Гидронатяжитель для устройства натяжения ремня (цепи)

 

Изобретение относится к машиностроению (преимущественно к моторостроению). Гидронатяжитель содержит полый цилиндрический корпус 1, втулку 2 с встроенным обратным клапаном, серьгу 4 с плунжером 5, образующим со втулкой 2 прецизионную пару, силовую пружину 7, телескопическую резиновую манжету 6 для соединения корпуса 1 с серьгой 4. Втулка 2 соединена с корпусом 1 резьбовым соединением. На торце втулки 2 со стороны большего размера выполнена расточка под седло 3 обратного клапана и каналы 10 для соединения с полостью силовой пружины 7. На торце седла 3 выполнен паз 12 подвода масла к обратному клапану. Технический результат - повышение надежности и стабильности работы гидронатяжителя. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

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 патентам ФРГ № 3636918 и 3636919, МПК F 16 Н 7/08, состоящий из корпуса и плунжера, составляющих прецизионную пару. Плунжер поджат в направлении натяжения цепи пружиной и давлением подводимого к гидронатяжителю масла от масляного насоса двигателя. Гидронатяжитель имеет шаговый механизм одностороннего действия, позволяющий перемещение плунжера только в направлении натяжения цепи. Канавки шагового механизма выполнены в цилиндрической внутренней расточке корпуса.

Известен также гидронатяжитель для устройства натяжения цепи по патенту РФ № 2178847, МПК F 16 Н 7/08, состоящий из корпуса и плунжера, составляющих прецизионную пару. Плунжер поджат в направлении натяжения цепи пружиной и давлением подводимого к гидронатяжителю масла от масляного насоса двигателя. Гидронатяжитель также имеет шаговый механизм одностороннего действия, допускающий перемещение плунжера только в направлении натяжения цепи. Канавки шагового механизма в отличие от гидронатяжителя фирмы "INA" выполнены на наружной поверхности плунжера.

Общим недостатком вышеуказанных гидронатяжителей является необходимость организации подвода к ним масла, что усложняет конструкцию гидронатяжителя и уменьшает их эксплуатационную надежность за счет возможного попадания в гидронатяжитель вместе с маслом посторонних частиц из масляной системы двигателя, что может послужить причиной заклинивания гидронатяжителя.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому изобретению является гидронатяжитель для устройства натяжения ремней фирмы "INA" ФРГ, номер по каталогу "INA" 161142 (см. приложение), содержащий полый цилиндрический корпус с проушиной, расположенную внутри корпуса втулку с встроенным обратным клапаном, серьгу с плунжером, образующим со втулкой прецизионную пару, силовую пружину, телескопическую резиновую манжету, соединяющую по наружным поверхностям корпус с серьгой. Внутренняя полость гидронатяжителя заполнена постоянным объемом моторного масла.

Недостатками конструкции данного гидронатяжителя являются:

1. Нестабильная работа гидронатяжителя при перемещении плунжера относительно втулки в сторону увеличения межосевого расстояния между осями проушин корпуса серьги. При этом в полости под плунжером может возникнуть разрежение и, как следствие, отрыв седла перепускного клапана вместе со втулкой от корпуса гидронатяжителя, что может быть причиной повышенного стука (шума) и преждевременного выхода из строя гидронатяжителя.

2. В этой конструкции стравливание воздуха из полости под плунжером гидронатяжителя происходит замедленно, так как возможно только через прецизионный зазор между втулкой и плунжером, что также может быть причиной повышенного шума и нестабильной работы гидронатяжителя на пусковых режимах.

3. В связи с тем что корпус и серьга не имеют жесткой связи и соединены между собой только силовой пружиной и манжетой, то при работе гидронатяжителя возможен перекос осей корпуса и серьги, что может послужить причиной преждевременного износа манжеты и выхода гидронатяжителя из строя.

Целью предлагаемого изобретения является усовершенствование известных гидравлических натяжителей ремня (цепи) за счет улучшения конструкции и повышения надежности в эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый гидронатяжитель содержит полый цилиндрический корпус с пружиной, расположенную внутри корпуса втулку с встроенным обратным клапаном, серьгу с плунжером, образующим со втулкой прецизионную пару, силовую пружину, телескопическую резиновую манжету, соединяющую и уплотняющую по наружным поверхностям корпус с серьгой, и отличается тем, что соединение корпуса гидронатяжителя со втулкой выполнено резьбовым, втулка выполнена в виде двухступенчатого цилиндра, на большем наружном диаметре которого имеется резьба. На торце втулки со стороны большего диаметра выполнена концентричная расточка под седло обратного клапана, на торце которого выполнен паз подвода масла к осевому отверстию седла обратного клапана, причем осевой размер расточки меньше осевого размера седла обратного клапана, а полость под торцем втулки и полость силовой пружины соединены каналами. На прецизионной поверхности плунжера со стороны его свободного торца примерно на одной третьей части длины плунжера выполнен скошенный продольный паз (или лыска). Седло обратного клапана установлено в расточку втулки по подвижной посадке и герметизировано посредством уплотнительного кольца.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен продольный разрез гидронатяжителя в двух крайних положениях: на разрезе слева от продольной оси представлено положение всех деталей гидронатяжителя в разжатом состоянии гидронатяжителя; справа от продольной оси -положение деталей гидронатяжителя в сжатом состоянии.

