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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Sachgebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kettenspanneinrichtung, die einen Spanneinrichtungskörper, der eine zylindrische Plungerbohrung mit einem offenen Ende aufweist, einen zylindrischen Plunger mit einem Boden, der gleitbar in die Plungerbohrung eingesetzt ist, und eine Vorspannvorrichtung, die den Plunger in eine Ausfahrrichtung des Plungers vorspannt und derart aufgenommen ist, dass sie sich in einer Hochdruckkammer, die derart ausgebildet ist, dass sie sich über das Innere des Plungers und der Plungerbohrung erstreckt, frei dehnt und zusammenzieht, aufweist, wobei die Kettenspanneinrichtung eine angemessene Spannung einer Kette aufrechterhält.
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2. Beschreibung des Stands der Technik
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Es ist gängige Praxis, eine Kettenspanneinrichtung zum Aufrechterhalten einer angemessenen Spannung einer Kette zu verwenden. Zum Beispiel ist ein Zeitsteuerungssystem bekannt, das eine Endlos-Zeitsteuerungskette, wie z. B. eine Rollenkette, aufweist, die über jeweilige Kettenräder einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem Motorraum läuft, und bei dem eine Kettenspanneinrichtung zum Vorspannen einer schwenkbaren Kettenführung mit einem Führungsschuh verwendet wird, der die Zeitsteuerungskette gleitend führt.
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Bei einem solchen Zeitsteuerungssystem, das in 13 gezeigt ist, verläuft eine Endlos-Zeitsteuerungskette CH in einem Motorraum über ein Antriebskettenrad S1, das an einer Kurbelwelle angebracht ist, und ein Paar von Abtriebskettenräder S2 und S3, die an einer Nockenwelle angebracht sind, und ist ein Kettenführungsmechanismus, bei dem diese Zeitsteuerungskette CH von einer schwenkbaren Kettenführung G1 und einer feststehenden Kettenführung G2 geführt wird, ausgebildet.
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Die feststehende Kettenführung G2 ist mit zwei Befestigungswellen B1 und B2 in dem Motorraum montiert, während die schwenkbare Welle G1 derart angebracht ist, dass sie um die Befestigungswelle B0 herum in der Ebene schwenkbar ist, in der die Zeitsteuerungskette CH im Motorraum läuft.
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Die Kettenspanneinrichtung 500 drückt gegen die schwenkbare Kettenführung G1 und hält dadurch die angemessene Spannung der Zeitsteuerungskette CH aufrecht und verringert deren Vibration.
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Die bekannte Kettenspanneinrichtung 500, die bei einem solchen Kettenführungsmechanismus verwendet wird, weist zum Beispiel, wie in 14 schematisch gezeigt ist, einen Spanneinrichtungskörper 510 auf, der eine zylindrische Plungerbohrung 511 mit einem offenen Ende, einen zylindrischen Plunger 520 mit einem Boden, der in die Plungerbohrung 511 eingesetzt ist, um entlang der zylindrischen Fläche 513 der Plungerbohrung 511 zu gleiten, und eine Vorspannvorrichtung, die den Plunger 520 in eine Ausfahrvorrichtung des Plungers 520 aus der Plungerbohrung 511 vorspannt, aufweist.
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Die Vorspannvorrichtung ist aus einer Schraubenfeder 540 gebildet, die in einer zylindrischen Ausnehmung 521 in dem einen Boden aufweisenden zylindrischen Plunger 520 aufgenommen ist und zwischen dem Plunger und dem Boden 512 der Plungerbohrung 511 zusammengedrückt wird.
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Öl wird aus einem Ölzuführloch 514, das in der Plungerbohrung 511 ausgebildet ist, zugeführt, so dass eine Hochdruckkammer 501, die derart ausgebildet ist, dass sie sich über das Innere der Plungerbohrung 511 und der zylindrischen Ausnehmung 521 des Plungers 520 erstreckt, mit Öl gefüllt wird. Ein Rückschlagventil 550 (schematisch als Rückschlagkugel gezeigt) verhindert, dass das Öl aus dem Ölzuführloch 514 ausströmt.
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Wenn sich der Plunger 520 hin- und herbewegt, strömt das Öl durch einen schmalen Spalt zwischen dem Plunger 520 und der Plungerbohrung 511, und der Strömungswiderstand des Öls bietet den Dämpfungseffekt zur Verlangsamung der Hin- und Herbewegung des Plungers 520.
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Bei einem solchen Zeitsteuerungssystem ist es vom Motor abhängig, wie viel Reaktionskraft der Schraubenfeder 540 erforderlich ist. Wenn angenommen wird, dass es beim Start des Motors eine große Schlaffheit in der Kette gibt, ist eine hohe Reaktionskraft erforderlich.
