DE102005044140A1

DE102005044140A1 - Hydraulischer Spannerheber

Info

Publication number: DE102005044140A1
Application number: DE102005044140A
Authority: DE
Inventors: Osamu Wako Emizu; Takeshi Wako Sakai; Masashi Wako Furuya
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2025-09-16
Also published as: JP4509716B2; US20060063625A1; US7699730B2; JP2006083977A; DE102005044140B4

Abstract

Um eine angemessene Vorbelastung für einen Endlosgetrieberiemen mittels Vorspannkräften mehrerer Federn mit unterschiedlichen Vorspannkräften und einer Öldruckvorspannkraft zu schaffen und um eine Einstellung für diesen Zweck einfach zu machen, umfasst eine Struktur einen nahezu zylindrischen Tauchkolben (50), einen Spannerkörper (20), in den der Tauchkolben (50) eingesetzt ist, Hochdruckölkammern (70, 74, 75), die vom Spannerkörper (20) und vom Tauchkolben (50) umgeben sind und denen Drucköl zugeführt wird, sowie zwei Spannerfedern, d. h. eine harte Feder (72) und eine weiche Feder (73), die durch den Spannerkörper (20) unterstützt sind und in Reihe angeordnet sind, um den Tauchkolben (50) vorzubelasten, wobei der Tauchkolben (50) in seinem vollständig gestreckten Zustand durch die in Reihe angeordneten harten und weichen Spannerfedern (72, 73) unterstützt ist, und in einem Zustand, in dem der Tauchkolben (50) aus seinem vollständig gestreckten Zustand um ein vorgeschriebenes Maß oder weiter zurückgeschoben ist, durch die harte Spannerfeder (72) unterstützt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Spannerheber, der einen Endlosgetrieberiemen, wie z. B. eine Kette oder einen Riemen, die in einem Getriebemechanismus einer Verbrennungskraftmaschine verwendet werden, mit einer Spannung beaufschlagt.

Herkömmlicherweise wird in einer Verbrennungskraftmaschine ein hydraulischer Spannerheber verwendet, um einen Endlosgetrieberiemen, der in einem Getriebemechanismus verwendet wird, wie z. B. eine Kette, mit Spannung zu beaufschlagen. Dieser hydraulische Spannerheber verwendet ein Verfahren, das einen Tauchkolben mittels einer Spannerfeder und eines Öldrucks verschiebt, wobei dann, wenn sich der Tauchkolben streckt, ein gestreckter Heber der Kette eine vorgeschriebene Spannung verleiht, um eine Schwingung der Kette zu unterdrücken und einen stabilen Kettenantrieb sicherzustellen (siehe z. B. Patent Nr. JP-A 287092/2003 (Seiten 6-7, 2)).

Der hydraulische Spannerheber, der im Patent Nr. JP-A 287092/2003 beschrieben ist, umfasst: einen Spannerheberkörper; ein im Heberkörper ausgebildetes Loch; einen Tauchkolben, der gleitend in das Loch eingesetzt ist und im Loch des Heberkörpers eine Ölkammer ausbildet; und eine Spannerfeder, die den Tauchkolben in einer Weise vorbelastet, so dass er aus dem Loch herausgedrückt wird, wobei die Spannerfeder zwischen dem Boden des Loches und dem Tauchkolben neben der Ölkammerseitenstirnfläche eines Mündungselements angeordnet ist und dann, wenn der Tauchkolben durch diese Spannerfeder herausgedrückt wird und Öldruck in die Ölkammer geleitet wird, diese die Kette der Verbrennungskraftmaschine mit einer Spannung beaufschlagt.

Wenn bei dem obenerwähnten hydraulischen Spannerheber die Verbrennungskraftmaschine nicht in Betrieb ist, hört auch die Hydraulikpumpe auf zu arbeiten, und das Öl im Ölkreislauf des hydraulischen Spannerhebers sinkt durch die Schwerkraft ab, was bewirkt, dass Luft in den Ölkreislauf des hydraulischen Spannerhebers eindringt. Wenn somit die Maschine gestartet wird, erfordert es eine gewisse Zeitspanne, um die Luft aus dem Ölkreislauf des hydraulischen Spannerhebers zu entfernen und den Ölkreislauf mit Öl zu füllen.

Bevor der Ölkreislauf des hydraulischen Spannerhebers mit Öl gefüllt ist, läuft der Endlosgetrieberiemen mit dem Betrieb der Verbrennungskraftmaschine um, so dass auf den Tauchkolben des hydraulischen Spannerhebers unregelmäßig eine Druckkraft ausgeübt wird; folglich wird der Tauchkolben durch eine große Druckkraft tief nach innen gedrückt, wobei das Kolbenbasisende den Spannerkörper berührt. Ferner kann zum Zeitpunkt des Startens während des Übergangs der Kette von einem losen Zustand in einen gespannten Zustand ein Geräusch erzeugt werden.

Wenn die Federkonstante der Spannerfeder erhöht wird, um dies zu vermeiden, wird die Federkraft der Spannerfeder mit einer Zunahme des Tauchmaßes des Tauchkolbens schnell anwachsen, was bewirkt, dass eine übermäßige Kraft auf den Endlosgetrieberiemen ausgeübt wird, was zu einer übermäßigen Spannung des Endlosgetrieberiemens führt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das obige Problem zu lösen.

Gemäß der in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung ist ein hydraulischer Spannerheber, der einen Spannerkörper mit einem Gehäuseloch, einen gleitend in das Gehäuseloch eingesetzten Tauchkolben, eine Hochdruckölkammer, die vom Spannerkörper und vom Tauchkolben umgeben ist und der Drucköl zugeführt wird, und eine Spannerfeder umfasst, die den Tauchkolben in der Hochdruckölkammer vorbelastet, so dass er hervorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannerfeder mehrere Federn umfasst, die in Reihe angeordnet sind.

Die in Anspruch 2 beschriebene Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn sich der Tauchkolben in einer Position befindet, die ausgehend von seiner am weitesten hervorstehenden Position um ein vorgeschriebenes Maß nach innen verschoben ist, die Länge einer auf der Tauchkolbenseite angeordneten Feder unter den mehreren Federn fixiert ist.

Die Erfindung nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstante einer auf der Spannerkörperseite angeordneten Feder unter den mehreren Federn am größten ist.

Die in Anspruch 4 beschriebene Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Spannerkörpers der Hochdruckölkammer zugewandt ist; ein Öleinlassloch, das sich in die Hochdruckölkammer öffnet, in der Basis ausgebildet ist; ein Rückschlagventil zum Verhindern einer Rückwärtsströmung von der Hochdruckölkammer im Öleinlassloch vorgesehen ist, und ein Entlastungsventil stromabseitig der Hochdruckölkammer vorgesehen ist; ein erster Ölkanal und ein zweiter Ölkanal parallel vom Öleinlassloch zum Entlastungsventil angeordnet sind; der erste Öldurchlass mit einer Öffnung versehen ist; und im zweiten Ölkanal der Weg zum Entlastungsventil blockiert wird, wenn der Tauchkolben ausgehend von seiner am weitesten hervorstehenden Position um ein vorgeschriebenes Maß nach innen verschoben wird.

Die in Anspruch 5 beschriebene Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe des Entlastungsventils konisch ist.

Die in Anspruch 6 beschriebene Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spitze der konischen Ventilscheibe des Entlastungsventils vom Entlastungsventilkörper des Entlastungsventils in Richtung zum ersten Ölkanal und zum zweiten Ölkanal hervorsteht.

