Гидронатяжитель для устройства натяжения цепи

 

Изобретение относится к области машиностроения (преимущественно к моторостроению). Гидронатяжитель содержит полый цилиндрический корпус, крышку с обратным клапаном, силовую пружину, плунжер, выполненный в виде стакана и составляющий с корпусом прецизионную пару. На плунжере имеется ряд кольцевых канавок несимметричного профиля, а на корпусе имеются радиальные отверстия с расположенными в них фиксаторами, имеющими сферическую поверхность, контактирующую с канавками на плунжере. Фиксаторы прижимаются к канавкам на плунжере посредством упругого кольца. Дополнительная крайняя канавка со стороны открытого торца плунжера имеет сечение прямоугольного профиля. Технический результат - улучшение технологичности изготовления гидронатяжителей, усовершенствование конструкции и упрощение обслуживания в условиях эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения (преимущественно к моторостроению) и предназначено для использования в конструкциях гидронатяжителей цепей (ремней).

Известен гидронатяжитель для устройства натяжения цепей фирмы "Ina" ФРГ по патенту ФРГ 3.636.918, МПК F 16 H 7/08 и патенту ФРГ N 3636919, МПК F 16 H 7/08, состоящий из корпуса и плунжера, составляющих прецизионную пару, плунжер поджат в направлении натяжения цепи пружиной. Плунжер в нерабочем состоянии гидронатяжителя фиксируется в корпусе с помощью монтажного кольца, которое при этом находится в канавке корпуса. В рабочем состоянии гидронатяжителя монтажное кольцо не ограничивает движения плунжера относительно корпуса и находится в канавке плунжера. Гидронатяжитель имеет также упорное кольцо, для которого предусмотрен ряд кольцевых канавок на корпусе и одна кольцевая канавка на плунжере и которое допускает обратный ход плунжера навстречу направлению натяжения цепи, при этом величина обратного хода ограничивается шириной канавки на плунжере. Упорное кольцо совместно с кольцевыми канавками на внутренней цилиндрической расточке корпуса составляет ступенчатый шаговый механизм, обеспечивающий перемещение плунжера в корпусе под действием пружины и давления масла при вытяжке цепи и не позволяющий перемещения плунжера в обратном направлении. Гидронатяжитель имеет обратный клапан, установленный на плунжере, и отверстия в боковых стенках корпуса и плунжера для подвода масла из системы смазки двигателя.

Недостатком конструкции данного гидронатяжителя является технологическая сложность выполнения профилированных кольцевых канавок на внутренней цилиндрической поверхности корпуса гидронатяжителя и сложность контроля размеров этих канавок.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому изобретению является гидронатяжитель для устройства натяжения цепи по патенту Российской Федерации N 2067232, МПК F 16 H 7/08, содержащий корпус с отверстием, имеющий на внутренней поверхности расточки и канавку, расположенный в отверстии корпуса и составляющий с ним прецизионную пару плунжер с двумя канавками на наружной поверхности, упорный торец которого предназначен для взаимодействия с башмаком цепи. Монтажное кольцо расположено при нерабочем состоянии гидронатяжителя в канавке корпуса, а при рабочем состоянии - в канавке плунжера. Упорное кольцо составляет с расточками корпуса и второй канавкой плунжера ступенчатый шаговый механизм. Корпус выполнен в виде трубки с резьбой для резьбовой крышки, в которой установлен обратный клапан, а на торце имеется паз для подачи масла через отверстие крышки в полость гидронатяжителя.

Недостатком конструкции этого гидронатяжителя является также технологическая сложность выполнения и контроля профилированных кольцевых канавок на внутренней цилиндрической поверхности корпуса. Кроме того, в данной конструкции имеет место выпадение плунжера из корпуса при разрядке гидронатяжителя, что неудобно при эксплуатации.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение технологичности изготовления гидронатяжителей, усовершенствование конструкции и упрощение обслуживания в условиях эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый гидронатяжитель устройства для натяжения цепи, содержащий полый цилиндрический корпус, крышку с обратным клапаном, силовую пружину, плунжер, составляющий с корпусом прецизионную пару, выполненный в виде стакана с глухим торцом, контактирующим с башмаком цепи, шаговый механизм одностороннего действия, содержащий ряд кольцевых канавок несимметричного профиля, выполненных на плунжере, отличается тем, что в корпусе имеется, по крайней мере, одно радиальное отверстие с расположенным в нем фиксатором, имеющим сферическую поверхность, контактирующую с канавками на плунжере, и упругий элемент, прижимающий фиксатор к канавкам на плунжере, профиль которых образуется конической поверхностью и плоскостью, перпендикулярной к оси плунжера и расположенной ближе к упорному торцу плунжера, а одна канавка, выполненная крайней со стороны открытого торца плунжера, имеет сечение прямоугольного профиля. Выполнение центра сферы фиксатора смещенным относительно прецизионной поверхности в сторону оси плунжера обеспечивает четкий упор плунжера гидронатяжителя при возникновении не уравновешенного пружиной и гидроупором усилия со стороны цепи двигателя.

