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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Kettenspanner, der verwendet
wird, um die Spannung einer Steuerkette für den Antrieb
einer Nockenwelle eines Kraftfahrzeugmotors aufrechtzuerhalten.
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Stand der Technik
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In
einem Kraftfahrzeugmotor wird die Drehung der Kurbelwelle gewöhnlich über
eine Steuerkette auf eine Nockenwelle übertragen, um die
Ventile von Verbrennungskammern durch die Drehung der Nockenwelle
zu öffnen und zu schließen. Um die Spannung der
Kette innerhalb eines optimalen Bereichs zu halten, wird häufig
eine Ketteneinstellanordnung verwendet, die eine Kettenführung,
die um eine Schwenkwelle geschwenkt werden kann, und einen Spanner
zum Drücken der Kettenführung gegen die Kette
umfasst.
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Ein
bekannter Kettenspanner für eine derartige Ketteneinstellanordnung
umfasst einen Zylinder mit einem offenen Ende und einem Boden, einen
zylindrischen Kolben, der axial verschiebbar in dem Zylinder eingesteckt
ist und einen Boden sowie ein in dem Zylinder angeordnetes offenes
Ende aufweist, und eine Schraubstange, die in dem Zylinder montiert ist
und an seinem Außenumfang ein Außengewinde aufweist,
wobei der Kolben an seinem Innenumfang ein Innengewinde aufweist,
das schraubend in das Außengewinde der Schraubstange eingreift,
und wobei das Außengewinde und das Innengewinde jeweils
eine Druckflanke, die einen Druck empfängt, wenn eine den
Kolben in den Zylinder drückende Kraft ausgeübt
wird, und eine Spielflanke aufweisen, wobei die Druckflanke einen
größeren Flankenwinkel aufweist als die Spielflanke,
wobei das Außengewinde und das Innengewinde gezahnt sind
und wobei eine Rückstellfeder zwischen dem Kolben und der Schraubstange
montiert ist und den Kolben in einer von dem Zylinder vorstehenden
Richtung vorspannt, damit der Kolben gegen die Kette gedrückt
wird (Patentdokument 1).
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Wenn
bei diesem Kettenspanner die Spannung der Kette zunimmt, während
der Motor läuft, wird der Kolben unter der Spannung der
Kette in den Zylinder gedrückt, sodass die Spannung der
Kette absorbiert wird. Dabei gestattet die Vibration der Kette,
dass die Schraubstange relativ zu dem Kolben gedreht wird, während
sie sich wiederholt innerhalb des Spielbereichs zwischen dem Innen-
und dem Außengewinde nach hinten und nach vorne bewegt.
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Wenn
sich die Spannung der Kette vermindert, während der Motor
läuft, steht der Kolben aufgrund der Vorspannkraft der
Rückstellfeder von dem Zylinder vor, um ein Durchhängen
der Kette zu beseitigen.
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Wenn
der Motor gestoppt wird, kann die Spannung der Kette je nach der
Stoppposition der Nockenwelle hoch bleiben. Weil in diesem Zustand die
Kette nicht vibriert, wird das Innengewinde des Kolbens durch das
Außengewinde der Schraubstange gehalten, sodass der Kolben
in einer stationären Position bleibt. Wenn dann der Motor
erneut gestartet wird, ist ein Durchhängen der Kette weniger
wahrscheinlich, sodass ein glattes Starten des Motors möglich
ist.
Patentdokument 1:
japanische
Patentveröffentlichung 10-19095 A
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Beschreibung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung
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Weil
bei diesem Kettenspanner der Kolben ein zylindrisches Glied mit
einem Boden ist, muss bei der Ausbildung des Innengewindes an dessen
Innenumfang unter Verwendung eines Gewindeschneiders darauf geachtet
werden, dass die Spitze der Lasche nicht gegen den Boden des Kolbens
stößt. Deshalb ist es schwierig, eine ausreichende
Schneidlänge des Gewindeschneiders sicherzustellen, wodurch
die Verarbeitung des Kolbens erschwert wird.