Wenn bei der in Anspruch 1 beschriebenen Erfindung der Tauchkolben extrem hervorsteht, ist die gesamte Federlänge der Reihe von Federn länger, wobei die Federkonstante der Reihe von Federn kleiner ist als irgendeine der Federkonstanten der einzelnen Federn. Somit trägt der Spannerheber sanft die Druckkraft vom Endlosgetrieberiemen in Reaktion auf eine Änderung der Spannung des Endlosgetrieberiemens in einen Zustand mit hervorstehendem Tauchkolben, so dass der Endlosgetrieberiemen stabil in Stellung gehalten wird und ferner die Erzeugung einer großen Spannung am Endlosgetrieberiemen verhindert wird, wodurch die Haltbarkeit des Endlosgetrieberiemens verbessert wird.

Während gemäß der in Anspruch 2 beschriebenen Erfindung die Federkonstante der Reihe der Federn wie oben erwähnt klein ist, wenn sich der Tauchkolben nahezu in seiner am weitesten hervorstehenden Position befindet, ist die Länge einer auf der Tauchkolbenseite angeordneten Feder fixiert, wenn sich der Kolben in einer Position befindet, die ausgehend von seiner am weitesten hervorstehenden Position um ein vorgeschriebenes Maß nach innen verschoben ist; wenn ferner der Tauchkolben weiter nach innen gedrückt wird, wirkt die Feder auf der Tauchkolbenseite nicht als Feder, wobei die Federkonstante bei dem in dieser Position befindlichen Tauchkolben größer ist als die Federkonstante bei dem in seiner am weitesten hervorstehenden Position befindlichen Tauchkolben. Wenn somit der Tauchkolben tiefer nach innen gedrückt wird und das Basisende des Tauchkolbens nahe an den Spannerkörper herankommt, wird eine große Federkraft erzeugt und ein Kontakt des Tauchkolbenbasisendes mit dem Spannerkörper wird vermieden, wodurch die Erzeugung von Geräuschen verhindert wird.

Da gemäß der in Anspruch 3 beschriebenen Erfindung dann, wenn der Tauchkolben ausgehend von seiner gegenüber seiner am weitesten hervorstehenden Position um ein vorgeschriebenes Maß nach innen verschobenen Position weiter nach innen gedrückt wird, ist die Federkonstante viel größer als die Federkonstante bei dem in seiner am weitesten hervorstehenden Position befindlichen Tauchkolben, auch wenn der Tauchkolben mit einer weiteren Druckkraft nach innen gedrückt wird, wobei ein Kontakt des Tauchkolbenbasisendes mit dem Spannerkörper sicher vermieden wird und die Möglichkeit einer Geräuscherzeugung vollständig eliminiert wird.

Da in der in Anspruch 4 beschriebenen Erfindung ein Rückschlagventil, das sich in eine Hochdruckölkammer öffnet, vorgesehen ist, um eine Rückwärtsströmung aus der Hochdruckölkammer zu verhindern, wird in einer solchen Situation, in der nach einem Hervorstehen des Tauchkolbens aufgrund eines unmittelbaren Durchhängens des Endlosgetrieberiemens der Endlosgetrieberiemen erneut gespannt wird, der Tauchkolben nach innen gedrückt, wobei das Drucköl, das in Folge einer Erhöhung der Kapazität der Hochdruckölkammer aufgrund des Hervorstehens des Tauchkolbens der Hochdruckölkammer zugeführt wird, durch das Rückschlagventil daran gehindert wird, von der Hochdruckölkammer zurück in den Ölweg auf der Hydraulikpumpenseite zu fließen, wenn der Tauchkolben weiter nach innen gedrückt wird.

In der in Anspruch 4 beschriebenen Erfindung ist ein Entlastungsventil stromabseitig der Hochdruckölkammer vorgesehen, wobei ein erster Ölkanal und ein zweiter Ölkanal parallel vom Öleinlassloch zum Entlastungsventil angeordnet sind; der erste Öldurchlass mit einer Öffnung versehen ist; und im zweiten Ölkanal der Weg zum Entlastungsventil blockiert wird, wenn der Tauchkolben ausgehend von seiner am weitesten hervorstehenden Position um ein vorgeschriebenes Maß (das gleich oder ungleich dem in Anspruch 2 vorgeschriebenen Maß sein kann) nach innen gedrückt wird. Wenn sich daher der Tauchkolben zwischen der am weitesten hervorstehenden Position und der um das vorgeschriebene Maß nach innen geschobenen Position befindet, strömt das Drucköl in der Hochdruckölkammer vom ersten Ölkanal zum Entlastungsventil und strömt ferner vom zweiten Ölkanal zum Entlastungsventil; folglich wird der Tauchkolben mit einem relativ kleinen Widerstand nach innen gedrückt.

Wenn jedoch der Tauchkolben tiefer als das vorgeschriebene Maß verschoben wird, wird der zweite Ölkanal blockiert, so dass das Drucköl in der Hochdruckölkammer nur durch den ersten Ölkanal in das Entlastungsventil fließt und aufgrund der in diesem ersten Ölkanal eingesetzten Öffnung der Strömungswiderstand des Drucköls groß ist und folglich der Tauchkolben mit einem großen Widerstand nach innen gedrückt wird. Wenn somit der Tauchkolben tief in den Spannerkörper gedrückt wird und das Tauchkolbenbasisende näher an das Basisende des Spannerkörpers herankommt, verhindert eine Zunahme des Widerstandes gegen die Tauchkolbendruckkraft eine Kollision des Tauchkolbenbasisendes gegen das Basisende des Spannerkörpers und unterdrückt ferner die Geräuscherzeugung.

Da in der in Anspruch 5 beschriebenen Erfindung die Ventilscheibe des Entlastungsventils konisch ist, öffnet die konische Ventilscheibe stabil, während Öldruck durch das Ventil gelangt, was ein Schnattern verhindert.

