DE102016119258B4 - Spannvorrichtung, Kettenantriebssystem und Riemenantriebssystem - Google Patents

Spannvorrichtung, Kettenantriebssystem und Riemenantriebssystem Download PDF

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Abstract

Spannvorrichtung (44) zum Spannen eines Zugmittels eines Zugmitteltriebs, die Folgendes umfasst:ein Gehäuse (50), das eine Bohrung (52) definiert;einen in besagter Bohrung (52) befindlichen Kolben (54), wobei der Kolben (54) an seinem dem Inneren des Gehäuses (50) zugewandten Ende einen Flansch (62) aufweist und die Bohrung (52) des Gehäuses (50) im Bereich des Flanschs (62) einen dem Durchmesser des Flanschs (62) entsprechenden vergrößerten Durchmesser aufweist, und wobei der Kolben (54) eine Kolbenbohrung aufweist;genau eine Feder (56), wobei die Feder (56) mit dem Kolben (54) in Eingriff steht, um den Kolben (54) in einer Richtung von dem Inneren des Gehäuses (50) weg vorzuspannen, und wobei sich die Feder (56) durch die gesamte Kolbenbohrung bis hin zu dem Ende des Bereichs der Bohrung (52) des Gehäuses (50) mit vergrößertem Durchmesser, welches der von dem Kolben (54) abgewandten Seite des Flanschs (62) zugewandt ist, erstreckt; undgenau zwei Ölkammern (58, 60), wobei sich eine erste Ölkammer (58) auf einer von dem Kolben (54) abgewandten Seite des Flanschs (62) und eine zweite Ölkammer (60) auf einer dem Kolben (54) zugewandten Seite des Flanschs (62) befindet;wobei genau zwei Ölkanäle (64, 66) mit dem Gehäuse (50) in Verbindung stehen, wobei ein erster Ölkanal (64) mit der ersten Ölkammer (58) und ein zweiter Ölkanal (66) mit der zweiten Ölkammer (60) verbunden ist, und wobei der erste und zweite Ölkanal (64, 66) selektiv mit unter Druck stehendem Fluid von einem Regelventil (68) versorgt werden; und wobeieine Steuerung (70) das Regelventil (68) zum selektiven Zuführen von unter Druck stehendem Fluid entweder zu der ersten Ölkammer (58) oder der zweiten Ölkammer (60) steuert, wobei das zur ersten Ölkammer (58) geführte unter Druck stehende Fluid die Kraft auf die Spannvorrichtung (44) zusätzlich zur Federkraft durch die Feder (56) erhöht, und das zur zweiten Ölkammer (60) geführte unter Druck stehende Fluid der von der Feder (56) ausgeübten Kraft entgegenwirkt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine variable Spannvorrichtung für eine Antriebskette oder einen Riemen in einem Verbrennungsmotor oder einer anderen Industriemaschine und kann auch für eine Ausgleichswelle oder ein Ölpumpen-Antriebssystem verwendet werden.
  • HINTERGRUND UND KURZDARSTELLUNG
  • Ein Verbrennungsmotor verwendet normalerweise eine(mehrere) Nockenwelle(n), um die Ventile des Motors zu öffnen und zu schließen, um die Zufuhr an Ansaugluft zum Zylinder für die Verbrennung darin sowie die Entfernung von Abgasen nach der Verbrennung daraus zu kontrollieren. Ein Nockenwellen-Antriebselement, wie ein Zahnriemen oder eine Steuerkette, wird häufig verwendet, um die Drehung der Kurbelwelle und der Nockenwelle(n) des Motors zu synchronisieren, sodass sich die Einlass- und Auslassventile bei jedem Ansaug- und Auslasstakt zum richtigen Zeitpunkt öffnen und schließen.
