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Dokumentenidentifikation DE102007023671A1 20.12.2007
Titel Kettenspannvorrichtung
Anmelder NTN Corp., Osaka, JP
Erfinder Sato, Seiji, Iwata, Shizuoka, JP;
Kitano, Satoshi, Iwata, Shizuoka, JP;
Hayakawa, Hisashi, Iwata, Shizuoka, JP;
Ryouno, Yoshiaki, Iwata, Shizuoka, JP;
Onimaru, Kouichi, Iwata, Shizuoka, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 22.05.2007
DE-Aktenzeichen 102007023671
Offenlegungstag 20.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.12.2007
IPC-Hauptklasse F16H 7/08(2006.01)A, F, I, 20070522, B, H, DE
Zusammenfassung Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Kettenspannvorrichtung des extern montierten Typs anzugeben, die ein Ablassventil umfasst und dennoch ein kleines Gewicht und eine kleine Größe aufweist, wobei beim Öffnen des Ablassventils gelecktes Öl in den Motorraum zurückgeführt werden kann.
Ein Flansch ist auf dem Außenumfang eines Gehäuses ausgebildet, das in ein Spannvorrichtungs-Montageloch einer Motorabdeckung eingesetzt ist. Das Gehäuse definiert eine Zylinderkammer, in der ein zylindrischer Kolben und eine Rückstellfeder, die den Kolben nach außen aus der Zylinderkammer vorspannt, montiert sind. Das gezahntes Innengewinde ist auf dem Innenumfang des Kolbens in der Nähe von dessen offenem Ende ausgebildet. Das Innengewinde greift schraubend in ein gezahntes Außengewinde auf dem Außenumfang einer Schraubstange ein. Ein Gehäuse ist mit einem Ölzuführdurchgang versehen, der mit einer hinter dem Kolben definierten Druckkammer kommuniziert. Ein Rückschlagventil ist an dem Ölauslass des Ölzuführdurchgangs vorgesehen. Der Flansch ist mit einem Ventilmontageloch, das sich von dem oberen Teil des Außenumfangs zu der Druckkammer erstreckt, und mit einem Druckablassloch versehen, das sich von der gegen die Motorabdeckung stoßende Stoßfläche zu dem Ventilmontageloch erstreckt. Ein Ablassventil ist in dem Ventilmontageloch montiert. Es können also der Durchmesser des Gehäuses und damit die Größe und das Gewicht der gesamten Kettenspannvorrichtung reduziert werden. Ein Öldurchgang ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kettenspannvorrichtung, die hauptsächlich verwendet wird, um eine konstante Spannung einer Zahnkette zum Antreiben von Motornockenwellen aufrechtzuerhalten.

Allgemein wird die Drehung einer Kurbelwelle eines Motors über eine Zahnkette, die in einem durch eine Motorabdeckung definierte Motorraum montiert ist, auf Nockenwellen übertragen, um Ventile in Verbrennungskammern zu öffnen und zu schließen. Um die Spannung der Kette innerhalb eines geeigneten Bereichs zu halten, wird häufig eine Spanneinstellvorrichtung verwendet, die eine um eine Schwenkwelle schwenkbare Kettenführung und eine Kettenspanneinrichtung umfasst, die die Kettenführung vorspannt, um die Kettenführung gegen die Kette zu drücken.

Die japanische Patentveröffentlichung 10-132039A gibt eine derartige Kettenspannvorrichtung an.

Diese Kettenspannvorrichtung umfasst ein Gehäuse, das eine Zylinderkammer definiert, und einen zylindrischen Kolben zum Drücken der Ketten, wobei der zylindrische Kolben ein geschlossenes vorderes Ende und ein offenes hinteres Ende aufweist und mit dem offenen vorderen Ende in die Zylinderkammer eingesetzt ist. Weiterhin ist eine Rückstellfeder in der Zylinderkammer montiert, um den Kolben nach außen aus der Zylinderkammer vorzuspannen. Der Kolben weist ein gezahntes Innengewinde auf, das auf dem Innenumfang an einem hinteren Endteil ausgebildet ist. Weiterhin ist eine Schraubstange in der Zylinderkammer montiert, die ein gezahntes Außengewinde aufweist, das schraubend in das Innengewinde des Kolbens eingreift. Eine Feder spannt die Schraubstange und den Kolben derart vor, dass diese voneinander weggedrückt werden. Das Gehäuse ist mit einem Ölzuführdurchgang ausgebildet, der mit einer Druckkammer kommuniziert, die in dem Gehäuse hinter dem Kolben definiert ist. An dem Ölauslass des Ölzuführdurchgangs ist ein Rückschlagventil montiert. Die auf den Kolben ausgeübte Drückkraft wird also durch das Hydrauliköl gedämpft, das aus dem Ölzuführdurchgang über das Rückschlagventil in die Druckkammer zugeführt wird.

Es gibt zwei Typen von Spannvorrichtungen, nämlich den intern montierten Typ, bei dem ein am Außenumfang des Gehäuses ausgebildetes Montageteil an dem Motorblock festgeschraubt wird, und den extern montierten Typ, der an der Motorabdeckung montiert wird. Eine Spannvorrichtung des extern montierten Typs umfasst einen Flansch, der an dem Außenumfang des Gehäuses an einem Ende desselben montiert ist. Das Gehäuse wird in ein Spannvorrichtungs-Montageloch in der Motorabdeckung von außerhalb eingesetzt, bis der Flansch gegen eine Außenfläche der Motorabdeckung stößt. In diesem Zustand wird der Flansch durch Festspannschrauben an der Motorabdeckung fixiert.

Um eine übermäßige Spannung der Kette zu verhindern, umfassen einige Kettenspannvorrichtungen des extern montierten Typs ein Ablassventil, das konfiguriert ist, um sich bei Überschreitung eines Einstelldruckwerts des Ablassventils zu öffnen, um den Druck in der Druckkammer abzulassen.

