专利名称：张紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及张紧装置、控制系统、滑轨和发动机。
背景技术：
发动机或内燃机在它们的使用范围内会暴露于巨大的温差之中，从冷启动低温到高负载下的设计温度，尤其是在得不到充分冷却的情况下。这种类型的温差导致发动机中各个组件产生热膨胀。这特别影响用于驱动发动机凸轮轴的控制系统，该控制系统具有环绕在轮子上并安装在发动机的轴上的驱动元件。因为控制系统通常具有一定的长度，所以在温度发生变化的情况下，在控制系统中可能出现很大的长度偏差。
发明内容
在这种背景情况下，本发明申请的张紧装置具有权利要求1所述的特征，控制系统具有权利要求6所述的特征，发动机具有权利要求8所述的特征，滑轨具有权利要求12所述的特征。
根据本发明的张紧装置，设置成在控制系统中张紧链条，具有至少一个张紧轨以及至少一个附加的滑轨，最少一个附加滑轨设置成随着温度变化而变形，使其抵消控制系统中受热产生的公差。
张紧装置中最少一个张紧轨通常设置成补偿控制系统中的公差，并可以与张紧元件配合运转。至少一个附加的滑轨设置成最少帮助一个张紧轨。至少一个附加的滑轨设置成根据本发明以下所述的滑轨的形式。
通常与张紧元件配合的张紧轨，其目的是补偿公差，比如控制系统或链条系统中由于温度或磨损导致的膨胀。这种公差是由比如链条和发动机相配合运转而导致的，并且在链条与发动机是由不同材料制成的时候表现的尤其明显。
发动机中的另一个部分是轴，其连接到轮子上，轮子与链条配合运转，因此，链条越长，通过张紧装置所需要获得的几何改变也就越大。与张紧元件配合的最少一个张紧轨必须设置成使其沿着链条偏转的方向提供相应的长度调整距离。在这种情况下，张紧轨和张紧元件所占据的空间很大，这将在结构紧凑的必须容纳最少一个与张紧元件配合的张紧轨的发动机中导致值得注意的空间问题。
因此，在控制系统中设置有至少一个滑轨作为张紧装置的附加组件。利用其固有的热膨胀来辅助至少一个调整元件的功能，该调整元件包括至少一个张紧轨和张紧元件，从而减小几何上所需的改变。结果可以使用相对较小的、标准的可以轻松容纳在控制系统和发动机中的张紧轨和张紧元件。
最少一个滑轨优选的制成一体，或者仅仅由一个模块构成，其可以固定的安装在控制系统中，使得不像最少一个张紧轨那样，其不会有任何相对移动。最少一个滑轨仅仅补偿控制驱动中出现的部分公差。
根据本发明的控制系统与发动机配合，包括链条、若干个轮子以及根据本发明的张紧装置。
控制系统的轮子连接到发动机的轴上，该轴安装在发动机的壳体上。链条或者任何其它合适的驱动元件，比如带或V型带，是由钢制成，特别的，其是与轮子配合运转并因此与发动机的轴配合运转。优选的，链条环绕在至少两个轮子上，使得力和/或旋转运动可以在轮子之间传递，并因此在轴之间传递。
根据本发明的发动机，具有壳体和若干个轴。所述轴至少部分的安装在所述壳体上。此外，该发动机具有与至少两个轴配合运转的链条。发动机也包括根据本发明的张紧装置。
至少一个发动机的轴可设置成驱动凸轮轴。可以想到，发动机的壳体主要由铝制成。而链条或其它合适的驱动元件主要由钢制成。发动机具有至少两个安装在轴上的轮子。根据本发明的将在下文中描述的至少一个滑轨连接到发动机的壳体上。
根据本发明的滑轨，用于发动机的控制系统，设置成随温度变形，使得其抵消控制系统中由于受热而导致的公差。
所述滑轨相对于控制系统固定安装，由于其结构而在温度的影响下发生自变形，使得其抵消受热而导致的公差，尤其是长度偏差，控制系统中的发动机和链条的不同材料和/或热特性就可能导致出现上述公差。
根据本发明的滑轨，用于发动机的控制系统，具有滑动表面，并通过至少一个连接点整齐的连接到发动机上，使得发动机的链条布置在所述滑动表面和最少一个连接点之间，使得随所述滑动表面运动的驱动元件随着温度的变化而被张紧。
滑轨通常也可以设置成使得驱动元件发生偏转，该驱动元件除了链条，还可以是比如带或V型带。
