KR101263035B1 - 실린더헤드용 플러그 압입시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더헤드용 플러그 압입시스템에 관한 것으로서, 플러그를 코어제거홀에 압입시키는 압입바의 전진시, 밀폐공간의 압력을 이용하여 장착된 플러그의 압입상태를 검사할 수 있으므로, 플러그 압입시 생기는 불량 발생을 최소화할 수 있고, 실링부를 구성하는 패드와 스프링 및 오링으로 인해, 밀폐공간에서 외부로 공기가 새어나가는 것을 방지하여 밀폐성이 향상되며, 밀폐되는 공간의 압력을 이용하여 압입상태를 검사할 뿐만 아니라, 압입바와 이격되어 설치된 위치센서를 함께 이용함으로써, 플러그의 압입상태에 대한 보다 정확한 정보를 검출할 수 있는 이점이 있다.

실린더헤드, 플러그, 압입바, 오링

Description

실린더헤드용 플러그 압입시스템{System for pressing plug of cylinder head}

본 발명은 실린더헤드용 플러그 압입시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플러그를 코어제거홀에 압입시키는 압입바의 전진시, 밀폐공간의 압력을 이용하여 장착된 플러그의 압입상태를 검사할 수 있는 실린더헤드용 플러그 압입시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진운전시 고온, 고압상태로 운전하게 될 경우 냉각시스템 즉, 냉각수 통로가 필요하다. 이를 위해 워터자켓부 코어를 이용하여 실린더헤드를 주조하게 되는데, 상기 코어를 이용하여 주조하게 될 경우 약 20φ, 30φ의 코어 제거시 홀이 발생하게 되며 소재상태를 홀을 가공하기 위해서는 플러그로 워더자켓부 실링이 필요하다.

이를 위해 종래에는 도 1에서와 같이 실린더헤드(1)의 양측에 설치되며 압입바(3)를 유압으로 전,후진시켜 플러그(P)를 압입하기 위해 설치되는 압입실린더(2) 와, 상기 압입실린더(2)에 설치되어 각 스테이션에 따라 지정된 위치 및 지정된 크기의 플러그(P)를 유압으로 이를 압입시켜 주기 위해 설치되는 압입바(3)와, 파트피더에서 공급된 플러그(P)를 압입바(3)에 안착하기 위해 설치되는 플러그공급관(4)과, 상기 플러그공급관(4)에 의해 공급되는 플러그(P)를 일정깊이로 플러그 프레스하기 위해 압입바(3)의 위치를 감지하기 위해 설치되는 위치센서(미도시) 등으로 구성되어 실린더헤드(1)의 코어 제거홀에 워터쟈켓부 실링을 위한 플러그(P)를 결합하게 되는 구조를 취하고 있다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템에서는, 단순히 위치센서만으로 플러그의 압입 깊이 제어를 하는 것에 한계가 있어 압입 불량을 검지하기가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 플러그를 코어제거홀에 압입시키는 압입바의 전진시, 밀폐공간의 압력을 이용하여 장착된 플러그의 압입상태를 검사할 수 있는 실린더헤드용 플러그 압입시스템를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템은, 실린더헤드의 코어 제거홀에 결합되는 플러그와, 상기 플러그를 코어 제거홀에 압입하기 위한 압입실린더와, 상기 압입실린더에 설치되어 상기 플러그를 유압으로 압입시켜주기 위해 설치되는 압입바와, 상기 압입바의 전진시 압입되는 부분을 밀폐하도록 상기 압입바의 전면에 설치되는 실링부를 포함하고, 상기 압입바의 전진으로 인해 밀폐되는 공간의 압력을 이용하여 상기 플러그가 압입될 때의 압입상태를 검사하는 검출장치를 더 포함한다.

또한, 상기 검출장치는 상기 밀폐공간에 공기를 투입하는 공기공급원과, 상기 밀폐공간 내의 압력을 검출하는 연산부와, 상기 밀폐공간과 상기 공기공급원 간을 연결하는 연결통로로 구성된다.

또한, 상기 실링부는, 상기 압입바의 전진으로 밀폐공간이 형성되도록 실린더헤드와 밀착가능한 패드와, 상기 패드와 연결되어 상기 압입바의 외측에서 압입 바의 길이방향으로 형성되는 스프링장착부와, 상기 스프링장착부에 내장되어 탄성력을 이용하여 상기 압입바의 전진시 상기 패드가 실린더헤드에 밀착되도록 하는 스프링을 포함한다.

