DE69609303T2

DE69609303T2 - Kettenspanner

Info

Publication number: DE69609303T2
Application number: DE69609303T
Authority: DE
Inventors: Philip J. Mott
Original assignee: Borg Warner Automotive Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2016-12-06
Also published as: JP3758774B2; EP0785375A1; EP0785375B1; DE69609303D1; JPH09203445A; US5647811A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Spanner, die zusammen mit Kettenantrieben in Steuereinrichtungen von Kraftfahrzeugen verwendet werden, genauer gesagt einen integrierten Kettenspanner und Spannerarm.
Kettenspannervorrichtungen, wie hydraulische Kettenspanner, werden als Steuervorrichtungen für Kraftübertragungsketten oder ähnliche Kraftübertragungsvorrichtungen verwendet, wenn sich die Kette zwischen einer Vielzahl von Kettenrädern bewegt. Normalerweise ist es wichtig, die Kette mit einem gewissen Spannungsgrad zu beaufschlagen und diesen aufrechtzuerhalten, um Geräusche, Schlupf oder das Springen von Zähnen zu verhindern. Eine Verhinderung eines derartigen Springens von Zähnen ist besonders wichtig im Falle einer kettengetriebenen Nockenwelle bei einer Brennkraftmaschine, da durch ein derartiges Springen von Zähnen das Nockenwellen-Timing um einige Grad verstellt wird, wodurch möglicherweise die Brennkraftmaschine außer Betrieb gesetzt wird oder Beschädigungen verursacht werden. In der rauhen Umgebung, in der eine Brennkraftmaschine arbeitet, kann jedoch die Kettenspannung zwischen einem besonders hohen oder niedrigen Wert schwanken, was auf große Temperaturschwankungen und Unterschiede zwischen den Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Teile der Brennkraftmaschine einschließlich der Kette und des Spanners zurückzuführen ist. Ein Verschleiß der Kettenkomponenten während eines langen Gebrauchs kann zu einer Abnahme der Spannung der Kette führen. Ferner führen von der Nockenwelle und der Kurbelwelle induzierte Torsionsvibrationen zu beträchtlichen Schwankungen der Kettenspannung. Diese Spannungsschwankungen führen zu einer Verlängerung der Kette in Abhängigkeit von der Kettensteifigkeit.
Hydraulische Kettenspanner besitzen normalerweise einen Kolben, der gleitend in einer Kammer angeordnet ist und von einer Feder nach außen vorgespannt wird, um die Kette zu spannen. Ein Hebelarm oder Schuh findet oft am Ende des Kolbens Verwendung, um das Spannen der Kette zu unterstützen. Der hydraulische Druck von einer externen Quelle, wie beispielsweise einer Ölpumpe o. ä., dringt über im Gehäuse ausgebildete Kanäle in die Kammer ein. Der Kolben wird durch die kombinierte Wirkung des hydraulischen Drucks und der Federkraft in einfacher Weise nach außen bewegt.
Wenn der Kolben dazu neigt, sich in einer umgekehrten Richtung (einwärts) von der Kette weg zu bewegen, ist typischerweise ein Rückschlagventil vorgesehen, um den Strömungsmittelfluß von der Kammer einzuschränken. Auf diese Weise erhält der Spanner eine sogenannte Funktion ohne Rückkehr, d. h. Bewegungen können auf einfache Weise in einer Richtung (auswärts), jedoch nur schwierig in der umgekehrten Richtung (einwärts) durchgeführt werden.
Ein Beispiel eines Kettenspanners, bei dem ein hydraulischer Spanner und ein Gelenkhebel Verwendung finden, um eine Kette zu spannen, ist in der US-A-5 318 482 beschrieben. Diese Veröffentlichung offenbart einen herkömmlichen hydraulischen Spanner mit einem Kolben, der einen Gelenkhebel gegen eine Kette preßt, um der Kette eine geeignete Spannung zu verleihen. Der hydraulische Spanner und der Gelenkhebel sind jedoch vollständig voneinander ge trennt.
Ein weiteres Beispiel eines Kettenspanners, bei dem ein hydraulischer Spanner und ein Schuh zum Spannen einer Kette Verwendung finden, ist in der US-A-5 314 388 beschrieben. In dieser Veröffentlichung ist ein ölbetätigter Spanner mit einem Kolben beschrieben, der einen Schuh gegen eine Kette preßt, um die Kette zu spannen. Der Spanner wird von einer externen Quelle, beispielsweise einer Ölpumpe, kontinuierlich mit Öl versorgt. Ferner ist der Schuh außerhalb des Spanners auf dem äußeren Ende des Kolbens montiert.
