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Die
Erfindung betrifft einen hydraulischen Spanner, der einem endlosen Übertragungsstrang wie
etwa einer Kette oder einem Riemen, der in einem Übertragungsmechanismus
eines Verbrennungsmotors verwendet wird, Spannung gibt.
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Ein
hydraulischer Spanner ist ein Spannungshaltemechanismus mit dem
Grundprinzip, einen Stößel mittels einer Feder
und des Hydraulikdrucks auf einen endlosen Übertragungsstrang
zu drücken. Es sind verschiedene hydraulische Spanner mit
unterschiedlichen Strukturen vorgeschlagen worden, siehe zum Beispiel
JP 2006-144999 A (
2).
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In 2 dieser
Druckschrift enthält ein hydraulischer Spanner (28)
(diese und die folgenden Bezugszahlen entsprechen denen der obigen
Druckschrift), einen Stößelkörper (32),
einen Stößel (31), der in einem kreisförmigen
Loch (34) im Stößelkörper (32)
bewegbar angebracht ist, eine Druckschraubenfeder (50),
die den Stößel (31) vorspannt, sowie
eine stößelseitige Hydraulikkammer (45),
die Hydrauliköl speichert, das zum Hinausdrücken
des Stößels (31) verwendet wird. Der
hydraulische Spanner (28) ist ein Mechanismus, um einer
Steuerkette (4) eine Spannkraft zu geben, indem der Stößel
(31) sowohl durch die Wirkung der Feder als auch durch
die Wirkung des Hydraulikdrucks hinausgedrückt wird.
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Ein
Durchgangsloch (35), das eine Öffnung zu einer
Kettenkammer (24) aufweist, ist in dem Kopfabschnitt des
Stößels (31) ausgebildet, und ein Kugelrückschlagventil
(36), das das Durchgangsloch (35) verschließt,
ist ebenfalls in dem Kopfabschnitt ausgebildet. Das Kugelrückschlagventil
(36) enthält eine Kugel (37) und eine
Druckschraubenfeder (38). Wenn der Stößel
(31) in der Figur zu stark nach links hinausgedrückt
wird, nimmt der Innendruck der stößelseitigen
Hydraulikkammer (45) über einen vorbestimmten
Druck hinaus zu, und daher wird die Kugel (37), entgegen
der von der Druckschraubenfeder (38) ausgeübten
Kraft, in der Figur nach rechts bewegt. Dann wird das Hydrauliköl
in der stößelseitigen Hydraulikkammer (35) über
das Durchgangsloch (35) zur Kettenkammer (24)
abgegeben, so dass der Innendruck der stößelseitigen
Hydraulikkammer (45) abnimmt. Mit dieser Abnahme des Innendrucks
bewegt sich die Kugel (37) in der Figur nach links, um die
Abgabe des Hydrauliköls zu stoppen.
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Wie
insoweit beschrieben, ist das Kugelrückschlagventil (36)
ein Ventil, welches einen übermäßigen
Anstieg des Innendrucks der stößelseitigen Hydraulikkammer
(45) durch Ausgabe des Hydraulikdrucks verhindert, und
das Ventil dieses Typs ist ein so genanntes Druckablassventil, kurz
ein Ablassventil. Anschließend wird das Kugelrückschlagventil
(36) als das Ablassventil (36) bezeichnet.
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Nun
nehme man einen Fall an, wo der Innendruck der stößelseitigen
Hydraulikkammer (45) dem vorbestimmten Druck überschreitet,
und das Hydrauliköl in der stößelseitigen
Hydraulikkammer (45) zur Kettenkammer (24) abgegeben
wird. In diesem Fall nimmt das Hydrauliköl in der stößelseitigen
Hydraulikkammer (45) um die Menge des abgegebenen Hydrauliköls
ab, so dass der Druck abnimmt. Dementsprechend ist es notwendig,
das Hydrauliköl der stößelseitigen Hydraulikkammer
(45) über ein Öldurchgangsloch (62)
von einer Ölpumpe zuzuführen. Die Wiedergewinnung
des Druckniveaus fordert eine rasche Zufuhr des Hydrauliköls.
Um diesen Bedarf nach einer derart raschen Zufuhr zu kompensieren, ist
eine stärkere Ölpumpe erforderlich. Infolgedessen muss
die für diesen Zweck verwendet Ölpumpe größer
bemessen sein.
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Unterdessen
kann ein Stopp des Motors zum Phänomen einer Rückwärtsdrehung
führen, wobei sich die Kurbelwelle unmittelbar vor ihrem
Stillstand ein wenig in Rückwärtsrichtung dreht.
Die Rückwärtsdrehung der Kurbelwelle strafft die
Seite der Steuerkette (4), die bislang lose war. Das starke
Straffziehen drückt den Stößel (31)
zurück, öffnet das Ablassventil (36)
und bewirkt, dass das Hydrauliköl in der stößelseitigen
Hydraulikkammer (45) zur Kettenkammer (24) hinausfließt.
Hierbei bewegt sich die Kurbelwelle nicht, und daher arbeitet auch
die Ölpumpe nicht. Demzufolge wird die stößelseitige
Hydraulikkammer (45) nicht mit Hydrauliköl nachgefüllt.
Infolgedessen bleibt die Steuerkette (4) in einem Zustand, die
dem normalen Zustand entgegengesetzt ist. Anders gesagt, die Seite
der Steuerkette (4), die bislang straff war, verbleibt
in losem Zustand, und die lose Seite der Steuerkette (4)
kann ein Geräusch erzeugen, wenn der Motor das nächste
Mal startet.
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Es
besteht daher Bedarf nach einer Technik, eine Ölpumpe verwenden
zu können, die kleiner ist als bisher, und das Geräusch
zu reduzieren, das von der Steuerkette erzeugt wird, wenn der Motor
startet.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Technik anzugeben,
mit der eine Ölpumpe kleiner gemacht werden kann, und das
beim Start des Motors erzeugte Geräusch der Steuerkette
unterdrückt werden kann.
