-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die Erfindung betrifft das Gebiet von Kettenspannern. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Spanner für zwei Kettenstränge, der eine Ratschenvorrichtung enthält.
-
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
-
Eine Spannvorrichtung wie ein hydraulischer Spanner wird als Steuervorrichtung für eine Kraftübertragungskette oder ähnliche Kraftübertragungsvorrichtung verwendet, während die Kette zwischen mehreren Kettenrädern läuft, die mit den Betätigungswellen eines Verbrennungsmotors verbunden sind. Bei diesem System überträgt die Kette Kraft von einer Antriebswelle auf eine angetriebene Welle, so dass ein Teil der Kette durchhängt und ein Teil der Kette gespannt ist. Im Allgemeinen ist es wichtig, die Kette mit einer gewissen Spannung zu beaufschlagen und diese aufrechtzuerhalten, um Lärm, Verrutschen oder das Ausrücken von Zähnen wie bei einer Zahnkette zu verhindern. Das Verhindern eines derartigen Verrutschens ist bei einer kettengetriebenen Nockenwelle in einem Verbrennungsmotor besonders wichtig, weil das Herausspringen von Zähnen den Nockenwellenantrieb beeinträchtigt, was möglicherweise den Motor beschädigt oder funktionsunfähig macht.
-
In der rauen Umgebung eines Verbrennungsmotors können jedoch verschiedene Faktoren zu Fluktuationen der Spannung eines beliebigen Kettenteils führen. Beispielsweise können große Temperaturschwankungen und Unterschiede bei den relativen Wärmeausdehnungskoeffizientenraten zwischen den verschiedenen Teilen des Motors verursachen, dass die Kettenspannung zwischen sehr hohen und sehr niedrigen Werten schwankt. Bei langer Nutzung kann der Verschleiß der Komponenten des Kraftübertragungssystems eine stetige Verringerung der Kettenspannung bewirken. Außerdem führen durch Nocken- und Kurbelwelle verursachte Torsionsschwingungen zu beträchtlichen Kettenspannungsschwankungen. Starke Kettenspannungsfluktuationen können auch durch Rückwärtsdrehung eines Motors, was beispielsweise beim Anhalten oder bei fehlgeschlagenen Anlassversuchen vorkommt, verursacht werden. Aus diesen Gründen ist ein Mechanismus erwünscht, der zu hohe Spannungskräfte im Zugtrum der Kette beseitigt, während er gleichzeitig gewährleistet, dass eine angemessene Spannung an das Lostrum der Kette angelegt wird.
-
Hydraulische Spanner sind ein übliches Verfahren zur Aufrechterhaltung der richtigen Kettenspannung. Im Allgemeinen kommt bei diesen Mechanismen ein Hebelarm zum Einsatz, der gegen das Lostrum der Kette des Kraftübertragungssystems drückt. Dieser Hebelarm drückt zur Kette hin, wodurch die Kette angezogen wird, wenn sie durchhängt, und muss relativ unbeweglich sein, wenn die Kette angezogen wird.
-
Dazu weist ein hydraulischer Spanner 1, wie er aus 1 des Standes der Technik hervorgeht, üblicherweise eine Stange oder einen Zylinder als Kolben 2 auf, der durch eine Spannfeder 3 in der Richtung der Kette vorgespannt ist. Der Kolben 2 ist in einem Zylindergehäuse 5 mit einem Innenraum untergebracht, der an dem der Kette gegenüberliegenden Ende offen und am anderen Ende geschlossen ist. Der Innenraum des Gehäuses enthält eine Druckkammer 4, die über Kanäle und Rohre mit einem Speicher oder einer äußeren Quelle von Hydraulikfluiddruck verbunden ist. Üblicherweise ist die Druckkammer 4 zwischen dem Gehäuse 5 und dem Kolben 2 ausgebildet und dehnt sich aus oder zieht sich zusammen, wenn sich der Kolben 2 im Gehäuse 5 bewegt.
-
In der Regel dienen Ventile dazu, den Fluidfluss in die und aus der Druckkammer zu regeln. Beispielsweise öffnet sich ein Einlassrückschlagventil, wie zum Beispiel ein Kugelrückschlagventil, damit Fluid in die Druckkammer 4 fließen kann, wenn der Druck in der Kammer aufgrund einer Auswärtsbewegung des Kolbens 2 gesunken ist. Wenn der Druck in der Druckkammer hoch ist, schließt das Einlassrückschlagventil und verhindert, dass Fluid die Druckkammer verlässt. Durch das Schließen des Einlassrückschlagventils wird verhindert, dass sich die Kolbenkammer zusammenzieht, wodurch wiederum verhindert wird, dass sich der Kolben zurückzieht, so dass eine sogenannte ”Rückbewegungssperr”-Funktion erzielt wird.
