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Die vorliegende Erfindung betrifft einen hydraulischen Spanner mit einem
Rückschlagventil, der zur Auferlegung einer geeigneten Spannung für einen
Steuerriemen oder eine Steuerkette oder dergleichen in einem Fahrzeugmotor
oder dergleichen verwendet wird.
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Ein hydraulischer Spanner ist weit verbreitet bei der Verwendung für einen
Steuerriemen oder eine Steuerkette, der beziehungsweise die eine Rotation
zwischen einer Kurbelwelle und einer Nockenwelle eines Fahrzeugmotors
überträgt, um Schwingungen zu unterdrücken, welche während dem Weg des
Steuerriemens beziehungsweise der Steuerkette entstehen, und um eine
geeignete Spannung aufrecht zu erhalten. Eine Anzahl herkömmlicher
hydraulischer Spanner sind mit einem Rückschlagventil versehen, wie in der
japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. Hei-11-336855 offenbart.
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Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines derartigen herkömmlichen hydraulischen
Spanners 1 mit einem Rückschlagventil. Der hydraulische Spanner 1 ist an
einem Motorkörper auf einer durchhängenden Seite einer Kette 103
angebracht, die um ein Antriebs-Kettenrad 101, welches durch eine Kurbelwelle
des Motors angetrieben wird, und abtriebsseitige Kettenräder 102 läuft, die
jeweils an einer Nockenwelle angebracht sind.
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Bei diesem hydraulischen Spanner 1 wird ein Plungerkolben bezüglich einer
Vorderfläche eines Gehäuses 2 vor und zurück bewegt, und mittels eines
Schiebens der nahe dem schwenkenden Ende vorgesehenen rückseitigen
Fläche eines schwenkbar an der Seite des Motorkörpers angebrachten Hebels
105 mit dem Plungerkolben 3 wird eine Spannung auf die durchhängende
Seite der Kette 103 durch den Hebel 105 auferlegt. Ferner ist auf der
gespannten Seite der Kette 103 eine die Kette 103 führende Führung 106 am
Motorkörper angebracht. Ferner bewegt sich die Kette 103 in Richtung des Pfeiles,
wenn das Antriebs-Kettenrad 101 in Richtung des Pfeils gedreht wird. Folglich
wird die Rotation des Antriebs-Kettenrades 101 an die angetriebenen
Kettenräder 102 übertragen.
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Bei einem in Fig. 9 dargestellten hydraulischen Spanner 1 ist ein
Plungerkolben 3 gleitend verschiebbar in einer in einem Gehäuse 2 ausgebildeten
Öffnung 2a, im folgenden auch als Plungerkolben-Aufnahmeöffnung bezeichnet,
aufgenommen. Eine Bohrung 3a, im folgenden auch als hohler Bereich 3a
bezeichnet, mit einem offenen Ende ist im Plungerkolben 3 ausgebildet. Eine
Plungerkolben-Vorspannfeder 4 im Inneren der Bohrung 3a spannt den
Plungerkolben 3 in Richtung des offenen Endes der
Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 2a vor. Die Plungerkolben-Vorspannfeder 4 ist stets vorgespannt, so
dass das vordere Ende des Plungerkolbens 3 nach außen aus der
Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 2a vorsteht. Eine Hochdruck-Kammer 5 umfasst die
Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 2a und den hohlen Bereich 3a. Die
Hochdruck-Kammer 5 ist mit von einer nicht dargestellten Ölversorgungsquelle
zugeführtem Öl gefüllt. Das Öl wird durch ein Rückschlagventil 6 zugeführt,
welches nachfolgend beschrieben ist.
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Das Rückschlagventil 6, das dem hohlen Bereich 3a des Plungerkolbens 3
gegenüber liegt, bewirkt, dass Öl in die Hochdruck-Kammer 5 fließt, und
verhindert den Rückfluss von Öl aus der Kammer 5. Das Rückschlagventil 6 ist
in der im Gehäuse 2 ausgebildeten Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 2a
eingebaut. Das Rückschlagventil 6 weist einen Kugelsitz 7, eine Ventilkugel 8, die
dem Kugelsitz 7 gegenüber liegt, eine zylindrisch gewickelte Feder 9, die
federnd die Ventilkugel 8 gegen den Kugelsitz 7 vorspannt, und einen Rückhalter
10 auf, der die zylindrisch gewickelte Feder 9 zurück hält und die Bewegung
der Ventilkugel 8 begrenzt, wie in Fig. 9 dargestellt.
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Der Kugelsitz 7 bildet einen Ventilsitz 7a an einer Endfläche, die der
Ventilkugel 8 gegenüber liegt. Ölkanäle 7b, die in Verbindung mit einer nicht
dargestellten Ölversorgungsquelle stehen, sind im Kugelsitz 7 ausgebildet. Der
Kugelsitz 7 ist in einen Bodenbereich in der Plungerkolben-Aufnahmeöffnung
2a des Gehäuses 2 eingepresst. Die zylindrisch gewickelte Feder 9 ist in Fig.