Eine weitere Spannvorrichtung ist in der GB 484 128 beschrieben, die einen starren Arm aufweist, der eine entgegengesetzt gekrümmte Fläche besitzt und gelenkig an einem Stift montiert ist, welcher an einem Gehäuse fixiert ist. Der Arm umfaßt eine Bohrung, in der ein Kolben montiert ist, der über eine Druckfeder vom Arm weg vorgespannt wird. Das Innere der Bohrung steht in Verbindung mit einem Ölspeicher, der im oberen Ende des Armes ausgebildet ist, und ein flexibler Metallstreifen ist auf der gekrümmten Fläche des Armes benachbart zur Kette montiert. Der Streifen ist etwas nachgiebig ausgebildet, um ein wiederholtes Spannen der Kette zu ermöglichen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen Kettenspanner zu schaffen, der eine Verbesserung in bezug auf die hydraulischen Kettenspanner des Standes der Technik darstellt. Erfindungsgemäß ist ein hydraulischer Kettenspanner mit einem Spannerarm integriert, der einen Strömungsmittelspeicher zur Versorgung des hydraulischen Kettenspanners mit Öl aufweist. Der integrierte Kettenspanner der vorliegenden Erfindung kann somit im Vergleich zu hydraulischen Kettenspannern des Standes der Technik einfacher und leichter installiert werden, Genauer gesagt stellt die vorliegende Erfindung eine integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit zur Verfügung mit den folgenden Bestandteilen: einem Spannerarm mit einer ersten Seite, einer von der ersten Seite beabstandeten zweiten Seite, einem ersten Ende, einem vom ersten Ende beabstandeten zweiten Ende, einem Strömungsmittelspeicher, der mit dem Innenraum des Spannerarmes so ausgebildet ist, daß er eine nicht unter Druck gesetzte Strömungsmittelquelle vorsieht, und der von mindestens einem Abschnitt der ersten Seite, der zweiten Seite, des ersten Endes und des zweiten Endes gebildet wird, einer im ersten Ende angeordneten Gelenkbohrung und einer Spannerbohrung, die in der ersten Seite angeordnet ist, wobei ein allgemein zylindrischer Verschlußbecher mit einem Außenabschnitt in der Spannerbohrung angeordnet ist, und einem hydraulischen Spanner einschließlich eines Kolbens, der gleitend im Inneren des Verschlußbechers gelagert ist und eine Kolbenströmungsmittelkammer bildet, wobei sich das Äußere des Verschlußbechers im Strömungsmittelspeicher befindet, einer Feder, die im Verschlußbecher angeordnet ist und gegen ein erstes Ende des Kolbens wirkt, um diesen in einer Richtung vom Arm weg vorzuspannen, und eines im Verschlußbecher angeordneten Rückschlagventiles, das einen Strömungsmittelfluß vom Speicher in die Kolbenströmungsmittelkammer ermöglicht, jedoch einen Strömungsmittelfluß in umgekehrter Richtung verhindert, wobei die Bewegung des Spannerarmes relativ zum Kolben eine Druckdifferenz zwischen dem Speicher und der Kolbenströmungsmittelkammer erzeugen kann, um einen Strömungsmitteldurchfluß durch das Rückschlagventil zu bewirken, wobei die nicht unter Druck gesetzte Strömungsmittelquelle eine minimale Druckdifferenz über das Rückschlagventil vorsieht.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt der Spannerarm mindestens eine Öffnung in der zweiten Seite und kann ferner einen auf der ersten Seite des Spannerarmes angeordneten Auffänger aufweisen.
Bei einer anderen Ausführungsform umfaßt der Spannerarm des weiteren einen Hohlraum in der Nähe der Spannerbohrung, der von mindestens einem Abschnitt der ersten Seite, der zweiten Seite und des zweiten Endes gebildet wird. Darüber hinaus ist eine Sperre in der Nähe des zweiten Endes vorgesehen. Auch kann ein Verschlußbecher so in der Spannerbohrung montiert sein, daß er zumindest einen Abschnitt des hydraulischen Spanners umgibt.
Der Strömungsmittelspeicher des Spannerarmes kann des weiteren eine erste und eine zweite Kammer aufweisen. Die erste Kammer steht mit der Gelenkbohrung und dem hydraulischen Spanner in Verbindung. Vorzugsweise ist eine Dosieröffnung vorgesehen, um die erste und zweite Kammer miteinander zu verbinden.
Der Spannerarm kann des weiteren einen ersten und zweiten Kanal aufweisen. Der erste Kanal sorgt für eine Verbindung zwischen der Gelenkbohrung und dem Strömungsmittelspeicher. Der zweite Kanal sorgt für eine Verbindung zwischen dem Strömungsmittelspeicher und dem hydraulischen Spanner.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden nunmehr einige beispielhafte Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Hiervon zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des integrierten Kettenspanners und Spannerarmes der vorliegenden Erfindung, der auf eine Kette einwirkt;
Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des integrierten Kettenspanners und Spannerarmes der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht einer anderen Ausführungsform des integrierten Kettenspanners und Spannerarmes der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform des integrierten Kettenspanners und Spannerarmes der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine seitliche Schnittansicht noch einer anderen Ausführungsform des integrierten Kettenspanners und Spannerarmes der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 eine Schnittansicht eines Gelenkzapfens, der dazu verwendet wird, den integrierten Kettenspanner und Spannerarm der Fig. 2-3 gelenkig zu lagern; und
Fig. 7 eine Schnittansicht eines Gelenkzapfens, der zur gelenkigen Lagerung des integrierten Kettenspanners und Spannerarmes der Fig. 5 verwendet wird.
In Fig. 1 ist ein integrierter Kettenspanner der vorliegenden Erfindung gezeigt, der zum Spannen einer Kette verwendet wird. Der integrierte Kettenspanner 10 ist eng benachbart zu der Kette angeordnet, die gespannt werden muß.
Wenn die Kette beginnt, lose zu werden, übt der Spannerarm 12 eine Kraft auf die Kette aus, um die Kette gespannt zu halten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, die am besten in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt der integrierte Kettenspanner 10 der vorliegenden Erfindung einen Spannerarm 12 und einen hydraulischen Spanner 14. Der Spannerarm und der hydraulische Spanner sind integriert und bilden einen Kettenspanner mit nur einer Gesamtkomponente.
Der Spannerarm 12 hat eine erste Seite 16 und eine im Abstand von der ersten Seite angeordnete zweite Seite 18. Ein erstes Ende 20 ist zwischen der ersten und zweiten Seite angeordnet. Ein zweites Ende 22 befindet sich zwischen der ersten und zweiten Seite im Abstand vom ersten Ende. Vorzugsweise schließen sich das erste und zweite Ende an die erste und zweite Seite an.
Wie in Fig. 2 gezeigt, bildet die zweite Seite eine Kettenverschleißfläche, die mit der zu spannenden Kette in Kontakt steht. Vorzugsweise ist die zweite Seite bogenförmig ausgebildet, um eine geeignete Kettenbewegungsfläche vorzusehen. Es ist natürlich für den Fachmann klar, daß die zweite Seite auch irgendeine andere geeignete Form besitzen kann, wie vom Hersteller und Verbraucher gewünscht.
Der Spannerarm 12 kann aus irgendeinem haltbaren und verschleißfesten Material hergestellt sein. Ein synthetisches Material, wie Nylon, das eine hohe Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit besitzt, kann verwendet werden. Insbesondere ist Nylon 6/6 ein im Handel erhältliches Material, das Verwendung finden kann. Alternativ dazu kann der Spannerarm auch aus PEEK (Polyesterethylenketon) hergestellt sein, das ebenfalls eine hohe Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit besitzt. Der Spannerarm kann auch aus Verbundmaterialien, wie Nylon 6/6 mit Glasfüllung, hergestellt sein.
Bei den in den Fig. 2-5 gezeigten Ausführungsformen wird ein Strömungsmittelspeicher 24 von mindestens einem Abschnitt der ersten Seite, der zweiten Seite, des ersten Endes und des zweiten Endes gebildet. Der Strömungsmittelspeicher kann mit jeder Art Strömungsmittel gefüllt sein. Vorzugsweise ist er mit einem Schmiermittel, wie Öl, gefüllt.
Der Spannerarm kann auch mindestens eine Öffnung 40 aufweisen, die in der zweiten Seite angeordnet ist. Die Öffnung ermöglicht, daß das Strömungsmittel im Strömungsmittelspeicher die Kette schmieren kann. Die Zahl der Öffnungen kann in Abhängigkeit von der gewünschten Schmiermenge für eine vorgegebene Verschleißstelle der Kette variieren.
Wie ferner in den Fig. 2-5 gezeigt ist, kann eine Gelenkbohrung 26 im ersten Ende 20 des Spannerarmes angeordnet sein. Diese Gelenkbohrung 26 kann mit dem Strömungsmittelspeicher 24 in Verbindung stehen, wie in den Fig. 2-3 gezeigt. Diese Verbindung ermöglicht, daß der Strömungsmittelspeicher mit Strömungsmittel durch die Gelenkbohrung gefüllt werden kann.