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kettenspanner
anzugeben, dessen Kolben einfacher verarbeitet werden kann.
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Lösung der Erfindung
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Um
die oben genannte Aufgabe zu lösen, erstreckt sich ein
an dem Innenumfang des Kolbens ausgebildeter Vorsprung nur über
einen begrenzten Bogenbereich des Innenumfangs des Kolbens.
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Der
Vorsprung kann ein Gewinde sein, das einen zahnförmigen
Querschnitt und einen Anschnittwinkel in Entsprechung zu dem Außengewinde
der Schraubstange aufweist, Kann ein sich entlang des Umfangs erstreckender
Vorsprung mit einem zahnförmigen Querschnitt sein oder
kann ein durch das Vertiefen einer offenen Endfläche des
Kolbens ausgebildeter Vorsprung sein.
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Wenn
mehrere Außengewinde anstelle eines einzelnen Außengewindes
vorgesehen sind, ist eine der Anzahl der Außengewinde entsprechende Anzahl
von Vorsprüngen vorgesehen. Der Kolben kann ein zylindrisches
Glied, an dessen Innenumfang der oder die Vorsprünge und
an dessen beiden Enden Öffnungen vorgesehen sind, und ein
Kappenglied umfassen, das in ein Ende des zylindrischen Glieds gepasst
ist. Dabei kann das Kappenglied in das zylindrische Glied pressgepasst
werden oder an das zylindrische Glied geschweißt werden,
um an demselben fixiert zu werden.
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Vorteile der Erfindung
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Weil
sich bei dem Kettenspanner gemäß der vorliegenden
Erfindung der Vorsprung nur über einen begrenzten Bogenbereich
des Innenumfangs des Kolbens erstreckt, ist die Umfangslänge
des Vorsprungs kleines als die Umfangslänge eines Vorsprungs,
der sich über den gesamten Innenumfang des Kolbens erstreckt.
Der Kolben kann also einfach verarbeitet werden. Außerdem
weist dieser Kettenspanner ein leichteres Gewicht auf als ein Kettenspanner,
bei dem sich der Vorsprung über den gesamten Innenumfang
des Kolbens erstreckt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine teilweise im Schnitt gezeigte Vorderansicht einer Kettengetriebeanordnung
einschließlich eines Kettenspanners gemäß der
vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Vorderschnittansicht des Kolbens von 1.
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3 ist
eine linke Seitenansicht des Kolbens von 2.
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4 ist
eine Schnittansicht einer Modifikation des Kolbens von 2,
die ein zylindrisches Glied und ein Kappenglied umfasst.
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5 ist
eine linke Seitenansicht des Kolbens von 4.
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6 ist
eine Schnittansicht eines modifizierten Kolbens, in dem die Vorsprünge
von 2 durch Vorsprünge ersetzt sind, die
sich entlang des Umfangs erstrecken und einen gezahnten Querschnitt
aufweisen.
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7 ist
eine linke Seitenansicht des Kolbens von 6.
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8 zeigt
eine Modifikation des Kolbens von 6, die ein
zylindrisches Glied und ein Kappenglied umfasst.
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9 ist
eine linke Seitenansicht des Kolbens von 8.
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10 ist
eine Schnittansicht eines modifizierten Kolbens, in dem die Vorsprünge
von 2 durch Vorsprünge ersetzt sind, die
durch das Vertiefen einer offenen Endfläche des Kolbens
gebildet sind.
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11 ist
eine linke Seitenansicht des Kolbens von 10.
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12 ist
eine Schnittansicht einer Modifikation des Kolbens von 10,
die ein zylindrisches Glied und ein Kappenglied umfasst.