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Eine hohe Reaktionskraft wird auch benötigt, wenn sich die Kette aufgrund von Alterung gelängt hat. Diese Reaktionskraft ist zu hoch für die Kette, die sich noch nicht gelängt hat.
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Die Spanneinrichtung 500 ist daher derart ausgelegt, dass sie mit einer größeren Kraft als erforderlich gegen die Kette drückt, wodurch Reibungseigenschaften zwischen der Kette und ihrer Lauffläche verschlechtert würden und die Kraftstoffeinsparung des Motors verringert würde.
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Ferner ist die Kette Spannungsschwankungen ausgesetzt, die entsprechend der Motor-UpM und Laständerungen auftreten. Da der Zyklus und die Amplitude der Spannungsschwankungen von Antriebsbedingungen abhängig und nicht gleichförmig sind, bewegt sich der Plunger in verschiedenen Zyklen und mit verschiedenen Geschwindigkeiten hin und her, um die Spannungsschwankungen zu absorbieren.
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Die Reaktionskraft der Schraubenfeder 540 wird entsprechend ihrer konstanten Federkonstanten von der Position des Plungers 520 bestimmt, und der Dämpfungseffekt, den sie bietet, wird von der Geschwindigkeit des Plungers 520 bestimmt. Daher ist es schwierig, immer eine geeignete Reaktionskraft und Dämpfungskraft in Reaktion auf verschiedene Spannungsschwankungen zu bieten, und es bestand die Möglichkeit, dass bei spezifischen Antriebsbedingungen eine Resonanz auftreten könnte oder die Spannungsschwankungen verstärkt werden könnten.
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Zum Abmildern dieser Probleme weist eine bekannte Kettenspanneinrichtung einen Ansatzabschnitt auf, der am vorderen Teil des Plungers über eine zweite Feder (
50) zusätzlich zu der Feder (ersten Feder
40) in der Hochdruckkammer (Fluidkammer
22) vorgesehen ist, um plötzliche Spannungsschwankungen mit dieser zweiten Feder zu absorbieren (siehe
Japanische Offenlegungsschrift Nr. H11-22792 etc.).
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Eine weitere bekannte Kettenspanneinrichtung weist ein zentrales Element in einem mittleren Teil einer Feder in einer Hochdruckkammer (Fluidkammer
80) auf. Das zentrale Element bewegt sich mit der Dehnung und Zusammenziehung der Feder hin und her und weist eine vorbestimmte Masse auf. Das zentrale Element weist die gleiche Resonanzfrequenz wie diejenige des Plungers (Kolbens
40) auf, um die Bewegung des Plungers (Kolbens
40) zu dämpfen (siehe
Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-145903 etc.).
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ZUSAMMENFASSENDER ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Bei der in der
Japanischen Offenlegungsschrift Nr. H11-22792 beschriebenen Technik sind jedoch die zweite Feder und die dazugehörigen Komponenten außerhalb der Hochdruckkammer vorgesehen, so dass kein hydraulischer Dämpfungseffekt geboten wird. Die Feder folgt nur der Vibration, die von Spannungsschwankungen der Kette verursacht wird, und hat einen geringen Effekt beim Dämpfen der Vibration. Es bestand somit die Möglichkeit, dass die Vibration aufgrund der Resonanz und dergleichen in Abhängigkeit von der Antriebsbedingung verstärkt wird.
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Ein weiteres Problem bestand darin, dass, da die Plungerstruktur komplex war, sich die Anzahl von Komponenten erhöhte und sich somit auch die Produktionskosten erhöhten und Fehlfunktionen aufgrund von Verformung oder Brechen leicht auftreten konnten.
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Bei der in der
Japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2000-145903 beschriebenen Technik kann zwar die Plungerresonanz verringert werden, eine Vibration mit anderen Frequenzen wird jedoch nicht absorbiert oder gedämpft. Es war somit schwierig, immer eine geeignete Reaktionskraft und Dämpfungskraft für verschiedene Spannungsschwankungen zu bieten.
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Noch ein weiteres Problem bestand darin, dass, da eine vorbestimmte Masse mit der gleichen Resonanzfrequenz wie derjenigen des Plungers hinzugefügt wird, die Gesamtmasse des Plungers entsprechend vergrößert wird, was zu einem schlechteren Ansprechen auf die Vibration, die von Kettenspannungsschwankungen hervorgerufen wird, führen würde.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Probleme zu lösen und eine Kettenspanneinrichtung bereitzustellen, die immer eine geeignete Reaktionskraft und Dämpfungskraft bei verschiedenen Spannungsschwankungen der Kette bieten kann, eine einfache Struktur aufweist, leicht zu produzieren ist und ferner eine Verringerung der Produktionskosten ermöglicht.