  • In einem Motor mit einem Zahnriemen oder einer Kette wird häufig eine Spannvorrichtung verwendet. Diese Spannvorrichtung übt im Allgemeinen Kraft auf den Zahnriemen oder die Kette aus, um die Spannung des Riemens oder der Kette und damit die Synchronisation der Rotation von Kurbelwelle und Nockenwelle(n) des Motors aufrecht zu erhalten. Die Spannvorrichtung stellt sicher, dass, unabhängig von der Bewegung des Riemens oder der Kette, die Verbindung zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle(n) des Motors aufrecht erhalten bleibt, und die Beanspruchung der zusammenhängenden Komponenten begrenzt wird.
  • US 5 073 150 A offenbart eine Kettenspannvorrichtung zum Spannen einer Kette, die der Übertragung von Leistung von einer Kurbelwelle auf eine Nockenwelle dient. Hierbei wird, wenn sich die Kettengeschwindigkeit erhöht, die Kettenspannung zur Geräuschreduzierung reduziert. Die Spannvorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einem Kolben, eine Feder, die vorgesehen ist, um den Kolben in eine vorstehende Richtung zu zwingen, und eine ausdehnbare Kammer mit Hydraulikfluid, die vorgesehen ist, um den Kolben in eine zurückgezogene Richtung zu zwingen. Bei niedrigen Motordrehzahlen ist der hydraulische Druck in der ausdehnbaren Kammer gering, sodass die Feder den Kolben gegen die Kette drückt. Wenn sich die Motordrehzahl erhöht, erhöht sich der hydraulische Druck in der ausdehnbaren Kammer, sodass eine Kraft in die zurückgezogene Richtung auf den Kolben wirkt. Weiterer Stand der Technik ist aus DE 196 04 182 A1 und US 2014 / 0 187 369 A1 bekannt.
  • Aktuelle Spannvorrichtungen haben eine Feder, um das Nockenantriebssystem mit genug Last vorzuspannen, um das Nocken-Timing zum Beginn (niedrige Motordrehzahlen) und bei hohen Motordrehzahlen zu steuern. Aber im mittleren Bereich der Motordrehzahlen ist eine wesentlich geringere Federkraft erforderlich. Dementsprechend liefert die vorliegende Offenbarung den Öldruck gegen die Feder, so dass bei mittleren Motordrehzahlen (im Allgemeinen bei 1000-3000 Umdrehungen pro Minute) eine wesentlich geringere Nockenantriebsspannung erreicht wird. Durch die Reduzierung der Spannung an dem Antriebselement bei mittleren Geschwindigkeiten kann eine Verringerung der Reibung erreicht werden. Solche Reibungsminderung kann die Kraftstoffeffizienz verbessern. Zusätzlich erhöht die resultierende geringere durchschnittliche Spannung am Nockenantrieb auch die Zuverlässigkeit der Komponente.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Spannvorrichtung, ein verbessertes Kettenantriebssystem und ein verbessertes Riemenantriebssystem bereitzustellen.
  • Zur Lösung der Aufgabe sind eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Kettenantriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 4 und ein Riemenantriebssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine schematische Darstellung eines Riemen- bzw. Kettenantriebssystems eines Verbrennungsmotors mit einer Spannvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung; und
    • 2 ist eine schematische Darstellung der variablen Spannvorrichtung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung.
  • Ähnliche Bezugszeichen geben in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen ähnliche Bauabschnitte an.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es werden nun exemplarische Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
  • 1 veranschaulicht einen Verbrennungsmotor 10 mit einem Zylinderblock 12 mit mehreren darin angeordneten Zylindern (nicht gezeigt) und einem Zylinderkopf 16, der auf dem Zylinderblock 12 montiert ist.
  • Bekanntermaßen nimmt der Zylinderkopf 16 vor der Verbrennung ein Gemisch aus Luft und Kraftstoff auf, das dann in den Zylindern für die Verbrennung verwendet wird. Zu jedem Zylinder gehört ein Kolben, der sich darin hin- und her bewegt. Durch einen Ansaugkrümmer wird zu jeder der Brennkammern ein Luftstrom geleitet, in welchem Kraftstoff mit Luft gemischt wird. Dieses Kraftstoff-Luft-Gemisch wird dann innerhalb der Brennkammer verbrannt. Obwohl zur Veranschaulichung in 1 ein Reihenmotor gezeigt ist, kann die vorliegende Offenbarung auch auf einen Motor mit einer anderen Anordnung oder beliebigen Anzahl von Zylindern angewendet werden.