Ein Gelenkzapfen 28 kann in der Gelenkbohrung 26 angeordnet sein, um den Spannerarm 12 in der Nähe der Kette, die gespannt werden soll, gelenkig zu lagern. Bei dem in den Fig. 2-3 gezeigten Ausführungsformen kann der Gelenkzapfen vorzugsweise ein Füllen des Strömungsmittelspeichers durch die Gelenkbohrung selbst dann ermöglichen, wenn der Gelenkzapfen in der Gelenkbohrung angeordnet ist. Wie in Fig. 6 gezeigt, hat der Gelenkzapfen ein erstes und ein zweites Ende 71, 72. Das zweite Ende 72 ist in einer festen Konstruktion 73, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, montiert. Eine zentrale Bohrung 74 erstreckt sich vom ersten Ende 71 in den Gelenkzapfen 28. Eine seitliche Bohrung 75, die senkrecht zur zentralen Bohrung 74 verläuft und mit dieser in Verbindung steht, erstreckt sich durch den Gelenkzapfen 28.
Wie in Fig. 6 gezeigt, ist ein Abschnitt des Außendurchmessers des Gelenkzapfens, der die seitliche Bohrung umgibt, kleiner als der Durchmesser der Gelenkbohrung. Folglich steht die seitliche Bohrung mit der Gelenkbohrung in Verbindung. Da die Gelenkbohrung der in den Fig. 2-3 gezeigten Ausführungsformen mit dem Strömungsmittelspeicher in Verbindung steht, steht auch die seitliche Bohrung über die Gelenkbohrung mit dem Strömungsmittelspeicher in Verbindung. Daher kann Strömungsmittel über den Gelenkzapfen durch die zentrale Bohrung, die seitliche Bohrung und die Gelenkbohrung dem Strömungsmittelspeicher zugeführt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Strömungsmittel durch den Gelenkzapfen von einer Bohrung auf der Blockseite der Brennkraftmaschine zugeführt.
Ferner kann ein erster O-Ring 76 um den Gelenkzapfen herum zwischen dem ersten Ende 71 des Gelenkzapfens und der seitlichen Bohrung 75 angeordnet sein. Ein zweiter O-Ring 77 kann um den Gelenkzapfen herum zwischen dem zweiten Ende 72 des Gelenkzapfens und der seitlichen Bohrung 75 angeordnet sein. Ein Befestigungselement 78 kann am ersten Ende des Gelenkzapfens angeordnet sein, um zu verhindern, daß der Spannerarm 12 vom Gelenkzapfen abrutscht und Strömungsmittel durch den Gelenkzapfen 28 aus dem Strömungsmittelspeicher 24 leckt.
Wie in den Fig. 2-5 gezeigt, ist eine Spannerbohrung 30 in der ersten Seite in der Nähe des zweiten Endes des Spannerarmes angeordnet. Die Spannerbohrung nimmt einen hydraulischen Spanner 14 so auf, daß dieser mit dem Strömungsmittelspeicher in Verbindung steht. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt der hydraulische Spanner 14 einen Verschlußbecher 32, einen Kolben 31, eine Lagerplatte 37, eine Feder 33 und ein Rückschlagventil 35.
Der Verschlußbecher 32 ist in abgedichteter Weise in der Spannerbohrung 30 montiert. Er kann einstückig mit der ersten Seite des Spannerarmes oder vorzugsweise durch ein separates Element ausgebildet sein. Der Verschlußbecher 32 umfaßt eine Öffnung 34, durch die Strömungsmittel vom Strömungsmittelspeicher in den Verschlußbecher fließen kann. Ferner kann der Verschlußbecher 32 eine Öffnung 36 benachbart zum ersten Ende des Spannerarmes aufweisen, die mit dem Strömungsmittelspeicher in Verbindung steht. Bei dieser Anordnung dient die Öffnung 36 als Strömungsmittelleckbahn und zum Abführen von Luft.
Der Kolben 31 ist gleitend in den Verschlußbecher 32 eingepaßt, und die Lagerplatte 37 ist in abgedichteter Weise im Verschlußbecher 32 in der Nähe der Öffnung 34 montiert. Die Lagerplatte hat ferner eine zentrale Bohrung 39.
Die Feder 33 ist zwischen dem Kolben 31 und der Lagerplatte 37 angeordnet. Somit spannt die Feder den Kolben vom Verschlußbecher 32 nach außen und gegen eine feste Fläche 5, beispielsweise eine Brennkraftmaschine oder eine Reaktionsplatte, vor.
Das Rückschlagventil 35 ist in der zentralen Bohrung 39 der Lagerplatte 37 angeordnet. Es ermöglicht, daß Strömungsmittel vom Strömungsmittelspeicher und der Öffnung des Verschlußbechers durch die zentrale Bohrung 39 fließen kann.
Das Rückschlagventil verhindert jedoch ein Ausströmen von Strömungsmittel aus der zentralen Bohrung durch die Öffnung des Verschlußbechers zurück in den Strömungsmittelspeicher.