Wenn in herkömmlichen Kettenspannvorrichtungen des extern montierten Typs mit einem Ablassventil das Ablassventil in dem Flansch des Gehäuses montiert ist, leckt das Hydrauliköl in der Druckkammer nach außen, wenn das Ablassventil geöffnet wird. Das Ablassventil wird deshalb in dem Gehäuse an einem Teil montiert, der näher an dem Motorraum liegt als der Flansch.

Das Gehäuse von derartigen herkömmlichen Spannvorrichtungen des extern montierten Typs mit einem Ablassventil weist deshalb einen großen Durchmesser auf, sodass die gesamte Spannvorrichtung ein schweres Gewicht und eine große Größe aufweist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kettenspannvorrichtung des extern montierten Typs anzugeben, die ein Ablassventil umfasst und dennoch ein leichtes Gewicht und eine kleine Größe aufweist.

Um diese Aufgabe zu lösen, gibt die vorliegende Erfindung eine Kettenspannvorrichtung an, die umfasst: ein Gehäuse, das in ein Spannvorrichtungs-Montageloch in einer Motorabdeckung eingesetzt ist, wobei das Gehäuse einen an einem Außenumfang ausgebildeten Flansch aufweist, der in einen Stoßkontakt mit der Außenfläche der Motorabdeckung gebracht und an derselben festgeschraubt wird, wobei das Gehäuse eine Zylinderkammer definiert, die ein offenes vorderes Ende aufweist, das in der Motorabdeckung angeordnet ist; einen zylindrischen Kolben zum Drücken einer Kette, wobei der Kolben ein offenes hinteres Ende und ein geschlossenes vorderes Ende aufweist und in der Zylinderkammer aufgenommen ist, um eine Druckkammer in der Zylinderkammer hinter dem Kolben zu definieren; eine Rückstellfeder, die in der Zylinderkammer montiert ist und den Kolben nach außen aus der Zylinderkammer drückt, wobei der Kolben ein Innengewinde aufweist, das auf einem Innenumfang desselben an einem hinteren Endteil ausgebildet ist und einen gezahnten Abschnitt aufweist; eine Schraubstange, die in der Zylinderkammer montiert ist und ein Außengewinde aufweist, das an einem Außenumfang montiert ist, wobei das Außengewinde einen gezahnten Abschnitt aufweist und schraubend in das Innengewinde eingreift; und eine Feder, die die Schraubstange und den Kolben derart vorspannt, dass diese voneinander weg gedrückt werden; wobei das Gehäuse mit einem Ölzuführdurchgang ausgebildet ist, der einen mit der Druckkammer kommunizierenden Ölauslass aufweist, und wobei ein Rückschlagventil an dem Ölauslass angeordnet ist; wobei eine auf den Kolben ausgeübte Drückkraft durch das Hydrauliköl gedämpft wird, das durch das Rückschlagventil in die Druckkammer zugeführt wird; dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch mit einem Ventilmontageloch, das sich von einem Außenumfang zu der Druckkammer erstreckt, und mit einem Druckablassloch versehen ist, das sich von einer gegen die Motorabdeckung stoßenden Stoßfläche zu dem Ventilmontageloch erstreckt, und dass die Kettenspannvorrichtung weiterhin ein Ablassventil umfasst, das in dem Ventilmontageloch montiert ist und konfiguriert ist, um sich zu öffnen, wenn der Druck in der Druckkammer einen vorbestimmten Druckwert überschreitet, um ein Ende des mit der Druckkammer kommunizierenden Ventilmontagelochs in eine Kommunikation mit dem Druckablassloch zu bringen, wobei das Ablassventil an dem Flansch fixiert wird, indem eine Festspannschraube von dem Außenumfang des Flansches her in das Ventilmontageloch eingesetzt wird, um in eine Schraubverbindung mit dem Ventilmontageloch gebracht zu werden, und dann festgezogen wird, wobei ein Öldurchgang in der Stoßfläche und in dem Außenumfang des Gehäuses ausgebildet ist, sodass in das Druckablassloch gelecktes Öl durch den Öldurchgang in den Motorblock geführt werden kann.

Weil bei dieser Anordnung das Ablassventil in dem Ventilmontageloch montiert ist, das in dem Flansch an dem Außenumfang des Gehäuses ausgebildet ist, kann der Außendurchmesser des Gehäuses im Vergleich zu der herkömmlichen Anordnung, bei der ein Ablassventil in dem Gehäuse montiert ist, reduziert werden, wodurch die Größe und das Gewicht der gesamten Kettenspannvorrichtung reduziert werden.

Weil das Druckablassloch in der Stoßfläche des gegen die Motorabdeckung stoßenden Flansches ausgebildet ist, um mit dem Ventilmontageloch zu kommunizieren, und weil das Druckablassloch durch den Öldurchgang, der in der Stoßfläche des gegen die Motorabdeckung stoßenden Flansches und in dem Außenumfang des Gehäuses ausgebildet ist, in eine Kommunikation mit dem Inneren der Motorabdeckung gebracht wird, kann das aus der Druckkammer in das Druckablassloch geleckte Hydrauliköl in den Motorraum zurückgeführt werden, wodurch ein Lecken von Hydrauliköl aus dem Motorraum verhindert werden kann.

Ein dichtender Kleber kann auf den Außenumfang der Festspannschraube aufgetragen sein, um einen Zwischenraum zwischen den Gewinden des Ventilmontagelochs und der Festspannschraube zu dichten und dadurch ein Lecken von Hydrauliköl durch den Zwischenraum zwischen den Gewinden nach außen zu verhindern.

Weiterhin kann eine Dichtung zwischen den Stoßflächen des Flansches und der Motorabdeckung angeordnet sein, um ein Lecken von Hydrauliköl durch einen Zwischenraum zwischen den Stoßflächen des Flansches und der Motorabdeckung nach außen zu verhindern.

