KR101226900B1 - 캠축 조정장치용 제어 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 유압식 캠축 조정 장치용 제어 밸브에 관한 것이다. 상기 제어 밸브의 경우, 액추에이터는 제어 피스톤(5) 내부에 압입된 압력 부재(12)에 작용한다. 상기 압력 부재의 압입을 바탕으로 제어 피스톤(5)이 팽창함에 따라 상기 제어 밸브의 밸브 하우징 내에 제어 피스톤(5)이 고착되는 것을 방지하기 위해, 본 발명에 따라, 압입 영역(13)에서 상기 압력 부재(12) 및/또는 상기 제어 피스톤(5)에 반경 방향 리세스부(34)가 제공된다. 그리고 그 반경 방향 리세스부를 통해 결합력과 그에 따라 발생하는 제어 피스톤(5)의 팽창이 사전 설정된다. 이에 대체되거나, 또는 추가되는 방법에 따라, 상기 제어 피스톤(5)의 원주면은 압입 영역(13)에서 감소된 횡단면을 포함할 수 있다.

내연기관, 캠축 조정장치, 제어 밸브, 압력 부재, 압입, 제어 피스톤

Description

캠축 조정장치용 제어 밸브{CONTROL VALVE FOR A CAMSHAFT ADJUSTER}

본 발명은 청구항 제1항 및 제3항의 전제부에 따라 내연기관의 캠축 조정 장치에 압력 매체를 공급하는 것에 영향을 미치기 위한 제어 밸브에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 청구항 제6항의 전제부에 따르는 제어 밸브에 관한 것이다.

본 출원인의 공개되지 않은 독일 특허 출원 제10 2004 038 160.7호 및 제10 2005 037 480.8호로부터, 내연기관의 캠축 조정 장치에 압력 매체를 공급하는 것과 관련하여 그 공급에 영향을 주기 위한 제어 밸브는 공지되어 있다. 이런 제어 밸브의 경우, 밸브 하우징의 블라인드 홀 내에 제어 피스톤이 축방향으로 변위 가능하게 장착되어 있다. 제어 밸브는 하나의 압력 매체 포트, 2개의 탱크 포트, 및 2개의 작업 포트를 구비하며, 이들 포트들은 유압식 캠축 조정 장치에 상호 간에 반작용하는 방식으로 제공되는 작업 챔버들에 할당된다. 제어 피스톤의 일측의 축방향 위치에서, 제어 밸브 내에서는 제1 작업 포트가 탱크 포트와 연통되고, 제2 작업 포트는 압력 매체 포트와 연통됨으로써, 캠축 조정 장치의 제어 운동 중 제2 작업 포트에 할당된 작업 챔버가 자체 용적을 확대하는 그런 제어 운동이 실행될 수 있다. 그에 반해, 제어 피스톤의 타측의 축방향 위치에서는, 제2 작업 포트는 탱크 포트와 연통되고, 제1 작업 포트는 압력 매체 포트와 연통됨으로써, 제1 작업 포트에 할당된 작업 챔버가 자체 용적을 확대하는 반대되는 제어 운동이 실행될 수 있다. 제어 피스톤의 축방향 위치를 변경하기 위해, 제어 피스톤은 압력 부재를 구비한다. 이런 압력 부재에는, 제어 피스톤의 변위를 실행하기 위해 액추에이터가 작용한다. 제조상의 이유로, 압력 부재는 제어 피스톤과 별도로 제조되며, 바깥쪽 원주면으로써, 밸브 하우징에서 밸브 하우징의 단부측 리세스부의 안쪽 원주면 영역 내에 압입된다.

본 발명의 목적은 개선되어 통합되는 압력 부재를 구비한 제어 밸브를 제안하는 것에 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라 독립 청구항 제1항의 특징부에 의해 달성된다. 본 발명에 기초가 되는 목적의 대안적인 해결 방법은 청구항 제3항의 특징부에 의해 제시된다. 또한, 본 발명에 기초가 되는 목적은 독립 청구항 제6항의 특징부에 의해 달성된다. 본 발명의 추가의 구현예들은 종속항 제2항, 제4항, 제5항 및 제7항 내지 제9항으로부터 제시된다.