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Die Kettenspanneinrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst einen Spanneinrichtungskörper, der eine zylindrische Plungerbohrung mit einem offenen Ende aufweist, einen zylindrischen Plunger mit einem Boden, der gleitbar in die Plungerbohrung eingesetzt ist, und eine Vorspannvorrichtung, die den Plunger in eine Ausfahrrichtung des Plungers vorspannt und derart aufgenommen ist, dass sie sich in der Hochdruckkammer, die derart ausgebildet ist, dass sie sich über das Innere der Plungerbohrung und des Plungers erstreckt, frei dehnt und zusammenzieht. Die Vorspannvorrichtung ist in einer Vielzahl in der Ausfahrrichtung des Plungers in Reihe angeordnet. Eine Trennplatte ist zwischen der Vielzahl von Vorspannvorrichtungen vorgesehen. Die Trennplatte unterteilt die Hochdruckkammer in eine Vielzahl von Zonen und weist einen oder mehrere Öldurchgänge auf, die die Ölströmung zwischen den Zonen der Hochdruckkammer einstellen. Die oben beschriebenen Probleme werden mit diesen Merkmalen gelöst.
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Bei der Kettenspanneinrichtung nach Anspruch 1 ist eine Vielzahl von Vorspannvorrichtungen in der Ausfahrrichtung des Plungers in Reihe angeordnet und ist eine Trennplatte zwischen der Vielzahl der Vorspannvorrichtungen vorgesehen. Die Trennplatte unterteilt die Hochdruckkammer in eine Vielzahl von Zonen und weist einen oder mehrere Öldurchgänge auf, die die Ölströmung zwischen den Zonen der Hochdruckkammer einstellen. Daher können Dämpfungscharakteristiken, die auf die Bewegung der Trennplatte in dem Plunger aufgebracht werden, wie gewünscht durch geeignetes Setzen der Strömungsrate des Öls in dem Öldurchgang eingestellt werden, und somit können unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken auf die Dehn- und Zusammenziehbewegungen der Vielzahl von Vorspannvorrichtungen aufgebracht werden.
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Die mehreren Vorspannvorrichtungen können jeweils eine Federkonstante aufweisen, die wie gewünscht ausgewählt wird, so dass verschiedene Federcharakteristiken auf die Dehn- und Zusammenziehbewegungen der Vielzahl von Vorspannvorrichtungen aufgebracht werden können.
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Somit können die Federkonstanten und Dämpfungscharakteristiken der Vielzahl von Vorspannvorrichtungen auf vielfältige Weise derart kombiniert werden, dass die Vorspanneinrichtungen immer eine geeignete Reaktionskraft und Dämpfungskraft bei verschiedenen Spannungsschwankungen der Kette bieten können.
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Die Trennplatte braucht nur einen oder mehrere Öldurchgänge aufzuweisen, die die Ölströmung zwischen den Zonen der Hochdruckkammer einstellen, und die als einfache leichte Komponente ausgebildet sein kann, so dass das Ansprechen des Plungers auf die Vibration, die von Kettenspannungsschwankungen hervorgerufen wird, nicht verschlechtert wird. Da der Plungerkörper wie der bekannte eine einfach ausgestaltete Struktur aufweist und die Trennplatte ebenfalls eine einfache Struktur aufweist, können diese leicht zu niedrigen Produktionskosten produziert werden und führen zu keinem verstärktem Auftreten von Bruch, Verformung und dergleichen.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 2 ist der Öldurchgang von einem oder mehreren Durchgangslöchern gebildet, die in der Trennplatte vorgesehen sind. Da der Strömungswiderstand durch geeignetes Setzen der Größe, Ausgestaltung und Anzahl der Durchgangslöcher wie gewünscht vorgesehen sein kann, können die Dämpfungscharakteristiken, die auf die Bewegung der Trennplatte in dem Plunger aufgebracht werden, wie gewünscht eingestellt werden. Daher können unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken auf die Dehn- und Zusammenziehbewegungen der Vorspannvorrichtungen aufgebracht werden.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 3 ist der Öldurchgang von einer oder mehreren Nuten oder Vertiefungen gebildet, die an einem Außenumfangsrand der Trennplatte vorgesehen sind. Da der Strömungswiderstand durch geeignetes Setzen der Größe, Ausgestaltung und Anzahl der Nuten oder Vertiefungen wie gewünscht vorgesehen sein kann, können die Dämpfungscharakteristiken, die auf die Bewegung der Trennplatte in dem Plunger aufgebracht werden, wie gewünscht eingestellt werden. Daher können unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken auf die Dehn- und Zusammenziehbewegungen der Vielzahl von Vorspannvorrichtungen aufgebracht werden.