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In
einem ersten Aspekt, sieht die Erfindung einen Spanner für
einen endlosen Übertragungsstrang vor, der einen Stößelkörper,
einen Stößel, eine Stößelfeder,
eine Hydraulik-Hochdruckkammer, einen Ölzufuhrkanal, ein
Rückschlagventil und ein Ablassventil aufweist. In dem
Stößelkörper ist ein Installationsloch
ausgebildet. Der Stößel ist in dem Installationsloch
des Stößelkörpers beweglich angebracht, und
drückt, an seinem aus dem Installationsloch herausstehenden
Kopfende auf einen endlosen Übertragungsstrang. Die Stößelfeder
ist zwischen dem Stößel und dem Stößelkörper
angeordnet. Die Stößelfeder drückt den
Stößel zu dem endlosen Übertragungsstrang
hinaus. Die Hydraulik-Hochdruckkammer ist zwischen dem Stößel
und dem Stößelkörper ausgebildet und
speichert das von einer Ölpumpe zugeführte Hydrauliköl.
Der Ölzufuhrkanal ist in dem Stößelkörper
so ausgebildet, dass er das Hydrauliköl von der Ölpumpe
zur Hydraulik-Hochdruckkammer leitet. Das Rückschlagventil öffnet,
damit das Hydrauliköl von der Ölpumpe der Hydraulik-Hochdruckkammer
zugeführt werden kann, wenn in der Hydraulik-Hochdruckkammer
niedriger Druck herrscht. Das Rückschlagventil wird geschlossen,
wenn der Druck der Hydraulik-Hochdruckkammer den Druck des von der Ölpumpe
gepumpten Hydrauliköls überschreitet. Das Ablassventil
verhindert, dass der Druck der Hydraulik-Hochdruckkammer hochsteigt,
indem es erlaubt, dass das Hydrauliköl in der Hydraulik-Hochdruckkammer
entweicht, wenn der Druck der Hydraulik-Hochdruckkammer einen vorbestimmten
Wert überschreitet. Zusätzlich sind das Rückschlagventil und
das Ablassventil zwischen der Hydraulik-Hochdruckkammer und dem Ölzufuhrkanal
angeordnet. Das Ablassventil erlaubt, dass das Hydrauliköl
in der Hydraulik-Hochdruckkammer zum Ölzufuhrkanal entweicht.
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In
einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst der Spanner für
einen endlosen Übertragungsstrang ferner ein Druckhalteventil.
Das Druckhalteventil ist im Verlauf des Ölzufuhrkanals
und zwischen der Ölpumpe und dem Ablassventil angeordnet.
Das Druckhalteventil wird geschlossen, wenn der Druck des von der Ölpumpe
zugeführten Hydrauliköls weiter ab auf einen vorbestimmten
Wert absinkt, um zu verhindern, dass der Druck der Hydraulik-Hochdruckkammer
zu stark absinkt.
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In
einem dritten Aspekt der Erfindung enthält das Druckhalteventil
einen Halteventilkörper, der den Ölzufuhrkanal öffnet
und schließt, indem er sich innerhalb einer im Stößelkörper
ausgebildeten Halteventilinstallationskammer bewegt, und die Halteventilinstallationskammer
ist in dem Stößelkörper angeordnet, so
dass eine Achse der Halteventilinstallationskammer parallel zur
Achse des Installationslochs ist.
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In
einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Befestigungsabschnitt,
der zum Anbringen des Spanners für einen endlosen Übertragungsstrang
an einem Verbrennungsmotor verwendet wird, in dem Stößel
an einer Position ausgebildet, wo der Befestigungsabschnitt den
Stößel umgibt, und gleichzeitig der Halterungsabschnitt
das Druckhalteventil umgeht.
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In
einem fünften Aspekt der Erfindung enthält das
Druckhalteventil einen Halteventilkörper, der den Ölzufuhrkanal öffnet
und schließt, indem er sich innerhalb einer in dem Stößelkörper
gebildeten Halteventilinstallationskammer bewegt; sowie eine Haltefeder,
die in die Halteventilinstallationskammer eingesetzt ist, und die
den Halteventilkörper in einer Richtung zum Schließen
des Halteventils vorspannt, und wobei ein Verbindungskanal in dem
Stößelkörper ausgebildet ist, wobei der
Verbindungskanal die Halteventilinstallationskammer mit der Innenseite des
Verbrennungsmotors durchgängig verbindet.
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In
dem ersten Aspekt der Erfindung sind das Rückschlagventil
und das Ablassventil zwischen der Hydraulik-Hochdruckkammer in dem Ölzufuhrkanal ausgebildet.
Zusätzlich erlaubt das Ablassventil, dass das Hydrauliköl
in der Hydraulik-Hochdruckkammer zu dem Ölzufuhrkanal entweicht.
Der Ölzufuhrkanal ist mit der Ölpumpe verbunden.
Auch wenn das Ablassventil öffnet, kehrt das Hydrauliköl
zum Ölzufuhrkanal zurück. Dementsprechend wird
eine effiziente Nutzung des Hydrauliköls erreicht. Zusätzlich kann
die Belastung der Ölpumpe reduziert werden, und die Größe
der Ölpumpe kann kleiner gemacht werden.
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Im
zweiten Aspekt der Erfindung ist das Druckhalteventil im Verlauf
des Ölzufuhrkanals und zwischen der Ölpumpe und
dem Ablassventil vorgesehen. Das Druckhalteventil schließt,
wenn der Druck des von der Ölpumpe zugeführten
Hydrauliköls auf den vorbestimmten Wert absinkt, um zu
verhindern, dass der Druck der Hydraulik-Hochdruckkammer stark absinkt.