Gemäß einem anderen Aspekt gibt die vorliegende Erfindung eine Kettenspannvorrichtung an, die umfasst: ein Gehäuse, das ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist und derart in ein Spannvorrichtungs-Montageloch in der Motorabdeckung eingesteckt ist, dass das offene Ende in der Motorabdeckung angeordnet ist, wobei das Gehäuse einen Flansch aufweist, der an einem Außenumfang desselben ausgebildet ist und an einer Außenfläche der Motorabdeckung fixiert ist; einen Kolben zum Drücken einer Kette, der axial gleitbar in das Gehäuse eingesetzt ist, um eine Druckkammer in dem Gehäuse zu definieren, wobei die Druckkammer mit einem Öl gefüllt ist; eine Rückstellfeder, die den Kolben in einer Richtung vorspannt, in der das Volumen der Druckkammer vergrößert wird; wobei das Gehäuse mit einem Ölzuführdurchgang versehen ist, durch den die Druckkammer mit dem Äußeren des Gehäuses kommuniziert, wobei der Ölzuführdurchgang ein Rückschlagventil aufweist, das nur einen Fluss des Öls von außen in die Druckkammer gestattet, wobei der Kolben einen zylindrischen Endteil auf der Seite der Druckkammer aufweist, wobei der zylindrische Endteil ein auf einem Innenumfang desselben ausgebildetes Innengewinde aufweist; eine Schraubstange, die in der Druckkammer montiert ist und ein Außengewinde auf einem Außenumfang derselben aufweist, das schraubend in das Innengewinde eingreift; und eine Feder, die die Schraubstange derart vorspannt, dass diese von dem Kolben weg gedrückt wird; dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mit einem Druckablassdurchgang ausgebildet ist, über den die Druckkammer mit dem Inneren der Motorabdeckung kommuniziert, und dass ein Ablassventil in dem Druckablassdurchgang montiert ist, wobei das Ablassventil konfiguriert ist, um sich zu öffnen, wenn der Druck in der Druckkammer einen vorbestimmten Druckwert überschreitet.

Weil bei dieser Anordnung das Ablassventil in dem Druckablassdurchgang in dem Kolben montiert ist, kann der Außendurchmesser des Gehäuses im Vergleich zu der herkömmlichen Anordnung, bei der ein Ablassventil in dem Gehäuse montiert ist, reduziert werden, wodurch die Größe und das Gewicht der gesamten Kettenspannvorrichtung reduziert werden. Die Kettenspannvorrichtung der Erfindung kann also einfach an einer Motorabdeckung montiert werden, auch wenn der Raum um das Spannvorrichtungs-Montageloch in der Motorabdeckung klein ist.

Weitere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.

1 ist eine Vorderansicht eines Kettenübertragungsmechanismus, in dem eine Kettenspannvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist.

2 ist eine vertikale Schnittansicht der Kettenspannvorrichtung von 1 und zeigt den anfänglichen Einstellzustand.

3 ist eine 2 entsprechende Ansicht von rechts.

4 ist eine vertikale Schnittansicht der Kettenspannvorrichtung von 1 und zeigt einen Zustand, in dem die Kette gespannt wird.

5 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht der Kettenspannvorrichtung von 1 und zeigt den Teil, an dem das Ablassventil montiert ist.

6 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Festspannschraube der Kettenspannvorrichtung von 1 und zeigt deren Gewindeteil.

7 ist eine Vorderansicht eines Kettenübertragungsmechanismus, in dem eine Kettenspannvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung montiert ist.

8 ist eine vergrößerte Schnittansicht der Kettenspannvorrichtung von 7.

9 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Ablassventils von 8 und zeigt den geöffneten Zustand desselben.

10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie X-X von 9.

11 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abstandsglieds aus 9.

Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Kettenübertragungsmechanismus ein Zahnrad 2, das auf einer Kurbelwelle 1 an einem Ende derselben montiert ist, Zahnräder 4, die jeweils auf einer der Nockenwellen 3 an einem Ende derselben montiert sind, eine Kette 5, die um die Zahnräder 2 und 4 geführt ist, und eine Kettenführung 6, die in Kontakt mit der Hängeseite 5a der Kette 5 gehalten wird.

Die Kettenführung 6 wird schwenkbar durch eine Welle 7 gehalten. Eine Kettenspannvorrichtung 10 ist auf einer Seite der Kettenführung 6 vorgesehen um die Kettenführung 6 gegen die Kette zu drücken und eine konstante Spannung der Kette 5 zu halten.

Die Kettenspannvorrichtung 10 umfasst ein zylindrisches Gehäuse 11, das in ein Spannvorrichtungs-Montageloch B in einer Motorabdeckung A von außerhalb der Motorabdeckung eingesteckt ist. Ein Flansch 12 ist an dem Außenumfang des Gehäuses 11 an einem Ende desselben ausgebildet. Durch Festspannschrauben 13 wird der Flansch 12 gegen die Außenfläche der Motorabdeckung A gedrückt und dadurch an der Motorabdeckung A fixiert.

Wie in 2 gezeigt, ist das Gehäuse 11 mit einer Zylinderkammer 14 ausgebildet, die sich zu der Endfläche des Gehäuses 11 öffnet, das im Inneren der Motorabdeckung A angeordnet ist. In der Zylinderkammer 14 sind ein Kolben 15 und eine Rückstellfeder 16, die den Kolben 15 nach außen aus der Zylinderkammer 14 vorspannt, montiert.

Der Kolben 15 ist ein rohrförmiges Glied, das ein geschlossenes vorderes Ende außerhalb der Zylinderkammer 14 und ein offenes hinteres Ende aufweist. Ein Innengewinde 17 ist auf der Innenfläche des Kolbens 15 in der Nähe des offenen hinteren Endes ausgebildet und greift schraubend in ein Außengewinde 19 auf der Außenfläche einer Schraubstange 18 ein.

Die Schraubstange 18 ist mit einer sich durch dieselbe erstreckenden Axialbohrung 20 versehen. Die Axialbohrung 20 umfasst einen Teil mit großem Durchmesser und einen Teil mit kleinem Durchmesser, zwischen denen eine Schulter 20a definiert ist. Zwischen der Schulter 20a und der geschlossenen Endwand des Kolbens 15 sind ein Federsitz 21 und eine Feder 22 montiert, wobei ein vorderes kugelförmiges Ende des Federsitzes 21 auf der geschlossenen Endwand des Kolbens 15 gehalten wird und ein hinteres Ende der Feder 22 auf der Schulter 20a gehalten wird. Die Feder 22 spannt also den Kolben 15 und die Schraubstange 18 derart vor, dass diese voneinander weg gedrückt werden.

