DE102018114200A1

DE102018114200A1 - Spanner mit Rückschlagventil mit steuerbarer Steifigkeit

Info

Publication number: DE102018114200A1
Application number: DE102018114200.5A
Authority: DE
Inventors: Toshinobu KIMURA; Jeremy BENN; Toru Shinoyama
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2018-12-20
Also published as: KR20180136900A; JP2019002565A; US10900544B2; US20180363740A1; CN109139831A

Abstract

Ein Hydraulikspanner für einen Verbrennungsmotor zum Spannen eines Ketten- oder Riementrums weist einen Kolben mit einem internen Reservoir auf, das mit einer Hochdruckkammer über eine Rückschlagventil-Anordnung verbunden ist. Die Rückschlagventil-Anordnung weist einen Tellersitz auf, der in der hohlen Bohrung des Körpers des Kolbens aufgenommen ist und zumindest einen Durchgang aufweist, der das interne Reservoir mit der Hydraulikdruckkammer verbindet; eine Rückschlagventil-Halterung, die mit dem Tellersitz gekoppelt ist; einen Rückschlagventilteller, der zwischen dem Tellersitz und der Rückschlagventil-Halterung aufgenommen ist und zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich ist, und eine Rückschlagventilfeder, die zwischen dem Rückschlagventilteller und der Rückschlagventil-Halterung aufgenommen ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Hydraulikspanner. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Hydraulikspanner mit einem Rückschlagventil mit steuerbarer Steifigkeit für ein internes Reservoir des Hydraulikspanners.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Derzeit müssen Hydraulikspanner Ölrückhaltemöglichkeiten aufweisen, um Geräusch- und Schwingungsbildung an dem Zeitsteuersystem des Verbrennungsmotors während des Motorstarts zu verringern. Die Ölrückhalteleistung von Hydraulikspannern beeinflusst den Ölströmungswiderstand in dem Hydraulikspanner.
Bei herkömmlichen Hydraulikspannern werden Rückschlagventile am Boden der offenendigen Bohrung platziert, die den Kolben aufnimmt, nahe an der Einlasszufuhr und in der Hochdruckkammer, die zwischen dem Kolben des Spanners und der Bohrung des Spannergehäuses ausgebildet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Hydraulikspanner für einen Verbrennungsmotor zum Spannen eines Ketten- oder Riementrums weist einen Kolben mit einem internen Reservoir auf, das mit einer Hochdruckkammer über eine Rückschlagventil-Anordnung verbunden ist. Die Rückschlagventil-Anordnung weist einen Tellersitz auf, der in der hohlen Bohrung des Körpers des Kolbens aufgenommen ist und zumindest einen Durchgang aufweist, der das interne Reservoir mit der Hydraulikdruckkammer verbindet; eine Rückschlagventil-Halterung, die mit dem Tellersitz gekoppelt ist; einen Rückschlagventilteller, der zwischen dem Tellersitz und der Rückschlagventil-Halterung aufgenommen ist und zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich ist, und eine Rückschlagventilfeder, die zwischen dem Rückschlagventilteller und der Rückschlagventil-Halterung aufgenommen ist.
In einer ersten Stellung ist der Rückschlagventilteller gegen den Tellersitz durch die Rückschlagventilfeder vorgespannt, wodurch der zumindest eine Durchgang abgedichtet wird, was Fluid daran hindert, von dem internen Reservoir zu der Hydraulikdruckkammer zu strömen. In einer zweiten Stellung ist der Rückschlagventilteller gegen die Feder vorgespannt, so dass Fluid durch den zumindest einen Durchgang des Tellersitzes von dem internen Reservoir zu der Hochdruckkammer strömen kann.
Wenn die dynamische Last von der Kette oder dem Riemen den Kolben in das Gehäuse hinein und daraus heraus bewegt, wird Fluid von dem internen Reservoir in die Hydraulikdruckkammer durch den zumindest einen Durchgang des Tellersitzes der Rückschlagventilanordnung gesaugt, was den Fluiddruck innerhalb der Hydraulikdruckkammer erhöht und eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kolben ausübt, die einer nach innen gerichteten Kraft der dynamischen Last von der Kette oder dem Riemen entgegenwirkt.
In einer Ausführungsform umfasst die Rückschlagventil-Anordnung ein Druckentlastungsventil.
Im Unterschied zu herkömmlichen Spannern wird die Rückschlagventil-Anordnung der vorliegenden Erfindung innerhalb eines Übergangsdurchmessers der Bohrung des Gehäuses platziert. Der Übergangsdurchmesser liegt zwischen einem ersten Durchmesser, der ein internes Reservoir aufweist, und einem zweiten Durchmesser, der eine Hochdruckkammer und eine Feder aufweist. Durch Platzieren der Rückschlagventil-Anordnung innerhalb des Übergangsdurchmessers zwischen dem internen Reservoir und der Hochdruckkammer wird die Ansprechzeit der Kolbenreaktionskraft verbessert, was das Öleinströmvolumen in das interne Reservoir erhöht und den Ölströmungswiderstand im Vergleich zu einem herkömmlichen Einlass-Kugelrückschlagventil, das in dem Einlass des internen Reservoirs platziert wird, verringert.
