МЕХАНИЗМ НАТЯЖЕНИЯ Российский патент 2012 года по МПК F16H7/12 

Область техники

Настоящее изобретение относится к механизму натяжения, в частности к механизму натяжения, содержащему три или более концентрических цилиндрических вкладыша, каждый из которых сцепляется посредством силы трения с рычагом и втулкой для демпфирования движения рычага в смазывающем покрытии.

Уровень техники

Два наиболее распространенных прототипа вращающихся элементов, таких как кулачковые валы и уравнительные валы, синхронно приводимых в действие от коленчатого вала, представляют собой цепи синхронизации и зубчатые ремни привода распределительного вала. Цепям синхронизации для работы требуется машинное масло. Для сравнения, большинство устройств зубчатых ремней привода распределительного вала нуждаются в отсутствии масла в ременном приводе, поскольку наличие масла может повредить зубчатый ремень привода и препятствовать его намеченному использованию. Современные усовершенствования зубчатых ремней привода более не требуют, чтобы ремень был изолирован от масляной среды.

Однако модернизация зубчатых ремней привода для работы в масле приводит к появлению других проблем, которые необходимо устранить. Одна из специфических проблем заключается в надлежащем натяжении ременного привода, чтобы сохранять синхронизацию кулачкового вала и коленчатого вала. Если кулачковый вал или другой синхронно приводимый в действие компонент коленчатого вала более не синхронизирован с коленчатым валом, это может привести к катастрофическому ущербу для двигателя.

Для того чтобы передавать энергию через зубчатый ремень от вращающегося коленчатого вала, одна сторона ремня натянута вблизи коленчатого вала и обычно именуется специалистами в данной области ведущей ветвью ремня. Наоборот, другая сторона называется ведомой ветвью ремня, поскольку ремень отдален от коленчатого вала. Важно обеспечить натяжение ведомой ветви ремня для того, чтобы предотвратить чрезмерное ослабление ремня и, следовательно, потерю синхронизации между коленчатым валом и компонентами, вращаемыми им. Специалисты в данной области обычно называют данную потерю синхронизации «срывом» или «защемлением».

Осложнением проблемы устранения ослабления ремня с целью предотвращения «срыва» или «защемления» являются чрезмерные движение или вибрация рычага механизма натяжения, вызванные угловой вибрацией мотора. Чрезмерное движение рычага может не только привести к ситуации «срыва» или «защемления», но, кроме того, может сократить срок службы механизма натяжения, а также зубчатого ремня. Для того чтобы свести к минимуму величину вибрации рычага, обычно используется фрикционное демпфирование с целью предотвращения отдаления механизма натяжения от зубчатого ремня.

Присутствие смазки делает фрикционное демпфирование затруднительным. Очевидно, что применение смазочного материала на двух трущихся поверхностях делает относительное перемещение между двумя поверхностями более легким.

Типичным примером предшествующего уровня техники является патент США №5064405, в котором раскрываются регулируемая фиксированная ось и динамический натяжитель, включающий в себя как способ настройки натяжения в системе цепной или ременной передачи, так и устройство для настройки момента трения, соответствующего моменту настройки системы. Способ включает прижатие натяжителя к устойчивой опорной поверхности с помощью достаточной нагрузки пружины, так что искомый момент трения будет необходим для вращения натяжителя. Рычаг механизма натяжения затем вращается внутри зубчатого ремня или цепи до тех пор, пока, при устранении момента настройки, ремень или цепь не начнут вращать рычаг натяжителя в обратном направлении, и искомый момент трения в механизме натяжения не приведет к тому, что искомое натяжение настройки останется в системе. Устройство содержит рычаг механизма натяжения, установленный на шарнирном соединении на неподвижной поверхности посредством пружины, зацепляющей рычаг и прижатой к неподвижной поверхности. Модификации включают в себя введение деформируемого соединительного элемента, такого как эластомерное шинное соединение или пружина, между устойчивой опорной поверхностью и рычагом механизма натяжения.

Существует необходимость в механизме натяжения, содержащем три или более концентрических цилиндрических вкладыша, каждый из которых сцепляется посредством силы трения с рычагом и втулкой для демпфирования движения рычага в смазывающем покрытии. Настоящее изобретение удовлетворяет данную необходимость.

Краткое описание изобретения

Важнейшим аспектом данного изобретения является создание механизма натяжения, содержащего три или более концентрических цилиндрических вкладыша, каждый из которых сцепляется посредством силы трения с рычагом и втулкой для демпфирования движения рычага в смазывающем покрытии.

