ГИДРОНАТЯЖИТЕЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВА НАТЯЖЕНИЯ ЦЕПИ Российский патент 2002 года по МПК F16H7/08 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения (преимущественно к моторостроению) и предназначено для использования в конструкциях гидронатяжителей цепей (ремней).

Известен гидронатяжитель для устройства натяжения цепей фирмы "Ina" ФРГ по патенту ФРГ N 3636918, МПК F 16 H 7/08 и патенту ФРГ N 3636919, МПК F 16 H 7/08, состоящий из корпуса и плунжера, составляющие прецизионную пару, плунжер поджат в направлении натяжения цепи пружиной. Плунжер в нерабочем состоянии гидронатяжителя фиксируется в корпусе с помощью монтажного кольца, которое при этом находится в канавке корпуса. В рабочем состоянии гидронатяжителя монтажное кольцо не ограничивает движения плунжера относительно корпуса и находится в канавке плунжера. Гидронатяжитель имеет также упорное кольцо, для которого предусмотрен ряд кольцевых канавок на корпусе и одна кольцевая канавка на плунжере и которое допускает обратный ход плунжера навстречу направлению натяжения цепи, при этом величина обратного хода ограничивается шириной канавки на плунжере. Упорное кольцо совместно с кольцевыми канавками на внутренней цилиндрической расточке корпуса составляет ступенчатый шаговый механизм, обеспечивающий перемещение плунжера в корпусе под действием пружины и давления масла при вытяжке цепи и не позволяющий перемещения плунжера в обратном направлении. Гидронатяжитель имеет обратный клапан, установленный на плунжере, и отверстия в боковых стенках корпуса и плунжера для подвода масла из системы смазки двигателя.

Недостатком конструкции данного гидронатяжителя является технологическая сложность выполнения профилированных кольцевых канавок на внутренней цилиндрической поверхности корпуса гидронатяжителя и сложность контроля размеров этих канавок.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому изобретению является гидронатяжитель для устройства натяжения цепи по патенту Российской Федерации N 2067232 МПК F 16 Н 7/08, содержащий корпус с отверстием, имеющий на внутренней поверхности расточки и канавку, расположенный в отверстии корпуса и составляющий с ним прецизионную пару плунжер с двумя канавками на наружной поверхности, упорный торец которого предназначен для взаимодействия с башмаком цепи. Монтажное кольцо расположено при нерабочем состоянии гидронатяжителя в канавке корпуса, а при рабочем состоянии - в канавке плунжера. Упорное кольцо составляет с расточками корпуса и второй канавкой плунжера ступенчатый шаговый механизм. Корпус выполнен в виде трубки с резьбой для резьбовой крышки, в которой установлен обратный клапан, а на торце имеется паз для подачи масла через отверстие крышки в полость гидронатяжителя.

Недостатком конструкции этого гидронатяжителя является также технологическая сложность выполнения и контроля профилированных кольцевых канавок на внутренней цилиндрической поверхности корпуса. Кроме того, в данной конструкции имеет место выпадение плунжера из корпуса при разрядке гидронатяжителя, что неудобно при эксплуатации.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение технологичности изготовления гидронатяжителей, усовершенствование конструкции, повышение надежности и упрощение обслуживания в условиях эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый гидронатяжитель устройства для натяжения цепи, содержащий полый цилиндрический корпус, крышку с обратным клапаном, силовую пружину, плунжер, составляющий с корпусом прецизионную пару, выполненный в виде стакана с глухим торцом, контактирующим с башмаком цепи, шаговый механизм одностороннего действия, расположенный на прецизионной поверхности пары и содержащий упорное кольцо и на плунжере ряд кольцевых канавок несимметричного профиля и канавку для монтажного кольца отличается тем, что плунжер снабжен двумя дополнительными канавками, одна из которых находится в промежутке между канавками шагового механизма и канавкой для монтажного кольца и образована конической и цилиндрической поверхностями и плоскостью, перпендикулярной оси плунжера, причем глубина канавки больше диаметра сечения проволоки упорного кольца; другая канавка расположена со стороны открытого торца плунжера и имеет прямоугольное сечение, а в корпусе имеется ступенчатая канавка, в которой разность между радиусом цилиндрической поверхности канавки большего радиуса и радиусом плунжера больше диаметра сечения проволоки упорного кольца, а разность между радиусом цилиндрической поверхности канавки меньшего радиуса и радиусом плунжера меньше диаметра сечения проволоки упорного кольца.