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Die Nuten oder Vertiefungen können durch maschinelles Bearbeiten leichter ausgebildet werden als die Durchgangslöcher. Ferner können die Nuten oder Vertiefungen zusätzlich zu den Durchgangslöchern vorgesehen sein, wodurch der Einstellbereich des Strömungswiderstands noch erweitert werden kann.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 4 weist die Trennplatte einen Vorsprung auf, der sich in der Ausfahrrichtung des Plungers erstreckt und die Bewegung der Schraubenfeder stoppt, so dass die Feder stabiler sitzt, und begrenzt der Vorsprung die relativen Bewegungen zwischen der Schraubenfeder und der Trennplatte in anderen Richtungen als der Dehn- und Zusammenziehrichtung. Daher kann sich die Trennplatte in dem Plunger reibungsloser bewegen, wodurch Veränderungen des Strömungswiderstands oder des Widerstands gegen die Bewegung der Trennplatte verhindert werden und das Bieten der Dämpfungscharakteristiken auf stabile Weise unterstützt wird.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 5 umfasst der Vorsprung einen Innenumfangsvorsprung, der sich in der Schraubenfeder befindet. Durch das Ausbilden eines längeren Durchgangslochs in diesem Vorsprung kann ein größerer Strömungswiderstand geboten werden, wodurch der Einstellbereich der Dämpfungscharakteristiken erweitert werden kann.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 6 umfasst der Vorsprung einen Außenumfangsvorsprung, der sich außerhalb der Schraubenfeder befindet und einen Außenumfangsrand der Trennplatte bildet. Der Außenumfangsvorsprung mit seinem Außenumfangsrand, der in der Dehn-/Zusammenziehrichtung ausgebildet ist, ermöglicht eine reibungslose Bewegung der Trennplatte in einer stabilen Ausrichtung in dem Plunger, wodurch die Dämpfungscharakteristiken auf noch stabilere Weise geboten werden können.
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Bei der Konfiguration nach Anspruch 7 sind drei oder mehr Vorspanneinrichtungen in der Ausfahrrichtung des Plungers in Reihe angeordnet und ist die Trennplatte zwischen jedem Paar von Vorspanneinrichtungen vorgesehen. Somit können die Federkonstanten und Dämpfungscharakteristiken auf noch vielfältigere Weise derart kombiniert werden, dass die Vorspanneinrichtungen immer eine geeignete Reaktionskraft und Dämpfungskraft bei verschiedenen Spannungsschwankungen der Kette bieten können.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine Querschnittansicht einer Kettenspanneinrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine perspektivische Seitenansicht der Kettenspanneinrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Trennplatte der Kettenspanneinrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten beispielhaften Variation der Trennplatte;
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5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten beispielhaften Variation der Trennplatte;
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6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer dritten beispielhaften Variation der Trennplatte;
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7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer vierten beispielhaften Variation der Trennplatte;
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8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer fünften beispielhaften Variation der Trennplatte;
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9 zeigt eine perspektivische Ansicht einer sechsten beispielhaften Variation der Trennplatte;
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10 zeigt eine perspektivische Ansicht einer siebten beispielhaften Variation der Trennplatte;
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11 zeigt eine perspektivische Ansicht einer achten beispielhaften Variation der Trennplatte;
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12 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer Kettenspanneinrichtung nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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13 zeigt eine erläuternde Darstellung der Kettenspanneinrichtung, die in dem Kettenführungsmechanismus eines Motors verwendet wird; und
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14 zeigt eine schematische erläuternde Darstellung einer bekannten Kettenspanneinrichtung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Kettenspanneinrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst einen Spanneinrichtungskörper, der eine zylindrische Plungerbohrung mit einem offenen Ende aufweist, einen zylindrischen Plunger mit einem Boden, der gleitbar in die Plungerbohrung eingesetzt ist, und eine Vorspannvorrichtung, die den Plunger in eine Ausfahrrichtung des Plungers vorspannt und derart aufgenommen ist, dass sie sich in einer Hochdruckkammer, die derart ausgebildet ist, dass sie sich über das Innere des Plungers und der Plungerbohrung erstreckt, frei dehnt und zusammenzieht. Die Vorspanneinrichtung ist in einer Vielzahl in der Ausfahrrichtung des Plungers in Reihe angeordnet. Eine Trennplatte ist zwischen der Vielzahl von Vorspanneinrichtungen vorgesehen. Die Trennplatte unterteilt die Hochdruckkammer in eine Vielzahl von Zonen und weist einen oder mehrere Öldurchgänge auf, die die Ölströmung zwischen den Zonen der Hochdruckkammer einstellen. Die Kettenspanneinrichtung kann in jeder spezifischen Form ausgeführt sein, solange sie diese Merkmale aufweist und solange sie immer eine geeignete Reaktionskraft und Dämpfungskraft für verschiedene Kettenspannungsschwankungen produzieren kann, eine einfache Struktur aufweist, leicht zu produzieren ist und ferner eine Verringerung der Produktionskosten ermöglicht.
