DE102016221898A1

DE102016221898A1 - Kettenspanneinrichtung

Info

Publication number: DE102016221898A1
Application number: DE102016221898.0A
Authority: DE
Inventors: Yuji Kurematsu
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2017-05-18
Anticipated expiration: 2036-11-09
Also published as: KR20170057129A; JP6378661B2; CN106996439B; CN106996439A; KR101883563B1; US20170138443A1; JP2017089842A; DE102016221898B4; US10107369B2

Abstract

Es wird eine Kettenspanneinrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, konstant eine angemessene Reaktionskraft und angemessene Dämpfungscharakteristiken für eine Vielzahl von Spannungsschwankungen unabhängig von der Kettenlängung bereitzustellen, und die in der Lage ist, die Spannungsschwankungen aufzunehmen, ohne dass eine durch eine Resonanz bewirkte Vibration oder dergleichen hervorgerufen wird. Die Kettenspanneinrichtung weist einen zylindrischen Distalende-Plunger 130, der gleitbar in eine Distalende-Bohrung 121 eingesetzt ist, die sich in Richtung eines distalen Endes eines Plungers 120 öffnet, und eine Distalende-Vorspanneinrichtung 141 auf, die derart in einer zweiten Öldruckkammer 102 aufgenommen ist, dass sie in der Lage ist, sich zu dehnen und zusammenzuziehen und den Distalende-Plunger 130 in eine Vorstehrichtung zu pressen. Die Kettenspanneinrichtung weist ferner eine Rückschlagventileinheit 150, die ein Rückströmen von Öl, das von der Öldruckkammer 101 in die zweite Öldruckkammer 102 strömt, verhindert, und eine erste Entlastungsventileinheit 160 auf, die Öl in Richtung der Öldruckkammer 101 ablässt, wenn der Druck der zweiten Öldruckkammer 102 einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht oder übersteigt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Sachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kettenspanneinrichtung, die einen Spanneinrichtungskörper, der eine zylindrische Plungerbohrung mit einem offenen Ende aufweist, einen zylindrischen Plunger, der gleitbar in die Plungerbohrung eingesetzt ist, und eine Vorspanneinrichtung, die derart in einer zwischen der Plungerbohrung und dem Plunger ausgebildeten Öldruckkammer aufgenommen ist, dass sie sich frei dehnt und zusammenzieht und den Plunger in eine Vorstehrichtung presst, aufweist und die eine angemessene Spannung einer Kette aufrechterhält.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Es ist gängige Praxis, eine Kettenspanneinrichtung zum Aufrechterhalten einer angemessenen Spannung einer Kette zu verwenden. Zum Beispiel ist ein Kettenführungsmechanismus bekannt, der mittels eines Führungsschuhs eine Übertragungskette, wie z. B. eine Endlosrollenkette, die über jeweilige Kettenräder einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem Motorraum läuft, gleitend führt und der eine Kettenspanneinrichtung zum Drücken gegen eine schwenkbare Kettenführung, die den Führungsschuh aufweist, zum Aufrechterhalten einer angemessenen Spannung verwendet.
Ein Kettenführungsmechanismus ist zum Beispiel derart ausgeführt, wie in 7 gezeigt ist, wobei eine schwenkbare Kettenführung G1 und eine feststehende Kettenführung G2 eine Endlos-Zeitsteuerungskette CH führen, die über ein Antriebskettenrad S1 einer Kurbelwelle und ein Paar von Abtriebskettenrädern S2 und S3 von Nockenwellen in einem Motorraum läuft.
Die feststehende Kettenführung G2 ist mit zwei Montagewellen B1 und B2 positionsfest im Motorraum angeordnet, während die schwenkbare Kettenführung G1 derart angebracht ist, dass sie in der Ebene, in der die Zeitsteuerungskette CH in dem Motorraum läuft, um die Montagewelle B0 herum schwenkbar ist.
Eine Kettenspanneinrichtung 500 drückt gegen die schwenkbare Kettenführung G1 und hält dadurch die Spannung der Zeitsteuerungskette CH auf einem angemessenen Pegel und verringert dadurch deren Vibration.
Die bekannte Kettenspanneinrichtung 500, die in einem solchen Kettenführungsmechanismus verwendet wird, umfasst zum Beispiel, wie in 8 schematisch gezeigt ist, einen Spanneinrichtungskörper 510, der ein zylindrisches Plungerloch 511 mit einem offenen Ende aufweist, einen zylindrischen Plunger 520, der in die Plungerbohrung 511 eingesetzt ist, um frei entlang einer zylindrischen Fläche 513 der Plungerbohrung 511 zu gleiten, und eine Einrichtung zum Vorspannen des Plungers 520 aus der Plungerbohrung 511 in eine Vorstehrichtung.
Die Vorspanneinrichtung ist aus einer Schraubenfeder 540 gebildet, die in einer zylindrischen Ausnehmung 521 in dem zylindrischen Plunger 520 aufgenommen ist und zwischen dem Plunger und einem unteren Teil 512 der Plungerbohrung 511 zusammengedrückt wird.
Öl wird aus einem Ölzuführloch 514, das in der Plungerbohrung 511 ausgebildet ist, derart zugeführt, dass eine Öldruckkammer 501, die zwischen der Plungerbohrung 511 und dem Plunger 520 ausgebildet ist, mit dem Öl gefüllt wird, und das Öl presst den Plunger 520 in eine Vorstehrichtung. Ein Rückschlagventil 550 (schematisch als Rückschlagkugel gezeigt) verhindert, dass das Öl aus dem Ölzuführloch 514 herausströmt.