Da in der in Anspruch 6 beschriebenen Erfindung die Spitze der konischen Ventilscheibe des Entlastungsventils oder der Entlastungsventilkörper in Richtung zum ersten Ölkanal und zum zweiten Ölkanal hervorsteht, kann die Position der Ventilscheibe im Entlastungsventil leicht und in geeigneter Weise mit bloßem Auge geprüft werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
1 eine Schnittansicht des Hauptabschnitts einer DOHC-Maschine, in der ein hydraulischer Spannerheber gemäß der vorliegenden Erfindung als Spanner für deren Steuerkette verwendet wird;
2 eine Schnittansicht des hydraulischen Spannerhebers gemäß der vorliegenden Erfindung längs der Linie II-II der 5;
3 eine Explosionsansicht des hydraulischen Spannerhebers gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 eine Schnittansicht des hydraulischen Spannerhebers gemäß der vorliegenden Erfindung längs der Linie IV-IV der 5;
5 eine Schnittansicht des hydraulischen Spannerhebers gemäß der vorliegenden Erfindung aus der Richtung des Pfeils V betrachtet;
6 Schnittansichten, die drei unterschiedliche Positionen des Tauchkolbens des hydraulischen Spannerhebers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen, wobei (a) einen Zustand zeigt, in dem der Tauchkolben am weitesten nach innen geschoben ist, (b) einen Zustand zeigt, in dem sich der Tauchkolben in einer mittleren hervorstehenden Position befindet, und (c) einen Zustand, in dem der Tauchkolben am weitesten hervorsteht;
7 eine Schnittansicht eines hydraulischen Spannerhebers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei der Tauchkolben am weitesten nach innen geschoben ist;
8 eine Ansicht, die zeigt, dass der Tauchkolben in der in 7 gezeigten Ausführungsform wenig hervorsteht;
9 eine Ansicht, die zeigt, dass der Tauchkolben in der in 7 gezeigten Ausführungsform mittelmäßig hervorsteht;
10 eine Ansicht, die zeigt, dass der Tauchkolben in der in 7 gezeigten Ausführungsform am weitesten hervorsteht; und
11 eine Ansicht eines hydraulischen Spannerhebers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Es folgt eine Beschreibung eines hydraulischen Spannerhebers 0 als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in den 1 bis 6 gezeigt ist. Dieser hydraulische Spannerheber 0 wird auf einen Getriebemechanismus 10 eines Ventiltriebes einer DOHC-Maschine 1 angewendet. Dieser hydraulische Spannerheber 0 ist auf einem kleinen Fahrzeug montiert, wobei die Mittellinie X (siehe 1) des Zylinders des hydraulischen Spannerhebers 0 in Richtung zur Vorderseite der Karosserie des kleinen Fahrzeugs, wie z. B. eines (nicht gezeigten) Motorrades, geneigt ist.
Die obige Verbrennungskraftmaschine 1 ist eine Einzylindermaschine oder eine Reihen-Mehrzylindermaschine, in der mehrere Zylinder parallel in Fahrzeugbreitenrichtung in regelmäßigen Intervallen angeordnet sind, wobei in einem Zylinderblock 2 der Maschine 1 eine Kurbelwelle 5 derart gelagert ist, dass sie im Uhrzeigersinn rotieren kann, wie in 1 gezeigt ist, und ein Zylinderkopf 3 und eine Kopfabdeckung 4 der Reihe nach über der Oberseite des Zylinderblocks 2 liegen, wobei der Zylinderblock 2, der Zylinderkopf 3 und die Kopfabdeckung 4 mittels Bolzen oder dergleichen (nicht gezeigt) integral verbunden sind.
Der obige Zylinder ist nahezu senkrecht zur Verbindungsfläche des Zylinderblocks 2 und des Zylinderkopfes 3, wobei ein Kolben gleitend in diesen Zylinder eingesetzt ist und mit der Kurbelwelle 5 über eine (nicht gezeigte) Pleuelstange verbunden ist, so dass dann, wenn sich der Kolben auf und ab bewegt, die Kurbelwelle 5 im Uhrzeigersinn rotiert, wie in 1 gezeigt ist.
Ein Paar Einlass- und Auslassnocken 6 sind drehbar an der Position der Verbindungsfläche des Zylinderkopfes 3 und der Kopfabdeckung 4 parallel zur Kurbelwelle 5 unterstützt, wobei ein Getriebemechanismus 10 in einer Getriebekammer 7 liegt, die durch den Zylinderblock 2, den Zylinderkopf 3 und die Kopfabdeckung 4, die die Kurbelwelle 5 und die Nockenwellen 6 umgeben, hermetisch abgeschlossen ist.
In der Getriebekammer 7 ist ein Antriebsritzel 11 integral auf die Kurbelwelle 5 aufgesetzt, wobei Abtriebsritzel, deren Teilungsdurchmesser gleich dem Doppelten desjenigen des Antriebsritzels 11 ist, integral auf das Paar der Nockenwellen 6 aufgesetzt ist, und wobei eine Endlossteuerkette 13 auf das Antriebsritzel 11 und die Antriebsritzel 12 aufgelegt ist, so dass in Verbindung mit der Uhrzeigersinndrehung der Kurbelwelle 5 die Nockenwellen 6 mit einer Drehzahl dreht, die gleich der halben Drehzahl der Kurbelwelle 5 ist.
In der Getriebekammer 7 ist eine Kettenführung 14 auf der Spannseite 13a der Steuerkette 13 (rechte Seite in 1) vorgesehen und in Kontakt mit dieser, wobei das untere Ende eines Spannergleitschuhs 15 an der lockeren Seite 13b der Steuerkette 13 längs der Außenseite der Steuerkette 13 angelenkt ist und der hydraulische Spannerheber 0 in einem Rückwandmontagesitz 3a des Zylinderkopfes 3 angeordnet ist, derart, dass ein Vorderende-Kontaktelement 57 des Tauchkolbens 50 des hydraulischen Spanners 0 den oberen Teil des Spannergleitschuhs 15 berührt, so dass ein erforderliches Spannungsniveau auf die lockere Seite 13b der Steuerkette 13 ausgeübt wird, indem der obere Teil des Spannergleitschuhs 15 mit einem benötigten Druck verschoben wird, wie später erläutert wird.
Als Nächstes werden Einzelheiten der Struktur des hydraulischen Spannerhebers 0 mit Bezug auf die 2 bis 5 beschrieben.
Der hydraulische Spannerheber 0 weist im Rückwandmontagesitz 3a des Zylinderkopfes 3 die folgenden Komponenten auf: einen Spannerkörper 20, der abnehmbar mittels eines (nicht gezeigten) Bolzens, der durch einen Flansch 21 geführt ist, wie in 4 gezeigt ist, eingesetzt ist; einen Rückschlagventilkörper 31 eines Rückschlagventils 30, der in ein kreisförmiges Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20 eingesetzt ist; einen Tauchkolben 50, der gleitend in ein Tauchkolbengehäuseloch 26 des Spannerkörpers 20 eingesetzt ist; ein Entlastungsventil 60, das am Vorderende-Kontaktelement 57 des Tauchkolbens 50 vorgesehen ist; und ein Luftabführungsventil 80, das in einem Luftabführungsventilgehäuse 23 des Spannerkörpers 20 aufgenommen ist, wobei das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 und das Luftabführungsventilgehäuseloch 23 parallel zueinander sind.
Im Spannerkörper 20 befindet sich ein Spannerkörperölzuführungsweg 24, von dem ein Ende mit einem maschinenseitigen Ölzuführungsweg 17 verbunden ist, wie in 1 gezeigt ist, und von dem das andere Ende sich in eine kreisförmige Ölzuführungsnut 34 eines Einlassölweges 37 des Rückschlagventilkörpers 31 öffnet, wo sich ein Verbindungsölzuführungsweg 25, der senkrecht zum Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 und zum Luftabführungsventilgehäuseloch 23 ausgebildet ist, befindet, wobei die Mittellinie des Spannerkörpers 20 mit der Mittellinie des Tauchkolbengehäuseloches 26 zusammenfällt und ein kreisförmiges Tauchkolbengehäuseloch 26 an einer Position näher am Vorderende als das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 angeordnet ist (in den 2, 3 und 4 in dieser Ausführungsform befindet sich die Basisende-Seite links und die Vorderende-Seite rechts).
