專利名稱：液壓張緊器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為鏈、皮帶或類似物提供張力的張緊器領(lǐng)域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種帶有棘爪機構(gòu)的張緊器，棘爪機構(gòu)具有滑塊，以防止柱塞在液壓降低之后的回退。
背景技術(shù)：
液壓張緊器通常包括殼體、空心柱塞、它裝在殼體的孔中，在那里柱塞沿其伸出方向受到彈簧的推壓，以及包括由殼體的孔和柱塞所確定的流體容腔。在工作時，鏈或皮帶對柱塞的遠端施加一個作用力，該作用力與彈簧的彈力以及流體容腔中的液壓力相平衡。
在發(fā)動機啟動期間，當鏈條對柱塞的遠端施加一個作用力時，容腔中當時的液壓值不夠充分，其結(jié)果很容易使柱塞回退到殼體中，從而引起噪聲和振動。為了防止柱塞的回退，已經(jīng)提出了各種類型的帶有棘爪機構(gòu)的液壓張緊器，例如在日本專利申請延遲公開號2000-136856和2001-304360中所示的那些液壓張緊器。
日本專利申請公開號2000-136856中所示的液壓張緊器包括橫向地支承在殼體的縱向孔中的齒條、滑動地安裝在殼體的橫向孔中的棘爪，齒條與該棘爪相嚙合、以及裝在上述孔中的彈簧，彈簧沿著與齒條相嚙合的方向推壓上述棘爪。當柱塞伸出時，棘爪沿著與齒條運動方向相垂直的方向產(chǎn)生運動。這種張緊器的一個問題在于，齒條獨立于柱塞，因而增加了張緊器的元件數(shù)量。此外，當鏈輪的中心距比較大時，就需要在一定程度上增大該棘爪機構(gòu)的行程，但上述張緊器的一個缺陷在于，棘爪機構(gòu)行程的增加不能大于齒條和棘爪之間的行程。
日本專利申請公開號2001-304360中所示的液壓張緊器包括在柱塞外周面上形成的槽形齒條，爪形元件通過與一個橫向孔的內(nèi)壁表面之間的預(yù)定間隙而滑動地安裝在該橫向孔中，并且能夠與上述槽形齒條相嚙合。橫向孔的延伸方向與殼體中的柱塞的軸向中心線垂直相交。該張緊器還包括安裝在橫向孔中的彈簧，它沿著與齒條相嚙合的方向推壓上述爪形元件。當柱塞伸出時，爪形元件沿著與齒條齒的運動方向斜交的方向產(chǎn)生運動。然而，爪形元件的運動量并未全部成為行程的增加量。在這種張緊器中，還可以通過在爪形元件和橫向孔的內(nèi)壁表面之間提供預(yù)定的間隙，而使棘爪機構(gòu)行程的增加大于槽形齒條與爪形元件之間的行程。然而由于爪形元件與橫向孔之間的間隙過大，增大行程可能導(dǎo)致振動。因此間隙的增加量并未使棘爪機構(gòu)的行程增加到所需的數(shù)量。
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種帶有棘爪機構(gòu)的液壓張緊器，它能夠減少元件的數(shù)量，保證所需的行程，并且可靠地防止柱塞的回退。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的一種形式所提供的液壓張緊器，它包括殼體，它帶有一端開口的中心孔；滑動地裝在殼體中心孔中的空心柱塞，該柱塞具有與上述孔一起確定了流體容腔的內(nèi)部空間，以及具有成形在至少一部分自身外表面上的齒條齒。齒條齒成形在柱塞的外表面上，這樣就不必設(shè)置獨立的齒條和柱塞，從而減少了張緊器元件的數(shù)量。