Da sich der Plunger 520 dabei hin- und herbewegt, strömt das Öl durch einen kleinen Spalt zwischen dem Plunger 520 und der Plungerbohrung 511 und bietet der Strömungswiderstand den Dämpfungseffekt zum Verlangsamen der Hin- und Herbewegung des Plungers 520.
ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Bei einer solchen Kettenspanneinrichtung hängt es von dem Motor ab, wie groß die Reaktionskraft ist, die von der Schraubenfeder 540 benötigt wird. Wenn Bedenken bestehen, dass beim Start des Motors ein Rasseln der Kette auftritt, ist eine große Reaktionskraft erforderlich.
Eine große Reaktionskraft wird ferner benötigt, wenn sich die Kette aufgrund von Alterung gelängt hat, diese Reaktionskraft ist jedoch übermäßig groß bei einer Kette, die sich noch nicht gelängt hat.
Daher musste die Spanneinrichtung 500 zwangläufig mit einer größeren Kraft als erforderlich gegen die Kette drücken, und aufgrund dessen verschlechterten sich Reibungseigenschaften zwischen der Kette und deren Lauffläche und wurde die Kraftstoffeinsparung des Motors beeinträchtigt.
Die Kette ist ferner Spannungsschwankungen ausgesetzt, die entsprechend den Motor-UpM und Veränderungen der Last auftreten. Da der Zyklus und die Amplitude der Spannungsschwankungen in Abhängigkeit von Antriebsbedingungen variieren, bewegt sich der Plunger in verschiedenen Zyklen und mit verschiedenen Geschwindigkeiten hin und her, um die Spannungsschwankungen aufzunehmen.
Die Reaktionskraft der Schraubenfeder 540 wird entsprechend einer vorbestimmten Federkonstanten und in Abhängigkeit von der Position des Plungers 520 bestimmt. Der Dämpfungseffekt wird ebenfalls von der Geschwindigkeit des Plungers 520 bestimmt. Daher war es schwierig, immer eine angemessene Reaktionskraft und angemessene Dämpfungscharakteristiken für eine Vielzahl von Spannungsschwankungen zu erreichen und konnte bei einigen Antriebsbedingungen eine Resonanz auftreten oder konnten die Spannungsschwankungen verstärkt werden.
Zum Verringern dieser Probleme weist eine bekannte Kettenspanneinrichtung einen Nasenabschnitt auf, der über eine zweite Feder (50) oder dergleichen zusätzlich zu der Vorspanneinrichtung (erste Feder 40) in einer Öldruckkammer (Fluidkammer 22) an dem vorderen Teil des Plungers vorsehen ist, um plötzliche Spannungsschwankungen mit dieser zweiten Feder aufzunehmen (siehe Japanische Offenlegungsschrift Nr. H11-22792 etc.).
Bei der in der Japanischen Offenlegungsschrift Nr. H11-22792 beschriebenen Technik sind die zweite Feder und die dazugehörigen Komponenten jedoch außerhalb der Öldruckkammer vorgesehen, so dass kein hydraulischer Dämpfungseffekt erreicht werden kann. Die Feder folgt nur der Vibration, die von den Spannungsschwankungen der Kette hervorgerufen werden, und hat nur einen geringen Effekt beim Dämpfen der Vibration. Es bestand daher eine Möglichkeit, dass die Vibration aufgrund von Resonanz und dergleichen in Abhängigkeit von der Antriebsbedingung verstärkt werden könnte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen und eine Kettenspanneinrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, konstant eine angemessene Reaktionskraft und angemessene Dämpfungscharakteristiken für eine Vielzahl von Spannungsschwankungen unabhängig von der Kettenlängung bereitzustellen und die in der Lage ist, die Spannungsschwankungen aufzunehmen, ohne dass eine durch eine Resonanz bewirkte Vibration oder dergleichen hervorgerufen wird.
Die Kettenspanneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Spanneinrichtungskörper, der eine zylindrische Plungerbohrung mit einem offenen Ende aufweist; einen zylindrischen Plunger, der gleitbar in die Plungerbohrung eingesetzt ist; und eine Vorspanneinrichtung, die derart in einer zwischen der Plungerbohrung und dem Plunger ausgebildeten Öldruckkammer aufgenommen ist, dass sie in der Lage ist, sich frei zu dehnen und zusammenzuziehen und den Plunger in eine Vorstehrichtung zu pressen. Der Plunger weist eine Distalende-Bohrung auf, die sich in Richtung eines distalen Endes öffnet, und weist einen zylindrischen Distalende-Plunger, der gleitbar in die Distalende-Bohrung eingesetzt ist, und eine Distalende-Vorspanneinrichtung auf, die derart in einer zweiten Öldruckkammer aufgenommen ist, welche zwischen der Distalende-Bohrung und dem Distalende-Plunger ausgebildet ist, dass sie in der Lage ist, sich zu dehnen und zusammenzuziehen und den Distalende-Plunger in eine Vorstehrichtung zu pressen. Die Kettenspanneinrichtung weist ferner eine Rückschlagventileinheit auf, die ein Rückströmen von Öl, das von der Öldruckkammer in die zweite Öldruckkammer strömt, verhindert; und eine erste Entlastungsventileinheit, die Öl in Richtung der Öldruckkammer ablässt, wenn der Druck in der zweiten Öldruckkammer einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht oder übersteigt. Die oben beschriebenen Probleme werden dadurch gelöst.