На фиг. 2 и фиг. 3 представлен в увеличенном масштабе продольный разрез втулки и плунжера по скошенному пазу. В крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях плунжера.

На фиг. 4 показано номинальное положение плунжера относительно втулки.

На фиг. 5 изображено положение плунжера относительно втулки в начальный момент сборки плунжера со втулкой.

Гидронатяжитель для устройства натяжения ремня включает в себя корпус 1, втулку плунжера 2 с встроенным седлом клапана 3, серьгу 4, жестко соединенную с плунжером 5. Плунжер 5 со втулкой 2 составляют прецизионную пару. В гидронатяжитель входят также резиновая манжета 6, силовая пружина 7, запорное кольцо 8. Втулка 2 ввернута в корпус 1 по резьбе 9. Во втулку 2 с каналами подвода масла 10 установлено седло клапана 3 с уплотнительным кольцом 11, пазом 12 и осевым каналом 13. В верхней расточке 14 седла 3 установлены детали обратного клапана: колпачок 15, пружина 16 и шарик 17. В проушинах 18 серьги 4 и 19 корпуса 1 вмонтированы втулки 20 и 21, в отверстиях 22 и 23 которых устанавливаются пальцы (на чертеже не показаны) кинематического механизма натяжного устройства. На прецизионной поверхности 24 плунжера 5 (фиг. 2 и фиг. 3) выполнены продольный скошенный паз 25 и кольцевая канавка 26 для запорного кольца 8. Внутренняя цилиндрическая расточка верхней части втулки 2 состоит из прецизионной поверхности 27 и поверхности 28 несколько большего диаметра. Поверхности 27 и 28 разделены уступом 29 (фиг. 2 и фиг. 3). Кроме того, на внутренней расточке втулки имеется заходная фаска 30.

Последовательность сборки гидронатяжителя.

В корпус 1 с установленными в проушину 19 втулками 20 и 21 вворачивают втулку 2 с установленными в нее седлом 14 с уплотнительным кольцом 11 и деталями обратного клапана: колпачком 15, пружиной 16 и шариком 17. Затем устанавливают силовую пружину 7 и в полость 32 заливают рабочее масло примерно до уровня по сечению I-I (фиг. 1 и фиг. 5). Серьгу 4 с запрессованным в нее плунжером 5 с запорным кольцом 8 и установленными в серьгу втулками 20 и 21 с необходимым усилием вводят свободным торцом плунжера через заходную фаску 30 в отверстие 27 на втулке 2. При этом запорное кольцо 8 сжимается до диаметра поверхности 27 (фиг. 5). В этот момент столбик воздуха, находящийся во втулке и определяемый расстоянием между торцем плунжера 5 и уровнем масла в полости 31 втулки 2, легко вытесняется через паз 25 плунжера 5, так как при этом пружинная полость 32 через паз 25 соединена с внутренней полостью 31. При дальнейшем перемещении плунжера 5 во втулке 2 происходит вытеснение уже только масла вначале через паз 25 и прецизионный зазор между поверхностями 24 и 27, а затем только через прецизионный зазор. При выходе запорного кольца 8 в полость 31 происходит разжатие кольца 8 и фиксация плунжера относительно втулки (фиг. 2). Далее надевают резиновую манжету 6 (фиг. 1).

Все операции по сборке гидронатяжителя производят в вертикальном положении гидронатяжителя серьгой 4 вверх.

После установки резиновой манжеты 6 гидронатяжитель устанавливают на двигатель. При установке на двигатель расстояние между осями отверстий 22 и 23 выбирают таким, чтобы обеспечить необходимый рабочий ход гидронатяжителя, обеспечивающий требуемое натяжение ремня (цепи) в течение заданного срока эксплуатации двигателя.

При работе на двигателе необходимое натяжение ремня обеспечивается усилием силовой пружины 7, причем по мере износа и вытяжки ремня (цепи) плунжер 5 под действием пружины 7 выдвигается из втулки 2, расстояние между осями отверстий 22 и 23 увеличивается, обеспечивая постоянный контакт натяжного устройства с ремнем (цепью).