-
Bei vielen Spannern kommt auch ein Druckentlastungsmechanismus zum Einsatz, der den Austritt von Fluid aus der Druckkammer gestattet, wenn der Druck in der Kammer hoch ist, wodurch sich der Kolben als Reaktion auf schnelle Erhöhungen der Kettenspannung auf regulierte Weise zurückziehen kann. Bei manchen Spannern ist der Druckentlastungsmechanismus ein durch eine Feder vorgespanntes Rückschlagventil. Das Rückschlagventil öffnet sich, wenn der Druck einen gewissen Druckpunkt überschreitet. Bei manchen Spannern kann ein Ventil zum Einsatz kommen, das sowohl die Einlassrückschlagfunktion als auch die Druckentlastungsfunktion erfüllt.
-
Bei anderen Mechanismen wird ein verengter Weg verwendet, auf dem Fluid die Fluidkammer verlassen kann, so dass nur eine sehr geringe Durchflussmenge die Fluidkammer verlässt, es sei denn, in der Fluidkammer herrscht hoher Druck. Beispielsweise lässt sich ein verengter Weg durch den Abstand zwischen dem Kolben und der Bohrung, durch ein Entlüftungsrohr im vorragenden Ende des Kolbens oder durch ein Entlüftungselement zwischen der Fluidkammer und dem Fluidspeicher vorsehen.
-
Ein hydraulischer Spanner, der mit einem Spannarm oder -schuh verwendet wird, geht aus der
US-PS 5,967,921 an Simpson et al. hervor, auf die hiermit Bezug genommen wird. Hydraulische Kettenspanner haben üblicherweise einen gleitend in einer Kammer angebrachten Stößel, der durch eine Feder vorgespannt ist, um einem bestimmten Strang der Kette Spannung zu verleihen. Am Ende des Stößels wird oft ein Hebel, ein Arm oder ein Schuh verwendet, um zum Spannen der Kette beizutragen. Der hydraulische Druck von einer äußeren Quelle wie einer Ölpumpe o. ä. geht durch im Gehäuse ausgebildete Durchgänge in die Kammer. Durch die Kombination aus hydraulischem Druck und Federkraft wird der Stößel nach außen gegen den Arm bewegt.
-
Wenn eine Kraft angelegt wird, um den Stößel in eine umgekehrte Richtung von der Kette weg (in das Gehäuse zurückziehend) zu bewegen, drosselt in der Regel ein Rückschlagventil den Fluidstrom aus der Kammer. Auf diese Weise erreicht der Spanner die Rückbewegungssperrfunktion, d. h. die Bewegungen des Stößels sind leicht in eine Richtung (nach außen und vom Gehäuse weg), aber schwer in die umgekehrte Richtung.
-
Blattspanner sind Spanner, die gemeinhin verwendet werden, um eine Kette oder einen Riemen zu steuern, wo die Lastschwankungen nicht so schwerwiegend sind, dass die Feder oder die Federn überspannt wird/werden. Eine Ratsche mit einem Spielmechanismus kann an den Spannern vorgesehen werden, um die effektive Rückwärts- oder ungespannte Bewegung der Spannvorrichtung zu begrenzen.
-
2 aus dem Stand der Technik zeigt einen herkömmlichen Blattspanner. Der Blattspanner 10 weist einen Blattschuh 11 mit einer gebogenen Kettengleitfläche und zahlreichen Blattfedern 21 auf, die vorzugsweise aus behandeltem metallischem Material hergestellt sind, um die Blattfedern 21 mit einer federartigen Spannung zu beaufschlagen. Die Blattfedern 21 sind in Lagen auf der gegenüberliegenden Seite des Blattschuhs 11 von der Kettengleitfläche angeordnet und üben eine Vorspannkraft auf den Blattschuh 11 aus. Die Enden jeder federförmigen Blattfeder 21 sind in die ausgebuchteten Abschnitte 14 und 15 eingeführt, die im distalen Abschnitt 12 bzw. im proximalen Abschnitt 13 des Blattschuhs 11 ausgebildet sind.
-
Zum Montieren des Blattspanners 10 in einem Motor ist eine Halterung 17 vorgesehen. In der Halterung 17 sind Löcher 18 und 19 ausgebildet. Schrauben oder andere Befestigungsmittel sind in den Löchern 18 und 19 eingesetzt, um die Halterung 17 am Motor zu befestigen. Eine Gleitfläche 16 ist am distalen Abschnitt der Halterung 17 ausgebildet und berührt gleitend den distalen Abschnitt des Blattschuhs 11. Ein an der Halterung 17 befestigter Stift 20 trägt den proximalen Abschnitt 13 des Blattschuhs 11, so dass er mit den Positionsänderungen der Kette schwenken kann.