Bei der Kettenspanneinrichtung nach Anspruch 1 weist der Plunger eine Distalende-Bohrung auf, die sich in Richtung des distalen Endes öffnet, und weist einen zylindrischen Distalende-Plunger, der gleitbar in die Distalende-Bohrung eingesetzt ist, und eine Distalende-Vorspanneinrichtung auf, die derart in einer zweiten Öldruckkammer aufgenommen ist, welche zwischen der Distalende-Bohrung und dem Distalende-Plunger ausgebildet ist, dass sie in der Lage ist, sich zu dehnen und zusammenzuziehen und den Distalende-Plunger in eine Vorstehrichtung zu pressen. Die Kettenspanneinrichtung weist ferner eine Rückschlagventileinheit, die ein Rückströmen von Öl, das von der Öldruckkammer in die zweite Öldruckkammer strömt, verhindert, und eine erste Entlastungsventileinheit auf, die Öl in Richtung der Öldruckkammer ablässt, wenn der Druck in der zweiten Öldruckkammer einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht oder übersteigt. Daher können sowohl der Plunger als auch der Distalende-Plunger derart ausgelegt sein, dass sie eine angemessene Reaktionskraft und angemessene Dämpfungscharakteristiken bei ihren Hin- und Herbewegungen bereitstellen.
Auf diese Weise kann die Kettenspanneinrichtung konstant angemessene Reaktionskräfte und Dämpfungscharakteristiken für eine Vielzahl von Spannungsschwankungen unabhängig von der Kettenlängung bieten und die Kettenschwankungen aufnehmen, ohne dass eine durch eine Resonanz bewirkte Vibration oder dergleichen hervorgerufen wird.
Bei der Konfiguration nach Anspruch 2 weist die Distalende-Vorspanneinrichtung eine größere Druckkraft auf als die Vorspanneinrichtung und wird ein Bewegen des Plungers in einer Einfahrrichtung durch einen Ratschenmechanismus eingeschränkt. Eine Vorwärtsbewegung des Plungers entsprechend der Kettenlängung oder dergleichen wird durch die Drückkraft der Vorspanneinrichtung bewirkt, während die Rückwärtsbewegung des Plungers durch den Ratschenmechanismus eingeschränkt wird, so dass die Reaktionskräfte bei großen Spannungsschwankungen von der Distalende-Vorspanneinrichtung bereitgestellt und durch die Hin- und Herbewegung des Distalende-Plungers aufgebracht werden können.
Auf diese Weise bietet der Distalende-Plunger, der eine kleine Masse aufweist, unabhängig von der Kettenlängung eine angemessene Reaktionskraft und angemessene Dämpfungscharakteristiken, wenn er sich hin- und herbewegt und während des Antreibens einer Vielzahl von Spannungsschwankungen folgt. Bei einer stabilen Reaktionskraft und stabilen Dämpfungscharakteristiken folgt der Distalende-Plunger den Spannungsschwankungen mit einem besseren Ansprechen und kann Spannungsschwankungen aufnehmen, ohne dass eine durch eine Resonanz bewirkte Vibration oder dergleichen hervorgerufen wird.
Bei der bekannten Technik, bei der ein Ratschenmechanismus verwendet wird, bewegt sich der Plunger um einen Betrag an Spiel des Ratschenmechanismus hin und her, um den Spannungsschwankungen während des Antreibens zu folgen. Im Gegensatz dazu bewegt sich bei der Konfiguration nach Anspruch 2 der Distalende-Plunger hin und her, um den Schwankungen zu folgen, so dass der Ratschenmechanismus kein großes Spiel aufweisen muss und eine bessere Haltbarkeit aufweisen kann.
Bei der Konfiguration nach Anspruch 3 ist das Rückschlagventil als Ventilelement der ersten Entlastungsventileinheit angeordnet und sind die erste Entlastungsventileinheit und die Rückschlagventileinheit einstückig miteinander ausgebildet. Obwohl die Entlastungsventileinheit und die Rückschlagventileinheit in den Plunger eingebaut sind, wird dadurch nicht bewirkt, dass die Spanneinrichtung sperrig wird, und wird keine Erhöhung der Anzahl von maschinell zu bearbeitenden Teilen bewirkt.
Die erste Entlastungsventileinheit und die Rückschlagventileinheit sind einstückig miteinander ausgebildet, und die erste Entlastungsventileinheit ist zwischen der Öldruckkammer und der zweiten Öldruckkammer angeordnet, wobei ihr Entlastungsventilsitz in Richtung der zweiten Öldruckkammer orientiert ist. Daher können, nachdem die erste Entlastungsventileinheit an der Rückschlagventileinheit angebaut worden ist, diese einstückig in die Spanneinrichtung eingebaut werden, so dass die Anzahl von Zusammenbauschritten verringert werden kann.
Bei der Konfiguration nach Anspruch 4 weist ein Ölzirkulationsdurchgang, der zwischen einem Außenumfang der ersten Entlastungsventileinheit und einer Innenfläche des Plungers ausgebildet ist, eine Drosselblende auf, die eine Menge an Öl einschränkt. Daher werden selbst dann, wenn der Druck der zweiten Öldruckkammer den Ventilöffnungsdruck der ersten Entlastungsventileinheit überstiegen hat, der Druck der zweiten Öldruckkammer und die Dämpfungscharakteristiken durch die Drosselblende innerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufrechterhalten, so dass es möglich ist, konstant angemessene Reaktionskräfte und Dämpfungscharakteristiken für eine größere Vielzahl von Spannungsschwankungen bereitzustellen.