所述滑轨通过至少一个连接点连接到发动机的壳体上。这个发动机或者相应的内燃机具有若干个至少部分的安装在壳体上的轴。控制系统包括若干个布置在轴上的轮子或导向轮，轮子的中心安装在轴上，而链条与这些轮子配合运转。这意味着，链条环绕在轮子上，使得旋转运动和/或力可以在各个的轮子之间传递，并因此在各个的发动机轴之间传递。
此外，优选的是，链条由钢或主要包含有铁的合金制成。另一方面，发动机的壳体通常由铝、铸铝或主要包含有铝的金属合金制成。
在容纳轴的壳体和通过轮子与轴配合运转的链条采用具有不同热膨胀系数的金属材料制成的时候，在发动机运转期间，会在控制系统中出现由于受热而导致的长度上的偏差，这是由于链条的膨胀以及壳体中轴之间的距离导致的，轴之间的距离由于受热而发生变化，由此导致链条环绕的轮子之间的距离也发生变化。
在一方面由钢制成的链条，另一方面由铝制成的发动机壳体的优选实施例中，应当注意到，在发动机运转过程中，在温度上升时壳体比链条膨胀的更多一些。结果使得控制系统中的链条相对于控制系统中各个轮子之间的距离显著的缩短了。用于滑轨特别是滑轨的区段的材料必须依据链条和发动机壳体的不同的热膨胀系数来选择。
根据本发明的滑轨，也指的是所谓链条轨，其通过至少一个连接点固定的安装在发动机上。滑轨布置在控制系统中以及发动机上，由于其几何特性、材料特性、热膨胀和/或位置，该滑轨能随温度的变化而变形，使得该滑轨抵消控制系统中由于受热而导致的长度上的偏差。
在滑轨中，滑动表面或其它作用在链条上的操作元件以及至少一个连接点通过随温度增大而膨胀的区段或滑轨的相应区段而连接在一起，从而，该区段在滑动表面和至少一个连接点之间延伸，结果使得温度上升时，操作元件和至少一个连接到之间的距离增大，温度下降时，该距离减小。当链条布置在滑动表面和至少一个连接点之间时，依靠温度T所述链条被滑轨偏转或张紧一调整距离s，在发动机冷启动到最高速度之间的主要温度范围内，调整距离s的值随温度上升而减小，随温度下降而增大。链条偏转—调整距离s意味着链条在控制系统中运行的轨道偏转了一对应于调整距离s的距离。
所述滑动表面可以是凸起的。作为滑动表面另一种选择的操作元件可以设置成作用于链条的滚子，在这种情况下，用于接收滚子的轴作为所述区段的组件或通过所述区段连接到至少一个连接点。可以想到，链条将会沿着滑动表面滑动。所述滑动表面可以具有合适的涂层，使得发动机运转期间在滑动表面和链条之间仅仅只产生较低的摩擦力。
所述滑轨优选的基本制成一体，使得所述区段和操作表面形成一个单元。由于一体的结构，在张紧元件可使得张紧轨旋转的情况下，控制系统中可靠的滑轨没有相对于链条的相对运动或旋转运动。当滑动表面相对于至少一个连接点运动的时候，所述滑轨设置成受热而变形。
至少一个用于滑轨的连接装置，连接到至少一个连接点，其可以设置成所述区段的组件。至少一个连接装置设置成比如开口，因此所述滑轨可通过至少一个连接元件比如螺丝或螺钉穿过这个开口而可靠的连接到至少一个连接点。
所述滑轨采用至少一个连接点优选的布置在链条凸起侧的方式整齐的连接到发动机上。在朝向至少一个连接点的方向上可能产生对链条的作用或者由滑动表面来张紧链条。
所述滑轨可连接到发动机，使得链条沿着两个轮子之间的链条轨道运转，所述两个轮子绕轴同向旋转。此外，所述滑轨可连接到发动机，使得随着链条运转的滑动表面区域朝向链条围绕的表面的内部，使得滑动表面可向内张紧链条。另一种滑动表面向外张紧链条的可选布置也是可行的，在这种布置中，温度上升时，滑轨也会不是很强烈的张紧链条。
在链条或控制链条中，也可能出现磨损导致的膨胀。在控制系统中出现的附加长度偏差可以由张紧轨进行补偿。由温度导致的长度偏差可以由滑轨进行补偿，使得即使是在长期运转之后，也可以在整个运转状况中获得链条的合适的预拉伸。
可以想到，通过其自身的热膨胀，滑轨支持或帮助传统调整元件的功能，该调整元件包括于张紧元件配合运转的张紧轨，或者减小这种调整元件提供的链条的偏转需求。从而，可以使用相对较小的、标准的可以轻松容纳在控制系统中的张紧轨和张紧元件。
本发明的其它优点和实施例将从以下的说明和附图中变得明显。
可以理解，在不脱离本发明范围的前提下，上述提及的特征和下文中将要描述的特征可以不仅用于所述的特殊的结合之中，也可以用于其它的结合或它们本身。
