[发明专利]带有滑动棘齿机构的枢轴臂张紧器

说明书

相关申请的引用

本申请对2006年10月25日提交的名称为“带有滑动棘齿机构的枢轴臂张紧器”(PIVOT ARM TENSIONER WITH SLIDING RATCHETMECHANISM)的临时申请号60/862,780中披露的一项或多项发明提出权利要求。特此要求根据35USC§119(e)对该美国临时申请的权益，并且上述申请通过引用结合在此。

技术领域

本发明总体上涉及在汽车正时和动力传输应用中与多个链条驱动器共同使用的多个张紧器。本发明具体涉及一种棘齿作用张紧器系统。

背景技术

一种张紧器件(如一个机械张紧器)用作对于链条在多个链轮之间行进时的动力传输链条或者类似动力传输器件的控制器件。在该器件中，链条从一个主动链轮到一个从动链轮传送动力，所以该链条的一部分松弛而一部分绷紧。总体上讲，在齿状链条的情况下，重要的是传递和保持链条中某种程度的张力，以避免噪音、滑脱、或齿的不啮合。对这种滑脱的预防在内燃机中的一个链条驱动式凸轮轴的情况中特别重要，因为齿的跳动将会失去凸轮轴正时，从而可能造成损坏或者使发动机不运行。

然而，在内燃机的苛刻环境中，多种因素可能造成链条张力中的波动。例如，该发动机的不同零件之间的温度和热膨胀系数方面的大范围的变化可能造成该链条张力在过高或过低水平之间的变化。在长期使用过程中，该动力传输系统的部件的磨损可能造成链条张力降低。此外，凸轮轴和曲轴引起的扭转振动也会导致链条张力的相当大的变化。例如在发动机停机或者起动失败时出现的发动机反向转动也会导致链条张力的波动。为此，希望有一种机构来去除链条的绷紧侧上的过度张紧力并确保该链条的松弛侧上的必要张力。

机械叶片和液压张紧器在过去已经被用于将张力施加到链条上。使用机械张紧器是保持适当的链条张力的一种普遍的方法。通常，这些机构采用推靠在动力传输系统的松弛侧的链条上的一个杠杆臂。当链条松弛时，该杠杆臂必须朝向该链条推动，从而将该链条绷紧，并且在该链条绷紧时必须是刚性的。

图1示出了美国专利号6,447,414中披露的一个液压张紧器，该张紧器带有一个柔性张紧器臂，该张紧器臂带有一个片弹簧。该液压张紧器被安装在一个链条10附近，该链条被示意性地示出。链条10包括两个段12、14，每个段接触该张紧器的相对的侧面。该张紧系统包括一个臂16和在液压张紧器壳体40中的一个液压张紧器20。臂16沿着上链条段12施加张力。第二链条段14在张紧器壳体的底部沿着一个固定臂42或者路径行进。

臂16的一个端部17被枢接到一个支撑件22上，该支撑件形成该张紧器壳体的一部分。臂16的中心部分由液压张紧器20的活塞26的上部24支撑。臂16的自由端19由另一个壳体支撑件28支撑。将臂16定位，以使其上侧32靠在链条段12的下侧34上。臂16的底侧36被定位并抵靠在张紧器活塞26的上侧24上。臂16的一个端部17具有在点38附近的一个单一的枢轴，而另一个端部19是自由的并且能够沿着多个壳体支撑件28中的一个滑动。曲轴链轮44的移动促使链条10以及各自的段12和14移动。链条段12围绕一个平衡轴链轮46缠绕。

图2示出了美国专利号6,849,015中披露的一个机械张紧器。该张紧器被定位为控制正时链条66的一个绷紧段64和一个松弛段65。一个臂54承载一个垫块53，该垫块位于正时链条66的松弛段65的外部。如果链条在箭头59的方向上移动，则张紧器臂54接纳该松弛并将张力施加到链条上。优选臂54和垫块53由一个固定销58附接到一个张紧器枢轴臂51上。张紧器枢轴臂51在枢轴52有一个枢轴特征。当一个力在箭头56的方向上被施加在点55上时，发生张力调整。在箭头56方向上的回转力由附接在点55的一个拉伸弹簧57产生。用于施加该回转力的弹簧的类型包括扭力弹簧、压缩弹簧、张力弹簧或者液压张紧器。

通过增加一个棘轮特征(如棘齿61)来限制张紧器枢轴臂51的过度反向转动，其中这些棘齿与一个棘爪63连接。温度变化(例如，一个热发动机或一个冷发动机)对链条的环境(例如，发动机组、汽缸头、水、油等等)的影响导致链条的绷紧和松弛。为了容纳这种紧绷和松弛，该组件要求一定量的后冲。作为一个实例，该后冲被示为在棘爪63内的其枢轴销上的一个开槽的或者过大的孔，该枢轴销带有由拉伸弹簧60在箭头62方向上施加到棘爪63一个弹簧力并抵靠在棘齿61上。这些棘齿61、棘爪界面以及销的大小等是根据链条负载来确定，而链条负载受不同的连杆臂和/或力矩臂以及适当的棘齿增量的影响。