Другие аспекты изобретения будут указаны или станут очевидными после прочтения последующего описания настоящего изобретения, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Согласно изобретению создан механизм натяжения, содержащий основание, имеющее втулку; рычаг, шарнирно зацепленный с втулкой; пружину, подсоединенную между рычагом и основанием; шкив, соединенный с помощью оси с рычагом; регулировочное устройство, сцепленное с втулкой для того, чтобы вращательно регулировать положение втулки на опорной поверхности; и три или более концентрических цилиндрических вкладыша, каждый из которых сцепляется посредством силы трения с рычагом и втулкой для демпфирования движения рычага; причем каждый концентрический цилиндрический вкладыш подходит для работы со смазывающим покрытием.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, являющиеся неотъемлемой частью описания изобретения, иллюстрируют предпочтительные варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для разъяснения принципов настоящего изобретения. На чертежах:

Фиг.1 - вид в поперечном сечении механизма натяжения; и

Фиг.2 - вид с разнесением деталей механизма натяжения.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 представлен механизм натяжения в поперечном сечении. Механизм натяжения содержит регулировочное устройство 1. Регулировочное устройство 1 является эксцентриковым и используется для приведения рычага 4 механизма натяжения в надлежащий контакт с зубчатым ремнем во время монтажа. Рабочий инструмент (не показан) вставляется в секцию 110 размещения рабочего инструмента, посредством чего вращается регулировочное устройство 1. Регулировочное устройство 1 вращается вокруг оси А-А, причем оно поворачивается относительно болта или другой подходящей детали крепежа (не показано), которая проходит сквозь регулировочное устройство 1 и приводит механизм натяжения в нужное положение посредством движение втулки 10.

Шкив 5 является компонентом, который непосредственно контактирует с зубчатым ремнем (не показано) для обеспечения надлежащего натяжения ремня. Шкив 5 соединен с помощью оси с рычагом 4 посредством подшипника 51. Подшипник 51 содержит шарикоподшипник, как показано на чертеже, хотя он также может содержать игольчатый подшипник или другой подходящий подшипник, известный в данной области техники. Шкив 5 показан с плоской поверхностью 51 для сцепления с тыльной стороной зубчатого ремня привода.

Рычаг 4 присоединяется к внутреннему кольцу подшипника 51 и поджимается относительно зубчатого ремня пружиной 11. Пружина 11 является витой пружиной и имеет конец, сцепленный с рычагом 4. Пружина 11 также соединена с основанием 6. Основание 6 статически прикреплено к мотору, который работает как опорная поверхность механизма натяжения. Крутящий момент от пружины 11 и рабочей длины рычага 4 используется для создания натяжения зубчатого ремня.

Цилиндрический элемент 3 установлен с тугой посадкой (запрессован) в рычаг 4. Фланец 8 установлен со свободной посадкой на втулку 10 и является неподвижным относительно втулки 10. Втулка 10 запрессована в основание 6. С учетом оси А-А, элемент 3 располагается в середине между цилиндрическим фланцем 8 и втулкой 10. Во время работы рычаг 4 и элемент 3 являются подвижными относительно втулки 10 и фланца 8. Втулка 10 и фланец 8 не двигаются во время работы механизма натяжения, поскольку они жестко соединены с основанием.

Срединное расположение элемента 3 образует три отдельных поверхности трения, которые контактируют с вкладышем 2, вкладышем 7 и вкладышем 9, фрикционные контакты которых создают фрикционную амортизацию. Каждый вкладыш 2, 7 и 9 является цилиндрическим.

Вкладыш 2 расположен между элементом 3 и регулировочным устройством 1 и между элементом 3 и втулкой 10. Вкладыш 2 содержит секцию 21 и секцию 22. Секция 22 контактирует с регулировочным устройством 1 и элементом 3. Секция 21 контактирует с втулкой 10 и элементом 3. Вкладыш 7 находится между фланцем 8 и рычагом 4. Вкладыш 7 содержит секцию 71 и секцию 72. Каждая из секций 71 и 72 контактирует с фланцем 8 и рычагом 4. Вкладыш 9 контактирует с фланцем 8 и элементом 3. Каждый вкладыш 2, 7 и 9 имеет прогрессивно меньший диаметр, а именно вкладыш 2 имеет меньший диаметр, чем вкладыш 9, который, в свою очередь, имеет меньший диаметр, чем вкладыш 7.

Дальнейшее преимущество цилиндрической формы вкладышей состоит в том, что сила трения создается независимо от направления вектора V силы натяжения ремня, приложенного к шкиву 5. Сила натяжения ремня порождается пружиной 11, поджимающей рычаг 4 относительно ремня. Вектор V обычно параллелен радиальной линии, отходящей ортогонально от оси А-А.