  • Bekanntermaßen enthält der Motor 10 auch mehrere Einlassventile, die operativ mit dem Zylinderkopf 16 verbunden und so konfiguriert sind, dass jeder Zylinder eine Luftzufuhr für die Verbrennung des Kraftstoffs besitzt. Eine Einlassnockenwelle 28 ist so konfiguriert, dass sie während des Betriebs des Motors 10 das Öffnen und Schließen der entsprechenden Einlassventile steuert. Weiterhin bekannt ist, dass der Motor 10 zusätzlich mehrere Auslassventile enthält, die operativ mit dem Zylinderkopf 16 verbunden und so konfiguriert sind, dass Nachverbrennungsgase von jedem Zylinder kontrolliert abgeleitet werden. Eine Auslassnockenwelle 32 ist so konfiguriert, dass sie das Öffnen und Schließen der entsprechenden Auslassventile während des Betriebs des Motors 10 reguliert.
  • Der Motor 10 beinhaltet auch eine Kurbelwelle 34, die so konfiguriert ist, dass sie innerhalb des Zylinderblocks 12 rotiert. Die Kurbelwelle 34 wird von den Kolben mit Hilfe von Pleuelstangen gedreht als Ergebnis einer richtig dosierten Menge an Kraftstoff und Luft, die gezielt über ein oder mehrere Einlassventil(e) in die Brennkammern geleitet und in den Brennkammern verbrannt wird. Nachdem das Kraftstoff-Luft-Gemisch in einer Brennkammer verbrannt wurde, dient die Hin- und Her-Bewegung eines speziellen Kolbens dazu, die Nachverbrennungsgase vom entsprechenden Zylinder über ein oder mehrere Auslassventil(e) abzuleiten. Der Zylinderkopf 16 ist auch dafür konfiguriert, dass die Nachverbrennungsgase aus den Brennkammern wie durch einen Abgaskrümmer abgeleitet werden.
  • Die Einlass- und Auslassnockenwelle 28, 32 können jeweils ein Ritzel oder eine Riemenscheibe 28-1, 32-1 enthalten, während die Kurbelwelle 34 ein Ritzel oder eine Riemenscheibe 34-1 enthalten kann. Der Motor 10 enthält auch ein Nockenwellen-Antriebselement 38 für einen geschlossenen Kreislauf, wie etwa einen Zahnriemen (nicht abgebildet) oder eine Kette (wie in 1 gezeigt). Das Nockenwellen-Antriebselement 38 verbindet operativ die entsprechenden Ritzel/Riemenscheiben 28-1, 32-1 und 34-1, um damit die Rotation der Kurbelwelle 34 und der Nockenwellen 28, 32 zu synchronisieren. Die synchronisierte Drehung der Kurbelwelle 34 und der Nockenwellen 28, 32 über das Nockenwellen-Antriebselement 38 stellt sicher, dass die Einlass- und Auslassventile zum richtigen Zeitpunkt während des Ansaug- und Auslasstakts jedes Zylinders geöffnet und geschlossen werden und können zusätzlich ein sicheres Laufspiel zwischen den Ventilen und den Kolben aufrechterhalten.
  • Der Motor 10 beinhaltet zusätzlich ein Spannsystem 40 für das Nockenwellen-Antriebselement. Das Spannsystem 40 des Nockenwellenantriebs beinhaltet eine Fluidpumpe 42, die für die Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluids 43, beispielsweise Motorschmieröl, konfiguriert ist. Die Fluidpumpe 42 kann mechanisch durch den Motor 10, beispielsweise von der Kurbelwelle 34, oder über einen Elektromotor (nicht abgebildet) angetrieben werden. Die Fluidpumpe 42 kann so konfiguriert sein, dass sie Öl für die Schmierung verschiedener Lager (nicht abgebildet) des Motors 10, beispielsweise das Lager der Kurbelwelle 34, der Einlass- und der Auslassnockenwellen 28, 32 und für andere Motor-Teilsysteme zuführt. Das Spannsystem 40 des Nockenwellenantriebs enthält auch eine Spannvorrichtung 44, die so konfiguriert ist, dass eine Kraft F auf das Nockenwellen-Antriebselement 38 einwirkt.