Кроме того, в корпусе гидронатяжителя в плоскости, проходящей через середину цилиндрической поверхности большего радиуса ступенчатой канавки, выполнены минимум два радиальных отверстия.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез гидронатяжителя в нерабочем транспортном положении; на фиг. 2 показано расположение упорного кольца относительно корпуса и плунжера при работе шагового механизма; на фиг. 3 представлено взаимное расположение корпуса, плунжера и упорного кольца при вводе плунжера в корпус; на фиг. 4 изображено относительное расположение плунжера, корпуса и упорного кольца при упоре плунжера в корпус под действием усилия со стороны башмака цепи; фиг. 5 отражает положение плунжера и корпуса при разрядке гидронатяжителя.

На фиг. 6 показан возможный вариант исполнения корпуса гидронатяжителя с отверстиями для демонтажа упорного кольца.

Гидронатяжитель 1 устройства натяжения цепи включает в себя корпус 2 и плунжер 3, составляющие прецизионную пару, крышку 4 с шариковым обратным клапаном 5. Пружина 6 внутри плунжера 3 поджимает плунжер 3 в направлении натяжения цепи. Монтажное кольцо 7 обеспечивает целостность гидронатяжителя до его установки на двигатель (положение, соответствующее фиг. 1). При этом монтажное кольцо 7 находится в канавке 8 корпуса 2 гидронатяжителя 1. В рабочем положении гидронатяжителя 1 монтажное кольцо 7 находится в канавке 9 плунжера 3 и не препятствует передвижению плунжера 3 в корпусе 2. В рабочем состоянии плунжер 3 связан с корпусом 2 ступенчатым шаговым механизмом.

Шаговый механизм включает в себя ряд кольцевых канавок 10, выполненных на плунжере 3, упорное разрезное кольцо 11 и ступенчатую канавку 12, выполненную на внутренней расточке корпуса 2. Профиль ступенчатой канавки 12 (фиг. 2) образуется плоскостями 13 и 14, цилиндрическими поверхностями 15 и 16 и конической поверхностью 17, причем канавка выполнена таким образом, что соблюдаются условия:
R₁-R₃>d, a R₂-R₃<d,
где R₁ и R₂ - радиусы цилиндрических поверхностей 15 и 16 канавки 12,
R₃ - радиус прецизионной поверхности плунжера 3,
d - диаметр сечения проволоки упорного кольца 11.

Профиль кольцевых канавок 10 на плунжере 3 образуется коническими поверхностями 18 и 19.

На плунжере 3 имеется канавка 20 (фиг. 3), образованная конической поверхностью 21, цилиндрической поверхностью 22 и плоскостью 23, причем для канавки соблюдается условие:
R₃-R₄>d,
где R₄ - радиус поверхности 22, т. е. глубина канавки 20 несколько больше диаметра сечения проволоки упорного кольца 11.

Перед установкой плунжера 3 в корпус 2 гидронатяжителя на плунжер в канавку 20 устанавливается упорное разрезное кольцо 11 и как показано на фиг. 3, плунжер 3 с кольцом 11 вводится с некоторым усилием в корпус 2, при этом происходит сжатие упорного кольца, за счет имеющегося в нем разреза.