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Zum Beispiel kann die Trennplatte aus jedem Material gefertigt sein, solange dieses nicht durch den Druck der Vorspanneinrichtungen bricht oder sich verformt, wie z. B. Harz oder Metall, wie z. B. Eisen oder Aluminium.
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Die Vielzahl von Vorspanneinrichtungen kann jede Form aufweisen, wie z. B. Schraubenfedern, Tellerfedern und dergleichen, und kann aus jedem Material gefertigt sein, wie z. B. Metall, Kautschuk, Harz und dergleichen. Die mehreren Vorspanneinrichtungen können sich hinsichtlich Material oder Ausgestaltung voneinander unterscheiden.
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[Ausführungsform 1]
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Eine Kettenspanneinrichtung 100 nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Die Kettenspanneinrichtung 100 nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, wie in 1 bis 3 gezeigt ist, einen Spanneinrichtungskörper 110, der eine zylindrische Plungerbohrung 111 mit einem offenen Ende aufweist, einen zylindrischen Plunger 120 mit einem Boden, der gleitbar in die Plungerbohrung 111 eingesetzt ist, eine erste Schraubenfeder 141 und eine zweite Schraubenfeder 142, die den Plunger 120 in eine Ausfahrrichtung des Plungers 120 vorspannen, und eine Trennplatte 130.
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Die erste Schraubenfeder 141, die Trennplatte 130 und die zweite Schraubenfeder 142 sind in einer Hochdruckkammer 101 in Reihe angeordnet, die derart ausgebildet ist, dass sie sich über das Innere der Plungerbohrung 111 und des Plungers 120 erstreckt, wobei die Trennplatte 130 die Hochdruckkammer 101 in eine erste Hochdruckkammer 102 und eine zweite Hochdruckkammer 103 unterteilt.
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Die Trennplatte 130 weist ein Durchgangsloch 131 auf, das einen Öldurchgang bildet, und ist derart ausgelegt, dass sie Dämpfungscharakteristiken bietet, wenn sich der Plunger 120 hin- und herbewegt, und zwar beim Strömungswiderstand des Öls, das durch das Durchgangsloch 131 verläuft und sich zu und aus der ersten Hochdruckkammer 102 und der zweiten Hochdruckkammer 103 bewegt, wenn sich die Trennplatte 130 in dem Plunger 120 vor- und zurückbewegt.
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Die Kettenspanneinrichtung 100 nach dieser Ausführungsform ist sicher in dem Motor befestigt, der einen Kettenführungsmechanismus aufweist. Zu diesem Zweck weist der Spanneinrichtungskörper 110 Montagelöcher 114 auf, durch das Schrauben oder dergleichen durchtreten, wie in 1 und 2 gezeigt ist.
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Ein Rückschlagventil 150 ist auf dem Boden der Plungerbohrung 111 in dem Spanneinrichtungskörper 110 angeordnet.
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Das Rückschlagventil 150 weist einen Kugelsitz 151, eine Rückschlagkugel 152, die einen engen Kontakt mit dem Öldurchgang in dem Kugelsitz 151 herstellen kann, und einen Halter 153 auf, der die Rückschlagkugel 152 führt. Öl wird kontinuierlich über das Rückschlagventil 150 von der Seite zugeführt, auf der die Spanneinrichtung an dem Motor montiert ist.
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Es wird nun erläutert, wie die Kettenspanneinrichtung 100 nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, arbeitet.
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Bei Motorbetrieb wird Öl konstant über das Rückschlagventil 150 aus der Ölzuführvorrichtung, die in einem (nicht gezeigten) Befestigungswandabschnitt vorgesehen ist, derart zugeführt, dass die erste Hochdruckkammer 102 und die zweite Hochdruckkammer 103 immer mit Öl gefüllt bleiben.
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Die Kettenspannung schwankt in verschiedenen Zyklen und bei verschiedenen Amplituden in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Bedingungen, wie z. B. Veränderungen der Motor-UpM und Lasten bei Motorbetrieb.
