链条张紧器活塞固位的制作方法

本申请涉及链条张紧器组件，并且更具体地涉及当链条张紧器组件未被安装用于车辆中时防止链条张紧器组件的活塞的轴向移动。

背景技术：

链条可用于通过使用齿轮和/或链轮在轴之间传递旋转力。例如，车辆的内燃机(ice)可以包括曲轴，该曲轴用于产生最终驱动车辆的一个或多个车轮的旋转力。曲轴可以与凸轮轴同步，该凸轮轴致动用于发动机活塞操作的一系列阀，例如通过允许空气-燃料混合物流入ice的燃烧室，该燃烧室随后可以被点燃以驱动发动机的活塞。曲轴和凸轮轴可以使用链轮和连接各个轴的正时链条或正时带定时。然而，正时链条可能随着时间而磨损，并且可能膨胀或伸展，这可能由于正时链条与凸轮轴或曲轴之一或两者上的链轮脱离而导致发动机故障。为了防止链条的脱离，使用了链条张紧器，该链条张紧器对链条上施加力，由此张紧或拉紧链条的松弛。

技术实现要素：

在一个实施例中，提供了一种凸轮轴链条张紧器，其包括：活塞，其具有包括至少一个凹槽的外圆周表面；可膨胀夹具，其围绕外圆周表面定位，可膨胀夹具包括第一端和第二端，可膨胀夹具从静止直径可膨胀到膨胀直径，其中以静止直径存在的可膨胀夹具接合凹槽中的一个并且防止活塞的轴向移动，并且其中以膨胀直径存在的可膨胀夹具允许活塞响应于施加在活塞上的轴向力而轴向移动；以及夹具固位装置，其释放地接合可膨胀夹具并且抑制可膨胀夹具径向向外膨胀到可膨胀夹具的膨胀直径。

在另一个实施例中，提供了一种凸轮轴链条张紧器，其包括活塞，其具有外圆周表面，外圆周表面包括多个凹槽，多个凹槽各自包括最小直径和最大直径；控制活塞的轴向移动的可膨胀夹具，其包括第一端和第二端，可膨胀夹具能够从静止直径膨胀到膨胀直径，其中静止直径等于或大于最小直径并且小于最大直径，并且其中膨胀直径等于或超过最大直径；以及夹具固位装置，其在可膨胀夹具的处或在可膨胀夹具的第一端和第二端两者处接合可膨胀夹具，其中夹具固位装置接合可膨胀夹具，使得防止可膨胀夹具膨胀到或超过可膨胀夹具的膨胀直径。

在又一个实施例中，提供了一种抑制凸轮轴链条张紧器的活塞的轴向移动的方法，该方法包括以下步骤：围绕活塞的外周周表面放置可膨胀夹具，外圆周表面包括多个接合凹槽，可膨胀夹具放置在多个接合凹槽中，其中可膨胀夹具包括第一端和第二端，并且其中所述可膨胀夹具可从静止直径膨胀到膨胀直径；以及将可膨胀夹具在可膨胀夹具的重叠区域处或在可膨胀夹具的第一端区域和第二端区域两者处与夹具固位装置接合，使得防止可膨胀夹具膨胀到膨胀直径。