Для облегчения операции сборки на корпусе выполнена пологая заходная фаска 24. Перемещение плунжера 3 при сборке в корпусе 2 производится до совпадения канавки 20 на плунжере 3 со ступенчатой канавкой 12 на корпусе 2. При этом упорное кольцо 11 за счет собственной упругости разжимается и устанавливается в канавке 12 корпуса 2. Взаимное расположение деталей соответствует фиг. 1 и фиг. 2, при этом обеспечивается определенный преднатяг кольца 11 по канавке 10.

На плунжере 3 имеется также дополнительная канавка 25 прямоугольного профиля (фиг. 5), глубина которой также превышает диаметр сечения проволоки упорного кольца 11, т. е. и для этой канавки справедливо условие R₃-R₄>d.

Замкнутый рабочий объем А внутренней полости гидронатяжителя образуется корпусом 2, плунжером 3, обратным шариковым клапаном 5 и крышкой 4, вворачивающейся в корпус 2 по резьбе 26 посредством паза 27. Шариковый обратный клапан 5 имеет шарик 28 и колпачок 29 с отверстиями для прохода масла в полость А при открытом клапане 5.

Шарик 28 прижимается к крышке 4 пружиной 30 и закрывает отверстие 21 подвода масла из масляной системы двигателя.

Гидронатяжитель 1 работает следующим образом.

Гидронатяжитель устанавливается в корпусную деталь двигателя (на чертеже не показана) по поверхности 32 корпуса 2. Для ввода в действие гидронатяжителя через специальное отверстие в крышке корпусной детали производится нажатие в осевом направлении на торец 33 гидронатяжителя. При этом плунжер 3 сферическим торцом 34 соприкасается с сопрягаемой поверхностью башмака цепи с усилием, достаточным для перемещения плунжера 3 в корпусе 2 в направлении сжатия пружины 6. При совпадении канавки 9 на плунжере 3 с осевой координатой монтажного кольца 7, последнее соскальзывает в канавку 9 и не препятствует осевому перемещению плунжера в направлении натяжения цепи. Гидронатяжитель вступает в работу. Отверстие в крышке корпусной детали закрывается специальной пробкой (на чертеже также не показана).

Масло из масляной системы двигателя по шлицевому пазу 27 и отверстию 31 поступает на вход обратного клапана 5 и, преодолевая затяжку пружины 30, открывает клапан и заполняет полость "А" гидронатяжителя.

При работе двигателя по мере износа и вытяжки цепи плунжер 3 под действием пружины 6 выдвигается из корпуса 2, обеспечивая постоянный контакт торца 34 с башмаком цепи и тем самым, поддерживая необходимое натяжение цепи. При этом происходит последовательная фиксация плунжера 3 по канавкам 10 посредством упорного упругого разрезного кольца 11. Кольцо 11 прижимается к плоской поверхности 14 ступенчатой канавки 12 и за счет выполнения достаточно пологой конической поверхности 18 канавки 10 на плунжере 3 происходит разжатие упорного кольца 11, что обеспечивает перемещение плунжера 3 в сторону натяжения цепи двигателя с четкой фиксацией его по канавкам 10.

При работе двигателя плунжер 3 может перемещаться в сторону сжатия пружины 6 на величину "Б" (фиг. 4). В этом случае упорное кольцо 11 защемляется между конической поверхностью 19 канавки 10 на плунжере 3, конической поверхностью 17 и цилиндрической поверхностью 16 ступенчатой канавки 12 на корпусе 2. Упорное кольцо 11 жестко фиксируется в канавке 10 также за счет того, что разность R₂-R₃<d, т. е. упорное кольцо 11 не может позволить дальнейшее перемещение плунжера 3 в направлении сжатия пружины 6.

Возможность перемещения плунжера 3 в сторону сжатия пружины 6 на величину "Б" является положительным фактором, т. к. при этом происходит амортизация колебаний и толчков в приводе. Нагрузки, воспринимаемые от цепи плунжером, передаются маслу в рабочей полости "А", которое своим давлением закрывает обратный клапан 5, и замкнутый объем "А" становится гидроупором. Нагрузки демпфируются за счет прохождения масла через зазоры по прецизионной поверхности между корпусом 2 и плунжером 3 и по резьбе 26.