Normalerweise funktioniert jede Art von Rückschlagventil mit dem hydraulischen Spanner der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise kann im hydraulischen Spanner der vorliegenden Erfindung ein Kugelrückschlagventil Verwendung finden, wie es beispielsweise in der US-PS 4 708 696 beschrieben ist, wobei die gesamte Offenbarung dieser Veröffentlichung hiermit durch Bezugnahme in das vorliegende Patent eingearbeitet wird. Alternativ dazu kann im hydraulischen Spanner der vorliegenden Erfindung ein Federrückschlagventil verwendet werden, wie es beispielsweise in der US-PS 3 896 834 beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung ebenfalls durch Bezugnahme eingearbeitet wird. Ferner kann ein Kugel- und Federrückschlagventil, wie beispielsweise in der US-PS 5 116 284 offenbart, deren gesamte Offenbarung ebenfalls durch Bezugnahme eingearbeitet wird, verwendet werden. Schließlich kann im hydraulischen Spanner der vorliegenden Erfindung ein Rückschlagventil mit variabler Öffnung Verwendung finden, wie es beispielsweise in der US-PS 5 277 664 beschrieben ist, deren gesamte Offenbarung ebenfalls durch Bezugnahme eingearbeitet wird.
Ein Hohlraum 42 kann in der Nähe der Spannerbohrung 30 angeordnet sein und von mindestens einem Abschnitt der ersten Seite 16, der zweiten Seite 18 und des zweiten Endes 22 gebildet werden. Der Hohlraum 42 ist näher am zweiten Ende als die Spannerbohrung angeordnt. Folglich kann der Hohlraum Schmutz oder Schlamm, der im Strömungsmittelspeicher vorhanden ist, sammeln und auf diese Weise eine wirksamere Funktionsweise des hydraulischen Spanners ermöglichen. Es ist daher wichtig, daß sich der Hohlraum nicht über die Spannerbohrung in Richtung auf das erste Ende 20 hinaus er streckt.
Der Spannerarm kann eine Sperre 44 besitzen, die in der Nähe des zweiten Endes 22 zwischen der ersten und zweiten Seite 16, 18 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Sperre einstückig mit dem zweiten Ende ausgebildet und erstreckt sich in den Speicher über die Spannerbohrung hinaus. Alternativ dazu kann die Sperre entweder mit der ersten oder mit der zweiten Seite einstückig ausgebildet sein und sich über die Spannerbohrung hinaus so in den Speicher erstrecken, daß die Sperre L-förmig ausgebildet ist. Die Sperre verhindert den Verlust von Strömungsmittel aus dem Strömungsmittelspeicher während Stillegezeiten und einer übermäßig starken Kettenschmierung. Es ist daher wichtig, daß sich die Sperre über die Spannerbohrung hinaus erstreckt. Das von der Sperre eingefangene Strömungsmittel versorgt den hydraulischen Spanner mit dem für seinen Betrieb nötigen Strömungsmittel.
Die Sperre 44 unterteilt den Strömungsmittelspeicher 24 in eine erste und eine zweite Kammer 46, 48. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform steht die erste Kammer 46 mit der Gelenkbohrung 26 und dem hydraulischen Spanner 14 in Verbindung. Die zweite Kammer 48 steht mit der zweiten Seite 18 in Kontakt und mit der gespannten Kette über Öffnungen 40 in Verbindung, die in der zweiten Seite 18 angeordnet sind. Folglich sorgt diese Ausführungsform für eine getrennte Steuerung der Strömungsmittelzufuhr für den hydraulischen Spanner und die gespannte Kette.
Ferner kann eine Dosieröffnung 50 Verwendung finden, um die erste und zweite Kammer miteinander zu verbinden, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Dosieröffnung ermöglicht sowohl eine bessere Steuerung als auch eine einfachere Füllung der ersten und zweiten Kammer.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist die erste Seite vom ersten Ende getrennt, so daß ein Auffänger 52 gebildet wird. Der Auffänger leitet Strömungsmittel, das von externen Quellen zum Strömungsmittelspeicher 24 fließt, durch die Öffnung in der ersten Seite.
In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform des integrierten Kettenspanners der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dieser Kettenspanner umfaßt einen Spannerarm 112 und einen hydraulischen Spanner 114. Ähnlich wie bei der bevorzugten Ausführungsform sind der Spannerarm und der hydraulische Spanner integriert und bilden einen Kettenspanner mit nur einer Gesamtkomponente.