附图说明

图1是描绘链条张紧系统的一种实现方式的侧视图；

图2是描绘链条张紧组件的一部分的实现方式的截面透视图；

图3是描绘以静止直径存在的链条张紧组件的可膨胀夹具的第一实施例的实现方式的侧视图；

图4是描绘以膨胀直径存在的链条张紧组件的可膨胀夹具的第一实施例的实现方式的侧视图；

图5是描绘链条张紧组件的可膨胀夹具的第二实施例的实现方式的侧视图；

图6是描绘链条张紧组件的可膨胀夹具的第三实施例的实现方式的侧视图；

图7是描绘链条张紧组件的可膨胀夹具的第四实施例的实现方式的侧视图；

图8是描绘链条张紧组件的可膨胀夹具的第五实施例的实现方式的侧视图；

图9是描绘夹具固位装置的第一实施例的实现方式的透视图；

图10是描绘夹具固位装置的第二实施例的实施方式的透视图；

图11是描绘与可膨胀夹具的第一实施例接合的夹具固位装置的第一实施例的实现方式的侧视图；

图12是描绘与可膨胀夹具的第二实施例接合的夹具固位装置的实现方式的侧视图；并且

图13是描绘与可膨胀夹具的第五实施例接合的夹具固位装置的第二实施例的实施方式的视图。

具体实施方式

提供了一种限制或防止凸轮轴链条张紧器中的活塞的轴向移动的系统和方法，其包括夹具固位装置，该夹具固位装置限制基本上围绕活塞的可膨胀夹具的膨胀。凸轮轴链条张紧器组件包括可膨胀夹具，在张紧器组件在内燃机(ice)内的操作过程中，可膨胀夹具允许活塞延伸，使得活塞向正时链条施加力，由此张紧松弛并且防止正时链条从其相应链轮脱离。凸轮轴链条张紧器组件可以包括：活塞，其至少部分地固位在活塞孔内并且包括至少一个凹槽；弹簧，其在轴向方向上朝向活塞孔的开口端向活塞施加力；以及可膨胀夹具，其围绕活塞的外圆周表面定位。可膨胀夹具可以围绕活塞的外圆周表面定位在与活塞孔内的夹具移动区域相对应的区域中。此外，夹具移动区域和可膨胀夹具可配置在一起，使得可膨胀夹具允许活塞延伸到活塞孔之外，同时防止活塞在活塞孔内缩回。

至少在一个实施例中，活塞可包括一个或多个凹槽，所述凹槽防止可膨胀夹具沿活塞滑动。然而，响应于可膨胀夹具邻接夹具移动区域的上肩部，可膨胀夹具可以在活塞延伸期间相对于活塞和凹槽轴向地膨胀和移动。

可膨胀夹具可以径向向外膨胀到膨胀直径，从而允许可膨胀夹具相对于凹槽移动。并且，在施加活塞缩回力的过程中，可膨胀夹具可以在夹具移动区域内移动并且然后可以邻接夹具移动区域的下肩部，这可以防止可膨胀夹具膨胀到膨胀直径。因此，凸轮轴链条张紧器组件包括活塞孔内的可膨胀夹具和夹具移动区域，可以起作用以允许活塞伸出并且不允许活塞缩回。

然而，当张紧器组件没有安装在ice(例如，车辆发动机)中时，可能希望限制凸轮轴链条张紧器活塞在某些时间期间延伸。例如，当凸轮轴链条张紧器组件远离ice时，例如在张紧器组件的运输过程中，将活塞保持在轴向固定位置是有帮助的。因此，凸轮轴链条张紧器组件可以包括夹具固位装置，该夹具固位装置接合可膨胀夹具并且防止可膨胀夹具膨胀到膨胀直径，由此防止或抑制张紧活塞的轴向移动。夹具固位装置可以将可膨胀夹具固位在可膨胀夹具的第一端和第二端，和/或可以将可膨胀夹具固位在可膨胀夹具的重叠区域。并且，在一些实施例中，夹具固位装置仅接合可膨胀夹具而不接合任何其他部件。下面提供凸轮轴链条张紧器组件和夹具固位装置的各种实施例，并且根据下面的讨论，本领域技术人员将理解许多其它实施例。

参照图1，示出了链条张紧系统1，其包括曲轴10、曲轴链轮12、凸轮轴20、凸轮轴链轮22、正时链条30、张紧臂40和凸轮轴链条张紧器100。如图所示，正时链条30连接曲轴链轮12和凸轮轴链轮22，这使得曲轴10和凸轮轴20的正时同步。在许多实施例中，凸轮轴链条张紧器100可以是液压致动的凸轮轴链条张紧器。

曲轴10可以连接到多个连杆，连杆又连接到多个活塞。每个活塞可在汽缸盖内滑动并与燃烧室连通，在燃烧室中提供并燃烧空气-燃料混合物。燃烧迫使活塞在汽缸内轴向移动，从而转动曲轴10。曲轴链轮12连接到曲轴10，因此与曲轴10一起旋转。来自曲轴10的旋转力可以用于通过使用曲轴链轮12、凸轮轴链轮22和正时链条30来旋转凸轮轴20，正时链条30可旋转地连接曲轴链轮12和凸轮轴链轮22。