Das Innenwinde 17 auf der Innenfläche des Kolbens 15 und das Außengewinde 19 auf der Außenfläche der Schraubstange 18 weisen beide eine Druckflanke 23 zum Halten der auf den Kolben 15 ausgeübten axialen Druckkraft und eine Freiflanke 24 auf. Die Druckflanke 23 weist einen größeren Flankenwinkel auf als die Freiflanke 24. Das Innengewinde 17 und das Außengewinde 19 weisen beide einen gezahnten Längsschnitt auf. Die Gewinde 17 und 19 weisen außerdem derartige Führungswinkel auf, dass sich der Kolben 15 und die Schraubstange 18 unter der Vorspannkraft der Feder 22 relativ zueinander drehen und axial voneinander weg bewegen.

Das Gehäuse 11 ist mit einem Ölzuführdurchgang 26 versehen, der mit einer Druckkammer 25 hinter dem Kolben 15 kommuniziert. Ein Rückschlagventil 27 ist an dem Auslass der Ölzuführkammer 26 zu der Druckkammer 25 vorgesehen.

Das Rückschlagventil 27 umfasst einen Ventilsitz 29, der zu einem gestuften Loch 28 gedrückt wird, das in dem geschlossenen Ende der Zylinderkammer 14 ausgebildet ist, einen kugelförmigen Ventilkörper 31 zum wahlweisen Öffnen und Schließen eines Ventillochs 30 in dem Ventilsitz 29, und ein Halteglied 32, das die Bewegung des Ventilkörpers 31 und damit den Öffnungsgrad des Ventillochs 30 einschränkt. Wenn der Druck in der Druckkammer 25 den Zuführdruck des Hydrauliköls in dem Ölzuführdurchgang 26 überschreitet, schließt der Ventilkörper 31 das Ventilloch 30.

Der Ventilsitz 29 hält das hintere Ende der Schraubstange 18 und dient damit auch als Stangensitz. Der Ventilsitz 29 und die Schraubstange 18 stoßen entlang einer sich verjüngenden Fläche 29a gegeneinander.

Eine Ringvertiefung 33 ist in der Innenfläche des Gehäuses 11 in der Nähe des offenen Endes ausgebildet. In der vorderen Seitenwand der Ringvertiefung 33 ist eine Vertiefung 34 mit kleinem Durchmesser ausgebildet. Ein elastisch verformbarer Einstellring 35 ist in der Vertiefung 34 mit kleinem Durchmesser in einem radial komprimierten Zustand aufgenommen, wobei der radial innere Teil in einer Einstellvertiefung 36 in der Außenfläche des Kolbens 15 in der Nähe des vorderen Endes aufgenommen ist. Der Kolben 15 wird also durch den Einstellring 35 in der Zylinderkammer 14 zurückgezogen gehalten.

Während der Kolben 15 in der Zylinderkammer zurückgezogen gehalten wird, wird der vordere Endteil des Gehäuses 11 in das Spannvorrichtungs-Montageloch B der Motorabdeckung A eingesetzt und wird der Flansch 12 an der Motorabdeckung A festgeschraubt.

Wenn der Motor in diesem Zustand gestartet wird, wird die Hängeseite der Kette 5a gespannt, sodass eine Drückkraft über die Kettenführung auf den Kolben 15 ausgeübt wird, die den Kolben 15 nach hinten drückt. Dadurch wird der Einstellring 35 in die Ringvertiefung 33 gedrückt. Der Einstellring 35 kann sich dabei radial erweitern und von der Einstellvertiefung 36 lösen. Wenn also die Hängeseite der Kette wieder entspannt wird, wird der Kolben unter der Vorspannkraft der Rückstellfeder 16 nach vorne gedrückt, um die Kettenführung 6 wie in 4 gezeigt gegen die Kette 5 zu drücken und dadurch die Kette 5 zu spannen.

Wie in 4 gezeigt, weist der Flansch in seinem Teil über der Zylinderkammer 14 ein Ventilmontageloch 37, das mit der Druckkammer 25 kommuniziert, und ein Druckablassloch 38 auf, das sich von der gegen die Motorabdeckung A stoßenden Fläche zu dem Ventilmontageloch 37 erstreckt.

Das Ventilmontageloch 37 ist ein gestuftes Loch, das einen Endteil mit kleinem Durchmesser, der mit der Druckkammer 25kommuniziert, und einen Teil mit großem Durchmesser aufweist, in dem ein Ablassventil 40 montiert ist.

Das Ablassventil 40 umfasst eine Ventilmanschette 41, die ein geschlossenes unteres Ende aufweist, das mit einem Ventilloch 42 versehen ist. In der Ventilmanschette 41 sind ein kugelförmiger Ventilkörper 43 und eine Ventilfeder 44, die den Ventilkörper 43 zu dem Ventilloch 42 vorspannt, montiert. Die obere Öffnung der Ventilmanschette 41 wird durch eine Festspannschraube 45 geschlossen. Die Festspannschraube 45 greift schraubend in ein Innengewinde 39 auf der Innenfläche des Ventilmontagelochs 37 an dessen oberem Endteil ein. Indem die Schraube 45 festgezogen wird, wird das Ablassventil 40 an seiner Position fixiert.

Die Ventilmanschette 41 ist mit einem Radialdurchgangsloch 46 versehen, durch welches das Innere der Ventilmanschette 41 mit dem Druckablassloch 38 kommuniziert. Am ihrem unteren Ende weist die Festspannschraube 45 einen Verbindungsschaftteil 45a auf, der in die obere Öffnung der Ventilmanschette 41 gedrückt wird. An dem unteren Ende des Verbindungsschaftteils 45a ist ein Beschränkungsschaftteil 45b vorgesehen, der die Bewegung des Ventilkörpers 43 und damit den Öffnungsgrad des Ventillochs 42 beschränkt.

