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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kettenspanner, der die Spannung von Ketten und Zahnriemen für den Antrieb von Nockenwellen konstant hält.
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Eine Kettengetriebevorrichtung zum Antreiben von Nockenwellen umfasst eine Kette, die um ein Zahnrad, das an einem Ende einer Kurbelwelle montiert ist, sowie um Zahnräder, die jeweils an einem Ende einer der Nockenwellen montiert sind, geführt wird. Um die Spannung der Kette konstant zu halten, wird eine schwenkbare Kettenführung gegen die durchhängende Seite der Kette gedrückt, wobei eine Einstellkraft von einem Kettenspanner auf die Kettenführung ausgeübt wird.
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Ein herkömmlicher Kettenspanner für eine derartige Kettengetriebevorrichtung ist in der japanischen Patentveröffentlichung 2000-179632A angegeben. Dieser Kettenspanner umfasst ein Gehäuse, das eine Zylinderkammer definiert, wobei ein Kolben gleitbar in der Zylinderkammer vorgesehen ist und eine Druckkammer in dem Gehäuse definiert. Eine Druckfeder ist in der Druckkammer montiert, um den Kolben aus der Zylinderkammer nach außen vorzuspannen. Eine Ölzuführleitung ist in dem Gehäuse ausgebildet und kommuniziert mit der Druckkammer. An dem sich zu der Druckkammer öffnenden Ende der Ölzuführleitung ist ein Sperrventil vorgesehen. Der Kolben ist mit einem Stangenaufnahmeloch versehen, das sich an der hinteren Endfläche des Kolbens auf der Seite der Druckkammer öffnet. Eine Gewindestange, die ein Außengewinde einschließlich eines gezahnten Abschnitts an ihrem Außenumfang aufweist, ist in das Stangenaufnahmeloch eingesetzt, wobei das Außengewinde in ein Innengewinde eingreift, das ebenfalls einen gezahnten Abschnitt umfasst und an der Innenfläche des Stangenaufnahmelochs in der Nähe der Öffnung ausgebildet ist. Bei dieser Anordnung wird die von der Kette über die Kettenführung auf den Kolben ausgeübte Drückkraft durch das in der Druckkammer eingeschlossene Hydrauliköl gedämpft. Weiterhin wird durch das Aneinanderstoßen der Druckflanken der Innen- und Außengewinde eine nach hinten gerichtete Bewegung des Kolbens verhindert.
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Wenn diese Drückkraft größer als die Kraft der Druckfeder ist, kann sich der Kolben nach hinten bewegen, wobei sich die Gewindestange dreht, bis die Drückkraft gleich der Kraft der Druckfeder ist, wodurch die Spannung der Kette konstant gehalten wird.
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Wenn die Kette durchhängt, wird der Kolben durch die Kraft der Druckfeder nach außen gedrückt, wobei gleichzeitig die Gewindestange nach hinten bewegt wird und sich unter der Kraft einer in dem Stangenaufnahmeloch montierten Feder dreht, um die Kette erneut zu spannen.
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Bei der Montage eines derartigen Kettenspanners muss das Gehäuse an einer Position fixiert werden, während der Kolben in das Gehäuse gedrückt wird. Deshalb ist die Montage eines derartigen Kettenspanners mühsam.
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Ein in der japanischen Patentveröffentlichung
JP 2005-42860 A angegebener Kettenspanner umfasst ein Gehäuse, das eine Zylinderkammer definiert und mit einer Haltevertiefung in seinem Innenumfang in der Nähe der Öffnung der Zylinderkammer versehen ist. Ein Haltering, der einen entlang des Umfangs ausgeschnittenen Teil umfasst, sodass er elastisch und radial verformbar ist, ist in der Haltevertiefung aufgenommen. Der Kolben weist eine Verbindungsvertiefung auf, die in seinem Außenumfang in der Nähe des vorderen Endes ausgebildet ist. Wenn der Kolben in die Zylinderkammer gedrückt wird, wird der Haltering mit der Haltevertiefung verbunden, um den Kolben in einem in die Zylinderkammer gedrückten Zustand (einem anfänglichen Haltezustand) zu halten. Nachdem der Kettenspanner montiert wurde, wird der Kolben weiter in die Zylinderkammer gedrückt, um den Haltering von der Haltevertiefung zu lösen. Wenn der Kolben gelöst ist, steht der Kolben aufgrund der Kraft der Druckfeder von der Zylinderkammer vor.