凸轮轴20可以在凸轮轴旋转时打开和关闭多个阀。来自曲轴10的旋转凸轮轴20的旋转力可以转换成线性力，该线性力可以用于致动多个阀，这些阀打开和关闭允许空气-燃料混合物被引入到发动机的燃烧室中的入口，以及打开和关闭允许排气在燃烧之后逸出的出口。

正时链条30是可用于同步链轮和/或轴操作的链条，例如同步曲轴10和凸轮轴20的旋转。在其他实施例中，正时链条30可以是随时间磨损和/或伸展并且与链条张紧器部件接触的任何其他链，该链条张紧器部件可以用于减少由磨损引起的链条中的松弛。正时链条30包括多个链节，每个链节与链轮(例如，链轮12或22)上的一个或多个齿接合。

所示实施例中的张紧臂40被示出为沿着臂40邻接正时链条30的交界面弯曲的细长构件。张紧臂40可以朝向正时链条30移动，以便减小正时链条30中的松弛量。张紧臂40由链条张紧器组件100移动，链条张紧器组件100包括张紧活塞110(图2)，张紧活塞110可用于朝向正时链条30移动张紧臂40。张紧臂40可以包括如图1所示的单个枢转点42，并且张紧臂-链条交界面可以以多种方式弯曲和/或成形。

参见图2，示出了链条张紧组件100的截面透视图，链条张紧组件可以安装在车辆内燃发动机(ice)(例如图1中所示的一个)中，其中壳体102的一部分被切除以便可以展示内部部件。凸轮轴链条张紧器组件100包括壳体102、至少部分地固位在活塞孔120内的活塞110、弹簧130、流体通道140和可膨胀夹具150。壳体102可以基本上围绕活塞110并且可以包括开口或空腔，该开口或空腔使得可膨胀夹具150的突出端能够相对于壳体102和活塞孔110移动。如前所述，链条张紧组件100可以用于经由活塞110向张紧臂40施加力，由此减少链条30的松弛量。活塞110至少部分地固位在活塞孔120中，并且弹簧130在朝向张紧臂40的方向上在活塞110上施加力，张紧臂40又抵靠正时链条30。因此，当通过增加链长度的正时链条的磨损将松弛引入正时链条30时，可以通过弹簧130迫使活塞110进入张紧臂40来减小松弛。

弹簧130可以包括第一端，该第一端朝向活塞孔120的底部122定位并且邻接活塞孔120的底部。弹簧130的第二端可邻接活塞110的端部，例如活塞头114的下侧，或另一部件，使得活塞110被迫离开活塞孔120并朝向张紧臂40。在一个实施例中，弹簧130可以是低张力弹簧并且可以由金属合金或类似的弹性材料构成。

流体通道140可以包括用于将流体(例如，油或其他液压流体)连通到位于活塞孔120的底部处或底部附近的流体腔室142中的路径。另外，流体固位部件144可以定位在活塞孔120的底部和活塞110的主体之间，使得流体腔室142由活塞孔120的底部和活塞固位部件144限定。在一个实施例中，流体固位部件144可以是活塞110的一部分，例如活塞头114的下侧，并且在其他实施例中，流体固位部件144可以定位在弹簧130和活塞110之间。流体固位部件144用于将从流体通道140接收的流体保持在流体腔142内。当活塞110伸出活塞孔120时，流体腔室142的容积增大，这使得更多的流体通过流体通道140连通并进入流体腔室142。并且，在一些实施例中，流体通道140可以包括止回阀，该止回阀允许当活塞延伸时流体连通到流体室142中并且防止通过流体通道140返回，由此防止活塞缩回。