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Wenn
der Ausgabedruck der Ölpumpe etwa beim Stopp des Motors
abfällt, gelangt das Druckhalteventil in einen geschlossenen
Zustand. Das Schließen des Druckhalteventils verhindert,
dass der Druck der Hydraulik- Hochdruckkammer zu weit absinkt und trägt
dazu bei, dass der Spanner seine Funktion beibehält. Selbst
wenn daher das Phänomen einer Rückwärtsdrehung
der Kurbelwelle beim Stopp des Motors auftritt, kann die Steuerkette
in einem normalen Zustand verbleiben. Anders ausgedrückt,
wird verhindert, dass die Steuerkette in den entgegengesetzten Zustand
gelangt. Hier wird in dem entgegengesetzten Zustand jene Seite der
Steuerkette, die bislang straff war, lose, und die andere Seite,
die bislang lose war, wird straff. Selbst wenn daher der Motor das
nächste Mal gestartet wird, besteht keine Möglichkeit,
dass von dem endlosen Übertragungsstrang, wie etwa einer
Nockenwellen-Steuerkette, ein Geräusch erzeugt wird. Hierdurch
läuft der Motor leiser.
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Im
dritten Aspekt der Erfindung ist die Halteventilinstallationskammer
in dem Stößelkörper so ausgebildet, dass
die Achse der Halteventilinstallationskammer parallel zur Achse
des Installationslochs ist. Aus diesem Grund können die
Halteventilinstallationskammer und da Installationsloch einander
benachbart ausgebildet werden. Infolgedessen kann, obwohl das Druckhalteventil
im Stößelkörper vorgesehen ist, der Stößelkörper
kleiner gemacht werden.
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Im
vierten Aspekt der Erfindung ist im Stößelkörper
der Befestigungsabschnitt, der beim Anbringen des Spanners an dem
Verbrennungsmotor verwendet wird, an einer Position ausgebildet,
wo der Befestigungsabschnitt den Stößel umgeben
kann und gleichzeitig der Befestigungsabschnitt das Druckhalteventil
umgeht. Der Befestigungsabschnitt um das Druckhalteventil sind um
den Stößel herum positioniert, so dass der Durchmesser
des Stößelkörpers kleiner gemacht werden
kann. Infolgedessen kann die Größe des Spanners
kleiner gemacht werden.
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Im
fünften Aspekt der Erfindung ist in dem Stößelkörper
der Verbindungskanal ausgebildet, der die Halteventilinstallationskammer
mit der Innenseite des Verbrennungsmotors durchgängig verbindet.
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Die
Ausgabe des Fluids über den Verbindungskanal zur Innenseite
des Verbrennungsmotors erlaubt, dass das Druckhalteventil noch günstiger
arbeitetet.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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1.
ist eine Vorderansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einem Spanner
für einen endlosen Übertragungsstrang gemäß einer
Ausführung der Erfindung ausgestattet ist;
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2 ist
eine Explosionsansicht eines Segmentkörpers, eines Ablassventils
und eines Rückschlagventils gemäß der
Ausführung der Erfindung;
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3 zeigt
in Teilen (a) bis (c) Diagramme zur Beschreibung der Struktur einer
Ventilführung;
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4 ist
eine Explosionsansicht eines Stößels, eines Stößelkörpers
und eines Druckhalteventils;
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5 ist
eine Querschnittsansicht des Spanners für einen endlosen Übertragungsstrang
gemäß der Ausführung der Erfindung;
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6 ist
eine Ansicht gemäß Pfeil 6 von 5;
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7 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 von 6;
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8 ist
ein Diagramm zur Beschreibung des Betriebs des Spanners für
einen endlosen Übertragungsstrang; und
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9 zeigt
in Teilen (a) und (b) Diagramme, die jeweils den Betrieb des Rückschlagventils
und den Betrieb des Ablassventils darstellen.
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1 ist
eine Vorderansicht eines Verbrennungsmotors, der mit einem Spanner
für einen endlosen Übertragungsstrang gemäß einer
Ausführung der Erfindung ausgestattet ist. In einem Verbrennungsmotor 10 ist
an einer Kurbelwelle 11 ein Antriebsritzel 12 vorgesehen,
und an einem Paar von Nockenwellen 13 und 13 ist
jeweils ein Abtriebsritzel 14 und 14 vorgesehen,
und eine Steuerkette 15 als ein endloser Übertragungsstrang
ist um die drei Ritzel 12, 14 und 14 herumgelegt.
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Nun
nehme man einen Fall an, wo das Antriebsritzel 12 sich
in der Zeichnung im Uhrzeigersinn dreht. In diesem Fall wird eine
der Seiten der Steuerkette 5, die hier an der rechten Seite
dargestellt ist, straff, und die Abtriebsritzel 14 und 14 werden
entsprechend in Drehung versetzt. An der linken Seite der Zeichnung
wird die Steuerkette 15 lose. Wenn man der losen Seite
der Steuerkette 15 eine Spannkraft gibt, um diese Seite
straff zu ziehen, kann dies die unstetige Bewegung der Steuerkette 15 beim Start
des Motors 10, bei Beschleunigung, bei Verzögerung
und bei Rückwärtsdrehung reduzieren.
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Dementsprechend
verwendet der Verbrennungsmotor 10 dieser Ausführung
die folgende Struktur, um der Steuerkette 15 eine Spannkraft
zu verleihen. Ein Spannerschuh 17 ist an der losen Seite angeordnet.
Das Unterende des Spannerschuhs 17 dient als Schwenkpunkt 18 für
eine Schwenkbewegung, und die Oberseite des Spannerschuhs 17 wird mit
einem Spanner 20 unter Druck gesetzt.
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Nachfolgend
wird die Struktur des Spanners 20 im Detail beschrieben,
beginnend mit der Beschreibung der Form des Bauelements auf der
Basis der verschiedenen Explosionsansichten, und anschließend
folgt die Beschreibung des zusammengebauten Zustands.