Figurenliste

1 zeigt einen Hydraulikspanner einer ersten Ausführungsform.
2 zeigt einen Abschnitt des Hydraulikspanners von 1 entlang der Linie 2-2.
3 zeigt einen Hydraulikspanner einer zweiten Ausführungsform.
4 zeigt einen Abschnitt des Hydraulikspanners von 2 entlang der Linie 4-4.
5 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Rückschlagventilanordnung von 2.
6 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Rückschlagventilanordnung von 4.
7a-7b zeigen verschiedene perspektivische Darstellungen der DruckentlastungsventilHalterung der Rückschlagventilanordnung von 2.
8a zeigt eine perspektivische Darstellung des Druckentlastungsventilkörpers von 2.
8b zeigt eine weitere perspektivische Darstellung des Druckentlastungsventilkörpers von 2.
9 zeigt die Rückschlagventilanordnung von 2.
10 zeigt eine Querschnittansicht der Rückschlagventilanordnung von 9.
11 zeigt ein Schema des Ölflusses durch die Rückschlagventil-Anordnung von 2.
12 zeigt einen Querschnitt eines Kugelrückschlagventils nach dem Stand der Technik.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Hydraulikspanner 10 von 1-11 kann für ein flexibles Endlos-Leistungsübertragungselement für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, etwa eine Kette oder einen Riemen, verwendet werden. Das Leistungsübertragungselement ist um ein Antriebskettenrad, das durch eine Antriebswelle, etwa eine Kurbelwelle des Motors, angetrieben wird, und das zumindest eine angetriebene Kettenrad herum gelegt, das von einer angetriebenen Welle, etwa einer Nockenwelle des Motors, getragen wird.
Unter Bezugnahme auf 1-2, 5 und 7a-11 wird eine erste Ausführungsform eines Hydraulikspanners 10 mit einem internen Reservoir gezeigt. Der Hydraulikspanner ist an einem Motorblock eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) über eine Montageplatte 2 montiert. Die Montageplatte 2 ist an dem Motorblock (nicht dargestellt) durch Schraubbolzen oder Schrauben, die in den Löchern 1 der Montageplatte aufgenommen sind, gesichert. Die Montageplatte 2 ist mit einem Spannergehäuse 3 gekoppelt oder einteilig damit ausgebildet. Das Spannergehäuse 3 weist eine mehrstufige interne Bohrung mit geschlossenem Ende auf. Zwischen dem geschlossenen Ende 21 der Bohrung 3a und dem offenen Ende 22 der Bohrung 3a befindet sich ein Einlassabschnitt 23 der Bohrung 3a, der einen Durchmesser d1 aufweist, der größer ist als der Durchmesser d2 der Bohrung 3a an dem geschlossenen Ende 21 und dem offenen Ende 22 der Bohrung. Ein Öleinlass 5 befindet sich in dem Einlassabschnitt 23 der Bohrung 3a und steht in Fluidverbindung mit einer Fluidversorgung (nicht dargestellt).
Ein hohler Kolben 4 ist verschiebbar innerhalb der Bohrung 3a des Gehäuses 3 aufgenommen. Der hohle Kolben 4 weist einen Körper mit einem ersten Ende 4a, einem zweiten Ende 4b und einer Länge L zwischen dem ersten Ende 4a und dem zweiten Ende 4b auf. Das erste Ende 4a des hohlen Kolbens 4 steht in Kontakt mit einem Spannerkörper, einer Führung oder einem flexiblen Endlos-Leistungsübertragungselement für einen Verbrennungsmotor. Das zweite Ende 4b des hohlen Kolbens 4 ist innerhalb der Bohrung 3a des Spannergehäuses 3 aufgenommen.
Der hohle Kolben 4 weist eine Innenbohrung 4c auf. Die Innenbohrung 4c weist einen ersten Durchmesser D1, einen zweiten Durchmesser D2 und einen Übergangsdurchmesser D3 zwischen dem ersten Durchmesser D1 und dem zweiten Durchmesser D2 auf. Der erste Durchmesser D1 ist vorzugsweise geringer als der zweite Durchmesser D2. Entlang der Länge L des hohlen Kolbens 4 befindet sich ein Einlass 4d, der in Kommunikation mit dem Öleinlass 5 steht.