-
3 zeigt eine Kettenspannvorrichtung mit einem Paar Armen 202, 203, die durch einen Drehzapfen 204 verbunden sind. Die Arme 202, 203 werden auseinandergedrängt, so dass der Arm 203 eine nicht gezeigte Kette mittels eines mit einer Feder 206 belasteten Nockenblocks 205 mit einer Spannkraft beaufschlagt. Um zu verhindern, dass der Arm 203 bei Lastwechseln der Kette zusammenbricht, sind eine Fangscheibe 209 und eine Stange 208 angeordnet, um eine Rückbewegung des federbelasteten Nockenblocks 205 zu verhindern.
-
4 zeigt einen Spanner, bei dem in einem Kettenantriebskraftübertragungssystem eine Ratschenvorrichtung verwendet wird. Das Kraftübertragungssystem enthält eine Antriebswelle 302 mit einem Kettenrad 303, das eine Endloskette 306 zum Antrieb des Kettenrads 305 einer angetriebenen Welle, wie zum Beispiel einer Nockenwelle 304, verwendet. Der Ratschenspanner 301 enthält ein Spannergehäuse 307 mit einem Loch 312 zur Aufnahme eines Stößels 308 und eine Sperrklinke 317, die um die Welle 316 schwenkbar am Spannergehäuse 307 angebracht ist und von einer Sperrklinkenfeder 318 vorgespannt wird. Auf einer Seite seines Außenumfangs weist der Stößel 308 Zähne auf, um die Sperrklinke 317 in Eingriff zu nehmen. Der Stößel 308 wird durch das Einleiten von Druckfluid in den hohlen Abschnitt 313 und durch die Kraft der Stößelfeder 314 aus dem Loch 312 heraus zu Kontakt mit dem Spannhebel 310 nach außen vorgespannt. Der Spannhebel 310 schwenkt auf der Stützwelle 309 und weist eine Gleitfläche 311 auf, die das Lostrum der Steuerkette 306 berührt und Spannung daran anlegt. Die Rückwärtsbewegung des Stößels 308 in das Loch 312 zurück wird durch Freilaufeingriff der Sperrklinke 317 mit den Zähnen am Stößel begrenzt.
-
Die 5a, 5b und 5c nach dem Stand der Technik zeigen einen Spanner 110 für ein geschlossenes Kraftübertragungssystem für einen Verbrennungsmotor. Das Kraftübertragungssystem enthält eine Antriebswelle, die in einem Kettenrad 102 endet, und mindestens eine Nockenwelle, die wiederum in einem Kettenrad 104, 104' endet, wobei eine einzige Endloskette 100 die Kettenräder umgreift. Der Spanner 110 enthält ein Paar langgestreckter Spannarme 112, 112', die jeweils in Gleitkontakt mit einem der beiden Stränge der Kette 100 stehen, die zwischen dem Antriebskettenrad 102 und dem/den angetriebenen Kettenrad/Kettenrädern 104, 104' läuft. Jeder Spannarm 112, 112' weist ein erstes Ende 107, 107', ein zweites Ende 109, 109' und einen Mittelpunkt auf und kann schwenkbar an dem Motorgehäuse entweder an dem ersten Ende 107, 107', dem Mittelpunkt oder an einer anderen Stelle dazwischen angebracht sein 106, 106', 106a, 106a'. Jeder Spannarm 112, 112' enthält eine Verschleißfläche 105, 105', um Gleitkontakt mit dem Kettenstrang, mit dem er in Wirkeingriff steht, aufrechtzuerhalten.