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2 ist
eine Explosionsansicht eines Segmentkörpers, eines Ablassventils
und eines Rückschlagventils. Der Name „Segmentkörper"
wird verwendet, weil das hiermit benannte Bauteil durch Aufteilen
eines Stößelkörpers gebildet ist, wie
später beschrieben wird.
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Der
Segmentkörper 30 enthält: einen säulenförmigen
Abschnitt 32, der einen Flanschabschnitt 31 enthält;
einen vorstehenden Abschnitt 33, der einen kleineren Durchmesser
als der säulenförmige Abschnitt 32 hat
und der sich von dem säulenförmigen Abschnitt 32 weg
erstreckt; einen Gehäusevertiefungsabschnitt 34,
der in der Mitte des säulenförmigen Abschnitts 32 ausgebildet
ist; ein Durchgangsloch 35, das in der Mitte des vorstehenden
Abschnitts 33 ausgebildet ist, so dass es sich an den Gehäusevertiefungsabschnitt 34 anschließt,
sowie einen Innengewindeabschnitt 36, der an der offenen
Seite des Gehäusevertiefungsabschnitts 34 ausgebildet ist.
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Eine
Ventilführung 50 zum Führen eines kugelförmigen
zweiten Ventilkörpers 38 ist in den Gehäusevertiefungsabschnitt 34 eingepresst.
Der zweite Ventilkörper 38 ist in die Ventilführung 50 eingesetzt
(dies wird später im Detail beschrieben). Ein erster Ventilkörper 40 in
Form eines Rohrs mit Boden ist in den Gehäusevertiefungsabschnitt 34 eingesetzt,
um den zweiten Ventilkörper 38 am Ort zu halten.
Ein Deckelelement 41 ist in den Innengewindeabschnitt 36 eingeschraubt
und hält den ersten Ventilkörper 40 mit
der dazwischen eingesetzten ersten Feder 42 an Ort und
Stelle. Die säulenförmige Federführung 43 steht
von dem Deckelement 41 vor. Die Federführung 43 verhindert,
dass sich die erste Feder 42 während ihrer Montage
verlagert. Die Bezugszahl 44 bezeichnet eine ringförmige
Beilagscheibe, welche später beschrieben wird.
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Ein
Durchgangsloch 46 ist im Boden 45 des ersten Ventilkörpers 40 ausgebildet.
Der Außenrand des Durchgangslochs 46 ist zur Bildung
eines zweiten Ventilsitzabschnitts 46 abgeschrägt.
Der kugelförmige zweite Ventilkörper 38 wird
mit diesem zweiten Ventilsitzabschnitt 47 in Kontakt gebracht.
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3 zeigt
die Struktur der Ventilführung 50. Teil (b) von 3 ist
eine Querschnittsansicht, Teil (a) von 3 ist eine
Ansicht gemäß Pfeil A von Teil (b) von 3;
und Teil (c) von 3 ist eine Ansicht gemäß Pfeil
c von Teil (b) von 3.
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Wie
Teil (a) von 3 zeigt, enthält die
Ventilführung 50 einen säulenförmigen
Körper 51. Die Ventilführung 50 enthält
auch einen vertieften Abschnitt 42 großen Durchmessers,
der in dem säulenförmigen Körper 51 ausgebildet
ist. Zusätzlich enthält die Ventilführung 50 einen
vertieften Führungsabschnitt 53 und mehrere (in
dieser Ausführung nämlich drei) Löcher 54.
Der vertiefte Abschnitt 53 ist ein einem Abschnitt ausgebildet,
der tiefer ist als der vertiefte Abschnitt 52 großen
Durchmessers. Der Durchmesser des vertieften Führungsabschnitts 53 ist
etwas größer als der vom zweiten Ventilkörper 38,
wie in den Zeichnungen mit einer strichpunktierten Linie angegeben.
Die Löcher sind so ausgebildet, dass sie den vertieften
Abschnitt 52 großen Durchmessers innen berühren.
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Wie
Teil (b) von 3 zeigt, wird der zweite Ventilkörper 38 so
geführt, dass er sich innerhalb des vertieften Führungsabschnitts 53 bewegen
kann, wie mit der gestrichelten Linie angegeben. Das offene Ende
des vertieften Abschnitts 52 großen Durchmessers
ist abgeschrägt, um einen ersten Ventilsitzabschnitt 55 zu
bilden.
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Wie
Teil (c) von 3 zeigt, sind in dem säulenförmigen
Körper 51 die drei Löcher 54 ausgebildet.
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Wie
Teil (a) von 3 zeigt, bleibt, obwohl der
mit der gestrichelten Linie angegebene zweite Ventilkörper 38 angenähert
die Hälfte der Öffnungsfläche der Löcher 34 verschließt,
der Rest der Öffnungen unverschlossen. Das heißt,
es besteht keine Möglichkeit, die Löcher 54 vollständig
zu verschließen, weil sich der zweite Ventilkörper 38 innerhalb des
vertieften Führungsabschnitts 53 in der Zeichnung
nach vorne und hinten bewegt.
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4 ist
eine Explosionsansicht eines Stößels, eines Stößelkörpers
und eines Druckhalteventils. Ein Stößel 60 ist
ein rohrförmiger Körper mit Boden und enthält
einen rohrförmigen Abschnitt 61 und einen Bodenabschnitt 62,
die ein Ende (Kopfende) des rohrförmigen Abschnitts 61 verschließen.
Der Basisabschnitt des Stößels 60 hat
einen etwas größeren Durchmesser, und ein Ende
dieses Abschnitts großen Durchschnitts 63 (rechte
Seite in der Zeichnung) ist als Schulterabschnitt 64 ausgebildet.
