DE10312300A1

DE10312300A1 - Kettenspannvorrichtung

Info

Publication number: DE10312300A1
Application number: DE10312300A
Authority: DE
Inventors: Osamu Yoshida; Hiroshi Hashimoto
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2002-03-28
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2023-03-21
Also published as: GB0306225D0; CN1313747C; US6808466B2; GB2389404A; US20030186764A1; DE10312300B4; JP3415612B1; JP2003287094A; CN1448644A; GB2389404B

Abstract

Bei einer Kettenspannvorrichtung (100), die einen Kolben (120) aufweist, der zum Ausrücken aus einem Gehäuse (110) mittels einer Feder (130) vorgespannt ist, ist ein Paar von keilförmigen Nocken (140) in schrägen Ausnehmungen in dem Ende des Gehäuses (110) aufgenommen, wobei die Nocken (140) mit Zahnstangen (121) zusammenwirken, die auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens (120) ausgebildet sind, und mittels einer Vorspannfeder (150) gegen schräge Sitze gedrückt werden, die durch die schrägen Ausnehmungen gebildet sind. Die Nocken (140) und Zahnstangen (121) erzeugen einen Zahnsperrvorgang, der die Kettenspannung durch ein Vermeiden der Einrückbewegung des Kolbens (120) aufrechterhält. Die Nocken (140) und Zahnstangen (121) verteilen die Belastung, die mittels der Kette auf den Kolben (120) ausgeübt wird, und vermindern einen lokalen Verschleiß, was die Ausbildung des Gehäuses (110) aus einem leichten Material wie beispielsweise Aluminium ermöglicht. Genauigkeitserfordernisse, die mit herkömmlichen Sperrklinken-Spannvorrichtungen verbunden sind, sind vermieden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kettenspannvorrichtung mit einem Gehäuse mit einer Kolbenaufnahmeöffnung, wobei die Kolbenaufnahmeöffnung einen Ausgang aufweist, einem Kolben, der verschiebbar in der Kolbenaufnahmeöffnung angeordnet ist und aus dem Ausgang in eine Ausrückrichtung hervorsteht, und einer ersten Feder, die den Kolben in die Ausrückrichtung vorspannt. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine Kettenspannvorrichtung zur Aufrechterhaltung einer geeigneten Spannung einer Kraftübertragungskette. Die Kettenspannvorrichtung wird beispielsweise beim Aufrechterhalten einer Spannung der Steuerkette eines Verbrennungsmotors verwendet, wo die Kette Kraft von einem Kurbelwellenkettenrad auf ein oder mehrere Nockenwellenkettenräder überträgt.
Bei einer herkömmlichen Spannvorrichtung übt ein aus einem Gehäuse hervorstehender Kolben eine Kraft auf die Rückseite eines schwenkbaren Spannhebels aus, der einen Schuh aufweist, der in Gleitkontakt mit der Schlaifseite oder Rücklaufseite einer Kette ist, um die Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten. Der Kolben der Spannvorrichtung greift mit dem Hebel an einer Stelle ein, die von der Schwenkachse des Hebels entfernt ist.
Wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt, weist eine herkömmliche Sperrklinken-Spannvorrichtung 500 einen Kolben 510 auf, der verschiebbar in einer Öffnung 531 angeordnet ist, die in einem Gehäuse 530 ausgebildet ist. Der Kolben 510 steht aus dem Gehäuse 530 hervor und ist mittels einer Feder 520 in die Ausrückrichtung vorgespannt. Eine Sperrklinke 550, die mittels eines Stifts 540 schwenkbar an dem Gehäuse 530 gelagert ist, ist mittels einer Feder 560 vorgespannt, so dass ihre Sperrklinkenzähne 551 mit Zähnen 511 eingreifen, die am äußeren Umfang des Kolbens 510 ausgebildet sind.
Wenn der Kolben 510 in Folge eines Lockerns der Kette aus dem Gehäuse 530 ausrückt und anschließend einer Stoßkraft durch den Spannhebel unterworfen wird, blockiert der Sperrklinkenmechanismus ein Einrücken des Kolbens 510 durch ein Eingreifen der Sperrklinkenzähne 551 mit den Zähnen 511 auf dem Kolben 510.
