KR100328804B1 - Pressure sleeve - Google Patents
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Abstract
본 발명은 감시해야 할 내연기관에 대한 가압 슬리브의 기계적 연결(mechanical coupling)을 개선하기 위한 것이다.The present invention aims to improve the mechanical coupling of the pressure sleeve to the internal combustion engine to be monitored.
노킹 센서를 위한 가압 슬리브(11)로서, 가압 슬리브의 구멍(28)을 관통한 고정 나사에 의해 맞붙임면(30)을 간접적 또는 직접적으로 내연기관에 고정시킨다. 가압 슬리브의 맞붙임면에는 중심에서 반경 방향의 간격을 갖고 링 형상의 웨브(31)가 형성되어 있다. 구멍의 개구와 웨브 내부 둘레면의 가장자리 사이에 형성되는 각도는 0.5° 내지 1.5° 이다.As the pressing sleeve 11 for the knocking sensor, the joining surface 30 is fixed indirectly or directly to the internal combustion engine by means of a set screw passing through the hole 28 of the pressing sleeve. On the mating surface of the pressure sleeve, a ring-shaped web 31 is formed with a radial distance from the center. The angle formed between the opening of the hole and the edge of the web inner circumferential surface is 0.5 ° to 1.5 °.
Description
＜산업상의 이용분야＞<Industrial use field>
본 발명은 진동 감지기(vibration pickup)용 가압 슬리브로서, 가압 슬리브구멍 안을 관통하는 고정 수단에 의해 맞붙임면(30)을 간접적 또는 직접적으로 구조물, 특히 내연기관에 고정시키는 형식의 가압 슬리브에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a pressure sleeve for a vibration pickup, wherein the pressure sleeve is of a type which secures the mating surface 30 indirectly or directly to a structure, in particular an internal combustion engine, by means of fastening means penetrating into the pressure sleeve.
＜종래의 기술＞<Conventional technology>
이와 같은 가압 슬리브는 예를 들어 미국 특허 제 4 906 031 호 명세서 또는 독일 OS 40 24 339 호 명세서에 기재되어 있는 노킹 센서에서 사용된다. 공지의 가압 슬리브는 평활한 맞붙임면을 가지며, 이 맞붙임면을 가짐으로서 진동을 측정하도록 하는 구조물에 맞붙임되어진다. 이 맞붙임면의 형상 오차 및 가공 오차에 따라 장해가 되는 공진이 발생하는 일이 있고, 이 공진은 측정 오차 및 접속되어 있는 회로 내의 장해를 초래하는 일이 있다.Such press sleeves are used in knocking sensors as described, for example, in US Pat. No. 4,906,031 or German OS 40 24 339. Known press sleeves have a smooth mating surface and are mated to a structure to measure vibrations by having the mating surface. A disturbance may occur depending on the shape error and the machining error of the joining surface, and this resonance may cause a measurement error and an obstacle in the connected circuit.
독일 Gbm 83 12 524.8 호 명세서에는 측정 수단을 일정한 방향으로 장착(oriented mounting)하기 위한 유지 장치(holding device)가 기재되어 있다. 이 보유 장치는 원추형으로 구성된 다리 부분(conical foot)을 가지고 있으며, 이 다리부분은 링 형상의 탄성적인 시일 립(seal lip)을 형성하고 있다. 시일 립은 각각의 경사각도를 갖고 있으며, 그 결과 장착 위치(mounting point)에서의 경사와 무관하게 유지 장치 내에 배치되어 있는 측정 수단이 수평으로 향해진다. 이 유지장치에 있어서는 탄성적인, 따라서 용이하게 변형가능한 시일 립에 의해 수평한 구조가 제공되며, 이를 위해서는 각각의 경사 각도를 비교적 크게 하지 않으면 안된다. 측정 수단을 장착 위치에 편평하게 배치하는 것을 의도하고 있지는 않다.The specification Gbm 83 12 524.8 describes a holding device for oriented mounting of the measuring means. The retaining device has a conical foot, which forms a ring-shaped elastic seal lip. The seal lips have respective inclination angles, with the result that the measuring means arranged in the holding device are oriented horizontally regardless of the inclination at the mounting point. In this holding device, a horizontal structure is provided by an elastic, and thus easily deformable, seal lip, in which each angle of inclination must be made relatively large. It is not intended to arrange the measuring means flat in the mounting position.