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Wenn sich der Plunger 120 aufgrund solcher Veränderungen der Kettenspannung in eine Drückrichtung bewegt, tritt das Öl in der ersten Hochdruckkammer 102 durch einen schmalen Spalt zwischen der Plungerbohrung 111 und dem Plunger 120 aus, wodurch eine gewisse Bremskraft entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Plungers 120 aufgrund der Dämpfungscharakteristiken, die durch den Strömungswiderstand des Öls geboten werden, erzeugt wird.
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Ferner wird eine gewisse Reaktionskraft durch Zusammendrücken der ersten Schraubenfeder 141 und der zweiten Schraubenfeder 142 um den Betrag, der von ihren jeweiligen Federkonstanten bestimmt wird, produziert.
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Ferner wird eine gewisse Bremskraft erzeugt entsprechend der Zusammendrückgeschwindigkeit der zweiten Schraubenfeder 142 aufgrund der Dämpfungscharakteristiken, die durch den Strömungswiderstand des Öls geboten werden, das durch das Durchgangsloch 131 von der zweiten Hochdruckkammer 103 in die erste Hochdruckkammer 102 verläuft, wenn sich die Trennplatte 130 um den Betrag an Zusammendrückung der zweiten Schraubenfeder 142 bewegt.
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Andererseits wird dann, wenn sich der Plunger 120 in der Ausfahrrichtung bewegt, Öl über das Rückschlagventil 150 der ersten Hochdruckkammer 102 zugeführt. Da es keine Ölströmung zwischen der Plungerbohrung 111 und dem Plunger 120 gibt, wird hier keine Bremskraft produziert. Wenn sich jedoch die Trennplatte 130 um den Betrag an Dehnung der zweiten Schraubenfeder 142 bewegt, wird eine gewisse Bremskraft erzeugt entsprechend der Dehnungsgeschwindigkeit der zweiten Schraubenfeder 142 aufgrund der Dämpfungscharakteristiken, die durch den Strömungswiderstand des Öls geboten werden, das durch das Durchgangsloch 131 von der ersten Hochdruckkammer 102 in die zweite Hochdruckkammer 103 verläuft.
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Ferner wird dann, wenn sich die erste Schraubenfeder 141 und die zweite Schraubenfeder 142 dehnen, die Reaktionskraft um dem Betrag der Dehnung verringert, der von ihren jeweiligen Federkonstanten bestimmt wird.
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Auf diese Weise unterscheiden sich aufgrund des Vorsehens der Trennplatte 130 die Dämpfungscharakteristiken, die dem Zusammendrücken und Dehnen zugehörig sind, zwischen der ersten Schraubenfeder 141 und der zweiten Schraubenfeder 142. Daher kann durch Auswählen und Kombinieren der Federkonstanten der jeweiligen Schraubenfedern und der Dämpfungscharakteristiken der Trennplatte 130, soweit erforderlich, die Spanneinrichtung derart ausgelegt werden, dass sie bei verschiedenen Spannungsschwankungen der Kette und bei Längung der Kette aufgrund von Wärme oder Alterung auf geeignete Weise arbeitet.
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Zum Beispiel kann die zweite Schraubenfeder 142 eine Federkonstante aufweisen, die kleiner ist als diejenige der ersten Schraubenfeder 141. Bei Spannungsschwankungen bei kurzen Zyklen und bei kleinen Amplituden, die durch Vibration oder dergleichen bei Normalbetrieb des Motors hervorgerufen werden, ist die Geschwindigkeit der relativen Bewegung der Trennplatte 130 niedriger und wird ein geringerer Dämpfungseffekt geboten. Daher können solche Schwankungen von der zweiten Schraubenfeder 142, die eine kleinere Federkonstante bei einem guten Ansprechverhalten aufweist, absorbiert werden. Bei Spannungsschwankungen mit großen Amplituden, die durch eine plötzliche Veränderung der Last oder Motor-UpM hervorgerufen werden, kann die erste Schraubenfeder 141, die eine größere Federkonstante aufweist, in größerem Umfang agieren.
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Selbst wenn sich der Plunger 120 bei einer langfristigen Längung der Kette aufgrund von Wärme oder Alterung in der Ausfahrrichtung vorwärtsbewegt, gibt es eine geringere Veränderung der Vorspannkraft (Reaktionskräfte der ersten Schraubenfeder 141 und der zweiten Schraubenfeder 142) entsprechend der Position des Plungers 120, da die zweite Schraubenfeder 142 eine kleine Federkonstante aufweist.
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Die Dämpfungscharakteristiken, die von der Trennplatte 130 geboten werden, sind, soweit erforderlich, durch Setzen der Größe des Durchgangslochs 131 einstellbar.