-
Das zweite Ende 109, 109' jedes Spannarms 112, 112' ist durch einen Verstellarm 130 schwenkbar mit dem anderen Spannarm verbunden. Der Verstellarm 130 enthält zwei Paare starrer langgestreckter Bänder 134, 134', 136, 136', die sich im Wesentlichen in der Mitte der Länge des Verstellarms 130 verstellbar überlappen. Die sich überlappenden Enden 142, 142' des ersten Paars langgestreckter Bänder 134, 134' enden in Hakenformen, um einen Sitz für ein erstes Ende einer Verlängerungsschraubenfeder 160 bereitzustellen. Die sich überlappenden Enden 150, 150' des zweiten Paars langgestreckter Bänder 136, 136' enden auch in Hakenformen, die durch in jedem des ersten Paars langgestreckter Bänder 134, 134' ausgebildete Schlitze 146, 146' eingeführt werden. Die hakenförmigen Enden 150, 150' des zweiten Paars Bänder 136, 136' stellen einen Sitz für ein zweites Ende der Verlängerungsschraubenfeder 160 bereit. Jedes Band des ersten Paars langgestreckter Bänder 134, 134' enthält eine Zahnstange 172', die mit einer Zahnstange 170 an jedem Band des zweiten Paars langgestreckter Bänder 136, 136' in Wirkeingriff steht. Die Verlängerungsschraubenfeder 160 drückt die Überlappung beider Paare langgestreckter Bänder 134, 134', 136, 136', so dass sich der Verstellarm 130 als Reaktion auf zunehmende Durchhang- oder Verschleißbedingungen, die von der Kette 100 erfahren werden, weiter verkürzt. Die kämmenden Zähne stellen durch Eingriff der Zähne in nur einer Richtung ein ”Rückbewegungssperr”-Merkmal bereit.
-
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
-
Die vorliegende Erfindung ist ein Spanner für ein geschlossenes Kraftübertragungssystem eines Verbrennungsmotors. Das Kraftübertragungssystem enthält eine in einem Kettenrad endende Antriebswelle und mindestens eine Nockenwelle, die jeweils wiederum in einem Kettenrad enden, mit einer einzigen Endloskette, die alle Kettenräder umgreift. Der Spanner enthält ein Paar langgestreckter Spannarme, die jeweils in Gleitkontakt mit einem der beiden Stränge der Kette stehen, die zwischen dem Antriebskettenrad und dem/den angetriebenen Kettenrad/Kettenrädern läuft. Jeder Spannarm weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, und das erste Ende der Spannarme ist schwenkbar am Motor befestigt. Jeder Spannarm enthält eine Verschleißfläche, um Gleitkontakt mit dem Kettenstrang, mit dem er in Wirkeingriff steht, aufrechtzuerhalten.
-
Das zweite Ende jedes Spannarms ist durch einen Verstellarm schwenkbar mit dem anderen Spannarm verbunden. Der Spannarm enthält zwei Paare starrer langgestreckter Bänder, die sich im Wesentlichen in der Mitte der Länge des Verstellarms überlappen. Eine Verankerungsbasis ist zwischen den beiden starren langgestreckten Bändern vorgesehen. Die sich überlappenden Enden des ersten Paars langgestreckter Bänder enden in Hakenformen und bilden zusammen mit der Verankerungsbasis einen Sitz für eine erste Schraubenfeder. Die sich überlappenden Enden des zweiten Paars langgestreckter Bänder enden auch in Hakenformen, die durch in jedem des ersten Paars langgestreckter Bänder ausgebildete Schlitze eingeführt werden. Die hakenförmigen Enden des zweiten Paars Bänder bilden zusammen mit der Verankerungsbasis einen Sitz für eine zweite Schraubenfeder. Jedes Band des ersten Paars langgestreckter Bänder enthält eine Zahnstange, die mit einer Zahnstange an jedem Band des zweiten Paars langgestreckter Bänder in Wirkeingriff steht. Die erste und die zweite Schraubenfeder drücken die Überlappung beider Paare langgestreckter Bänder, so dass sich der Verstellarm als Reaktion auf zunehmende Durchgang- oder Verschleißbedingungen, die von der Kette erfahren werden, weiter verkürzt. Die kämmenden Zähne stellen durch Eingriff der Zähne in nur einer Richtung ein ”Rückbewegungssperr”-Merkmal bereit.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
1 zeigt einen hydraulischen Spanner nach dem Stand der Technik.
-
2 zeigt einen Blattspanner nach dem Stand der Technik.
-
3 zeigt einen anderen Spanner nach dem Stand der Technik.
-
4 zeigt einen Ratschenspanner nach dem Stand der Technik.
-
5a zeigt eine Vorderansicht eines Spanners nach dem Stand der Technik. 5b zeigt eine isometrische Ansicht der Ratschenvorrichtung im Verstellarm des Spanners nach dem Stand der Technik von 5a. 5c zeigt zwei Bandsegmente des Verstellarms nach dem Stand der Technik des Spanners nach dem Stand der Technik von 5a.
-
6 zeigt eine isometrische Ansicht des Ratschenspanners der vorliegenden Erfindung.
-
7 zeigt eine isometrische Ansicht des Ratschenspanners der vorliegenden Erfindung ohne Kettenräder.
-
8 zeigt eine Draufsicht des Ratschenspanners der vorliegenden Erfindung.
-
9 zeigt eine Vorderansicht des Ratschenspanners der vorliegenden Erfindung.