Wie in der Figur gezeigt, ist der Stößel 60 ein
Element mit einer einfachen Form, und die Wand des rohrförmigen Abschnitts 61 ist
dünn. Dementsprechend kann der Stößel 60 vom
Gewicht her leichter gemacht werden.
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Ein
Stößelkörper 70 ist an der rechten
Seite der Figur gezeigt. Ein Installationsloch 71 ist in
der Mitte des Stößelkörpers 70 so
ausgebildet, dass es den Stößelkörper 70 durchsetzt.
Der Innendurchmesser des Installationslochs 71 ist gleich
dem Außendurchmesser des Abschnitts großen Durchmessers 63 des
Stößels 16. Ein Stopperabschnitt 72 ist im
Verlauf des Installationslochs 71 ausgebildet, und der
Abschnitt des Installationslochs 71 jenseits dieses Stopperabschnitts 72 (an
der rechten Seite der Figur) hat einen etwas kleineren Durchmesser
als der andere Teil des Installationslochs 71.
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Zusätzlich
ist eine Halteventilinstallationskammer 74 parallel zum
Installationsloch 71 ausgebildet. Ein Halteventilkörper 75,
dessen Form einen Boden hat, und eine Haltefeder 76 sind
in dieser Halteventilinstallationskammer 74 angeordnet.
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Eine
Sitzfläche 77, die sich auf dem Motor 10 abstützt,
ist im Stößelkörper 70 ausgebildet.
Ein Ölzufuhrkanal 78 ist so ausgebildet, dass
er sich von dieser Sitzfläche 77 weg erstreckt
und die Halteventilinstallationskammer 74 erreicht. Ein
erster Verbindungskanal 79 ist so ausgebildet, dass die
Halteventilinstallationskammer 74 mit dem Installationsloch 71 durchgehend
verbindet.
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Die
Bezugszahl 73 bezeichnet eine Längsachse der Halteventilinstallationskammer 74 (auch Längsachse
des Druckhalteventils 96, wie später beschrieben
wird), und die Längsachse 73 ist parallel zur
Längsachse 71B des Installationslochs 71.
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Zusätzlich
ist ein Luftspülventil 80 in dem Stößelkörper 70 parallel
zum Installationsloch 71 ausgebildet. Ein L-förmiger
Spülkanal 81 ist so ausgebildet, dass er sich
von dem Installationsloch 71 weg erstreckt und die Sitzfläche 77 erreicht.
Das Luftspülventil 80 ist im Verlauf dieses L-förmigen
Spülkanals 81 vorgesehen. Das Luftspülventil 80 enthält:
einen kugelförmigen Spülventilkörper 82;
eine Spülfeder 83, die den Spülventilkörper 82 zu
der Seite hin vorspannt, in der sich der Spülventilkörper 82 von
der Sitzfläche 77 wegbewegt; einen ersten Spülventilsitz 74,
der den Spülventilkörper 82 aufnimmt,
wenn der Spülventilkörper 82 von der
Spülfeder 83 unter Druck gesetzt wird; sowie einen
zweiten Spülventilsitz 85, der an der dem ersten
Spülventilsitz 84 entgegengesetzten Seite des
Spülventilkörpers 82 ausgebildet ist.
Nachfolgend wird der Betrieb des Luftspülventils 80 beschrieben.
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Von
der linken Seite der Explosionsansicht der Figur wird der Stößel 60 in
das Installationsloch 71 eingesetzt. Der Stößel 60 kann
bis zum maximalen Ausmaß eingesetzt werden, bis sich der
Schulterabschnitt 64 auf dem Stopperabschnitt 72 abstützt. Dann
werden der Segmentkörper 30 und die Stößelfeder 56 an
dem Stößelkörper 70 derart montiert, dass
der vorstehende Abschnitt 33 in den Stößel 60 eingesetzt
wird. Die Konfiguration dieses zusammengebauten Körpers
wird im Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben.
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5 ist
eine Schnittansicht des Spanners 20 für einen
endlosen Übertragungsstrang gemäß dieser
Ausführung der Erfindung. Der Stößel 60 wird in
das Installationsloch 71 des Stößelkörpers 70 eingesetzt,
und der Segmentkörper 30 wird an dem so installierten
Stößel 60 angebracht. Die Anordnung eines
O-Rings 86 zwischen dem Installationsloch 71 und
dem säulenförmigen Abschnitt 32 gewährleistet die
Abdichtung dazwischen. Zusätzlich wird ein Dichtungsmaterial 87 von
dem Flanschabschnitt 31 zusammengedrückt, so dass
ein Austritt des Fluids aus der Halteventilinstallationskammer 74 verhindert wird.
Darüber hinaus kann die Einstellung der Feder 42 und
die Einstellung des Hubs des Ablassventils durch Verändern
der Höhe der Beilagscheibe 44 verändert
werden.
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Zusätzlich
ist die Innenseite des Stößels 60 eine
Hydraulik-Hochdruckkammer 88, in der das Hydrauliköl
aufbewahrt wird. Die Kapazität der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 kann
reduziert werden, indem der vorstehende Abschnitt 33 tiefer
in den Stößel 60 eingesetzt wird.
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6 ist
eine Ansicht gemäß Pfeil 6 von 5.
Ein Paar von Befestigungsabschnitten 89 und 89 sind
im Stößelkörper 70 ausgebildet,
der an der tieferen Seite der Zeichnung angeordnet ist. Die Befestigungsabschnitte 89 und 89 werden
verwendet, wenn der Stößelkörper 70 an
dem Verbrennungsmotor 10 befestigt wird. Zum Beispiel sind
die Befestigungsabschnitte 89 und 89 Bolzenlöcher.
Die Befestigungsabschnitte 89 und 89 sind an Positionen
ausgebildet, wo die Befestigungsabschnitte 89 und 89 eine
Störung mit dem Luftspülventil 80, das
an einer hohen Position angeordnet ist, und mit der Halteventilinstallationskammer 74,
die an einer tiefen Position angeordnet ist, vermeiden können.