Der Rückschlagventilkörper 31 umfasst einen Basisendel-Abschnitt 32 mit großem Durchmesser, der in das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20 einsetzbar ist, und einen Vorderende-Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der sich auf der gleichen Achse wie der Basisende-Abschnitt 32 mit großem Durchmesser befindet und einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Basisende-Abschnitt 32 mit großem Durchmesser. Die kreisförmige Ölzuführungsnut 34 ist um den Basisende-Abschnitt 32 mit großem Durchmesser ausgebildet, wobei zwei kreisförmige Nuten 35 mit dazwischen befindlicher kreisförmiger Ölzuführungsnut 34 ausgebildet sind, wobei Ringdichtungen 36 in die kreisförmigen Nuten 35 eingesetzt sind. Der Basisende-Abschnitt 32 mit großem Durchmesser ist durch die Dichtungen 36 öldicht in das äußere Ende des Rückschlagventilkörpergehäuseloches 22 des Spannerkörpers 20 eingesetzt. Der Rückschlagventilkörper 31 weist einen Einlassölweg 37 auf, der in Radialrichtung des Rückschlagventilkörpers 31 ausgerichtet ist, und der sich in die kreisförmige Ölzuführungsnut 34 öffnet.
Es sind ein Ölzuführungsweg 38, der mit dem inneren Ende des Einlassölweges 37 in Verbindung steht und in Richtung zum Vorderende des Rückschlagventilkörpers 31 längs der Zentralachse des Rückschlagventilkörpers 31 ausgerichtet ist; ein Ventilsitz 39 am Vorderende des Weges 38; und ein Kugelventilgehäuseloch 40 mit einem Durchmesser größer als der Ölzuführungsweg 38 dort vorhanden, wo ein Auslassölweg 41, der näher am Kugelventilgehäuseloch 40 liegt als der Ventilsitz 39, radial verläuft und sich in den Außenumfang des Vorderende-Abschnitts 33 mit kleinem Durchmesser öffnet.
In einem Drosselventilkörper 42, der in das Kugelventilgehäuseloch 40 des Rückschlagventilkörpers 31 eingepresst ist, sind ein Federgehäuseloch 43, ein Ölweg 44 mit einem kleineren Durchmesser als das Loch 43, eine Drossel 45 und eine konische Oberfläche 46 in der erwähnten Reihenfolge ausgehend vom Basisende des Rückschlagventilkörpers 31 bis zu seinem Vorderende angeordnet. Eine Ventilfeder 47 ist in das Federgehäuseloch 43 eingesetzt. Der Ölzuführungsweg 38, der Ventilsitz 39, das Kugelventilgehäuseloch 40, der Auslassölweg 41, die Ventilfeder 47 und das Kugelventil 48 bilden das Rückschlagventil 30. Wenn kein Drucköl im Ölzuführungsweg 38 vorhanden ist, wird das Kugelventil 48, das frei in das Kugelventilgehäuse 40 eingesetzt ist, durch die Federkraft der Ventilfeder 47 gegen den Ventilsitz 39 gedrückt, um das Rückschlagventil 30 zu schließen.
Der Tauchkolben 50 umfasst ein zylindrisches Element 51, ein Vorderende-Kontaktelement 57, das in das Vorderende einer Vorderende-Innenumfangsoberfläche 55 mit kleinem Durchmesser in einen Vorderende-Abschnitt 54 mit kleinem Durchmesser des zylindrischen Elements 51 eingesetzt ist, wobei ein Entlastungsventil 60 in ein Entlastungsventilkörpergehäuseloch 58 des Vorderende-Kontaktelements 57 eingesetzt ist. Der Basisende-Abschnitt 52 mit großem Durchmesser des zylindrischen Elements 51 ist gleitend in das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20 eingesetzt; der Vorderende-Abschnitt 54 mit kleinem Durchmesser des zylindrischen Elements 51 ist gleitend in das Tauchkolbengehäuseloch 26 des Spannerkörpers 20 eingesetzt; eine Innenstufenstirnfläche 56a einer Stufenstirnfläche 56, mit der eine (später erwähnte) Schwimmhülse 71 in Eingriff gebracht werden kann, ist an der Grenze zwischen dem Basisende-Innenumfang 53 mit großem Durchmesser des Basisende-Abschnitts 52 mit großem Durchmesser und der Vorderende-Innenumfangsoberfläche 55 mit kleinem Durchmesser des Vorderende-Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser ausgebildet; eine Führungsnut 54a ist in Richtung zur Erzeugungslinienrichtung auf der Außenumfangsoberfläche des Vorderende-Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser ausgerichtet ausgebildet. Da die Spitze einer Schraube 28 durch die Außenwand 27 des Tauchkolbengehäuses 26 des Spannerkörpers 20 in die Führungsnut 54a eingesetzt ist, rotiert der Tauchkolben 50 nicht und kann innerhalb des Rückschlagventilkörpergehäuseloches 22 und des Tauchkolbengehäuseloches 26 des Spannerkörpers 20 axial gleiten.
Im Vorderende-Kontaktelement 57 befindet sich eine Ölvorratsaussparung 62, die sich in das Vorderende des Entlastungsventilkörpergehäuseloches 58 (am äußersten rechten Ende in den 2 und 3) öffnet, wobei ein Abführungsölweg 63 über die Ölvorratsaussparung 62 mit dem Außenraum in Verbindung steht. Ein Entlastungsventilkörper 61 ist in das Entlastungsventilkörpergehäuseloch 58 eingesetzt; eine Ventilhaltehülse 64 ist gleitend in die Innenumfangsoberfläche des Entlastungsventilkörpers 61 eingesetzt; die Entlastungsventilscheibe 66 des Entlastungsventils 60 ist in den Abschnitt 65 mit kleinem Durchmesser der Ventilhaltehülse 64 eingesetzt; die Ventilfeder 68 ist zwischen der Stirnfläche 65a des Abschnitts 65 mit kleinem Durchmesser der Ventilhaltehülse 64 und der vorderen Stirnfläche 58a des Entlastungsventilkörpergehäuseloches 58 eingesetzt, so dass durch die Federkraft dieser Ventilfeder 68 die konische vordere Stirnfläche 67 der Entlastungsventilscheibe 66 fest gegen den Ventilsitz 69 des Entlastungsventils 60 gedrückt wird, um das Entlastungsventil 60 zu schließen.
Wenn die vordere konische Stirnfläche 67 der Entlastungsventilscheibe 66 in Kontakt mit dem Ventilsitz 69 des Entlastungsventils 60 ist, existiert dann, wenn eine Basisstirnfläche 59 (äußerstes linkes Ende in den 2 und 3) des Basisende-Abschnitts 52 mit großem Durchmesser des Tauchkolbens 50 mit der gestuften Stirnfläche 49 des Rückschlagventilkörpers 31 des Rückschlagventils 30 (siehe 2) in Kontakt ist, eine Ventilkammer 70 zwischen der vorderen Stirnfläche des Drosselventilkörpers 42 und der Basisstirnfläche des Entlastungsventilkörpers 61, wobei ferner ein gewisser Spielraum zwischen der konischen vorderen Stirnfläche 67 der Entlastungsventilscheibe 66 und der konischen Oberflächenöffnung 46 des Drosselventilkörpers 42 existiert.
Eine harte Spannerfeder 72 mit einer großen Federkonstanten k1 und eine weiche Spannerfeder 73 mit einer kleinen Federkonstanten k2 sind in Reihe angeordnet und bilden eine Kombinationsspannerfeder; ferner sind die harte Spannerfeder 72 und die Schwimmhülse 71 in dem Vorderende-Abschnitt 32 mit kleinem Durchmesser des Rückschlagventils 30 von der vorderen Stirnseite des Basisende-Abschnitts 32 mit großem Durchmesser her eingesetzt; und ferner ist die weiche Spannerfeder 73 näher am Vorderende als an der Schwimmhülse 71 angeordnet und in den Vorderende-Abschnitt 33 mit kleinem Durchmesser und in die Vorderende-Innenumfangsoberfläche 55 mit kleinem Durchmesser des Tauchkolbens 50 eingesetzt.
Es ist eine kreisförmige Ölzuführungsnut 83 in der Außenumfangsoberfläche des Luftabführungsventilkörper-Basisendes 81 des Luftabführungsventils 80 vorhanden; es ist ein Einlassölweg 84 vorhanden, der sich in die kreisförmige Ölzuführungsnut 83 längs der Radialrichtung des Luftabführungsventilkörper-Basisendes 81 öffnet; und es ist ein Ölzuführungsweg 85 vorhanden, der mit dem Innenende des Einlassölweges 84 in Verbindung steht und in Richtung zum Vorderende des Luftabführungsventilkörper-Basisendes 81 längs der Zentralachse des Luftabführungsventilkörper-Basisendes 81 ausgerichtet ist, wobei ferner an seinem Vorderende ein Ventilsitz 86 vorhanden ist.
Am Basisende des Luftabführungsventilkörper-Vorderendes 82 des Luftabführungsventils 80 befindet sich ein Kugelventilgehäuseloch 87 mit einem Durchmesser, der größer ist als der Ölzuführungsweg 85, wobei am Vorderende des Kugelventilgehäuseloches 87 ein gestufter Ölweg 88 vorhanden ist, der einen kleineren Durchmesser aufweist als das Kugelventilgehäuseloch 87. Eine Ventilfeder 89 ist in den Abschnitt 88a mit großem Durchmesser des gestuften Ölweges 88 eingesetzt, wobei ein Kugelventil 90 im Kugelventilgehäuseloch 87 aufgenommen ist.