Der Spannerarm 112 hat eine erste Seite 116 und eine zweite Seite 118, die im Abstand von der ersten Seite angeordnet ist. Ein erstes Ende 120 befindet sich zwischen der ersten und zweiten Seite. Ein zweites Ende 122 ist ebenfalls zwischen der ersten und zweiten Seite angeordnet und vom ersten Ende beabstandet.
Ein Strömungsmittelspeicher 124 wird durch mindestens einen Abschnitt der ersten Seite, der zweiten Seite, des ersten Endes und des zweiten Endes gebildet.
Der Spannerarm kann ferner mindestens eine Öffnung 140 aufweisen, die in der zweiten Seite angeordnet ist. Die Öffnung ermöglicht, daß Strömungsmittel im Strömungsmittelspeicher die Kette schmiert. Die Zahl der Öffnungen kann in Abhängigkeit von der gewünschten Schmiermenge für eine vorgegebene Verschleißstelle der Kette variieren.
Eine Gelenkbohrung 126 kann im ersten Ende 120 des Spannerarmes angeordnet sein. Der Spannerarm 112 hat ferner einen ersten Kanal 154, der für eine Verbindung zwischen der Gelenkbohrung 126 und dem Strömungsmittelspeicher 124 sorgt. Folglich steht die Gelenkbohrung 126 über den ersten Kanal 154 mit dem Strömungsmittelspeicher 124 in Verbindung. Diese Verbindung ermöglicht, daß der Strömungsmittelspeicher über die Gelenkbohrung mit Strömungsmittel gefüllt wird.
Ein Gelenkzapfen 128 kann in der Gelenkbohrung 126 angeordnet sein, um den Spannerarm in der Nähe der Kette, die gespannt werden soll, gelenkig zu montieren. Vorzugsweise kann der Gelenkzapfen ein Füllen des Strömungsmittelspeichers durch die Gelenkbohrung selbst dann ermöglichen, wenn der Gelenkzapfen in der Gelenkbohrung angeordnet ist. Wie in Fig. 7 gezeigt, hat der Gelenkzapfen ein erstes und ein zweites Ende 171, 172, wobei das zweite Ende 172 in einer festen Konstruktion 173, beispielsweise einer Brennkraftmaschine, montiert ist. Eine zentrale Bohrung 174 erstreckt sich vom ersten Ende 171 in den Gelenkzapfen 128 hinein. Eine seitliche Bohrung 175, die senkrecht zur zentralen Bohrung 174 verläuft und mit dieser in Verbindung steht, erstreckt sich durch den Gelenkzapfen 128.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist mindestens ein Abschnitt des Außendurchmessers des die seitliche Bohrung umgebenden Gelenkzapfens kleiner als der Durchmesser der Gelenkbohrung. Folglich steht die seitliche Bohrung mit der Gelenkbohrung in Verbindung. Da die Gelenkbohrung der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform mit Hilfe des ersten Kanales 154 mit dem Strömungsmittelspeicher in Verbindung steht, steht auch die seitliche Bohrung über die Gelenkbohrung 126 und den ersten Kanal 154 mit dem Strömungsmittelspeicher in Verbindung. Daher kann Strömungsmittel durch den Gelenkzapfen über die zentrale Bohrung, die seitliche Bohrung, die Gelenkbohrung und den ersten Kanal dem Strömungsmittel speicher zugeführt werden.
Ferner kann ein erster O-Ring 176 um den Gelenkzapfen herum zwischen dem ersten Ende 171 des Gelenkzapfens und der seitlichen Bohrung 175 angeordnet sein. Ein zweiter O-Ring 177 kann um den Gelenkzapfen herum zwischen dem zweiten Ende 172 des Gelenkzapfens und der seitlichen Bohrung 175 angeordnet sein. Ein Befestigungselement 178 kann am ersten Ende des Gelenkzapfens angeordnet sein, um zu verhindern, daß der Spannerarm 112 vom Gelenkzapfen rutscht und daß Strömungsmittel durch den Gelenkzapfen 128 aus dem Strömungsmittelspeicher 124 herausfließt.
Eine Spannerbohrung 130 ist in der ersten Seite in der Nähe des zweiten Endes des Spannerarmes angeordnet. Der Spannerarm 112 hat ferner einen zweiten Kanal 156, der eine Verbindung zwischen dem Strömungsmittelspeicher 124 und der Spannerbohrung 130 vorsieht.
Die Spannerbohrung 130 nimmt einen hydraulischen Spanner 114 so auf, daß der hydraulische Spanner mit dem zweiten Kanal 156 in Verbindung steht. Wie in Fig. 5 gezeigt, umfaßt der hydraulische Spanner 114 einen Kolben 131, eine Lagerplatte 137, eine Feder 133 und ein Rückschlagventil 135.
Der Kolben 131 ist gleitend in die Spannerbohrung 130 eingepaßt, und die Lagerplatte 137 ist in abgedichteter Weise in die Spannerbohrung 130 in der Nähe des zweiten Kanales 156 montiert. Die Lagerplatte hat ferner eine zentrale Bohrung 139.