또한 독일 Gbm 84 36 486.6 호 명세서에 의해 노킹 센서가 공지되어 있고, 이 노킹 센서는 맞붙임면의 링 형상의 외측 가장자리부에, 맞붙임면에 대해 간격을갖고 있는 협소한 범위를 갖고 있다. 그러나 이 외측 가장자리부는 사출 성형법(injection molding process)을 실시하기 위해 사용되는 것이다. 가압 슬리브 자체는 거의 그 전체 표면이 가압 슬리브를 고정하는 구조물에 접촉하고, 이 경우에 있어서도 장해로 되는 공진이 발생하는 일이 있다.In addition, a knocking sensor is known from the specification of German Gbm 84 36 486.6, and the knocking sensor has a narrow range having a gap with respect to the joining surface at the ring-shaped outer edge of the joining surface. However, this outer edge is used to carry out an injection molding process. The pressure sleeve itself is almost in contact with the structure that fixes the pressure sleeve, and even in this case, disturbing resonance may occur.
＜발명이 해결하도록 하는 과제＞<Problem to solve invention>
본 발명의 과제는 감시해야할 구조물에 대한 가압 슬리브 더 나아가서는 센서의 기계적 연결을 개선하는 것이다.The object of the present invention is to improve the mechanical connection of the sensor to the pressure sleeve for the structure to be monitored.
＜과제를 해결하기 위한 수단＞<Means for solving the problem>
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 구성에서는 서두에 서술한 형식의 가압 슬리브에 있어서 가압 슬리브의 맞붙임면에 중심으로부터 반경 방향의 간격을 두고 링 형상의 융기부가 형성되어 있으며, 고정 수단을 위한 구멍의 개구와 융기부 내부 둘레면의 가장자리 사이에 형성되는 각도가 0.5°내지 1.5°가 되도록 하든가, 또는 가압 슬리브의 맞붙임면이 원추형으로 형성되어 있고, 가압 슬리브의 구멍을 향하여 경사져 있고, 고정될 때 맞붙임면의 변형이 발생하며, 이 변형은 외부 둘레부분에서 시작하여 맞붙임면이 구조물에 거의 완전히 접촉하도록 했다.In order to solve the said subject, in the structure of this invention, in the press sleeve of the form mentioned at the beginning, a ring-shaped ridge is formed in the joining surface of the press sleeve at radial intervals from the center, and is a hole for a fixing means. When the angle formed between the opening of the opening and the edge of the inner circumferential surface of the ridge is 0.5 ° to 1.5 °, or the joining surface of the pressing sleeve is formed conical, inclined toward the hole of the pressing sleeve, and fixed Deformation of the mating surface occurs, which starts at the outer periphery and causes the mating surface to be almost completely in contact with the structure.
＜발명의 효과＞<Effect of the invention>
본 구성에 의해 맞붙임면의 형상 오차에 의한 가압 슬리브 더 나아가서 센서의 장해가 되는 요동 운동(disturbing tilting movement)이 충분히 회피된다. 이에 따라 측정 신호의 직선성(linearity)이 보다 양호하게 되고, 접속되어 있는 센서 감도의 공차가 보다 작게 된다. 또한 가압 슬리브는 비교적 저렴한 비용으로장착된다. 왜냐하면, 이미 맞붙임면을 그만큼 정확히 가공할 필요가 없기 때문이다. 가압 슬리브의 플랜지의 외부 가장자리부에 작용하는 큰 압착력에 의해 양호한 밀폐 작용이 발생하고, 이 밀폐 작용은 수분이 가압 슬리브의 맞붙임면과 접속된 구조물의 지지면 사이에 침입되어 이들 표면에 부식을 발생시키는 것을 방지한다.By this structure, the distorting tilting movement which becomes the obstacle of a sensor further by the press sleeve by the shape error of a mating surface, and is fully avoided. As a result, the linearity of the measurement signal becomes better, and the tolerance of the connected sensor sensitivity becomes smaller. In addition, the pressure sleeve is mounted at a relatively low cost. This is because it is not necessary to machine the joining surface that much. The large pressing force acting on the outer edge of the flange of the pressing sleeve results in a good sealing action, which causes water to penetrate between the mating surface of the pressing sleeve and the supporting surface of the connected structure, causing corrosion on these surfaces. To prevent it.