Wenn der Sperrklinkenmechanismus zur Verhinderung des Einrückens des Kolbens 510 arbeitet, übt die Sperrklinke 550 eine seitliche Kraft auf den Kolben 510 aus, was exzentrische Belastungen zur Folge hat, die durch Pfeile F1 und F2 in Fig. 10 dargestellt sind und mittels des Kolbens 510 auf die Öffnung 531 ausgeübt werden. Insbesondere wenn das Gehäuse 530 aus Aluminium ausgebildet ist, können diese Belastungen zu einem signifikanten lokalen Verschleiß führen.
Wenn der Kolben 510 einer übermäßigen Stoßkraft durch den Spannhebel unterworfen wird, wird die Stoßkraft bei der herkömmlichen Sperrklinken-Spannvorrichtung 500 bei den Zähnen 511 und den Sperrklinkenzähnen 551 konzentriert. Die Stoßkraft erzeugt einen signifikanten Verschleiß der Spitzen dieser Zähne, und es können Fehler aufgrund des übermäßigen Verschleißes oder des Brechens der Zähne auftreten.
Des Weiteren hängt bei der herkömmlichen Sperrklinken-Spannvorrichtung 500 die Steuerung der Spannung einer umlaufenden Kette von dem Eingriff zwischen den Zähnen 511 und den Sperrklinkenzähnen 551 ab. Zum Erreichen eines problemlosen Eingriffs dieser Zähne sind eine hohe Genauigkeit des Durchmessers und der Montageposition des Schwenkstifts 540 erforderlich. Lästige Probleme sind bei der Herstellung des Stifts und auch bei der Herstellung einer Sperrklinke mit einer exakt positionierten Stiftaufnahmeöffnung, die den geeigneten Durchmesser aufweist, aufgetreten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Probleme zu lösen und eine Kettenspannvorrichtung bereitzustellen, die die auf den Kolben ausgeübte Belastung verteilen und reduzieren kann, die eine hervorragende Verschleißfestigkeit zeigt und die das Erfordernis nach hoher Genauigkeit bei der Herstellung von Komponenten und deren Zusammensetzung reduzieren kann.
Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe durch eine Kettenspannvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die Kettenspannvorrichtung gekennzeichnet durch Zahnstangen, die an entgegengesetzten Seiten des Kolbens ausgebildet sind, ein Paar von keilförmigen Nocken an entgegengesetzten Seiten des Kolbens, wobei jeder Nocken an eine der jeweiligen Zahnstangen angrenzend angeordnet ist, wobei jeder Nocken Zähne aufweist, die mit Zähnen der jeweils angrenzenden Zahnstange sperrend in Eingriff bringbar sind, um eine Einrückbewegung des Kolbens relativ zu den Nocken zu verhindern, und wobei jeder Nocken eine schräge Oberfläche zum Eingriff mit einem Sitz aufweist, wobei die schräge Oberfläche jedes Nockens weg von dem Kolben nach außen gerichtet ist und wobei die Form jeder schrägen Oberfläche derart ausgebildet ist, dass die schräge Oberfläche ein äußeres Ende aufweist, das in Ausrückrichtung weiter weg angeordnet ist als ein inneres Ende der schrägen Oberfläche, ein Paar von schrägen Nockensitzen, die in dem Gehäuse an entgegengesetzten Seiten des Kolbens ausgebildet sind, wobei die schrägen Oberflächen der Nocken an die schrägen Nockensitze angepasst, mit den schrägen Nockensitzen in Eingriff und bis zu einem solchen Ausmaß auf den schrägen Nockensitzen verschiebbar sind, dass die Zähne der Nocken in einen und aus einem sperrenden Eingriff mit den Zähnen der Zahnstangen gebracht werden können, einen Abstandshalter, der angrenzend an den Ausgang an dem Gehäuse angeordnet ist, und eine zweite Feder, die mit dem Abstandshalter und den Nocken in Eingriff ist, wobei die zweite Feder die Nocken in eine entgegengesetzt zu der Ausrückrichtung verlaufende Richtung drückt, wodurch die Nocken in sperrenden Eingriff mit den Zahnstangen gedrückt werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kettenspannvorrichtung könnte derart ausgestaltet sein, dass der Kolben und das Gehäuse eine Ölkammer in dem Gehäuse definieren und dass an dem Gehäuse ein hydraulischer Ventilmechanismus vorgesehen ist, um eine Einweg-Strömung von Öl von einer externen Ölversorgung unter Druck in die Ölkammer zu ermöglichen, um eine zusätzliche Kraft vorzusehen, die den Kolben in die Ausrückrichtung vorspannt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung könnte die Kettenspannvorrichtung derart ausgestaltet sein, dass der Kolben in dem Gehäuse drehbar ist, wodurch ein Eingriff zwischen der Zahnstange und den keilförmigen Nocken unter Krafteinwirkung gelöst werden kann.