본 발명의 기초가 되는 인식은, 제어 피스톤과 압력 부재를 형태 결합식으로, 그리고/또는 마찰 결합식으로 결합할 시에, 압력 부재와 제어 피스톤 사이에서 반경 방향으로 배향되는 접촉력이 생성되는데, 이 접촉력은 압력 부재 및/또는 제어 피스톤의 반경 방향의 탄성 변형 및/또는 소성 변형에 기인하며, 그리고 압입 공정 중에 특히 가열이 동시에 이루어지는 상태에서, 예컨대 제어 피스톤의 안쪽 원주면과 비교하여 압력 부재의 바깥쪽 원주면의 치수가 더욱 크게 형성됨으로써 생성된다는 점에 있다. 제어 피스톤은 밸브 하우징의 블라인드 홀에 의해 형성되는 가이드 보어부 내에서 운동한다. 이와 관련하여,

- 제어 피스톤의 제어 에지부의 작용을 보장하고,

- 밸브 하우징 내에서 이루어지는 제어 피스톤의 양호한 가이드를 보장하며,

- 밸브 하우징 내에서 제어 피스톤이 고착되지 않는 방식으로 제어 피스톤의 용이한 운동성을 보장하기 위해,

제어 피스톤의 바깥쪽 원주면의 직경부와 밸브 하우징의 가이드 보어부의 직경부는 끼워맞춤부(fit)를 구비하여 형성되는 것이 요구된다. 그리고,

- 압력 부재의 바깥쪽 원주면의 직경부,

- 제어 피스톤의 안쪽 원주면의 직경부, 및

- 제어 피스톤의 바깥쪽 원주면의 직경부를 사전 설정하는 점을 고려하면,

전술한 구성 부품의 기하 구조뿐 아니라, 압입 공정은 최적화되어야 하지만, 이런 점은 경우에 따라 목적의 상충을 유발한다. 다시 말해,

- 한편으로, 제어 피스톤과 압력 부재의 견고한 결합이 달성되어야 하지만, 이런 점은 오히려 압력 부재와 제어 피스톤 사이에 큰 접촉력을 필요로 하며,

- 다른 한편으로, 압입의 결과로 바깥쪽 원주면이 약간 팽창되어야 하지만, 이런 점은 오히려 압력 부재와 제어 피스톤 사이의 적은 접촉력을 필요로 한다.

전술한 최적화 방법은, 압력 부재 및 제어 피스톤의 재료 특성이 사전 설정되는 경우, 특히 강도가 사전 설정되는 경우에는 제어 피스톤과 밸브 하우징 사이에 사전 설정되는 협소한 끼워 맞춤 영역에서, 압력 부재의 바깥쪽 원주면과 제어 피스톤의 안쪽 원주면의 직경부들을 제조하기 위한 작은 허용오차가 요구됨으로써 더욱 어려워질 수 있다.

이에 해결 조치를 제공할 수 있도록 본 발명에 따라 제안되는 점에서, 압력 부재와 제어 피스톤 사이의 접촉 영역에서, 압력 부재 및/또는 제어 피스톤의 원주면 중 접촉면을 형성하는 적어도 하나의 원주면이 부분 영역을 포함한다. 이때 그 부분 영역은 원주면의 또 다른 부분 영역보다 반경 방향 변형에 대항하여 감소된 강도를 갖는다. 이런 점은 하기와 같은 장점들을 가져올 수도 있다.

- 감소된 강도를 갖는 부분 영역들은 원주부의 부분 영역들 내 강도를 감소시킬 수 있으며, 그럼으로써 해당 접촉 기하 구조들의 제조 시 허용오차에 따라 발생하는 편차는 발생하는 접촉력을 적게 변동시킨다. 따라서, 압력 부재와 제어 피스톤 사이에서 압입 공정을 통해 이루어지는 결합은 제조 허용오차에 덜 의존하게 된다.

- 다른 한편으로 본 발명의 구현예의 기초가 되는 인식은, 2개의 원통형 원주면 사이의 접촉을 위해, 접촉력이 전체 원주부에 걸쳐 일정하게 분포되어 있지 않다는 점에 있다. 본 발명에 따라, 감소된 강도를 갖는 부분 영역들에서는 목표한 바대로 적은 접촉력이 사전 설정될 수 있으며, 그에 반해 그 외의 부분 영역들에서는 목표한 바대로 큰 접촉력을 갖는 접촉 영역들이 제공될 수 있다.

- 또한, 감소된 강도를 갖는 부분 영역들의 치수를 사전 설정할 뿐 아니라, 예컨대 재료 선정을 통해 부분 영역들에서의 강도를 선택함으로써, 제어 피스톤 내에 압력 부재를 압입하기 위해 요구되는 결합력이 구조적으로 사전 설정될 수 있다.

- 감소된 강도를 갖는 부분 영역들을 이용함으로써, 압력 부재와 제어 피스톤 사이의 접촉 영역에서 반경 방향으로 작용하는 힘은 감소될 수 있는데, 더욱 정확하게 말하면, 압력 부재 및/또는 제어 피스톤의 재료 선정시 비교적 강성인 기본 재료를 선택할시에도 반경 방향으로 작용하는 힘이 감소될 수 있다. 이런 점은 경우에 따라 압입 영역에서 제어 피스톤의 팽창을 감소시키게 된다.