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Weitere Beispiele für Kettenspanner sind in den Druckschriften
JP H11 - 210 844 A ,
JP 2003 - 202 060 A und
DE 36 36 918 A1 offenbart.
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Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben sich überlegt, dass durch die Verwendung der Technik zum Halten des Kolbens in dem anfänglichen Haltezustand gemäß der zweiten Patenveröffentlichung in dem Kettenspanner der ersten Patentveröffentlichung der Kolben in dem anfänglichen Ausgangszustand gehalten werden könnte, damit der Kettenspanner einfacher montiert werden kann.
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Wenn jedoch die Technik der ersten Patentveröffentlichung in dem Kettenspanner der zweiten Patentveröffentlichung verwendet wird und der Kolben in einer Richtung gedreht wird, sodass der Axialabstand zwischen dem Innengewinde und dem Außengewinde aufgrund von beispielsweise einer Vibration während des Transports des Kettenspanners, während dem der Kolben in dem anfänglichen Haltezustand gehalten wird, aufgehoben wird, besteht die Möglichkeit, dass der Kolben nicht in der Axialrichtung gedrückt werden kann, sodass der Haltering mit der Haltevertiefung verbunden bleibt und der Kolben in dem anfänglichen Haltezustand feststeckt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kettenspanner anzugeben, der einfach montiert werden kann, wobei zuverlässig verhindert werden kann, dass der Kolben in dem anfänglichen Haltezustand feststeckt.
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Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, gibt die vorliegende Erfindung einen Kettenspanner nach den Merkmalen des Anspruchs 1 an. Wenn bei dieser Anordnung der Haltering in dem tiefen Teil der gestuften Haltevertiefung aufgenommen ist, wird der Kolben in die Zylinderkammer gedrückt, bis die Verbindungsvertiefung in dem Außenumfang des Kolbens in der Nähe des vorderen Endes dem Haltering radial gegenüberliegt. In diesem Zustand werden die Griffteile gedrückt, um den Haltering radial zu komprimieren und mit der Verbindungsvertiefung zu verbinden. Wenn dann der Kolben losgelassen wird, wird der Kolben durch die Kraft der Druckfeder nach außen bewegt, bis der Haltering mit dem flachen Teil der Haltevertiefung verbunden wird. Der Kolben wird also in dem anfänglichen Haltezustand gehalten, in dem der Kolben in die Zylinderkammer gedrückt ist. In diesem Zustand wird der Kettenspanner montiert.
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Während der Kolben in dem anfänglichen Haltezustand gehalten wird, kann einer der Griffteile des Halterings gegen eine der Endwände der Aussparung stoßen, um zu verhindern, dass sich der Kolben um seine Achse in der Richtung dreht, in der der Axialabstand zwischen dem Innengewinde und dem Außengewinde aufgehoben wird.
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Dieser Axialabstand wird also größer als die Axialdistanz gehalten, um die der Kolben bewegt werden muss, um den Haltering von dem flachen Teil zu dem tiefen Teil zu bewegen. Wenn bei dieser Anordnung der Motor gestartet wird und die Kette gespannt wird, nachdem der Kettenspanner montiert wurde, wird der Kolben durch die Kette nach innen gedrückt, bis der Haltering dem tiefen Teil der Haltevertiefung radial gegenüberliegt. In diesem Zustand kann sich der Haltering radial erweitern und von der Verbindungsvertiefung lösen. Auf diese Weise wird der anfängliche Haltezustand des Kolbens gelöst.
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Weil der Kolben in dem in die Zylinderkammer gedrückten Zustand gehalten werden kann, indem der Haltering mit dem flachen Teil der Haltevertiefung und der Verbindungsvertiefung in dem Außenumfang des Kolbens in der Nähe des vorderen Endes verbunden ist, kann der Kettenspanner einfach montiert werden.
