чтобы, в частности, избежать раздавливания этого конца поршнем во время его смещения в паз 14.

Эти средства смещения включают заплечик 44 ограничения возвратного хода поршня 20, выполненный в боковой стенке 16 паза 14 и расположенный на расстоянии от дна 18 паза, предназначенный взаимодействовать с внутренним концом поршня 20, как это представлено на фиг. 1.

В варианте можно подогнать, приспособить размеры периферийной части 38 диска, паза 14 и расточки 22 таким образом, чтобы заменить пружину 42 на коническом конце пружиной, снабженной витками постоянного диаметра по всей ее длине.

Поршень 20 имеет на своей внешней поверхности два плоских среза 46, диаметрально противоположных друг другу, предназначенных для взаимодействия соответственно с двумя цилиндрическими штифтами 48, закрепленными в корпусе перпендикулярно оси поршня 20, чтобы предотвращать вращение поршня 20 вокруг своей оси.

Каждый плоский срез 46 расположен аксиально от внешнего конца поршня 20 до заплечика 50, выполненного в этом поршне перпендикулярно оси поршня и предназначенного для взаимодействия с выступающим упором ограничения хода выдвижения поршня.

В другом варианте натяжное устройство 10 может иметь единственный плоский срез для предотвращения вращения.

Могут предусматриваться другие формы реализации средств ограничения хода выдвижения поршня, не выходя при этом за рамки изобретения.

В частности, штифты 48 могут быть заменены упорами 48А, выступающими во внутрь паза 14, являющимися составной частью корпуса 12 и образованными, например, чеканкой края внешнего конца этого корпуса 12 (фиг. 3).

При некоторых применениях натяжного устройства согласно изобретению нет необходимости предотвращать вращение поршня 20. В этом случае внешнюю поверхность поршня 20 выгодно ограничить ступенчатой цилиндрической поверхностью, имеющей заплечик 60, причем наружный диаметр внешнего конца поршня 20 меньше диаметра остальной части поршня (фиг. 4). Таким образом, заплечик 60 образует упор для ограничения хода выдвижения поршня 20, предназначенный взаимодействовать, соприкасаться со штифтами 48, представленными на фиг. 4, или, как вариант, упорами 48А, представленными на фиг. 3.

Внешний конец поршня 20 снабжен калиброванным отверстием 52, сообщенным с пазом 14, позволяющим подавать на цепь 26 через проходное отверстие 54, выполненное в пяте 24, жидкость под давлением для смазки этой цепи.

Калиброванное отверстие 52 позволяет также ограничить колебания поршня 20 в пазу 14 из-за вытекания жидкости через это отверстие и поэтому помешать колебаниям цепи 26.

С той же самой целью ограничить колебательные движения поршня 20 этот поршень перемещается в пазу 14 с радиальным зазором 56, образующим кольцевой калиброванный проход жидкости под давлением.

В качестве варианта калиброванное отверстие 52 может быть ликвидировано, при этом жидкость, разбрызгиваемая через калиброванный проход 56, может применяться для смазки цепи 26.

Работа натяжного устройства 10 производится очень просто.

Клапан 36 открыт так, чтобы давление жидкости в питающем отверстии 28 было больше, чем давление напорной камеры 58, ограниченной частью паза 14, соединенного с отверстием 28 и расточкой 22 поршня. Когда клапана 36 открыт, поршень 20 скользит наверх до тех пор, пока пята 24 входит в контакт с натягиваемой цепью 26.

Когда цепь 26 натянута, она противодействует перемещению поршня 20, так что давление жидкости в камере 58 становится выше давления в питающем отверстии 28, вызывая тем самым закрывание клапана 36.

В случае перенапряжения цепи 26, в частности, из-за колебаний этой цепи поршень 20 может легко переместиться во внутрь паза 14 из-за протекания жидкости под давлением через калиброванное отверстие 52 и через радиальный зазор 56. Калиброванное отверстие 52 и радиальный зазор 56 позволяют, следовательно, ограничивать, заглушать случайные колебания цепи.

Когда цепь 26 растянута, ослаблена давление, оказываемое ею на пяту 24, уменьшается, так что давление в камере 58 становится ниже давления, существующего в питающем отверстии 28, вызывая таким образом открывание клапана 36 и перемещение поршня 20 наверх, до тех пор пока он снова натянет цепь 26 и достигнет нового состояния равновесия.

Изобретение имеет многочисленные преимущества.

Сгибание упругой пластины (плоской пружины) 36, образующей клапан, является пропорциональным разнице давления, оказываемого на противоположные стороны этой пластины, так что расход масла, протекающего в камеру 58 давления, зависит от разницы давления между этой камерой и питающим отверстием 28. Следовательно, пластина, играющая роль клапана, позволяет обеспечить эффект регулирования давления в камере 58 в отличие от классических гидравлических натяжных устройств, имеющих шариковые и пружинные клапаны, которые могут открываться только тогда, когда разница давления с обеих сторон клапана превышает заданный порог.

Результатом регулирования давления в камере 58 с помощью пластины, играющей роль клапана, является возможность получить практически постоянное протекание масла в эту камеру 58 и, следовательно, быстрое и непрерывное удаление воздуха, смешанного с маслом, через отверстие 52 и радиальный зазор 56.