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Die Dämpfungscharakteristiken können auf vielfältige Weise durch Verändern der Ausgestaltung und Anzahl des Durchgangslochs 131 gesetzt werden, wodurch die Strömungsrate des Öls eingestellt wird.
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Zum Beispiel kann, wie in 4 gezeigt ist, das Durchgangsloch 131t in der Trennplatte 130a derart spitz zulaufen, dass der Strömungswiderstand des Öls in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung der Trennplatte 130a (Bewegungsrichtung des Plungers 120) unterschiedlich ist, wodurch die Dämpfungscharakteristiken unterschiedlich sein können, wenn die Federn zusammengedrückt werden und wenn sie gedehnt werden.
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Alternativ kann eine Vielzahl von kleinen Durchgangslöchern 131s vorgesehen sein, wie bei der in 5 gezeigten Trennplatte 130b, oder es kann eine Kombination aus Durchgangslöchern 131s und 131b mit unterschiedlichen Größen vorgesehen sein, wie bei der in 6 gezeigten Trennplatte 130c, oder es kann eine Vielzahl von spitz zulaufenden Durchgangslöchern 131t vorgesehen sein, wie bei der in 7 gezeigten Trennplatte 130d. Auf diese Weise wird durch die Auswahl des Typs, der Anordnung und der Anzahl der Durchgangslöcher 131s, 131b und 131t das Setzen einer großen Vielzahl an einzustellenden Dämpfungscharakteristiken ermöglicht, und unterschiedliche Gestaltungen der Trennplatten, die unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken aufweisen, vereinfachen das visuelle Erkennen beim Auswählen während der Konstruktion und Produktion.
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Zum Setzen des Strömungswiderstands und der Dämpfungscharakteristiken der Trennplatte 130 kann ein Öldurchgang anstelle des oder zusätzlich zu dem Durchgangsloch 131 ausgebildet sein, um ein Strömen von Öl zwischen einem Außenumfangsabschnitt der Trennplatte 130 und einer Innenumfangsfläche des Plungers 120 zu ermöglichen.
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Zum Beispiel weist die in 8 gezeigte Trennplatte 130e zwei Vertiefungen 132 auf, während die in 9 gezeigte Trennplatte 130f sechs Nuten 133 aufweist.
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Der Typ, die Ausgestaltung, die Anordnung, die Anzahl und die Kombination von Durchgangslöchern, Vertiefungen und Nuten der in 3 bis 8 gezeigten Trennplatten sind nur beispielhaft dargestellt, und es kann jeder Typ oder jede Ausgestaltung in jeder Anordnung, Anzahl und Kombination verwendet werden, solange der gewünschte Strömungswiderstand und die gewünschten Dämpfungscharakteristiken geboten werden.
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Da die Trennplatte 130 einen Sitz für die Schraubenfedern auf beiden Seiten bilden, kann sie Vorsprünge aufweisen, die die relative Bewegung zwischen der Trennplatte und den Schraubenfedern derart einschränken, dass die Schraubenfedern stabiler auf den Sitzen bleiben.
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Zum Beispiel weist die in 10 gezeigte Trennplatte 130g in der Mitte einen Innenumfangsvorsprung 134 auf und ist ein Durchgangsloch 131 in diesem Innenumfangsvorsprung 134 vorgesehen.
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Da der Innenumfangsvorsprung 134 mit dem Innenumfang der Schraubenfeder zusammenpasst, schränkt er die Bewegung der Feder relativ zu diesem ein.
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Ferner ist, da das Durchgangsloch 131 in dem Innenumfangsvorsprung 134 ausgebildet ist, der Öldurchgang lang ausgeführt, so dass der Strömungswiderstand größer ist und die Dämpfungscharakteristiken verbessert werden können.
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Die Durchmesser und der Betrag des Vorstehens der Innenumfangsvorsprünge 134 auf beiden Seiten können sich voneinander unterscheiden, um den jeweiligen Schraubenfedern zu entsprechen.
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Die Länge des Innenumfangsvorsprungs 134 kann gleich der oder größer als die Länge der Schraubenfeder sein, wenn diese am stärksten zusammengedrückt ist, so dass der Innenumfangsvorsprung 134 mit dem Plunger oder dem Spanneinrichtungskörper in Kontakt kommt, wenn die Schraubenfeder stark zusammengedrückt ist.
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Dadurch wird verhindert, dass die Drähte der Schraubenfeder miteinander in Kontakt kommen, wodurch ein Verschleiß der Federdrähte verhindert werden kann.
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Die in 11 gezeigte Trennplatte 130h weist einen Außenumfangsvorsprung 135 auf, der den Außenumfangsrand bildet.