Die Feder 133 ist zwischen dem Kolben 131 und der Lagerplatte 137 angeordnet. Folglich spannt die Feder den Kolben von der Spannerbohrung und gegen eine feste Reaktionsplatte 105 nach außen vor.
Die Reaktionsplatte 105 ist mit einem ersten und einem zweiten Befestigungselement 106, 107 in einer festen Konstruktion (nicht gezeigt), wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, montiert. Die Reaktionsplatte kann ferner einen Schlitz 108 aufweisen, wie in Fig. 5 gezeigt. der Schlitz kann den Kolben aufnehmen und ermöglichen, daß der Kolben im Schlitz in einer Richtung parallel zu der Richtung, in der sich die Kette bewegt, gleiten kann. Der Schlitz verhindert jedoch eine Bewegung des Kolbens in einer Horizontalrichtung senkrecht zur Richtung, in der sich die Kette bewegt.
Das Rückschlagventil 135 ist in der zentralen Bohrung 139 der Lagerplatte 137 angeordnet. Es ermöglicht, daß Strömungsmittel vom zweiten Kanal und der Spannerbohrung sowie durch die zentrale Bohrung 139 fließt. Es verhindert jedoch ein Herausfließen von Strömungsmittel aus der zentralen Bohrung in den zweiten Kanal zurück. Ähnlich wie bei der bevorzugten Ausführungsform kann jede der vorstehend erwähnten Arten von Rückschlagventilen im hydraulischen Spanner der Ausführungsform der Fig. 5 verwendet werden.
Auch bei dieser Ausführungsform kann der Strömungsmittelspeicher eine Öffnung 158 in der ersten Seite 116 und eine bewegliche Abdeckung für die Öffnung besitzen.
In entsprechener Weise kann eine Abflußbohrung 160 in der Nähe des zweiten Endes 122 angeordnet sein, um für eine Verbindung zwischen dem zweiten Kanal 156 und der zweiten Seite 118 zu sorgen. Die Abflußbohrung ermöglicht ein einfaches Ablassen des Strömungsmittelspeichers durch den zweiten Kanal und die zweite Seite. Ferner kann ein Abflußstopfen verwendet werden, um die Abflußbohrung zu ver stopfen und ein Ablaufen des Strömungsmittelspeichers zu verhindern.
Der integrierte Kettenspanner der vorliegenden Erfindung funktioniert in der folgenden Weise. Er ist gelenkig um den Gelenkzapfen in der Nähe der Kette, die gespannt werden soll, montiert. Der hydraulsiche Spanner zieht Strömungsmittel vom Strömungsmittelspeicher durch die Öffnung des Verschlußbechers oder den zweiten Kanal des Spannerarmes, wenn die Feder den Kolben vom Verschlußbecher oder der Spannerbohrung nach außen vorspannt. Die gemeinsame Wirkung der Feder und des Strömungsmitteldrucks im Verschlußbecher oder der Spannerbohrung verursacht, daß der Kolben mit der festen Fläche in Kontakt steht.
Wenn der Kolben mit der festen Fläche in Kontakt steht, preßt der hydraulische Spanner den Spannerarm gegen die zu spannende Kette. Da das Rückschlagventil nur einen Strömungsmittelfluß in den hydraulischen Spanner hinein zuläßt und ein Herausfließen von Strömungsmittel aus dem hydraulischen Spanner verhindert, wird der Strömungsmitteldruck im hydraulischen Spanner aufrechterhalten. Somit spannen der Strömungsmitteldruck zusammen mit der Federkraft weiterhin den Kolben gegen die feste Fläche vor, wodurch der Spannerarm die Kette spannt.
Nachdem die Kette gespannt ist, kann der Kettenspanner der vorliegenden Erfindung die gespannte Kette auch schmieren. Die gespannte Kette wird über eine Öffnung durch die zweite Seite des Spannerarmes geschmiert. Diese Öffnung ermöglicht, daß Strömungsmittel vom Strömungsmittelspeicher zur gespannten Kette fließt. Folglich wird die gespannte Kette geschmiert, wenn sie sich entlang der zweiten Seite des Spannerarmes bewegt.
Im Betrieb kann die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft bei Steuersystemen von Brennkraftmaschinen Verwendung finden, die eine Kette mit einem geringen Mittenabstand zwischen Kettenrädern besitzen. Natürlich ist es für den Fachmann klar, daß die erste und zweite Seite des Spannerarmes irgendeine beliebige geeignete Länge aufweisen können, die erforderlich ist, um die gewünschte Spannkraft zur Verfügung zu stellen. In entsprechender Weise kann auch der Kolben im hydraulischen Spanner irgendeine geeignete Länge besitzen, die erforderlich ist, um die gewünschte Spannkraft zur Verfügung zu stellen. Es versteht sich ferner, daß die vorliegende Erfindung auch dazu verwendet werden kann, um andere Vorrichtungstypen zu spannen.