該張緊器還包括沿伸出方向推壓柱塞的第一施壓元件；以及楔形滑塊，它允許柱塞朝著伸出方向運動，但當柱塞回退時則通過產(chǎn)生一種“楔形作用”而阻止柱塞的向后運動；該張緊器還包括朝著使滑塊的棘爪部與齒條齒相嚙合的方向來推壓上述滑塊的第二施壓元件?；瑝K在其第一側(cè)面上具有能夠與柱塞的齒條齒相嚙合的棘爪部。該滑塊能夠通過一個傾斜表面在與柱塞的軸向中心線相交的方向上滑動，所述傾斜表面成形在滑塊的與其第一側(cè)面相反的第二側(cè)面上。
殼體具有一個設(shè)有滑塊容腔的支承塊，滑塊容腔也具有傾斜表面，它與滑塊的傾斜表面滑動接觸。第二施壓元件這樣推壓滑塊，使滑塊沿著上述傾斜表面滑動?；瑝K容腔具有能夠與滑塊的尾端表面相接觸的后部阻擋面，用以阻止滑塊朝后退方向的運動。因此就能夠可靠地防止柱塞回退時滑塊以及柱塞的向后運動。滑塊容腔還包括與滑塊的前端表面相對設(shè)置的前壁，第二施壓元件的一端與上述前壁相接觸，其另一端則與滑塊的前端表面相接觸。當滑塊運動時，滑塊在第二施壓元件的作用下由成形在支承塊的滑塊容腔中的傾斜滑動面予以導(dǎo)向，因而使滑塊的運動很平穩(wěn)。
第二施壓元件可以是一個螺旋彈簧，其軸向中心線設(shè)置成與滑塊容腔的傾斜滑動面相平行。在這種情形下，螺旋彈簧的推壓力能夠在沒有任何接觸損失的情況下傳遞至滑塊，所說的接觸是指滑塊的傾斜表面與包容該滑塊的滑塊容腔上的滑動面之間的接觸。因此，滑塊和第二施壓元件整合以及容納在支承塊中，這有利于張緊器的組裝。
當柱塞在張緊器工作時沿著伸出方向運動時，借助于柱塞的齒條齒與滑塊的棘爪部之間的嚙合，滑塊沿著傾斜表面進行滑動，因而整個行程相應(yīng)于滑動量而增加，從而能夠保證足夠的行程。通過“楔形作用”防止柱塞回退，這種“楔形作用”是在柱塞向后運動時由楔形滑塊產(chǎn)生的。
殼體還包括第一通孔，用于插入一個脫開銷，使之位于滑塊的尾端表面與滑塊容腔的后部阻擋面之間，以使滑塊的棘爪部與柱塞的齒條齒脫開嚙合。另外，殼體還有第二通孔，用于插入一個保持銷，使之位于滑塊的前端表面與滑塊容腔的前壁之間，以使柱塞保持在回退狀態(tài)。通過將一個脫開銷插入到第一通孔中，就很容易使滑塊與柱塞的齒條齒脫開嚙合。通過這種脫開嚙合，工人在運輸張緊器之前就可以很容易地將柱塞推入到殼體中。然后，在上述狀態(tài)之后，通過將一個保持銷插入到第二通孔中，就很容易保持柱塞的回退狀態(tài)，因而有助于將張緊器安裝到鏈條上。此外，在裝到鏈條上之后，通過將保持銷抽出，就使張緊器處于可工作狀態(tài)。
脫開銷和保持銷最好是同一個帶有錐形端的銷。在這種情形時，很容易將銷插入到滑塊的尾端表面與滑塊容腔的阻擋面之間的空間中，也很容易將銷插入到滑塊的前端表面與滑塊容腔的前壁之間的空間中。而且，采用同一個銷作為脫開銷和保持銷還減少了元件的數(shù)量。
在殼體中心孔的底部可以設(shè)置一個單向閥，以允許流體流入容腔，但阻止流體反向流動，從而可靠地防止柱塞的回退。

圖1是本發(fā)明一個實施例的液壓張緊器的縱向截面視圖；圖2是圖1液壓張緊器中的棘爪機構(gòu)的放大視圖；圖3表示了棘爪機構(gòu)和脫開銷的細節(jié)；圖4表示了棘爪機構(gòu)和保持銷的細節(jié)；圖5～圖10詳細表示了棘爪機構(gòu)在柱塞伸出時的工作過程。
發(fā)明詳述
如圖1所示，液壓張緊器1包括一個殼體2、滑動地安裝在殼體2的孔2a中的空心柱塞3、以及作為第一施壓元件的彈簧4，它沿著使空心柱塞3從孔2a中伸出的方向推壓該柱塞。
在殼體2中，通過孔2a的內(nèi)壁表面與柱塞3的內(nèi)部之間的內(nèi)部空間3a形成了流體容腔20。一個單向閥5設(shè)置在殼體內(nèi)孔2a的底部，以允許流體流入到容腔20中，但阻止流體的反方向流動。單向閥5的構(gòu)成包括球體50、與球體50相接觸的球座51、以及將球體50推向球座51的施壓彈簧52。單向閥的構(gòu)成也可以采用任何其他的適當結(jié)構(gòu)。殼體2還具有流體通道6，以便使容腔20與外部的壓力流體源(未示出)相通。