活塞110显示为包括多个凹槽112和活塞头114。活塞头114用作活塞-张紧臂交界面，并且可以以多种不同的方式联接到张紧臂40上，例如通过邻接和/或机械附接。活塞110包括在活塞110的外圆周表面上的凹槽112，并且在至少一个实施例中，活塞110可以包括单个凹槽112，该单个凹槽112可以定位成靠近活塞的顶部或靠近活塞的底部，例如分别靠近或朝向活塞孔120的开口123或活塞孔120的底部122。活塞110的凹槽112可以由活塞的直径减小部分形成，该直径减小部分延伸大致对应于可膨胀夹具150的横截面直径的轴向长度。凹槽112包括径向向内或径向向外延伸的表面，使得活塞110的直径或圆周变化，使得可膨胀夹具150可以允许活塞110延伸，但不允许活塞110缩回，如下面更详细解释的。凹槽112可以以各种不同的方式形成，并且在一个实施例中，可以包括倾斜壁，该倾斜壁径向向内和径向向外使活塞的外圆周表面倾斜。在另一个实施例中，凹槽112可以由光滑的、弯曲的凹陷形成，这些凹陷被成形为接合可膨胀夹具150，该可膨胀夹具可以包括弯曲的截面，例如圆形或椭圆形截面。并且，在许多实施例中，凹槽112可以包括不对称的壁，不对称的壁便于可膨胀夹具沿着活塞110的外圆周表面116的棘轮效应操作。这些不对称壁可以相对于活塞110的轴向以不同的角度倾斜。

活塞孔120可包括适于贯穿地延伸和缩回活塞110的内径。内径可以对应于活塞110在凹槽112的上肩部处的直径，使得包括凹槽112的活塞110可以在活塞孔120内轴向滑动。另外，活塞孔120还可以包括夹具移动区域124，其允许可膨胀夹具150相对于活塞110轴向移动。

可膨胀夹具150接合活塞110的外圆周表面116并且轴向地定位在夹具移动区域124内。可膨胀夹具150可以由以下材料构成：金属或其它类似的弹性材料，以及允许可膨胀夹具150弹性膨胀使得夹具150能够膨胀到膨胀直径的任何合适的材料。夹具150还可以包括静止直径，该静止直径对应于在夹具150接合活塞110的区域处(例如，在凹槽112内)活塞110的外圆周表面116的直径。以此方式，可膨胀夹具150可以被配置为围绕外圆周表面116装配，并且还可以被设计成装配在凹槽112内

夹具移动区域124是活塞孔120内的空腔，空腔由活塞孔120的轴向截面限定，轴向截面包括相对于活塞孔120的其他轴向部分的内径更大的内径，从而允许夹具150的轴向移动。另外，夹具移动区域124可以包括下肩部126和上肩部128。上肩部128可包括垂直于活塞孔120的轴向轴线延伸的表面，因此，当活塞110从活塞孔120向外延伸时，可膨胀夹具150通过上肩部128固位在夹具移动区域124内。当活塞110延伸时，第一凹槽112迫使可膨胀夹具150邻接上肩部128，并且当施加足够的轴向力时，可膨胀夹具150膨胀到膨胀直径，从而允许夹具150相对于凹槽112和活塞110轴向移动。在相对于凹槽112轴向移动之后，可膨胀夹具150可以定位在与第一凹槽相邻且轴向间隔开的另一凹槽中，并且可以恢复到其静止直径。

夹具移动区域124的下肩部126包括倾斜或成角度的壁，该壁不允许可膨胀夹具150膨胀到膨胀直径，因此防止可膨胀夹具150相对于凹槽112轴向移动，并且防止活塞110在活塞孔120内缩回。当活塞110被迫使离开正时链条30进入活塞孔120中时，可膨胀夹具150可以邻接下肩部126的倾斜的或成角度的壁，由此在倾斜壁与活塞110的外圆周表面116之间压缩可膨胀夹具150。可膨胀夹具150的压缩限制可膨胀夹具150的膨胀，使得活塞110不能在活塞孔120内进一步缩回。

参照图3至图8，示出了可膨胀夹具150的各种实施例。可膨胀夹具150可包括第一端152和第二端154。在至少一个实施例中，第一端152可以在活塞110的轴向方向上弯曲并且向下指向活塞孔120的底部122，而第二端154可以在指向活塞头114的轴向方向上弯曲，如图5以及图2所示。并且，如图5和6所示，可膨胀夹具150还可以包括重叠区域156，在该重叠区域156处，可膨胀夹具150的多个部分在圆周上彼此重叠和/或相交。如上所述，可膨胀夹具150可以包括静止直径d1，该直径d1对应于夹具150接合活塞110的区域处的活塞110的外圆周表面116的直径。