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Der
Flanschabschnitt 31, der sich in der Figur schräg
erstreckt, ist an dem Stößelkörper 70 mittels
zweier Bolzen 90 und 90 befestigt.
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Das
Luftspülventil 80, die Halteventilinstallationskammer 74,
die Befestigungsabschnitte 89 und 89 und die Bolzen 90 und 90 sind
so angeordnet, dass sie den Stößel 60 umgeben,
wie mit der gestrichelten Linie angegeben. Diese Anordnung erlaubt, dass
der Stößelkörper 70 einen kleineren
Außendurchmesser hat.
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7 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 von 6.
Eine Nut 91 ist in dem Flanschabschnitt 31 so
ausgebildet, dass das Fluid von der Oberseite der Halteventilinstallationskammer 74 entweichen
kann. Ein Verbindungskanal 92 ist in dem Stößelkörper 70 so
ausgebildet, dass er sich von einem Ende der Nut 92 weg
erstreckt und die Sitzfläche 77 erreicht. Da übrigens
der Halteventilkörper 72 nur in die Halteventilinstallationskammer 74 eingesetzt
ist, könnte eine geringe Ölmenge aus dem Ölzufuhrkanal 78 zur
Seite der Haltefeder 76 austreten. Wenn das Leckageöl über
die Nut 91 und den Verbindungskanal 82 abgegebenen
wird, kann sich der Halteventilkörper 75 glattgängig
bewegen.
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Weil
darüber hinaus Luft innerhalb der Halteventilinstallationskammer 74 nicht
zusammengedrückt wird, bewegt sich der Halteventilkörper 75 noch
glatter.
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Nachfolgend
wird der Betrieb des Spanners für einen endlosen Übertragungsstrang
mit der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben.
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8 ist
ein Diagramm zur Beschreibung des Betriebs des Spanners für
einen endlosen Übertragungsstrang. Die Bezugszahl 94 bezeichnet
ein Rückschlagventil, 95 ein Ablassventil und 96 ein Druckhaltemittel.
Die Details dieser Ventile 94, 95, 96 werden
später beschrieben. Das Rückschlagventil 94 und
das Ablassventil 95 sind innerhalb der Breite (innerhalb
des Außendurchmessers) des Stößels 60 angeordnet.
Diese Anordnung des Ablassventils 95 innerhalb des Stößels 16 erlaubt,
dass die Größe des Stößelkörpers 70 in
einer Richtung kleiner gemacht werden kann, die orthogonal zur Längsrichtung
des Ablassventils 95 ist. Dementsprechend kann die Größe
des Spanners verringert werden.
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Sobald
in der Konfiguration der Figur die Ölpumpe 93 zu
arbeiten beginnt, liefert die Ölpumpe 93 das Hydrauliköl
mit hohem Druck zu dem Ölzufuhrkanal 78. Sobald
der Druck des Hydrauliköls einen bestimmten Pegel überschreitet,
bewegt sich der Halteventilkörper 75 gegen die
Federkraft der Haltefeder 76. Daher öffnet das
Druckhalteventil 96 und erlaubt den Fluss des Hydrauliköls
so, wie in der Figur mit dem Pfeil 1 angegeben. Der kugelförmige
zweite Ventilkörper 38 wird von dem Hydrauliköl
verlagert und verlässt somit den zweiten Ventilsitzabschnitt 47. Infolgedessen
fließt das Hydrauliköl so wie mit den Pfeilen
2 und 3 angegeben, erreicht die Hydraulik-Hochdruckkammer 88 und
wird dann dort gespeichert.
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Unterdessen
kann in der anfänglichen Betriebsstufe des Motors in der
Hydraulik-Hochdruckkammer 88 Luft zurückbleiben.
In diesem Fall drückt die von dem Hydrauliköl
unter Druck gesetzte Luft auf den Spülventilkörper 82.
Sobald sich der Spülventilkörper 82 in
der Figur gegen die Federkraft der Spülfeder 83 nach
rechts bewegt hat, wird die Luft über den Spülkanal 81 zur
Sitzfläche 77 abgegeben. Wenn dort keine Luft
verbleibt, wird der Spülventilkörper 82 nicht
von der Luft unter Druck gesetzt, sondern direkt von dem Hydrauliköl.
Das Hydrauliköl, das eine viel größere
Dichte als die Luft hat, drückt stark auf den Spülventilkörper 82.
Dementsprechend stützt sich der Spülventilkörper 82 auf
dem zweiten Spülventilsitz 85 ab. Hierdurch wird
der Spülkanal 81 geschlossen. Insofern besteht
keine Möglichkeit, dass das Hydrauliköl zur Seite
des Sitzfläche 77 austritt.
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Darüber
hinaus kann es einen Fall einer drastischen Druckabnahme der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 geben.
In diesem Fall wird der Spülventilkörper 82 durch
die Spülfeder 83 so vorgespannt, dass sie den
ersten Ventilsitz 84 erreicht. Dies beseitigt die Möglichkeit,
dass die Luft von der Seite der Sitzfläche 77 zur
Hydraulik-Hochdruckkammer 88 hin eintritt.
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In
anderen Worten, das Luftspülventil 80 hat einen
Effekt darin, zu verhindern, dass Außenluft zur Innenseite
eintritt, um selektiv die Luft zur Seite der Sitzfläche 77 abzugeben.
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Der
Stößel 60 bewegt sich nach vorne weiter, bis
die kombinierte Kraft der Vorspannkraft des Hydrauliköls
und der Vorspannkraft der Stößelfeder 56 mit
der Reaktionskraft des Spannerschuhs 17 im Gleichgewicht
steht, wie in der Figur mit der gestrichelten Linie angegeben.