10 in einer vergrößerten Ansicht dargestellt. Ein Rand 10a ist an einem Ende
des Rückhalters 10 ausgebildet, und eine Verbindungsöffnung 10b, durch die
Öl strömen kann, ist an einer Seite des Rückhalters 10 ausgebildet. Ferner ist
am Rückhalter 10 ein Vorsprung 10c ausgebildet, der in Richtung der
Ventilkugel 8 vorsteht. Der Vorsprung 10c begrenzt die Distanz "S", welche die
Ventilkugel 8 bewegt wird, so dass die gewickelte Feder 9 nicht derart
zusammengepresst wird, dass die einzelnen Wicklungen aneinander anliegen, und
überlastet wird, um einen Druck auf die Wand des Rückhalters 10 auszuüben.
Der Rand 10a des Rückhalters 10 wird gegen den Boden der Plungerkolben-
Aufnahmeöffnung 2a durch die Plungerkolben-Vorspannfeder 4 gehalten, so
dass die Ventilkugel 8 gegen den Ventilsitz 7a des Kugelsitzes 7 durch die
zylindrisch gewickelte Feder 9 gedrückt wird. Der Rückhalter 10 ist durch eine
Blechbearbeitung mittels einer Form hergestellt.
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Beim hydraulischen Spanner 1, der wie zuvor beschrieben ausgebildet ist, übt
der Hebel 105 eine Stoßkalt F auf das vordere Ende des Plungerkolbens 3
aus, als Antwort auf eine Änderung der Spannung in der Kette 103. Wenn der
Plungerkolben 3 schnell zurück geschoben wird, während er einer
vorspannenden Kraft der den Plungerkolben 3 vorspannenden Feder 4 entgegen
wirkt, steigt der Druck des Öls in der Hochdruck-Kammer 5 an, um die
Ventilkugel 8 an den Ventilsitz 7a des Kugelsitzes 7 zu drücken, wie in Fig. 9
dargestellt, wobei der Rückfluss von Öl aus der Hochdruck-Kammer 5 in den
Ölkanal 7b des Ventilsitzes 7 verhindert wird.
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Als Ergebnis wird der Öldruck in der Hochdruck-Kammer 5 weiter erhöht, und
Öl leckt durch einen schmalen, zwischen einer Außenmantelfläche des
Plungerkolbens 3 und einer Innenmantelfläche der Öffnung 2a ausgebildeten
Spalt. Das Öl leckt durch den Spalt und wird nach außerhalb des Gehäuses 2
abgegeben. Folglich wird die Stoßkraft F, die durch den Fluidwiderstand auf
Grund der Viskosität des Öls auf den Plungerkolben 3 ausgeübt wird, die zu
dem Zeitpunkt der Ölabgabe erzeugt wird, verringert und die Schwingungen
des Plungerkolbens 3 auf Grund der Stoßkraft F wird schnell verkleinert.
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Andererseits wird, wenn der Motor gestartet wird, und die Kette 103 auf der
Seite des hydraulischen Spanners 1 schlagartig durchhängt, der Plungerkolben
3 schlagartig nach vorne aus dem Gehäuse 2 in Richtung des Pfeiles in Fig. 11
durch die vorspannende Kraft der Plungerkolben-Vorspannfeder 4
ausgefahren. Dies bringt den Hebel 105 nach vorn gegen die Kette 103, um die Kette
103 zu spannen und das Durchhängen zu beseitigen.
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In diesem Fall wird, da der Öldruck in der Hochdruck-Kammer 5 abnimmt, die
Ventilkugel 8 im Rückschlagventil 6 vom Ventilsitz 7a des Kugelsitzes 7
getrennt. Das Rückschlagventil 6 wird dadurch geöffnet, und Öl wird aus dem
Ölkanal 7b im Kugelsitz 7 in die Hochdruck-Kammer 5 zugeführt. Gleichzeitig
bewegt sich die Ventilkugel 8, wobei sie die zylindrisch gewickelte Feder 9
zusammen drückt. Jedoch wird die Distanz "S", die sich die Ventilkugel 8 bewegt,
durch den am Rückhalter 10 vorgesehenen Vorsprung 10c begrenzt, so dass
die zylindrisch gewickelte Feder 9 nicht derart zusammengepresst wird, dass
die einzelnen Wicklungen aneinander anliegen, oder überlastet wird.