  • Die Fluidpumpe 42 führt der Spannvorrichtung 44 über eine Fluidleitung 45, die weiter unten im Detail erörtert ist, unter Druck stehendes Fluid 43 zu. Die Spannvorrichtung 44 wird durch das unter Druck stehende Fluid 43 von der Fluidpumpe 42 betätigt, um dadurch die Kraft F auf das Nockenwellen-Antriebselement 38 zu übertragen. Wie gezeigt, kann ein schwenkbarer Spannarm 46 zwischen der Spannvorrichtung 44 und dem Nockenwellen-Antriebselement 38 angeordnet werden. Der Spannarm kann die Form einer Platte oder Riemenscheibe oder einer anderen bekannten Spannvorrichtung sein. Der Spannarm 46 ist so konfiguriert, dass er die Kraft F von der Spannvorrichtung 44 über einen verlängerten Abstand des Nockenwellen-Antriebselements 38 überträgt und so die auf das Nockenwellen-Antriebselement 38 während des Betriebs des Motors 10 ausgeübte Spannungskraft vermindert. Ein feststehender Arm 48 kann ebenfalls verwendet werden, um die gegenüberliegende Seite des Nockenwellen-Antriebselements 38 zu führen, wie in 1 dargestellt ist.
  • Die von der Spannvorrichtung 44 auf das Nockenwellen-Antriebselement 38 ausgeübte Kraft F ist dazu gedacht, eine festgelegte Spannung des Nockenwellen-Antriebselements 38 zu erhalten und dadurch die Rotation der Kurbelwelle 34 und der Nockenwellen 28, 32 zu synchronisieren. Die Spannvorrichtung 44 übt kontinuierlich die Kraft F aus, um sicherzustellen, dass die Bewegung des Nockenwellen-Antriebselements 38 auch bei unterschiedlichen Motorgeschwindigkeiten kontrolliert wird.
  • Mit Bezug auf 2 enthält die Spannvorrichtung 44 ein Gehäuse 50 mit einer Bohrung 52. Ein Kolben 54 ist in der Bohrung 52 angeordnet. Eine Feder 56 greift in den Kolben 54 ein zum Vorspannen des Kolbens 54 in eine nach außen gerichtete Richtung hin zum Spannarm 46. Das Gehäuse 50 enthält eine erste Ölkammer 58 auf einer innenliegenden Seite des Kolbens 54 und eine zweite Ölkammer 60 auf einer äußeren Seite eines Kolbenflansches 62. Ein erster Ölkanal 64 ist mit der ersten Ölkammer 58 und ein zweiter Ölkanal 66 mit der zweiten Ölkammer 60 verbunden. Der erste und zweite Ölkanal 64, 66 werden selektiv mit unter Druck stehendem Fluid von einem Regelventil 68 versorgt.
