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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 Gehäusekörper (32), einen Stößel (31), der in einem kreisförmigen Loch (34) im Gehäusekörper (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 Hyxdraulikkammer (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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Aus der
DE 199 57 527 A1 ist ein Spanner nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 lassen sich aus dieser Druckschrift jedoch nicht entnehmen. Gleiches gilt für die
DE 94 09 155 U1 und die
DE 10 2005 044 140 A1 . Letztere Druckschrift zeigt zwar eine Art Segmentkörper, der die Feder von der Innenseite stützt und Ventilelemente darin enthält, allerdings ohne Flanschabschnitt, der ein weiteres Ventil halten könnte, das im Gehäusekörper untergebracht wäre.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Spanner der im Oberbegriff von Anspruch 1 definierten Art anzugeben, welcher eine einfache Montage seiner Bauteile erlaubt.
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Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Spanner nach Anspruch 1 angegeben.
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Da im säulenförmigen Abschnitt der Segmentkörper, in dem das Rückschlagventil und das Ablassventil aufgenommen sind, einen davon vorstehenden Abschnitt aufweist, den die Stößelfeder umgibt, lassen sich diese Teile vormontiert in den Gehäusekörper einsetzen. Hierbei überdeckt dann der Flanschabschnitt das Druckhalteventil und hält es in dem Gehäusekörper, was den Montagevorgang des Spanners erleichtert.
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In dem Gehäusekörper ist ein Aufnahmeloch ausgebildet. Der Stößel ist in dem Aufnahmeloch des Gehäusekörpers beweglich angebracht, und drückt, an seinem aus dem Aufnahmeloch herausstehenden Kopfende auf einen endlosen Übertragungsstrang. Die Stößelfeder ist zwischen dem Stößel und dem Gehäusekörper angeordnet. Die Stößelfeder drückt den Stößel zu dem endlosen Übertragungsstrang hinaus. Die Hydraulik-Hochdruckkammer ist zwischen dem Stößel und dem Gehäusekörper ausgebildet und speichert das von einer Ölpumpe zugeführte Hydrauliköl. Der Ölzufuhrkanal ist in dem Gehäusekörper 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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Hierbei 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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Ferner umfasst der Spanner für einen endlosen Übertragungsstrang 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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Hierbei ist das Druckhalteventil im Verlauf des Ölzufuhrkanals und zwischen der Ölpumpe und dem Ablassventil vorgesehen. Das Druckhalteventil schließt, wenn der Druck des von der Ölpüumpe 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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Bevorzugt enthält das Druckhalteventil einen Halteventilkörper, der den Ölzufuhrkanal öffnet und schließt, indem er sich innerhalb einer im Gehäusekörper ausgebildeten Halteventilinstallationskammer bewegt, und die Halteventilinstallationskammer ist in dem Gehäusekörper angeordnet, so dass eine Achse der Halteventilinstallationskammer parallel zur Achse des Aufnahmelochs ist.
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Hierbei ist die Halteventilinstallationskammer in dem Gehäusekörper so ausgebildet, dass die Achse der Halteventilinstallationskammer parallel zur Achse des Aufnahmelochs ist. Aus diesem Grund können die Halteventilinstallationskammer und da Aufnahmeloch einander benachbart ausgebildet werden. infolgedessen kann, obwohl das Druckhalteventil im Gehäusekörper vorgesehen ist, der Gehäusekörper kleiner gemacht werden.
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Bevorzugt 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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Hierbei ist im Gehäusekörper 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 Gehäusekörpers kleiner gemacht werden kann. Infolgedessen kann die Größe des Spanners kleiner gemacht werden.
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Bevorzugt enthält das Druckhalteventil einen Halteventilkörper, der den Ölzufuhrkanal öffnet und schließt, indem er sich innerhalb einer in dem Gehäusekörper 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 Gehäusekörper ausgebildet ist, wobei der Verbindungskanal 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) Ansichten zur Beschreibung der Struktur einer Ventilführung;
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4 ist eine Explosionsansicht eines Stößels, eines Gehäusekörpers 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 eine Ansicht zur Beschreibung des Betriebs des Spanners für einen endlosen Übertragungsstrang; und
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9 zeigt in Teilen (a) und (b) Ansichten, 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 Gehäusekörpers 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 52 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 54 münden in den vertieften Abschnitt 52 großen Durchmessers.
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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 Gehäusekörpers 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 Gehäusekörper (Stößelkörper) 70 ist an der rechten Seite der Figur gezeigt. Ein Aufnahmeloch (Installationsloch) 71 ist in der Mitte des Gehäusekörpers 70 so ausgebildet, dass es den Gehäusekörper 70 durchsetzt. Der Innendurchmesser des Aufnahmelochs 71 ist gleich dem Außendurchmesser des Abschnitts großen Durchmessers 63 des Stößels 16. Ein Stopperabschnitt 72 ist im Verlauf des Aufnahmelochs 71 ausgebildet, und der Abschnitt des Aufnahmelochs 71 jenseits dieses Stopperabschnitts 72 (an der rechten Seite der Figur) hat einen etwas kleineren Durchmesser als der andere Teil des Aufnahmelochs 71.
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Zusätzlich ist eine Halteventilinstallationskammer 74 parallel zum Aufnahmeloch 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 Gehäusekörper 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 Aufnahmeloch 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 Aufnahmelochs 71.
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Zusätzlich ist ein Luftspülventil 80 in dem Gehäusekörper 70 parallel zum Aufnahmeloch 71 ausgebildet. Ein L-förmiger Spülkanal 81 ist so ausgebildet, dass er sich von dem Aufnahmeloch 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 Aufnahmeloch 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 Gehäusekörper 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 Aufnahmeloch 71 des Gehäusekörpers 70 eingesetzt, und der Segmentkörper 30 wird an dem so installierten Stößel 60 angebracht. Die Anordnung eines O-Rings 86 zwischen dem Aufnahmeloch 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 Gehäusekörper 70 ausgebildet, der an der unteren Seite der Zeichnung angeordnet ist. Die Befestigungsabschnitte 89 und 89 werden verwendet, wenn der Gehäusekörper 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 Gehäusekörper 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 Gehäusekörper 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 Gehäusekörper 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 eine Ansicht 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 des Außendurchmessers des Stößels 60 angeordnet. Diese Anordnung des Ablassventils 95 innerhalb des Stößels 16 erlaubt, dass die Größe des Gehäusekörpers 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.
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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 eine Ansicht, die 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 Aufnahmelochs 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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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 Aufnahmelochs 71 ausgerichtet. Anders ausgedrückt, die Halteventilinstallationskammer 74 ist in dem Gehäusekörper 70 so ausgebildet, dass die Achse (Längsachse) 73 der Halteventilinstallationskammer 74 parallel zur Achse (Längsachse 71b) des Aufnahmelochs 71 ist. Aus diesem Grund können die Halteventilinstallationskammer 74 und das Aufnahmeloch 71 so ausgebildet werden, dass sie einander benachbart sind. Infolgedessen kann, obwohl das Druckhalteventil 96 in dem Gehäusekörper 70 vorgesehen ist, der Gehäusekörper 70 kleiner gemacht werden.
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In der Erfindung sind, wie 6 zeigt, in dem Gehäusekörper 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 Gehäusekörpers 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 Gehäusekörper 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.