Bei der Konfiguration nach Anspruch 5 weist die zweite Öldruckkammer eine zweite Entlastungsventileinheit auf, die Öl ablässt, wenn der Druck der zweiten Öldruckkammer einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht oder übersteigt, und die zweite Entlastungsventileinheit weist einen höheren Ventilöffnungswert auf als die erste Entlastungsventileinheit. Daher öffnet sich dann, wenn die Spannung zu groß wird, die zweite Entlastungsventileinheit, so dass ein Aufbringen einer übermäßig großen Last auf die Kette vermieden werden kann, insbesondere bei einer Drehung des Motors bei einer hohen Drehzahl.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Querschnittansicht einer Kettenspanneinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt eine schematische Darstellung zum Erläutern der Operation der Kettenspanneinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3A und 3B zeigen vergrößerte Querschnittansichten einer ersten Entlastungsventileinheit von 1;
4 zeigt eine Querschnittansicht einer Kettenspanneinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Charakteristiken der Drückkraft, die von der Kettenspanneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht wird;
6 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Dämpfungscharakteristiken der Kettenspanneinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt eine veranschaulichende schematische Darstellung der Kettenspanneinrichtung, die bei einem Kettenführungsmechanismus eines Motors verwendet wird; und
8 zeigt eine schematische veranschaulichende Darstellung einer bekannten Kettenspanneinrichtung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Ausführungsform 1]
Eine Kettenspanneinrichtung 100 und eine erste Entlastungsventileinheit 160 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Die Kettenspanneinrichtung 100 umfasst, wie in 1 gezeigt ist, einen Spanneinrichtungskörper 110, der eine zylindrische Plungerbohrung 111 mit einem offenen Ende aufweist, einen zylindrischen Plunger 120, der gleitbar in die Plungerbohrung 111 eingesetzt ist, und eine Schraubenfeder 140, die eine Vorspanneinrichtung ist, welche derart in der zwischen der Plungerbohrung 111 und dem Plunger 120 ausgebildeten Öldruckkammer 101 aufgenommen ist, dass sie in der Lage ist, sich zu dehnen und zusammenzuziehen und den Plunger 120 in eine Vorstehrichtung zu pressen.
Ein Ölzuführloch 114 ist zum Zuführen von Öl von außen zu der Öldruckkammer 110 in der unteren Fläche der Plungerbohrung 111 ausgebildet.
Der Plunger 120 weist eine Distalende-Bohrung 121, die sich in Richtung des distalen Endes öffnet, einen zylindrischen Distalende-Plunger 130, der gleitbar in die Distalende-Bohrung 121 eingesetzt ist, und eine zweite Schraubenfeder 141 auf, die eine Distalende-Vorspanneinrichtung ist, welche derart in einer zweiten Öldruckkammer 102 aufgenommen ist, die zwischen der Distalende-Bohrung 121 und dem Distalende-Plunger 130 ausgebildet ist, dass sie in der Lage ist, sich zu dehnen und zusammenzuziehen und den Distalende-Plunger 130 in eine Vorstehrichtung zu pressen.
Zwischen der Öldruckkammer 101 und der zweiten Öldruckkammer 102 sind eine Rückschlagventileinheit 150, die ein Rückströmen von Öl, das von der Öldruckkammer 101 in die zweite Öldruckkammer 102 strömt, verhindert, und eine erste Entlastungsventileinheit 160 aufweist, die Öl in Richtung der Öldruckkammer 101 ablässt, wenn der Druck in der zweiten Öldruckkammer 102 einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht oder übersteigt.
Ratschenzähne 122 sind in einer Längsrichtung auf der Außenfläche des Plungers 120 ausgebildet. Die Ratschenzähne greifen mit einer schwenkbaren Ratschenklaue 115 zusammen, die an dem Spanneinrichtungskörper 110 vorgesehen ist, und bilden einen Ratschenmechanismus.
Dieser Ratschenmechanismus ermöglicht eine Bewegung des Plungers 120 in einer Vorschubrichtung, wenn die Ratschenklaue 115 über die Ratschenzähne 122 verläuft, schränkt jedoch eine Bewegung des Plungers 120 in einer Rückwärtsrichtung ein, da die Ratschenklaue 115 in dieser Richtung nicht über die Ratschenzähne 122 verlaufen kann.
Die zweite Schraubenfeder 141, die gegen den Distalende-Plunger 130 presst, ist derart ausgelegt, dass sie eine größere Drückkraft als die Schraubenfeder 140 aufbringt, die gegen den Plunger 120 drückt.
Wie in 2 gezeigt ist, wird dann, wenn keine Last vorhanden ist (der Motor gestoppt ist), der Distalende-Plunger 130 von der zweiten Schraubenfeder 141 gedrückt und in seine äußerste Position vorgeschoben. Der Plunger 120 wird ebenfalls von der Schraubenfeder 140 gedrückt und in eine Position vorgeschoben, die der Kettenposition entspricht.
Wenn eine Spannung auf die Kette aufgebracht wird, wird die Schraubenfeder 140 mit einer kleineren Drückkraft um einen Betrag an Spiel des Ratschenmechanismus zusammengedrückt, um zu bewirken, dass der Plunger 120 einfährt.
Wenn die Spannung größer wird, da die Rückwärtsbewegung des Plungers 120 von dem Ratschenmechanismus gestoppt wird, wird die zweite Schraubenfeder 141 derart gedrückt und zusammengedrückt, dass der Distalende-Plunger 130 in der Distalende-Bohrung 121 einfährt.
