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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spanner, der dazu verwendet wird, einem umlaufenden Zugmittel, wie einem endlosen Band oder einer Kette oder dergleichen, eine geeignete Spannung aufzuerlegen.
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Ein im Folgenden näher beschriebener herkömmlicher Spanner wird dazu verwendet, einem umlaufenden Zugmittel, wie einer Steuerkette, einem Steuerriemen oder dergleichen, die bzw. der in einem Kraftfahrzeug-Motor verwendet wird, eine geeignete Spannung aufzuerlegen.
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Bezug nehmend auf die 6 und 7 wird ein Antriebssystem für eine Steuerkette beschrieben, die in einem Kraftfahrzeug-Motor verwendet wird. Über ein Antriebskettenrad 101, das an einer Kurbelwelle des Motors angebracht ist, und Abtriebskettenräder 102, die an Steuerwellen angebracht sind, ist eine Steuerkette 103 gelegt, die in Pfeilrichtung umläuft. Die Steuerkette 103 ist auf ihrer gespannten Seite von einer Führung 104 geführt und auf ihrer lockeren, nacheilenden Seite durch einen Hebel 105 geführt. Ferner ist bei einem in 6 dargestellten Antriebssystem ein Spanner 1, der in 8 dargestellt ist, an einer Endwand 106 eines Zylinderblocks mittels Bolzen angebracht. Der Hebel 105 wird durch den Spanner 1 derart gedrückt, dass er der Steuerkette 103 eine geeignete Spannung auferlegt. Ein Spanner 21, wie er in 6 dargestellt ist, wird in Hinblick auf seine Befestigungsart als eine innen montierte Bauart bezeichnet. Ferner ist bei einem in 7 dargestellten Antriebssystem ein Spanner 1' an einer vorstehenden Wand 107 eines Zylinderblocks mittels Bolzen angebracht. Ein Hebel 105 wird durch den Spanner 1' gedrückt, so dass der Steuerkette 103 eine geeignete Spannung auferlegt wird. Der Spanner 1' ist eine sogenannte außen montierte Bauart in Hinblick auf seine Befestigungsart.
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8 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen Spanners. Der in 8 dargestellte Spanner 1 ist ein hydraulischer Spanner, der aufweist: einen Körper 2, welcher eine Plungerkolben-Aufnahmeöffung 2a, Montageöffnungen 2b und eine Ölversorgungsöffnung umfasst, einen Plungerkolben 6 mit einem einseitig offenen hohlen Bereich 6a, der verschiebbar in die Plungerkolben-Aufnahmeöffung 2a eingepasst ist, eine Druckfeder 7, die im hohlen Bereich 6a angeordnet ist und den Plungerkolben 6 in die Ausfahrrichtung vorspannt, eine Öldruckkammer, die aus der Plungerkolben-Aufnahmeöffung 2a und dem hohlen Bereich 6a gebildet ist, ein Rückschlagventil 11, das in einem Bodenbereich in der Plungerkolben-Aufnahmeöffung 2a angebracht ist, und einem Einfahrverhinderungsmechanismus 12 zum Verhindern des Einfahrens des Plungerkolbens 6, der am vorderen Ende des Körpers 2 vorgesehen ist.
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Ferner ist bei hydraulischen Kunststoff-Spannern, deren Körper aus Kunststoff gefertigt ist, ein Spanner bekannt, der einen Metall-Zylinder, der in ein zylinderförmiges, im Körper ausgebildetes Loch eingepasst ist, einen in den Zylinder derart eingesetzten Plungerkolben, dass der vordere Endbereich über den Körper vorsteht mittels einer Druckfeder, die im Zylinder vorgesehen ist, eine Öldruckkammer, die zwischen dem Inneren des Plungerkolbens und dem Zylinder ausgebildet ist, ein Rückschlagventil-Mechanismus, der es ermöglicht, dass Öl in die Öldruckkammer strömt, aber ein Rückströmen verhindert, und dergleichen (siehe
Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2002-286104 , S. 2, Spalte 1, Zeilen 1 bis 10, und
1 bis
5 und
7) aufweist.