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Der hydraulische Spanner 1 hat jedoch die folgenden Nachteile. Da der am
Rückhalter 10 vorgesehene Vorsprung 10c, wie oben erwähnt, die Bewegung
der Ventilkugel 8 begrenzt, erfordert der Formvorgang des Vorsprungs 10c
eine Fertigungsgenauigkeit. Ferner tritt, wenn der Vorsprung 10c verschleißt,
ein enger Kontakt der zylindrisch gewickelten Feder 9 mit dem Rückhalter 10
auf und die zylindrisch gewickelte Feder 9 bricht. Um die
Verschleißbeständigkeit des Vorsprungs 10c zu verbessern, ist eine Wärmebehandlung
erforderlich, um die Härte der Oberfläche des Vorsprungs 10c zu erhöhen, was die
Herstellungskosten erhöht. Alternativ kann, wenn die Höhe des Vorsprungs
10c vergrößert wird, ein Zeitpolster für einen gewissen Verschleiß vorgesehen
werden, bis ein enger Kontakt zwischen der zylindrisch gewickelten Feder 9
und dem Rückhalter 10 auftritt. Jedoch war das Vorsehen eines zusätzlichen
Verschleißes in Abhängigkeit der Zeit aus Gründen des Formens, der
Festigkeit und der Beschränkung des Innendurchmessers der zylindrisch gewickelten
Feder 9 nicht möglich.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu
beseitigen und einen verbesserten hydraulischen Spanner zur Verfügung zu
stellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen hydraulischen Spanner gemäß
Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß ist ein hydraulischer Spanner vorgesehen mit einem in eine
in einem Gehäuse vorgesehenen Plungerkolben-Aufnahmeöffnung
verschiebbar eingeführten Plungerkolben, der in einem von einer Feder vorgespannten
Zustand ist, so dass ein Endbereich des Plungerkolbens aus dem Gehäuse
vorsteht, einer Hochdruck-Kammer, die durch die
Plungerkolben-Aufnahmeöffnung und den Plungerkolben definiert wird, und einem Rückschlagventil, das in
dem Gehäuse eingebaut ist, welches bewirkt, dass Öl in die
Hochdruck-Kammer strömt, aber der Rückfluss des Öls aus dem Gehäuse verhindert wird,
wobei das Rückschlagventil einen Kugelsitz, eine dem Kugelsitz
gegenüberliegende Ventilkugel, eine Feder, welche die Ventilkugel gegen den Kugelsitz
vorspannt, und einen Rückhalter, der die Feder zurück hält und die Bewegung
der Ventilkugel begrenzt, aufweist. Hierbei ist die Feder eine zumindest
bereichsweise konisch gewickelte Feder, und der Rückhalter, der die zumindest
bereichsweise konisch gewickelte Feder zurück hält und die Bewegung der
Ventilkugel begrenzt, weist eine ebene oder konkave Fläche, im folgenden
auch als Rückhaltefläche bezeichnet, auf.
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Da die Feder, welche die Ventilkugel gegen den Kugelsitz vorspannt, eine
konisch gewickelte Feder im Rückschlagventil umfasst, kann ein
Zusammenpressen, so dass die einzelnen Wicklungen aneinander anliegen, und eine
Überlastung der Feder verhindert werden, wodurch die auf den Rückhalter
ausgeübten Kräfte verringert werden. Ferner kann, da die Fläche des Rückhalters,
der die konisch gewickelte Feder zurück hält und die Bewegung der Ventilkugel
begrenzt, als eine ebene Fläche oder eine konkave Fläche ausgebildet ist, der
Kontaktdruck zwischen der Ventilkugel und dem Rückhalter weiter verringert
werden, verglichen mit einem herkömmlichen Fall, bei dem die Bewegung der
Ventilkugel durch einen am Rückhalter ausgebildeten Vorsprung begrenzt wird.
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Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand zweier
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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Fig. 1 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Verwendung
eines hydraulischen Spanners gemäß einem ersten und
zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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Fig. 2 einen Schnitt durch den hydraulischen Spanner gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer konisch gewickelten Feder,
die einen Teil eines Rückschlagventils des in Fig. 2
dargestellten hydraulischen Spanners bildet,
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Fig. 4 einen Schnitt, der den Zustand zeigt, in dem das
Rückschlagventil des in Fig. 2 dargestellten hydraulischen
Spanners geschlossen ist,
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Fig. 5 einen Schnitt, der den Zustand zeigt, in dem das
Rückschlagventil des in Fig. 2 dargestellten hydraulischen
Spanners geöffnet ist,
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Fig. 6 einen Schnitt durch den hydraulischen Spanner gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 7(a), 7(b) einen Rückhalter, der ein Rückschlagventil des in Fig.
6 dargestellten hydraulischen Spanners zeigt, insbesondere
ist (a) eine Seitenansicht von der der Hochdruck-Kammer
gegenüber liegenden Seite aus gesehen, und (b) eine
Seitenansicht von der Seite der Hochdruck-Kammer aus
gesehen,
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Fig. 8 eine schematische Ansicht einer Verwendung eines
herkömmlichen hydraulischen Spanners,
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Fig. 9 einen Schnitt durch einen herkömmlichen hydraulischen
Spanner,
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Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht einer zylindrisch gewickelten Feder,
die ein Rückschlagventil des in Fig. 9 dargestellten
hydraulischen Spanners bildet, und
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Fig. 11 einen Schnitt, der einen Zustand zeigt, in dem das
Rückschlagventil des in Fig. 9 dargestellten hydraulischen
Spanners geöffnet ist.