청구범위 제 2 항 및 제 3 항 또한 제 5 항 내지 제 7 항에 기재된 수단에 의해 청구범위 제 1 항 및 제 4 항의 가압 슬리브를 더욱 개량할 수가 있다.Claims 2 and 3 can also be further refined by the pressurized sleeves of claims 1 and 4 by the means described in claims 5-7.
＜실시예＞<Example>
이하에서 도면에 도시한 실시예에 기초하여 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention in detail based on the embodiment shown in the drawings.
도시된 노킹 센서는 케이싱(10)을 가지며, 이 케이싱(10) 내에는 가압 슬리브(11)가 배치되어 있고, 가압 슬리브(11)는 그 하단부 근방에 플랜지 형상의 가장 자리부(12)를 갖고 있다. 이 가압 슬리브(11)의 외부 둘레에는, 가장자리부(12)로부터 순차적으로 다음과 같은 부재가 배치되어 있다: 절연 플레이트(13), 접촉 플레이트(14), 압전 세라믹 플레이트(15) 및 역순으로 제 2 접촉 플레이트(14) 및 제 2 절연 플레이트(13), 그 위에는 진동 질량체(16)가 놓여 있다. 이들 재료에는 접시 용수철(17; cup spring)이 작용하고 있고, 이 접시 용수철(17)의 초기 스프링력은 나사링(18)에 의해 발생되며, 이 나사 링(18)은 가압 슬리브(11)의 위쪽부분에 형성되어 있는 외부 나사산(19)에 나사 결합되어 있다.The knocking sensor shown has a casing 10, in which a pressing sleeve 11 is arranged, which has a flange-shaped edge 12 near its lower end. have. In the outer circumference of the pressing sleeve 11, the following members are arranged in sequence from the edge portion 12: the insulating plate 13, the contact plate 14, the piezoelectric ceramic plate 15 and the reverse order. The second contact plate 14 and the second insulating plate 13, on which the vibration mass 16 is placed. A cup spring 17 acts on these materials, and the initial spring force of the dish spring 17 is generated by the screw ring 18, which is connected to the pressing sleeve 11. It is screwed to the external thread 19 formed in the upper part.
플라스틱으로 제조되며 또한 특히 사출 성형법으로 제작되어 있는케이싱(10)과 일체인 접속 플러그(23) 내에는 편평 플러그(24)가 주물로 둘러 쌓인채 배치되어 있다. 편평 플러그(24)는 양쪽 접촉 플레이트(14)와 접속되어 있다. 가압슬리브(11)의 구멍(28)을 도시되지 않은 고정 나사가 관통하며, 그에 따라 노킹 센서가 간접적 또는 직접적으로 내연기관에 고정된다.In the connection plug 23 integrated with the casing 10, which is made of plastic and is produced by injection molding, in particular, the flat plug 24 is arranged surrounded by casting. The flat plug 24 is connected with both contact plates 14. A fixing screw (not shown) passes through the hole 28 of the pressure sleeve 11, whereby the knocking sensor is fixed to the internal combustion engine indirectly or directly.
본 발명에 의하면, 가압 슬리브(11)는 가장자리부(12)의 맞붙임면(30)에 링형상의 웨브(31)를 갖고 있다. 이 경우 웨브(31)의 높이(h)는 가압 슬리브(11)의 가장자리부(12) 직경보다도 현저하게 작다. 또 웨브(31)는 구멍(28)으로부터 가능한한 크게 이격되도록 구성되어 있다. 그러나 통상은 여전히 약간의 외부 가장자리 범위가 남겨져 있다. 이 외부 가장자리 범위는 케이싱(10)을 위한 사출 성형법을 실시할 때 사용된다. 웨브(31)의 높이(h)와 가압 슬리브(11)의 구멍(28)으로부터의 반경 방향 간격은 상호 관련있게 정해지며, 가압 슬리브(11) 구멍(28)의 입구부분과 웨브(31) 내주면의 가장자리 사이의 접선(contact line)이 맞붙임면(30)에 대해 0.5° 내지 1.5°의 각도를 형성하도록 되어 있다.According to the present invention, the pressing sleeve 11 has a ring-shaped web 31 on the joining surface 30 of the edge portion 12. In this case, the height h of the web 31 is significantly smaller than the diameter of the edge portion 12 of the pressure sleeve 11. The web 31 is configured to be spaced apart from the hole 28 as large as possible. But usually there is still some outer edge coverage. This outer edge range is used when carrying out the injection molding method for the casing 10. The height h of the web 31 and the radial spacing from the hole 28 of the pressing sleeve 11 are determined in relation to each other, the inlet of the hole 28 of the pressing sleeve 11 and the inner circumferential surface of the web 31. The contact line between the edges of the edges is adapted to form an angle of 0.5 ° to 1.5 ° with respect to the mating surface 30.