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Alternativ ist bei Flüssigkeitsdruck-Spannern für eine Energie-Übertragungskette, die zwischen sich drehenden Elementen angeordnet ist, ein Spanner bekannt, der ein Gehäuse mit einer Öffnung, ein Buchsenelement mit inneren und äußeren Flächen, das in der Öffnung aufgenommen ist, einen hohlen Kolben mit inneren und äußeren Flächen, der verschiebbar im Inneren des Buchsenelements aufgenommen ist, und eine Kolbenfeder, die den Kolben in Richtung der Energie-Übertragungskette vorspannt, aufweist, wobei die innere Fläche des Buchsenelements und die innere Fläche des Kolbens angeordnet sind, um eine Fluidkammer zu bilden, wobei die Fluidkammer vorgesehen ist, um in Verbindung mit einer Fluidquelle zu stehen, das Gehäuse aus Kunstoff mittels eines Spritzgieß-Verfahrens hergestellt und das Buchsenelement in dem Gehäuse mittels eines Einsatzform-Verfahrens angeordnet ist (vgl.
Japanische Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 11-223252 , S. 2, Sp. 1, Z. 1 bis S. 2, Sp. 2, Z. 13, und
1 bis
7).
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Es gibt eine Vielzahl von verschiedenen Spanner-Bauarten. Das heißt, in Hinblick auf die Befestigungsart gibt es eine Bauart mit innerer Befestigungsart und eine Bauart mit äußerer Befestigungsart. Alternativ, in Hinblick auf die Spannungsauferlegungs-Funktion, gibt es eine einfache Federbauart, eine hydraulische Bauart, eine Verbindung von hydraulischer und mechanischer Bauart und eine mechanische Bauart und dergleichen. Beliebige der in
8 dargestellten herkömmlichen Spanner, wie der Spanner, der in der obengenannten
Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 2002-286104 offenbart ist, oder der Spanner, der in der obengenannten
Japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei 11-223252 offenbart ist, sind von einer Bauart bestehend aus einer Kombination der hydraulischen und mechanischen Bauart. Bei diesen Spannern werden die Position einer Montageöffnung, die im Körper (Gehäuse) ausgebildet ist, und die Position einer Ölversorgungsöffnung durch die Anforderungen eines jeden Motors festgelegt.
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Deshalb muss, wenn sich die Anforderungen der Motoren unterscheiden, der gesammte Spanner einschließlich des Körpers (Gehäuses) neu hergestellt werden. In diesem Fall werden getrennte Bearbeitungsreihen und Zusammenbau-Fließbänder für jeden einzelnen Spanner benötigt, und Probleme mit der Ausstattung erhöhen die Kosten und den erforderlichen Raumbedarf einer Fabrik jedes Mal, wenn die Produktions eines neuen Spanners anläuft.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme zu lösen und einen verbesserten Spanner zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Spanner mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß kann, da der Bereich mit einer Spannungsauferlegungs-Funktion in einer Baugruppe vereinheitlicht ist, der innere Körper und der Rückbewegungs-Verhinderungsmechanismus, welche die Baugruppe bilden, einfach in eine einheitlichen Form vereinheitlicht werden, welche einfach einzupassen und zusammenzubauen ist, und ferner können die Bearbeitungsreihen und die Zusammenbau-Fließbänder vereinheitlicht werden, so dass die Werkzeug- und Herstellungskosten verringert und auch der erforderliche Raum zur Montage verkleinert und die allgemeine Verwendbarkeit der Ausstattung erreicht werden kann. Ferner können, da unterschiedliche Bereiche oder Teile der einzelnen Spanner (zum Beispiel die Montageöffnung, die Montagefläche, die Ölversorgungsöffnung und dergleichen) im äußeren Körper ausgebildet sind, die Spanner, einschließlich der Spanner-Montageformen, die von den verschiedenen Motoren benötigt werden, effizient durch Fixieren des inneren Körpers und des äußeren Körpers hergestellt werden, die eine Baugruppe bilden.
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Ferner ist bevorzugt der äußere Körper aus Kunststoff gefertigt. So kann, nachdem der äußere Körper einspritzgegossen wurde, ein innerer Körper, der Teil einer Baugruppe ist, einfach eingepasst und in der Inneren-Körper-Montageöffnung mittels Heizschweißens oder dergleichen und ohne spanabhebende Bearbeitung fixiert werden. Folglich kann, selbst wenn eine einfache Einrichtung an einem anderen Ort als einer Fabrik vorgesehen ist, der Zusammenbau der Baugruppe und des äußeren Körpers einfach durchgeführt werden.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Vorderansicht auf einen Spanner gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
- 2 eine Draufsicht auf den Spanner von 1,
- 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A von 2,
- 4(A) und 4(B) eine Baugruppe, welche den in 1 dargestellten Spanner bildet, insbesondere zeigt 4(A) eine Ansicht des linken Endes und 4(B) einen Schnitt in Längsrichtung,
- 5 einen Schnitt, der das Verfahren des Einführens der Baugruppe in einen äußeren Körper des Spanners von 1 zeigt,
- 6 eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Anbringung eines Spanners zeigt, der in einem Antriebssystem einer Steuerkette bei einem Fahrzeug-Motor verwendet wird,
- 7 eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels einer Anbringung eines Spanners, der in einem Antriebssystem einer Steuerkette bei einem Fahrzeug-Motor verwendet wird, und
- 8 einen Längsschnitt das ein Beispiel eines herkömmlichen Spanners zeigt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist ein Spanner 21 vorgesehen, der in den 1 bis 3 dargestellt ist, wobei der Körper 22 des Spanners 21 einen äußeren Körper 23 und einen inneren Körper 24 aufweist, die jeweils aus anderen Elementen gebildet sind.