  • Wie in 1 gezeigt, enthält das Nockenwellen-Spannsystem 40 eine Steuerung 70, die so konfiguriert ist, das Regelventil 68 zum selektiven Zuführen von unter Druck stehendem Fluid entweder zu der ersten Ölkammer 58 oder der zweiten Ölkammer 60 zu steuern. Das zur ersten Ölkammer 58 geführte unter Druck stehende Fluid erhöht tendenziell die Kraft auf die Spannvorrichtung zusätzlich zur Federkraft durch die Feder 56. Das zur zweiten Ölkammer 60 geführte unter Druck stehende Fluid wirkt tendenziell der von der Feder 56 ausgeübten Kraft entgegen und verringert somit die angewendete Kraft F auf den Spannarm 46. Die Steuerung 70 kann eine spezielle Steuerung für den Motor 10 sein, eine Steuerung für einen Antriebsstrang des Fahrzeugs, der sowohl den Motor 10 als auch ein Getriebe umfasst, oder ein Hauptprozessor für ein gesamtes Kraftfahrzeug. Die Steuerung 70 enthält einen Speicher, von dem mindestens ein Teil greifbar und nichtflüchtig ist. Der Speicher der Steuereinheit 70 kann mit anderer geeigneter Computer-Hardware ausgerüstet und für dieselbe konfiguriert sein, wie etwa mit einem Hochgeschwindigkeitstakt, erforderlichen Analog-zu-Digital (A/D) und/oder Digital-zu-Analog (D/A) Schaltkreisen, allen erforderlichen Eingangs-/Ausgangsschaltungen und -geräten (I/O), sowie geeigneten Signalaufbereitungs- und/oder Pufferschaltkreisen. Alle Algorithmen, die für die Steuereinheit 70 erforderlich oder zugänglich sind, können im Speicher gespeichert und automatisch ausgeführt werden, um die benötigte Funktionalität zu liefern.
  • Insbesondere die Steuereinheit 70 ist zur selektiven Steuerung des Regelventils 68 programmiert, um unter Druck stehendes Fluid entweder zum ersten oder zweiten Ölkanal 64, 66 und damit zur ersten Ölkammer 58 oder der zweiten Ölkammer 60 zu liefern. Dementsprechend kann die Zufuhr von unter Druck stehendem Fluid zur ersten Ölkammer 58 zusätzliche Spannkraft auf das Nockenwellen-Antriebselement 38 ausüben, während die Zufuhr von unter Druck stehendem Fluid zur zweiten Ölkammer 60 hingegen die Federkraft reduzieren kann, die am Nockenwellen-Antriebselement 38 von der Spannvorrichtung 44 ausgeübt wird.
  • Das Spannsystem des Nockenwellenantriebs 40 kann auch einen Sensor 72 enthalten, der in operativer Verbindung mit der Steuereinheit 70 steht und so konfiguriert ist, dass er die Drehzahl des Motors 10 erfasst. Speziell der Sensor 72 kann als Sensor für die Erfassung der Drehzahl der Kurbelwelle 34 konfiguriert werden. Die Steuereinheit 70 kann so konfiguriert sein, dass sie das unter Druck stehende Fluid 43 entweder zur ersten oder zur zweiten Ölkammer 58, 60 der Spannvorrichtung 44 zuführt, in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors 10, die vom Sensor 72 ermittelt wird. Somit kann die angewendete Kraft F der Spannvorrichtung 44 je nach der Motordrehzahl variiert werden. Als nicht einschränkendes Beispiel kann die Spannvorrichtung bei der Inbetriebnahme (niedrigen Motordrehzahl) und bei hohen Motordrehzahlen mit unter Druck stehendem Fluid versorgt werden, um zusätzliche Spannkraft des Spannarms zu erreichen, sodass eine ausreichende Menge Spannkraft auf das Nockenwellen-Antriebselement 38 ausgeübt wird. Im mittleren Drehzahlbereich von 1000 bis 3000 Umdrehungen pro Minute ist eine geringere Spannkraft für die Steuerung des Nockenwellen-Antriebselements erforderlich. Dementsprechend kann die Steuereinheit 70 das Regelventil 68 zur Zuführung von unter Druck stehendem Fluid zur zweiten Ölkammer 60 steuern, so dass das unter Druck stehende Fluid eine Kraft entgegen der Federkraft von Feder 56 ausübt, so dass die Spannung am Nockenwellen-Antriebselement 38 und die daraus resultierende Reibung abträglich dem Wirkungsgrad des Motors 10 bei mittleren Motordrehzahlen reduziert werden kann. Insbesondere das Prüfen des aktuellen Systems hat gezeigt, dass eine kleine Verringerung der Reibung im Nockenwellen-Antriebselement bei einem kleinen 4-Zylinder-Motor zu einer leicht erhöhten Kraftstoffeinsparung führt. Zusätzlich erhöht die resultierende geringere durchschnittliche Spannung am Nockenantrieb auch die Zuverlässigkeit der Komponente.