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Wenn der Kolben in dem anfänglichen Haltezustand gehalten wird, in dem der Kolben in die Zylinderkammer gedrückt ist, stößt einer der Griffteile des Halterings gegen eine der Endwände der Aussparung, sodass der Axialabstand zwischen dem Innengewinde und dem Außengewinde größer als die Axialdistanz gehalten werden kann, über die der Kolben bewegt werden muss, um den Haltering von dem flachen Teil zu dem tiefen Teil zu bewegen. Wenn also der Motor gestartet wird und die Kette gespannt wird, nachdem der Kettenspanner montiert wurde, wird der Kolben durch die Kette nach innen gedrückt, sodass der anfängliche Haltezustand des Kolbens zuverlässig gelöst wird.
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Andere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
- 1 ist eine schematische Ansicht einer Kettenspannungs-Einstellvorrichtung, die einen Kettenspanner gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
- 2 ist eine vertikale Schnittansicht von vorne des Kettenspanners der vorliegenden Erfindung.
- 3A und 3B sind Teilschnittansichten des Kettenspanners von 2 und zeigen jeweils den anfänglichen Haltezustand des Kolbens und den gelösten Zustand des Kolbens.
- 4B ist eine Seitenansicht des vorderen Teils des Gehäuses.
- 4A ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von 4B.
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Figuren beschrieben. 1 zeigt eine Kettenspannungs-Einstellvorrichtung zum Einstellen der Spannung einer Kette für das Antreiben von Nockenwellen. Wie gezeigt, wird die Kette 5 um ein Zahnrad 2, das an einem Ende einer Kurbelwelle 1 montiert ist, und um ein Zahnrad 4, das an einem Ende einer Nockenwelle 3 montiert ist, geführt. Eine Kettenführung 6 wird gegen die durchhängende Seite der Kette 5 gedrückt.
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Das untere Ende der Kettenführung 6 ist schwenkbar an einer Achse 7 montiert. Die Kettenführung 6 und die Kette 5 werden durch eine Kettenabdeckung 8 bedeckt, die an einem Motorblock montiert ist.
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Die Kettenabdeckung 8 ist mit einem Spannermontageloch 9 versehen, in dem ein Kettenspanner 10 montiert ist, um eine Spannung für die Kette 5 vorzusehen, indem er gegen die Kettenführung 6 drückt.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst der Kettenspanner 10 ein zylindrisches Gehäuse 11 mit einem Flansch 12, der an dem Außenumfang desselben an einem Ende vorgesehen und an die Kettenabdeckung 8 geschraubt ist.
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Das Gehäuse 11 definiert eine Zylinderkammer 13, die eine Öffnung an dem anderen Ende des Gehäuses 11 aufweist, das innerhalb des Kettenabdeckung 8 angeordnet ist. Ein Kolben 14 ist gleitbar in der Zylinderkammer 14 vorgesehen und definiert eine Druckkammer 16 in dem Gehäuse 11. Eine Druckfeder 15 ist in der Druckkammer 16 montiert, um den Kolben 14 von der Zylinderkammer 13 nach außen vorzuspannen.
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In dem geschlossenen Ende des Gehäuses 11 ist eine Ölzuführleitung 17 ausgebildet, die mit der Druckkammer 16 kommuniziert. Ein Sperrventil 18 ist an dem sich zu der Druckkammer 16 öffnenden Ende der Ölzuführleitung 17 vorgesehen.
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Das Sperrventil 18 umfasst einen Ventilsitz 19, der in die Druckkammer 16 gepasst ist, einen Ventilkörper 21 zum wahlweisen Öffnen und Schließen eines Ventillochs 20 in dem Ventilkörper 21 und eine Halteeinrichtung 22 zum Beschränken der Bewegung des Ventilkörpers 21 und damit des Öffnungsgrads des Ventillochs 20. Das Sperrventil 18 schließt die Olzuführleitung 17, wenn der Druck in der Druckkammer 16 höher als der Druck des in der Ölzuführleitung 17 zugeführten Hydrauliköls ist.