Wenn die den Kolben vorspannende Feder zwischen dem Flansch und dem Abstandshalter angeordnet ist, ist sie einfacher eingebaut und kann sie dazu verwendet werden, den Abstandshalter gegen das Gehäuse zu halten.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die den Kolben vorspannende Feder in der Kolbenaufnahmeöffnung und zwischen einem Ende des Kolbens, das in der Kolbenaufnahmeöffnung angeordnet ist, und einem Ende der Kolbenaufnahmeöffnung angeordnet. In diesem Fall ist der Abstandshalter vorzugsweise in das Gehäuse geschraubt.
Die Kettenspannvorrichtung gemäß der Erfindung kann entweder ein Innenmontage-Typ oder ein Außenmontage-Typ sein.
Die Zähne auf den Kolbenzahnstangen und den Nocken können unterschiedliche Formen aufweisen, so lange sie eine Sperrklinkenfunktion zeigen können, die es dem Kolben ermöglicht, sich in die Ausrückrichtung zu bewegen, jedoch eine Einrückbewegung des Kolbens verhindert. Die Ausrückvorspannfeder verursacht eine schnelle Bewegung des Kolbens in die Ausrückrichtung, wenn die Kette locker wird, wodurch die geeignete Spannung wieder hergestellt wird.
Die die Nocken vorspannende Feder, die lose auf dem Kolben angeordnet ist, spannt die keilförmigen Nocken gegen deren Sitze vor, die wiederum eine radial nach innen gerichtete Kraft auf die Nocken ausüben, so dass sie in Eingriff mit dem Kolben gedrückt werden. Wenn sich jedoch der Kolben in die Ausrückrichtung bewegt, zieht er die Nocken mit sich in die Ausrückrichtung und drücken gleichzeitig seine Zähne unter Zusammenwirkung mit den Zähnen der Nocken die Nocken radial nach außen, wobei die Nocken gegen ihre Sitze gehalten werden, bis sich die Zähne lösen. In dem Moment, wenn die Zähne außer Eingriff gelangen, bewegt sich der Kolben um einen Zahn der Zahnstange nach vorne und gelangen die Nocken sofort wieder in Eingriff mit der Zahnstange, um eine Einrückbewegung des Kolbens zu verhindern und die geeignete Kettenspannung aufrechtzuerhalten.
Die Verwendung von Nocken auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens verteilt die Kraft, die mittels der Kette auf den Kolben ausgeübt wird, wodurch konzentrierte Belastungen auf das Gehäuse vermieden werden. Darüber hinaus verteilen die Nocken die Kraft symmetrisch, wobei exzentrische Belastungen wie in dem Fall der herkömmlichen Spannvorrichtung vermieden werden.
Selbst wenn der Kolben einer übermäßigen Stoßkraft von der Kette über einen Spannhebel unterworfen wird, wird des Weiteren bei der Kettenspannvorrichtung gemäß der Erfindung ein Einrücken des Kolbens vermieden, so dass eine geeignete Kettenspannung aufrechterhalten wird.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung dreier bevorzugter Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kettenspannvorrichtung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer Vorderansicht ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kettenspannvorrichtung, die bei einem Verbrennungsmotor installiert ist, um die Spannung einer Steuerkette aufrechtzuerhalten,
Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht, teilweise geschnitten, die Kettenspannvorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 3 in einer auseinander gezogenen perspektivischen Darstellung die Kettenspannvorrichtung aus Fig. 1,
Fig. 4(a) bis 4(c) in geschnittenen Darstellungen die Kettenspannvorrichtung aus Fig. 1, wobei einzelne Betriebszustände gezeigt sind,
Fig. 5 in einer geschnittenen Darstellung die Verteilung einer Belastung bei der Kettenspannvorrichtung aus Fig. 1, wenn eine Kraft auf den Kolben ausgeübt wird,
Fig. 6 in einer perspektivischen Darstellung, teilweise geschnitten, ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kettenspannvorrichtung,
Fig. 7 in einer geschnittenen Darstellung die Kettenspannvorrichtung aus Fig. 6,
Fig. 8 in einer schematischen Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kettenspannvorrichtung, wobei die Beziehung der Spannvorrichtung zu einem Spannhebel und einer Übertragungskette dargestellt ist,
Fig. 9 in einer geschnittenen Darstellung eine herkömmliche Sperrklinken- Spannvorrichtung und
Fig. 10 in einer Vorderansicht eine herkömmliche Kettenspannvorrichtung, die bei einem Verbrennungsmotor installiert ist, um die Spannung in einer Steuerkette aufrechtzuerhalten.