Eine Rückschlagventil-Anordnung 20 ist innerhalb des Übergangsdurchmessers D3 der Innenbohrung 4c des Kolbens 4 aufgenommen und teilt die Innenbohrung 4c in ein internes Reservoir 6 und eine Hochdruckkammer 8. Das interne Reservoir 6 ist zwischen dem ersten Durchmesser D1 der Innenbohrung 4c und der Rückschlagventil-Anordnung 20 ausgebildet. Die Hochdruckkammer 8 ist zwischen der Rückschlagventil-Anordnung 20, dem zweiten Durchmesser D2 der Innenbohrung 4c des Kolbens 4, dem zweiten Ende 4b des Kolbens 4, und dem geschlossenen Ende 21 der Bohrung 3a des Gehäuses 3 ausgebildet. Vorzugsweise ist auch eine Feder 7 innerhalb der Hochdruckkammer 8 vorhanden, wobei ein erstes Ende 7a der Feder 7 gegen die Rückschlagventil-Anordnung 20 vorgespannt ist und das zweite Ende 7b der Feder 7 gegen das geschlossene Ende 21 der Bohrung 3a des Gehäuses 3 vorgespannt ist, wodurch die Rückschlagventil-Anordnung 20 und somit der Kolben 4 nach außen und von dem geschlossenen Ende 21 der Bohrung 3a des Spannergehäuses 3 weg vorgespannt werden.
Innerhalb der Innenbohrung 4c ist eine Rückschlagventil-Anordnung 20 innerhalb des Übergangsdurchmessers D3 und des zweiten Durchmessers D2 des Kolbens 4 angeordnet. Bezugnehmend auf 5 und 7a-10 weist die Rückschlagventil-Anordnung 20 einen Rückschlagventilabschnitt und einen Druckentlastungsabschnitt auf. Das Druckentlastungsventil wird aus einem Flansch 11a gebildet, der mit einem hohlen, zylindrischen Druckentlastungsventilkörper 11c gekoppelt ist. Der Flansch 11a des Druckentlastungsventilkörpers 11c wird vorzugsweise von dem Übergangsdurchmesser D3 aufgenommen, wobei sich der übrige Teil des Druckentlastungsventilkörpers 11c in den zweiten Durchmesser D2 hinein erstreckt. Der Flansch 11a ist vorzugsweise einteilig mit dem zylindrischen Druckentlastungsventilkörper 11c ausgebildet. Der Flansch 11a weist eine Vielzahl von Durchgängen auf, die umlaufend um den hohlen, zylindrischen Druckentlastungsventilkörper 11c herum angeordnet sind. Der zylindrische Druckentlastungsventilkörper 11c weist auch eine Entlüftungsöffnung 11d an einem Ende auf.
Innerhalb des Druckentlastungsventilkörpers 11c sitzt eine bewegliche Kugel 12 auf der Entlüftungsöffnung 11d. Die Kugel 12 ist innerhalb des Druckentlastungsventilkörpers 11c durch eine Druckentlastungsfeder 13 beweglich. Ein erstes Ende 13a der Druckentlastungsfeder 13 ist gegen eine Druckentlastungsventilhalterung 14 vorgespannt, und das zweite Ende 13b ist gegen die Kugel 12 vorgespannt. Die Druckentlastungsventilhalterung 14 weist einen Durchgang 14a auf.
Der Rückschlagventilabschnitt der Rückschlagventilanordnung 20 umgibt einen Abschnitt des Druckentlastungsventilkörpers 11c. Eine Rückschlagventil-Halterung 15 ist mit dem Flansch 11a des Druckentlastungsventilkörpers 11c gekoppelt. Die Rückschlagventil-Halterung 15 weist eine Reihe von Öffnungen 24 um einen äußeren Umfang der Halterung auf, wobei die Öffnungen 24 in Fluidverbindung mit Nuten 25 an einer Oberfläche der Halterung 15 in der Hochdruckkammer 8 stehen. Ein Rückschlagventilteller 17 ist zwischen der Halterung 15 und dem Flansch aufgenommen. Eine Rückschlagventilfeder 16 befindet sich zwischen dem Rückschlagventilteller 17 und der Rückschlagventil-Halterung 15. Die Feder 16 weist ein erstes Ende 16a in Kontakt mit dem Rückschlagventilteller 17 und ein zweites Ende 16b in Kontakt mit der Rückschlagventil-Halterung 15 auf. Der Rückschlagventilteller 17 ist durch die Feder 16 zumindest zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich. In der ersten Stellung blockiert der Rückschlagventilteller 17 die Strömung von Fluid zwischen dem internen Reservoir 6 und der Hochdruckkammer 8 durch die Durchgänge 11b in dem Flansch 11a, und in der zweiten Stellung kann Fluid zwischen dem internen Reservoir 6 und der Hochdruckkammer 8 durch die Durchgänge 11b des Flanschs strömen. Der Rückschlagventilteller 17 ist vorzugsweise schalenförmig, obwohl auch andere Gestalten verwendet werden können.
Der Rückschlagteller 17, die Feder 16 und die Halterung 15 umgeben den Druckentlastungsventilkörper 11c.