柱塞3的一部分外表面上成形有齒條齒3b。棘爪機構(gòu)7設(shè)置在孔2a的開口端處，以防止柱塞的回退。如圖2所示，棘爪機構(gòu)包括支承塊70，它位于成形在孔2a開口端的凹槽部2b處；楔形滑塊72設(shè)置在由支承塊70內(nèi)凹所形成的滑塊容腔71中，在那里滑塊72第一側(cè)面上的棘爪部72a與柱塞3的齒條齒3b嚙合；棘爪機構(gòu)還包括作為第二施壓元件的彈簧73，它這樣推壓著滑塊72，使其棘爪部72a與齒條齒3b相嚙合。
支承塊70具有通孔70a，以供(未示出的)螺栓插入其中，并通過螺栓將支承塊70固定在殼體2的凹槽部2b中?；瑝K72在其與(包含著棘爪部72a的)第一側(cè)面相反的第二側(cè)面處具有傾斜的表面72b?；瑝K容腔71也具有傾斜表面71a，它與滑塊72的傾斜表面72b滑動接觸?；瑒用?1a沿著與柱塞3的軸向中心線L相交的方向延伸?；瑒用?1a與柱塞3的軸向中心線L之間的距離在朝著柱塞尾部的方向上(即朝著圖2左側(cè)的方向上)逐漸減小。滑動面71a與柱塞3的軸向中心線L之間的角度最好是45度或小于45度。在這個實施例中，該角度設(shè)定為大約30度，以保證棘爪機構(gòu)7具有所需的行程。
滑塊72在其第一側(cè)面和第二側(cè)面之間具有反向設(shè)置的尾端表面72c和前端表面72d。滑塊容腔71具有與滑塊72的尾端表面72c相對設(shè)置的阻擋面71b，它能夠在柱塞3回退時通過與滑塊72的尾端表面72c相接觸而阻止滑塊72的運動?；瑝K容腔71還具有面對著滑塊72前端表面72d的壁面71c。彈簧73的一端嵌入到成形在滑塊72前端表面72d上的凹部72e中，彈簧73的另一端嵌入到成形在壁面71c上的凹部71d中。在這個實施例中，彈簧73最好采用螺旋彈簧。彈簧73的軸向中心線m最好設(shè)置成平行于滑塊容腔71的滑動面71a，從而能夠使滑塊72的傾斜表面72b保持與滑動面71a的接觸，以及使彈簧73的作用力沒有任何損失地傳遞至滑塊72。
棘爪機構(gòu)7允許柱塞3朝著伸出方向(即圖2的右側(cè)方向)運動，并且通過滑塊容腔71和柱塞外表面之間產(chǎn)生的“楔形作用”而阻止柱塞3的回退。由于滑塊72和彈簧73已集成到支承塊70中，該張緊器的組裝就很容易進行。
殼體2中還成形有第一通孔25和第二通孔26，它們沿著與軸線方向垂直的方向(即垂直于紙面的方向)貫穿至殼體2的外表面。第一通孔25位于滑塊容腔71的尾端側(cè)，第二通孔26位于滑塊容腔71的前端側(cè)。如圖3所示，第一通孔25是這樣一個孔，它用來插入脫開銷10，以解除滑塊72的棘爪部72a與柱塞3的齒條齒3b之間的現(xiàn)有嚙合。圖4所示的第二通孔26是這樣一個孔，它用來插入保持銷11，以保持柱塞3的回退狀態(tài)。脫開銷10和保持銷11的末端都是錐形的。此外，可以設(shè)置單一的一個公共銷作為脫開銷10和保持銷11，以此減少張緊器1的元件數(shù)量。