감소된 강도를 갖는 부분 영역들은 다른 부분 영역들의 재료보다도 더욱 부드러우면서도 탄력적인 재료로 제조될 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따라, 감소된 강도를 갖는 부분 영역들은 반경 방향의 리세스부들로 형성된다. 상기와 같은 반경 방향의 리세스부라고 하면, 예컨대 반경 방향의 보어부이거나, 또는 축방향으로 연장되는 그루브이거나, 또는 나선형의 그루브일 수 있다. 그에 따라 상기 리세스부들은 영(0)의 강도를 갖는 부분 영역들을 형성하며, 그럼으로써 제어 피스톤의 바깥쪽 원주면과 밸브 하우징의 안쪽 가이드 표면 사이의 접촉력은 단지 리세스부들의 외측에 위치하는 부분 영역에서만 형성된다.

리세스부들은 반경 방향에서 외부 방향을 향해서 제어 피스톤 내에 형성될 수 있거나, 또는 반경 방향에서 내부 방향을 향해서 압력 부재의 바깥쪽 원주면에 형성될 수 있으며, 리세스부들은 제조 시에 함께 형성될 수 있거나, 차후에, 예컨대 밀링이나, 또는 보링과 같은 절삭 제조 방법으로 제공될 수 있다. 제어 피스톤뿐 아니라 압력 부재에도 리세스부들이 형성되는 경우에는, 리세스부들은 반경 방향에서 상호 간에 이어질 수 있거나, 반경 방향 및/또는 축방향에서 상호 간에 오프셋 배치될 수 있다.

리세스부들의 원주방향 연장부(B)를 구조적으로 사전 설정함으로써, 결합력의 수준이 간단하게 사전 설정될 수 있다. 마찬가지로, 리세스부들의 원주방향 연장부는 축방향으로 변동하므로, 접촉력 및 축방향에서 제어 피스톤의 탄성 팽창의 변동이 사전 설정될 수 있거나, 예컨대 제어 피스톤 내에 압력 부재를 점차 삽입함에 따라 발생하는 결합력의 상승이 사전 설정될 수 있다.

바람직하게는 반경 방향 리세스부들은 다기능을 갖는 방식으로 형성된다. 따라서, 결합력 및 압착력을 사전 설정하는 기능 이외에도, 반경 방향 리세스부들은, 특히 상기 리세스부가 압력 부재의 전체 길이에 걸쳐 연속해서 형성되는 경우에, 또는 압력 부재의 선단측으로부터 출발하는 경우에, 제어 피스톤의 외부와, 특히 압력 부재에 할당되는 선단면과 제어 피스톤의 내부 챔버 또는 압력 챔버를 연통시키는 채널로서도 이용될 수 있다. 예를 들면, 리세스부들을 통해 피스톤의 내부 공간부의 배기가 이루어질 수 있다. 대체되거나, 또는 누적되는 방법에 따라, 내부 공간부에 위치하는 압력 매체가 제어 피스톤의 선단측의 영역에서 반경 방향 리세스부들로 형성되는 채널들을 통해 배출될 수 있다. 예컨대 선단측의 영역에는, 자석 핀, 및 적합한 베어링뿐 아니라 전기자 내부 공간부를 구비한 전자기식 액추에이터가 제공될 수 있다. 이러한 경우, 압력 매체는 윤활 목적으로 압력 매체를 교환하기 위해 그리고 열 방출을 위해 반경 방향 리세스부들을 통해 액추에이터와, 특히 전기자 내부 공간부와 연통될 수도 있다. 또한, 상기와 같은 압력 매체 흐름은 자석 베어링을 윤활하기 위해 이용될 수 있고, 그리고/또는 압력 부재와 이 압력 부재 상에 작용하는 자석 핀 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다.

제어 피스톤의 내부 공간부의 배기는, 리세스부들을 관류하는 압력 매체가 제어 피스톤의 내부 공간부로부터 액추에이터와 압력 부재 사이의 무압 상태인 중간 공간부로 이송되고, 그런 다음 그 중간 공간부로부터 엔진 오일 팬으로 유입될 수 있는 경우에 이루어질 수 있다. 작동 중인 제어 밸브의 회전에 의해, 압력 매체 내부에 존재하는 공기가 분리될 수 있으며, 그리고 그 공기는 마찬가지로 반경 방향 리세스부들을 통해 배출될 수 있다.

