DE4241940A1

DE4241940A1 -

Info

Publication number: DE4241940A1
Application number: DE4241940A
Authority: DE
Inventors: Tadasu Suzuku
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 1991-12-12
Filing date: 1992-12-11
Publication date: 1993-06-17
Also published as: GB2262323A; GB9225941D0; US5310385A; JPH0550214U

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Spannvor richtung, insbesondere auf eine mit Öl arbeitende Spannvorrich tung, mit der Antriebsketten mit einer mechanischen Spannung beaufschlagbar sind. Solche Ketten dienen beispielsweise zum Antrieb der Ventile betätigenden Nockenwelle eines Kraftfahr zeugmotors.

Bei einer typischen, mit Öl arbeitenden Spannvorrichtung bewegt sich ein Kolben in dem Gehäuse der Spannvorrichtung und wird durch die Kraft einer in dem Gehäuse vorgesehenen Feder gegen einen beweglich gelagerten Schuh gedrückt. Die Druckbewegung wird durch den Druck des sich innerhalb des Gehäuses befindli chen Öls unterstützt. Der Öldruck entsteht aufgrund einer durch den Motor angetriebenen Ölpumpe. Beim Starten des Motors herrscht innerhalb des Gehäuses ein nur geringer hydraulischer Druck. Wird der Kolben dann durch die Kraft der Feder nach vorne gedrückt, kann aufgrund des Spiels zwischen Kolben und Gehäusewand Luft in die Hochdruckkammer eindringen. Das Ein dringen von Luft kann jedoch die Leistung der Spannvorrichtung beeinträchtigen, da der Kolben bei erhöhter Kettenspannung auf grund der größeren Verdichtbarkeit der Luft zu weit nach hinten gedrückt wird.

Durch das Einsetzen eines O-Ringes zwischen Gehäusewand und Kolben kann das Eindringen von Luft zwar verhindert werden, der O-Ring aber beeinträchtigt gleichzeitig die reibungsfreie Bewe gung des Kolbens, und vermindert somit dessen Leistungsfähig keit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mit Öl ar beitende Spannvorrichtung anzugeben, bei der das Eindringen von Luft in die Hochdruckkammer unterbunden ist. Weiter soll ein kontinuierlicher Betrieb der Spannvorrichtung selbst bei nied rigem oder nicht vorhandenem Öldruck gewährleistet sein. Dar überhinaus soll das Eindringen von Luft in die Hochdruckkammer mit Hilfe einer Öldichtung verhindert werden, die zu diesem Zwecke das sich in der Hochdruckkammer befindliche Öl nutzt. Schließlich soll das Eindringen von Luft in die Hochdruckkammer einer mit Öl arbeitenden Spannvorrichtung mit Hilfe einer Öl dichtung verhindert werden, die nicht mit den Problemen und Nachteilen einer O-Ring-Dichtung behaftet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die voranstehende Aufgabe mit den Merkmalen des einzigen Patentanspruchs. Danach ist in einer mit Öl arbeitenden Spannvorrichtung eine kreisringför mige, den Kolben umgebende Ölkammer vorgesehen. Die Ölkammer ist vorzugsweise an der Innenseite des Gehäuses vorgesehen, an der der Kolben entlang gleitet. Im besonderen umfaßt die erfin dungsgemäße Spannvorrichtung ein zylindrisches Gehäuse mit ei nem zylindrischen Innenraum, einen an diesen zylindrischen In nenraum angepaßten und sich darin bewegenden Kolben, wobei Kol ben und Gehäuse zusammen innerhalb des Gehäuses eine Hochdruck kammer bilden. Ferner ist, um den Kolben in Bezug auf das Ge häuse nach außen zu bewegen, eine Feder vorgesehen. Ölkanäle dienen zum Zuführen von Öl in die Hochdruckkammer. Ein in einem der Ölkanäle vorgesehenes Rückschlagventil läßt das ungehin derte Zufließen von Öl in die Hochdruckkammer zu, verhindert jedoch ein Rückfließen des Öls aus der Hochdruckkammer durch den Ölkanal. Weiter ist eine kreisringförmige, den Kolben teil weise umgebende Ölkammer vorgesehen, die den Raum zwischen dem Kolben und der zylindrischen Innenwand abdichtet, wobei das in der Ölkammer befindliche Öl bei einer nach außen gerichteten Bewegung des Kolbens das Eindringen von Luft in die Hochdruck kammer verhindert. In bevorzugten Ausführungsbeispielen der Er findung ist die ringförmige Ölkammer an der zylindrischen Ge häuseinnenwand ausgebildet.