-
10 zeigt zwei Bänder mit gegenüberliegenden Ratschenzähnen.
-
11 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht von überlappenden Bändern, die getrennt sind, um die Ratschenzähne zu zeigen.
-
12 zeigt eine isometrische Ansicht der beiden Bandpaare.
-
13 zeigt eine Draufsicht der beiden Bandpaare.
-
14 zeigt eine Federn enthaltende isometrische Ansicht.
-
15 zeigt eine Federn enthaltende Draufsicht.
-
16 zeigt eine isometrische Ansicht, die die Verankerungsbasis, Stifte, Schnappringe und Rückbänder zeigt.
-
17 zeigt eine Vorderbänder enthaltende isometrische Ansicht.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Der Spanner 510 der vorliegenden Erfindung steht mit einem geschlossenen Kraftübertragungssystem eines Verbrennungsmotors in Wirkeingriff. Das Kraftübertragungssystem enthält ein Antriebskettenrad 102 und mindestens ein angetriebenes Kettenrad 104, 104'. Kraft von der Antriebswelle des Motors wird von dem Antriebskettenrad 102 mittels einer Kette 100 oder eines Antriebsriemens auf die angetriebenen Kettenräder übertragen. In Verbrennungsmotoren werden meistens Kettenantriebe verwendet. An die Kette 100 muss jederzeit eine ordnungsgemäße Spannung angelegt sein, um das Springen der Kettenradzähne durch die Kette bei Lockern irgendeines Teils der Kette während des Betriebs oder infolge von zunehmenden Verschleiß der Komponenten im Laufe der Zeit zu verhindern. Der Spanner 510 enthält einen Spannarm 512, der mit der Außenfläche eines der Kettenstränge zwischen dem Antriebskettenrad 102 und einem der angetriebenen Kettenräder 104 in Wirkeingriff steht. Der zweite Spannarm 512' des Spanners 510 steht mit der Außenfläche des anderen Kettenstrangs zwischen dem Antriebskettenrad 102 und einem zweiten angetriebenen Kettenrad 104' in Wirkeingriff. Es versteht sich, dass der Spanner 510 der vorliegenden Erfindung auch in einem geschlossenen Kraftübertragungssystem, das nur ein Antriebs- und ein angetriebenes Kettenrad aufweist, verwendet werden kann.
-
Jeder Spannarm 512, 512' kann durch ein Schwenkbefestigungsmittel 506 an jeweiligen ersten Enden 507 und 507' jedes Spannarms 512 und 512' schwenkbar an der Fläche des nicht gezeigten Motorgehäuses befestigt sein, wie in 6, 7 und 9 gezeigt. Das Schwenkbefestigungsmittel 506 ist zwischen den Kettensträngen vorgesehen und gestattet den Spannarmen 512 und 512' als Reaktion auf Änderungen der Spannung der Kette 100 zu schwenken. Es können auch andere Schwenkbefestigungspunkte verwendet werden. Obgleich in der Darstellung beide Spannarme 512, 512' an dem gleichen Drehpunkt angebracht sind, können auch mehrere Drehpunkte vorgesehen sein und jeder Arm kann an verschiedenen Drehpunkten angebracht sein.
-
Jeder Spannarm 512 und 512' enthält eine langgestreckte rechteckig geformte Kettenverschleißfläche 505 bzw. 505', die halbstarr entlang der Länge jedes Spannarms zu dem Kettenstrang 100, mit dem sie in Wirkeingriff steht, weisend angebracht ist. Jede Kettenverschleißfläche 505 und 505' endet in hakenförmigen Enden, die die Enden des Spannarms, an dem sie installiert sind, umgreifen. Jede Kettenverschleißfläche 505 und 505' ist die Kontaktfläche mit dem Kettenstrang, mit dem ihr entsprechender Spannarm in Eingriff steht.