Die Kettenspannvorrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 1-5 gezeigt ist, ist eine Kettenspannvorrichtung vom "Außenbefestigungs"- Typ, welche von der Außenseite eines Motors aus befestigt wird. Die Spannvorrichtung 100 wird dazu verwendet, Vibrationen zu unterdrücken, die erzeugt werden, wenn eine Steuerkette TC über einem Kurbelwellenkettenrad S1 und Nockenwellenkettenrädern S2 eines Motors läuft, und auch um eine geeignete Spannung in der Kette aufrechtzuerhalten.
Bei der Kettenspannvorrichtung 100 steht ein federvorgespannter zylindrischer Kolben 120 in Richtung der Steuerkette TC vor, die hinter einem Spannvorrichtungsgehäuse 110 umläuft, das an einer Wandung E der Motorblockwand befestigt ist. Der Spannvorrichtungskolben 120 drückt gegen die Rückseite eines Spannhebels TL, der schwenkbar an dem Motorblock befestigt ist, so dass eine Schuhoberfläche des Spannhebels TL in Gleitkontakt mit der Schlaifseite der Steuerkette TC gehalten ist, um die Spannung in der Steuerkette TC aufrechtzuerhalten.
Eine Spannvorrichtungsführung TG, die an dem Motorblock befestigt ist, führt die Steuerkette TC, so dass ein seitliches Weglaufen der Steuerkette TC verhindert ist.
Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt, weist die Kettenspannvorrichtung 100 ein Gehäuse 110 auf, das eine Kolbenaufnahmeöffnung 111 aufweist, in die ein Kolben 120 eingesetzt ist. Der Kolben 120 steht aus der Öffnung 111 hervor, und eine Feder 130, die den Kolben 120 umgibt und mit einem Flansch in Eingriff ist, der an dem äußeren Ende des Kolbens 120 ausgebildet ist, spannt den Kolben 120 in die Ausrückrichtung vor. Zwei keilförmige Nocken 140, die in der Art von Nockenspänen ausgebildet sind, sind jeweils mit zwei Zahnstangen 121 in Eingriff, die auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens 120 separat ausgebildet sind. Die keilförmigen Nocken 140 sind in sich verengenden Ausnehmungen angeordnet, die in dem vorderen Ende des Gehäuses 110 an entgegengesetzten Seiten des vorderen Ausgangs der Kolbenaufnahmeöffnung 111 ausgebildet sind. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind diese Nocken 140 in gleitendem Eingriff mit sich schräg verjüngenden Nockensitzen 112, die durch Wände der Ausnehmungen gebildet sind. Eine nockenvorspannende Feder 150 umgibt den Kolben 120 mit einem Zwischenraum, wobei sie die Nocken 140 gegen die sich schräg verjüngenden Sitze 112 vorspannt, so dass die Nocken 140 in Eingriff mit dem Kolben 120 radial nach innen gedrückt werden. Die vorspannende Feder 150 ist zwischen den Nocken 140 und einem Abstandshalter 160 gehalten, der mittels der Feder 130 gegen das Ende des Gehäuses 110 gehalten wird.
