KR100346751B1

KR100346751B1 - 내연기관밸브장치용의기계식컵태핏의밸브간극을조절하기위한방법

Info

Publication number: KR100346751B1
Application number: KR1019970709926A
Authority: KR
Inventors: 미카엘 하스; 발터 슈파일
Original assignee: 이나 밸츠라거 쉐플러 오하게
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: JPH11509904A; US5884595A; DE19680631C1; WO1997005367A1; DE19527449A1; KR19990028604A

Abstract

기계식 컵 태핏(1)의 밸브간극을 조절하기 위해 상부 및 하부 접촉 디스크(5, 6)가 사용된다. 하부 접촉 디스크(6)의 간극조절 범위(H_SW)는 상부 접촉 디스크보다 상당히 크다. 이러한 방식으로, 본 발명은 컵 태핏(1)의 전체 질량을 더 감소시키는데 성공하였다. 그 이유는, 컵 태핏(1)의 초기 장착 시에 비교적 작은 하부 접촉 디스크(6)를 이용하여 밸브간극을 조절하며, 따라서, 질량의 변화가 비교적 적기 때문이다.

Description

내연기관의 밸브장치용의 기계식 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법{METHOD OF ADJUSTING VALVE CLEARANCE WITH A MECHANICAL CUP PUSHROD FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINES VALVE GEAR}

상기한 형태의 밸브 태핏이 내연기관의 밸브장치에 사용되고 있으며, 이것은 제어캠의 리프트 동작을 가스교환밸브에 전달하는 작용을 한다. 이것과 관련하여, 상하의 접촉 디스크 모두를 태핏의 저부의 영역에 배치하는 것이, 예를들면, 미국특허 제4,909,198호에 공지되어 있다. 본원에 언급됨으로써, 상기 특허에 개시되어 있는 내용은 본 명세서 중에 포함되는 것으로 한다. 상기 특허에서, 하부 접촉 디스크는, 태핏 하우징 전체가 알루미늄과 같은 경량재료로 제작되므로, 마모 보호디스크로서 작용한다. 이러한 종래 기술의 문헌의 상부 접촉 디스크는, 하부 접촉 디스크보다도 직경이 상당히 크며, 내연기관의 조립 중의 초기 밸브간극 조절에 도움이 될 뿐만 아니라, 내연기관의 작동기간에 있어서 제작자가 제안하는 밸브간극을 조절하는 것에도 도움이 된다. 컵 태핏의 초기 장착 중, 예를들면, 최대 3.5 mm 의 두께의 변화에 대한 조절을 가능하게 할 필요가 있다는 것이 이미 공지되어있다. 따라서, 캠을 향하여 컵 태핏에 부하를 가하는 밸브 스프링의 힘은, 태핏의 가능한 최대 질량에 부합하여야 하며, 따라서, 그 힘은 바람직한 힘보다도 크다. 이러한 사실에 의해, 필시, 태핏의 변동 질량이 비교적 크기 때문에, 밸브장치에서의 마찰의 작용이 불필요하게 크게 된다. 후에 내연기관의 보수작업 중에 밸브간극 조절을 행하는 경우에는, 밸브간극도 마찬가지로 상부 접촉 디스크에 의해 보정된다. 따라서, 상부 접촉 디스크는 중실의 부재로 된다. 이것은, 엔진의 제작자의 사무소나 정비소에 다양한 두께의 상부 접촉 디스크를 준비하여 두어야 한다는 것을 의미한다. 그렇지만, 미국특허 제4,909,198호의 종래기술의 태핏의 주요한 결점은, 하우징이 경량임에도 불구하고, 질량이 비교적 무겁게 된다는 것이다. 이것은, 하부 접촉 디스크와 비교하여 비교적 “중실”의 상부 접촉 디스크에 의해 밸브간극을 보정하여야 하기 때문이며, 조절범위가 크기 때문이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 전술한 결점들이 배제되는, 상세하게는, 태핏의 질량을 더 감소시키는 동시에, 장착 및 정비의 용이성을 개선하는 전술된 형태의 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 내연기관의 밸브장치용의 기계식 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 컵 태핏은 실린더 헤드의 수용 보어내에서 안내되는 원통형 중공 스커트(skirt)와, 디스크형 저부에 의해 형성되는 스커트의 캠에 인접한 단부를 지니며, 저부는, 저부의 직경의 대부분에 걸쳐 연장하는 캠용 내마모성 상부 접촉 디스크를 캠에 가까운 측부에 지니며, 가스교환밸브의 스템용의 하부 접촉 디스크를 캠에 먼 측부에 지닌다. 하부 접촉 디스크의 직경은 상부 접촉 디스크의 직경보다도 상당히 작다.