Wie in 4 und 5 gezeigt, ist die gegen die Motorabdeckung A stoßende Oberfläche des Flansches 12 mit einer Vertiefung 47 verstehen, durch die das in das Druckablassloch 38 geleckte Hydrauliköl zu dem Außenumfang des Gehäuses 11 geführt wird. Auf dem Außenumfang des Gehäuses 11 ist eine flache Fläche 48 derart ausgebildet, dass sie einen Durchgang 49 zwischen der flachen Fläche 48 und der Innenwand des Spannvorrichtungs-Montagelochs B definiert. Der Durchgang 49 und die Vertiefung 47 bilden einen Öldurchgang 50, durch den das in das Druckablassloch 38 geleckte Hydrauliköl in die Motorabdeckung A geführt wird.

Wie in 6 gezeigt, ist ein dichtender Kleber 51 zwischen dem Gewinde der Festspannschraube 45 und dem Innengewinde 39 angeordnet, um ein Lecken von Hydrauliköl durch den Zwischenraum zwischen den Gewinden nach außen zu verhindern. wie in 5 gezeigt, ist eine Dichtung 52 zwischen den gegeneinander stoßenden Flächen des Flansches 12 und der Motorabdeckung A angeordnet, um ein Lecken von Hydrauliköl durch den Zwischenraum zwischen den gegeneinander stoßenden Flächen nach außen zu verhindern.

Wenn der Motor gestartet wird, bewegt sich die Kette 5 in der Richtung des Pfeils von 1 und treibt die Nockenwellen 3 an. Gleichzeitig wird eine Pumpe (nicht gezeigt) aktiviert, um Motoröl (Hydrauliköl) zu der Druckkammer 25 der Kettenspannvorrichtung 10 zuzuführen.

Wenn die Nockenwellen 3 angetrieben werden und die Hängeseite 5a der Kette 5 aufgrund von Fluktuationen im Drehmoment durchhängt, werden der Kolben 15 und die Schraubstange 18 unter dem Druck des durch den Ölzuführdurchgang 26 zu der Druckkammer 25 geführten Hydrauliköls aus der Zylinderkammer 14 gedrückt. Die Schraubstange 18 löst sich also von dem Ventilsitz 29, sodass das Hydrauliköl in die Druckkammer 25 und die Durchgangsbohrung 20 der Schraubstange 18 fließt.

Wenn der Kolben 15 aus der Zylinderkammer gedrückt wird, drückt der Kolben 15 gegen die Kettenführung 6, um die Kette 5 erneut zu spannen. Gleichzeitig dreht sich die Schraubstange 18 unter der Vorspannkraft der Feder 22 und bewegt sich zu dem Rückschlagventil 27, bis sie gegen den Ventilsitz 29 stößt. Der Kolben 15 und die Schraubstange 18 werden in diesem Zustand angehalten, sodass die Spannung der Kette 5 auf einem konstanten Wert gehalten wird.

Wenn die Spannung der Kette 5 zunimmt, wird eine Drückkraft von der Kette 5 über die Kettenführung 6 auf dem Kolben 15 ausgeübt. Dadurch wird der Druck des Hydrauliköls in der Durchgangsbohrung 20 der Schraubstange, im Inneren des Kolbens 15 und in der Druckkammer 25 erhöht, sodass der Ölzuführdurchgang 26 durch das Rückschlagventil 27 geschlossen wird. Die Drückkraft wird also durch den in der Druckkammer gedichteten Hydrauliköldruck und die Druckflanken 23 der Innen- und Außengewinde 17 und 19 getragen, um ein Zurückziehen des Kolbens 15 zu verhindern.

Wenn die auf den Kolben 15 ausgeübte Drückkraft die Vorspannkraft der Rückstellfeder 16 überschreitet, dreht sich die Schraubstange 18 und bewegt sich der Kolben 15 in der Richtung, in der das Volumen der Druckkammer 25 reduziert wird.

Das Hydrauliköl in der Druckkammer leckt also durch einen schmalen Zwischenraum zwischen den Gleitflächen der Zylinderkammer 14 und des Kolbens 15, sodass sich der Kolben 14 langsam zurückziehen kann, bis die Vorspannkraft der Rückstellfeder 16 die Drückkraft ausgleicht.

Wenn die Kette 5 schwingt, bewegt sich der Kolben innerhalb des durch den Zwischenraum zwischen den schraubend verbundenen Teilen des Innengewindes 17 und des Außengewindes 19 bestimmten Bereichs hin und her. Dabei dient das in der Druckkammer 25 gedichtete Hydrauliköl als Hydraulikdämpfer, um die Schwingungen der Kette zu absorbieren.

Wenn der Kolben 15 abrupt nach innen gedrückt wird, steigt der Druck in der Druckkammer 25 abrupt an. Wenn dabei der Druck in der Druckkammer 25 einen vorbestimmten Druckwert überschreitet, öffnet der Ventilkörper 43 des Ablassventils 40 das Ventilloch 42, sodass das Hydrauliköl in der Druckkammer 25 durch das Ventilloch 42 in die Ventilmanschette 41 fließen und dann durch das Loch 46, das Druckablassloch 38 und den Öldurchgang 50 wie durch die Pfeile in 4 und 5 angegeben in die Motorabdeckung A fließen kann.

Dadurch wird ein übermäßiges Ansteigen des Drucks in der Druckkammer 25 verhindert, wodurch wiederum eine übermäßige Spannung der Kette 5 verhindert wird. Weil das Hydrauliköl in die Motorabdeckung A zurückgeführt wird, kann eine Verunreinigung durch das Hydrauliköl außerhalb des Motors verhindert werden.

Weil das Ablassventil 40 in dem Ventilmontageloch 37 in dem Flansch 12 montiert ist, wird der Außendurchmesser des Gehäuses nicht durch das Vorhandensein des Ablassventils 40vergrößert, sodass die Größe und das Gewicht der Spannvorrichtung nicht vergrößert werden.