Вес пластины, играющей роль клапана, является очень малым, поэтому время реакции натяжного устройства согласно изобретению на противоположные изменения натяжения бесконечной передачи является очень коротким, что обеспечивает хорошее ограничение, подавление колебаний, которым подвержена бесконечная передача.

Клапан, образованный пластиной, вырезанной в металлическом диске, является очень надежным, простым в изготовлении и установке и недорогим.

Когда жидкость под давлением поставляется с помощью масляного насоса двигателя внутреннего сгорания, клапан гидравлического натяжного устройства позволяет избежать создания разрежения камеры давления 58 в случае остановки двигателя и масляного насоса.

Гидравлическое натяжное устройство для бесконечной передачи может быть использовано для натяжения цепи передачи двигателя внутреннего сгорания. Изобретение имеет простые, недорогие надежные средства, позволяющие гибким способом поглощать колебания передачи. Гидравлическое натяжное устройство содержит корпус с глухим цилиндрическим пазом и поршень, установленный в пазу с возможностью перемещения. Поршень для обеспечения натяжения цепи взаимодействует с пятой, находящейся в контакте с бесконечной передачей. В дне паза выполнено отверстие, связанное с источником жидкости под давлением. Перепускной клапан выполнен в виде закрывающей это отверстие упругой сгибаемой пластины. Диск разделен линией разреза на центральную часть, образующую упругую пластину, и периферийную часть, соединенную с центральной - соединительной частью. Периферийная часть удерживается у дна паза с помощью нажимной винтовой пружины, установленной в пазу между поршнем и диском. Пружина имеет с одного конца витки постоянного диаметра и c второго конца витки возрастающего диаметра в направлении удаления от первого конца. Натяжное устройство содержит заплечик ограничения возвратного хода поршня, выполненный в боковой стенке паза, а также радиальный зазор между поршнем и боковой стенкой паза, образующий калиброванный проход жидкости под давлением. Устройство, в случае необходимости, может быть снабжено средствами, препятствующими вращению поршня вокруг своей оси. Внешний конец поршня снабжен калибрoвaнным отверстием, обеспечивающим разбрызгивание жидкости под давлением на бесконечную передачу и ее смазку, а также ограничение и аммортизацию колебаний поршня в пазу. 10 з.п. ф-лы. 4 ил.

1. Гидравлическое натяжное устройство для бесконечной передачи, в частности цепи передачи двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус с глухим цилиндрическим пазом и поршень, установленный с возможностью перемещения в этом пазу и взаимодействия с пятой, контактирующей с бесконечной передачей для обеспечения ее натяжения, а также перепускной клапан для соединения с источником жидкости под давлением, отличающееся тем, что в дне паза выполнено отверстие, связанное с источником жидкости под давлением, а перепускной клапан выполнен в виде закрывающей это отверстие упругой сгибаемой пластины, которая ограничена линией разреза по форме открытого контура, выполненной в диске и разделяющей диск на центральную часть, образующую упругую пластину, и периферийную часть, соединенную с центральной - соединительной частью, при этом периферийная часть удерживается у дна паза. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что периферийная часть диска удерживается у дна паза с помощью нажимной винтовой пружины, установленной в пазу между поршнем и диском. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что нажимная пружина имеет первый конец, расположенный в замкнутом осевом отверстии поршня, имеющий витки постоянного диаметра, и второй конец, контактирующий с периферийной частью диска и боковой стенкой паза, имеющий витки возрастающего диаметра в направлении удаления от первого конца, причем натяжное устройство включает, кроме того, средства осевого минимального смещения от внутреннего конца в корпусе поршня и конца наибольшего диаметра пружины. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что средства минимального осевого смещения включают заплечик ограничения возвратного хода поршня, выполненный в боковой стенке паза на расстоянии от дна паза, предназначенный для взаимодействия с внутренним концом поршня. 5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что между поршнем и боковой стенкой паза имеется радиальный зазор, образующий калиброванный проход для жидкости под давлением для ограничения колебания поршня в пазу. 6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что поршень имеет на своей внешней поверхности по меньшей мере один плоский срез, предназначенный для взаимодействия с соответствующим упором, жестко соединенным с корпусом, выступающим внутрь паза, препятствуя вращению поршня вокруг своей оси. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что плоский срез расположен аксиально от внешнего конца корпуса поршня до заплечика, выполненного в поршне перпендикулярно его оси и предназначенного для взаимодействия с выступающим упором паза и ограничения хода выдвижения поршня. 8. Устройство по любому из пп. 1 - 5, отличающееся тем, что внешняя сторона поршня ограничена ступенчатой цилиндрической поверхностью, имеющей заплечик, предназначенный для взаимодействия с по меньшей мере одним дополнительным упором, жестко соединенным с корпусом, образующим выступ внутри паза для ограничения хода выдвижения поршня. 9. Устройство по любому из пп.6 - 8, отличающееся тем, что выступающий упор паза выполнен в виде цилиндрического штифта, укрепленного в корпусе перпендикулярно оси поршня. 10. Устройство по любому из пп.6 - 8, отличающееся тем, что выступающий упор паза выполнен в виде выступа, являющегося частью корпуса. 11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что внешний конец корпуса поршня снабжен калиброванным отверстием, сообщенным с пазом, обеспечивающим разбрызгивание жидкости под давлением на бесконечную передачу и ее смазку, а также ограничение и аммортизацию колебаний поршня в пазу.