在第二孔中具有弹簧力控制的张紧器的制造方法
【专利说明】在第二孔中具有弹簧力控制的张紧器
[0001]发明背景发明领域
[0002]本发明属于张紧器领域。更具体地讲，本发明属于在壳体的第二孔中具有弹簧力控制的张紧器。
[0003]相关技术的说明
[0004]一般来讲，在用于内燃机的阀门驱动的正时链条中、用于凸轮轴-凸轮轴驱动的凸轮轴链条中以及平衡器链条中会具有张紧器，这些张紧器被用在链条的松驰侧上以收紧该链条中的松驰度并对该链条施加张力。
[0005]在运行过程中，张紧器的活塞压靠在链条上以维持链条中的张力。在运行过程中，当链条中的张力由于链条跨距的共振而增加时，来自链条的高负载作用于张紧器的活塞上，从而致使活塞在张紧器泵升以在链条中保持张力时延伸出。
[0006]链条驱动张紧器的弹簧力对于大多数运行条件而言通常太高，因为该弹簧力需要足以应付张紧器系统的最坏情况的运行条件。如果张紧器弹簧力可以考虑在链条寿命期间出现的磨损和拉伸而随着运行条件进行改变的话，张紧器的效力以及总体系统特性和效率就可以得到改进。
[0007]发明概述
[0008]一种用于将链条跨距张紧的张紧器，该张紧器使用了两个活塞。这两个活塞的移动可以是联接在一起的。第一活塞对该链条跨距提供阻尼，并且一个第二活塞对该链条跨距提供可变的且自动调节的弹簧力。该张紧器自动地调节平均张紧力以使链条张力保持得尽可能低而不牺牲链条控制，从而显著地改善在新链条条件和具有动态负载条件下的驱动效率。
[0009]附图简要说明
[0010]图1示出了本发明的一个第一实施例的张紧器的示意图。
[0011]图2a示出了在正常运行条件下将一根链条张紧的一个第二实施例的张紧器的示意图。图2b示出了响应于高动态负载将一根链条张紧的张紧器的示意图。
[0012]图3a示出了在正常运行条件下将一根链条张紧的一个第三实施例的张紧器的示意图。图3b示出了响应于高动态负载将一根链条张紧的张紧器的示意图。
[0013]图4a示出了在正常运行条件下将一根链条张紧的一个第四实施例的张紧器的示意图。图4b示出了响应于高动态负载将一根链条张紧的张紧器的示意图。
[0014]图5示出了与一个第二孔中的第二活塞相连接的一个第一孔中的第一活塞的示意图。
[0015]图6示出了通过第一活塞的延伸部来使第一孔中的第一活塞移动的一个第二孔中的第二活塞的示意图。
[0016]图7示出了通过一个臂将一根链条张紧的第一实施例的张紧器的一个实例。
[0017]发明的详细说明
[0018]图1至图7示出了使用被动控制系统来维持链条跨距或皮带的张紧的张紧器。被动控制被定义为以下系统:其中并不使用反馈来调整第一活塞相对于第二活塞的位置或者调整一个可移动套筒相对于一个活塞的位置。
[0019]本发明的张紧器系统包括一个张紧器(在下文中更详细地描述)，该张紧器用于一个在内燃发动机中使用的一个闭环链条驱动系统。该张紧器可以被用在一个驱动轴与至少一个凸轮轴之间的闭环动力传动系统上或者用在一个驱动轴与一个平衡轴之间的平衡轴系统上。该张紧器系统还可以包括一个油泵并且与多个燃料泵驱动器一起使用。另外，本发明的张紧器系统也可以与皮带驱动器一起使用。
[0020]图1示出的张紧器系统使用被动控制来维持一个可移动套筒10相对于一个活塞3的位置。被动控制被定义为以下系统:其中不使用反馈来调整一个可移动套筒10相对于张紧器I的一个活塞3的位置。该被动系统与以下主动控制系统形成对比，在该主动控制系统中是使用发动机的多个部件的实时反馈来调整可移动套筒10的位置的。
[0021]张紧器I包括一个壳体2，该壳体具有一个第一轴向延伸活塞孔2a。一个可移动套筒10被接收在壳体2的孔2a内。可移动套筒10具有一个第一开口端13a和一个第二开口端14a，这些开口端由一个带有通孔12的内凸缘11分隔开。第一开口端13a是由一个顶部内直径部分13和内凸缘11的一个顶表面15限定的，并且第二开口端14a是由一个底部内直径部分14和内凸缘11的一个底表面16限定的。内凸缘11的通孔12将第一开口端13a与第二开口端14a相连接。可移动套筒10的一个顶表面17暴露于该发动机的大气压力下。
[0022]一个中空活塞3被接收在可移动套筒10的由顶部内直径部分13和内凸缘11的顶表面15限定的第一开口端13a内。在中空活塞3中存在一个使得活塞3从壳体2中向外偏置的活塞弹簧4。该活塞弹簧4具有与中空活塞3的内部部分3a相接触的一个第一端4a以及与可移动套筒10的内凸缘11的顶表面15相接触的一个第二端4b。应当注意到尽管活塞3被示出为是中空的，但本发明还可以适用于实心活塞，其中活塞弹簧连接该活塞的末端。