7 zeigen einen Kettenübertragungsmechanismus, der eine Kettenspannvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Wie in der ersten Ausführungsform umfasst der Kettenübertragungsmechanismus dieser Ausführungsform ein Zahnrad 2, das an einer Kurbelwelle 1 fixiert ist, Zahnräder 4, die an Nockenwellen 3 fixiert sind, und eine Kette 5, über die die Zahnräder 2 und 4 miteinander verbunden sind. Die Drehung der Kurbelwelle 1 wird also über die Kette 5 auf die Nockenwellen 3 übertragen, um Ventile (nicht gezeigt) in Verbrennungskammern wahlweise zu öffnen und zu schließen. Die Zahnräder 2 und 4 und die Kette 5 sind in einem Motorraum angeordnet, der in einer Motorabdeckung A definiert ist.

Der Kettenübertragungsmechanismus umfasst weiterhin eine Kettenführung 6, die um eine Schwenkwelle 7 schwenken kann und in Kontakt mit der Kette 5 gehalten wird. Die Kettenführung 6 wird durch eine Kettenspannvorrichtung vorgespannt, die auf der Motorabdeckung A montiert ist und gegen die Kette 5 drückt.

Die Kettenspannvorrichtung 60 umfasst ein Gehäuse 61, das in einem Spannvorrichtungs-Montageloch B in der Motorabdeckung A ausgebildet ist. Das Gehäuse 61 weist einen Flansch 63 auf der radial äußeren Fläche auf, der über Schrauben 62 an einer axial äußeren Fläche der Motorabdeckung fixiert ist.

Wie in 8 gezeigt ist das Gehäuse 61 ein zylindrisches Glied, das ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist und in der Motorabdeckung A angeordnet ist. Ein Kolben 64 ist axial verschiebbar in dem Gehäuse 61 aufgenommen, um die Kette 5 zu drücken. Der Kolben 61 definiert eine Druckkammer 65 in dem Gehäuse 61.

Eine Rückstellfeder 66 ist in der Druckkammer 65 montiert und spannt den Kolben 64 in einer Richtung vor, um das Volumen der Druckkammer 65 zu vergrößern. Die Druckkammer 65 ist mit Öl gefüllt. Das Gehäuse 61 ist mit einem Ölzuführdurchgang 67 versehen, über den die Druckkammer 65 mit dem Äußeren des Gehäuses 61 kommuniziert. Der Ölzuführdurchgang 67 weist eine Außenöffnung auf, die mit einem Öldurchgang 68 in der Motorabdeckung A verbunden ist. Der Öldurchgang 68 ist mit einer Ölzuführpumpe (nicht gezeigt) verbunden.

An dem sich zu der Druckkammer öffnenden Ende des Ölzuführdurchgangs 67 ist ein Rückschlagventil 69 vorgesehen, das nur einen Ölfluss von außen in die Druckkammer gestattet. Das Rückschlagventil 69 umfasst einen Ventilsitz 70, der in das Gehäuse 61 gedrückt ist, einen kugelförmigen Ventilkörper 71, der derart angeordnet ist, dass er in und aus einem Kontakt mit dem Ventilsitz 70 bewegt werden kann, und ein Halteglied 72, das den Bewegungsbereich des Ventilkörpers 71 beschränkt.

Wenn der Druck in der Druckkammer 65 den Druck in dem Ölzuführdurchgang 67 überschreitet, wird der Ventilkörper 71 des Rückschlagventils 69 gegen den Ventilsitz 70 gedrückt, um ein Ventilloch 73 in dem Ventilsitz 70 zu schließen. Wenn der Druck in der Ventilkammer 65 unter den Druck in dem Ölzuführdurchgang 67 fällt, wird der Ventilkörper 71 von dem Ventilsitz 70 getrennt, um das Ventilloch 73 zu öffnen.

Der Kolben 64 umfasst einen Zylinder 74, der in das Gehäuse 61 eingesteckt ist, und eine Kappe 75, die in dem vorstehenden Ende des Zylinders 74 vorgesehen ist und in Kontakt mit der Kettenführung 6 gehalten wird. Der Zylinder 74 weist ein Innengewinde 76 auf, das auf der radialen Innenfläche desselben vorgesehen ist. In der Druckkammer 65 ist eine Schraubstange 77 in den Kolben 64 eingesetzt und erstreckt sich koaxial zu demselben. Die Schraubstange 77 weist ein Außengewinde 78 auf, das auf der radialen Außenfläche ausgebildet ist und in einer schraubenden Verbindung mit dem Innengewinde 76 des Zylinders 74 gehalten wird. Die Schraubstange 77 ist mit einer axialen Durchgangsbohrung 79 versehen.

Das Innengewinde 76 und das Außengewinde 78 greifen schraubend ineinander, wobei ein axiales Spiel zwischen denselben vorhanden ist. Das Innengewinde 76 und das Außengewinde 78 weisen beide einen asymmetrisch gezahnten Abschnitt entlang der Achse auf und umfassen jeweils eine Druckflanke 80, um die auf den Kolben 64 ausgeübte Axialkraft in einer Richtung zu halten, in der das Volumen der Druckkammer 65 reduziert wird. Die Druckflanke 80 weist einen größeren Flankenwinkel auf als die Freiflanke 81.

Die Kappe 75 weist ein geschlossenes äußeres Ende und ein inneres Ende auf, das sich zu der Druckkammer öffnet und mit einem Druckablassdurchgang 82 versehen ist, über den die Druckkammer 65 mit dem Inneren der Motorabdeckung A kommuniziert. An dem Ende des Ablassdurchgangs 82, das sich zu der Druckkammer 65 öffnet, ist ein Ablassventil 83 vorgesehen, das sich öffnet, wenn der Druck in der Druckkammer 65 einen vorbestimmten Druckwert überschreitet.