图3和图4示出了可膨胀夹具150的一个实施例，其中图3示出了以静止直径d1存在的可膨胀夹具150，并且其中图4示出了以膨胀直径d2存在的可膨胀夹具150。通过相对于活塞110以及活塞110的一个凹槽112使可膨胀夹具150轴向移位，夹具150可以膨胀到膨胀直径d2，当活塞110轴向移动时，这可以通过夹具150邻接夹具移动区域124内的活塞孔120的内孔壁来执行。

图5至图8示出了可膨胀夹具150的其它实施例，其中每个包括第一端152、第二端154和包括内部重叠区域158的重叠区域156。重叠区域156包括可膨胀夹具的那些部分，其中夹具150的细长主体与细长主体的另一部分重叠，如图5至8所示。此外，重叠区域156可以包括内部重叠区域158，该内部重叠区域158由在第一突出端152与第二突出端154之间的重叠区域156处的可膨胀夹具150的一部分构成。夹具固位装置160接合可膨胀夹具150的内部重叠区域158(图9至13)，这将在下面更详细地讨论。各种其他夹具和/或棘轮装置可以与链条张紧设备100一起使用，如图3至图8中的可膨胀夹具150的所描绘的实施例展示了一些潜在的实施例。

参照图9和图10，示出了夹具固位装置160，其可用于将可膨胀夹具150保持在其静止直径和/或防止夹具150膨胀到其膨胀直径。因此，通过防止可膨胀夹具150径向膨胀，夹具固位装置160可以防止夹具150相对于任何凹槽112轴向移动，这起到防止活塞110在活塞孔120内轴向移动的作用。在至少一个实施例中，当链条张紧器组件100不使用时，即，在链条张紧器组件100当前没有结合到用于将力施加到张紧臂40上的系统中的时间期间，夹具固位装置160可以可释放地联接到可膨胀夹具150上，由此减小链条30的松弛。例如，当链条张紧器组件100远离ice时，例如在组装、包装和/或运输过程中，夹具固位装置160可以接合可膨胀夹具150的一部分，使得活塞110固位在活塞孔120内。

图9示出了夹具固位装置160的实施例，该夹具固位装置160包括第一突出端162、第二突出端164和夹具邻接表面166，夹具邻接表面166包括第一和第二夹具邻接表面。该特定的夹具固位装置160可用于通过防止第一端152相对于可膨胀夹具150的第二端154移位(和/或径向向外移动)来防止可膨胀夹具150膨胀。夹具固位装置160可包括桥接第一突出端162和第二突出端164的细长构件165。第一突出端162和第二突出端164可以各自从细长构件165基本上垂直地延伸，并且这些端162-164中的每一个可以包括在其第一端152和其第二端154处邻接可膨胀夹具150的表面。

图10示出了另一种夹具固位装置160，其包括第一突出端162、第二突出端164、夹具邻接表面166以及凹槽168。如图所示，夹具邻接表面166形成凹槽168，该凹槽168接合可膨胀夹具150并且防止或抑制可膨胀夹具150的第一端152相对于第二端154的移动，由此防止可膨胀夹具150膨胀。夹具固位装置可以包括标记器或其他视觉指示器，该标记器或其他视觉指示器用于将夹具固位装置与凸轮轴链条张紧器的其他部件在视觉上区分开，使得组装技术人员在将链条张紧组件100安装到其预期用于的发动机或其他系统中时更可能注意到夹具固位装置。视觉指示器可以是模具，其用于给夹具固位装置的至少一部分着色以便更引人注意，例如，夹具固位装置可以被着色为热粉红色或亮黄色。