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Der äußere Körper 23 ist aus Kunststoff gefertigt und mittels eines Einspritz-Gießverfahrens geformt. Der äußere Körper 23 umfasst eine Einpassöffnung 23a für den inneren Körper 24, Lagerhülsen-Montageöffnungen 23b und eine Ölversorgungsöffnung 23c. In jede der LagerÖffnungen 23b ist mittels Ultraschall-Schweißens, welches später beschrieben wird, eine Lagerhülse 25 eingepasst und fixiert, die eine Montageöffnung 25a aufweist. Ferner besteht die Lagerhülse 25 mit der Montageöffnung 25a aus Kunstoff und bildet ein Spannerbefestigungsmittel für die Befestigung des Spanners 21 an einer Endwand 106 eines Zylinderblocks mittels Bolzen.
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Der innere Körper 24 besteht aus Metall, wie einer Aluminumlegierung oder dergleichen, und wird mittels eines Gießverfahrens in einer Zylinderform aufgebildet. Der innere Körper 24 weist eine Plungerkolben-Aufnahmeöffung 24a auf, und in die Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 24a ist verschiebbar ein Plungerkolben 26 eingepasst. In diesem Plungerkolben 26 ist an einem Ende ein geöffneter hohler Bereich 26a ausgebildet, und in diesem hohlen Bereich 26a ist eine Druckfeder 27 aufgenommen, welche den Plungerkolben 26 in Ausfahrrichtung vorspannt. Die Plungerkolben-Aufnahmeöffung 24a und der hohle Bereich 26a bilden eine Öldruckkammer 28.
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Ferner umfasst ein Bodenbereich der Plungerkolben-Aufnahmeöffung 24a im inneren Körper 24 ein Rückschlagventil 31, wie in 3 dargestellt. Das Rückschlagventil 31 weist eine Ventilkugel 31a, einen Ventilsitz 31b, an dem die Ventilkugel 31a anliegt, eine Feder 31c, welche die Ventilkugel 31a vorspannt, und einen Rückhalter 31d auf, welcher die Feder 31c stützt, wie in 4 dargestellt. Der Ventilsitz 31b ist in eine innere Umfangsfläche des Rückhalters 31d eingepresst, und der Rückhalter 31d ist in den Bodenbereich der Plungerkolben-Aufnahmeöffung 24a eingepasst. Ferner wird ein Ende der Druckfeder 27, welche den Plungerkolben 26 in Ausfahrrichtung vorspannt, von einer Endfläche des Rückhalters 31d gestützt.
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Ein vorderes Ende des inneren Körpers 24 ist mit einem Rückbewegungs-Verhinderungsmechanismus 32 ausgestattet, welcher die Rückbewegung des Plungerkolbens 26 verhindert. Der Rückbewegungs-Verhinderungsmechanismus 32 weist eine Zahnstange 26b, die an einem Bereich des äußeren Umfangs des Plungerkolbens 26 ausgebildet ist, einen Klinkenkörper 32b, welcher schwenkbar von einer Schwenkachse 32a getragen wird, die in einer Nut vorgesehen ist, welche an einem vorderen Ende des inneren Körpers 24 ausgebildet ist, und eine Feder 32c auf, die vorspannt, so dass die Klinke des Klinkenkörpers 32b die Zahnstange 26b verriegelt. Der Rückbewegungs-Verhinderungsmechanismus 32 hat die Funktion, eine Vorbewegung (Ausfahren) des Plungerkolbens 26 zu ermöglichen und eine Rückbewegung zu regulieren, welche den Bereich eines Spiels überschreitet. Ferner ist am vorderen Ende des inneren Körpers 24 drehbar ein Stopper 29 aus einer Drahtarbeitsfeder angebracht, welche das Ausfahren des Plungerkolbens 26 im Zustand vor der Montage des Spanners 21 stoppt. Somit hindert der Eingriff des Stoppers 29 in einen Stift 26c den Plungerkolben 26 am Ausfahren.