Bei dieser Ausführungsform ist der Betrag an Spiel derart gesetzt, dass er ungefähr 1 mm beträgt, während die Hublänge des Distalende-Plungers 130 so gesetzt ist, dass sie ungefähr 3 mm beträgt, so dass der Distalende-Plunger 130 eine Hublänge von insgesamt ungefähr 4 mm aufweist.
Die erste Entlastungsventileinheit 160 umfasst, wie in 3A gezeigt ist, die Entlastungshülse 161, die die Rückschlagventileinheit 150 gleitbar in ihrem Inneren hält, einen Entlastungsventilsitz 162, der sich öffnet und schließt, wenn die Rückschlagventileinheit 150 gleitet, und eine Einheitsdrückfeder 163 zum Drücken der Rückschlagventileinheit 150 in Richtung des Entlastungsventilsitzes 162. Ein Ende der Einheitsdrückfeder 163 sitzt im Inneren des Plungers 120.
Wahlweise kann eine Federhalterung, die die Einheitsdrückfeder 163 trägt und fixiert, fest an der Entlastungshülse 161 angebracht sein.
Die Entlastungshülse 161 weist auf der hinteren Seite des Entlastungsventilsitzes 162 ein Entlastungsloch 165 auf, das ein Entlastungsteil zum Auslassen von Öl ist, welches dann, wenn der Druck einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht oder übersteigt, zu der Außenumfangsseite hin abgelassen wird. Ein Ölzirkulationsdurchgang 166 mit einer Drosselblende 167 ist auf einer Seite des Entlastungslochs 165, die der Öldruckkammer 101 zugewandt ist, ausgebildet.
Die Rückschlagventileinheit 150 umfasst eine Rückschlagkugel 151, einen Rückschlagventilsitz 153, der sich öffnet und schließt, wenn die Rückschlagkugel 151 auf diesem sitzt und sich von diesem trennt, eine Halterung 152, die die Rückschlagkugel 151 in dem Rückschlagventilsitz 153 hält, und eine Kugeldrückfeder 154, die die Rückschlagkugel 151 leicht in Richtung des Rückschlagventilsitzes 153 drückt.
Der Rückschlagventilsitz 153 weist eine zylindrische äußere Form auf und ist derart ausgeführt, dass er auf dem Entlastungsventilsitz 162 der Entlastungsventileinheit 160 sitzt.
Es wird erläutert, wie die Kettenspanneinrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben ausgeführt ist, funktioniert.
Öl wird aus dem Ölzuführloch 114 der Öldruckkammer 101 zugeführt und über die Rückschlagventileinheit 150 zu der zweiten Öldruckkammer 102 geliefert.
Wenn sich der Distalende-Plunger 130 in der Distalende-Bohrung 121 nach außen bewegt, schiebt das Öl in der Öldruckkammer 101 die Rückschlagkugel 151 von dem Rückschlagventilsitz 153 nach oben und strömt in die zweite Öldruckkammer 102.
Wenn der Distalende-Plunger 130 in die Distalende-Bohrung 121 geschoben wird, steigt der Druck der zweiten Öldruckkammer 102 derart an, dass die Rückschlagkugel 151 gegen den Rückschlagventilsitz 153 gedrückt wird und verhindert wird, dass das Öl aus der Rückschlagventileinheit 150 ausströmt. Der Druck dient dann zum Drücken der Rückschlagventileinheit 150 selbst gegen die Drückkraft der Einheitsdrückfeder 163 nach unten.
Wenn der Druck der zweiten Öldruckkammer 102 den vorbestimmten hohen Öffnungsdruck der ersten Entlastungsventileinheit 160 erreicht oder übersteigt, wird die Einheitsdrückfeder 163 zusammengedrückt und fährt die gesamte Rückschlagventileinheit 150 ein, wie in 3B gezeigt ist, und trennt sich von dem Entlastungsventilsitz 162 der ersten Entlastungsventileinheit 160, so dass der Druck der zweiten Öldruckkammer 102 abgelassen wird.
Bei dieser Ausführungsform ist, wie in der Zeichnung gezeigt ist, der Entlastungsventilsitz 162 in einer konkaven Form ausgebildet, und er wird von der Rückschlagventileinheit 150 verschlossen, die bis zu einer vorbestimmten Tiefe in diesen passt. Bei dieser Struktur wird der Druck der zweiten Öldruckkammer 102 abgelassen, nachdem die Rückschlagventileinheit 150 eingefahren worden ist, bis sie sich löst, was bedeutet, dass ein Druckverlust beim Schließen des Ventils minimiert wird.
Wenn sich die Rückschlagventileinheit 150 von dem Entlastungsventilsitz 162 trennt, um den Druck der zweiten Öldruckkammer 102 abzulassen, strömt das Öl aus der zweiten Öldruckkammer 102 durch das Entlastungsloch 165 und durch die Drosselblende 167 in dem Ölzirkulationsdurchgang 166 an der Außenumfangsfläche der Entlastungshülse 161, und somit zirkuliert das Öl zu der Öldruckkammer 102 zurück, ohne aus dem System auszuströmen.
Wenn sich der Druck der zweiten Öldruckkammer 102 auf oder unter einen vorbestimmten Pegel verringert, wird die Rückschlagventileinheit 150 von der Einheitsdrückfeder 163 bewegt, und sie setzt sich wieder auf den Entlastungsventilsitz 162, um den geschlossenen Zustand beizubehalten und den Druck aufrechtzuerhalten.