Wie in 9 gezeigt, umfasst das Ablassventil 83 einen Ventilsitz 85, der mit einem Ventilloch 84 ausgebildet ist, einen kugelförmigen Ventilkörper 86, der derart angeordnet ist, dass er in und aus einem Kontakt mit dem Ventilsitz 85 bewegt werden kann, eine Ventilfeder 87, die den Ventilkörper 86 zu dem Ventilloch 84 vorspannt, und eine Ventilmanschette 88, in der die Ventilfeder 87 und der Ventilkörper 86 aufgenommen sind. Die Ventilmanschette 88 weist ein Durchgangsloch 89 auf, durch welches das durch das Ventilloch 84 in die Manschette 88 fließende Öl in den Druckablassdurchgang 82 ausgeführt wird.

Das Ablassventil 83 wird in der Kappe 75 durch ein Halteglied 90 gehalten, das in die Kappe 75 gedrückt wird. Zwischen der Kappe 75 und der Schraubstange 77 ist ein Federsitz 92 angeordnet, der durch eine Feder 91 zu der Kappe 75 vorgespannt wird. Der Federsitz 92 weist eine kugelförmige Endfläche auf, die der Kappe 75 zugewandt ist.

Der Federsitz 92 wird durch die radiale Innenfläche der Kappe 75 radial in Position gehalten. Ein säulenförmiges Abstandsglied 93 ist zwischen dem Federsitz 92 und dem Halteglied 90 angeordnet, sodass die Vorspannkraft der Feder 91 über den Federsitz 92, das Abstandsglied 93 und das Halteglied 90 zu der Kappe 75 übertragen wird. Die Feder 91spannt also die Schraubstange 77 derart vor, dass diese von der Kappe 95 weg gedrückt wird.

Wie in 10 und 11 gezeigt, sind Axialvertiefungen 94 in der Seitenfläche des Abstandsglieds 93 ausgebildet. In der Endfläche des Abstandsglieds 94, die dem Halteglied 90 zugewandt ist, sind diametrale Vertiefungen 94 ausgebildet. Das Öl in der Druckkammer 65 kann also durch radiale Durchgangslöcher 96 in der Kappe 75, durch die Vertiefungen 94 und 95 und ein Durchgangsloch 97 in dem Halteglied 90 in das Ablassventil 83 fließen.

Im Folgenden wird der Betrieb der Druckspannvorrichtung 60 beschrieben.

Wenn die Spannung der Kette 5 zunimmt und die Kette 5 schwingt, während die Nockenwellen 3 angetrieben werden, bewegt sich der Kolben 64 wiederholt innerhalb des Bereichs, der dem Zwischenraum zwischen dem Innengewinde 76 und dem Außengewinde 78 entspricht, hin und her. Dadurch wird die Schraubstange 77 jeweils geringfügig gedreht, sodass der Kolben 64 axial bewegt wird, bis die Summe aus dem Druck in der. Druckkammer 65 und der Vorspannkraft der Rückstellfeder 66 die Spannung der Kette 5 ausgleichen. Die Spannung der Kette 5 wird also vermindert. Dabei leckt Öl in der Druckkammer 65 durch einen Zwischenraum zwischen den Gleitflächen des Gehäuses 61 und des Kolbens 64 in den Motorraum.

Wenn sich die Spannung der Kette 5 vermindert, fällt der Druck in der Druckkammer 65 unter den Druck in dem Ölzuführdurchgang 67. Dadurch wird das Rückschlagventil 69geöffnet, sodass Öl durch den Ölzuführdurchgang 67 in die Druckkammer 65 fließt. Der Kolben 64 bewegt sich also in der Richtung, in der das Volumen der Druckkammer 65 vergrößert wird, bis die Summe aus dem Druck in der Druckkammer 65 und der Vorspannkraft der Rückstellfeder 66 die Spannung der Kette 5 ausgleicht. Wenn die Bewegungsdistanz der Kolbens in dieser Richtung einen bestimmten Punkt überschreitet, wird die Schraubstange 77 von dem Ventilsitz 70 getrennt. Danach bewegt sich die Schraubstange 77 jedoch unter der von der Kette 5 über den Kolben 64 übertragenen Schwingkraft und der Vorspannkraft der Feder 91 langsam drehend zu dem Ventilsitz 70.

Wenn sich die Spannung der Kette 5 abrupt erhöht und die Schraubstange 77 von dem Ventilsitz 70 getrennt ist, steigt der Druck in der Druckkammer 65, sodass sich das Ablassventil 83 öffnet. Daraus resultiert, dass wie in 9 gezeigt, das Öl in dem Kolben 64 durch das Druckablassventil 82 in die Motorabdeckung A fließt, sodass sich der Kolben 64 in der Richtung bewegen kann, in der das Volumen der Druckkammer 65 reduziert wird. Dadurch wird eine übermäßige Spannung der Kette 5 verhindert.

Wenn der Motor danach stoppt, bewegt sich der Kolben 64, bis die Schraubstange 77 gegen den Ventilsitz 70 stößt. Weil in diesem Zustand die Kette 5 nicht schwingt, dreht sich die Schraubstange 77 nicht, sodass sich der Kolben 64 nicht mehr bewegt, sobald die Schraubstange 77 gegen den Ventilsitz 70 stößt. Wenn also der Motor erneut gestartet wird, kann die Kette 5 schnell gespannt werden, wodurch die Spannung der Kette 6 stabilisiert wird.

Weil in dieser Ausführungsform das Ablassventil 83 in dem Kolben 64 montiert ist, kann der Außendurchmesser des Gehäuses 61 reduziert werden, sodass die Größe und das Gewicht der gesamten Kettenspannvorrichtung 60 im Vergleich zu einer Anordnung reduziert werden können, in der das Ablassventil 83 in dem Gehäuse 61 montiert ist.

Weiterhin kann in dieser Ausführungsform im Vergleich zu einer Anordnung, in der das Ablassventil 83 in dem Flansch 63 montiert ist, die Größe des Flansches 63 reduziert werden, sodass die Spannvorrichtung auch dann einfach an der Motorabdeckung montiert werden kann, wenn der Installationsraum der Motorabdeckung A um das Spannmontageloch B herum klein ist.