제 2 실시예에서는 맞붙임면(30a)은 원추형으로 형성되어 있고, 이 경우 맞붙임면(30a)은 구멍(28)을 향해 경사져 있고 따라서 마찬가지로 가장자리부(12)의 외부 둘레 범위에 융기부가 형성되어 있다. 이 경우에 있어서도 사출 성형법을 실시하기 위한 외부 가장자리 범위를 설정하는 것이 가능하다. 웨브(31)와 유사한 작용이 예를 들어 링 형상으로 맞붙임면 상에 배치된 다수의 융기부(raised portion)에 의하여도 발생할 수 있다. 이들 융기부는 마찬가지로 구멍(28)으로부터 가능한한 이격된다.In the second embodiment, the abutment surface 30a is formed in a conical shape, in which case the abutment surface 30a is inclined toward the hole 28 and thus a ridge is formed in the outer circumferential range of the edge portion 12 as well. . Also in this case, it is possible to set the outer edge range for performing the injection molding method. An action similar to web 31 can also occur, for example, by a number of raised portions disposed on the mating surface in a ring shape. These ridges are likewise spaced as far from the hole 28 as possible.
고정 나사에 의해 미치게 되는 전체 토크(total torque)는 가압 슬리브(11)에 전달된다. 환언하면, 압전 세라믹 플레이트(15)에는 고정 나사로부터 어떠한 힘도 작용되지 않는다. 나사 링(18)에 의해 접시 용수철(17)의 초기 스프링력(pretension force)을 조정하고, 압전 세라믹 플레이트(15)에 그 전기 신호가 악영향이 남지 않으면서 축방향의 힘이 직접적으로 작용하도록 하고, 또 압전 세라믹 플레이트(15)가 가압 슬리브(11)의 열팽창 및 조립시의 불가피한 가압 슬리브(11)의 압축에 거의 무관하게 될 수 있다. 내연기관의 진동에 비례하여 진동 질량체(16)에 의해 발생되는 펄스는 압전 세라믹 플레이트(15) 내에서 전하로 변환하게되고, 이 전하는 적당한 측정기로 해독할 수 있다. 여기서, 웨브(31) 또는 맞붙임면(30a)의 원추형의 형상에 기초하여, 가압 슬리브(11)를 내연기관의 지지면에 충분히 압착시킬 수 있다. 이에 따라 장해가 되는 공진을 감소시킬 수 있으며, 발생된 신호는 고도의 직선성 및 고도의 감도를 갖고 있다. 측정 신호의 기초값은 구조물의 표면의 특성과 상태, 특히 구조물(structural element) 상부 표면의 거칠기(roughness)에 거의 무관하다. 측정 신호의 기초값은 표면의 성질과 상태에 비교적 큰 편차가 있을지라도, 작은 공차 대역(band area) 내에 있게 된다.The total torque exerted by the set screw is transmitted to the pressure sleeve 11. In other words, no force is applied to the piezoelectric ceramic plate 15 from the fixing screw. Adjust the initial spring force of the dish spring 17 by means of the screw ring 18, and allow the axial force to act directly on the piezoelectric ceramic plate 15 without leaving its electrical signal adversely affected. In addition, the piezoelectric ceramic plate 15 can be made almost independent of the thermal expansion of the pressure sleeve 11 and the compression of the pressure sleeve 11 which is inevitable during assembly. Pulses generated by the vibrating mass 16 in proportion to the vibration of the internal combustion engine are converted into electric charges in the piezoelectric ceramic plate 15, and the charges can be decoded by a suitable measuring instrument. Here, the pressing sleeve 11 can be sufficiently compressed to the support surface of the internal combustion engine based on the conical shape of the web 31 or the mating surface 30a. As a result, disturbing resonance can be reduced, and the generated signal has high linearity and high sensitivity. The basis of the measurement signal is almost independent of the nature and condition of the surface of the structure, in particular the roughness of the upper surface of the structural element. The fundamental value of the measurement signal is within a small band area, even though there is a relatively large variation in the nature and condition of the surface.