Wenn der Druck in dem internen Reservoir 6 größer als die Kraft der Rückschlagventilfeder 16 ist, spannt der Druck des internen Reservoirs 6 den Rückschlagteller 17 gegen die Rückschlagventilfeder 16 vor, was Fluid von dem internen Reservoir 6 in die Hochdruckkammer 8 durch die Öffnungen 24 und die Nuten 25 der Halterung 15 strömen lässt.
Der Druck in der Hochdruckkammer 8 kann entlastet werden, wenn der Druck in der Hochdruckkammer 8 größer als die Kraft der Druckentlastungsventilfeder 13 ist, was die Kugel 12 von der Entlüftungsöffnung oder dem Sitz 11d innerhalb des Druckentlastungskörpers 11c weg bewegt.
Fluid von einer Versorgung strömt von einem Einlass 5 zu dem Einlassabschnitt 23 der Bohrung 3a und zu dem Einlass 4d des hohlen Kolbens 4. Das Fluid füllt das interne Reservoir 6 des hohlen Kolbens 4. Wenn das Fluid in dem internen Reservoir 6 einen Druck aufweist, der höher ist als die Kraft, welche die Rückschlagventilfeder 16 auf den Rückschlagteller 17 ausübt, strömt Fluid durch den Durchgang 11b und in die Hochdruckkammer 8. Die Rückströmung von der Hochdruckkammer 8 zu dem internen Reservoir 6 wird durch den schalenförmigen Rückschlagteller 17 verhindert. Fluid aus dem internen Reservoir 6 kann in die Hochdruckkammer 8 eintreten, wenn der Druck in der Hochdruckkammer 8 durch Ausfahren des Kolbens 4 aus dem Gehäuse 3 heraus fällt (was das Volumen der Hochdruckkammer vergrößert), wodurch Fluid von dem internen Reservoir 6 durch den Durchgang 11b des Rückschlagventiltellers 17 in die Hochdruckkammer 8 gesaugt wird.
Wenn der Kolben 4 durch einen Impuls von der Kette zu dem Gehäuse 3 hin gedrückt wird, steigt der Druck in der Hochdruckkammer 8, so dass der Druck höher ist als die Kraft der Druckentlastungsfeder 13, und die Kugel 12 des Druckentlastungsventils 11 verlässt ihren Sitz auf dem Druckentlastungsventilkörper 11c und der Druck entweicht durch die Öffnung 14a der Druckentlastungsventilhalterung 14 des Druckentlastungsventils 11 zu dem internen Reservoir 6.
Indem eine Rückschlagventil-Anordnung 20 aus einem Rückschlagventil und einem Druckentlastungsventil 11 zwischen dem internen Reservoir 6 und der an dem geschlossenen Ende 21 der Bohrung 3a ausgebildeten Hochdruckkammer 8 vorhanden ist, wird die Ansprechzeit der Kolbenreaktionskraft verbessert und das Öleinströmvolumen in das interne Reservoir 6 erhöht, was den Ölströmungswiderstand im Vergleich zu einem herkömmlichen Einlass-Kugelrückschlagventil erhöht. Zusätzlich werden Probleme wie Ölmangel in der Hochdruckkammer 8 bei Zuständen mit extremer Kolbenbewegung verhindert.
Wenn sich zum Beispiel der Kolben 4 mit hoher Frequenz und Amplitude bewegt, erfordert die Hochdruckkammer 8 ein großes Ölvolumen pro Zeiteinheit im Vergleich zu anderen Bedingungen, etwa niedriger Frequenz und kleine Amplitude. Im Zustand mit hoher Frequenz und Amplitude wird der Kolben 4 innerhalb der Hochdruckkammer 8 in eine innerste Stellung bewegt, so dass der Versorgungsdruck für die Ölversorgung zu dem internen Reservoir 6 zu der Hochdruckkammer 8 abfällt. Die Rückschlagventil-Anordnung der vorliegenden Erfindung mildert dieses Problem, indem es eine hohe Öleinströmung von dem internen Reservoir 6 zu der Hochdruckkammer 8 bereitstellt.
11 zeigt den Ölfluss durch die Spanner-Rückschlagventil-Anordnung von 2. Aufgrund der Größe der Öffnungen 24 in der Rückschlagventil-Halterung kann ein hoher Ölfluss von dem internen Reservoir 6 in die Hochdruckkammer 8 fließen.
12 zeigt ein Kugel-Rückschlagventil nach dem Stand der Technik, das auf herkömmliche Weise innerhalb eines Spanners platziert ist. Das herkömmliche Kugel-Rückschlagventil 300 umfasst eine Rückschlagventil-Halterung 301, die mit einem Rückschlagventilsitz gekoppelt ist. Innerhalb der Rückschlagventil-Halterung 301 ist eine Kugel 302 aufgenommen. Die Rückschlagventil-Halterung 301 weist Öffnungen 305 auf. Die Menge an Öl, die durch das herkömmliche Kugel-Rückschlagventil pro Zeiteinheit strömt, ist deutlich geringer als das Öl, das durch die Rückschlagventil-Anordnung 20 der vorliegenden Erfindung strömt.
