АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАТЯЖЕНИЯ ГИБКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2006 года по МПК F16H7/08 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к передачам с гибкой связью.

Известен натяжной механизм (см. пат. ФРГ DE 19680487 С1, М.кл. F 16 Н 7/08 с приоритетом от 29.06. 95 г.), содержащий кронштейн с натяжным роликом и автоматическое натяжное устройство для гибких элементов фирмы INA (чертеж прилагается). Основным элементом механизма является автоматическое натяжное устройство, состоящее из корпуса с основанием, на котором установлена цилиндрическая гильза, образующая с корпусом кольцевую камеру для масла, крышку с жестко закрепленным плунжером гильзы, дно которой имеет канал для подвода масла из кольцевой камеры и шариковый обратный клапан. При этом в камере аксиально наружной поверхности гильзы установлена распорная пружина, контактирующая с крышкой. У крышки на наружной поверхности выполнен осевой выступ в виде обечайки, сопряженный с корпусом грязезащитной эластичной манжетой. Такое конструктивное исполнение решило проблему гашения колебательных процессов гибкого элемента, используя гидравлический демпфер. Однако наличие эластичной грязезащитной манжеты, ограничивающей выход масла из камеры и работающей в циклическом режиме, привело к снижению эксплуатационной надежности устройства вследствие возможного разрушения манжеты из-за случайного механического разрыва или циклического разрушения, вызванного старением материала. Кроме этого, приведенная в патенте кинематическая схема работы устройства в натяжном механизме способствует появлению на крышке динамических крутящих моментов, вызванных демпфированием колебательных процессов. Динамические моменты передаются через сопряжения крышка-плунжер-гильза на корпус и гасятся на неподвижном основании двигателя. При передаче момента через элементы связи гильзы с корпусом в местах сопряжения возникают многократно увеличенные усилия за счет небольшого плеча, равного диаметру гильзы. Следовательно, консольное закрепление гильзы у основания корпуса приводит к возрастанию усилий, воздействующих на элементы заделки и, как следствие, может привести в выходу их из строя.

Известно автоматическое устройство для натяжения гибких элементов (см. заявка №2002129661/28 (031204) от 04.11.2002 г.), содержащее корпус с основанием и цилиндрическим буртиком с аксиальной проточкой, на котором установлена цилиндрическая гильза, образующая с корпусом кольцевую камеру для масла. Внутренняя поверхность гильзы и плунжер образуют плунжерную пару. Плунжер жестко закреплен на крышке корпуса. На наружной поверхности крышки выполнен осевой выступ в виде обечайки, который может перекрывать цилиндрический буртик основания корпуса. При этом на коаксильно наружной поверхности проточки буртика установлена распорная пружина. Цилиндрическая гильза со стороны основания корпуса имеет дно, в котором выполнен канал для подвода масла и шариковый обратный клапан. Указанное техническое решение использовало для гашения колебательных процессов гибкого элемента гидравлический демпфер плунжерной пары. Известно, что система гидравлического демпфирования успешно работает только при отсутствии в ней воздуха. Предложенное техническое решение не показало пути решения проблемы, связанной с попаданием воздуха, как при заполнении внутренних полостей маслом в процессе сборки, так и при транспортировке и работе в составе двигателя. Это обстоятельство привело к снижению надежности и работоспособности устройства. Дополнительно к этому следует отметить тот факт, что конструктивная сложность и, соответственно, высокая себестоимость также привели к ограничению применения данного устройства в двигателях внутреннего сгорания.

Известен гидронатяжитель для натяжения цепи (см. пат. РФ №2178847 С2, М.кл. F 16 Н 7/08 от 25.01.2000 г.), содержащий полый цилиндрический корпус, крышку с обратным клапаном, силовую пружину, плунжер в виде стакана, составляющий с корпусом плунжерную пару. На плунжере имеется ряд канавок треугольного профиля. В корпусе выполнена кольцевая расточка специального профиля, в которой установлено упорное кольцо. Упорное кольцо может последовательно взаимодействовать с канавками плунжера с образованием шагового механизма торможения при перемещении плунжера в сторону крышки (обратный ход). В указанной конструкции максимально возможный обратный ход плунжера непосредственно связан с шагом канавок и осевой протяженностью кольцевой расточки корпуса, а более конкретно равен их сумме. Это обстоятельство при упругофрикционном демпфировании колебательных процессов приводит к появлению резонансных пиков с амплитудами в диапазоне максимального обратного хода плунжера. Резонансные пики упругого элемента способствуют увеличению динамических нагрузок на упорное кольцо, которые могут привести к разрушению сопряженных элементов и нарушению работоспособности изделия.

Целью изобретения является усовершенствование конструкции, повышение надежности и работоспособности автоматического устройства для натяжения гибких элементов путем использования упругофрикционного демпфирующего устройства с уменьшенным обратным ходом.