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Ein erstes Ausführungsbeispiel eines hydraulischen Spanners gemäß der
vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5
beschrieben.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer beispielhaften Verwendung eines
hydraulischen Spanners gemäß einem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt des hydraulischen Spanners gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht einer konisch gewickelten Feder, die das
Rückschlagventil beim in Fig. 2 dargestellten hydraulischen Spanner bildet.
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt, der den Zustand zeigt, in dem das Rückschlagventil
des in Fig. 2 dargestellten hydraulischen Spanners geschlossen ist.
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Fig. 5 zeigt einen Schnitt, der den Zustand zeigt, in dem das Rückschlagventil
des in Fig. 2 dargestellten hydraulischen Spanners geöffnet ist.
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Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein hydraulischer Spanner 21 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung an einem Motorkörper auf
einer durchhängenden Seite einer Kette angebracht, die um ein von einer
Kurbelwelle angetriebenes Antriebs-Kettenrad 101 und ein Paar Abtriebs-
Kettenräder 102, die jeweils an einer Nockenwelle angebracht sind, gewickelt
ist. Bei diesem hydraulischen Spanner 21 ist ein Plungerkolben 23
verschiebbar über eine Vorderfläche eines Gehäuses 22 hinaus angeordnet. Der
Plungerkolben 23 übt eine Spannung auf die durchhängende Seite der Kette
103 über einen Hebel 105 aus, indem er die Rückseite des Hebels 105 schiebt.
Der Hebel 105 ist schwenkbar an einer Seite des Motorkörpers angebracht
mittels einer Schwenkachse 104, wobei sich die Rückseite des Hebels 105
nahe einer Schwenkunterstützung befindet. Ferner ist eine Führung 106,
welche die Kette 103 führt, an dem Motorkörper auf der gespannten Seite der
Kette 103 angebracht. Wenn das Antriebs-Kettenrad 101 in Pfeilrichtung
gedreht wird, läuft die Kette 103 in Pfeilrichtung um, und die
Abtriebs-Kettenräder 102 werden in Pfeilrichtung durch den Umlauf der Kette 103 gedreht.
Folglich wird die Drehung des Antriebs-Kettenrads 101 an die
Abtriebs-Kettenräder 102 übertragen.
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Bei einem in Fig. 2 dargestellten hydraulischen Spanner 21 ist ein
Plungerkolben 23 verschiebbar in einer Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 22a
angeordnet, die im Gehäuse 22 ausgebildet ist. Ein hohler Bereich 23a ist im
Plungerkolben 23 ausgebildet, wobei ein Ende des Plungerkolbens 23 offen ist.
Ferner ist im Plungerkolben 23 eine Plungerkolben-Vorspannfeder 24
aufgenommen, welche den Plungerkolben 23 in eine Ausfahrrichtung quer durch die
Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 22a und den hohlen Bereich 23a vorspannt.
Die Plungerkolben-Vorspannfeder 24 ist stets vorgespannt, so dass das
vordere Ende des Plungerkolbens 23 über die
Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 22a vorsteht. Ferner umfasst eine Hochdruck-Kammer 25 die
Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 22a und den hohlen Bereich 23a. Die
Hochdruck-Kammer 25 ist mit Öl gefüllt, das durch eine nicht dargestellte Ölversorgungsquelle
zur Verfügung gestellt wird. Das Öl wird durch ein Rückschlagventil 26
zugeführt, das nachfolgend beschrieben wird.
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Das Rückschlagventil 26, das dem hohlen Bereich 23a des Plungerkolbens 23
gegenüber liegt, bewirkt, dass Öl in die Hochdruck-Kammer 25 fließt, und
verhindert den Rückfluss von Öl. Das Rückschlagventil 26 ist in einem
Bodenbereich der im Gehäuse 22 ausgebildeten Plungerkolben-Aufnahmeöffnung
22a eingebaut. Das Rückschlagventil 26 weist einen Kugelsitz 27, eine
Ventilkugel 28, die dem Kugelsitz 27 gegenüber liegt, eine konisch gewickelte Feder
29, die federnd die Ventilkugel 28 gegen den Kugelsitz 27 vorspannt, und
einen Rückhalter 30 auf, der die konisch gewickelte Feder 29 zurück hält und
die Bewegung der Ventilkugel 28 begrenzt, wie in Fig. 2 dargestellt.
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Der Kugelsitz 27 bildet einen Ventilsitz 27a an einer Endfläche, die der
Ventilkugel 28 gegenüber liegt. Ölkanäle 27b, die in Verbindung mit einer nicht
dargestellten Ölversorgungsquelle stehen, sind im Kugelsitz 27 ausgebildet.