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Der Kolben 14 ist mit einem Stangenaufnahmeloch 23 versehen, das sich zu der hinteren Endfläche des Kolbens 14 öffnet, die der Druckkammer 16 zugewandt ist. Eine Gewindestange 25, an deren Außenumfang ein Außengewinde 26 ausgebildet ist, ist in dem Stangenaufnahmeloch 23 aufgenommen, wobei das Außengewinde 26 schraubend in das Innengewinde 24 eingreift, das an der Innenfläche des Stangenaufnahmelochs 23 in der Nähe der hinteren Öffnung desselben ausgebildet ist.
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Die Gewindestange 25 ist mit einem axial gestuften Durchgangsloch 27 ausgebildet. Eine Feder 28 ist zwischen der Schulter 27a des Durchgangslochs 27 und dem geschlossen Ende des Stangenaufnahmelochs 23 montiert. Die Feder 28 spannt den Kolben 14 und die Gewindestange 25 derart vor, dass der Kolben und die Gewindestange axial voneinander weg bewegt werden.
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Wie in 3A gezeigt, weisen das Innengewinde 24 und das Außengewinde 26, das schraubend in das Innengewinde 24 eingreift, jeweils eine Druckflanke 29, um die auf den Kolben 14 ausgeübte Drückkraft zu lagern, sowie eine Zwischenraumflanke 30 auf. Die Druckflanke 29 weist einen größeren Flankenwinkel auf als die Zwischenraumflanke 30, sodass die Gewinde 24 und 26 einen gezahnten Querschnitt aufweisen. Weiterhin weisen die Gewinde 24 und 26 einen derartigen Führungswinkel auf, dass der Kolben 14 und die Gewindestange 25 drehend axial voneinander weg bewegt werden können.
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Wie in 3A, 3B, 4A und 4B gezeigt, ist eine Haltevertiefung 31 in der Innenfläche der Zylinderkammer 13 in der Nähe des offenen Endes ausgebildet. Die Haltevertiefung 31 ist eine gestufte Vertiefung, die einen tiefen Teil 31a und einen flachen Teil 31b aufweist, wobei der flache Teil 31b näher zu dem offenen Ende der Zylinderkammer 13 angeordnet ist als der tiefe Teil 31a.
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Ein radial und elastisch verformbarer Haltering 32 ist in der Haltevertiefung 31 aufgenommen. Der Haltering 32 weist entlang des Umfangs beabstandete Enden auf, die jeweils einen sich radial nach außen erstreckenden Griffteil 32a umfassen. Indem die Griffteile 32a zueinander gedrückt werden, wird der Haltering 32 radial komprimiert.
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Indem der Haltering 32 radial komprimiert wird, wird er in der Haltevertiefung 31 aufgenommen, wobei die Griffteile 32a in einer Aussparung 33 aufgenommen werden, die in dem Gehäuse 11 an dem vorderen Ende ausgebildet ist.
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3A zeigt den Zustand, in dem der Haltering 32 in dem flachen Teil 31b der Haltevertiefung 31 aufgenommen ist, während es in einem elastischen Kontakt mit der radial nach innen gerichteten Fläche ist. Der flache Teil 31b weist eine derartige Tiefe auf, dass in dem Zustand von 3A der Innendurchmesser des Halterings 32 kleiner als der Außendurchmesser des Kolbens 14 ist.
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3B zeigt den Zustand, in dem der Haltering 32 in dem tiefen Teil 31a der Haltevertiefung 31 aufgenommen ist und in elastischem Kontakt mit der nach innen gerichteten Fläche ist. Der tiefe Teil 31a weist eine derartige Tiefe auf, dass in dem Zustand von 3B der Innendurchmesser des Halterings 32 größer als der Außendurchmesser des Kolbens 14 ist.
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Wie in 3A gezeigt, ist eine Verbindungsvertiefung 34, in der der Haltering 32 aufgenommen werden kann, in dem Außenumfang des Kolbens 14 in der Nähe des vorderen Endes ausgebildet.
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3A zeigt den Zustand, in dem der Haltering 32 mit der Verbindungsvertiefung 34 und dem flachen Teil 31b der Haltevertiefung 31 verbunden ist. In diesem Zustand wird verhindert, dass der Kolben 14 nach außen vorsteht.