Ein hydraulischer Ventilmechanismus 170 ist an einem hinteren Endabschnitt des Gehäuses 110 vorgesehen, um Öl unter Druck von einer externen Ölversorgungsquelle zu empfangen und die Ausrückvorspannkraft des Kolbens 120 genau zu steuern. Dieser hydraulische Ventilmechanismus 170 umfasst einen Kugelsitz 171, der in das Gehäuse 110 eingepresst ist, eine Absperrkugel 172, die mit dem Kugelsitz 171 in Eingriff bringbar ist, und einen Halter 173 zum Zurückhalten der Absperrkugel 172. Der Ventilmechanismus 170 ermöglicht die Ölströmung in eine Hochdruckölkammer 180, die durch den Kolben 120 und die Öffnung 111 definiert ist, jedoch verhindert er das Rückströmen von Öl aus der Hochdruckölkammer 180, so dass die Spannung mittels des Kolbens 120 auf die Kette ausgeübt wird und problemlos in der Kette aufrechterhalten wird.
Wenn sich die Steuerkette TC beim Betrieb der Kettenspannvorrichtung 100 lockert, bewegt sich der Kolben 120, der mittels der Ausrückvorspannfeder 130 vorgespannt ist, sofort in der Ausrückrichtung.
Fig. 4(a) zeigt den Zustand der Spannvorrichtung 100, bevor der Kolben 120 ausrückt, Fig. 4(b) zeigt die Spannvorrichtung 100, wenn sich der Kolben 120 in der Ausrückrichtung bewegt, und Fig. 4(c) zeigt den Kolben 120, der sich um einen Zahn nach vorne bewegt hat.
Wenn sich der Kolben 120 in die Ausrückrichtung bewegt, um die Spannung in der Steuerkette aufrechtzuerhalten, ziehen die Zahnstangen 121 auf dem Kolben 120 die Nocken 140, die sich anfänglich in der in Fig. 4(a) gezeigten Position befinden, in die Ausrückrichtung gegen die Kraft, die durch die vorspannende Feder 150 auf sie ausgeübt wird. Wenn die Nocken 140 in die Ausrückrichtung gezogen werden, bewirkt ein Kämmvorgang, der durch die Zähne der Zahnstangen 121 erzeugt wird, die die Form von Sperrklinkenzähnen aufweisen, dass die Nocken 140 radial nach außen gleiten, während sie in Eingriff mit den schrägen Sitzen 112 sind. Wie in Fig. 4(b) gezeigt, steigen die Nocken 140 auf und bewegen sich gleichzeitig, während sie auf den schrägen Sitzen 112 gleiten, zu einer Position nach außen, wo sie sich von den Zahnstangenzähnen des Kolbens 120 lösen.
Wenn die Nocken 140 auf den schrägen Oberflächen der schrägen Nockengleitsitze 112 aufsteigen und der Eingriff mit den Zahnstangen 121 durch den Kolben 120 gelöst wird, bewegt sich der Kolben 120 um einen Zahn nach vorne. Die Feder 150 drückt dann die Nocken 140 sofort nach unten, d. h. - wie in Fig. 4(c) gezeigt - in der Einrückrichtung des Kolbens 120, und der Eingriff zwischen den Nockenzähnen und den Zahnstangen 121 blockiert ein Einrücken des Kolbens 120.
Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die Kraft F, die durch den Kolben 120 empfangen wird, in Kräfte f1 und f2 aufgeteilt, die auf die Sitze auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens 120 ausgeübt werden. Daher wird die auf das Gehäuse 110 ausgeübte Belastung verteilt, so dass eine Konzentration der Belastung vermieden ist. Wie oben erwähnt, ist die Belastung darüber hinaus symmetrisch verteilt, so dass eine Exzentrizität vermieden ist.
Wenn sich eine umlaufende Steuerkette TC lockert, wird der Kolben 120 sequentiell um jeweils einen Zahn nach vorne bewegt, um eine geeignete Kettenspannung auf die Kette TC auszuüben. Gleichzeitig wird eine Rückwärtsbewegung des Kolbens 120 verhindert, so dass eine geeignete Kettenspannung aufrechterhalten werden kann. Obgleich das Gehäuse 110 bei dem vorliegenden Beispiel aus Aluminium hergestellt ist, ist ein lokalisierter Verschleiß derjenigen Art vermieden, welcher bei einem herkömmlichen Gehäuse auftritt. Darüber hinaus kann eine signifikante Verminderung des Gesamtgewichts der Spannvorrichtung erreicht werden.