При выдвижении плунжера 5 из втулки 1 в полости 31 образуется разрежение, за счет чего шарик 17 обратного клапана, преодолевая затяжку пружины 16, открывается, и из полости 32 по каналам 10, пазу 12 и каналу 13 в полость 31 поступает необходимое для заполнения полости 31 количество масла.

При перемещении плунжера в обратном направлении в сторону сжатия силовой пружины 7 под действием увеличивающегося давления в полости 31 на шарик 17 обратный клапан закрывается. Полость 31 становится практически замкнутой. За счет вытеснения масла из полости 31 через прецизионный зазор между поверхностями 24 и 27 происходит необходимое демпфирование всего механизма натяжения ремня (цепи).

Наибольшая жесткость гидронатяжителя имеет место при сжатом до упора положении, т.е. положении, представленном на фиг. 3, когда имеет место максимальная площадь сопряжения прецизионных поверхностей 24 и 27 (расстояние между сечениями II-II и III-III наибольшее), т.е. при этом возникает максимальное гидравлическое сопротивление вытеснению масла из полости 31 в полость 32 (фиг. 1). По мере выдвижения плунжера 5 из втулки 2 расстояние между сечениями II-II и III-III уменьшается, т.е. уменьшается и гидравлическое сопротивление перемещению плунжера в направлении сжатия силовой пружины 7.

Конструктивно расстояние между сечениями II-II и III-III выбирают из условия обеспечения необходимой гидроплотности, т.е. величины указанного гидравлического сопротивления во всем диапазоне работы гидронатяжителя.

За счет того что втулка 2 гидронатяжителя соединена с корпусом 1 посредством резьбы 9, а плунжер 5 запрессован в серьгу 4 и образует со втулкой 2 прецизионную пару, обеспечивается необходимая жесткая связь между корпусом 1 и серьгой 4, не допуская при этом излома общей оси корпуса 1 и серьги 4.

Выполнение осевого размера седла 3 обратного клапана по величине, превышающей глубину расточки во втулке 2 под седло 3, обеспечивает при сборке жесткий упор втулки 2 в корпус 1 через седло 3.

Кроме того, выполнение резьбовой связи между корпусом 1 и втулкой 2, а также установка седла 3 во втулку 2 по подвижной посадке с применением уплотнительного кольца 11 обеспечивает возможность в случае необходимости разборки гидронатяжителя и проведения работ по его техническому обслуживанию.

Таким образом, описанная конструкция гидронатяжителя позволяет исключить отрыв седла клапана вместе со втулкой при перемещении плунжера в сторону растяжения силовой пружины и не допускает излома оси гидронатяжителя в процессе эксплуатации, предотвращая преждевременный выход гидронатяжителя из строя, и обеспечивает возможность разборки и проведения работ по техническому обслуживанию гидронатяжителя.

Кроме того, наличие скошенного продольного паза на прецизионной поверхности плунжера со стороны его свободного торца обеспечивает при сборке удаление воздуха из полости под плунжером и повышает надежность и стабильность работы гидронатяжителя.

Установка седла клапана в расточку втулки по подвижной посадке с уплотнительным кольцом также обеспечивает возможность разборки и обследования деталей обратного клапана.

Формула изобретения

1. Гидронатяжитель устройства для натяжения ремня (цепи), содержащий полый цилиндрический корпус с проушиной, расположенную внутри корпуса втулку с встроенным обратным клапаном, серьгу с плунжером, образующим со втулкой прецизионную пару, силовую пружину, телескопическую резиновую манжету, соединяющую и уплотняющую по наружной поверхности корпус с серьгой, отличающийся тем, что соединение корпуса со втулкой выполнено резьбовым, втулка представляет собой двухступенчатый цилиндр, на большем наружном диаметре которого выполнена резьба, на торце втулки со стороны большего размера выполнена концентричная расточка под седло обратного клапана, причем глубина расточки меньше осевого размера седла обратного клапана, на торце седла выполнен паз подвода масла к осевому каналу под шарик обратного клапана, а полость под торцом втулки и полость силовой пружины соединены каналами.

2. Гидронатяжитель по п.1, отличающийся тем, что на прецизионной поверхности плунжера со стороны его свободного торца примерно на одной третьей части длины плунжера выполнен скошенный продольный паз (или лыска).

3. Гидронатяжитель по п.1, отличающийся тем, что седло обратного клапана установлено в расточку втулки по подвижной посадке и герметизировано посредством уплотнительного кольца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5