Zum Beispiel weist unter bestimmten Bedingungen, etwa wenn das Kugel-Rückschlagventil nach dem Stand der Technik und das Rückschlagventil der vorliegenden Erfindung für denselben Kolben verwendet werden, das Rückschlagventil der vorliegenden Erfindung bei einem Zustand von 30 psi Öldruck ein um 40 % größeres Strömungsvolumen als das herkömmliche Kugeltyp-Rückschlagventil auf.
Ferner kann die Steifigkeit des Spanners einfach variiert werden, indem die Federkraft des Rückschlagventils sowie der Ölströmungswiderstand durch die Rückschlagventil-Halterung 15 verändert werden. Der Ölströmungswiderstand kann verändert werden, indem die Flächengröße und die Länge der Nuten 25 und der Öffnungen 24 der Rückschlagventil-Halterung 15 verändert werden.
3-4 und 6 zeigen einen Hydraulikspanner 10 mit einem internen Reservoir nach einer zweiten Ausführungsform. Der Hydraulikspanner ist an einem Motorblock eines Verbrennungsmotors (nicht dargestellt) über eine Montageplatte 2 montiert. Die Montageplatte 2 ist an dem Motorblock (nicht dargestellt) über Schraubbolzen oder Schrauben gesichert, die in Montageplattenlöchern 1 aufgenommen sind. Die Montageplatte 2 ist mit einem Spannergehäuse 3 gekoppelt oder einteilig damit ausgebildet. Das Spannergehäuse 3 weist eine mehrstufige interne Bohrung mit geschlossenem Ende auf. Zwischen dem geschlossenen Ende 21 der Bohrung 3a und dem offenen Ende 22 der Bohrung 3a befindet sich ein Einlassabschnitt 23 der Bohrung 3a, der einen Durchmesser d1 aufweist, der größer ist als der Durchmesser d2 der Bohrung 3a an dem geschlossenen Ende 21 und dem offenen Ende 22 der Bohrung. Ein Öleinlass 5 befindet sich in dem Einlassabschnitt 23 der Bohrung 3a und steht in Fluidverbindung mit einer Fluidversorgung (nicht dargestellt).
Ein hohler Kolben 4 ist verschiebbar innerhalb der Bohrung 3a des Gehäuses 3 aufgenommen. Der hohle Kolben 4 weist einen Körper mit einem ersten Ende 4a, einem zweiten Ende 4b und einer Länge L zwischen dem ersten Ende 4a und dem zweiten Ende 4b auf. Das erste Ende 4a des hohlen Kolbens 4 steht in Kontakt mit einem Spannerkörper, einer Führung oder einem flexiblen Endlos-Leistungsübertragungselement für einen Verbrennungsmotor. Das zweite Ende 4b des hohlen Kolbens 4 ist innerhalb der Bohrung 3a des Spannergehäuses 3 aufgenommen.
Der hohle Kolben 4 weist eine interne Bohrung 4c auf. Die Innenbohrung 4c weist einen ersten Durchmesser D1, einen zweiten Durchmesser D2 und einen Übergangsdurchmesser D3 zwischen dem ersten Durchmesser D1 und dem zweiten Durchmesser D2 auf. Der erste Durchmesser D1 ist vorzugsweise geringer als der zweite Durchmesser D2. Entlang der Länge L des hohlen Kolbens 4 befindet sich ein Einlass 4d, der in Kommunikation mit dem Öleinlass 5 steht.
Eine Rückschlagventil-Anordnung 120 ist innerhalb des Übergangsdurchmessers D3 der Innenbohrung 4c des Kolbens 4 aufgenommen und teilt die Innenbohrung 4c in ein internes Reservoir 6 und eine Hochdruckkammer 8. Das interne Reservoir 6 ist zwischen dem ersten Durchmesser D1 der Innenbohrung 4c und der Rückschlagventil-Anordnung 120 ausgebildet. Die Hochdruckkammer 8 ist zwischen der Rückschlagventil-Anordnung 120, dem zweiten Durchmesser D2 der Innenbohrung 4c des Kolbens 4, dem zweiten Ende 4b des Kolbens 4, und dem geschlossenen Ende 21 der Bohrung 3a des Gehäuses 3 ausgebildet. Vorzugsweise ist auch eine Feder 7 innerhalb der Hochdruckkammer 8 vorhanden, wobei ein erstes Ende 7a der Feder 7 gegen die Rückschlagventil-Anordnung 20 vorgespannt ist und das zweite Ende 7b der Feder 7 gegen das geschlossene Ende 21 der Bohrung 3a des Gehäuses 3 vorgespannt ist, wodurch die Rückschlagventil-Anordnung 120 und somit der Kolben 4 nach außen und von dem geschlossenen Ende 21 der Bohrung 3a des Spannergehäuses 3 weg vorgespannt werden.