Mit der Ventilfeder 89 und dem Kugelventil 90, die innerhalb des Luftabführungsventilkörper-Vorderendes 82 aufgenommen sind, wird das Luftabführungsventilkörper-Basisende 81 in das Luftabführungsventilgehäuseloch 23 eingesetzt, nachdem das Luftabführungsventilkörper-Vorderende 82 in das Luftabführungsventilgehäuseloch 23 des Spannerkörpers 20 eingesetzt worden ist, woraufhin ein Werkzeug mit einem sechseckigen säulenförmigen Kopf (nicht gezeigt) in ein sechseckiges Loch 91 am Basisende des Luftabführungsventilkörper-Basisendes 81 eingesetzt und mit diesem in Eingriff gebracht wird; das Außengewinde 92 des Luftabführungsventilkörper-Basisendes 81 wird in das Innengewinde 29 des Spannerkörpers 20 geschraubt, indem das Werkzeug in einer Richtung gedreht wird, so dass das Luftabführungsventil 80 in das Luftabführungsventilgehäuseloch 23 des Spannerkörpers 20 eingebaut wird.
Da die Luftabführungsstruktur des Luftabführungsventils 80 die gleiche ist wie diejenige der Luftabführungsstruktur, die in JP-A 287092/2003 beschrieben ist, wird eine genaue Beschreibung hier weggelassen.
Es folgt eine Erläuterung einer Federreaktionskraft gegen eine Druckkraft ohne Zuführung von Drucköl zum hydraulischen Spannerheber 0.
Wie in 2 gezeigt ist, wird für das Federsystem bestehend aus der harten Spannerfeder 72 mit großer Federkonstanten k1 und der weichen Spannerfeder 73 mit kleinerer Federkonstanten k2, die längs der Richtung, in der die Last ausgeübt wird, in Reihe angeordnet sind, die Kombinationsfederkonstante zu k1·k2/(k1 + k2) berechnet, wobei diese Kombinationsfederkonstante kleiner als die Federkonstante k1 der harten Spannerfeder 72 und auch kleiner als die Federkonstante k2 der weichen Spannerfeder 73 ist.
Wenn die harte Spannerfeder 72 und die weiche Spannerfeder 73, die in Reihe angeordnet sind, eine Kombinationsfeder bilden, wie in 6c gezeigt ist, steht der Tauchkolben 50 weit aus dem Spannerkörper 20 hervor und die vordere Stirnfläche 71a der Schwimmhülse 71 ist von der inneren Stufenstirnfläche 56a des Tauchkolbens 50 abgesetzt; ferner ist die äußere Stufenstirnfläche 56b des Vorderende-Abschnitts 54 mit kleinem Durchmesser und der Basisende-Abschnitt 52 mit großem Durchmesser in Kontakt mit der gestuften Stirnfläche 49b der vorderen Stirnseite als Grenzstufe zwischen dem Tauchkolbengehäuseloch 26 und dem Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22. Wenn der Tauchkolben 50 aus dem Spannerkörper 20 am weitesten hervorsteht, werden die harte Spannerfeder 72 und die weiche Spannerfeder 73 in Reihe verbunden und die Federkonstante in diesem Zustand ist die obenerwähnte kleine Kombinationsfederkonstante k1·k2/(k1 + k2), wobei der Tauchkolben 50 leicht in das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20 gedrückt wird.
Wenn der Tauchkolben 50 zunehmend in das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20 geschoben wird, nimmt die Federreaktionskraft proportional zum Verschiebungsmaß zu. Wenn der Tauchkolben 50 tief in das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20 geschoben wird und wie in 6b gezeigt die vordere Stirnfläche 71a der Schwimmhülse 71 mit der inneren Stufenstirnfläche 56a des Tauchkolbens 50 in Kontakt kommt, wird die auf den Tauchkolben 50 ausgeübte Druckkraft ohne Vermittlung der weichen Spannerfeder 73 von der inneren Stufenstirnfläche 56a des Tauchkolbens 50 über die Schwimmhülse 71 und die harte Spannerfeder 72 auf den Basisende-Abschnitt 32 mit großem Durchmesser des Tauchkolbengehäuseloches 26 übertragen, weshalb in diesem Fall die Federkonstante gleich der Federkonstanten k1 nur der harten Spannerfeder 72 ist und die Anstiegsrate der Reaktionskraft gegen die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft höher wird.
Wie in 6b gezeigt ist, wird dann, wenn die vordere Stirnfläche 71a der Schwimmhülse 71 beginnt, die innere Stufenstirnfläche 56a des Tauchkolbens 50 zu berühren, wenn die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft ansteigt und der Tauchkolben 50 in das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 gedrückt wird, derart, dass er näher an den Basisende-Abschnitt 32 mit größerem Durchmesser des Spannerkörpers 20 herankommt, die Reaktionskraft gegen die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft durch die Federkraft nur der harten Spannerfeder 72 größer.
Wenn wie in 6a gezeigt die Basisstirnfläche 59 des Tauchkolbens 50 mit der gestuften Basisstirnseite-Stirnfläche 49a des Rückschlagventilkörpers 31 in Kontakt kommt, kann der Tauchkolben 50 nicht weiter in das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 gedrückt werden.
Wenn die Verbrennungskraftmaschine 1 zu arbeiten aufhört und dem hydraulischen Spannerheber 0 kein Drucköl zugeführt wird, befindet sich dann, wenn eine neue Steuerkette 13 auf das Antriebsritzel 11 und die Abriebsritzel 12 aufgelegt wird, der Tauchkolben 50 um eine kleine Strecke (ΔX) weiter innen als dann, wenn die innere Stufenstirnfläche 56a des Tauchkolbens 50 beginnt, die vordere Stirnfläche 71a der Schwimmhülse 71 zu berühren, wie in 6b gezeigt ist. Der Spannerkörper 20 der Tauchkolben 50, die harte Spannerfeder 72 und die weiche Spannerfeder 73 sind so ausgeführt, dass die Vorsprungsgrößen des Tauchkolbens 50, X1, X2 und X3, wie in 6a, 6b und 6c gezeigt ist, die Beziehung X2 – X1 < X3 – X2 erfüllen.
Da die in den 1 bis 6 gezeigte Ausführungsform wie oben erwähnt aufgebaut ist, wird dann, wenn eine neue Steuerkette 13 auf das Antriebsritzel 11 und die Abriebsritzel 12 aufgelegt wird, und die Verbrennungskraftmaschine 1 zu arbeiten aufhört und kein Drucköl von einer Hydraulikpumpe dem hydraulischen Spannerheber 8 zugeführt wird, aufgrund der Spannungsreaktionskraft der Steuerkette 13 der Tauchkolben 50 um ΔX tiefer in das Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20b gedrückt als in dem in 6 gezeigten Zustand. In diesem Moment wirkt die Federkraft der weichen Spannerfeder 73 nicht und der Tauchkolben 50 wird durch die Federkraft nur der harten Spannerfeder 72 nach außen gedrückt oder vorbelastet.
In der Anfangsbetriebsphase, in der die Verbrennungskraftmaschine 1 zu arbeiten beginnt und die Steuerkette 13 zwischen dem Antriebsritzel 11 und den Abtriebsritzeln 12 umzulaufen beginnt, erreicht das Drucköl von der Hydraulikpumpe noch nicht den hydraulischen Spannerheber 0, wobei nur die Federkraft der harten Spannerfeder 12 mit einer großen Federkonstanten k1 die Druckkraft auf den hydraulischen Spannerheber 72 trägt, wenn die Steuerkette 13 umläuft.
Wenn das zur Kurbelwelle 5 der Verbrennungskraftmaschine 1 übertragene Drehmoment sich aufgrund einer unterbrochenen Verbrennung in der Maschine 1 unregelmäßig ändert und die Spannung der Steuerkette 13 sich ändert und die lockere Seite 13b der Steuerkette 13 für einen Moment stark durchhängt, ragt der Tauchkolben 50 vom Spannerkörper 20 weiter hervor als in dem in 6b gezeigten Zustand, wobei die innere Stufenstirnfläche 56a des Tauchkolbens 50 von der vorderen Stirnfläche 71a der Schwimmhülse 71 abgesetzt ist; in diesem Fall wird der Tauchkolben 50 durch die Federkraft mit der Kombinationsfederkonstanten k1·k2/(k1 + k2), die kleiner ist als die Fehlerkonstante k1 der harten Spannerfeder 72, nach außen gedrückt, so dass der hydraulische Spannerheber 0 in angemessener Weise eine kleine Spannungsänderung absorbieren kann.
Selbst wenn ferner die Spannerkette 13 über eine lange Zeitspanne benutzt wird und ihre Länge größer wird als die ursprüngliche Länge, arbeitet der hydraulische Spannerheber 0 in der gleichen Weise wie oben erwähnt worden ist.