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13 ist
eine linke Seitenansicht des Kolbens von 12.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kettenspanner
- 6
- Kette
- 9
- Zylinder
- 10
- Kolben
- 10a
- zylindrisches
Glied
- 10b
- Kappenglied
- 15
- Außengewinde
- 16
- Schraubstange
- 17
- Vorsprung
- 18
- Druckflanke
- 19
- Spielflanke
- 20
- Rückstellfeder
- 22
- Vorsprung
- 23
- offene
Endfläche
- 24
- Vorsprung
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Bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung
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1 zeigt
eine Kettengetriebeanordnung einschließlich eines Kettenspanners 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Kettengetriebeanordnung umfasst ein Zahnrad 3,
das an einer Motorkurbelwelle 2 fixiert ist, ein Zahnrad 5,
das an einer Nockenwelle 4 fixiert ist, und eine Kette 6,
die die Zahnräder 3 und 5 miteinander
verbindet. Die Kette 6 überträgt also
eine Drehung der Kurbelwelle 2 auf die Nockenwelle 4,
um Ventile (nicht gezeigt) für Verbrennungskammern zu öffnen
und zu schließen, während sich die Nockenwelle 4 dreht.
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Eine
Kettenführung 8, die um eine Schwenkwelle 7 geschwenkt
werden kann, ist in Kontakt mit der Kette 6 und wird durch
den Kettenspanner 1 gegen die Kette 6 gedrückt.
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Der
Kettenspanner 1 umfasst ein zylindrisches Glied 9 mit
einem offenen Ende und einem Boden sowie einen Kolben 10,
der axial verschiebbar in den Zylinder 9 eingesteckt ist.
Der Zylinder 9 ist durch Schrauben 11 an einem
Motorblock (nicht gezeigt) fixiert.
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Der
Zylinder 9 ist mit einem Ölzufuhrdurchgang 13 versehen,
der mit einer Druckkammer 12 verbunden ist, die durch den
Zylinder 9 und den Kolben 10 definiert wird. Der Ölzufuhrdurchgang 13 ist mit
einer Ölzufuhrpumpe (nicht gezeigt) verbunden, sodass Hydrauliköl
aus der Ölzufuhrpumpe über den Ölzuführdurchgang 13 in
die Kammer 12 eingeführt wird.
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Ein
sehr kleiner Leckzwischenraum 14 ist zwischen Gleitflächen
des Kolbens 10 und des Zylinders 9 definiert, über
den Hydrauliköl aus der Druckkammer 12 leckt.
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Eine
Schraubstange 16, an dessen Außenumfang ein doppeltes
Außengewinde 15 ausgebildet ist, ist in dem Zylinder 9 aufgenommen.
Der Kolben 10 weist ein Bodenende und ein offenes Ende
auf, das in dem Zylinder 9 angeordnet ist und an seinem Innenumfang
mit zwei Vorsprüngen 17 versehen ist, die schraubend
in die Außengewinde 15 an der Schraubstange 16 eingreifen.
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Die
Außengewinde 15 weisen einen asymmetrischen, gezahnten
Querschnitt entlang einer die Achse enthaltenden Ebene auf, wobei
die Druckflanken 18, die den Druck empfangen, wenn eine
den Kolben 10 in den Zylinder 9 drückende
Kraft ausgeübt wird, einen größeren Flankenwinkel
aufweisen als die Spielflanken 19.
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Wie
in 2 gezeigt, weisen die Vorsprünge 17 einen
gezahnten Querschnitt und einen Anschnittwinkel in Entsprechung
zu den Außengewinden 15 auf. Wie in 3 gezeigt,
sind die zwei Vorsprünge 17 bogenförmige
Teile, die entlang des Innenumfangs des Kolbens 10 voneinander
beabstandet sind.
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Wie
in 1 gezeigt, ist eine Rückstellfeder 20 zwischen
dem Kolben 10 und der Schraubstange 16 montiert.