當發(fā)動機啟動時，發(fā)動機油從油路6通過單向閥5供應(yīng)到殼體2的流體容腔20中。當發(fā)動機油充滿容腔20后，油的液壓使柱塞3朝著伸出方向運動。隨著柱塞3從柱塞3的齒條齒3b與滑塊72的棘爪部72a之間的嚙合狀態(tài)朝著伸出方向開始運動，滑塊72借助于棘爪部72a與齒條齒3b之間的嚙合，也朝著箭頭所示的方向沿著支承塊70的滑動面71a開始運動。在圖5～圖10中，在柱塞3的齒條齒3b的一個部位上標注了一個黑點，用以觀察柱塞3的運動。如圖6所示，當滑塊72運動時，滑塊72的棘爪部72a開始騎跨到柱塞3的齒條齒3b上。當滑塊72隨著柱塞3的運動而進一步滑動時，如圖7所示，滑塊72的棘爪部72a騎跨在柱塞3的齒條齒3b的頂點上。此時，滑塊72的尾端表面72c與支承塊70的阻擋面71b之間的距離Bm就是棘爪機構(gòu)7的最大行程。張緊器工作時，滑塊72在最大行程Bm的范圍內(nèi)運動。
當柱塞3從圖7所示的狀態(tài)進一步朝著伸出方向運動時，如圖8所示，柱塞3的齒條齒3b越過滑塊72的棘爪部72a的棘爪齒尖點。然后，滑塊72在彈簧73的彈性力作用下，開始朝著相反的方向，即朝著圖8中箭頭所示的方向，沿著支承塊71的滑動面71a運動。在此之后，如圖9所示，當滑塊72的棘爪部72a的棘爪齒與柱塞3的齒條齒3b嚙合時，滑塊72停止運動。而且當柱塞3朝著伸出方向繼續(xù)運動時，圖6～圖9所示的過程重復(fù)進行。
當鏈條的張力增大，以及因此鏈條向柱塞3的遠端施加壓力時，球形單向閥5關(guān)閉，容腔20中的液壓作為阻力施加在柱塞3上，從而防止柱塞3的回退運動。
當柱塞3回退時，如圖10所示，通過柱塞3的齒條齒3b與滑塊72的棘爪部72a之間的嚙合，滑塊72也朝著柱塞3的后退方向沿著支承塊70的滑動面71a運動。于是，楔形滑塊72在柱塞3與支承塊的滑塊容腔71的滑動面71a之間產(chǎn)生了一種“楔形作用”，以此可靠地防止了柱塞3的回退運動。
在張緊器1的工作期間，由于滑塊7是沿著支承塊70的傾斜滑動面71a進行運動，滑塊72在最大行程Bm的范圍內(nèi)運動，該行程Bm大于棘爪部和齒條齒3b之間的行程。因此就可以增加整個棘爪機構(gòu)的行程值，并且可以確保所需的行程。
當容腔20中的流體壓力不夠充分時，例如在發(fā)動機啟動時，由鏈條對柱塞3的遠端3c施加了一個壓力；同樣地，楔形滑塊72在柱塞3與支承塊70的滑塊容腔71的滑動面71a之間產(chǎn)生了一種“楔形作用”，以及如圖10所示，滑塊72的尾端表面72c與支承塊70的阻擋面71b相接觸。因而阻止了滑塊72的運動，并且能夠可靠地防止柱塞3的回退。
在柱塞3與滑塊72脫開情況下的柱塞3的回退狀態(tài)時，例如當張緊器被運輸或者安裝時，如圖3所示，將一個脫開銷10插入到成形在殼體2上的第一通孔25中。這樣，滑塊72的尾端表面72c就與滑塊容腔71的阻擋面71b相分離，滑塊72的棘爪部72a與柱塞3的齒條齒3b也脫開嚙合。由這種狀態(tài)，通過將柱塞3推入到殼體中，就很容易使柱塞3處于回退狀態(tài)。在柱塞3的遠端3c被壓入殼體，柱塞3不伸出之后，如圖4所示，將脫開銷10從第一通孔25中抽出，并將保持銷11插入到成形在殼體上的第二通孔26中。因而滑塊72的棘爪部72a與柱塞3的齒條齒3b就重新嚙合，由此保持圖3的回退狀態(tài)。當張緊器裝到鏈條上之后，通過將保持銷11從第二通孔26中抽出，就將張緊器置于可工作狀態(tài)。
按照本發(fā)明，齒條齒3b成形在柱塞3的外表面上，因此就無需在柱塞3的旁邊設(shè)置齒條元件，從而減少了元件數(shù)量。而且由于滑塊72沿著滑塊容腔71的傾斜滑動面71a運動，整個棘爪機構(gòu)就可以獲得足夠的行程。另外，當柱塞3回退時，由于楔形滑塊72在滑動面71a和柱塞3之間產(chǎn)生了一種“楔形作用”，就能夠可靠地防止柱塞3的回退。