Wenn die Verbrennungskraftmaschine 1 zu arbeiten beginnt und eine gegebene Zeitspanne verstreicht, wird Drucköl von der (nicht gezeigten) Hydraulikpumpe durch den maschinenseitigen Ölzuführungsweg 17 der Maschine 1, den Spannerkörper-Ölzuführungsweg 24 des Spannerkörpers 20 und die kreisförmige Ölzuführungsnut 34 des Einlassölweges 37 zum Ölzuführungsweg 38 geschickt; das zugeführte Drucköl im Ölzuführungsweg 38 öffnet das Rückschlagventil 30, so dass Drucköl in das Kugelventilgehäuseloch 40 zugeführt wird; ein Teil des zugeführten Drucköls im Kugelventilgehäuseloch 40 wird über das Federgehäuseloch 43, den Ölweg 44, die Drossel 45 und die konische Oberflächenöffnung 46 (erster Ölkanal) der Ventilkammer 70 zugeführt; anschließend wird es von der Ventilkammer 70 einer Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser zugeführt, wobei gleichzeitig das übrige zugeführte Drucköl im Kugelventilgehäuseloch 40 über den Einlassölweg 41, die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser, dem Verbindungsölweg 25 und die kreisförmige Ölzuführungsnut 83 dem Ölzuführungsweg 85 zugeführt wird.
Insbesondere in der frühen Phase des Hydraulikpumpenbetriebes verbleibt die Luft im Druckölkreis zum hydraulischen Spannerheber 0, sowie im Druckölkreis im hydraulischen Spannerheber 0, wobei das Drucköl, das in diesen Druckölkreisen fließt, viel Luft enthält. Die Luft im zugeführten Drucköl in 85 wird durch den Abschnitt 88a mit großem Durchmesser und den Abschnitt 880b mit kleinem Durchmesser des gestuften Ölweges 88 und das Luftauslassloch 23a des Luftabführungsventilgehäuseloches 23 an die Atmosphäre abgegeben (ins Innere der Getriebekammer), wobei die im Drucköl im Druckölkreis zum hydraulischen Spannerheber 0 und im Druckölkreis des hydraulischen Spannerhebers 0 enthaltene Luft in die Getriebekammer 7 abgegeben wird.
Wenn der Druck des Drucköls im Ölzuführungsweg 85 ansteigt, berührt das Kugelventil 90 aufgrund des Drucks des Drucköls die Basisendkante 88c des Abschnitts 88a mit großem Durchmesser des gestuften Ölwegs 88, wobei die Luftabgabe aus dem Luftabführungsventil 80 stoppt. Während eines Niedrigdrehzahlbetriebs unmittelbar nach dem Start der Verbrennungskraftmaschine 1 wird ferner der Tauchkolben 50 etwas mehr in Richtung zum Basisende-Abschnitt 32 mit großem Durchmesser im Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20 gedrückt als in den in 6b gezeigten Zustand, so dass die vordere Stirnfläche 71a der Schwimmhülse 71 die innere Stufenstirnfläche 56a des Tauchkolbens 50 berührt und die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser getrennt werden. Folglich wandert das Drucköl niemals durch den Auslassölweg 41, die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser und die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser (zweiter Ölkanal) in die Ventilkammer 70.
Wenn der Druck des Drucköls, das dem Kugelventilgehäuseloch 40 zugeführt wird und durch das Federgehäuseloch 43, den Ölweg 44, die Drossel 45 und die konische Oberflächenöffnung 46 in die Ventilkammer 70 geleitet wird, den Entlastungsdruck des Entlastungsventils 60 überschreitet, wird die vordere konische Stirnfläche 67 der Entlastungsventilscheibe 66 des Entlastungsventils 60 von der Ventilkammer 69 abgehoben und das Entlastungsventil 60 öffnet sich, wobei dann, wenn die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft nahezu konstant ist, so viel Drucköl, wie dem hydraulischen Spannerheber 50 zugeführt wird, vom Entlastungsventil 60 durch das Entlastungsventilkörpergehäuseloch 58 und die Ölvorratsaussparung 62 zum Auslassölweg 63 geleitet wird und in die Getriebekammer 7 abgegeben wird.
Wenn keine erhebliche Spannungsreaktionskraft in der Steuerkette 13 erzeugt wird und das Vorsprungsmaß des Tauchkolbens 50 größer als X2 ist, wie in 6b gezeigt ist, arbeiten die harte Spannerfeder 72 und die weiche Spannerfeder 73 als Reihenkombinationsfeder, so dass die Kombinationsfederkonstante k1·k2/(k1 + k2) kleiner als die Federkonstante k1 der harten Spannerfeder 72 und auch kleiner als die Federkonstante k2 der weichen Spannerfeder 73 ist, so dass die Schubkraft von der Steuerkette 13 in Reaktion auf eine Änderung der Spannung der Steuerkette 13 flexibel getragen werden kann.
Wenn außerdem die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft abnimmt und die vordere Stirnfläche 71a der Schwimmhülse 71 von der inneren Stufenstirnfläche 56a des Tauchkolbens 50 abgesetzt wird, wie in 6c gezeigt ist, werden die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser verbunden, wobei im Gegensatz zu der Situation, in der die vordere Stirnfläche 71a der Schwimmhülse 71 mit der inneren Stufenstirnfläche 56a des Tauchkolbens 50 in Kontakt ist, das durch das Rückschlagventil 30 in das Kugelventilgehäuseloch 40 fließende Drucköl nicht nur über das Federgehäuseloch 43, den Ölweg 44, die Drossel 45 und die konische Oberflächenöffnung 46 der Ventilkammer 70 zugeführt wird, sondern auch über den Auslassölweg 41, die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser der Ventilkammer 70 zugeführt wird, so dass selbst dann, wenn die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft plötzlich abnimmt, der Tauchkolben 50 in Reaktion auf diese Situation unmittelbar aus dem Spannerkörper 20 hervorragt.
Wenn die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft zunimmt, wird der Tauchkolben 50 in Richtung zum Basisende-Abschnitt 32 mit großem Durchmesser im Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20 gedrückt, wobei die auf den Tauchkolben 50 ausgeübte Schubkraft durch die Federkraftzunahme der harten Spannerfeder 72 entsprechend diesem Verschiebungsmaß und durch den Druckanstieg in der Ventilkammer 50 und der Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser, der dem Strömungswiderstand des durch die Drossel 75 strömenden Drucköls zuzuschreiben ist, aufgenommen wird. Wenn andererseits die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft abnimmt, ragt der Tauchkolben 50 durch die Federkraft der harten Spannerfeder 72 und die Zufuhr des Drucköls zur Ventilkammer 70 durch das Verschließen des Entlastungsventils 60 mit einem Abfall des Drucköldrucks in der Ventilkammer 70 hervor, wodurch die Spannung der Steuerkette 13 nahezu konstant gehalten werden kann.
Wenn ferner die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft ungewöhnlich zunimmt, kann diese große Schubkraft aufgenommen werden, da die vordere Stirnfläche 71a der Schwimmhülse 71 und die innere Stufenstirnfläche 56a miteinander in Kontakt kommen und folglich die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser getrennt werden, wobei Drucköl mit einem großen Strömungswiderstand vom Kugelventilgehäuseloch 40 nur durch das Federgehäuseloch 43, die Drossel 45 und die konische Oberflächenöffnung 46 in die Ventilkammer 70 strömt, und ferner auch aufgrund der großen Federkraft der harten Spannerfeder 72 mit großer Federkonstanten; somit wird der Tauchkolben 90 sehr tief hineingedrückt, wie in 6a gezeigt ist, so dass es möglich ist, die Basisstirnfläche 59 des Basisende-Abschnitts 52 mit großem Durchmesser des Tauchkolbens 50 vor einer Kollision mit der Basisende-Stufenstirnfläche 49a des Rückschlagventilkörpers 31 des Spannerkörpers 20 zu bewahren, und somit Geräusche zu verhindern, die beim Kontakt des Tauchkolbens 50 erzeugt werden können.
Da die konische vordere Stirnfläche 67 auf der Entlastungsventilscheibe 66 des Entlastungsventils 60 ausgebildet ist, ist die Änderung des Drucks des zwischen der konischen vorderen Stirnfläche 67 und dem Ventilsitz 69 fließenden Öls kontinuierlich, so dass im Entlastungsventil 70 kaum Schnattern auftritt.