도1은 본 발명의 컵 태핏의 종단면도이다.

도2a 및 도2b는 부시로서 형성된 하부 접촉 디스크의 단면도이다.

도3은 도1의 컵 태핏의, 하부 접촉 디스크용의 보어 영역의 부분 저면도이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은, 특정한 형태의 모든 내연기관의 밸브장치에 컵 태핏을 최초에 장착할 때에, 동일한 상부 접촉 디스크를 사용하며, 컵 태핏을 최초에 장착하기 전의 밸브간극을 적당한 두께의 하부 접촉 디스크에 의해 소정의 값으로 되도록 조절하며, 상부 접촉 디스크는, 필요한 강도를 유지할 만큼의 매우 작은 두께를 지니며, 내연기관의 작동 중에 발생하는 밸브간극의 변화를 적당한 두께의 상부 접촉 디스크에 의해 보정하는 것에 의해 달성된다. 본 발명의 변형예에서는, 상하의 접촉 디스크에 의해 내연기관의 밸브간극을 조절한다. 여기서, 하부 접촉 디스크의 간극 조절 범위(Hs_W)와 상부 접촉 디스크의 간극 조절 범위(Hs_E) 사이의 비는, Hsw/Hs_E≥ 5 로 부여되며, 및/또는 상부 접촉 디스크의 두께의 변화는, D_MAXE/D_MINE≤ 1.2 로 부여되며, 동시에, 하부 접촉 디스크의 두께의 변화는 D_MAXW/D_MINW≤ 3 으로 부여되는 것에 의해 상기 목적을 달성한다.

상기의 방법에 의해, 상기 형태의 컵 태핏의 질량을 더 감소시킬 수 있으며, 그것에 의해, 가스교환밸브의 필요한 스프링력을 감소시킬 수 있다. 밸브간극의 조절은, 특히, 컵 태핏을 최초로 장착할 때, 가변 두께로 되며 또한 동시에 사용되는 상부 접촉 디스크보다도 직경이 상당히 작은 하부 접촉 디스크를 이용하여 이루어지므로, 종래기술에 있어서 지금까지 겪어왔던 컵 태핏의 질량의 대폭적인 변화를 고려할 필요가 없다. 목적은, 특정한 형태의 모든 내연기관용의, 저부의 두께가 매우 작으며 또한 항상 작게 유지되는, 경량의 태핏을 사용할 수 있도록 하는 것이다. 특정한 형태의 엔진의 컵 태핏에서의 상기와 같은 질량의 변화가 더 이상 문제가 되지 않으므로, 가스교환밸브의 스프링의 힘을 감소시킬 수 있다. 그것은, 가능한 최대의 두께의 상부 접촉 디스크의 비교적 큰 질량에 스프링의 힘을 부합시킬 필요가 없기 때문이다. 내연기관의 점검수리(service) 중, 상부 접촉 디스크에 의해 밸브간극을 최종적으로 조절할 수 있다. 그러나, 종래와 같이 다양한 두께의 상부 접촉 디스크로 대처할 필요는 없다. 그 이유는, 초기 장착시와 동일한 두께의 변화를 고려할 필요가 없다는 것을 경험적으로 알 수 있기 때문이다. 또한, 상부 접촉 디스크를 교체할 수 없도록 상부 접촉 디스크를 형성할 수 있는데, 이 경우에, 내연기관의 작동 중 발생하는 밸브간극은 하부 접촉 디스크를 통하여 조절된다.

본 발명의 태핏에 사용가능한 경량재료는, 특히, 알루미늄 및 알루미늄 합금이다. 그러나, 태핏의 하우징을 파이버(fiber), 입자 또는 격자 삽입물(lattice intercalation)로 강화하는 것과, 또는 적당한 내마모성 코팅을 하우징의 외주면에 부가하는 것 또한 가능하다.