  • Das Fluid-Regelventil 68 kann ein Mehrwegeventil sein, das wahlweise zur Zuführung des unter Druck stehenden Fluids zur ersten oder zweiten Ölkammer 58, 60 oder alternativ zu keiner Ölkammer betrieben werden kann, sodass nur die Federkraft auf die Spannvorrichtung ausgeübt wird. Das Fluid-Regelventil 68 kann die Form eines Einzelventils oder einer Kombination von Ventilen annehmen.

Claims (7)

  1. Spannvorrichtung (44) zum Spannen eines Zugmittels eines Zugmitteltriebs, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse (50), das eine Bohrung (52) definiert; einen in besagter Bohrung (52) befindlichen Kolben (54), wobei der Kolben (54) an seinem dem Inneren des Gehäuses (50) zugewandten Ende einen Flansch (62) aufweist und die Bohrung (52) des Gehäuses (50) im Bereich des Flanschs (62) einen dem Durchmesser des Flanschs (62) entsprechenden vergrößerten Durchmesser aufweist, und wobei der Kolben (54) eine Kolbenbohrung aufweist; genau eine Feder (56), wobei die Feder (56) mit dem Kolben (54) in Eingriff steht, um den Kolben (54) in einer Richtung von dem Inneren des Gehäuses (50) weg vorzuspannen, und wobei sich die Feder (56) durch die gesamte Kolbenbohrung bis hin zu dem Ende des Bereichs der Bohrung (52) des Gehäuses (50) mit vergrößertem Durchmesser, welches der von dem Kolben (54) abgewandten Seite des Flanschs (62) zugewandt ist, erstreckt; und genau zwei Ölkammern (58, 60), wobei sich eine erste Ölkammer (58) auf einer von dem Kolben (54) abgewandten Seite des Flanschs (62) und eine zweite Ölkammer (60) auf einer dem Kolben (54) zugewandten Seite des Flanschs (62) befindet; wobei genau zwei Ölkanäle (64, 66) mit dem Gehäuse (50) in Verbindung stehen, wobei ein erster Ölkanal (64) mit der ersten Ölkammer (58) und ein zweiter Ölkanal (66) mit der zweiten Ölkammer (60) verbunden ist, und wobei der erste und zweite Ölkanal (64, 66) selektiv mit unter Druck stehendem Fluid von einem Regelventil (68) versorgt werden; und wobei eine Steuerung (70) das Regelventil (68) zum selektiven Zuführen von unter Druck stehendem Fluid entweder zu der ersten Ölkammer (58) oder der zweiten Ölkammer (60) steuert, wobei das zur ersten Ölkammer (58) geführte unter Druck stehende Fluid die Kraft auf die Spannvorrichtung (44) zusätzlich zur Federkraft durch die Feder (56) erhöht, und das zur zweiten Ölkammer (60) geführte unter Druck stehende Fluid der von der Feder (56) ausgeübten Kraft entgegenwirkt.
  2. Spannvorrichtung (44) nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen Spannarm (46), der am Kolben (54) anliegt.
  3. Spannvorrichtung (44) nach Anspruch 2, worin der Spannarm (46) derart konfiguriert ist, dass er an einem Riemen oder einer Kette anliegt, um eine Spannkraft dagegen auszuüben.
  4. Kettenantriebssystem, umfassend: ein erstes Kettenrad; ein zweites Kettenrad; eine Kette, die antreibend mit dem ersten und zweiten Kettenrad in Eingriff steht; und eine Spannvorrichtung (44) nach Anspruch 1.
  5. Kettenantriebssystem nach Anspruch 4, das weiterhin einen Spannarm (46) umfasst, der auf den Kolben (54) und die Kette einwirkt und eine Spannkraft gegen die Kette ausübt.
  6. Riemenantriebssystem, umfassend: eine erste Riemenscheibe; eine zweite Riemenscheibe; einen Riemen, der antreibend mit der ersten und zweiten Riemenscheibe in Eingriff steht; und eine Spannvorrichtung (44) nach Anspruch 1.