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Mit
einer Zunahme der Reaktionskraft des Spannerschuhs 17 wird
die Stößelfeder 56 zusammengedrückt,
und der zweite Ventilkörper 38 bewegt sich in
der Figur nach links.
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9 ist
ein Diagramm, das den Betrieb des Rückschlagventils 94 und
den Betrieb des Ablassventils 95 darstellt. Wie Teil (a)
von 9 zeigt, wird die Bewegung des Hydrauliköls
zur linken Seite in der Zeichnung abgeblockt, indem sich der zweite Ventilkörper 38 auf
dem zweiten Ventilsitzabschnitt 47 abstützt. Der
zweite Ventilsitzabschnitt 47 und der zweite Ventilkörper 38 stellen
das Rückschlagventil 94 dar, welches den Rückwärtsfluss
verhindert.
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In
einem Fall, wo der Druck der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 noch
weiter ansteigt, wie Teil (b) von 9 zeigt,
bewegen sich der erste Ventilkörper 40 und der
zweite Ventilkörper 38 gemeinsam zur linken Seite
der Zeichnung, entgegen der Federkraft der ersten Feder 42.
Infolgedessen verlässt der erste Ventilkörper 40 den
ersten Ventilsitzabschnitt 55, und daher fließt
das Hydrauliköl so, wie mit dem Pfeil 4 angegeben. Das
Hydrauliköl kehrt zum Ölzufuhrkanal 78 zurück,
wie in 8 gezeigt. Der zweite Ventilkörper 38,
der erste Ventilkörper 40, der erste Ventilsitzabschnitt 55 und
die erste Feder 42 stellen nämlich gemeinsam das
Ablassventil (Druckablassventil) 95 dar.
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Bei
normalem Betrieb befinden sich die Ventile in einem der in 8,
Teil (a) von 9, und Teil (b) von 9 gezeigten
Zuständen. Kennzeichnend ist hier, wie insbesondere in
Teil (b) von 9 gezeigt, die Tatsache, dass
das Hydrauliköl, das zum Zweck des Druckablassens abgegeben
wird, zum Ölzufuhrkanal 78 zurückkehrt.
In der herkömmlichen Technik wird das Hydrauliköl
zum Verbrennungsmotor, wie etwa einer Nockensteuerkettenkammer,
abgegeben. Im Gegensatz zur herkömmlichen Technik besteht
keine Möglichkeit, dass das Hydrauliköl zur Steuerkettenkammer
abgegeben wird. Dementsprechend kann das Hydrauliköl effizient
genutzt werden, so dass die Belastung der Ölpumpe 93 verringert werden
kann.
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Nachfolgend
wird der Betrieb für den Fall einer Druckabnahme des Ölzufuhrkanals 78 beschrieben.
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Sobald
in der Konfiguration von 8 der Motor 19 stoppt,
bleibt auch die Ölpumpe 93 stehen, so dass der
Druck des Ölzufuhrkanals 78 abnimmt. Dann bewegt
sich, infolge des Vorspanneffekts der Haltefeder 76, der
Halteventilkörper 75 in der Figur zur rechten
Seite hin. Infolgedessen schließt der Halteventilkörper 75 den Ölzufuhrkanal 78,
wie 5 zeigt, und das Hydrauliköl in der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 kehrt
nicht zum Ölzufuhrkanal 78 zurück. Dementsprechend
bleibt der Druck in der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 erhalten.
Auf diese Weise stellt die Halteventilinstallationskammer 74, der
Halteventilkörper 75 und die Haltefeder 76,
die in dem Ölzufuhrkanal 78 vorgesehen sind, das
Druckhalteventil 96 dar.
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Wenn
das Druckhalteventil 96 vorgesehen ist, wird ein Druckabfall
der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 verhindert, der andernfalls
unmittelbar nach dem Stopp des Motors 10 auftreten würde.
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Wie
darüber hinaus 8 zeigt, sind das Ablassventil 95 und
das Rückschlagventil 94 in der axialen Richtung
des Installationslochs 71 (71b in 4)
einander benachbart angeordnet.
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Die
Rückseite des Ablassventils 95 (die linke Seitenfläche
in 8) erhält den Druck, der durch das von
der Ölpumpe 93 gepumpte Hydrauliköl ausgeübt
wird. Dementsprechend verändert sich der Druck, der zum Öffnen
des Ablassventils 95 erforderlich ist, entsprechend der
Drehzahl des Motors 10. Mit dieser Konfiguration kann der
Spanner 20 auf die Steuerkette 15 einen Druck
ausüben, der der Drehzahl des Motors 10 entspricht.
Genauer gesagt nimmt der Druck des Hydrauliköls von der Ölpumpe 93 zu,
wenn die Drehzahl des Motors 10 zunimmt. Daher werden niedrige
Drehzahlen des Motors 10 von einem niedrigeren Druck begleitet,
der erforderlich ist, um das Ablassventil 95 zu öffnen,
während höhere Drehzahlen des Motors 10 von
einem höheren Druck begleitet werden, der erforderlich
ist, um das Ablassventil 95 zu öffnen, so dass
das Ablassventil 95 nicht leicht geöffnet wird.
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Die
Hydraulik-Hochdruckkammer 88 speichert das von der Ölpumpe 93 ausgegebene
Hydrauliköl. Darüber hinaus spielt die Hydraulik-Hochdruckkammer 88 auch
eine Rolle darin, dass es dem Stößel 60 erschwert
wird, von der Steuerkette 15 zurückgedrückt
zu werden, und auch eine Rolle darin, den Stößel 16 zur
Seite der Steuerkette 15 hinauszudrücken.
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Nachfolgend
wird eine Zusammenfassung der obigen Beschreibung angegeben.