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Wie zuvor beschrieben sind der Plungerkolben 26, die Druckfeder 27, das Rückschlagventil 31 und der Rückbewegungs-Verhinderungsmechanismus 32 in den inneren Körper 24 integriert. Dabei bilden der innere Körper 24, der Plungerkolben 26, die Druckfeder 27, das Rückschlagventil 31 und der Rückbewegungs-Verhinderungsmechanismus 32 eine Baugruppe 33. Somit hat die Baugruppe 33 die Funktion der Auferlegung einer geeigneten Spannung, welche der Steuerkette 103 auferlegt wird.
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Als nächstes werden das Einpassen und der Zusammenbau des Spanners 21, welcher das Ausführungsbeispiel bildet und in den 1 bis 3 dargestellt ist, beschrieben. Zuerst werden der innere Körper 24, der Plungerkolben 26, die Druckfeder 27, das Rückschlagventil 31 und der Rückbewegungs-Verhinderungsmechanismus 32 miteinander verbunden, um die Baugruppe 33 zu vervollständigen. Dann wird die Baugruppe 33 in den äußeren Körper 23 eingepasst, und ein Einpassbereich der Einpassöffnung 23a im äußeren Körper 23 wird mittels eines Ultraschall-Schweißgeräts geschmolzen und in einen weichen Zustand gebracht. Das heißt, wie in 5 dargestellt, der innere Körper 24, der die Baugruppe 33 bildet, ist auf einer Grundplatte 51 des Ultraschall-Schweißgeräts angeordnet und wird an derselben mittels eines Werkzeugs (nicht dargestellt) gesichert. Dann wird in die Einpassöffnung 23a im äußeren Körper 23 die Baugruppe 33, insbesondere der innere Körper 24, eingeführt. Danach wird ein Horn 52 des Ultraschall-Schweißgeräts am oberen Bereich des äußeren Körpers 23 angeordnet. Dann wird eine Energieversorgung, welche das Horn 52 aktiviert, eingeschaltet und während im Horn 52 Ultraschall-Schwingungen nach oben und unten erzeugt werden, wird die vordere Endfläche des Horns 52 gegen die hintere Endfläche (obere Fläche) des äußeren Körpers 23 gepresst. Dann wird, während eine Druckkraft in Richtung des Pfeiles (5) ausgeübt wird, der innere Körper 24 allmählich in die Einpassöffnung 23a im äußeren Körper 23 eingepasst.
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In diesem Fall wird Reibungswärme im Kontaktbereich erzeugt, das heißt im Einpassbereich zwischen dem inneren Körper 24 und der Einpassöffnung 23a. Da der äußere Körper 23 aus Kunststoff gefertigt ist, wird der Einpassbereich geschmolzen und erweicht, so dass der innere Körper 24 in der Einpassöffnung 23a fest eingepasst und fixiert ist.
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In diesem Fall ist bevorzugt, den Einpressbereich des inneren Körpers 24 zuvor zu rändeln oder riffeln, damit der innere Körper 24 fest fixiert ist.
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Es sei angemerkt, dass bei dem oben genannten Spanner 21 des in 5 dargestellten Ausführungsbeispiels, obwohl der innere Körper 24, der die Baugruppe 33 bildet, an der Grundplatte 51 des Ultraschall-Schweißgeräts angeordnet war und der äußere Körper 23 an der Hornseite des Ultraschall-Schweißgeräts angeordnet war, der äußere Körper 23 an der Grundplatte 51 angeordnet werden und der innere Körper 24, der die Baugruppe 33 bildet, hornseitig angeordnet werden kann.
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Ferner kann das Fixieren des inneren Körpers 24 in der Einpassöffnung 23a außer mittels eines Heizschweißenverfahrens auch durch ein anderes Verfahren als durch das UltraschallSchweißen durchgeführt werden. Zum Beispiel kann als Heizschweißmittel das Hochfrequenz-Induktionsheizen verwendet werden. Das heißt, wenn der innere Körper 24 aus Metall gefertigt ist, wird er von einer Hochfrequenz-Induktionsspule umgeben, so dass der äußere Umfang des inneren Körpers 24 schnell mittels des Hochfrequenz-Induktionsheizens erwärmt wird. Dann wird der erwärmte innere Körper 24 in die Einpassöffnung 23a eingepasst. Auch in diesem Fall wird die innere Umfangsfläche der Einpassöffnung 23a durch die Wärme des inneren Körpers 24 zum Heizschweißen geschmolzen und erweicht.