  7. Riemenantriebssystem nach Anspruch 6, ferner umfassend einen Spannarm (46) oder eine Riemenscheibe in Verbindung mit dem Kolben (54) und Riemen, um eine Spannkraft gegen den Riemen auszuüben.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016209688B4 (de) 2016-06-02 2023-09-07 Catensys Germany Gmbh Zugmittelspanner mit hydraulischer Spannkraftkompensation
CN109780151B (zh) * 2019-02-12 2023-05-30 威海星宜新材料科技有限公司 一种链轮传动双向张紧装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5073150A (en) 1989-07-10 1991-12-17 Tsubakimoto Chain Co. Chain tensioner
DE19604182A1 (de) 1995-03-20 1996-09-26 Ford Werke Ag Nebenaggregat-Antriebsanordnung für Kraftfahrzeugmotoren
US20140187369A1 (en) 2011-09-22 2014-07-03 Borgwarner Inc. Chain drive tensioner spring force control mechanism

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3986407A (en) * 1975-07-28 1976-10-19 The Continental Group, Inc. Hydraulic chain take-up
JPS61248952A (ja) * 1985-04-26 1986-11-06 Mazda Motor Corp エンジンのタイミングベルト張力調整装置
JPH0454356Y2 (de) * 1988-07-14 1992-12-21
JP2507172Y2 (ja) * 1990-05-31 1996-08-14 株式会社椿本チエイン 逆止弁を具えた歯付ベルト用テンショナ
JPH0536159U (ja) * 1991-10-21 1993-05-18 株式会社椿本チエイン リークダウン値の温度補正機能を具えた歯付ベルト用テンシヨナ
JPH0645141U (ja) * 1992-11-27 1994-06-14 株式会社椿本チエイン オイルリザーバ付きチェーン用テンショナ
US5366415A (en) * 1993-03-12 1994-11-22 Eaton Corporation Hydraulic belt tensioner
JP2540947Y2 (ja) * 1993-06-29 1997-07-09 株式会社椿本チエイン 歯付きベルト用オイル式テンショナ
JPH084862A (ja) * 1994-06-20 1996-01-12 Ntn Corp オートテンショナユニット
US5720684A (en) * 1995-09-06 1998-02-24 Borg-Warner Automotive, Inc. Hydraulic tensioner with internal pressure relief
JP3054068B2 (ja) * 1995-10-27 2000-06-19 株式会社椿本チエイン 油圧式テンショナ装置
JP3897317B2 (ja) * 1997-03-31 2007-03-22 株式会社椿本チエイン 油圧緩衝機構付テンショナ
GB9813961D0 (en) * 1998-06-30 1998-08-26 Renold Plc Method and apparatus for tensioning a chain of an internal combustion engine
US6196939B1 (en) * 1998-09-21 2001-03-06 Borgwarner Inc. Hydraulic tensioner with a hydraulically controlled rack
JP4392930B2 (ja) * 2000-01-12 2010-01-06 株式会社椿本チエイン 油密封式テンショナ
US6634973B1 (en) * 2000-03-31 2003-10-21 Borgwarner Inc. Hydraulic tensioner with two spring biased pistons and cushioned pull-back rack
JP3750801B2 (ja) * 2002-03-11 2006-03-01 本田技研工業株式会社 油圧式オートテンショナ
TWM381544U (en) * 2009-10-28 2010-06-01 Gongshun Technology Co Ltd Vehicle belt tension adjuster
WO2013043373A1 (en) * 2011-09-22 2013-03-28 Borgwarner Inc. Chain drive tensioner spring force control mechanism

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5073150A (en) 1989-07-10 1991-12-17 Tsubakimoto Chain Co. Chain tensioner
DE19604182A1 (de) 1995-03-20 1996-09-26 Ford Werke Ag Nebenaggregat-Antriebsanordnung für Kraftfahrzeugmotoren
US20140187369A1 (en) 2011-09-22 2014-07-03 Borgwarner Inc. Chain drive tensioner spring force control mechanism

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US20170114872A1 (en) 2017-04-27

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