본 발명의 기초가 되는 목적과 관련하여 추가로 대체되거나, 또는 누적되는 해결 방법에 따라, 압력 부재의 압입 영역에서, 제어 피스톤의 바깥쪽 원주면과 밸브 하우징의 가이드 보어부 사이에 유격이 제공된다. 본 발명의 이러한 구현예는, 압력 부재를 압입하는 결과로, 제어 피스톤의 해당 압입 영역이 다소 크게 반경 방향으로 확대되는 점이 수반된다는 사실을 고려하여 제안된다. 따라서, 이런 경우에 제어 피스톤과 밸브 하우징 사이의 끼워맞춤이 변동한다. 이런 점은 특히, 제어 피스톤의 바깥쪽 원주면이, 압력 부재의 압입 영역에서, 제어 피스톤의 축방향 운동 중 밸브 하우징의 가이드 보어부에 인접하고 경우에 따라 추가로 밀봉 기능을 충족해야 하는 가이드 표면을 형성할 때에 바람직하지 못하게 작용한다. 그러므로 본 발명에 따라 상기 가이드 표면은 압력 부재의 압입 영역으로부터 이격되어 변위된다. 그 대신에 압력 부재의 압입 영역에서 제어 피스톤과 밸브 하우징 사이에는 유격이 제공되며, 그럼으로써 압력 부재를 압입하는 결과 제어 피스톤이 반경 방향으로 팽창하는 경우에도, 제어 피스톤은 압입 영역에서 밸브 하우징의 가이드 보어부에 인접하지 않게 된다. 그렇게 함으로써, 가이드 보어부 내에 제어 피스톤이 고착되는 점은, 경우에 따라 압력 부재 및/또는 제어 피스톤 및/또는 가이드 보어부를 제조할 시에 발생하는 허용오차와 무관하게 확실히 방지될 수 있다.

가이드 보어부가, 특히 축방향 운동 중에 압입 영역에 의해 중첩되는 축방향 영역에 일정한 직경부를 갖는 연속된 블라인드 홀로서 형성되는 경우에, 압력 부재의 압입 영역에서 제어 피스톤의 바깥쪽 원주면이 감소된 직경부를 갖는 영역을 포함하며, 상기 영역이 예컨대 횡단면 확대부에 걸쳐 가이드 표면으로 이어짐으로써 앞서 전술한 유격이 간단하게 생성될 수 있다.

본 발명의 기초가 되는 목적과 관련하여 대체되거나, 또는 누적되는 해결 방법은 청구항 제6항의 특징부에 의해 제시된다. 이에 따라서, 압력 부재는 최소한 액추에이터를 향해 있는 선단면의 영역에 경화된 표면을 포함한다. 이와 같은 구현예의 경우, 특히 액추에이터와 압력 부재 사이의 결합 또는 접촉을 고려하는 경화 공정으로 제어 피스톤 전체를 처리할 필요가 없게 된다. 제어 밸브 전체에 대해 상기와 같은 경화 공정이 이루어지는 경우라면, 제어 밸브는 제어 피스톤을 왜곡시킬 수도 있으며, 이런 점은 또한 한편으로 압력 부재와 제어 피스톤 사이의 접촉면 형성과 다른 한편으로 제어 피스톤과 밸브 하우징 사이의 접촉면 형성에 바람직하지 못하게 작용할 수도 있다. 오히려 본 발명에 따라서는 압력 부재가 제어 피스톤과 별도로 경화될 수 있다. 경화는 압력 부재의 잔여 탄소 함량을 이용하면서 그 압력 부재가 경화욕(hardening bath) 내에 삽입되면서 이루어질 수 있다. 예컨대 다수의 제어 밸브용으로 압력 부재들이 함께 하나의 경화욕 내에 삽입될 수 있다.

본 발명의 추가의 구현예에 따라, 압력 부재와 액추에이터 사이의 접촉 영역 내 표면의 경화가 디프 드로잉 방법으로 이루어진다. 디프 드로잉 방법의 적용은 특히 U자 모양의 횡단면을 갖도록 압력 부재를 대략 냄비 모양으로 구현하는 경우에 제공된다.

제조 정밀도의 증대는, 바람직하게는 드프 드로잉 처리 단계에 이어서, 압력 부재가 최소한 그 압력 부재의 최종 치수에 근사(approach)하는 추가의 금형 내에 압입되는 그런 보정 단계가 적용됨으로써 달성된다.

대체되거나, 또는 추가되는 방법에 따라, 경화된 표면은 열처리를 이용하여 경화될 수 있다.

본 발명의 바람직한 개선 실시예는 특허 청구의 범위, 실시예 설명 및 도면으로부터 제시된다. 특징들과 이 다수의 특징의 조합과 관련하여 명세서 도입부에 언급한 장점은 예시로서만 설명된 것이며, 따라서 발명에 따른 실시예로 반드시 달성할 필요는 없다. 추가의 특징들은 도면, 특히 다수의 구성 부품들의 도시된 기하 구조와 그 상호 간 상대적 치수뿐 아니라 그 구성 부품들의 상대적 배치 및 상호 작용식 결합으로부터 알 수 있다. 발명의 상이한 실시예들의 특징들, 또는 상이한 특허 청구항들의 특징들의 조합도 마찬가지로 특허 청구항들의 선택된 인용 관계와는 다를 수 있고, 이에 의해 제안된다. 이러한 점은 또한 개별 도면에 도시되거나, 또는 해당 설명에 언급되는 그러한 특징들에 대해서도 적용된다. 이와 같은 특징들도 역시 상이한 특허 청구항들의 특징과 조합될 수 있다. 그 외에도 특허 청구항들에 제시된 특징들은 발명의 또 다른 실시예를 위해 생략될 수 있다.