参照图11至图13，示出了接合可膨胀夹具150从而防止可膨胀夹具150膨胀的夹具固位装置160的多个实施例。

图11示出了一个这样的实施例，其中夹具固位装置160(例如，图9所示的夹具固位装置)围绕突出的第一端152和突出的第二端154的外侧接合可膨胀夹具150。夹具固位装置160通过使用第一突出端或柱162以及第二突出端或柱164防止可膨胀夹具150向外膨胀，从而防止突出的第一端152相对于突出端154径向向外膨胀。

图12和图13示出了夹具固位装置160的两个实施例，该夹具固位装置160在内部重叠区域158处接合可膨胀夹具150。夹具固位装置160可以包括形成凹槽168的多个夹具邻接表面166，该凹槽168例如在图10中示出。图12示出了一个这样的实施例，该实施例包括凹槽168，该凹槽168包括非平面夹具邻接表面166，该非平面夹具邻接表面166形成与可膨胀夹具150的半径紧密一致的弧形或弯曲形状。弯曲凹槽168的形状对应于内部重叠区域158处的可膨胀夹具150的形状，使得夹具固位装置可以紧密地围绕内部重叠区域158装配。

图13示出了夹具固位装置160的另一个实施例，该夹具固位装置160在内部重叠区域158处接合可膨胀夹具150。内部重叠区域158可以是线性的(如图13所示)，因此，夹具固位装置可以包括凹槽，该凹槽包括两个相对的直夹具邻接表面166，以及设置在两个直夹具邻接表面166之间的内部夹具邻接表面166(如图10所示)。内部夹具邻靠表面166可以是线性的(如图10所示)，或者可以是弧形的或弯曲的，以便对应于可膨胀夹具150的径向形状。并且，在一些实施例中，夹具固位装置160的第一端162和/或第二端164可以向外延伸，使得两个直夹具抵接表面166的长度长于可膨胀夹具150在内重叠区域158处的组合直径。

另外，夹具固位装置160的第一端162可以成形为使得第一端162紧密装配在可膨胀夹具150的第一突出端152和第二突出端154之间。

在其他实施例中，凹槽168可以由对应于可膨胀夹具150的重叠区域156的单个弯曲夹具邻接表面166形成。弯曲的夹具邻靠表面可以包括半圆形或基本半圆形的横截面，并且横截面在内部重叠区域158处与可膨胀夹具150一致。凹槽168可以接合可膨胀夹具150的重叠区域156(或内部重叠区域158)以及可膨胀夹具150的突出的第一端152和突出的第二端154的内部部分。通过将夹具固位装置160接合到可膨胀夹具150，夹具固位装置160防止第一端152相对更靠近第二端154的移动，从而防止可膨胀夹具150膨胀。

存在夹具固位装置160、可膨胀夹具150和链条张紧组件100的各种其他实施例，如在此所示的那些实施例仅仅意味着这些装置和组件的示例。可以使用这种装置或组件的不同形状、尺寸、构造和/或布置，同时仍然能够使用夹具固位装置通过接合位于活塞外圆周表面周围的可膨胀夹具而将活塞保持在活塞孔内。

应当理解，前面是对本发明的一个或多个实施例的描述。本发明不限于这里公开的特定实施例，而是仅由下面的权利要求限定。此外，包含在以上描述中的陈述涉及特定实施例，并且不应被解释为对本发明的范围或对权利要求中使用的术语的定义的限制，除非以上明确地定义了术语或短语。对于本领域技术人员来说，各种其它实施例以及对所公开实施例的各种改变和修改将变得显而易见。所有这些其它实施例、改变和修改都旨在落入所附权利要求的范围内。

如在本说明书和权利要求书中所使用的，术语“例如”、“举例来说”、“比如”、“诸如”和“类似”以及动词“包含”、“具有”、“包括”以及它们的其他动词形式在结合一个或多个部件或其他项目的列表使用时各自解释为开放式的。这意味着该列表不应被认为排除了其他附加部件或项目。除非在需要不同解释的上下文中使用，否则其它术语将使用其最广泛的合理含义来解释。此外，术语“和/或”应理解为包括性的“或”。因此，例如，短语“a、b和/或c”应被解释为涵盖以下中的任何一个或多个：“a”；“b”；“c”；“a和b”；“a和c”；“b和c”；以及“a、b和c”。