Innerhalb der Innenbohrung 4c ist eine Rückschlagventil-Anordnung 120 innerhalb des Übergangsdurchmessers D3 und des zweiten Durchmessers D2 des Kolbens 4 angeordnet. Unter Bezugnahme auf 6 weist das Rückschlagventil einen Tellersitz 119 mit zumindest einem Durchgang 118, der das interne Reservoir 6 mit der Hochdruckkammer 8 koppelt, eine Rückschlagventil-Halterung 115, die mit dem Tellersitz 119 gekoppelt ist, einen Rückschlagventilteller 117, der zwischen der Halterung 115 und dem Tellersitz 119 aufgenommen ist, und eine Feder 116 zwischen dem Rückschlagventilteller 117 und der Halterung 115 auf. Die Feder 116 weist ein erstes Ende 116a in Kontakt mit dem Tellersitz 119 und ein zweites Ende 116b in Kontakt mit dem Rückschlagventilteller 117 auf. Der Rückschlagventilteller 117 ist durch die Feder 116 zumindest zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich. In der ersten Stellung blockiert der Rückschlagventilteller 117 die Strömung von Fluid zwischen dem internen Reservoir 6 und der Hochdruckkammer 8 durch den zumindest einen Durchgang 118, und in der zweiten Stellung kann Fluid zwischen dem internen Reservoir 6 und der Hochdruckkammer 118 durch den zumindest einen Durchgang 118 strömen. Der Rückschlagventilteller 117 ist vorzugsweise schalenförmig, obwohl auch andere Gestalten verwendet werden können.
Wenn der Druck in dem internen Reservoir 6 größer als die Kraft der Rückschlagventilfeder 116 ist, spannt der Druck des internen Reservoirs 6 den Rückschlagteller 117 gegen die Rückschlagventilfeder 116 vor, was Fluid von dem internen Reservoir 6 in die Hochdruckkammer 8 strömen lässt.
Der Druck in der Hochdruckkammer 8 kann entlastet werden, indem er durch ein kleines Loch 121 in dem schalenförmigen Rückschlagventilteller 117 und zu dem Durchgang 118 des Tellersitzes 119 entweicht.
Fluid von einer Versorgung strömt von einem Einlass 5 zu dem Einlassabschnitt 23 der Bohrung 3a und zu dem Einlass 4d des hohlen Kolbens 4. Das Fluid füllt das interne Reservoir 6 des hohlen Kolbens 4. Wenn das Fluid in dem internen Reservoir 6 einen Druck aufweist, der höher ist als die Kraft, welche die Rückschlagventilfeder 116 auf den Rückschlagteller 117 ausübt, strömt Fluid durch den Durchgang 118 und in die Hochdruckkammer 8. Die Rückströmung von der Hochdruckkammer 8 zu dem internen Reservoir 6 wird durch den schalenförmigen Rückschlagteller 117 verhindert. Fluid aus dem internen Reservoir 6 kann in die Hochdruckkammer 8 eintreten, wenn der Druck in der Hochdruckkammer 8 durch Ausfahren des Kolbens 4 aus dem Gehäuse 3 heraus fällt (was das Volumen der Hochdruckkammer vergrößert), wodurch Fluid von dem internen Reservoir 6 durch den Durchgang 118b in die Hochdruckkammer 8 gesaugt wird, indem der Rückschlagventilteller 117 nach oben gedrückt wird.
Wenn der Kolben 4 durch einen Impuls von der Kette zu dem Gehäuse 3 hin gedrückt wird, steigt der Druck in der Hochdruckkammer 8, so dass der Druck hoch genug ist, um durch ein Entlüftungsloch 121 des Rückschlagventiltellers 117 zu dem Durchgang 118 zu strömen, der zu dem internen Reservoir 6 führt.
Indem eine Rückschlagventil-Anordnung 120 zwischen dem internen Reservoir 6 und der an dem geschlossenen Ende 21 der Bohrung 3a ausgebildeten Hochdruckkammer 8 vorhanden ist, wird die Ansprechzeit der Kolbenreaktionskraft verbessert und das Öleinströmvolumen in das interne Reservoir 6 erhöht, was den Ölströmungswiderstand im Vergleich zu einem herkömmlichen Einlass-Kugelrückschlagventil erhöht. Zusätzlich werden Probleme wie Ölmangel in der Hochdruckkammer 8 bei Zuständen mit extremer Kolbenbewegung verhindert.
Wenn sich zum Beispiel der Kolben 4 mit hoher Frequenz und Amplitude bewegt, erfordert die Hochdruckkammer 8 ein großes Ölvolumen pro Zeiteinheit im Vergleich zu anderen Bedingungen, etwa niedriger Frequenz und kleine Amplitude. Im Zustand mit hoher Frequenz und Amplitude wird der Kolben 4 innerhalb der Hochdruckkammer 8 in eine innerste Stellung bewegt, so dass der Versorgungsdruck für die Ölversorgung zu dem internen Reservoir 6 zu der Hochdruckkammer 8 abfällt. Die Rückschlagventil-Anordnung der vorliegenden Erfindung mildert dieses Problem, indem es eine hohe Öleinströmung von dem internen Reservoir 6 zu der Hochdruckkammer 8 bereitstellt.