Bei normalem hydraulischem Druck innerhalb der Hochdruckkammer leckt das sich in der Hochdruckkammer befindliche Öl durch den Zwischenraum zwischen Gehäuse und Kolben. Zwischen Gehäuse und Kolben bildet sich dann ein Ölfilm und innerhalb der ringförmi gen Ölkammer sammelt sich Öl an.

Bei herkömmlichen, mit Öl arbeitenden Spannvorrichtungen kann gelegentlich eine Verringerung oder Unterbrechung der Ölzufuhr zur Spannvorrichtung eintreten. Es ist zum Beispiel möglich, daß beim Drehen des Motors während des Startens kein oder nicht genügend Öl zugeführt wird. Bewegt sich der Kolben in einem solchen Fall nach außen, kann durch den Zwischenraum zwischen Gehäuse und Kolben Außenluft in die Hochdruckkammer gelangen. Obwohl normalerweise stets eine kleine Menge Öl zwischen Ge häuse und Kolben verbleibt und dort einen Ölfilm bildet, ist dieser oft nicht ausreichend, um das Eindringen von Luft nach einer Volumenvergrößerung der Hochdruckkammer zu verhindern.

Bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung dient eine ringför mige Ölkammer zwischen Gehäuse und Kolben als Reservoir für Öl zum Betreiben der Spannvorrichtung und zum Abdichten des Zwi schenraums durch den Luft in die Hochdruckkammer eindringen kann. Bewegt sich der Kolben bei niedrigem Öldruck oder unzu reichender Ölzufuhr nach außen, wird Öl aus der Öldruckkammer in die Hochdruckkammer eingezogen, und das Ansaugen von Luft in die Hochdruckkammer ist unterbunden.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei terzubilden. Dazu ist einerseits auf den einzigen Patentan spruch, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung von Aus führungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung zu ver weisen. In Verbindung der Erläuterung der bevorzugten Aus führungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbil dungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer axial geschnittenen Vorderansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, mit Öl arbeitenden Spannvorrichtung,

Fig. 2 in einer axial geschnittenen Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, mit Öl arbeitenden Spannvorrichtung,

Fig. 3 in einer axial geschnittenen Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, mit Öl arbeitenden Spannvorrichtung und

Fig. 4 in einer axial geschnittenen Vorderansicht eine her kömmliche, mit Öl arbeitende Spannvorrichtung.

In der nachfolgenden Figurenbeschreibung sind gleiche Teile mit identischen Bezugszeichen versehen. Eine herkömmliche, in Fig. 4 dargestellte, mit Öl arbeitende Spannvorrichtung 50 weist ein zylindrisches Gehäuse 52, einen hohlen, in dem Gehäuse 52 be wegbaren Kolben 56 und eine in dem Gehäuse 52 vorgesehene Hoch druckkammer 54 auf, die zum einen von dem sich nach vorne bewegenden Ende des Kolbens 56 sowie dessen zylindrischen Sei tenwänden und zum anderen von der Rückwand und den Innenwänden des zylindrischen Gehäuses 52 begrenzt ist. Eine gespannte, im Innern des hohlen Kolbens 56 angebrachte Druckfeder 58 drückt gegen das geschlossene Ende des Kolbeninnenteils und gegen die Rückwand des Zylinders und drückt den Kolben 56 in Bezug auf Gehäuse 52 nach außen. Über das Rückschlagventil 60 wird der Hochdruckkammer 54 Öl zugeleitet. Ein in einer Nut in der Ge häuseinnenwand vorgesehener O-Ring 62 steht mit der Außenwand des Kolbens dichtend in Verbindung. Der Kolben 56 beaufschlagt die Antriebskette C über einen Spannschuh S mit mechanischer Spannung.