Anspruch[de]
Kettenspannvorrichtung (10), die umfasst:

ein Gehäuse (11), das in ein Spannvorrichtungs-Montageloch (B) in einer Motorabdeckung (A) eingesetzt ist, wobei das Gehäuse (11) einen an einem Außenumfang ausgebildeten Flansch (12) aufweist, der in einen Stoßkontakt mit der Außenfläche der Motorabdeckung (A) gebracht und an derselben festgeschraubt wird, wobei das Gehäuse (11) eine Zylinderkammer (14) definiert, die ein offenes vorderes Ende aufweist, das in der Motorabdeckung (A) angeordnet ist,

einen zylindrischen Kolben (15) zum Drücken einer Kette (5), wobei der Kolben (15) ein offenes hinteres Ende und ein geschlossenes vorderes Ende aufweist und in der Zylinderkammer (14) aufgenommen ist, um eine Druckkammer (25) in der Zylinderkammer (14) hinter dem Kolben (15) zu definieren,

eine Rückstellfeder (16), die in der Zylinderkammer (14) montiert ist und den Kolben (15) nach außen aus der Zylinderkammer (14) drückt, wobei der Kolben (15) ein Innengewinde (17) aufweist, das auf einem Innenumfang desselben an einem hinteren Endteil ausgebildet ist und einen gezahnten Abschnitt aufweist,

eine Schraubstange (18), die in der Zylinderkammer (14) montiert ist und ein Außengewinde (19) aufweist, das an einem Außenumfang montiert ist, wobei das Außengewinde (19) einen gezahnten Abschnitt aufweist und schraubend in das Innengewinde (17) eingreift, und

eine Feder (22), die die Schraubstange (18) und den Kolben (15) derart vorspannt, dass diese voneinander weg gedrückt werden,

wobei das Gehäuse (11) mit einem Ölzuführdurchgang (26) ausgebildet ist, der einen mit der Druckkammer (25) kommunizierenden Ölauslass aufweist, und

wobei ein Rückschlagventil (27) an dem Ölauslass angeordnet ist,

wobei eine auf den Kolben (15) ausgeübte Drückkraft durch das Hydrauliköl gedämpft wird, das durch das Rückschlagventil (27) in die Druckkammer (23) zugeführt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Flansch (12) mit einem Ventilmontageloch (37), das sich von einem Außenumfang zu der Druckkammer (25) erstreckt, und mit einem Druckablassloch (38) versehen ist, das sich von einer gegen die Motorabdeckung (A) stoßenden Stoßfläche zu dem Ventilmontageloch (37) erstreckt, und

die Kettenspannvorrichtung (10) weiterhin ein Ablassventil (40) umfasst, das in dem Ventilmontageloch (37) montiert ist und konfiguriert ist, um sich zu öffnen, wenn der Druck in der Druckkammer (25) einen vorbestimmten Druckwert überschreitet, um ein Ende des mit der Druckkammer (25) kommunizierenden Ventilmontagelochs (37) in eine Kommunikation mit dem Druckablassloch (38) zu bringen, wobei das Ablassventil (40) an dem Flansch (12) fixiert wird, indem eine Festspannschraube (45) von dem Außenumfang des Flansches (12) her in das Ventilmontageloch (27) eingesetzt wird, um in eine Schraubverbindung mit dem Ventilmontageloch (37) gebracht zu werden, und dann festgezogen wird, wobei ein Öldurchgang (50) in der Stoßfläche und in dem Außenumfang des Gehäuses (11) ausgebildet ist, sodass in das Druckablassloch (38) gelecktes Öl durch den Öldurchgang (50) in den Motorblock (A) geführt werden kann.
Kettenspannvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dichtender Kleber (51) auf den Außenumfang der Festspannschraube (45) aufgetragen ist. Kettenspannvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichtung (52) zwischen den Stoßflächen des Flansches (12) und der Motorabdeckung (A) angeordnet ist. Kettenspannvorrichtung (60), die umfasst:

ein zylindrisches Gehäuse (61), das ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende aufweist und derart in ein Spannvorrichtungs-Montageloch (B) in der Motorabdeckung (A) eingesteckt ist, dass das offene Ende in der Motorabdeckung (A) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (61) einen Flansch (63) aufweist, der an einem Außenumfang desselben ausgebildet ist und an einer Außenfläche der Motorabdeckung (A) fixiert ist,

einen Kolben (15) zum Drücken einer Kette (5), der axial gleitbar in das Gehäuse (61) eingesetzt ist, um eine Druckkammer (65) in dem Gehäuse (61) zu definieren, wobei die Druckkammer (65) mit einem Öl gefüllt ist,

eine Rückstellfeder (66), die den Kolben (15) in einer Richtung vorspannt, in der das Volumen der Druckkammer (65) vergrößert wird, wobei das Gehäuse (61) mit einem Ölzuführdurchgang (67) versehen ist, durch den die Druckkammer (65) mit dem Äußeren des Gehäuses (61) kommuniziert, wobei der Ölzuführdurchgang (67) ein Rückschlagventil (69) aufweist, das nur einen Ölfluss von außen in die Druckkammer (65) gestattet, und wobei der Kolben (15) einen zylindrischen Endteil (74) auf der Seite der Druckkammer (65) aufweist, wobei der zylindrische Endteil (74) ein auf einem Innenumfang desselben ausgebildetes Innengewinde (76) aufweist;

eine Schraubstange (77), die in der Druckkammer (65) montiert ist und ein Außengewinde (78) auf einem Außenumfang derselben aufweist, das schraubend in das Innengewinde (76) eingreift, und

eine Feder (91), die die Schraubstange (77) derart vorspannt, dass diese von dem Kolben (15) weg gedrückt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Kolben (15) mit einem Druckablassdurchgang (82) ausgebildet ist, über den die Druckkammer (65) mit dem Inneren der Motorabdeckung (A) kommuniziert, und

ein Ablassventil (83) in dem Druckablassdurchgang (82) montiert ist, wobei das Ablassventil (83) konfiguriert ist, um sich zu öffnen, wenn der Druck in der Druckkammer (65) einen vorbestimmten Druckwert überschreitet.






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