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In
der Erfindung sind, wie 8 zeigt, das Rückschlgventil 94 und
das Ablassventil 95 zwischen der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 und
dem Ölzufuhrkanal 78 ausgebildet. Zusätzlich
erlaubt das Ablassventil 95, dass das Hydrauliköl
in der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 zum Ölzufuhrkanal 78 entweicht.
Der Ölzufuhrkanal 78 ist mit der Ölpumpe 93 verbunden.
Selbst wenn das Ablassventil 95 geöffnet wird,
kehrt das Hydrauliköl zum Ölzufuhrkanal 78 zurück.
Dementsprechend wird eine effiziente Nutzung des Hydrauliköls
erreicht. Darüber hinaus kann die Belastung der Ölpumpe 93 reduziert
werden, und die Größe der Ölpumpe 93 kann
verkleinert werden.
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In
der Erfindung ist, wie 8 zeigt, das Druckhalteventil 96 im
Verlauf des Ölzufuhrkanals 78 und zwischen der Ölpumpe 93 und
dem Ablassventil 95 vorgesehen. Das Druckhalteventil 96 schließt, wenn
der Druck des von der Ölpumpe 93 zugeführten Hydrauliköls
auf einen vorbestimmten Wert absinkt, um zu verhindern, dass der
Druck der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 zu stark absinkt.
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Wenn
der Ausgabedruck der Ölpumpe 93 abfällt,
wenn der Motor 10 stoppt, schließt das Druckhalteventil 96.
Das Verschließen des Druckhalteventils 96 verhindert,
dass der Druck der Hydraulik-Hochdruckkammer 88 abfällt,
und trägt dazu bei, dass der Spanner 20 seine
Funktion beibehält. Selbst wenn daher das Phänomen
einer Rückwärtsdrehung der Kurbelwelle 11 beim
Stopp des Motors 10 auftreten sollte, kann die Steuerkette
im normalen Zustand gehalten werden. Anders ausgedrückt
wird verhindert, dass sich die Steuerkette im entgegengesetzten Zustand
befindet. Hier wird im entgegengesetzten Zustand eine Seite der
Steuerkette, die bislang straff war, lose, und die andere Seite,
die bislang lose war, wird straff. Infolgedessen besteht, selbst
wenn der Motor 10 das nächste Mal gestartet wird,
keine Möglichkeit, dass von dem endlosen Übertragungsstrang, wie
etwa einer Nockenwellen-Steuerkette, ein Geräusch erzeugt
wird. Daher läuft der Motor 10 ruhiger.
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In
der Erfindung ist, wie 5 zeigt, die Längsrichtung
der Halteventilinstallationskammer 74 mit der Längsrichtung
des Installationslochs 71 ausgerichtet. Anders ausgedrückt,
die Halteventilinstallationskammer 74 ist in dem Stößelkörper 70 so
ausgebildet, dass die Achse (Längsachse) 73 der
Halteventilinstallationskammer 74 parallel zur Achse (Längsachse 71b)
des Installationslochs 71 ist. Aus diesem Grund können
die Halteventilinstallationskammer 74 und das Installationsloch 71 so
ausgebildet werden, dass sie einander benachbart sind. Infolgedessen
kann, obwohl das Druckhalteventil 96 in dem Stößelkörper 70 vorgesehen
ist, der Stößelkörper 70 kleiner
gemacht werden.
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In
der Erfindung sind, wie 6 zeigt, in dem Stößelkörper 70 die
Befestigungsabschnitte 89 und 89, die beim Anbringen
des Spanner 20 an dem Verbrennungsmotor 10 verwendet
werden, an Positionen ausgebildet, wo die Befestigungsabschnitte 89 und 89 den
Stößel 60 umgeben können, und
gleichzeitig die Befestigungsabschnitte 89 und 89 das Druckhalteventil 96 (die
Halteventilinstallationskammer 74) umgehen können.
Die Befestigungsabschnitte 89 und 89 und das Druckhalteventil 96 (die Halteventilinstallationskammer 74)
sind an Positionen angeordnet, die um den Stößel 60 herum
angeordnet sind, so dass der Durchmesser des Stößelkörpers 70 kleiner
gemacht wird. Demzufolge kann der Spanner kleiner gemacht werden.
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In
der Erfindung ist, wie 7 zeigt, der Verbindungskanal 92,
der die Halteventilinstallationskammer 74 mit der Innenseite
des Verbrennungsmotors 10 durchgehend verbindet, in dem
Stößelkörper 70 ausgebildet.
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Die
Abgabe des Fluids über den Verbindungskanal 92 zur
Innenseite des Verbrennungsmotors 10 erlaubt, dass das
Druckhalteventil 96 (der Halteventilkörper 75)
noch günstiger arbeitet.
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Die
Erfindung ist für einen Spanner eines endlosen Übertragungsstrangs
geeignet, der als Bauteil eines Verbrennungsmotors dient.
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Ein
Rückschlagventil (74) und ein Ablassventil (95)
sind zwischen einer Hydraulik-Hochdruckkammer (88) und
einem Ölzufuhrkanal (78) vorgesehen. Das Ablassventil
(95) erlaubt, dass das Hydrauliköl in der Hydraulik-Hochdruckkammer
(88) zum Ölzufuhrkanal (78) entweicht.
In diesem Fall fließt das Hydrauliköl entgegen
der mit Pfeil (2) angegebenen Richtung und fließt entgegen
dem mit Pfeil (1) angegebenen Weg.
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Der Ölzufuhrkanal
(78) ist mit der Ölpumpe (23) verbunden.
Selbst wenn das Ablassventil (95) öffnet, kehrt
das Hydrauliköl zum Ölzufuhrkanal (78) zurück.
Dementsprechend kann eine effiziente Nutzung des Hydrauliköls
erreicht werden. Zusätzlich kann die Belastung der Ölpumpe
(93) reduziert werden, und die Ölpumpe (93)
kann daher kleiner gemacht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-144999
A [0002]