Wenn in der in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsform die vordere Stirnfläche 61a der Schwimmhülse 71 mit der inneren Stufenstirnfläche 56a des zylindrischen Elements 51 in Kontakt kommt, werden die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser durch die Schwimmhülse 71 getrennt und der Tauchkolben 50 und die Schwimmhülse 51 im Rückschlagventilkörpergehäuseloch 22 des Spannerkörpers 20 bewegen sich zusammen, wobei das zylindrische Element 51 und die Schwimmhülse 71 so gestaltet sind, dass die weiche Spannerfeder 73 die auf das Vorderende-Kontaktelement 57 des Tauchkolbens 50 ausgeübte Schubkraft nicht trägt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Basisende-Innenumfangsoberfläche 53 mit großem Durchmesser des zylindrischen Elements 51 einen Abschnitt 53a mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 53b mit kleinem Durchmesser umfasst, der die Außenumfangsoberfläche 71c der Schwimmhülse 70 berühren kann.
In den in den 7 bis 10 gezeigten Ausführungsformen befindet sich der Tauchkolben etwas weiter innen als in seinem am weitesten hervorstehenden Zustand (10), wobei, wie in 9 gezeigt ist, die vordere Außenumfangsoberflächen-Stirnkante 71d der Schwimmhülse 71 nahe am Abschnitt 53b mit kleinem Durchmesser der Basisende-Innenumfangsoberfläche 53 mit großem Durchmesser des zylindrischen Elements 51 liegt; wenn der Tauchkolben 50 weiter nach innen gedrückt wird und sich aus seiner Position der 9 in die Position der 8 bewegt, werden die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser getrennt; das Drucköl im Kugelventilgehäuseloch 40 fließt vom Kugelventilgehäuseloch 40 nur durch das Federgehäuseloch 43, den Ölweg 44, die Drossel 45 und die konische Oberflächenöffnung 46 in die Ventilkammer 70, da die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser, die den zweiten Ölkanal bilden, getrennt sind, wobei der Strömungswiderstand des Drucköls vom Kugelventilgehäuseloch 40 zur Ventilkammer 70 hoch ist und der Widerstand gegen die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft größer ist als dann, wenn der Tauchkolben 50 sich von der Position der 10 in die Position der 9 bewegt.
Während sich jedoch die Schwimmhülse 71 von der Positionsfigur 9 zu der Position der 8 bewegt, schrumpft die weiche Spannerfeder 73 als eine Feder, die die Schubkraft des Tauchkolbens 50 trägt; daher ist die Federkonstante der Feder, die auf dem Tauchkolben 50 wirkt, die kleine Federkonstante der Kombinationsfeder, die aus der harten Spannerfeder 72 und der weichen Spannerfeder 73 besteht, so dass dann, wenn die Schwimmhülse 71 sich von der Position der 9 zur Position der 8 bewegt, die Federkraft für den Widerstand gegen die Verschiebungskraft des Tauchkolbens 50 kleiner ist als dann, wenn die Schwimmhülse 71 sich von der Position der 8 zur Position der 7 bewegt.
Wenn sich die Schwimmhülse 71 von der Position der 8 zur Position der 7 bewegt, werden die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser getrennt und die Federkonstante der Feder, die auf den Tauchkolben 50 wirkt, ist die Federkonstante k1 nur der harten Spannerfeder 72 und ist größer als die Federkonstante der Serienkombinationsfeder k1·k2/(k1 + k2), so dass der Widerstand gegen die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft groß ist.
Was oben beschrieben worden ist, wird wie folgt zusammengefasst. In dem in den 10 bis 9 gezeigten Zustand ist die Federkonstante gleich k1·k2/(k1 + k2), d. h. klein, wobei ferner die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser verbunden sind und der Strömungswiderstand des Drucköls klein ist, so dass der Widerstand gegen die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft am kleinsten ist. In dem in den 9 bis 8 gezeigten Zustand bleibt die Federkonstante mit k1·k2/(k1 + k2) noch klein, jedoch ist der Strömungswiderstand des Drucköls groß, da die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser durch die Schwimmhülse 71 getrennt sind, so dass der Widerstand gegen die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft mittelmäßig ist. In dem in den 8 bis 7 gezeigten Zustand ist die Federkonstante mit k1 groß, da die Ölkammer 74 mit großem Durchmesser und die Ölkammer 75 mit kleinem Durchmesser durch die Schwimmhülse 71 getrennt sind und der Strömungswiderstand des Drucköls groß ist, so dass der Widerstand gegen die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft am größten ist.
Während sich der Widerstand gegen die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft in der in den 1 bis 6 gezeigten Ausführungsform in zwei Schritten ändert, ändert sich der Widerstand gegen die den Tauchkolben 50 verschiebende Kraft in der in den 7 bis 10 gezeigten Ausführungsform in drei Schritten.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 11 gezeigt. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftableitungsventil 100 als ein Ableitungsmechanismus für Luft und Öl nicht integral mit dem Spannerheber 0, sondern separat von diesem vorhanden ist, und dass das Luftabführungsventil 100 im bereits montierten Spannerkörper 20 montiert wird. Somit sind die Grundstruktur und die Funktionalität des Luftabführungsventils 100 nahezu die gleichen wie in den obigen Ausführungsformen, und werden hier nicht beschrieben.
Das Luftabführungsventil 100 ist senkrecht zur Längsrichtung des Spannerkörpers 20 angeordnet und montiert, wobei dies erreicht wird, indem das Gewinde des Luftabführungsventils 100 in eine Gewindebohrung b geschraubt wird, die in der Seite des Spannerkörpers 20 ausgebildet ist, und das Ventil integral befestigt wird. Das Luftabführungsventil 100 umfasst: eine Basis 101, die direkt in die Seite des Spannerkörpers 20 geschraubt wird; einen Ventilfederhalter 105, der in die Basis 101 geschraubt ist, die ein Kugelventil 103 enthält, das in dem Ventilsitz 102 der Basis 101 mit einer Feder 104 über den Kontakt und die Verbindung ihrer Verbindungsoberfläche mit der Basis 101 in einer Weise eingepresst ist, die dem Ventil erlaubt, frei Kontakt herzustellen oder aufzuheben, wobei ein Erweiterungsdurchlass 106 in den Ventilfederhalter 105 geschraubt ist.
Diese Bauelemente 101 bis 106 sind in Reihe miteinander verbunden und erstrecken sich senkrecht zum Spannerkörper 20. Das Luftabführungsventil 100 kann am Spannerkörper 20 montiert werden, nachdem die Bauelemente 101 bis 106 im Voraus zusammengefügt worden sind, oder die einzelnen Bauelemente 101 bis 106 können einzeln am Spannerkörper 20 montiert werden.
Da in dieser Ausführungsform das Luftabführungsventil 100 eine separate Einheit ist, wird die Struktur des Spannerhebers vereinfacht, was dessen Herstellung einfach macht. Da außerdem das Luftabführungsventil 100 als separate Einheit vom Spannerkörper 20 zur Reparatur oder zu Einstellungszwecken abgenommen werden kann, können eine Reparatur oder eine Einstellungsarbeit leichter durchgeführt werden, was die Arbeitseffizienz verbessert und einen Vorteil hinsichtlich der Kosten bietet.
Um eine angemessene Vorbelastung für einen Endlosgetrieberiemen mittels Vorspannkräften mehrerer Federn mit unterschiedlichen Vorspannkräften und einer Öldruckvorspannkraft zu schaffen, und um eine Einstellung für diesen Zweck einfach zu machen, umfasst eine Struktur einen nahezu zylindrischen Tauchkolben 50, einen Spannerkörper 20, in den der Tauchkolben 50 eingesetzt ist, Hochdruckölkammern 70, 74, 75, die vom Spannerkörper 20 und vom Tauchkolben 50 umgeben sind und denen Drucköl zugeführt wird, sowie zwei Spannerfedern, d. h. eine harte Feder 72 und eine weiche Feder 73, die durch den Spannerkörper 20 unterstützt sind und in Reihe angeordnet sind, um den Tauchkolben 50 vorzubelasten, wobei der Tauchkolben 50 in seinem vollständig gestreckten Zustand durch die in Reihe angeordneten harten und weichen Spannerfedern 72, 73 unterstützt ist, und in einem Zustand, in dem der Tauchkolben 50 aus seinem vollständig gestreckten Zustand um ein vorgeschriebenes Maß oder weiter zurückgeschoben ist, durch die harte Spannerfeder 72 unterstützt wird.