Das sich in dem Gehäuse befindliche Öl wird von einer durch den Motor angetriebenen, nicht gezeigten Ölpumpe mit Druck beauf schlagt. Beim Starten des Motors herrscht innerhalb der Hoch druckkammer 54 ein nur geringer hydraulischer Druck. Bewegt sich der Kolben 56 dann durch die Kraft der Feder 58 nach vorne, kann durch den Spielraum zwischen Kolben 56 und Gehäuse wand Luft in die Hochdruckkammer 54 eindringen. Das Eindringen von Luft in die Hochdruckkammer 54 beeinträchtigt jedoch die Leistungsfähigkeit der Spannvorrichtung, da der Kolben 56 auf grund der größeren Verdichtbarkeit der Luft bei erhöhter Span nung der Kette C zuweit zurückgedrückt wird. Der zwischen Ge häusewand und Kolben 56 eingesetzte O-Ring 62 verhindert zwar das Eindringen von Luft, beeinträchtigt aber gleichzeitig die reibungsfreie Bewegung und damit die Leistungsfähigkeit des Kolbens 56.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Spannvorrichtung 10 umfaßt ein zylindrisches Gehäuse 12 und einen hohlen, im Ge häuse 12 bewegbaren Kolben 16. Eine innerhalb des Gehäuses 12 ausgebildete Hochdruckkammer 14 wird vom vorderen Ende sowie der Seitenwand des Kolbens 16, und teilweise von der zylindri schen Gehäuseinnenwand sowie dem hinteren Ende des Gehäuses 12 begrenzt. Im Innern des hohlen Kolbens 16 ist eine Druckfeder 18 vorgesehen, die den Kolben 16 in Bezug auf Gehäuse 12 nach außen drückt. Im Gehäuse 12 befindet sich ein Ölkanal 20 zum Weiterleiten von Öl, das durch eine vom Motor E angetriebene Ölpumpe O zugeführt wurde. Das Öl wird über den Ölkanal 20 und den sich in Ventilsitz 30 befindlichen Ölkanal 22, wobei dieser Sitz Teil des Rückschlagventils ist, der Hochdruckkammer 14 zu geführt. Das Rückschlagventil läßt eine rasche Ölzufuhr in die Hochdruckkammer 14 zu, aber verhindert ein Herausfließen des Öls aus der Kammer durch Ölkanal 22.

Der Kolben 16 beaufschlagt die Kette C über einen Schuh S mit Spannung, wobei der Schuh S an seinem einen Ende beweglich am Motorblock gelagert ist. Die Spannung der Kette ergibt sich aus der Kraft der Feder 18 und dem hydraulischen Druck des über den Ölkanal 20 in die Kammer 14 zugeführten Öls.

Die Spannvorrichtung 10 hat eine ringförmige, von einer ring förmigen Vertiefung am vorderen Ende des Gehäuses 12 definierte Ölkammer 34. Die ringförmige Kammer 34 dient als Ölreservoir zum Sammeln des Öls, das von der Kette C heruntertropft und aus der Hochdruckkammer 14 am Kolben 16 leckt. Da die ringförmige Ölkammer sich am vorderen Ende des Gehäuses 12 befindet und of fen ist, muß die Spannvorrichtung 10 so positioniert sein, daß der Kolben 16, während er sich nach außen bewegt, nach oben ge richtet ist.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die zur Anwendung in einer horizontal angebrachten Spannvorrichtung ge eignet ist. Die Spannvorrichtung 10′ umfaßt ein Gehäuse 12′ mit einer ringförmigen Ölkammer 34′, die an der Innenwand eines ho rizontal vorgesehenen Zylinders, in dem sich der Kolben 16′ hin- und herbewegt, ausgebildet ist. Ein nach oben offenes Ölreser voir 36 ist am oberen Teil des Gehäuses 12′ ausgebildet. Der Ölkanal 24 zur permanenten Zufuhr von Öl in die ringförmige Öl kammer 34′ verbindet das Ölreservoir 36 mit der ringförmigen Ölkammer 34′. Von der Kette heruntertropfendes Öl sammelt sich in dem offenen Reservoir 36.

Fig. 3 zeigt ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, das für Spannvorrichtungen geeignet ist, die horizontal, verti kal oder in einer anderen Richtung gelagert sind. Ein Gehäuse 12′′ hat eine ringförmige, an der Innenseite eines Zylinders, in dem sich der Kolben 16′′ bewegt, vorgesehene Ölkammer 34′′. An einem am oberen Teil des Gehäuses 12′′ vorgesehenen Ölreservoir 36′ ist eine Abdeckung 38 vorgesehen, die fest an einer Öffnung am Reservoir installiert ist. Ferner ist ein Ölkanal 26 zum Zu führen von Öl von einer nicht gezeigten Quelle, z. B. eine Öl pumpe, in das Ölreservoir 36′ vorgesehen. Die Ölzufuhr erfolgt durch das Reservoir 36′ in die Hochdruckkammer 14′′ und die ringförmige Ölkammer 34′′.

Die an der Innenseite des Gehäuses, in dem sich auch der Kolben bewegt, vorgesehene ringförmige Ölkammer verhindert das Ein dringen von Luft in die Hochdruckkammer. Ein fehlerfreier Be trieb der Spannvorrichtung ist folglich auch dann gewährlei stet, wenn sich der Kolben bei niedrigem oder nicht vorhandenem Öldruck in der Hochdruckkammer nach vorne bewegt.

Bei dem sich in der ringförmigen Ölkammer befindlichen Öl und dem Öl zum Betreiben der Spannvorrichtung handelt sich um ein und dasselbe Öl. Falls daher Öl aus der ringförmigen Ölkammer in die Hochdruckkammer gelangt, hat dies keine nachteiligen Auswirkungen.