Der Kugelsitz 27 ist in einen Bodenbereich in der
Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 22a des Gehäuses 22 eingepresst. Die konisch gewickelte Feder 29 ist in
Fig. 3 in einer vergrößerten Ansicht dargestellt. Ein Rand 30a ist an einem
Ende des Rückhalters 30 ausgebildet, und eine Verbindungsöffnung 30b,
durch die Öl strömen kann, ist an einer Seite des Rückhalters 30 ausgebildet.
Ferner wird eine Fläche des Rückhalters 30, die der Ventilkugel 28 gegenüber
liegt, von einer ebenen Fläche gebildet. Diese ebene Fläche, im folgenden
teilweise auch als Rückhaltefläche bezeichnet, unterstützt ein Ende der konisch
gewickelten Feder 29 und begrenzt die Distanz "S", welche sich die Ventilkugel
28 bewegt. Ferner wird beim Rückhalter 30 der Rand 30a an den Boden der
Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 22 durch die Plungerkolben-Vorspannfeder
24 gedrückt, so dass die Ventilkugel 28 an den Ventilsitz 27a des Kugelsitzes
27 durch die konisch gewickelte Feder 29 gedrückt wird. Der Rückhalter 30 ist
durch eine Blechbearbeitung mittels einer Form hergestellt.
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Beim hydraulischen Spanner 21, der wie zuvor beschrieben ausgebildet ist,
wirkt eine Stoßkraft F auf das vordere Ende des Plungerkolbens 23 über den
Hebel 105, als Antwort auf eine Änderung der Spannung in der Kette 103.
Wenn der Plungerkolben 23 schnell zurück geschoben wird, während er einer
vorspannenden Kraft der Plungerkolben-Vorspannfeder 24 entgegen wirkt,
steigt der Druck des Öls in der Hochdruck-Kammer 25 an, um die Ventilkugel
28 an den Ventilsitz 27a des Kugelsitzes 27 zu drücken, wie in Fig. 4
dargestellt. In dieser Stellung verhindert die Ventilkugel 28 einen Rückfluss von 01
aus der Hochdruck-Kammer 25 in den Ölkanal 27b des Ventilsitzes 27.
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Als Ergebnis wird der Öldruck in der Hochdruck-Kammer 25 weiter erhöht, und
Öl leckt durch einen schmalen, zwischen einer Außenmantelfläche des
Plungerkolbens 23 und einer Innenmantelfläche der Öffnung 22a
ausgebildeten Spalt, so dass das Öl nach außerhalb des Gehäuses 22 abgegeben
wird. Folglich wird die Stoßkraft F auf den Plungerkolben 23 durch den
Fluidwiderstand auf Grund der Viskosität des Öls, die zu dem Zeitpunkt der
Ölabgabe erzeugt wird, verringert, und die Schwingungen des Plungerkolbens 23
auf Grund der Stoßkraft F wird schnell verkleinert.
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Wenn der Motor gestartet wird und die Kette 103 auf der Seite des
hydraulischen Spanners 21 schlagartig durchhängt, wird der Plungerkolben 23
schlagartig nach vorne aus dem Gehäuse 22 in Richtung des Pfeiles in Fig. 5
durch die vorspannende Kraft der Plungerkolben-Vorspannfeder 24
ausgefahren. Dies bringt den Hebel 105 nach vorn gegen die Kette 103, um die Kette
103 zusätzlich zu spannen und das Durchhängen zu beseitigen.
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In diesem Fall wird, da der Öldruck in der Hochdruck-Kammer 25 abnimmt, die
Ventilkugel 28 im Rückschlagventil 26 vom Ventilsitz 27a des Kugelsitzes 27
getrennt. Das Rückschlagventil 26 wird dadurch geöffnet, wie in Fig. 5
dargestellt, und Öl wird in die Hochdruck-Kammer 25 aus dem Ölkanal 27b im
Kugelsitz 27 gefördert. Gleichzeitig bewegt sich die Ventilkugel 28, wobei sie
die konisch gewickelte Feder 29 zusammen drückt. Jedoch ist die Distanz "S",
welche sich die Ventilkugel 28 bewegt, begrenzt durch eine ebene Fläche, die
der Ventilkugel 28 im Rückhalter 30 gegenüber liegt. Ferner kann, da die
Ventilkugel 28 in Kontakt mit der ebenen Fläche des Rückhalters 30 gebracht
wird, der Kontaktdruck zwischen der Ventilkugel 28 und dem Rückhalter 30
weiter verringert werden, verglichen mit dem Fall, wenn eine Ventilkugel den
Vorsprung eines herkömmlichen Rückhalters kontaktiert. Ferner kann, da das
Rückschlagventil 26 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine
konisch gewickelte Feder 29 verwendet, um die Ventilkugel 28 vorzuspannen,
die konisch gewickelte Feder 29 nicht eng in Kontakt mit dem Rückhalter 30
zusammen gedrückt werden, selbst wenn der Rückhalter 30 einen Vorsprung
wie im Falle eines herkömmlichen Rückhalters aufweist.