Ein Ende der Rückstellfeder 20 wird durch die
Schraubstange 16 gehalten, während das andere
Ende durch einen Federsitz 21 gegen den Kolben 10 gedrückt
wird, um den Kolben 10 in der von dem Zylinder 9 vorstehenden
Richtung zu drücken.
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Im
Folgenden wird der Betrieb des Kettenspanners 1 beschrieben.
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Wenn
die Spannung der Kette sich vermindert, während der Motor
läuft, steht der Kolben 10 aufgrund der Vorspannkraft
der Rückstellfeder 20 von dem Zylinder vor, um
ein Durchhängen der Kette 6 aufzuheben. Dabei
wird Hydrauliköl über den Ölzuführdurchgang 13 in
die Druckkammer 12 zugeführt.
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Wenn
die Spannung der Kette 6 zunimmt, während der
Motor läuft, wird der Kolben 10 unter der Spannung
der Kette 6 in den Zylinder gedrückt. In diesem
Zustand dreht sich die Schraubstange 16 aufgrund der Vibration
der Kette 6 relativ zu dem Kolben 10 unter der
Vorspannkraft der Rückstellfeder 20 und bewegt
sich dabei wiederholt nach hinten und nach vorne innerhalb des Bereichs
des Axialzwischenraums zwischen den Außengewinden 15 und
den Vorsprüngen 17.
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Wenn
der Motor gestoppt wird, kann die Spannung der Kette 6 je
nach der Stoppposition der Kurbelwelle 4 hoch bleiben.
Weil in diesem Zustand die Kette nicht schwingt, werden die Vorsprünge 17 an
dem Innenumfang des Kolbens 10 durch die Druckflanken 18 der
Außengewinde 15 der Schraubstange 16 gehalten,
sodass der Kolben 10 in einer stationären Position
gehalten wird. Wenn dann der Motor neu gestartet wird, neigt die
Kette 6 weniger zu einem Durchhängen, sodass ein
glattes Starten des Motors möglich ist.
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Weil
sich bei diesem Kettenspanner 1 die Vorsprünge 17 nur über
einen begrenzten Bogenbereicht des Innenumfangs des Kolbens 10 erstrecken, können
die Vorsprünge 17 durch ein Schneiden mit einem
geringeren Schneidwiderstand als bei einem Gewinde ausgebildet werden,
das sich über den gesamten Innenumfang des Kolbens 10 erstreckt.
Der Kolben 10 kann also einfacher ausgebildet werden. Weiterhin
weist der Kettenspanner 1 ein geringeres Geweicht auf als
ein Kettenspanner, in dem sich ein Gewinde über den gesamten
Innenumfang des Kolbens 10 erstreckt.
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Wie
in 4 und 5 gezeigt, kann der Kolben 10 ein
zylindrisches Glied 10a umfassen, das an seinem Innenumfang
Vorsprünge 17 und an beiden Enden Öffnungen
aufweist, wobei das Kappenglied 10b in ein Ende des zylindrischen
Glieds 10a gepasst ist. Weil bei dieser Anordnung das zylindrische
Glied 10a eine Rohrform mit Öffnungen an beiden
Enden aufweist, können die Vorsprünge 17 unter Verwendung
eines Gewindeschneiders mit einer langen Schneidlänge ausgebildet
werden. In diesem Fall kann das Kappenglied 10b an dem
zylindrischen Glied 10a fixiert werden, indem das Kappenglied 10b in
das zylindrische Glied 10a pressgepasst wird oder indem
das Kappenglied 10b an das zylindrische Glied 10a geschweißt
wird.