본 발명의 추가의 특징들은 발명의 실시예들이 개략적으로 도시되어 있는 해당하는 도면과 그 뒤에 이루어지는 실시예 설명으로부터 제시된다.

도1은 제어 피스톤 내부에 압입된 압력 부재와 밸브 하우징을 구비하여 유압식 캠축 조정장치를 제어하기 위한 제어 밸브를 도시한 종단면도이다.

도2는 제어 피스톤과 압력 부재의 결합에 대한 본 발명에 따른 제1구현예를 도시한 종단면도이다.

도3은 도2에 따라 제어 피스톤과 입력 부재를 결합한 부분을 제어 밸브의 액추에이터로부터 바라보고 도시한 개략도이다.

도4는 제어 피스톤과 압력 부재의 결합에 대한 본 발명에 따른 제2 구현예를 도시한 종단면도이다.

도5는 도4에 따라 제어 피스톤과 입력 부재를 결합한 부분을 제어 밸브의 액추에이터로부터 바라보고 도시한 개략도이다.

도6은 자체 내부에 압입된 압력 부재를 포함하는 제어 피스톤에 대한 본 발명에 따른 추가의 구현예를 도시한 종단면도이다.

도7은 자체 내부에 압입된 압력 부재를 포함하는 제어 피스톤을 제어 밸브의 액추에이터로부터 바라보고 도시한 개략도이다.

예컨대 선원 기술로서 공개되지 않은, 최초에 언급한 종래 기술에 기술된 바와 같은 캠축 조정 장치는 통상적으로 스테이터와 로터를 포함하며, 그리고 구동 휠은 스테이터와 회전 불가능하게 결합된다. 스테이터는 로터에 대해 회전 가능하게 장착되며, 그리고 스테이터는 원주방향으로 상호 간에 이격되어 배치되는 다수의 리세스부를 포함한다. 리세스부들은 로터로부터 반경 방향으로 연장되는 날개부에 의해 2개의 압력 챔버로 분리되며, 캠축 조정 장치의 제어 운동으로 상호 간에 마주보고 위치하는 압력 챔버들 내에서는 압력 비율의 변화가 발생하게 된다.

압력 챔버들은 적합한 공급 라인을 통해 각각 제어 밸브(3)의 작업 포트(1, 2)와 연통된다. 제어 밸브(3)는 밸브 하우징(4) 내부에서 축방향으로 변위될 수 있는 제어 피스톤(5)을 포함한다. 캠축 조정 장치의 제어 운동을 야기하기 위해, 밸브 하우징(4) 내부에서 설정되는 제어 피스톤(5)의 각각의 축방향 위치에 따라, 작업 포트들(1, 2)은 압력 매체 포트(6) 또는 탱크 포트(7)와 연통될 수 있다. 제어 밸브(3)는 바람직하게는 캠축 조정 장치의 로터의 중앙 축방향 리세스부 내에 통합된다.

제어 밸브와 캠축 조정 장치 내 제어 밸브의 통합과 관련한 추가의 구현예에 대해서는, 선원 기술로서 공개되지 않은, 최초에 언급한 본 출원인의 특허 명세서가 참조된다.

도1의 종단면도에서 제어 피스톤(5)은 기초 다리부(8)와 2개의 측면 다리부(9, 10)를 구비하여 대략 U자 모양으로 형성되어 있음을 알 수 있다. 제어 피스 톤(5)의 내부에는 내부 공간부(11)가 형성된다. 이 내부 공간부는 상기 다리부들(8, 9, 10)뿐 아니라, 기초 다리부의 맞은편에서 측면 다리부들(9, 10) 내로 압입되는 압력 부재(12)에 의해 범위 한정된다. 압력 부재(12)는 압입 영역(13)에서 반경 방향 접촉력을 형성하면서 제어 피스톤(5) 내부로 압입된다. 압입 영역(13)에서 압력 부재(12)는 바깥쪽에 위치하는 원통형 원주면(14)을 가지며, 제어 피스톤(5)은 안쪽에 위치하는 원통형 원주면(15)을 갖는다. 그리고 그 원주면들(14, 15)은 압입식 끼워맞춤부를 형성한다.

압력 부재(12)는 기초 다리부(16)와 2개의 측면 다리부(17, 18)를 구비하여 형성되는 U자 모양의 종단면을 갖는다. 제어 피스톤(5) 및 압력 부재(12)의 U자 모양 종단면은 서로 반대되는 방향에서 상호 간에 삽입된다. 측면 다리부(17, 18)의 길이는 축방향에서 압입 영역(13)의 연장부에 상응한다.