-
Jede Kettenverschleißfläche 505 und 505' weist ein erstes Ende 505a bzw. 505a' und ein zweites Ende 505b bzw. 505b' auf. Jedes erste Ende 505a und 505a' ist durch einen Mittelteil, der als die Kettengleitfläche 505c und 505c' wirkt, mit seinem entsprechenden zweiten Ende 505b bzw. 505b' verbunden. Dies wird am besten in 7 gezeigt. Jede Kettengleitfläche 505c und 505c' steht mit einem anderen Kettenstrang 100 in Gleitkontakt. Jedes erste Ende 505a und 505a' und jedes zweite Ende 505b und 505b' seiner Kettenverschleißfläche 505 bzw. 505' sind auf der Unterseite und herum zur Mitte der entsprechenden Verschleißfläche gekrümmt. Jede Kettenverschleißfläche 505 und 505' ist länger als ihr entsprechender Spannarm 512 und 512', so dass jedes gekrümmte erste Ende 505a und 505a' das jeweilige erste Ende 507 und 507' des entsprechenden Spannarms 512 und 512' aufnimmt und jedes gekrümmte zweite Ende 505b und 505b' das jeweilige zweite Ende 509 und 509' des entsprechenden Spannarms 512 und 512' aufnimmt, wodurch jede Kettenverschleißfläche 505 und 505' lose an ihren entsprechenden Spannarm 512 und 512' befestigt wird. Die Kettenverschleißflächen 505 und 505' sind vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das bei Motorbetriebstemperaturen halbflexibel ist, damit sie sich herausbiegen können, um sich an die sich ändernden Spannungsbedingungen der Kette 100 anzupassen. Wahlweise kann ein zusätzliches Vorspannungsmittel durch eine oder mehrere Blattfedern, die zwischen dem Spannarm 512, 512' und der Rückseite jedes der Kettenverschleißflächen 505 und 505' vorgesehen sind, vorgesehen werden. Zwischen jedem der ersten Enden 505a und 505a' der Kettenverschleißflächen 505 und 505' und den ersten Enden 507 und 507' der Spannarme 512 und 512' besteht ein Spaltzwischenraum. Des Weiteren besteht zwischen den zweiten Enden 505b und 505b' der Kettenverschleißflächen 505 und 505' und den zweiten Enden 509 und 509' der Spannarme 512 und 512' ein Spaltzwischenraum.
-
Die zweiten Enden 509 und 509' jedes der jeweiligen Spannarme 512 und 512' sind mit einem Verstellarm 530 verbunden, wie in den 8 und 9 gezeigt. Auf die 16 und 17 Bezug nehmend, ist das zweite Ende 509 des Spannarms 512 durch einen Stift 532 an ersten Enden 538 bzw. 538' eines erstes Paars langgestreckter Bänder 534 und 534' befestigt. Das zweite Ende 509' des Spannarms 512' ist durch einen Stift 532' an ersten Enden 540 bzw. 540' eines zweiten Paars langgestreckter Bänder 536, 536' befestigt. Die langgestreckten Bänder 534, 534', 536 und 536' können aus irgendeinem starren Material, wie zum Beispiel Stahl, Aluminium, Legierungen davon oder nicht verformbaren synthetischen Harzverbundmaterialien hergestellt sein.
-
Auf die 12 und 13 Bezug nehmend, enden die zweiten Enden 542 und 542' ihres jeweiligen ersten Paars langgestreckter Bänder 534 und 534' jeweils in einer im Wesentlichen 180°-Hakenform. Die zweiten Enden 550 und 550' ihres jeweiligen zweiten Paars langgestreckter Bänder 536 und 536' enden jeweils in einer im Wesentlichen 180°-Hakenform. Das zweite Ende 550 steht durch einen Längsschlitz 546 im langgestreckten Band 534 in Gleiteingriff, und das zweite Ende 550' steht durch einen Längsschlitz 146' im langgestreckten Band 534' in Gleiteingriff.
-
Die zweiten Enden 542 und 542' und eine Verankerungsbasis 580, die sicher am Motorgehäuse befestigt ist und sich zwischen den Paaren Bänder 534, 534', 536, 536' befindet, erzeugen einen Sitz zur Befestigung einer ersten Schraubenfeder 560a. Das erste Ende der ersten Schraubenfeder 560a ist an den zweiten Enden 542 und 542' befestigt, und das zweite Ende der ersten Schraubenfeder ist an der Verankerungsbasis 580 angebracht. Die zweiten Enden 550 und 550' und die sicher am Motorgehäuse befestigte Verankerungsbasis 580 erzeugen einen Sitz zur Befestigung der zweiten Schraubenfeder 560b. Das erste Ende der zweiten Schraubenfeder 560b ist an den zweiten Enden 550 und 550' befestigt. Das zweite Ende der zweiten Schraubenfeder 560b ist an der Verankerungsbasis 580 befestigt.
-
Der Ruhezustand jeder der Schraubenfedern 560a, 560b ist länger als seine Länge bei Installation im Verstellarm 130, um eine Kraft zur Vorspannung der jeweiligen zweiten Enden 542 und 542' von den zweiten Enden 550 und 550' und der Verankerungsbasis 580 weg bereitzustellen. Die Verlängerungskraft der Schraubenfedern 560a und 560b drückt, falls erforderlich, als Reaktion auf zunehmende Durchhang- oder Verschleißbedingungen, die die Kette 100 aufweist, das erste Paar langgestreckter Bänder 534 und 534' zur Überlappung mit dem zweiten Paar langgestreckter Bänder 536 und 536'.