Die Erfindung bietet weitere signifikante Vorteile. Da eine einfache Nockenstützstruktur verwendet wird, bei der ein Paar von Nocken 140 in schräge Ausnehmungen eingesetzt ist, ist das Problem des Erreichens der hohen Herstellungsgenauigkeit und der hohen Montagegenauigkeit, die in dem Fall eines Schwenkstifts und eines Stiftlochs zur schwenkbaren Lagerung einer Sperrklinke erforderlich sind, vermieden. Darüber hinaus sind die Schwierigkeiten, die beim Herstellen und Zusammenbauen der Sperrklinke und beim Erreichen einer entsprechenden Genauigkeit dabei auftreten, ebenfalls vermieden und können die Arbeitsgenauigkeit und die Arbeitsbelastung bei der Teilebearbeitung und die Zusammenbauarbeit verringert werden.
Durch die Verwendung der Ausrückvorspannfeder 130, die zwischen einem vorderen Ende des Kolbens 120 und dem Abstandshalter 160 angeordnet ist, um den Abstandshalter 160 in Stoßkontakt mit der Vorderseite des Gehäuses 110 zu halten, können darüber hinaus die Nocken 140 leicht in ihre Ausnehmungen eingesetzt werden und können ein einfacher Bauteilaufbau und ein einfacher Zusammenbau des Bauteils realisiert werden.
Da die beiden Zahnstangen 121 auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens 120 angeordnet sind, kann der Kolben 120 in dem Gehäuse 110 um 90 Grad gedreht werden, um die Zahnstangen 121 von den Nocken 140 zu lösen. Folglich kann der Zusammenbau einfach durchgeführt werden und kann der Eingriff zwischen den Zahnstangen 121 und den Nocken 140 zu Wartungszwecken oder zur Prüfung der Steuerkette einfach gelöst werden.
Die Kettenspannvorrichtung 200 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Diese Spannvorrichtung 200 ist ebenfalls eine Spannvorrichtung vom Typ der äußeren Befestigung, welche denselben Aufbau wie die Spannvorrichtung 100 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist. Folglich überschreiten die Bezugsziffern in den Fig. 6 und 7 die Bezugsziffern, die korrespondierende Komponenten in den Fig. 1 bis 5 bezeichnen, um 100.
In den Fig. 6 und 7 ist eine Ausrückvorspannfeder 230 zwischen dem hinteren Ende des Kolbens 220 und dem Boden der Kolbenaufnahmeöffnung 211 angeordnet. Der Abstandshalter 260 ist an das vordere Ende des Gehäuses 210 angeschraubt. Das heißt, er kann an dem vorderen Ende des Gehäuses 210 mittels eines Schraubbefestigungsmittels befestigt werden oder er kann alternativ auf das vordere Ende des Gehäuses 210 aufgeschraubt sein. Viele der Betriebsmerkmale und Vorteile des zweiten Ausführungsbeispiels sind im Wesentlichen dieselben wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Die Spannvorrichtung 200 kann durch Verminderung des Abstands von dem vorderen Ende des Kolbens 220 zu dem vorderen Ende des Gehäuses 210 verkleinert werden. Darüber hinaus kann die Spannvorrichtung 200 näher an der Kette TC angeordnet werden, so dass sein Ansprechverhalten auf Veränderungen der Spannung der Steuerkette TC verbessert werden kann. Zusätzlich ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein Separieren des Kolbens 220 von dem Gehäuse 210 durch die Tatsache verhindert, dass der Abstandshalter 260 unabhängig an dem Gehäuse 210 befestigt ist. Daher ist ein Lösen des Kolbens 210 von dem Gehäuse vermieden.
In Fig. 8 weist die Spannvorrichtung 300, die ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, dieselbe Grundstruktur wie das erste Ausführungsbeispiel auf. Hier sind die Bauteile durch Bezugsziffern bezeichnet, die die Bezugsziffern für korrespondierende Bauteile in den Fig. 1 bis 5 um 200 überschreiten.