도3에 따라, 제어 피스톤(5)은 동축 상에 위치하며 축방향으로 상호 간에 이격되어 배치되는 가이드 표면들(19, 20, 21, 22)을 포함한다. 그리고 압력 부재(12)에 할당되는 제어 피스톤(5)의 선단면(27)에 가장 가깝게 할당되는 가이드 표면(22)은 압입 영역(13)에서 연장되며, 그리고 도2에 따라서는 압입 영역을 초과하여 연장된다.

도3에 따라, 밸브 하우징(4)은 원주방향으로 균일하게 분포되어 있으면서 반경 방향에서 외부 방향을 향해 배향되는 리세스부들(23, 24, 25, 26)을 포함한다. 리세스부들(23 내지 26)은, 축방향에서 선단면(27)으로부터 출발하여 전체 압입 영역(13)을 지나 압력 부재(12)를 넘어서 돌출 단부(28)로써 그루브 모양으로 연장된다. 리세스부들(23 내지 26)은 도3에 도시된 횡단면으로 알 수 있듯이 거의 U자 모양에 가깝게 형성되며, 그리고 그루브 기초부(29)뿐 아니라, 거의 반경 방향으로 평행하게 배향되는 2개의 경계부(30, 31)를 포함한다. 돌출 단부(28)의 영역에서, 리세스부들(23 내지 26)은 개구부들(32)을 형성하는데, 이들 개구부들은 내부 공간부(11)와 리세스부들(23 내지 26) 사이를 압력 매체가 관류할 수 있게끔 한다. 압력 부재(12)는 리세스부를 포함하지 않는 바깥쪽 원통형 원주면(14)을 포함할 수 있다. 그러나 도3에 도시한 실시예로부터는, 압력 부재(12)도 반경 방향에서 내부 방향을 향해 배향된 리세스부들(33, 34, 35, 36)을 포함하고 있음을 알 수 있다. 이들 리세스부들은 리세스부들(23 내지 26)로 이어지며, 그럼으로써 대략 장방형 형태의 횡단면을 갖는 채널들이 형성된다. 따라서, 제어 피스톤(5) 내부에 압력 부재(12)를 압입함으로써,

- 부분 영역들(37)이 제공되며, 이들 부분 영역들에서 압력 부재(12)의 원주면(14)은 접촉력을 형성하면서 제어 피스톤(5)의 원주면(15)에 인접하게 될 뿐 아니라,

- 원주방향에서 부분 영역들(37) 사이에 배치되는 부분 영역들(38)이 제공되며, 그리고 그 부분 영역들(38)에서 압력 부재(12)와 제어 피스톤(5)은 반경 방향에서 상호 간에 인접하는 것이 아니라, 그 부분 영역들(38)에서 압력 부재(12) 및 제어 피스톤(5)은 채널을 포함하게 된다.

도4 및 도5에 도시된 실시예에 따라서는, 제어 피스톤(5)은 리세스부들(23 내지 26)을 포함하지 않는다. 그에 반해 압력 부재(12)의 리세스부들(33 내지 36)은 도2 및 도3에 따른 실시예와 비교하여 증가한 깊이를 가지면서, 측면 다리부들(17, 18)을 완전하게 통과하여 연장되는 방식으로 형성되어 있으며, 그럼으로써 압력 부재(12)는 측면 다리부(17, 18)의 영역에서 환형으로 형성되는 것이 아니라, 리세스부들(33 내지 36) 사이에서 부분 영역들(37) 내로 연장되는 "핑거부들"(39)만을 구비하여 형성된다. 리세스부들(33 내지 36)의 깊이가 증가함에 따라서, 리세스부들(33 내지 36)은 선단면(27)의 영역에 개구부들(40, 41, 42, 43)을 형성하며, 그럼으로써 그 개구부들의 영역에서 압력 매체는 제어 피스톤(5)의 내부 공간부(11)와 그 선단면(27)의 주변부(44) 사이를 직접적으로 관류하게 된다.

주변부(44)는 특히, 경우에 따라 엔진 오일 팬 및/또는 액추에이터의 추가의 구성 부재, 윤활 지점, 또는 냉각 지점에 연통되는 압력 매체 연결부를 구비한 (미도시한) 액추에이터와 압력 부재 사이의 접촉면이다.