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Folglich werden beim hydraulischen Spanner 21 die folgenden Effekte bewirkt:
- 1. Da die Feder, weiche die Ventilkugel 28 auf den Kugelsitz 27 vorspannt,
eine konisch gewickelte Feder 29 im Rückschlagventil 26 aufweist, kann ein
Zusammenpressen der Feder, bei dem die einzelnen Wicklungen aneinander
anliegen, verhindert werden.
- 2. Ferner kann, da die Fläche des Rückhalters 30, welche die konisch
gewickelte Feder 29 zurück hält und die Bewegung der Ventilkugel 28
begrenzt, als eine ebene Fläche ausgebildet ist, ein Kontaktflächendruck
zwischen der Ventilkugel 28 und dem Rückhalter 30 weiter verringert werden,
verglichen mit dem herkömmlichen Fall, bei dem die Bewegung der Ventilkugel
durch einen am Rückhalter ausgebildeten Vorsprung begrenzt ist.
- 3. Da der Kontaktflächendruck zwischen der Ventilkugel 28 und dem
Rückhalter 30 verringert werden kann, ist keine Oberflächenbehandlung zur
Erhöhung der Oberflächenhärte des Rückhalters 30 erforderlich und die
Herstellungskosten können gesenkt werden.
- 4. Der Rückhalter 30 wird mittels einer Metallbearbeitung hergestellt, aber der
Vorsprung zur Begrenzung der Bewegung der Ventilkugel 28 ist nicht
erforderlich. Daher kann die Form zur Herstellung des Rückhalters 30
vereinfacht werden, die Lebensdauer der Form kann erhöht werden, und die
Herstellungskosten können gesenkt werden.
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Im folgenden wird ein hydraulischer Spanner gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 6
und 7 beschrieben. Fig. 6 ist ein Schnitt durch den hydraulischen Spanner
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Fig. 7 zeigt
einen Rückhalter, der ein Rückschlagventil des in Fig. 6 dargestellten
hydraulischen Spanners definiert, insbesondere zeigt 7(a) eine Seitenansicht
bezüglich Fig. 6 von der der Hochdruck-Kammer gegenüber liegenden Seite
aus gesehen, und 7(b) eine Seitenansicht bezüglich Fig. 6 von der Seite der
Hochdruck-Kammer aus gesehen.
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Der in Fig. 6 dargestellte hydraulische Spanner 41 gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird auch durch Anbringung
an den Motorkörper verwendet, wie in Fig. 1 für den hydraulischen Spanner 21
gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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Bei einem Vergleich zwischen dem hydraulischen Spanner 41 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und dem zuvor
genannten hydraulischen Spanner 21 gemäß dem oben genannten, ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, unterscheidet sich der Aufbau
des Rückhalters 50 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel von dem
Rückhalter 30 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Alle anderen Merkmale
des zweiten Ausführungsbeispiels sind gleich wie beim ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Deshalb werden gleiche
Elemente oder Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Doppelte
Erläuterungen werden weggelassen und die Aufgaben werden hauptsächlich
beschrieben.
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Beim hydraulischen Spanner 41 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der
Erfindung, der in Fig. 6 dargestellt ist, ist das Rückschlagventil 46 in einen
Bodenbereich einer im Gehäuse 22 ausgebildeten Plungerkolben-
Aufnahmeöffnung 22a eingebaut. Das Rückschlagventil 46 liegt einem hohlen
Bereich 23a gegenüber und bewirkt, dass Öl in die Hochdruck-Kammer 25
fließt, und verhindert den Rückfluss von Öl. Das Rückschlagventil 46 weist
einen Kugelsitz 27, eine Ventilkugel 28, die dem Kugelsitz 27 gegenüber liegt,
eine konisch gewickelte Feder 29, die federnd die Ventilkugel 28 gegen den
Kugelsitz 27 vorspannt, und einen Rückhalter 50 auf, der die konisch
gewickelte Feder 29 zurück hält und die Bewegung der Ventilkugel 28
begrenzt, wie in Fig. 6 dargestellt.
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Der Rückhalter 50 ist mittels eines mechanischen Arbeitsvorgangs hergestellt.