본 발명에 따르면, 하부 접촉 디스크가 밸브간극의 주요 조절범위를 제공하므로, 상부 접촉 디스크를 공업 세라믹(engineering ceramic) 또는 경화강 또는 유사한 적절한 재료로 제작할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하부 접촉 디스크는 저부의 원통형 중공 연장부에 수용될 수 있거나, 또는, 보어를 저부에 배치하고, 하부 접촉 디스크를 그 내부에 고정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 하부 접촉 디스크는 원통형 중공 부시로서 형성되어 있다. 따라서, 컵 태핏의 전체 질량을 더 감소시킬 수 있다. 상기 부시는 그것의 길이에 의해 가스교환밸브의 밸브 스템의 기능을 부분적으로 실행하도록 형성될 수 있다.

그 이외의 종속 청구항은 하부 접촉 디스크의 위치를 고정하기 위한 간단한 수단에 관한 것이다. 예컨대, 하부 접촉 디스크 또는 부시는, 경우에 따라, 보어 또는 연장부에 장착하도록 그것의 외주면에 환상 요소를 구비할 수 있다. 변형예에서는, 반경방향 내향으로 연장하는 돌출부를 연장부 또는 보어에 형성할 수 있으며, 그에 따라, 하부 접촉 디스크 또는 부시를 적소에 강제 체결할 수 있다.

본 발명은 청구의 범위의 특징에 한정되지 않는다. 오히려, 청구의 범위의 각각의 특징을 상호 조합하는 것, 및 그 특징을 명세서 중에 기재한 특징과 조합하는 것 모두가 가능하고, 의도되어진다.

도1은 본 기술분야에 그 자체로 공지된 컵 태핏(1)을 제시한다. 그 컵 태핏(1)은 원통형 중공 스커트(2)를 지니며, 그 스커트는 캠에 인접한 단부(3)가 디스크형 저부(4)에서 폐쇄되어 있다. 그 저부(4)의 한쪽 측부에는, 컵 태핏(1)의직경(D_B)의 대부분에 걸쳐 연장하는 내마모성 상부 접촉 디스크(5)가 형성되어 있다. 그 접촉 디스크(5)에는, 캠 샤프트의 캠(도시되지 않았음)에 의해 부하가 가해짐으로써, 전체 컵 태핏(1)이 그 캠의 리프트 이동을 따른다. 저부(4)의 캠에서 먼 측부에는, 하부 접촉 디스크(6)가 중앙위치에 배치되어 있다. 그 하부 접촉 디스크(6)는 가스교환밸브의 스템(7)과 직접 접촉한다.

하부 접촉 디스크(6)의 직경(D₂)은 상부 접촉 디스크(5)의 직경(D₁)보다 상당히 더 작다. 그와 동시에, 컵 태핏(1)의 저부(4) 및 상부 접촉 디스크(5)는 필요한 강도를 유지할 만큼의 매우 얇은 두께를 지닌다. 컵 태핏(1)의 초기 장착 중, 밸브간극의 조절은 하부 접촉 디스크(6)를 통하여 이루어진다. 따라서, 「발명의 상세한 설명」에서 이미 설명된 바와같이, 특정한 형태의 내연기관에 사용되는 컵 태핏(1)의 질량은 크게 변화하지 않는다는 결과가 얻어진다. 그것은 직경이 상당히 작은(예를들면 3배 작은) 하부 접촉 디스크(6)를 통하여 밸브간극이 보정되기 때문이다. 점검수리 중, 상부 접촉 디스크(5)를 교환할 수 있으며, 하부 접촉 디스크(6)의 간극조절 범위(Hs_W)와 상부 접촉 디스크(5)의 간극조절 범위(Hs_E) 사이의 비는 H_SW/H_SE≥5 로 부여된다. 이것은, 다시 말하면, 하부 접촉 디스크(6)의 간극조절 범위가 상부 접촉 디스크(5)보다도 훨씬 더 크다는 것을 의미하며, 따라서, 두께가 단지 약간 다른 복수의 상부 접촉 디스크(5)가 점검수리를 위해 필요하다. 따라서, 본 발명은 상부 접촉 디스크(5)와 하부 접촉 디스크(6) 양자를 통하여 밸브간극의 조절을 행하며, 또한, 경험적으로, 비교적 큰 조절범위에 걸쳐 컵태핏(1)의 초기 장착 중 조절하여야 하지만, 이것은 하부 접촉 디스크(6)에서 조절된다. 따라서, 본 발명은 컵 태핏(1)의 전체 질량을 더 감소시키는 것에 성공하였다. 그것은, 존재할 수 있는 최대의 밸브간극이 비교적 큰 직경의 상부 접촉 디스크(5)에 의해서가 아니라, 하부 접촉 디스크(6)에 의해 보정되기 때문이다.