도6 및 도7에 도시한 실시예에 따라서는, 제어 피스톤(5)의 바깥쪽 원주면은 압력 부재(12)에 할당되는 선단면(27)의 영역에 원통형 원주면을 포함하는 부분 영역(47)을 구비하고 있다. 이 부분 영역(47)은 감소된 횡단면(46)을 갖는 견부(45)로써 선단면(27)의 방향으로 가이드 표면(22)의 앞쪽에 배치된다. 따라서, 제어 피스톤(5)이 밸브 하우징 내에 삽입되는 경우에, 밸브 하우징(4)의 안쪽 원주면(48)과 부분 영역(47) 사이에는 반경 방향 환형 갭(49)이 형성된다. 이 갭의 높이는 감소된 횡단면(46) 크기에 상응한다. 부분 영역(47)에서 제어 피스톤(45)과 밸브 하우징(4) 사이의 접촉을 방지하기 위해, 감소된 횡단면(46)은 압력 부재(12)가 압입됨에 따라 제어 피스톤(5)의 기대되는 팽창을 고려할 수 있도록 구조적으로 적합하게 사전 설정된다. 이는 예컨대 압입 결합의 유효 범위의 사전 설정값을 확대하는 경우, 감소된 횡단면(46)도 확대되어 형성되어야 하는 것을 의미한다.

부분 영역(47)의 길이(x)는 압력 부재(12)가 압입됨에 따라 제어 피스톤(5)의 횡단면 확대가 기대되는 영역에 부합하게 설정된다. 도6과 도7에 도시한 실시예의 경우, x는 압입 영역(13)보다 더욱 작게 선택되며, 그럼으로써 압입 영역(13)은 대략 가이드 영역(22)의 중심까지 연장된다.

압력 부재(12)의 선단면(27)은 접촉면(50)을 포함하며, 그리고 그 접촉면의 영역에서, 밸브 하우징(4) 내부에서 제어 피스톤(5)을 축방향으로 운동시킬 수 있도록, 액추에이터가, 특히 자석 핀 또는 액추에이터의 푸시 로드가 압력 부재(12)에 작용하게 된다. 접촉면(50)의 영역에서 압력 부재(12)가 마모되는 것을 방지하기 위해, 압력 부재(12)의 접촉면(50), 또는 선단면(27), 또는 압력 부재(12)의 전체 표면은 경화될 수 있다.

상기와 같은 경화는 한편으로 디프 드로잉 제조 방법과 뒤이은 보정 단계에 의해 실행될 수 있으며, 그리고 다른 한편으로 압력 부재(12)의 대응하는 열처리에 실행될 수 있다. 그에 따라 상기와 같은 경화는 단지 압력 부재(12)에 대해서만 이루어지며, 그럼으로써 영구적인 접촉면을 보장하기 위해 제어 피스톤(5) 전체의 별도의 처리는 요구되지 않게 된다.

리세스부들(23 내지 26)뿐 아니라, 리세스부들(33 내지 36)을 이용하여, 내 부 공간부(11)의 배기가 이루어질 수 있고, 그리고/또는 액추에이터의 베어링에, 예컨대 자석의 베어링에 압력 매체를 공급하기 위한 충분한 누출-체적 유량이 보장될 수 있다.

리세스부들(23 내지 26 및 33 내지 36)은 결합 직경부의 부분적인 감소를 나타내며, 그럼으로써 접촉력 또는 압입력에 영향을 미칠 수 있게 된다. 전체적으로 본 발명에 따른 조치에 의해, 압력 부재(12)를 포함하는 제어 피스톤(5)의 제조는 간소화될 수 있다. 리세스부들(23 내지 26 및 33 내지 36)의 폭(B)은, 다시 말해 그루브 기초부(29)의 폭은, 요구되는 결합력의 수준과 결합부 내 유지력에 영향을 미칠 수 있도록 구조적으로 적합하게 사전 설정될 수 있으면서 그에 따라 변경될 수도 있다. 폭(B)을 사전 설정할 시의 목적은, 밸브 하우징(4) 내부에서 제어 피스톤(5)이 고착되는 것을 방지할 수 있도록 압입 영역(13)에서 제어 피스톤(5)이 확대되는 것을 억제하는 것에 있다.

압입 영역(13)에서, 제어 피스톤(15)은 바깥쪽 원주면(51)을 포함한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 작업 포트

2: 작업 포트

3: 제어 밸브

4: 밸브 하우징

5: 제어 피스톤

6: 압력 매체 포트

7: 탱크 포트

8: 기초 다리부

9, 10: 측면 다리부

11: 내부 공간부

12: 압력 부재

13: 압입 영역

14, 15: 원주면

16: 기초 다리부

17, 18: 측면 다리부

19-22: 가이드 표면

23-26: 리세스부

27: 선단면

28: 돌출 단부

29: 그루브 기초부

30, 31: 경계부

32: 개구부

33-36: 리세스부

37, 38: 부분 영역

39: 핑거부

40-43: 개구부

44: 주변부

45: 견부

46: 감소된 횡단면

47: 부분 영역

48: 원주면

49: 갭

50: 접촉면

51: 원주면

Claims (9)