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Obwohl nicht dargestellt, kann, wenn eine Lagerhülse 25 zur Montage des Spanners 21 an einer Endwand eines Zylinderblocks des Motors in der Lagerhülsen-Montageöffnung 23b fixiert wird, auch ein Ultraschall-Schweißgerät verwendet werden. Das heißt, auf der Grundplatte des Ultraschall-Schweißgeräts wird der äußere Körper 23 fixiert. Dann wird in die Lagerhülsen-Montageöffnung 23b des äußeren Körpers 23 der untere Bereich der Lagerhülse 25 eingeführt, und am oberen Ende der Lagerhülse 25 wird ein Horn eines Ultraschall-Schweißgeräts angeordnet. Dann, während der Erzeugung einer Ultraschall-Schwingung nach oben und unten, wird das vordere Ende des Horns gegen das obere Ende der Lagerhülse 25 gepresst. Anschließend, während der Ausübung einer nach unten drückenden Kraft, wird die Lagerhülse 25 allmählich in die Lagerhülsen-Montageöffnung 23b des äußeren Körpers 23 eingepresst. In diesem Fall wird Reibungswärme an der Kontaktfläche erzeugt, das heißt am Einpressbereich zwischen der Lagerhülse 25 und der Lagerhülsen-Montageöffnung 23b. Da der äußere Körper 23 aus Kunstoff gefertigt ist, wird der Einpassbereich geschmolzen und erweicht, so dass die Lagerhülse 25 fest in der Lagerhülsen-Montageöffnung 23b fixiert ist. In diesem Fall ist bevorzugt, den Einpassbereich der Lagerhülse 25 zuvor zu rändeln oder riffeln, damit die Lagerhülse 25 fest fixiert ist.
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Es sei angemerkt, dass obwohl bei dem oben genannten Beispiel der äußere Körper 23 an der Grundplatte des Ultraschall-Schweißgeräts angeordnet war, die Lagerhülse 25 an der Grundplatte angeordnet werden und der äußere Körper 23 hornseitig angeordnet werden kann.
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Wenn die Lagerhülse 25 eingepasst und in der Lagerhülsen-Montageöffnung 23b des äußeren Körpers 23 fixiert wird, kann auch das obengenannte Hochfrequenz-Induktionsschweißen als Heizschweißverfahren verwendet werden.
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Es sei angemerkt, dass, obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung das Einpassen und Fixieren des inneren Körpers 24 in der Einpassöffnung 23a und das Einpassen und Fixieren der Lagerhülse 25 in der Lagerhülsen-Montageöffnung 23b mittels Heizschweißens durchgeführt werden, dieses Einpassen und Fixieren mittels eines Fixierens durch einfaches Druckeinpressen durchgeführt werden kann.
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Es sei angemerkt, dass, obwohl bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen als umlaufendes Zugmittel, dem eine geeignete Spannung auferlegt wird, eine Steuerkette beschrieben wurde, anstelle einer Steuerkette auch eine andere Kette oder ein Steuerriemen oder dergleichen verwendet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 21
- Spanner
- 22
- Körper
- 23
- äußerer Körper
- 23a
- Einpassöffnung
- 23b
- Lagerhülsen-Montageöffnung
- 23c
- Ölversorgungsöffnung
- 24
- innerer Körper
- 24a
- Plungerkolben-Aufnahmeöffnung
- 25
- Lagerhülse
- 25a
- Montageöffnung
- 26
- Plungerkolben
- 26a
- hohler Bereich
- 26b
- Zahnstange
- 26c
- Stift
- 27
- Druckfeder
- 28
- Öldruckkammer
- 29
- Stopper
- 31
- Rückschlagventil
- 31a
- Ventilkugel
- 31b
- Ventilsitz
- 31c
- Feder
- 31d
- Rückhalter
- 32
- Rückbewegungs-Verhinderungsmechanismus
- 32a
- Schwenkachse
- 32b
- Klinkenkörper
- 32c
- Feder
- 33
- Baugruppe
- 51
- Grundplatte
- 52
- Horn
- 101
- Antriebskettenrad
- 102
- Abtriebskettenrad
- 103
- Steuerkette (umlaufendes Zugmittel)
- 104
- Führung
- 105
- Hebel
- 106
- Endwand
- 107
- vorstehende Wand