参考示例性实施例，附图中示出了本发明，参考附图，以下将更详细的说明本发明。
图1为控制系统优选实施例的示意图。
具体实施例方式
如图1所示的优选实施例的控制系统2，包括四个运转时顺时针旋转的轮子4、5。这些轮子4、5连接到发动机的轴上，其详细情况在图中未示，该轴旋转的安装在发动机的壳体上。与轮子4、5配合运转的是驱动元件链条6。
由于发动机的温度影响而使得控制系统中的长度发生偏差的时候，并且链条6在超过其使用寿命后由于磨损而额外导致膨胀的时候，所述控制系统2包括张紧轨10，并进一步包括有滑轨8和导轨12。该张紧轨10促使链条6横向偏转，从而补偿链条6的长度变化，并因此补偿控制系统2中发生的膨胀。张紧轨10和导轨12通过连接点14连接到发动机上。张紧轨10与液压张紧元件15配合运转，由此调整张紧轨10在链条6上的动作。另一种选择是，张紧轨10可以与弹性体而不是液压张紧元件15配合运转。
如图1所示的与张紧元件15配合的张紧轨10以及导轨12也用在传统的控制系统中，来适宜的张紧驱动元件并增强它们的运转特性。
在所述的控制系统2中也设置有滑轨8，该滑轨8通过连接点16安装在发动机上。拱形滑动表面18在这里作为滑轨8的操作元件。这个拱形滑动表面18设置成沿着被链条6附着的表面的方向随着链条6一起运动。链条6布置在拱形滑动表面18和滑轨8的两个连接点16之间，因此这两个连接点16位于链条6凸起的那一侧。
当发动机在运转期间加热的时候，热膨胀使得安装在发动机壳体各组件上的轴之间的轴距增大，并因此使得链条6环绕的轮子4、5之间的间距增大。
当温度增大的时候，链条6也会膨胀。然而，在链条由钢制成，并且壳体或壳体组件由铝制成的情况下，壳体随温度的热膨胀大约是链条6热膨胀的两倍。结果，轮子4、5之间的间距比链条6的膨胀相对增大的多一些。这就意味着链条6在控制系统2中显得缩短了。
在现有技术的控制系统中，由可移动的张紧装置通过[sic]的减小的变形来补偿这种类型的不同热膨胀，这种可移动的张紧装置与图1中所示的与张紧元件15配合的张紧轨10类似。
现有技术中的传统控制系统存在的一个问题是，即使在空间受到限制的地方，也不得不在一定距离内保证合适的力条件，由此张紧驱动元件。
图1中优选实施例所示的滑轨8作为附加组件固定的安装在控制系统2中，设置成使得与已知的包括张紧轨10和附加张紧元件15的调整元件相比，其需要更少的空间来通过操作元件提供依靠温度的随链条6的变化。为此，滑轨8设置成使得其热膨胀导致的变形来抵消控制系统中长度上受热导致的公差或偏差。
滑轨8通过连接点16固定安装，设置成依靠其几何特征和材料特征，使得其促使链条6横向偏转而离开链条6运行的轨道20，并且在温度较低的时候偏转程度比温度较高的时候要大。从而，当温度变化的时候，滑轨8促使链条6的长度相对于轨道20变化，来抵消链条6在受热时通常表现出来的缩短。同时，链条6通过滑轨8偏转了一调整距离s。
滑轨8也促使链条6上长度偏差的减小，该偏差是由张紧轨10配合张紧元件15来进行补偿的。从而，用于张紧轨10的张紧元件15可以制造的比通常的更小些，更紧凑些。从而，滑轨8可以帮助通常设置在控制系统2中的传统的张紧装置来补偿温度导致的公差。
滑轨8连接到发动机壳体的连接点16在链条6的凸起侧和拱形滑动表面18的凸起侧横向的远离轨道20一定的距离。如果滑轨8由于发动机而受热，在连接点16和链条轨道20之间的滑轨8的区段22的膨胀促使凸起的滑动表面18从连接点16远离一调整距离s，从而减小了链条6远离轨道20的偏转。因此，两个轮子4之间所需的链条6的长度也减小了，从而抵消了链条6在受热时表现出来的缩短。
通过链条6在发动机中可旋转的连接的轴进一步分离，并且链条6的长度越长，由张紧轨10和张紧元件15带来的所需的几何补偿变化也就越大。长度上需要补偿的偏差越大，张紧轨10和张紧元件15所占用的空间也就越大。然而，在精密紧凑的发动机中，这将可能导致空间问题的产生。滑轨8的区段22固有的热膨胀和滑轨8固有的热膨胀作为一个整体支持着图1所示的张紧轨10和张紧元件15的功能，并且减小了几何变化的需求。从而，可以使用相对较小的、标准的张紧元件15，其可以轻松的容纳在控制系统2中。