Schließlich stellt die ringförmige Ölkammer einen wirkungs vollen Dichtschutz gegen das Eindringen von Luft in die Hoch druckkammer dar, ohne daß ein O-Ring oder eine sonstige Dich tung erforderlich ist. Folglich wird auch der Betrieb der Spannvorrichtung nicht durch Reibung beeinträchtigt und ein Er setzen von verschlissenen Dichtringen oder Dichtmaterial ent fällt.

Die Ausführungsbeispiele erlauben verschiedene Modifikationen. Da bei der in Rede stehenden Erfindung die Beaufschlagung mit hydraulischem Druck von außen zum Beispiel nicht unbedingt er forderlich ist, können die Vorteile der Erfindung auch in einer druckunabhängigen Spannvorrichtung zum Tragen kommen, bei der die gesamte Menge des Betriebsöls aus einem Reservoir kommt, welches ein Teil der Spannvorrichtung ist.

Anstatt die ringförmige Ölkammer an der Innenfläche der zylin drischen Gehäusewand auszubilden, könnte gemäß einer weiteren Modifikation auch die Oberfläche des Kolbens an dessen vorderem Ende abgestuft sein, um so zwischen dem Kolben und der Gehäus einnenwand eine ringförmige Ölkammer entstehen zu lassen.

Voranstehend ist die erfindungsgemäße Lehre lediglich beispiel haft erörtert worden. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildun gen sind im Lichte des nachfolgenden Patentanspruchs denkbar.

Bezugszeichenliste

10 tensioner (Spannvorrichtung)
12 housing (Gehäuse)
14 high-pressure chamber (Hochdruckkammer)
16 plunger (Kolben)
18 compression spring (Druckfeder)
20 oil passage (Ölkanal)
22 oil passage (Ölkanal)
30 valve seat (Ventilsitz)
32 check valve (Rückschlagventil)
34 oil chamber (Ölkammer)
36 oil reservoir (Ölreservoir)
38 cover (Abdeckung)
10′ tensioner (Spannvorrichtung)
12′ housing (Gehäuse)
16′ plunger (Kolben)
24 oil passage (Ölkanal)
34′ oil chamber (Ölkammer)
36 reservoir (Ölreservoir)
12′′ housing (Gehäuse)
14′′ high pressure chamber (Hochdruckkammer)
16′′ plunger (Kolben)
26 oil passage (Ölkanal)
34′′ oil chamber (Ölkammer)
36′ reservoir (Ölreservoir)
50 oil-operated tensioner (Spannvorrichtung)
52 housing (Gehäuse)
54 high-pressure chamber (Hochdruckkammer)
56 plunger (Kolben)
58 compression spring (Druckfeder)
60 check valve (Rückschlagventil)
62 O-ring (O-Ring)
C chain (Kette)
E engine (Motor)
S shoe (Schuh)
O oil pump (Ölpumpe)

Claims

Mit Öl arbeitende Spannvorrichtung (10, 10′) mit einem eine zylindrische Innenfläche aufweisenden zylindrischen Gehäuse (12, 12′, 12′′), einem der zylindrischen Innenfläche angepaßten und sich darin hin- und herbewegenden Kolben (16, 16′, 16′′), wobei der Kolben (16, 16′, 16′′) und das Gehäuse (12, 12′, 12′′) innerhalb des Gehäuses (12, 12′, 12′′) gemeinsam eine Hochdruckkammer (14, 14′′) bilden, mit einer den Kolben (16, 16′, 16′′) im Hinblick auf das Gehäuse (12, 12′, 12′′) nach au ßen drückenden Feder (18), Mitteln (20, 22) zur Schaffung eines Strömungspfades zur Ölversorgung der Hochdruckkammer (14, 14′′), einem in dem Strömungspfad (22) vorgesehenen Rückschlag ventil (32), das die ungehinderte Zufuhr von Öl in die Hoch druckkammer (14, 14′′) ermöglicht, aber ein Rückfließen des Öls durch den Strömungspfad (22) verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Teil des Kolbens (16, 16′, 16′′) umgebende kreisringförmige Öl kammer (34, 34′, 34′′) vorgesehen ist, die zwischen dem Kolben (16, 16′, 16′′) und der zylindrischen Innenfläche eine Dichtung bildet, so daß aufgrund des sich in der Ölkammer (34, 34′, 34′′) befindlichen Öls bei einer nach außen gerichteten Bewe gung des Kolbens (16, 16′, 16′′) das Eindringen von Luft in die Hochdruckkammer (14, 14′′) verhindert ist.