Вкладыш 3 может быть интегрирован в рычаг 4, например, путем литья. Также он может представлять собой отдельный от рычага 4 компонент и быть запрессованным с целью упрощения производства. Вкладыши 2, 7 и 9 могут быть выполнены из пластиковых, фенольных многослойных, металлокерамических и металлических материалов. Вкладыши 2, 7 и 9 являются концентрическими и цилиндрическими относительно оси А-А.

Фланец 8 зафиксирован с возможностью вращения на втулке 10 для того, чтобы обеспечить неподвижную поверхность трения для вкладыша 7 (соединенного с рычагом 4) и вкладыша 9 (соединенного с элементом 3). Фланец 8 зафиксирован с возможностью вращения с помощью шестигранника, хотя он может быть зафиксирован с возможностью вращения посредством множества других средств, известных в данной области техники, таких как шлицы, шпонки, шайбы или надежная особо тугая посадка.

Фланец 8, элемент 3 и рычаг 4 являются концентрически вложенными или вставленными друг в друга для того, чтобы свести к минимуму размер механизма натяжения и разместить каждый из вкладышей 2, 7 и 9.

Механизм натяжения согласно изобретению работает в масляной среде. Более конкретно, поверхности вкладышей продолжительное время подвергаются воздействию масляной пленки и содержат ее на себе, поскольку внутренние части механизма натяжения не герметизированы. Например, механизм натяжения согласно изобретению может быть использован в приводе на зубчатом ремне, в котором механизм натяжения находится в защищенной среде под крышкой синхронизации двигателя.

В механизмах натяжения известного уровня техники смазочный материал, обычно присутствующий в такой среде, ослабил бы или прекратил бы должное амортизационное действие поверхностей вкладышей, так как смазочный материал снижает коэффициент трения, тем самым уменьшая силу трения.

С другой стороны, механизм натяжения согласно изобретению зависит от поверхностей трения множества вкладышей для создания требуемых сил амортизации (трения), даже при покрытии смазочным веществом.

Механизм натяжения согласно изобретению может использоваться в любой смазочной среде, в которой смазочный материал не воздействует отрицательно на вкладыши, рычаг 4, фланец 8, элемент 3 и втулку 10, включая смазочные материалы, применяемые для двигателей автомобилей.

На фиг.2 представлен механизм натяжения в разобранном виде. Основание 6 содержит элемент 61, который может быть использован для обозначения расположения механизма натяжения на опорной поверхности. Механизм натяжения согласно изобретению не использует никакие герметики для защиты вкладышей от частиц изнашивания, поскольку он обычно применяется при погружении в смазочный материал. Конец 12 пружины 11 сцепляется с основанием 6. Конец 13 пружины 11 сцепляется с рычагом 4.

Хотя в данном документе был описан пример настоящего изобретения, специалистам в данной области техники будет очевидно, что в конструкцию и взаимосвязь деталей могут быть внесены изменения без отступления от идеи и объема описываемого изобретения.

Изобретение относится к механизму натяжения. Механизм натяжения содержит основание (6), имеющее втулку (10); рычаг (4), шарнирно зацепленный с втулкой; пружину (11), подсоединенную между рычагом и основанием; шкив (5), соединенный с помощью оси с рычагом; регулировочное устройство (1), сцепленное с втулкой для того, чтобы вращательно регулировать положение втулки на опорной поверхности; и три или более концентрических цилиндрических вкладыша (2, 7, 9). Каждый вкладыш сцепляется посредством силы трения с рычагом и втулкой для демпфирования движения рычага и подходит для работы со смазывающим покрытием. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Механизм натяжения, содержащий:
основание, имеющее втулку;
рычаг, шарнирно зацепленный с втулкой;
пружину, подсоединенную между рычагом и основанием;
шкив, соединенный с помощью оси с рычагом;
регулировочное устройство, сцепленное с втулкой для того, чтобы вращательно регулировать положение втулки на опорной поверхности; и
три или более концентрических цилиндрических вкладыша, каждый из которых сцепляется посредством силы трения с рычагом и втулкой для демпфирования движения рычага;
причем каждый концентрический цилиндрический вкладыш подходит для работы со смазывающим покрытием.

2. Механизм натяжения по п.1, в котором рычаг дополнительно содержит цилиндрический элемент, и втулка дополнительно содержит цилиндрический фланец, который концентрически размещен между рычагом и цилиндрическим элементом.

3. Механизм натяжения по п.2, в котором пружина является витой пружиной.

4. Механизм натяжения по п.3, в котором регулировочное устройство содержит секцию размещения рабочего инструмента.