权利要求
1.一种张紧装置，用于张紧控制系统(2)中的链条(6)，包括至少一个张紧轨(10)以及至少一个附加的滑轨(8)，最少一个附加的滑轨(8)设置成随着温度变化而变形，使其抵消控制系统(2)中受热产生的公差。
2.根据权利要求1所述的张紧装置，其中，最少一个张紧轨(10)设置成补偿控制系统(2)中的公差。
3.根据权利要求1或2所述的张紧装置，其中，最少一个张紧轨(10)与张紧元件(15)配合运转。
4.根据上述任一个权利要求所述的张紧装置，其中，至少一个附加的滑轨(8)设置成最少帮助一个张紧轨(10)。
5.根据上述任一个权利要求所述的张紧装置，其中，至少一个附加的滑轨(8)设置成根据权利要求12至21中任一个所述的滑轨(8)的形式。
6.一种控制系统，与发动机配合，包括链条(6)、若干个轮子(4、5)以及根据权利要求1至5中任一个所述的张紧装置。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述链条(6)环绕在所述轮子(4、5)上。
8.一种发动机，具有壳体和若干个轴，所述轴至少部分的安装在所述壳体上，该发动机包括与至少两个轴配合的链条(6)以及至少一个根据权利要求1至5中任一个所述的张紧装置。
9.根据权利要求8所述的发动机，其中，至少一个轴驱动凸轮轴。
10.根据权利要求8或9所述的发动机，其中，所述壳体由铝制成。
11.根据权利要求8至10中任一个所述的发动机，其中，所述链条(6)由钢制成。
12.一种滑轨，用于发动机的控制系统(2)，设置成随温度变形，使得其抵消控制系统(2)中由于受热而导致的公差。
13.根据权利要求12所述的滑轨，其中，所述滑轨相对于控制系统(2)固定安装。
14.根据权利要求12或13所述的滑轨，其中，所述滑轨由于其几何特性、材料特性和热膨胀而在温度的影响下发生自变形，使得其抵消控制系统(2)中由于受热而导致的公差。
15.根据权利要求12至14中任一个所述的滑轨，其中，所述滑轨具有滑动表面(18)，并通过至少一个连接点(16)连接，使得所述控制系统(2)的链条(6)布置在所述滑动表面(18)和最少一个连接点(16)之间，使得随所述滑动表面(18)运动的链条(6)随着温度的变化而被张紧。
16.根据权利要求12至14中任一个所述的滑轨，其中，所述滑轨连接成使得最少一个连接点(16)布置在所述链条(6)凸起的一侧。
17.根据权利要求15或16所述的滑轨，其中，所述滑动表面(18)为拱形。
18.根据权利要求15至17中任一个所述的滑轨，其中，所述滑轨包括有区段(22)，该区段(22)在温度上升时膨胀，并且延伸于所述滑动表面(18)和最少一个连接点(16)之间。
19.根据权利要求12至18中任一个所述的滑轨，其中，所述滑轨设置成使得链条(6)依靠温度(T)偏转一调整距离(s)，其中，至少在发动机运转所处的温度范围内，所述调整距离(s)的值在温度(T)上升的时候减小，而在温度(T)下降的时候增大。
20.根据权利要求12至19中任一个所述的滑轨，其中，所述滑轨设置成使得由钢制成的链条(6)偏转。
21.根据权利要求12至20中任一个所述的滑轨，其中，所述滑轨连接到所述发动机的壳体，该发动机包括若干个至少部分的安装在壳体内的轴以及所述控制系统(2)，该控制系统(2)包括若干个安装在轴上的轮子(4、5)以及与这些轮子(4、5)配合的链条(6)。
全文摘要
根据本发明的张紧装置，用于张紧控制系统(2)中的链条(6)，包括至少一个张紧轨(10)以及至少另一个滑轨(8)，最少另一个滑轨(8)设置成随着温度变化，使其抵消控制系统(2)中受热产生的公差。
文档编号F16H7/08GK1967014SQ20061014550
公开日2007年5月23日 申请日期2006年11月17日 优先权日2005年11月17日
发明者汉斯·鲁道夫·詹妮, 乔瑞恩·斯科尔兹 申请人:韦伯技术股份公司