1. 내연기관의 캠축 조정 장치에 압력 매체를 공급하는 것에 영향을 미치기 위한 제어 밸브로서,

   a) 밸브 하우징(4)과

   b) 상기 밸브 하우징(4) 내부에 배치되어 축방향으로 변위될 수 있는 제어 피스톤(5)을 구비하며,

   c) 상기 제어 피스톤(5)의 축방향 위치에 따라, 압력 매체 포트(6), 탱크 포트(7) 그리고 하나 이상의 작업 포트(1, 2)에 대한 압력 매체의 공급이 가변 될 수 있으며,

   d) 상기 제어 피스톤(5)은 압력 부재(12)를 포함하고,

   da) 압입 영역(13)에서 상기 압력 부재의 바깥쪽 원주면(14)은 밸브 하우징(4)에서 상기 밸브 하우징(4)의 선단측 리세스부의 안쪽 원주면(15) 내에 압입되며,

   db) 상기 제어 피스톤(5)을 변위시키기 위해 액추에이터가 상기 압력 부재에 작용하는 제어 밸브에 있어서,

   e) 상기 바깥쪽 원주면과 상기 안쪽 원주면 중 어느 하나 또는 둘 다는 하나 이상의 부분 영역(38)을 포함하며, 상기 부분 영역은 또 다른 부분 영역(37)에 비해 반경 방향의 변형에 대항하여 더 작은 강도를 갖는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
2. 제1항에 있어서, 감소된 강도를 갖는 상기 부분 영역들(38)은 반경 방향 리세스부들(23-26; 33-36)을 구비하여 형성되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
3. 내연 기간의 캠축 조정장치에 압력 매체를 공급하는 것에 영향을 미치기 위한 제어 밸브로서,

   a) 밸브 하우징(4)과

   b) 상기 밸브 하우징(4) 내부에 배치되어 축방향으로 변위될 수 있는 제어 피스톤(5)을 포함하며,

   c) 상기 제어 피스톤(5)의 축방향 위치에 따라, 압력 매체 포트(6), 탱크 포트(7) 그리고 하나 이상의 작업 포트(1, 2)에 대한 압력 매체의 공급이 변동할 수 있으며,

   d) 상기 제어 피스톤(5)은 압력 부재(12)를 포함하고,

   da) 압입 영역(13)에서 상기 압력 부재의 바깥쪽 원주면(14)은 밸브 하우징(4)에서 상기 밸브 하우징(4)의 선단측 리세스부의 안쪽 원주면(15)의 영역 내에 압입되며,

   db) 상기 제어 피스톤(5)을 변위시키기 위해 액추에이터가 상기 압력 부재에 작용하는, 제1항 또는 제2항에 따른 제어 밸브에 있어서,

   e) 상기 압력 부재(12)의 압입 영역(13)에서, 상기 제어 피스톤(5)의 바깥쪽 원주면(51)과 상기 밸브 하우징(4)의 가이드 보어부(48) 사이에 갭(49)이 제공되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
4. 제3항에 있어서, 상기 압력 부재(12)의 압입 영역(13)에서, 상기 제어 피스톤(5)의 바깥쪽 원주면(51)은 감소된 직경부(감소된 횡단면(46))를 갖는 부분 영역(47)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
5. 제4항에 있어서, 감소된 직경부를 갖는 상기 부분 영역(47)에는, 상기 제어 피스톤(5)의 가이드 표면(22)이 이어지는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
6. 내연기관의 캠축 조정 장치에 압력 매체를 공급하는 것에 영향을 미치기 위한 제어 밸브로서,

   a) 밸브 하우징(4)과

   b) 상기 밸브 하우징(4) 내부에 배치되어 축방향으로 변위될 수 있는 제어 피스톤(5)을 포함하며,

   c) 상기 제어 피스톤(5)의 축방향 위치에 따라, 압력 매체 포트(6), 탱크 포트(7) 그리고 하나 이상의 작업 포트(1, 2)에 대한 압력 매체 공급이 변동할 수 있으며,

   d) 상기 제어 피스톤(5)은 압력 부재(12)를 포함하고, 상기 제어 피스톤(5)을 변위시키기 위해 액추에이터가 상기 압력 부재(12)에 작용하는, 제1항 또는 제2항에 따른 제어 밸브에 있어서,

   e) 적어도, 상기 압력 부재(12)는 상기 액추에이터와 상호 작용하는 접촉면(50)의 영역에 경화된 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
7. 제6항에 있어서, 상기 경화된 표면은 디프 드로잉 방법을 이용하여 경화되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
8. 제7항에 있어서, 상기 디프 드로잉 방법의 이용에 이어서 보정 단계가 적용되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.
9. 제6항에 있어서, 상기 경화된 표면은 열처리를 이용하여 경화되는 것을 특징으로 하는 제어 밸브.

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