При снятии гидронатяжителя с двигателя плунжер 3 под действием пружины 6 выдвигается из корпуса до тех пор, пока упорное кольцо 11 не совместится с канавкой 25 на плунжере 3 (фиг. 5). В этом положении пружина 6 имеет уже незначительный преднатяг и усилие пружины 6 рассчитывается таким образом, чтобы плунжер 3 удерживался в корпусе 2. Этому способствует также некоторое превышение наружного диаметра кольца 11 над диаметром плунжера.

Для извлечения плунжера 3 из корпуса 2 к плунжеру необходимо приложить дополнительное осевое усилие, благодаря чему кольцо 11 сожмется и будет обеспечен выход плунжера 3 из корпуса 2.

Демонтаж упорного кольца 11 возможен также посредством вспомогательного инструмента (на чертеже не показан), позволяющего сжимать кольцо 11 через радиальные отверстия 35, выполненные в корпусе 2 (фиг. 6).

При работе натяжителя в режиме натяжения цепи в канавке 12 корпуса 2 постоянно находится упорное кольцо 11, относительно которого происходит перемещение плунжера 3 и его последовательная фиксация по канавкам 10. Это обстоятельство существенно снижает вероятность заклинивания плунжера 3 относительно корпуса 2, что имеет место в гидронатяжителях, где канавки шагового механизма выполнены в корпусе, а упорное кольцо расположено в канавке плунжера.

Таким образом, выполнение гидронатяжителя согласно приведенным описанию и чертежу позволяет улучшить технологичность изготовления гидронатяжителей, повысить надежность их работы и упростить техническое обслуживание в эксплуатации.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к моторостроению. Гидронатяжитель содержит полый цилиндрический корпус 2, крышку 4 с обратным клапаном 5, силовую пружину 6, плунжер 3, выполненный в виде стакана и составляющий с корпусом 2 прецизионную пару. На плунжере 3 имеется ряд канавок несимметричного профиля и две дополнительные канавки 20, 25, одна из которых находится в промежутке между канавками 10 шагового механизма и канавкой 9 для монтажного кольца, а другая канавка 25 прямоугольного сечения расположена со стороны открытого торца плунжера 3. В корпусе 2 гидронатяжителя имеется ступенчатая канавка, в которой располагается упорное кольцо 11. Технический результат: повышение технологичности изготовления и технического обслуживания, повышение надежности работы. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. Гидронатяжитель устройства для натяжения цепи, содержащий полый цилиндрический корпус, крышку с обратным клапаном, силовую пружину, плунжер, составляющий с корпусом прецизионную пару и выполненный в виде стакана с глухим торцом, контактирующим с башмаком цепи, шаговый механизм одностороннего действия, расположенный на прецизионной поверхности пары и содержащий упорное кольцо и на плунжере ряд кольцевых канавок несимметричного профиля и канавку для монтажного кольца, отличающийся тем, что плунжер снабжен двумя дополнительными канавками, одна из которых находится в промежутке между канавками шагового механизма и канавкой для монтажного кольца и образована конической и цилиндрической поверхностями и плоскостью, перпендикулярной оси плунжера, причем глубина канавки больше диаметра сечения проволоки упорного кольца, другая канавка расположена со стороны открытого торца плунжера и имеет прямоугольное сечение, а в корпусе имеется ступенчатая канавка, в которой разность между радиусом цилиндрической поверхности канавки большего диаметра и радиусом плунжера больше диаметра сечения проволоки упорного кольца, а разность между радиусом цилиндрической поверхности канавки меньшего диаметра и радиусом плунжера меньше диаметра сечения проволоки упорного кольца. 2. Гидронатяжитель по п. 1, отличающийся тем, что в корпусе в плоскости, проходящей через середину цилиндрической поверхности большего радиуса ступенчатой канавки выполнены по крайней мере два радиальных отверстия.