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Weil
in der oben beschriebenen Ausführungsform die doppelten
Außengewinde 15 vorgesehen sind, sind zwei Vorsprünge 17 in
Entsprechung zu den jeweiligen Außengewinden 15 an
dem Innenumfang des Kolbens 10 ausgebildet. Wenn drei Außengewinde
an der Schraubstange ausgebildet sind, können drei Vorsprünge
in Entsprechung zu den drei Außengewinden an dem Innenumfang
des Kolbens 10 ausgebildet sein.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Vorsprünge,
die in einen schraubenden Eingriff mit den Außengewinden 15 gebracht
werden, jeweils Gewinde, die einen Anschnittwinkel in Entsprechung
zu den Außengewinden 15 an der Schraubstange 16 und
einen gezahnten Querschnitt aufweisen. Statt dessen können
die Vorsprünge 22 auch derart ausgebildet werden,
das sie einen gezahnten Querschnitt aufweisen und sich entlang des
Umfangs wie in 6 und 7 gezeigt
nur über einen begrenzten Bogenbereich gezeigt erstrecken.
Auch bei dieser Anordnung ist der Bereich, über den sich
die Vorsprünge 22 erstrecken, klein im Vergleich
zu dem Vorsprung, der sich über den gesamten Innenumfang des
Kolbens 10 erstreckt, sodass der Kolben 10 einfach
ausgebildet werden kann. Weiterhin kann der Kolben 10 wie
in 8 und 9 gezeigt ein zylindrisches
Glied 10a, das an seinem Innenumfang die Vorsprünge 22 und
an seinen beiden Enden die Öffnungen aufweist, und ein
Kappenglied 10b umfassen, das in ein Ende des zylindrischen
Glieds 10 passt. Bei dieser Anordnung können die
Vorsprünge 22 einfacher ausgebildet werden.
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Wie
in 10 gezeigt, können die Vorsprünge,
die in einen schraubenden Eingriff mit den Außengewinden 15 gebracht
werden, Vorsprünge 24 sein, die durch das Vertiefen
der offenen Endfläche 23 des Kolbens 10 ausgebildet
sind. Die Vorsprünge 24 können derart
vorgesehen werden, dass sie sich nur über einen beschränkten
Bogenbereich wie in 11 gezeigt erstrecken. Weiterhin
kann der Kolben 10 ein zylindrisches Glied 10,
das an seinem Innenumfang die Vorsprünge 24 und
an seinen beiden Enden Öffnungen aufweist, und ein Kappenglied 10b,
das in ein Ende des zylindrischen Glieds 10a gepasst ist,
umfassen.
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Zusammenfassung
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Es
wird ein Kettenspanner angegeben, dessen Kolben einfach verarbeitet
werden kann.
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Der
Kettenspanner umfasst ein zylindrisches Glied 9 mit einem
offenen Ende und einem Boden, einen zylindrischen Kolben 10,
der axial verschiebbar in dem Zylinder 9 eingesteckt ist
und einen Boden sowie ein in dem Zylinder 9 angeordnetes
offenes Ende aufweist, und eine Schraubstange 16, die in
dem Zylinder 9 montiert ist und an seinem Außenumfang
ein Außengewinde 15 aufweist, wobei der Kolben 10 an seinem
Innenumfang einen Vorsprung 17 aufweist, der schraubend
in das Außengewinde 15 der Schraubstange 16 eingreift,
und wobei das Außengewinde 15 eine Druckflanke 18,
die einen Druck empfängt, wenn eine den Kolben 10 in
den Zylinder 9 drückende Kraft ausgeübt
wird, und eine Spielflanke 19 aufweist, wobei die Druckflanke 18 einen
größeren Flankenwinkel aufweist als die Spielflanke 19,
wobei das Außengewinde 15 gezahnt ist und wobei
eine Rückstellfeder 20 zwischen dem Kolben 10 und
der Schraubstange 16 montiert ist und den Kolben 10 in einer
von dem Zylinder 9 vorstehenden Richtung vorspannt, damit
der Kolben 10 gegen eine Kette 6 gedrückt
wird, wobei sich der Vorsprung 17 nur über einen
begrenzten Bogenbereich des Innenumfangs des Kolbens 10 erstreckt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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