Die Kettenspannvorrichtung 300 unterscheidet sich von der Spannvorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels prinzipiell darin, dass Montagelöcher 313 zur Befestigung der Kettenspannvorrichtung 300 an einem Motorblock innerhalb des Motors vorgesehen sind, so dass diese Spannvorrichtung 300 eine Spannvorrichtung vom Typ der "inneren Befestigung" ist. Andererseits sind die Betriebsmerkmale und Vorteile des dritten Ausführungsbeispiels im Wesentlichen dieselben wie diejenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Obgleich die hier beschriebenen Kettenspannvorrichtungen mit einer Steuerkette TC verwendet werden, können sie ebenfalls mit einem Steuerriemen verwendet werden.
Wichtige Vorteile der Erfindung können wie folgt zusammengefasst werden.
Die Spannvorrichtung hält nicht nur eine geeignete Kettenspannung aufrecht, sondern verteilt auch die Kraft, die auf den Spannvorrichtungskolben durch die Kette ausgeübt wird, über beide Nocken zu den Nockensitzen auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens. Folglich ist ein lokaler Verschleiß des Gehäuses derjenigen Art, die bei einer herkömmlichen Spannvorrichtung erzeugt wird, vermieden. Die Erfindung führt ebenfalls zu einer gesamten Reduktion des Gewichts der Spannvorrichtung. Da ein lokalisierter Verschleiß vermindert ist, kann insbesondere das Gehäuse, das das meiste Gewicht einer herkömmlichen Spannvorrichtung ausmacht, aus Aluminium ausgebildet werden und es kann eine signifikante Gewichtsreduktion realisiert werden.
Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass die Nockenstützstruktur, bei der ein Paar von Nocken in schräge Ausnehmungen eingesetzt sind, die Probleme vermeidet, die mit den hohen Genauigkeitserfordernissen in dem Fall einer Sperrklinken-Spannvorrichtung verbunden sind, bei der eine Sperrklinke verwendet wird. Selbst wenn ein Zahnstangenzahn oder ein Sperrklinkenzahn gebrochen ist, kann darüber hinaus ein Austausch und eine Wartung schnell und einfach durchgeführt werden.
Der Nocken- und Zahnstangenmechanismus gemäß der Erfindung kann in vorteilhafter Weise bei einer Spannvorrichtung verwendet werden, die einen hydraulischen Ventilmechanismus zum Einleiten von Öl von einer externen Ölversorgung aufweist, um die Ausrückvorspannkraft genau zu steuern. Folglich kann eine geeignete Kettenspannung angelegt und auf problemlose Weise aufrechterhalten werden.
Die Erfindung weist den weiteren Vorteil auf, dass die Zahnstangen und Nocken durch Drehen des Kolbens einfach außer Eingriff gebracht werden können. Folglich kann die Spannvorrichtung einfach zusammengebaut werden und einfach zur Wartung der Spannvorrichtung oder zur Prüfung oder Wartung der Steuerkette zerlegt werden.
In den Fällen, in welchen die Ausrückvorspannfeder zwischen dem vorderen Ende des Kolbens und dem Abstandshalter angeordnet ist, ist ein Handhaben der Ausrückvorspannfeder einfach und kann der Abstandshalter gegen die Vorderseite des Gehäuses ohne das Erfordernis von Schrauben oder Befestigungsmitteln mittels der Feder gehalten werden.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem die Ausrückvorspannfeder zwischen dem hinteren Ende des Kolbens und dem Boden der Kolbenaufnahmeöffnung angeordnet ist, kann der Abstand von dem vorderen Ende des Kolbens zu dem vorderen Ende des Gehäuses vermindert werden und kann die Spannvorrichtung für ein verbessertes Ansprechverhalten auf Veränderungen der Spannung der Kette näher an der Kette angeordnet werden.
Da der Abstandshalter an dem vorderen Ende des Gehäuses unabhängig befestigt ist, kann bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Lösen des Kolbens von dem Gehäuse zuverlässiger verhindert werden.