Ferner kann die Steifigkeit des Spanners einfach variiert werden, indem der Ölströmungswiderstand durch das Entlüftungsloch 121 verändert wird. Der Ölströmungswiderstand kann verändert werden, indem die Flächengröße und die Länge der Entlüftungsöffnungen 121 verändert werden.
Der Ventiltellersitz 119 kann in seiner Position fixiert werden, indem der Ventilteller 119 in den Kolben 4 eingepresst wird. In einer alternativen Ausführungsform ist der Ventiltellersitz 119 in den Kolben locker sitzend eingesetzt. In noch einer weiteren Ausführungsform kann der Ventiltellersitz 119 einteilig mit dem Kolben 4 ausgebildet sein.
In einer alternativen Ausführungsform können der schalenförmige Rückschlagteller 17, 117 und die Rückschlagventilfeder 16, 116 durch ein Bandrückschlagventil mit einer gewundenen Stahlplatte ersetzt werden.
Dementsprechend ist klar, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung rein der Veranschaulichung der Anwendung von Prinzipien der Erfindung dienen. Die Bezugnahme hierin auf Details der veranschaulichten Ausführungsformen soll den Umfang der Ansprüche keinesfalls beschränken, die ihrerseits jene Merkmale anführen, die als wesentlich für die Erfindung betrachtet werden.

Claims

Hydraulikspanner für einen Verbrennungsmotor zum Spannen eines Ketten- oder Riementrums, umfassend: ein Gehäuse mit einer Bohrung mit einem ersten offenen Ende in Kommunikation mit einem Fluideingang, einem zweiten geschlossenen Ende; einen hohlen Kolben, der verschiebbar innerhalb der Bohrung des Gehäuses aufgenommen ist, wobei der Kolben einen Körper mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende, einer Bodenfläche an dem offenen Ende, einer oberen Fläche an dem geschlossenen Ende, einem Fluideinlass zwischen dem offenen Ende und dem geschlossenen Ende, und einer hohlen Bohrung mit zumindest einem ersten inneren Durchmesser, der ein internes Reservoir in Kommunikation mit dem Fluideinlass durch den Fluideinlass des Körpers des Kolbens definiert, und einem zweiten inneren Durchmesser aufweist; eine Hydraulikdruckkammer, die durch den zweiten inneren Durchmesser der Bohrung des Körpers des Kolbens, das offene Ende des Körpers des Kolbens und das zweite geschlossene Ende der Bohrung des Gehäuses definiert wird; eine Kolbenfeder, die innerhalb der Hydraulikdruckkammer aufgenommen ist, um den Kolben von dem zweiten geschlossenen Ende der Bohrung des Gehäuses weg vorzuspannen; eine Rückschlagventil-Anordnung, die innerhalb der hohlen Bohrung des Körpers des Kolbens zwischen dem internen Reservoir und der Hydraulikdruckkammer aufgenommen ist, wobei die Rückschlagventil-Anordnung umfasst: einen Tellersitz, der in der hohlen Bohrung des Körpers des Kolbens aufgenommen ist und zumindest einen Durchgang aufweist, der das interne Reservoir mit der Hydraulikdruckkammer verbindet; eine Rückschlagventil-Halterung, die mit dem Tellersitz gekoppelt ist; einen Rückschlagventilteller, der zwischen dem Tellersitz und der Rückschlagventil-Halterung aufgenommen und zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich ist, eine Rückschlagventilfeder, die zwischen dem Rückschlagventilteller und der Rückschlagventil-Halterung aufgenommen ist; wobei in einer ersten Stellung der Rückschlagventilteller gegen den Tellersitz durch die Rückschlagventilfeder vorgespannt ist, wodurch der zumindest eine Durchgang abgedichtet wird, was Fluid daran hindert, von dem internen Reservoir zu der Hydraulikdruckkammer zu strömen, und in einer zweiten Stellung der Rückschlagventilteller gegen die Feder vorgespannt ist, so dass Fluid durch den zumindest einen Durchgang des Tellersitzes von dem internen Reservoir zu der Hochdruckkammer strömen kann; wobei, wenn die dynamische Last von der Kette oder dem Riemen den Kolben in das Gehäuse hinein und daraus heraus bewegt, Fluid von dem internen Reservoir in die Hydraulikdruckkammer durch den zumindest einen Durchgang des Tellersitzes der Rückschlagventilanordnung gesaugt wird, was den Fluiddruck innerhalb der Hydraulikdruckkammer erhöht und eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kolben ausübt, die einer nach innen gerichteten Kraft der dynamischen Last von der Kette oder dem Riemen entgegenwirkt.