Da der Druck von der ersten Entlastungsventileinheit 160 in Richtung der Öldruckkammer 101 abgelassen wird, aus der das Öl bei dieser Struktur zugeführt wird, ist der Druckunterschied zwischen der zweiten Öldruckkammer 102 und der Öldruckkammer 101 kleiner im Vergleich zu bekannten Strukturen, bei denen der Druck aus dem System abgelassen wird, und daher wird die Geschwindigkeit, mit der die Entlastungsventileinheit 160 in ihren geschlossenen Zustand zurückkehrt, erhöht.
Selbst wenn sich die erste Entlastungsventileinheit 160 öffnet, um Druck abzulassen, wird die Menge an Öl, das ausströmt, durch die Drosselblende 167 begrenzt, so dass ein plötzlicher Druckabfall der zweiten Öldruckkammer und ein Druckaufbau aufgrund einer weiteren Erhöhung des Motoröldrucks verhindert werden und eine vorbestimmte Dämpfungskraft beibehalten wird.
Wenn der Druck der zweiten Öldruckkammer 102 plötzlich auf einen vorbestimmten hohen Pegel ansteigt oder diesen übersteigt, steigt der Kontaktdruck zwischen der Rückschlagkugel 151 und dem Rückschlagventilsitz 153 schnell an.
Wenn der Druck plötzlich auf einen vorbestimmten hohen Pegel ansteigt oder diesen übersteigt in einem Zustand, in dem die Rückschlagkugel 151 nicht mit dem Rückschlagventilsitz 153 in Kontakt steht, kollidiert die Rückschlagkugel 151 mit dem Rückschlagventilsitz 153.
Da dabei der Rückschlagventilsitz 153 einfährt, kann der Aufprall, der von einem plötzlichen Anstieg des Kontaktdrucks oder der Kollision zwischen der Rückschlagkugel 151 und dem Rückschlagventilsitz 153 hervorgerufen wird, derart abgemildert werden, dass eine Verschlechterung der Rückschlagventilfunktion aufgrund einer Beschädigung der Rückschlagkugel oder des Rückschlagventilsitzes verhindert werden kann.
Ferner können, da die erste Entlastungsventileinheit 160 einstückig mit der Rückschlagventileinheit 150 ausgebildet ist, wie in 3A gezeigt ist, und im Voraus als Einzelkomponente erstellt werden kann, die Anzahl von Teilen des Spanneinrichtungskörpers 110 oder des Plungers 120, die maschinell bearbeitet werden müssen, und die Anzahl von Prozessschritten zum Zusammenbauen der Kettenspanneinrichtung 100 stark verringert werden.
Die zweite Schraubenfeder 141, die den Distalende-Plunger 130 vorspannt, ist derart ausgelegt, dass sie eine größere Druckkraft aufbringt als die erste Schraubenfeder 140, die gegen den Plunger 120 drückt, und wenn eine Spannung auf die Kette aufgebracht wird, wird die Schraubenfeder 140 mit einer kleineren Drückkraft zusammengedrückt, um zu bewirken, dass der Plunger 120 nur um einen Betrag an Spiel des Ratschenmechanismus einfährt und verhindert wird, dass der Plunger weiter einfährt.
Daher wird die Drückkraft der Schraubenfeder 140 nur zum Bewirken der Vorwärtsbewegung des Plungers 120 entsprechend der Längung der Kette verwendet, während die Rückwärtsbewegung des Plungers von dem Ratschenmechanismus eingeschränkt wird. Während des Antreibens werden große Spannungsschwankungen nur von den Reaktionskräften und Dämpfungscharakteristiken der zweiten Schraubenfeder 141 und dem hydraulischen Druck der zweiten Öldruckkammer 102 aufgenommen, die dadurch erzeugt werden, dass sich der Distalende-Plunger 130 in der Distalende-Bohrung 121 vor- und zurückbewegt.
Da die Längung der Kette von einer Vorschubbewegung des Plungers 120 gehandhabt wird, werden das Volumen der zweiten Öldruckkammer 102 und der Zusammendrückbetrag der zweiten Schraubenfeder 141 nicht von der Kettenlängung beeinflusst, und daher können immer eine angemessene Reaktionskraft und angemessene Dämpfungscharakteristiken bereitgestellt werden.
[Ausführungsform 2]
Die Kettenspanneinrichtung 100b gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine zweite Entlastungsventileinheit 170 auf, die an dem Distalende-Plunger 130b vorgesehen ist, wie in 4 gezeigt ist, um Druck aus der zweiten Öldruckkammer 102b abzulassen, wenn dieser einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht oder übersteigt.
Die zweite Entlastungsventileinheit 170 kann jeden beliebigen Typs sein. Bei dieser Ausführungsform wird ein Kugel-Entlastungsventil verwendet.
Der Ventilöffnungsdruck der zweiten Entlastungsventileinheit 170 ist höher gesetzt als der Ventilöffnungsdruck der ersten Entlastungsventileinheit 160.
Die Struktur ist ansonsten die gleiche wie diejenige der ersten Ausführungsform (wobei auch die Bezugszeichen die gleichen sind).
Bei dieser Ausführungsform, bei der die zweite Entlastungsventileinheit 170 vorgesehen ist, öffnet sich dann, wenn der Druck der zweiten Öldruckkammer 102 auf einem hohen Pegel von nicht weniger als dem Ventilöffnungsdruck der ersten Entlastungsventileinheit 160 bleibt und aufgrund eines weiteren Anstiegs des Motoröldrucks weiter ansteigt und den Ventilöffnungsdruck der zweiten Entlastungsventileinheit 170 erreicht oder übersteigt, die zweite Entlastungsventileinheit 170, um das Öl aus der zweiten Öldruckkammer 102 nahe dem distalen Ende des Distalende-Plungers 130b abzulassen.