하부 접촉 디스크(6)를 저부(4)의 보어(8)에 강제로 체결하여 고정할 수 있다. 도3에 도시된 바와같이, 그러한 고정은 보어(8)로부터 반경방향 내측으로 연장하는 갈고리형 돌출부(9)에 의해 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 도2a 및 도2b에 도시된 바와같이, 하부 접촉 디스크(6)를, 저부(11)가 가스교환밸브의 스템(7)의 단부와 직접 접촉하는 원통형 중공 부시(10)로서 형성할 수도 있다.

상기 부시(10)의 위치고정을 개선하기 위하여, 도2b에 도시된 바와같이, 부시(10)를 보어(8)에 강제 체결하는 환상 요소(13)를 부시(10)의 외주면(12)에 배치할 수도 있다. 그러나, 부시(10)가 동일한 형상끼리 결합하는 방식으로 추가로 보지되도록, 환상요소(13)용의 상보성 리세스를 보어(8)에 형성하는 것도 가능하다.

도면부호

1. 컵 태핏 2. 스커트

3. 단부 4. 저부

5. 상부 접촉 디스크 6. 하부 접촉 디스크

7. 스템 8. 보어

9. 돌출부 10. 부시

11. 저부 12. 외주면

13. 환상요소

D_B: 컵 태핏의 저부의 직경

D₁: 상부 접촉 디스크의 직경

D₂: 하부 접촉 디스크의 직경

D_E: 상부 접촉 디스크의 두께

D_MINE: 상부 접촉 디스크의 최소 두께

D_MAXE: 상부 접촉 디스크의 최대 두께

H_SE: 상부 접촉 디스크의 간극조절 범위

D_W: 하부 접촉 디스크의 두께

D_MINW: 하부 접촉 디스크의 최소 두께

D_MAXW: 하부 접촉 디스크의 최대 두께

H_SW: 하부 접촉 디스크의 간극조절 범위

Claims

(정정) 제1의 밸브간극은 태핏(1)의 초기 장착시에 형성되고, 제2의 밸브간극은 내연기관의 일정한 작동 후에 형성되며, 밸브장치는 실린더 헤드의 수용 보어내에서 안내되는 원통형 중공 스커트(2)와, 디스크형 저부(4)에 의해 형성되는 상기 스커트(2)의 캠에 인접한 단부(3)를 구비한 기계식 컵 태핏(1)을 지니며, 상기 저부(4)는, 상기 저부(4)의 직경(D_B)의 대부분에 걸쳐 연장하는 캠용 내마모성 상부 접촉 디스크(5)를 캠에 가까운 측부에 지니고, 가스교환밸브의 스템(7)용의 하부 접촉 디스크(6)를 캠에서 먼 측부에 지니며, 상기 하부 접촉 디스크(6)의 직경(D₂)은 상기 상부 접촉 디스크(5)의 직경(D₁)보다도 충분히 더 작게 형성되는, 내연기관의 밸브장치용 기계식 컵 태핏(1)의 제1의 밸브간극과 제2의 밸브간극을 조절하기 위한 방법에 있어서,

(a) 상기 제1의 밸브간극의 조절 중에는, 특정한 형태의 모든 내연기관의 밸브장치에 동일한 상부 접촉 디스크(5)를 설치하고, 상기 제1의 밸브간극을 원하는 값으로 감소시키도록 적절한 두께(D_W)를 지니는 하부 접촉 디스크(6)를 설치함으로써, 상기 제1의 밸브간극이 조절되는데, 상기 상부 접촉 디스크(5)는 필요한 강도를 유지할 정도의 매우 작은 두께(D_E)를 지니며,