Упругий элемент, выполненный в виде разрезного пружинного кольца, расположенного в кольцевой канавке на корпусе и зафиксированного от проворота, обеспечивает необходимое усилие поджатия фиксатора в радиальном направлении.

Выполнение радиальных отверстий для фиксаторов и канавок для пружинных колец на корпусе в нескольких плоскостях, перпендикулярных оси корпуса, позволяет обеспечить любую заданную величину шага шагового механизма при конкретном минимально возможном из конструктивных соображений диаметре шарика фиксатора.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез гидронатяжителя в нерабочем транспортном положении; на фиг. 2 показан продольный разрез гидронатяжителя в рабочем положении; на фиг. 3 представлен разрез по плоскости фиксаторов в увеличенном масштабе в рабочем положении.

Гидронатяжитель 1 устройства натяжения цепи включает в себя корпус 2 и плунжер 3, составляющие прецизионную пару, крышку 4 с шариковым обратным клапаном 5. Пружина 6 внутри плунжера 3 поджимает плунжер 3 в направлении натяжения цепи. Монтажное кольцо обеспечивает целостность гидронатяжителя до его установки на двигатель (положение, соответствующее фиг. 1). При этом монтажное кольцо 7 находится в канавке 8 корпуса 2 гидронатяжителя 1. В рабочем положении гидронатяжителя 1 (фиг. 2) монтажное кольцо 7 находится в канавке 9 плунжера 3 и не препятствует передвижению плунжера 3 в корпусе 2. В рабочем состоянии плунжер 3 связан с корпусом 2 ступенчатым шаговым механизмом.

Шаговый механизм включает в себя ряд кольцевых канавок 10, выполненных на плунжере 3, профиль которых образован конической поверхностью 11 и перпендикулярной к оси плунжера плоскостью 12; канавка 13, крайняя со стороны открытого торца плунжера 3 имеет прямоугольный профиль сечения; радиальные отверстия 14 в корпусе 1 с размещенными в них шариками 15 и штифтами 16, поджатыми пружинным кольцом 17, зафиксированным от проворота штифтом 18, запрессованным в корпус 2 (фиг. 3). Замкнутый рабочий объем Б образуется корпусом 2, плунжером 3, обратным шариковым клапаном 5 и крышкой 4, вворачивающейся в корпус 2 по резьбе 19 посредством паза 20. Шариковый обратный клапан 5 имеет шарик 21 и колпачок 22 с отверстиями для прохода масла в полость Б при открытом клапане 5. Шарик 21 прижимается к седлу в крышке 4 пружиной 23 и закрывает отверстие 24 подвода масла из масляной системы двигателя.

Гидронатяжитель 1 работает следующим образом: Гидронатяжитель 1 устанавливается в корпусную деталь двигателя (на чертеже не показана) по поверхности 25 корпуса 2. Для ввода в действие гидронатяжителя через специальное отверстие в крышке корпусной детали производится нажатие в осевом направлении на торец 26 гидронатяжителя 1. При этом плунжер 3 торцом 27 соприкасается с сопрягаемой поверхностью башмака цепи с усилием, достаточным для перемещения плунжера 3 в корпусе 2 в направлении сжатия пружины 6. При совпадении канавки 9 на плунжере 3 с осевой координатой монтажного кольца 7, последнее соскальзывает в канавку 9 и не препятствует осевому перемещению плунжера в направлении натяжения цепи. Гидронатяжитель вступает в работу. Отверстие в крышке корпусной детали закрывается специальной пробкой (на чертеже также не показана).

Масло из масляной системы двигателя по шлицевому пазу 20 через отверстие 24 поступает на вход обратного клапана 5 и, преодолевая затяжку пружины 23, открывает клапан и заполняет полость Б гидронатяжителя.

При работе двигателя по мере износа и вытяжки цепи плунжер 3 под действием пружины 6 выдвигается из корпуса 2, обеспечивая постоянный контакт торца 27 с башмаком цепи и тем самым поддерживая необходимое натяжение цепи. При этом происходит последовательная фиксация плунжера 3 посредством шариков 15, расположенных в отверстиях 14 корпуса 2 и поджатых к одной из кольцевых канавок 10 через штифты 16 пружинным кольцом 17.