Wenn der Druck der zweiten Öldruckkammer 102 auf oder unter den Ventilöffnungsdruck der zweiten Entlastungsventileinheit 170 sinkt, schließt sich die zweite Entlastungsventileinheit 170 und hält den geschlossenen Zustand bei, um den Druck darin aufrechtzuerhalten.
5 zeigt die Beziehung zwischen einer Kettenlängung und einer Reaktionskraft der Kettenspanneinrichtung.
Bei einer bekannten Kettenspanneinrichtung bewegt sich dann, wenn sich die Kette längt, der Plunger vorwärts, um das Volumen der Öldruckkammer zu verändern, und er bewirkt, dass sich die Schraubenfeder, die die Reaktionskraft liefert, dehnt.
Wenn sich die Kette längt, schiebt sich der Plunger derart vor, dass der Betrag an Überlappung zwischen dem Plunger und der Plungerbohrung verringert wird. Da die Menge an Öl, das durch den Spalt aus der Öldruckkammer ausströmt, dadurch ebenfalls vergrößert wird und eine Ölzurückhaltung verringert wird, wird die Reaktionskraft ebenfalls verringert.
Daher ist die Schraubenfeder derart ausgelegt, dass sie eine Reaktionskraft aufbringt, die größer ist als ein optimaler Wert, wenn keine Längung der Kette vorhanden ist, so dass die Reaktionskraft zu einem späteren Zeitpunkt, wenn die Kette eine gewisse Längung erfahren hat, optimal ist.
Bei der vorliegenden Erfindung kann, da der Betrag an Zusammendrücken der zweiten Schraubenfeder 141 nicht von der Kettenlängung beeinflusst wird, der optimale Wert unabhängig von der Kettenlängung konstant aufrechterhalten werden.
6 zeigt die Beziehung zwischen den Motor-UpM, dem Druck in der zweiten Öldruckkammer 102 und den Veränderungen der Dämpfungscharakteristiken.
Wenn die Motor-UpM steigen, steigt der Druck des zugeführten Öls und auch der Druck in der zweiten Öldruckkammer 102.
Wenn die Motor-UpM auf Punkt a in 6 ansteigen, erreicht der Druck in der zweiten Öldruckkammer 102 den Ventilöffnungsdruck der ersten Entlastungsventileinheit 160, so dass sich die erste Entlastungsventileinheit 160 öffnet.
Das Öl, das ausströmt, läuft über die Drosselblende 167 des Ölzirkulationsdurchgangs 166 in die Öldruckkammer 101 zurück, von wo das Öl zugeführt worden ist. Dabei fällt der Druck in der zweiten Öldruckkammer 102 nicht ab und bleibt unverändert aufgrund des hydraulischen Drucks, der von der Ölzuführseite aus auf die Öldruckkammer 101 aufgebracht wird.
Ferner fallen die Dämpfungscharakteristiken aufgrund eines Dämpfungseffekts des Strömungswiderstands der Drosselblende 167 nicht stärker ab als auf einen vorbestimmten Pegel.
Während einer Periode zwischen Punkten a und b der Motor-UpM in 6 ist die erste Entlastungsventileinheit 160 offen (und bei der zweiten Ausführungsform ist die zweite Entlastungsventileinheit 170 geschlossen), und der Druck in der zweiten Öldruckkammer 102 und die Dämpfungscharakteristiken werden durch die Drosselblende 167 im Wesentlichen auf einem vorbestimmten Pegel gehalten.
Wenn sich die Motor-UpM Punkt b in 6 nähern, wird der Druck des Öls, das aus dem Motor zugeführt wird, weiter derart erhöht, dass der Stabilisierungseffekt der Drosselblende 167 nicht mehr erreicht wird, und folglich steigt der Druck in der zweiten Öldruckkammer 102 an.
Wenn die Motor-UpM auf Punkt b in 6 ansteigen, steigt bei der Kettenspanneinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, die keine zweite Entlastungsventileinheit 170 aufweist, der Druck in der zweiten Öldruckkammer 102 weiter an, während die Dämpfungscharakteristiken, die durch den Strömungswiderstand der Drosselblende 167 geboten werden, aufrechterhalten werden.
Bei der zweiten Ausführungsform, die die zweite Entlastungsventileinheit 170 aufweist, öffnet sich dann, wenn der Druck in der zweiten Öldruckkammer 102 den Ventilöffnungsdruck der zweiten Entlastungsventileinheit 170 erreicht, die zweite Entlastungsventileinheit 170, so dass der Öldruck auf einem vorbestimmten Pegel gehalten wird.
Die Dämpfungscharakteristiken werden beträchtlich reduziert, da es dann nur den Dämpfungseffekt durch den Strömungswiderstand der zweiten Entlastungsventileinheit 170 gibt.
Wenn es kein Entlastungsventil gibt, wie mit einer kleinen gestrichelten Linie in 6 angezeigt ist, steigt der Druck der Öldruckkammer mit der Erhöhung der Motor-UpM weiter an, während die Dämpfungscharakteristiken konstant auf dem anfänglichen hohen Pegel bleiben.
In diesem Fall ist es nicht möglich, einen korrekten Druck oder eine korrekte Dämpfungskraft zu erreichen, die für spezielle UpM angemessen sind.
Wenn es nur die zweite Entlastungsventileinheit 170 gibt, wie durch die große gestrichelte Linie in 6 angezeigt ist, steigt der Druck der Öldruckkammer mit der Erhöhung der Motor-UpM weiter an, bis die Motor-UpM Punkt b in 6 erreichen, während die Dämpfungscharakteristiken konstant auf dem anfänglichen hohen Pegel bleiben. Wenn die Motor-UpM Punkt b in 6 erreichen, steigt der Druck in der Öldruckkammer nicht weiter an und fallen die Dämpfungscharakteristiken stark ab.