Ferner hat der Rückhalter 50 eine zylindrische Form, wie in den Fig. 6 und
7 dargestellt, und hat eine Öffnung 50a mit großem Durchmesser und eine
Öffnung 50b mit kleinem Durchmesser, die koaxial zu der Öffnung 50a mit
großem Durchmesser ausgerichtet ist. Ferner sind zwei offene
kommunizierende Öffnungen 50c im Boden. Die konisch gewickelte Feder 29
ist in die Öffnung 50b mit dem kleinen Durchmesser eingeführt, die Ventilkugel
28 darauf folgend. Der Kugelsitz 27 ist in der Öffnung 50a mit dem großen
Durchmesser angeordnet. Die Ventilkugel 28 wird in Kontakt mit dem Ventilsitz
27a des Kugelsitzes 27 gebracht, und ein Ende der konisch gewickelten Feder
29 wird vom Bodenbereich der Öffnung 50b mit dem kleinen Druchmesser
unterstützt. Ferner wird der Rückhalter 50, der den Kugelsitz 27, die
Ventilkugel 28 und die konisch gewickelte Feder 29 enthält, in eine Öffnung im
Boden der Plungerkolben-Aufnahmeöffnung 22a des Gehäuses 22
eingepresst. Ferner hat der Bodenbereich des Rückhalters 50 zwei Öffnungen
50c und bildet eine ebene Fläche, die der Ventilkugel 28 gegenüber liegt.
Diese ebene Fläche unterstützt ein Ende der konisch gewickelten Feder 29
und begrenzt die Bewegung der Ventilkugel 28.
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Bei dem hydraulischen Spanner 41 mit dem oben genannten Aufbau wirkt eine
Stoßkraft F auf das vordere Ende des Plungerkolbens 23 über den Hebel 105
als Antwort auf eine Spannungsänderung in der Kette 103. Wenn der
Plungerkolben 23 schnell zurück gedrückt wird, während er einer federnd
vorspannenden Kraft der Plungerkolben-Vorspannfeder 24 entgegen wirkt,
wird der Öldruck in der Hochdruck-Kammer 25 erhöht, um die Ventilkugel 28
im Rückschlagventil 46 auf den Ventilsitz 27a des Kugelsitzes 27 zu drücken.
In dieser Stellung verhindert die Ventilkugel 28 einen Rückfluss von Öl aus der
Hochdruck-Kammer 25 in den Ölkanal 27b des Kugelsitzes 27.
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Als Ergebnis wird der Öldruck in der Hochdruck-Kammer 25 weiter erhöht und
Öl leckt aus einem schmalen Spalt zwischen einer Außenmantelfläche des
Plungerkolbens 23 und einer Innenmantelfläche der Plungerkolben-
Aufnahmeöffnung 22a, wobei das Öl nach außerhalb des Gehäuses 22
abgegeben wird. Folglich wird die auf den Plungerkolben 23 wirkende Stoßkraft
F durch den Fluidwiderstand, der erzeugt wird zum Zeitpunkt der Ölabgabe,
auf Grund der Viskosität des Öls verringert, und die Schwingungen des
Plungerkolbens 23 auf Grund der Stoßkraft F werden schnell verringert.
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Andererseits fährt der Plungerkolben 23, wenn der Motor gestartet wird und
schlagartig ein Durchhängen der Kette 103 auf der Seite des hydraulischen
Spanners 21 erzeugt wird, schlagartig aus dem Gehäuse 22 auf Grund der
vorspannenden Kraft der Feder 24 aus. Dies bringt den Hebel 105 vor, in Anlage
an die Kette 103, um die Kette 103 zu spannen und das Durchhängen zu
beseitigen. In diesem Fall, da der Öldruck in der Hochdruck-Kammer 25
verringert wird, wird die Ventilkugel 28 im Rückschlagventil 46 von dem Ventilsitz
27a des Kugelsitzes 27 getrennt und das Rückschlagventil 46 wird geöffnet,
womit es Öl ermöglicht, aus dem Ölkanal 27b im Kugelsitz 27 in die
Hochdruck-Kammer 25 zu gelangen. Gleichzeitig bewegt sich die Ventilkugel
28, während sie die konisch gewickelte Feder 29 zusammen drückt. Jedoch ist
die Bewegung der Ventilkugel 28 durch die ebene Fläche begrenzt, die der
Ventilkugel 28 im Rückhalter 50 gegenüber liegt. Ferner kann, da die
Ventilkugel 28 in Kontakt mit der ebenen Fläche des Rückhalters 50 gebracht
wird, der Kontaktdruck zwischen der Ventilkugel 28 und dem Rückhalter 50
weiter verringert werden, verglichen mit dem Fall, bei dem die Ventilkugel 28
einen Vorsprung eines herkömmlichen Rückhalters kontaktiert. Ferner drückt,
da das Rückschlagventil 46 gemäß der vorliegenden Erfindung eine konisch
gewickelte Feder 29 verwendet, welche die Ventilkugel 28 vorspannt, die
zusammen gedrückte konisch gewickelte Feder 29 nicht eng an den
Rückhalter 50.
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Folglich zeigt der hydraulische Spanner 41 die folgenden Effekte:
- 1. Da die Feder, welche die Ventilkugel 28 auf den Kugelsitz 27 vorspannt,
eine konisch gewickelte Feder 29 im Rückschlagventil 46 aufweist, kann ein
Zusammenpressen der Feder 29, so dass die einzelnen Wicklungen
aneinander anliegen, verhindert werden.