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Der Außenumfangsvorsprung 135 passt mit dem Außenumfang der Schraubenfeder zusammen und schränkt die Bewegung der Schraubenfeder relativ zu diesem ein. Die Trennplatte 130h kann sich in einer stabilen Ausrichtung in dem Plunger derart reibungslos bewegen, dass sie auf stabile Weise Dämpfungscharakteristiken bieten kann.
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Die Durchmesser und der Betrag des Vorstehens der Außenumfangsvorsprünge 135 auf beiden Seiten können sich voneinander unterscheiden, um den jeweiligen Schraubenfedern zu entsprechen. Der Vorsprung braucht sich nicht notwendigerweise rundherum zu erstrecken, wie gezeigt ist, sondern es kann eine Vielzahl von Vorsprüngen intermittierend entlang der Außenperipherie vorgesehen sein.
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[Ausführungsform 2]
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Die Kettenspanneinrichtung 100b nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine weitere Trennplatte 130 sowie eine dritte Schraubenfeder 143 auf im Vergleich zu der Kettenspanneinrichtung 100 nach der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, wie in 12 gezeigt ist.
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Die erste Schraubenfeder 141, die Trennplatte 130, die zweite Schraubenfeder 142, die Trennplatte 130 und die dritte Schraubenfeder sind in einer Hochdruckkammer 101 in Reihe angeordnet, die derart ausgebildet ist, dass sie sich über das Innere der Plungerbohrung 111 und des Plungers 120 erstreckt. Die zwei Trennplatten 130 unterteilen die Hochdruckkammer 101 in drei Zonen, d. h. eine erste Hochdruckkammer 102, eine zweite Hochdruckkammer 103 und eine dritte Hochdruckkammer 104.
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Die Kettenspanneinrichtung ist in anderer Hinsicht auf die gleiche Weise ausgeführt wie die Kettenspanneinrichtung 100 nach der ersten Ausführungsform (gleiche Komponenten und Strukturen weisen die gleichen Bezugszeichen auf wie bei der ersten Ausführungsform).
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Bei dieser Ausführungsform sind zwei Trennplatten 130 und drei Schraubenfedern 141, 142 und 143 vorgesehen. Die Dämpfungscharakteristiken, die dem Zusammendrücken und Dehnen zugehörig sind, sind zwischen der ersten Schraubenfeder 141, der zweiten Schraubenfeder 142 und der dritten Schraubenfeder 143 unterschiedlich. Daher kann durch Auswählen und Kombinieren der Federkonstanten der jeweiligen Schraubenfedern und der Dämpfungscharakteristiken der Trennplatte 130, soweit erforderlich, die Spanneinrichtung derart ausgelegt werden, dass sie bei verschiedenen Spannungsschwankungen der Kette und bei Längung der Kette aufgrund von Wärme oder Alterung auf noch geeignetere Weise arbeitet.
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Obwohl spezifische Beispiele der Kettenspanneinrichtung nach der vorliegenden Erfindung in den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist die Kettenspanneinrichtung nach der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt und können die Ausgestaltungen, Positionen, Größen und Beziehungen der Positionen zueinander von verschiedenen Bestandteilen auf vielfältige Weise verändert werden.
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Weitere Komponenten, die üblicherweise in einer Kettenspanneinrichtung enthalten sind, wie z. B. ein Ratschenmechanismus, können selbstverständlich zu den Konfigurationen der oben beschriebenen Ausführungsformen hinzugefügt werden.
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Die Kettenspanneinrichtung nach der vorliegenden Erfindung braucht nicht notwendigerweise bei einem Kettenführungsmechanismus angewendet zu werden, bei dem ein Führungsschuh zum gleitenden Führen einer Übertragungskette, wie z. B. einer Endlos-Rollenkette, die über jeweilige Kettenräder einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle in einem Motorraum verläuft, verwendet wird, sondern kann auch bei Anwendungen verwendet werden, bei denen die Kette direkt vom distalen Ende des Plungers gleitend geführt wird.
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Die Kettenspanneinrichtung braucht nicht notwendigerweise bei einem Kettenübertragungsmechanismus angewendet zu werden, sondern kann auch bei im Wesentlichen gleichen Übertragungsmechanismen verwendet werden, bei denen Riemen, Seile oder dergleichen verwendet werden, und kann in einer Vielzahl von industriellen Bereichen angewendet werden, in denen es erforderlich ist, beim Neustart nach einer langen Zeit nach dem Stoppen der Ölzufuhr genügend Öl zu liefern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 11-22792 [0015, 0017]
- JP 2000-145903 [0016, 0019]