-
Auf die 10 und 11 Bezug nehmend, sind verschiedene Elemente des Verstellarms 530 entfernt worden, um bestimmte Merkmale des Ratschenmittels 555 besser zu zeigen. An der Innenfläche 537 und in der Nähe vom zweiten Ende 550 des langgestreckten Bands 536 befindet sich eine innere Zahnstange 570. An der nicht gezeigten Außenfläche 535' und in der Nähe vom zweiten Ende 542' des langgestreckten Bands 534' befindet sich eine äußere Zahnstange 572'. Obgleich in diesen Figuren nicht gezeigt, enthält das langgestreckte spiegelbildliche Band 536' auch die gleichen Elemente wie das langgestreckte Band 536. Insbesondere befindet sich an der Innenfläche 537' und in der Nähe vom zweiten Ende 550' des langgestreckten Bands 536' eine Zahnstange 570'. Das langgestreckte spiegelbildliche Band 534 enthält ähnliche Elemente wie am langgestreckten Band 534' vorgesehen sind, das heißt an der nicht gezeigten Außenfläche 535 und in der Nähe vom zweiten Ende 542 des langgestreckten Bands 534 befindet sich eine äußere Zahnstange 572. Wenn der Verstellarm 530 vollständig montiert ist, kämmt die innere Zahnstange 570 des langgestreckten Bands 536 mit der äußeren Zahnstange 572 des langgestreckten Bands 534, und die innere Zahnstange 570' des langgestreckten Bands 536' kämmt mit der äußeren Zahnstange 572' des langgestreckten Bands 534'. Die Zähne sind dazu ausgeführt, als Reaktion auf die Kraft der Schraubenfeder 560, die die zweiten Enden 542 und 542' des ersten Paars langgestreckter Bänder 534 und 534' von den zweiten Enden 550 und 550' des zweiten Paars langgestreckter Bänder 536 und 536' und der Verankerungsbasis 580 weg drückt, in nur einer Richtung zu schalten. Folglich vermindert sich der Abstand zwischen den Spannarmen 512 und 512' als Reaktion auf eine Zunahme des Durchhangs oder von Verschleißübermaßbedingungen, die die Kette 100 aufweist. Mit abnehmendem Abstand zwischen den Spannarmen 512 und 512' wird eine relativ konstante Spannkraft an der Kette 100 aufrechterhalten.
-
Zur Gewährleistung, dass die inneren Zahnstangen 570 und 570' mit ihren entsprechenden äußeren Zahnstangen 572 und 572' sicher in Eingriff bleiben, sind die Schraubenfedersitzflächen der zweiten Enden 550 und 550' zur mittleren Achse des Verstellarms 530 abgewinkelt. Gleichzeitig sind die Schraubenfedersitzflächen der zweiten Enden 542 und 542' von der mittleren Achse des Verstellarms weg nach außen abgewinkelt. Wenn die komprimierte Schraubenfeder 560 zwischen den zweiten Enden 542 und 542' und den zweiten Enden 550 und 550' in Anlage ist, erzeugt ihre natürliche Tendenz, in ihren langgestreckten Ruhezustand zurückzukehren, eine Kraft sowohl auf die abgewinkelten Teile der zweiten Enden 542 und 542' als auch auf die abgewinkelten Teile der zweiten Enden 550 und 550', um zu gewährleisten, dass die entsprechenden, in Eingriff stehenden Zahnstangen nicht außer Eingriff miteinander springen, bis dies als Reaktion auf sich ändernde Kettenspannungsbedingungen erwünscht ist.
-
Die Spannarme 512 und 512' können nur die Verschleißflächen 505 oder 505' einsetzen, um Spannung in Richtung eines Durchhangs oder einer verschlissenen Kette bereitzustellen. In Verbindung mit dem Ratschenmittel 555 kann die durch die Verschleißflächen angelegte Minimalkraft allein dazu ausreichen, bestimmte Kettenantriebsübertragungssysteme zu spannen. Diese Ausführungsform kann die gewünschte Spannung für bestimmte Kraftübertragungssysteme bereitstellen. Andere Antriebsübertragungssysteme können jedoch andere Spannungsanforderungen haben. Eine Blattfeder kann in einer Aussparung im Körper des Spannarms 512 angeordnet werden, um zusätzliche Kraft zum Drücken der Verschleißfläche 505 in Zwangsgleitkontakt mit der Kette 100 bereitzustellen. Ähnliche Ausführungsformen würden mehr als eine Blattfeder enthalten, entweder aufeinander gestapelt in einer einzigen Aussparung oder in getrennten Aussparungen entlang der Länge des Spannarms 512 angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, dass der Spannarm 512', falls gewünscht, auch mindestens eine Blattfeder enthalten kann. Die Konstruktionsparameter jedes speziellen Kettenantriebssystems können einen Spanner 510 erfordern, bei dem beide Spannarme 512 und 512' Blattfedern enthalten, oder eines, bei dem nur einer der Spannarme Blattfedern enthalten würde. Des Weiteren enthält möglicherweise keiner der Spannarme 512 und 512' eine Blattfeder.