- 2. Ferner kann, da die Fläche des Rückhalters 50, welche die konisch
gewickelte Feder 29 zurück hält und die Bewegung der Ventilkugel 28 begrenzt,
als eine ebene Fläche ausgebildet ist, ein Kontaktflächendruck zwischen der
Ventilkugel 28 und dem Rückhalter 50 weiter verringert werden, verglichen mit
dem herkömmlichen Fall, bei dem die Bewegung der Ventilkugel durch einen
am Rückhalter ausgebildeten Vorsprung begrenzt ist.
- 3. Da der Kontaktflächendruck zwischen der Ventilkugel 28 und dem
Rückhalter 50 verringert werden kann, ist keine Oberflächenbehandlung zur
Erhöhung der Oberflächenhärte des Rückhalters 50 erforderlich und die
Herstellungskosten können gesenkt werden.
- 4. Der Rückhalter 50 wird mittels einer Metallbearbeitung hergestellt, aber der
Vorsprung zur Begrenzung der Bewegung der Ventilkugel 28 ist nicht
erforderlich. Daher kann die Form zur Herstellung des Rückhalters 50
vereinfacht werden, und die Herstellungskosten können gesenkt werden. Die
Form für die Herstellung des Rückhalters 50 kann vereinfacht werden und die
Herstellungszeit kann verringert werden, um die Herstellungskosten zu
verringern.
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Es sei angemerkt, dass bei den oben beschriebenen hydraulischen Spannern
gemäß den beiden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die
Fläche des Rückhalters, der die Feder unterstützt und die Bewegung der
Ventilkugel begrenzt, als ebene Ausgestaltung beschrieben worden ist. Jedoch
muss die Fläche nicht eben ausgestaltet sein, sonder sie kann auch eine
konkave Fläche aufweisen, welche eine konisch gewickelte Feder unterstützt und
die Bewegung der Ventilkugel begrenzt. Wenn die Fläche des Rückhalters, der
eine konisch gewickelte Feder unterstützt und die Bewegung der Ventilkugel
begrenzt, mit einer konkaven Fläche ausgestaltet ist, kann der
Kontaktflächendruck zwischen der Ventilkugel und dem Rückhalter weiter verringert werden,
verglichen mit dem Fall, in dem die Fläche des Rückhalters als ebene Fläche
ausgebildet ist.
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Die hydraulischen Spanner gemäß den beiden Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung umfassen kein herkömmlicherweise gut bekanntes, ein
Einfahren verhinderndes System (no-backing system), bei dem die
Rückbewegung des Plungerkolbens mittels eines Zusammenwirkens einer am
Plungerkolben ausgebildeten Zahnstange mit einer Sperrklinke eines abstoppenden
Sperrklinkenkörpers, der am Gehäuse schwenkbar angebracht ist, verriegelt
wird. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch auf hydraulische Spanner
mit einem derartigen System angewandt werden.
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Der hydraulische Spanner gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst den
oben beschriebenen Aufbau und zeigt die folgenden Effekte:
- 1. Da die Feder, welche die Ventilkugel auf den Kugelsitz vorspannt, eine
konisch gewickelte Feder im Rückschlagventil aufweist, kann ein
Zusammengepressen der Feder, bei dem die einzelnen Wicklungen aneinander anliegen,
verhindert werden.
- 2. Ferner kann, da die Fläche des Rückhalters, welche die konisch gewickelte
Feder zurück hält und die Bewegung der Ventilkugel begrenzt, als eine ebene
oder konkave Fläche ausgebildet ist, ein Kontaktflächendruck zwischen der
Ventilkugel und dem Rückhalter weiter verringert werden, verglichen mit dem
herkömmlichen Fall, bei dem die Bewegung der Ventilkugel durch einen am
Rückhalter ausgebildeten Vorsprung begrenzt ist.
- 3. Da der Kontaktflächendruck zwischen der Ventilkugel und dem Rückhalter
verringert werden kann, ist keine Oberflächenbehandlung zur Erhöhung der
Oberflächenhärte des Rückhalters erforderlich und die Herstellungskosten
können gesenkt werden.
- 4. Der Rückhalter wird mittels einer Metallbearbeitung hergestellt, aber der
Vorsprung zur Begrenzung der Bewegung der Ventilkugel ist ungleich einem
herkömmlichen Fall nicht erforderlich. Daher kann die Form zur Herstellung
des Rückhalters vereinfacht werden, die Lebensdauer der Form kann erhöht
werden, und die Herstellungskosten können gesenkt werden.
- 5. Der Rückhalter wird mittels einer Metallbearbeitung hergestellt, aber der
Vorsprung zur Begrenzung der Bewegung der Ventilkugel ist ungleich einem
herkömmlichen Fall nicht erforderlich. Daher kann die mechanische
Bearbeitung vereinfacht werden. Die Form zur Herstellung des Rückhalters kann
vereinfacht werden, und die Herstellungszeit kann zur Reduktion der
Herstellungskosten gesenkt werden.