Claims

Hydraulischer Spannerheber, umfassend: einen Spannerkörper (20) mit einem Gehäuseloch (26); einen Tauchkolben (50), der gleitend in das Gehäuseloch (26) eingesetzt ist; eine Hochdruckölkammer (70, 74, 75), die von dem Spannerkörper (20) und dem Tauchkolben (50) umgeben ist und der Drucköl zugeführt wird; und eine Spannerfeder, die den Tauchkolben (50) in der Hochdruckölkammer (70, 74, 75) vorbelastet, so dass er hervorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass: die Spannerfeder mehrere in Reihe angeordnete Federn (72, 73) umfasst.
Hydraulischer Spannerheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn sich der Tauchkolben (50) in einer Position befindet, die ausgehend von seiner am weitesten hervorstehenden Position um ein vorgeschriebenes Maß nach innen verschoben ist, die Federlänge einer auf der Seite des Tauchkolbens angeordneten Feder (73) unter den mehreren Federn festgelegt ist.
Hydraulischer Spannerheber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstante einer auf der Seite des Spannerkörpers angeordneten Feder (72) unter den mehreren Federn am größten ist.
Hydraulischer Spannerheber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis des Spannerkörpers (20) der Hochdruckölkammer (70, 74, 75) zugewandt ist; in der Basis ein Öleinlassloch ausgebildet ist, das sich in die Hochdruckölkammer (70, 74, 75) öffnet; ein Rückschlagventil (30) zum Verhindern einer Rückwärtsströmung aus der Hochdruckölkammer (70) im Öleinlassloch vorgesehen ist, und ein Entlastungsventil (60) stromabseitig der Hochdruckölkammer (70, 74, 75) vorgesehen ist; ein erster Ölkanal (43, 44, 45, 46) und ein zweiter Ölkanal (41, 75, 74) parallel vom Öleinlassloch bis zum Entlastungsventil (60) angeordnet sind; der erste Öldurchlass mit einer Öffnung versehen ist; und im zweiten Ölkanal (41, 75, 74) der Weg zum Entlastungsventil (60) blockiert wird, wenn der Tauchkolben (50) ausgehend von seiner am weitesten hervorstehenden Position um ein vorgeschriebenes Maß nach innen verschoben wird.
Hydraulischer Spannerheber nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ventilscheibe (66) des Entlastungsventils (60) konisch ist.
Hydraulischer Spannerheber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spitze der konischen Ventilscheibe (66) des Entlastungsventils (60) vom Entlastungsventilkörper (61) des Entlastungsventils (60) in Richtung zum ersten Ölkanal (43, 44, 45, 46) und zum zweiten Ölkanal (41, 75, 74) hervorsteht.