-
Spiel ist die Rückwärts- oder ungespannte Bewegung einer Spannvorrichtung. Die Kombination aus dem durch die Verschleißflächen 505 und 505' bereitgestellten Kraftausmaß und der Schaltbewegung des Ratschenmittels 555 der Erfindung steuert das Ausmaß des Spiels, das bei Betrieb eines geschlossenen kettengetriebenen Kraftübertragungssystems auftritt. Der zwischen dem Körper der Spannarme 512 und 512' und der Unterseite ihrer jeweiligen Verschleißflächen 505 und 505' erzeugte Spalt wird durch das Ausmaß des zuvor besprochenen Spaltzwischenraums zwischen den Enden der Verschleißflächen 505 und 505' und den entsprechenden Enden der Spannarme 512 und 512' begrenzt. Das Gesamtausmaß des kombinierten Spalts von beiden Spannarmen definiert das Spiel im Kraftübertragungssystem. Spiel bestimmt die Steuerabweichung des/der angetriebenen Kettenrads/Kettenräder und muss auf einem Minimum gehalten werden. Wenn Durchhang in der Kette nicht beseitigt werden kann, da der maximale Spalt zwischen den Verschleißflächen 505 und 505' und ihren entsprechenden Spannarmen 512 und 512' erreicht worden ist, liefern die Schraubenfedern 560a und 560b des Ratschenmittels 555 die erforderlich Kraft zum Schalten der kämmenden Zahnstangen um mindestens einen Zahn und nur in einer Richtung. Das Schalten der Zähne vergrößert die Überlappung zwischen den Paaren langgestreckter Bänder des Verstellarms 530 und spannt die zweiten Enden 509 und 509' der entsprechenden Spannarme 512 und 512' zueinander vor. Der verringerte Abstand zwischen den zweiten Enden der Spannarme 512 und 512' stellt erneut Zwangskontakt der Verschleißflächen 505 und 505' mit ihren jeweiligen Strängen der Kette 100 her. Die unidirektionale Bewegung der Zähne verhindert, dass der Verstellarm 530 in seinen vorherigen langgestreckten Zustand zurückkehrt, was dazu führen würde, dass die Kette aufgrund des Verlusts oder einer Verringerung des Zwangskontakts zwischen den Verschleißflächen 505 und 505' und ihren entsprechenden Kettensträngen nicht gespannt werden kann.
-
Des Weiteren würde die Synchronisierung des angetriebenen Kettenrads 104, 104' gegenüber dem des Stands der Technik eingeschränkt sein, da die Verankerungsbasis 580 die Freiheit des Systems beschränkt, um die Drehenden 509, 509' der Arme 512, 512' zu schwenken.
-
Dementsprechend versteht sich, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung die Anwendung der Grundzüge der Erfindung lediglich veranschaulichen. Verweise auf Einzelheiten der dargestellten Ausführungsformen sollen den Schutzbereich der Ansprüche nicht einschränken, die ihrerseits die Merkmale nennen, die als erfindungswesentlich gelten.
-
Zusammenfassung:
-
Ein Spanner für ein geschlossenes Kraftübertragungssystem für einen Verbrennungsmotor mit einer in einem Kettenrad endenden Antriebswelle und mindestens einer Nockenwelle, die jeweils in einem Kettenrad enden, mit einer einzigen Endloskette, die alle Kettenräder umgreift. Der Spanner enthält ein Paar langgestreckter Spannarme, die jeweils in Gleitkontakt mit einem der beiden Stränge der Kette stehen, die zwischen dem Antriebskettenrad und dem/den angetriebenen Kettenrad/Kettenrädern läuft. Jeder Spannarm enthält eine Verschleißfläche, die in konstantem Gleitkontakt mit dem Kettenstrang bleibt, dem sie benachbart ist. Ein Verstellarm verbindet eines der Enden der Spannarme. Der Spannarm weist ein Ratschenmittel auf, das das Spiel im System ausgleicht und jeglichen Durchhang in der Kette beseitigt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-