Claims

1. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit mit

(a) einem Spannerarm (12, 112), der umfaßt

(i) eine erste Seite (16, 116);

(ii) eine zweite Seite (18, 118) die von der ersten Seite (16, 116) beabstandet ist;

(iii) ein erstes Ende (20, 120);

(iv) ein zweites Ende (22, 122), das vom ersten Ende (20, 120) beabstandet ist;

(v) einen Strömungsmittelspeicher (24, 124), der mit dem Innenraum des Spannerarmes so ausgebildet ist, daß er eine nicht unter Druck gesetzte Strömungsmittelquelle vorsieht, und der von mindestens einem Abschnitt der ersten Seite (16, 116), der zweiten Seite (18, 118), des ersten Endes (20, 120) und des zweiten Endes (22, 122) gebildet wird;

(vi) eine im ersten Ende (20, 120) angeordnete Gelenkbohrung (26, 126);

(vii) eine Spannerbohrung (30, 130), die in der ersten Seite (16, 116) angeordnet ist, wobei ein allgemein zylindrischer Verschlußbecher mit einem Außenabschnitt in der Spannerbohrung angeordnet ist; und

(b) einem hydraulischen Spanner (14, 114) einschließlich eines Kolbens, der gleitend im Inneren des Verschlußbechers (32) gelagert ist und eine Kolbenströmungsmittelkammer bildet, wobei sich das Äußere des Verschlußbechers im Strömungsmittelspeicher befindet, eine Feder (33), die im Verschlußbecher (32) angeordnet ist und gegen ein erstes Ende des Kolbens wirkt, um diesen in einer Richtung vom Arm weg vorzuspannen;

ein im Verschlußbecher (32) angeordnetes Rückschlagventil (35), das einen Strömungsmittelfluß vom Speicher (24, 124) in die Kolbenströmungsmittelkammer ermöglicht, jedoch einen Strömungsmittelfluß in umgekehrter Richtung verhindert, wobei die Bewegung des Spannerarmes relativ zum Kolben eine Druckdifferenz zwischen dem Speicher und der Kolbenströmungsmittelkammer erzeugen kann, um einen Strömungsmitteldurchfluß durch das Rückschlagventil (35) zu bewirken, wobei die nicht unter Druck gesetzte Strömungsmittelquelle eine minimale Druckdifferenz über das Rückschlagventil vorsieht.

2. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit nach Anspruch 1, bei der eine Lagerplatte (37) im Verschlußbecher (32) in der Nähe der Öffnung (34) montiert ist, die eine zentrale Bohrung (39) aufweist;

wobei die Feder (33) zwischen dem Kolben (31) und der Lagerplatte (37) angeordnet ist; und

wobei das Rückschlagventil (35) in der zentralen Bohrung (39) der Lagerplatte (37) angeordnet ist.

3. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Spannerarm (12) des weiteren einen Hohlraum (42) in der Nähe der Spannerbohrung (30) besitzt, der von mindestens einem Abschnitt der ersten Seite (16), der zweiten Seite (18) und des zweiten Endes (22) gebildet wird.

4. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Spannerarm (12) des weiteren eine Sperre (44) aufweist, die im Störungsmittelspeicher (24) angeordnet ist, um eine erste Kammer (46) und eine zweite Kammer (48) zu bilden, wobei die erste Kammer (46) mit der Gelenkbohrung (26) und dem hydraulischen Spanner (14) in Verbindung steht und eine Dosieröffnung (50) die erste Kammer (46) und die zweite Kammer (48) miteinander verbindet.

5. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die erste Seite (16) des Spannerarmes (12) des weiteren einen Auffänger (52) umfaßt.

6. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Gelenkbohrung (26) mit dem Strömungsmittelspeicher (24) in Verbindung steht und der Speicher vollständig im Inneren des Armes umschlossen ist.

7. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit nach Anspruch 1, bei der der Spannerarm (112) des weiteren einen ersten Kanal (154) und einen zweiten Kanal (156) aufweist, der erste Kanal (154) eine Verbindung zwischen der Gelenkbohrung (126) und dem Strömungsmittelspeicher (124) bildet und der zweite Kanal (156) eine Verbindung zwischen dem Strömungsmittelspeicher (124) und der Spannerbohrung (130) bildet.

8. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit nach Anspruch 7, bei der eine Lagerplatte (137) mit einer zentralen Bohrung (189) in der Spannerbohrung (13) in der Nähe des zweiten Kanales (156) montiert ist, die Feder (133) zwischen dem Kolben (131) und der Lagerplatte (137) angeordnet ist und das Rückschlagventil (135) in der zentralen Bohrung (139) der Lagerplatte (137) angeordnet ist.

9. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, die des weiteren einen Gelenkzapfen (28, 128) aufweist, der in der Gelenkbohrung (26, 126) angeordnet ist und eine zentrale Bohrung (74, 174), die sich von einem Ende (71, 171) des Gelenkzapfens (28, 128) aus erstreckt, und eine seitliche Bohrung (75, 175) aufweist, die mit der zentralen Bohrung (74, 174) und der Gelenkbohrung (26, 126) in Verbindung steht.

10. Integrierte Kettenspanner- und Spannerarmeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Spannerarm (12, 112) des weiteren mindestens eine Öffnung (40, 140) in der zweiten Seite (18, 118) aufweist.