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Wenn der Haltering 32 mit der Verbindungsvertiefung 34 und dem flachen Teil 31b der Haltevertiefung 31 verbunden ist und einer der Griffteile 32a gegen eine der der Endwände der Aussparung 33 von 4 stößt, wird verhindert, dass sich der Kolben 14 um seine Achse in einer Richtung dreht, in der der Axialabstand X (siehe 3A) zwischen dem Innengewinde 34 und dem Außengewinde 26 aufgehoben wird, wobei der Axialabstand X größer als die Axialdistanz Y ist, über die der Kolben 14 bewegt werden muss, um den Haltering 32 von dem flachen Teil 31b der Haltevertiefung 31 zu dem tiefen Teil 31a zu bewegen (X > Y).
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Wie in 3A gezeigt, ist eine Haltevertiefung 35 in dem Innenumfang der Zylinderkammer 13 in der Nähe des offenen Endes ausgebildet und etwas von der Haltevertiefung 31 zu dem geschlossenen Ende der Zylinderkammer 13 beabstandet. Ein Ring 36, der verhindert, dass der Kolben aus der Zylinderkammer gezogen wird, ist in der Haltevertiefung 35 in einem radial erweiterten Zustand aufgenommen. Eine Stoppervertiefung 37 ist in dem Außenumfang des Kolbens 14 in der Nähe von dessen hinterem Ende ausgebildet. Wenn der Ring 36 mit der Stoppervertiefung 37 verbunden ist, wird verhindert, dass der Kolben 14 aus der Zylinderkammer 13 gezogen wird.
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Um den Kettenspanner 10 an einer Vorrichtung zum Einstellen der Spannung einer Nockenantriebskette zu montieren, wird der Haltering 32 wie in 3B gezeigt in den tiefen Teil 31a der Haltevertiefung 31 eingesetzt und wird der Kolben 14 in die Zylinderkammer gedrückt, wobei der Haltering 32 in einem elastischen Kontakt mit der radial nach innen gewandten Fläche des tiefen Teils 31 steht, bis die Verbindungsvertiefung 34 des Kolbens 14 dem Haltering 32 radial gegenüberliegt. In diesem Zustand werden die Griffteile 32a gedrückt, um den Haltering 32 radial zu komprimieren, bis der Ring 32 mit der Verbindungsvertiefung 34 verbunden wird, In diesem Zustand wird der Kolben 14 losgelassen, sodass sich der Kolben 14 nach außen bewegen kann.
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Wenn sich der Kolben 14 nach außen bewegt, wird wie in 3A gezeigt der Haltering 32 mit dem flachen Teil 31b verbunden und zwischen der Endwand des flachen Teils 31b und der hinteren Endwand der Verbindungsvertiefung 34 gefangen. Des Kolben 14 kann also in der Zylinderkammer (in dem anfänglichen Haltezustand) gehalten werden. Wenn der Kolben 14 in dem anfänglichen Haltezustand gefangen ist, werden die Griffteile 32a losgelassen. In diesem Zustand wird der Kettenspanner montiert.
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Weil der Kolben 14 in dem in die Zylinderkammer gedrückten Zustand gehalten werden kann, indem der Haltering 32 mit der Verbindungsvertiefung 34 und dann mit dem flachen Teil 31b der Haltevertiefung 31 verbunden wird, muss der Kolben 14 nicht manuell in die Zylinderkammer gedrückt werden, während der Kettenspanner 10 montiert wird. Der Kettenspanner kann also einfach montiert werden.
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Wenn der Kettenspanner 10 vor der Montage transportiert wird, wird der Kolben in dem anfänglichen Haltezustand gehalten, wobei einer der Griffteile 32a des Halterings 32 gegen eine der Endwände der Aussparung 33 stößt.
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Indem einer der Griffteile 32a gegen eine der Endwände der Aussparung 33 stößt, kann verhindert werden, dass sich der Kolben 14 um seine Achse in einer Richtung, in der der Axialabstand zwischen dem Innengewinde 24 und dem Außengewinde 26 aufgehoben wird, aufgrund einer Vibration während des Transports des Kettenspanners dreht.