因而可以理解，這里所描述的實施例只是為了說明本發(fā)明的應(yīng)用原理。這里對所述實施例各項細節(jié)所作的說明并非有意用來限制權(quán)利要求書的范圍，而權(quán)利要求自身所列出的那些特征才是本發(fā)明的實質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種用于對鏈施加張力的液壓張緊器，它包括殼體，殼體帶有一端開口的中心孔；空心柱塞，它滑動地裝在殼體中心孔中，具有與上述孔一起確定了流體容腔的內(nèi)部空間，以及具有成形在至少一部分自身外表面上的齒條齒；沿伸出方向推壓所述柱塞的第一施壓元件；在柱塞的支承塊中的滑塊容腔，它具有傾斜的滑動面；裝在滑塊容腔中的楔形滑塊，具有設(shè)置了棘爪部的第一側(cè)面，所述棘爪部用來與柱塞的齒條齒相嚙合；楔形滑塊還具有位于第一側(cè)面的相反側(cè)并相對于第一側(cè)面傾斜的第二側(cè)面；滑塊的傾斜側(cè)面能夠沿著滑塊容腔的傾斜面在與柱塞軸向中心線相交的方向上滑動，以此通過楔形作用防止柱塞朝后退方向的運動，以及位于滑塊容腔中的第二施壓元件，它朝著使滑塊的棘爪部與齒條齒相嚙合的方向推壓上述滑塊；第二施壓元件這樣推壓滑塊，使得滑塊沿著支承塊的滑塊容腔上的所述傾斜表面而滑動。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓張緊器，其特征在于，第二施壓元件是一個螺旋彈簧，其軸向中心線設(shè)置成與滑塊容腔的傾斜滑動面相平行。
3.如權(quán)利要求1所述的液壓張緊器，其特征在于，滑塊容腔具有能夠與滑塊的尾端表面相接觸的后部阻擋面，用以阻止滑塊朝后退方向的運動。
4.如權(quán)利要求3所述的液壓張緊器，其特征在于，滑塊容腔還包括與滑塊的前端表面相對設(shè)置的前壁；第二施壓元件的一端與滑塊容腔的上述前壁相接觸，其另一端則與滑塊的前端表面相接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的液壓張緊器，其特征在于，殼體具有第一通孔，用于插入一個脫開銷，使之位于滑塊的尾端表面與滑塊容腔的后部阻擋面之間，以使滑塊的棘爪部與柱塞的齒條齒脫開嚙合；殼體還具有第二通孔，用于插入一個保持銷，使之位于滑塊的前端表面與滑塊容腔的前壁之間，以使柱塞保持在回退狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的液壓張緊器，其特征在于，脫開銷和保持銷是同一個帶有錐形端的銷。
7.如權(quán)利要求1所述的液壓張緊器，其特征在于，還包括設(shè)置在殼體中心孔底部的一個單向閥，該單向閥允許流體流入容腔，但阻止流體反向流動。
全文摘要
一種減少了元件數(shù)量、能夠保證充分的行程以及防止柱塞回退的液壓張緊器。該液壓張緊器包括一個在局部外表面上成形有齒條齒的空心柱塞，它被滑動地裝在殼體的孔中，在那里柱塞的內(nèi)部空間和上述孔一起形成了流體的容腔；位于殼體中的并且?guī)в袃A斜表面的滑塊容腔容納著楔形滑塊，所述滑塊具有用來與柱塞的齒條齒相嚙合的棘爪部(即第一側(cè)面)以及第二側(cè)面，所述楔形滑塊可在與柱塞的軸向中心線相交的方向上沿著滑塊容腔的傾斜表面滑動；該液壓張緊器還包括朝著伸出方向推壓柱塞的第一彈簧；以及推壓滑塊的、從而使滑塊沿著滑塊容腔的傾斜滑動面進行運動的第二彈簧?！靶ㄐ巫饔谩狈乐沽酥幕赝诉\動。
文檔編號F16H7/08GK1427191SQ02139998
公開日2003年7月2日 申請日期2002年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者S·索恩皮沃 申請人:博格沃納·莫爾斯Tec日本株式會社