Wenn nur die zweite Entlastungsventileinheit 170 vorhanden ist, können die UpM, die dem Pegel bei Punkt b in 6 entsprechen, durch Einstellen des Ventilöffnungsdrucks verändert werden, und daher wäre es möglich, eine Obergrenze des Drucks der Öldruckkammer gemäß den UpM zu setzen. Trotzdem können verschiedene Pegel des Drucks und der Dämpfungscharakteristiken, die für einen großen Bereich von Motoröldruckpegeln angemessen sind, nicht erreicht werden.
Im Gegensatz dazu können bei der Kettenspanneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Druckveränderungspunkte der Öldruckkammer, die den UpM entsprechen, durch angemessenes Setzen von Ventilöffnungsdrücken der ersten Entlastungsventileinheit 160 eingestellt werden, und die Dämpfungscharakteristiken können, wenn sich die erste Entlastungsventileinheit 160 öffnet, durch angemessenes Auslegen der Drosselblende 167 derart eingestellt werden, dass der Druck der Öldruckkammer entsprechend einem weiten Bereich von Öldruckpegeln korrekt aufrechterhalten werden kann, und es können eine gewünschte Reaktionskraft und Dämpfungskraft, die den UpM entsprechen, erreicht werden.
Obwohl ein spezifisches Beispiel der Kettenspanneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Kettenspanneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und die Formen, Positionen, Größen und Positionsbeziehungen zueinander von verschiedenen Bestandteilen können auf verschiedene Arten verändert werden.
Die Kettenspanneinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung braucht nicht notwendigerweise bei einem Kettenführungsmechanismus angewendet zu werden, bei dem ein Führungsschuh zum gleitenden Führen einer Übertragungskette, wie z. B. einer Endlos-Rollenkette, die über jeweilige Kettenräder einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem Motorraum läuft, verwendet wird, sondern kann auch bei Anwendungen verwendet werden, bei denen die Kette direkt von dem distalen Ende des Plungers gleitend geführt wird.
Die Kettenspanneinrichtung braucht nicht notwendigerweise bei einem Kettenübertragungsmechanismus angewendet zu werden, sondern kann auch bei im Wesentlichen gleichen Übertragungsmechanismen, bei denen Bänder, Seile und dergleichen zur Anwendung kommen, verwendet werden und kann in einer Vielzahl von industriellen Bereichen angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 11-22792 [0015, 0016]

Claims

Kettenspanneinrichtung, die aufweist: einen Spanneinrichtungskörper, der eine zylindrische Plungerbohrung mit einem offenen Ende aufweist; einen zylindrischen Plunger, der gleitbar in die Plungerbohrung eingesetzt ist; und eine Vorspanneinrichtung, die derart in einer zwischen der Plungerbohrung und dem Plunger ausgebildeten Öldruckkammer aufgenommen ist, dass sie sich frei dehnt und zusammenzieht und den Plunger in eine Vorstehrichtung presst, wobei der Plunger eine Distalende-Bohrung aufweist, die sich in Richtung eines distalen Endes öffnet und aufweist einen zylindrischen Distalende-Plunger, der gleitbar in die Distalende-Bohrung eingesetzt ist, und eine Distalende-Vorspanneinrichtung, die derart in einer zwischen der Distalende-Bohrung und dem Distalende-Plunger ausgebildeten zweiten Öldruckkammer aufgenommen ist, dass sie in der Lage ist, sich zu dehnen und zusammenzuziehen und den Distalende-Plunger in eine Vorstehrichtung zu pressen, und die Kettenspanneinrichtung ferner aufweist eine Rückschlagventileinheit, die ein Rückströmen von Öl, das aus der Öldruckkammer in die zweite Öldruckkammer strömt, verhindert, und eine erste Entlastungsventileinheit, die Öl in Richtung der Öldruckkammer ablässt, wenn der Druck der zweiten Öldruckkammer einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht oder übersteigt.
Kettenspanneinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Distalende-Vorspanneinrichtung eine größer Druckkraft aufweist als die Vorspanneinrichtung, und die Bewegung des Plungers in einer Einfahrrichtung von einem Ratschenmechanismus eingeschränkt wird.
Kettenspanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Rückschlagventileinheit als Ventilelement der ersten Entlastungsventileinheit angeordnet ist, die erste Entlastungsventileinheit und die Rückschlagventileinheit einstückig miteinander ausgebildet sind, und die erste Entlastungsventileinheit zwischen der Öldruckkammer und der zweiten Öldruckkammer angeordnet ist, wobei ein Entlastungsventilsitz derselben in Richtung der zweiten Öldruckkammer orientiert ist.
Kettenspanneinrichtung nach Anspruch 3, bei der ein Ölzirkulationsdurchgang, der zwischen einem Außenumfang der ersten Entlastungsventileinheit und einer Innenfläche des Plungers ausgebildet ist, eine Drosselblende aufweist, die eine Menge an Öl einschränkt.
Kettenspanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die zweite Öldruckkammer mit einer zweiten Entlastungsventileinheit versehen ist, die Öl nach außen ablässt, wenn der Druck einen vorbestimmten hohen Pegel erreicht oder übersteigt, wobei die zweite Entlastungsventileinheit einen Ventilöffnungsdruck aufweist, der höher ist als ein Ventilöffnungsdruck der ersten Entlastungsventileinheit.