최적의 상태로 장착하기 위해서는, 제 2 실시예의 경우 원추형 범위의 각도(α)는 극히 작다. 다시 말하면 원추형 범위와 지지면 사이의 각도는 극히 작으며, 예를 들어 0.5° 내지 1.5° 이다. 이 경우 가압 슬리브(11)용 재료로서는 구리 또는 황동이 사용될 수 있다. 또한 각도를 선정하는 경우 도시되지 않은 고정나사를 나사 체결할 때에 원추형 범위는 외부 가장자리로부터, 다시 말하면 처음은 큰직경을 갖는 맞붙임면 범위로부터 구조물에 접촉하고, 이어서 고정 나사의 나사체결 모멘트가 커짐에 따라 원추형 범위 중 나머지 범위가 구조물에 접촉하는 것도 고려하지 않으면 안된다. 이에 따라 거의 전체 원추형 범위가 접촉한다. 각도(α)에 관련된 변형 정도는 완전히 또는 주로 사용되는 재료의 탄성 범위 내에 포함되도록 하고, 소위 잔존 탄성(residual elasticity)에 기초하여 고정 나사를 풀면 원추형 형상이 다시 완전히 복귀되도록 한다.In order to mount in an optimal state, in the second embodiment, the angle α of the conical range is extremely small. In other words, the angle between the conical range and the support surface is extremely small, for example 0.5 ° to 1.5 °. In this case, copper or brass may be used as the material for the pressure sleeve 11. In addition, when selecting an angle, when screwing in the fixing screw (not shown), the conical range comes into contact with the structure from the outer edge, that is, from the range of the mating surface having the first large diameter, and then the screwing moment of the fixing screw increases. Therefore, the rest of the conical range must also consider the contact with the structure. Thus almost the entire conical range is in contact. The degree of deformation in relation to the angle α is to be included completely or mainly within the elastic range of the material used, and the loosening of the set screw based on the so-called residual elasticity causes the conical shape to fully return again.
고정 나사에 의해 고정을 행할 경우, 제 1 도의 실시예에 있어서는 먼저 구멍(28)의 입구 주위가 구조물의 지지면과 접촉된다. 이어서, 웨브(31) 주위의 나머지 범위까지 점차적으로, 구조물에 마주하는 가압 슬리브(11)의 면이 지지면에 접촉되도록 한다. 그 외의 관점으로는 제 2 도에 도시된 제 2 실시예에 있어서 설명한 것과 동일한다.In the case of fixing by the fixing screw, in the embodiment of FIG. 1, the periphery of the inlet of the hole 28 first comes into contact with the supporting surface of the structure. Then, gradually to the remaining range around the web 31, the face of the pressure sleeve 11 facing the structure is brought into contact with the support surface. In other respects, it is the same as that described in the second embodiment shown in FIG.
이와 같이 구성된 가압 슬리브는 예를 들어 가속도 센서(acceleration pickup) 또는 진동 감지기와 같은 별도의 센서에 사용할 수 있다.The pressure sleeve thus configured can be used for a separate sensor such as, for example, an acceleration pickup or vibration detector.
제 1 도는 제 1 실시예의 노킹 센서의 종단면도.1 is a longitudinal sectional view of the knocking sensor of the first embodiment;
제 2 도는 제 2 실시예의 노킹 센서의 종단면도.2 is a longitudinal sectional view of the knocking sensor of the second embodiment;
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 케이싱 11 : 가압 슬리브10 casing 11: pressurized sleeve
12 : 가장자리부 13 : 절연 플레이트12 edge portion 13 insulation plate
14 : 접속 플레이트 15 : 압전 세라믹 플레이트14 connection plate 15 piezoelectric ceramic plate
16 : 진동 질량체 17 : 접지 용수철16: vibration mass 17: ground spring
18 : 나사 링 19 : 외부 나사산18: thread ring 19: external thread
23 : 접속 플러그 24 : 편평 플러그23: connection plug 24: flat plug
28 : 구멍 30, 30a : 맞붙임면28: hole 30, 30a: mating surface
31 : 웨브31: Web
Claims (8)
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|---|---|---|---|
| DEP4311920.4 | 1993-04-10 | ||
| DE4311920 | 1993-04-10 | ||
| DEP4403660.4 | 1994-02-05 | ||
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