Claims

1. Kettenspannvorrichtung (100; 200; 300) mit
einem Gehäuse (110; 210; 310) mit einer Kolbenaufnahmeöffnung (111; 211; 311),
wobei die Kolbenaufnahmeöffnung (111; 211; 311) einen Ausgang aufweist, einem Kolben (120; 220; 320), der verschiebbar in der Kolbenaufnahmeöffnung (111; 211; 311 } angeordnet ist und aus dem Ausgang in eine Ausrückrichtung hervorsteht, und
einer ersten Feder (130; 230; 330), die den Kolben (120; 220; 320) in die Ausrückrichtung vorspannt,
gekennzeichnet durch
Zahnstangen (121; 221), die an entgegengesetzten Seiten des Kolbens (120; 220; 320) ausgebildet sind,
ein Paar von keilförmigen Nocken (140; 240; 340) an entgegengesetzten Seiten des Kolbens (120; 220; 320), wobei jeder Nocken (140; 240; 340) an eine der jeweiligen Zahnstangen (121; 221) angrenzend angeordnet ist, wobei jeder Nocken (140; 240; 340) Zähne aufweist, die mit Zähnen der jeweils angrenzenden Zahnstange (121; 221) sperrend in Eingriff bringbar sind, um eine Einrückbewegung des Kolbens (120; 220; 320) relativ zu den Nocken (140; 240; 340) zu verhindern, und wobei jeder Nocken (140; 240; 340) eine schräge Oberfläche zum Eingriff mit einem Sitz (112) aufweist, wobei die schräge Oberfläche jedes Nockens (140; 240; 340) weg von dem Kolben (120; 220; 320) nach außen gerichtet ist und wobei die Form jeder schrägen Oberfläche derart ausgebildet ist, dass die schräge Oberfläche ein äußeres Ende aufweist, das in Ausrückrichtung weiter weg angeordnet ist als ein inneres Ende der schrägen Oberfläche,
ein Paar von schrägen Nockensitzen (112), die in dem Gehäuse (110; 210; 310) an entgegengesetzten Seiten des Kolbens (120; 220; 320) ausgebildet sind, wobei die schrägen Oberflächen der Nocken (140; 240; 340) an die schrägen Nockensitze (112) angepasst, mit den schrägen Nockensitzen (112) in Eingriff und bis zu einem solchen Ausmaß auf den schrägen Nockensitzen (112) verschiebbar sind, dass die Zähne der Nocken (140; 240; 340) in einen und aus einem sperrenden Eingriff mit den Zähnen der Zahnstangen (121; 221) gebracht werden können,
einen Abstandshalter (160; 260; 360), der angrenzend an den Ausgang an dem Gehäuse (110; 210; 310) angeordnet ist, und
eine zweite Feder (150; 250), die mit dem Abstandshalter (160; 260; 360) und den Nocken (140; 240; 340) in Eingriff ist, wobei die zweite Feder (150; 250) die Nocken (140; 240; 340) in eine entgegengesetzt zu der Ausrückrichtung verlaufende Richtung drückt, wodurch die Nocken (140; 240; 340) in sperrenden Eingriff mit den Zahnstangen (121; 221) gedrückt werden.

2. Kettenspannvorrichtung (100; 200; 300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (120; 220; 320) und das Gehäuse (110; 210; 310) eine Ölkammer (180; 280; 380) in dem Gehäuse (110; 210; 310) definieren und dass an dem Gehäuse (110; 210; 310) ein hydraulischer Ventilmechanismus (170; 270; 370) vorgesehen ist, um eine Einweg-Strömung von Öl von einer externen Ölversorgung unter Druck in die Ölkammer (180; 280; 380) zu ermöglichen, um eine zusätzliche Kraft vorzusehen, die den Kolben (120; 220; 320) in die Ausrückrichtung vorspannt.

3. Kettenspannvorrichtung (100; 200; 300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (120; 220; 320) in dem Gehäuse (110; 210; 310) drehbar ist, wodurch ein Eingriff zwischen der Zahnstange (121; 221) und den keilförmigen Nocken (140; 240; 340) unter Krafteinwirkung gelöst werden kann.

4. Kettenspannvorrichtung (100; 300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorstehende Abschnitt des Kolbens (120; 320) einen Flansch aufweist und dass die erste Feder (130; 330) zwischen dem Flansch und dem Abstandshalter (160; 360) angeordnet ist.

5. Kettenspannvorrichtung (100; 300) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshalter (160; 360) mittels der ersten Feder (130; 330) gegen das Gehäuse (110; 310) gehalten ist.

6. Kettenspannvorrichtung (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feder (230) in der Kolbenaufnahmeöffnung (211) und zwischen einem Ende des Kolbens (220), das in der Kolbenaufnahmeöffnung (211) angeordnet ist, und einem Ende der Kolbenaufnahmeöffnung (211) angeordnet ist.