(b) 상기 제2의 밸브간극의 조절 중에는, 밸브간극은 상기 상부 접촉디스크(5)를, 적절한 두께(D_E)를 지니는 다른 상부 접촉 디스크(5)와 교환함으로써 보정되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(정정) 제1항에 있어서, 상부 및 하부 접촉 디스크(5, 6)에 의해 내연기관의 밸브간극을 조절하며, 상기 하부 접촉 디스크(6)의 간극조절 범위(H_SW)와 상기 상부 접촉 디스크(5)의 간극조절 범위(H_SE) 사이의 비는, H_SW/H_SE≥5 로 부여되며, 및/또는 상기 상부 접촉 디스크(5)의 두께의 변화는, D_MAXE/D_MINE≤1.2 로 부여되며, 그것과 동시에, 상기 하부 접촉 디스크(6)의 두께의 변화는, D_MAXW/D_MINW≤3 으로 부여되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(정정) 제1항에 있어서, 상기 상부 접촉 디스크(5) 및 상기 하부 접촉 디스크(6)의 각각의 직경(D₁및 D₂)의 비는, D₁/D₂≥3 으로 되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(정정) 제1항에 있어서, 상기 컵 태핏(1)은 경량 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(정정) 제1항에 있어서, 상기 상부 접촉 디스크(5)는 강철, 공업 세라믹 파이버 강화 알루미늄 및 입자 강화된 알루미늄을 포함하는 그룹으로부터 선택된 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(정정) 제1항에 있어서, 원통형 중공 연장부가 상기 저부(4)의 캠에서 먼 측부로부터 동심으로 연장하거나 또는 보어(8)가 상기 저부(4)의 상기 측부에 배치되며, 상기 하부 접촉 디스크(6)는 상기 연장부 또는 상기 보어(8)내에 고정되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(정정) 제6항에 있어서, 상기 하부 접촉 디스크(6)는 상기 연장부 또는 상기 보어(8)내를 연장하는 원통형 중공 부시(10)로서 형성되며, 상기 부시(10)의 저부(11)는 가스교환밸브의 상기 스템(7)의 단부와 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(정정) 제6항에 있어서, 상기 하부 접촉 디스크(6) 또는 상기 부시(10)의 위치를 상기 연장부 또는 상기 보어(8)에 대하여 고정하는 환상요소(13)가 상기 하부 접촉 디스크(6) 또는 상기 부시(10)의 외주면(12)에 고정되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(정정) 제6항에 있어서, 적어도 1개의 돌출부(9)가 상기 연장부 또는 상기 보어(8)로부터 반경방향 내측으로 연장하며, 상기 하부 접촉 디스크(6) 또는 상기부시(10)를 상기 연장부 또는 보어(8)에 대하여 적어도 부분적으로 강제 체결하는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(정정) 제7항에 있어서, 상기 부시(10)는 상기 밸브 스템(7)의 길이를 실질적으로 감소시키는 높이를 지니는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(신설) 제2항에 있어서, 상기 상부 접촉 디스크(5) 및 상기 하부 접촉 디스크(6)의 각각의 직경(D₁및 D₂)의 비는, D₁/D₂≥3 으로 되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(신설) 제2항에 있어서, 상기 컵 태핏(1)은 경량 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(신설) 제2항에 있어서, 상기 상부 접촉 디스크(5)는 강철, 공업 세라믹 파이버 강화 알루미늄 및 입자 강화된 알루미늄을 포함하는 그룹으로부터 선택된 재료로 제작되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(신설) 제2항에 있어서, 원통형 중공 연장부가 상기 저부(4)의 캠에서 먼 측부로부터 동심으로 연장하거나 또는 보어(8)가 상기 저부(4)의 상기 측부에 배치되며, 상기 하부 접촉 디스크(6)는 상기 연장부 또는 상기 보어(8)내에 고정되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(신설) 제7항에 있어서, 상기 하부 접촉 디스크(6) 또는 상기 부시(10)의 위치를 상기 연장부 또는 상기 보어(8)에 대하여 고정하는 환상요소(13)가 상기 하부 접촉 디스크(6) 또는 상기 부시(10)의 외주면(12)에 고정되는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.
(신설) 제7항에 있어서, 적어도 1개의 돌출부(9)가 상기 연장부 또는 상기 보어(8)로부터 반경방향 내측으로 연장하며, 상기 하부 접촉 디스크(6) 또는 상기 부시(10)를 상기 연장부 또는 보어(8)에 대하여 적어도 부분적으로 강제 체결하는 것을 특징으로 하는 컵 태핏의 밸브간극을 조절하기 위한 방법.