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Der Axialabstand X ist größer als die Axialdistanz Y, über die der Kolben 14 nach innen geschoben werden muss, um den Haltering 32 von dem flachen Teil 31b der Haltevertiefung 31 zu dem tiefen Teil 31a zu bewegen. In diesem Zustand wird der Kettenspanner 10 montiert. Wenn der Motor danach gestartet wird, wirkt eine Spannung auf die Kette von 1, sodass eine Kraft auf den Kolben 14 ausgeübt wird und der Kolben 14 in die Zylinderkammer 13 gedrückt wird.
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Weil wie in 3A gezeigt der Axialabstand X zwischen dem Innengewinde 24 und dem Außengewinde 26 größer als der Axialabstand Y ist, über den der Kolben 14 nach innen gedrückt werden muss, um den Haltering 32 von dem flachen Teil 31b der Haltevertiefung 31 zu dem tiefen Teil 31a zu bewegen, wird der Kolben 14 beim Spannen der Kette 5 durch die Kette 5 nach innen gedrückt, bis der Haltering 32 dem tiefen Teil 31a der Haltevertiefung 31 radial gegenüberliegt. Wenn der Haltering 32 dem tiefen Teil 31a radial gegenüberliegt, kann sich der Haltering 32 radial erweitern und von der Verbindungsvertiefung 34 lösen, wodurch der anfängliche Haltezustand des Kolbens 14 gelöst wird.
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In dem anfänglichen Haltezustand, in dem der Kolben 14 in die Zylinderkammer 13 gedrückt ist, kann der Axialabstand X zwischen dem Innengewinde 24 und dem Außengewinde 26 größer gehalten werden als die Axialdistanz Y, über die der Kolben 14 nach innen gedrückt werden muss, um den Haltering 32 von dem flachen Teil 31b der Haltevertiefung 31 in den tiefen Teil 31a zu bewegen, indem einer der Griffteile 32a des Halterings 32 gegen eine Endwand des Ausschnitts 33 stößt. Wenn dann nach der Montage des Kettenspanners 10 der Motor gestartet wird, wird die Kette 5 gespannt und wird der Kolben durch die Kette 5 gedrückt. Dadurch kann der anfängliche Haltezustand des Kolbens 14 zuverlässig gelöst werden.
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Nachdem der Kettenspanner 10 montiert wurde, wird Hydrauliköl zu der Druckkammer 16 durch die Ölzuführleitung 17 zugeführt, bis die Druckkammer 16 mit Hydrauliköl gefüllt ist. Wenn in diesem Zustand die Kette aufgrund von beispielsweise Drehmoment-Schwankungen vibriert, die aus der Drehung der Nockenwelle 3 resultieren, und die Kette durchhängt, wird der Kolben 14 durch die Kraft der Druckfeder 15 nach außen gedrückt und bewegt sich gleichzeitig die Gewindeschraube 25 nach hinten, während sie gedreht wird, bis sie gegen den Ventilsitz 19 stößt. Dadurch wird die Kette 5 wieder gespannt.
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Wenn die Spannung der durchhängenden Seite der Kette 5 zunimmt und eine Drückkraft auf den Kolben 14 von der Kette 5 durch die Kettenführung 6 ausgeübt wird, wird die Drückkraft durch das in der Druckkammer 16 eingeschlossene Hydrauliköl gedämpft. Wenn die Drückkraft größer als ein vorbestimmter Wert ist, werden die Druckflanken 29 des Innengewindes 24 und des Außengewindes 26 gegeneinander gedrückt, sodass die Drückkraft durch die Druckflanken 29 gehalten wird.
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Wenn die Drückkraft größer als die Kraft der Druckfeder 15 ist, tritt ein Schlupf zwischen den Kontaktflächen der gegeneinander gedrückten Druckflanken 29 auf. Dadurch wird die Gewindestange 25 gedreht, sodass sich der Kolben 14 langsam drehend zurückziehen kann, bis die Drückkraft gleich der Kraft der Druckfeder ist. Auf diese Weise wird die Spannung der Kette 5 konstant gehalten.