Профиль канавок за счет выполнения конических поверхностей 11 позволяет перемещение плунжера в направлении натяжения цепи, при этом происходит выдавливание шариков 15 в отверстия 14. В то же время перемещение плунжера в обратном направлении при соприкосновении шариков с плоскостью 12 профиля канавки, перпендикулярной к оси плунжера, становится невозможным, так как выдавливания шарика 15 в отверстие 14 не происходит за счет того, что плоскость касания канавки перпендикулярна направлению движения плунжера и за счет того, что центр сферы шарика располагается на радиусе R₁, меньшем, чем радиус R₂ прецизионной поверхности (фиг. 3), то есть всегда имеет место положительная разность ΔR = R₂-R₁> 0.

При работе двигателя плунжер 3 может двигаться в обратном направлении в сторону сжатия пружины 6 на величину разности между длиной шага кольцевых канавок 10 и величиной диаметра шарика 15. При этом происходит амортизация колебаний и толчков в приводе. Нагрузки, воспринимаемые от цепи плунжером, передаются маслу в рабочей камере Б, которое своим давлением закрывает обратный клапан 5, и замкнутый объем Б становится гидроупором. Нагрузки демпфируются за счет прохождения масла через зазоры по прецизионной поверхности между корпусом 2 и плунжером 3.

При попадании сферического фиксатора в прямоугольную канавку 13 перемещение плунжера 3 в направлении натяжения цепи прекращается, что свидетельствует о том, что рабочий диапазон гидронатяжителя выработан и необходима замена цепи и перезарядка гидронатяжителя. Для перезарядки гидронатяжителя необходимо демонтировать пружинное кольцо 17 и, предохраняя от выпадения шарики 15 и штифты 16, ввести посредством нажатия на торец 27 плунжер 3 в транспортное положение. При этом необходимо специальной оправкой монтажное кольцо 7 ввести в канавку 8 на корпусе 2, после чего установить пружинное кольцо 17.

Таким образом, выполнение гидронатяжителя с шаговым механизмом одностороннего действия, расположенным на прецизионной поверхности пары и содержащим на плунжере ряд кольцевых канавок несимметричного профиля, отличающегося тем, что в корпусе имеются радиальные отверстия с расположенными в них фиксаторами со сферической поверхностью, контактирующей с канавками на плунжере, и упругий элемент, прижимающий фиксаторы к канавкам на плунжере, профиль которых образуется конической поверхностью и плоскостью, перпендикулярной к оси плунжера и расположенной ближе к упорному торцу, а одна канавка, выполненная крайней со стороны открытого торца плунжера, имеет сечение прямоугольного профиля, позволяет улучшить технологичность изготовления гидронатяжителей, исключить возможность выпадения плунжера из корпуса и упростить техническое обслуживание гидронатяжителя в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Гидронатяжитель устройства для натяжения цепи, содержащий полый цилиндрический корпус, крышку с обратным клапаном, силовую пружину, плунжер, составляющий с корпусом прецизионную пару и выполненные в виде стакана с глухим торцом, контактирующим с башмаком цепи, шаговый механизм одностороннего действия, расположенный на прецизионной поверхности пары и содержащий на плунжере ряд кольцевых канавок несимметричного профиля, отличающийся тем, что в корпусе имеется, по крайней мере, одно радиальное отверстие с расположенным в нем фиксатором, имеющим сферическую поверхность, контактирующую с канавками на плунжере, и упругий элемент, прижимающий фиксатор к канавкам на плунжере, профиль которых образуется конической поверхностью и плоскостью, перпендикулярной к оси плунжера и расположенной ближе к глухому торцу плунжера, при этом на плунжере дополнительно выполнена одна канавка, крайняя со стороны открытого торца плунжера и имеющая сечение прямоугольного профиля.

2. Гидронатяжитель по п.1, отличающийся тем, что центр сферы на фиксаторе смещен относительно прецизионной поверхности в сторону оси плунжера.

3. Гидронатяжитель по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде разрезного пружинного кольца, расположенного в кольцевой канавке на корпусе и зафиксированного от проворота.

4. Гидронатяжитель по п.1, отличающийся тем, что фиксатор выполнен в виде шарика.

5. Гидронатяжитель по п.1, отличающийся тем, что радиальные отверстия для фиксаторов и канавки для пружинных колец на корпусе выполнены в нескольких плоскостях, перпендикулярных оси корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3