Hydraulikspanner nach Anspruch 1, wobei der Tellersitz zum Teil durch einen Flansch gebildet wird, der mit einem Druckentlastungsventilkörper verbunden ist, der eine Bohrung mit einer Öffnung definiert, wobei die Bohrung des Druckentlastungsventilkörpers eine Feder, eine Kugel und eine Druckentlastungsventilhalterung aufnimmt, wobei die Feder innerhalb des Druckentlastungsventilkörpers zwischen einer innerhalb der Öffnung der Bohrung sitzenden Kugel und der Druckentlastungsventilhalterung aufgenommen ist, und die Kugel in den Sitz in der Öffnung der Feder vorspannt.
Hydraulikspanner nach Anspruch 1, wobei der Rückschlagventilteller schalenförmig ist.
Hydraulikspanner nach Anspruch 1, wobei der Rückschlagventilteller ferner ein Entlüftungsloch aufweist.
Hydraulikspanner nach Anspruch 1, wobei die Rückschlagventil-Halterung ferner einen Durchgang aufweist, damit Fluid von der Hochdruckkammer zu dem internen Reservoir strömen kann.
Hydraulikspanner nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen dritten Durchmesser innerhalb der hohlen Bohrung des Körpers des Kolbens zwischen dem ersten Durchmesser und dem zweiten Durchmesser.
Hydraulikspanner nach Anspruch 1, wobei die Rückschlagventil-Halterung an einem äußeren Umfang ferner eine Reihe von Öffnungen aufweist, die mit Nuten verbunden sind.
Hydraulikspanner für einen Verbrennungsmotor zum Spannen eines Ketten- oder Riementrums, umfassend: ein Gehäuse mit einer Bohrung mit einem ersten offenen Ende in Kommunikation mit einem Fluideingang, einem zweiten geschlossenen Ende; einen hohlen Kolben, der verschiebbar innerhalb der Bohrung des Gehäuses aufgenommen ist, wobei der Kolben einen Körper mit einem offenen Ende und einem geschlossenen Ende, einer Bodenfläche an dem offenen Ende, einer oberen Fläche an dem geschlossenen Ende, einem Fluideinlass zwischen dem offenen Ende und dem geschlossenen Ende, und einer hohlen Bohrung mit zumindest einem ersten inneren Durchmesser, der ein internes Reservoir in Kommunikation mit dem Fluideinlass durch den Fluideinlass des Körpers des Kolbens definiert, und einem zweiten inneren Durchmesser aufweist; eine Hydraulikdruckkammer, die durch den zweiten inneren Durchmesser der Bohrung des Körpers des Kolbens, das offene Ende des Körpers des Kolbens und das zweite geschlossene Ende der Bohrung des Gehäuses definiert wird; eine Kolbenfeder, die innerhalb der Hydraulikdruckkammer aufgenommen ist, um den Kolben von dem zweiten geschlossenen Ende der Bohrung des Gehäuses weg vorzuspannen; eine Rückschlagventil-Anordnung, umfassend: einen Tellersitz, der in der hohlen Bohrung des Körpers des Kolbens aufgenommen ist und zumindest einen Durchgang aufweist, der das interne Reservoir mit der Hydraulikdruckkammer verbindet; eine Rückschlagventil-Halterung, die mit dem Tellersitz gekoppelt ist; einen Rückschlagventilteller, der zwischen dem Tellersitz und der Rückschlagventil-Halterung aufgenommen und zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich ist, eine Rückschlagventilfeder, die zwischen dem Rückschlagventilteller und der Rückschlagventil-Halterung aufgenommen ist; wobei in einer ersten Stellung der Rückschlagventilteller gegen den Tellersitz durch die Rückschlagventilfeder vorgespannt ist, wodurch der zumindest eine Durchgang abgedichtet wird, was Fluid daran hindert, von dem internen Reservoir zu der Hydraulikdruckkammer zu strömen, und in einer zweiten Stellung der Rückschlagventilteller gegen die Feder vorgespannt ist, so dass Fluid durch den zumindest einen Durchgang des Tellersitzes von dem internen Reservoir zu der Hochdruckkammer strömen kann; wobei die Verbesserung das Platzieren der Rückschlagventil-Anordnung zwischen dem internen Reservoir und der Hydraulikdruckkammer umfasst, und wobei, wenn die dynamische Last von der Kette oder dem Riemen den Kolben in das Gehäuse hinein und daraus heraus bewegt, Fluid von dem internen Reservoir in die Hydraulikdruckkammer durch den zumindest einen Durchgang des Tellersitzes der Rückschlagventilanordnung gesaugt wird, was den Fluiddruck innerhalb der Hydraulikdruckkammer erhöht und eine nach außen gerichtete Kraft auf den Kolben ausübt, die einer nach innen gerichteten Kraft der dynamischen Last von der Kette oder dem Riemen entgegenwirkt.