[0023]一个偏置套筒弹簧5被接收在可移动套筒10的由底部内直径部分14和内凸缘11的底表面16所限定的第二开口端14a内。偏置套筒弹簧5的第一端5a与可移动套筒10的内凸缘11的底表面16相接触，并且偏置套筒弹簧5的第二端5b与孔2a的一个止回阀8相接触。偏置套筒弹簧5提供了一个偏置力以维持来在可移动套筒10上维持一些向外的力。在可移动套筒10的顶部内直径部分13、可移动套筒10的底部内直径部分14、壳体的孔2a、以及活塞3的内部3a之间形成了一个压力腔室18。通孔12存在于内凸缘11中并且允许流体从第二开口 14a流动至可移动套筒10的第一开13a。
[0024]位于孔2a的底部处的一条入口供应管线6通过一个入口止回阀8对压力腔室18提供流体。
[0025]可移动套筒10的至少一部分通过一个联接件22联接到一个第二活塞20上，该第二活塞被接收在一个第二轴向延伸壳体2的活塞孔2b之内。尽管第二活塞20被示出为是被联接到可移动套筒10的顶部上，但该连接也可以发生在可移动套筒10的其他部位上。联接件22可以是图1中示出的一个套筒接片或者一个挠性连杆。第二活塞20不需要与可移动套筒10刚性或硬性连接并且它可以从该可移动套筒10上的任何接触点来使可移动套筒10偏置。
[0026]此外，尽管壳体2的第二孔2b被示出为是与第一孔2a相平行的，但第二孔2b可以是与第一孔2a相垂直或者相对于第一孔2a成某一其他角度的。
[0027]在一个替代性实施例中，第二活塞20的取向可以反向或者可以被重新定向成作用在一个联接件22上，该联接件然后使可移动套筒10从壳体2向外偏置。
[0028]在又一个实施例中，第二活塞20还可能具有如国际申请号PCT/US2012/053830中示出的绕其外直径的一个凸缘、在任一侧具有一个腔室，该国际申请通过引用结合在此。
[0029]在第二孔2b处的底部处的一条入口供应管线9通过一个入口止回阀7对第二活塞20与壳体2的孔2b之间形成的一个压力腔室24提供流体。第二活塞20与可移动套筒10之间的联接件22使得在第二活塞20移动的情况下可移动套筒10也移动，并且反之亦然。来自入口供应管线9的流体还可以通过一个控制阀(未示出)来加以控制。
[0030]当张紧器I在张紧一根新链条时，在运行过程中，流体从入口供应管线6通过入口止回阀8而被供应至第一液压腔室18以便对第一液压腔室18进行增压并且与来自活塞弹簧4的弹簧力一起将活塞3从壳体2中向外偏置，从而对该闭环链条的一个跨距进行偏置。
[0031]通过第一入口供应管线6向第一孔2a提供流体的供应源可以与通过入口供应管线9向第二孔2b提供流体的供应源相同。可替代地，向壳体2的第一孔2a和第二孔2b供应流体的供应源可以是不相同的。
[0032]当张紧器I在无高负载的情况下张紧一根磨损了的链条时，在运行过程中，流体从入口供应管线6通过入口止回阀8而被供应至第一液压腔室18以便对第一液压腔室18进行增压并且使活塞3从壳体2中向外偏置。活塞3还被弹簧4从壳体2向外偏置，从而对该闭环链条的跨距进行偏置。由于该链条磨损了，所以活塞3必须从壳体2中向外偏置更远以便足够地张紧该链条。可移动套筒10的第二开口端14a内的偏置套筒弹簧5使内凸缘11从壳体2向外偏置，从而使弹簧4的末端4b从壳体2向外并且朝向该链条移动得更远。
[0033]当张紧器I在高动态链条负载期间张紧一根磨损了的链条时，来自该链条的高动态负载力(由箭头示出)使活塞3朝壳体2向内推动并且然后从壳体2向外推动，从而使第二活塞20同样向内和向外移动，从而通过抽吸穿过壳体2的第二孔2b中的入口止回阀7的流体而泵升压力或者对第二压力腔室24进行增压。第二孔2a中的第二压力腔室24的增压使第二活塞20移动并且因此使可移动套筒10从壳体2向外移动。可移动套筒10的移动致使可移动套筒10的内凸缘11通过活塞弹簧4向活塞3施加与该动态负载的向内的力相反的向外的力。
[0034]一旦从活塞3去除了该高负载，第二压力腔室24就被减压并且流体穿过第二孔2b与第二活塞20之间的间隙泄露到该发动机。
[0035]在本发明的张紧器系统内，可移动套筒10的移动使得活塞弹簧4的第二端4b移动从而将活塞3从壳体2向外偏置，并且因此作用于活塞3上的弹簧力是可变的，从而允许活塞3持续地将该链条张紧，即使当该链条变得磨损和伸长时也是如此。
[0036]此外，在中空活塞3中可以存在一个排气口或压力释放阀(未示出)。
[0037]多个密封件(未示出)可以存在于孔2a与该可移动套筒10之间或该张紧器内的必要的任何其他地方。
[0038]该张紧器的液压刚度是由该张紧器的这些压力腔室18和24产生的并且当该链条跨距处于负载下时实质性地防止了活塞3和可移动套筒10朝壳体2的向内移动。
[0039]在一个替代性实施例中，可移动套筒10可以是接收在第一孔2a中的另一个套筒中，以便帮助消除可能导致不