Указанная цель достигается тем, что в известном автоматическом устройстве для натяжения гибких элементов, содержащем корпус, на основании которого выполнен цилиндрический буртик с аксиальной проточкой и кольцевой расточкой на внутренней поверхности с упорным кольцом, крышку с осевым выступом в виде обечайки и жестко закрепленным плунжером с рядом равномерно расположенных канавок несимметричного профиля, распорную пружину, установленную коаксиально наружной поверхности проточки буртика, при этом осевой выступ крышки может перекрывать цилиндрический буртик основания корпуса, на внутренней поверхности буртика дополнительно выполнена, по меньшей мере, еще одна кольцевая расточка с упорным кольцом, установленным с возможностью взаимодействия с канавками плунжера, шаг расточек не кратен шагу канавок, при этом на наружной поверхности буртика выполнена ступенчатая канавка с монтажным кольцом, которое может взаимодействовать с расточкой трапециального профиля на внутренней поверхности осевого выступа крышки с образованием монтажной капсулы, шаг расточек цилиндрического буртика связан с шагом канавок плунжера следующим соотношением: k=t(1+1/n), где k - шаг расточек буртика; t - шаг канавок плунжера; n - количество расточек буртика.

На чертеже изображен продольный разрез автоматического устройства для натяжения гибких элементов (монтажное состояние).

Устройство содержит корпус 1 с основанием 2, крышку 3. На основании 2 корпуса 1 выполнен цилиндрический буртик 4 с проточкой 5. На внутренней поверхности буртика 4 с шагом «k» выполнены кольцевые расточки 6, в которых установлены упорные кольца 7. На крышке 3 закреплен плунжер 8, на наружной поверхности которого с шагом «t» выполнены канавки 9. Шаг «k» расточек 6 не кратен шагу «t» канавок 9, т.е. k=1,5t. Вдоль наружной поверхности проточки 5 установлена распорная пружина 10. Крышка 3 имеет осевой выступ 11 в виде обечайки. На наружной поверхности буртика 4 выполнена ступенчатая канавка 12, где установлено монтажное кольцо 13, которое при транспортировке и монтаже в двигатель сопрягается с расточкой 14 осевого выступа 11.

Автоматическое натяжное устройство работает следующим образом. После установки устройства в двигатель крышку 3 смещают в осевом направлении к корпусу 1. Монтажное кольцо 13 выходит из сопряжения с проточкой 14 осевого выступа 11 и капсула раскрывается. Распорная пружина 10 начинает перемещать крышку 3, выбирая слабину и натягивая гибкий элемент. При этом упорные кольца 7 последовательно взаимодействуют с канавками 9 плунжера 8. После выбирания слабины каждое из упорных колец 7 займет определенное положение относительно канавок 9 плунжера 8, а именно одно кольцо в канавке, второе посередине между канавками. После запуска двигателя динамические нагрузки от колебательных процессов упругого элемента будут гаситься через сопряжение - канавка 9, упорное кольцо 7, расточка 6 на корпусных деталях двигателя. При этом не кратность шагов расточек 6 и канавок 9 обеспечила величину максимально возможного обратного хода плунжера 8 в пределах половины шага канавок 9. Это позволяет получить требуемую работоспособность в режиме упругофрикционного демпфирования колебательных процессов без использования гидравлического демпфера, что упростило конструкцию и повысило ее надежность.

Таким образом, предложенное конструктивное решение, уменьшив максимально возможный обратный ход плунжера, обеспечило снижение динамических нагрузок при упругофрикционном демпфировании колебательных процессов, что привело к упрощению конструкции, повышению работоспособности и надежности устройства.

Устройство содержит корпус 1 с основанием 2, крышку 3. На основании 2 корпуса 1 выполнен цилиндрический буртик 4 с аксиальной проточкой 5. На внутренней поверхности цилиндрического буртика 4 с шагом "k" выполнены кольцевые расточки 6, в которых установлены упорные кольца 7. На крышке 3 закреплен плунжер 8, на наружной поверхности которого с шагом "t" выполнены канавки 9. Шаг "k" кольцевых расточек 6 не кратен шагу "t" канавок 9, т.е. k=1,5t. Вдоль наружной поверхности аксиальной проточки 5 установлена распорная пружина 10. Крышка 3 имеет осевой выступ 11 в виде обечайки. На наружной поверхности цилиндрического буртика 4 выполнена ступенчатая канавка 12, где установлено монтажное кольцо 13, которое может взаимодействовать с расточкой трапециального профиля 14 на внутренней поверхности осевого выступа 11 крышки 3 с образованием монтажной капсулы. Технический результат заключается в повышении надежности и работоспособности автоматического устройства для натяжения гибких элементов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Автоматическое устройство для натяжения гибких элементов, содержащее корпус, на основании которого выполнен цилиндрический буртик с аксиальной проточкой и кольцевой расточкой на внутренней поверхности с упорным кольцом, крышку с осевым выступом в виде обечайки и жестко закрепленным плунжером с рядом равномерно расположенных канавок несимметричного профиля, распорную пружину, установленную коаксиально наружной поверхности аксиальной проточки цилиндрического буртика, при этом осевой выступ крышки может перекрывать цилиндрический буртик основания корпуса, отличающееся тем, что на внутренней поверхности цилиндрического буртика дополнительно выполнена, по меньшей мере, еще одна кольцевая расточка с упорным кольцом, установленным с возможностью взаимодействия с канавками плунжера, шаг кольцевых расточек не кратен шагу канавок, при этом на наружной поверхности цилиндрического буртика выполнена ступенчатая канавка с монтажным кольцом, которое может взаимодействовать с расточкой трапециального профиля на внутренней поверхности осевого выступа крышки с образованием монтажной капсулы.2. Автоматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что шаг кольцевых расточек цилиндрического буртика связан с шагом канавок плунжера следующим соотношением:

k=t(1+1/n),

где k - шаг расточек цилиндрического буртика;

t - шаг канавок плунжера;

n - количество кольцевых расточек цилиндрического буртика.