또한, 상기 실링부에는 상기 스프링 장착부의 틈새로 공기가 새어나가는 것을 방지하도록, 상기 스프링 장착부 내부에 설치되는 오링(O ring)을 더 포함한다.

또한, 상기 압입바의 위치를 검출할 수 있도록, 상기 압입바의 외측에 상기 압입바와 이격되어 설치되는 도그바와 위치센서를 더 포함한다.

본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템은, 플러그를 코어제거홀에 압입시키는 압입바의 전진시, 밀폐공간의 압력을 이용하여 장착된 플러그의 압입상태를 검사할 수 있으므로, 플러그 압입시 생기는 불량 발생을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한, 실링부를 구성하는 패드와 스프링 및 오링으로 인해, 밀폐공간에서 외부로 공기가 새어나가는 것을 방지하여 밀폐성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 밀폐되는 공간의 압력을 이용하여 압입상태를 검사할 뿐만 아니라, 압입바와 이격되어 설치된 위치센서를 함께 이용함으로써, 플러그의 압입상태에 대한 보다 정확한 정보를 검출할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템이 적용되는 실린더헤드의 워터자켓의 코어 제거홀을 도시한 사시도, 도 3은 본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템이 적용되는 실린더헤드의 오일자켓의 코어 제거홀을 도시한 사시도이다.

엔진운전시 고온, 고압상태로 운전하게 될 경우 냉각시스템 즉, 냉각수 통로가 필요하다. 이를 위해 워터자켓부 코어를 이용하여 실린더헤드를 주조하게 되는데, 상기 코어를 이용하여 주조하게 될 경우 약 20φ, 30φ의 코어 제거시 홀이 발생하게 되며 소재상태를 홀을 가공하기 위해서는 플러그로 워터자켓부 실링이 필요하다. 워터자켓 뿐만 아니라, 윤활을 위한 오일의 통로인 오일자켓 형성을 위한 빈공간도 필요하다.

따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더헤드의 워터자켓 및 오일자켓의 형성을 위해 소재제작시 내부에 워터자켓 및 오일자켓 형상의 코어를 삽입하고 이를 지지하고, 소재 제작후 코어제거를 위해 코어제거홀을 형성한다.

한편, 후술할 플러그(80)는 실린더헤드의 워터자켓 및 오일자켓의 형성을 위해 소재 상태에서 형성된 코어제거홀을 막아 냉각수와 오일의 유출을 방지한다. 도 4는 플러그(80)의 압입 후, 코어 제거홀 내의 플러그의 압입유형을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 플러그(80)가 코어 제거홀 내에 압입된 유형 을 살펴보면, (a)의 경우, 플러그(80)가 정상적으로 코어제거홀 내에 압입되어 있는 상태를 나타내고 있다. 따라서, 상기 코어제거홀의 입구에서부터 상기 플러그(80)까지의 거리를 α라고 하면, α이 바람직한 일정한 값을 갖는다. (b)의 경우에는 α값이 일정한 값을 갖지만, 플러그(80)와 코어제거홀 사이에 간극이 발생한 형태, (c)의 경우에는 α값이 정상값보다 큰 상태, 즉 압입깊이가 깊은 상태, (d)의 경우에는 압입깊이가 얕은 상태, (e)의 경우에는 압입상태가 불량하여 대각선방향으로 플러그(80)가 비스듬하게 눕혀져 있는 상태를 도시하고 있다. 상기 (a)의 경우를 제외하고는, 압입 깊이 또는 각도가 불량하여 냉각수나 오일의 유출이 발생할 가능성이 큰 바, 상기 플러그(80)의 압입상태 불량유무와 유출 검지가 필수적이다.

도 5는 본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템의 일 실시예를 나타낸 측면도, 도 6은 도 5에 도시된 실링부를 확대한 측면도이다.

본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 실린더헤드(100)의 코어 제거홀에 결합되는 플러그(80)와, 상기 플러그(80)를 코어 제거홀에 압입하기 위한 압입실린더(미도시)와, 상기 압입실린더(미도시)에 설치되어 상기 플러그(80)를 유압으로 압입시켜주기 위해 설치되는 압입바(50)와, 상기 압입바(50)의 전진시 압입되는 부분을 밀폐하도록 상기 압입바(50)의 전면에 설치되는 실링부(10)를 포함한다.

상기 실린더헤드용 플러그 압입시스템은 상기 압입바(50)의 전진으로 인해 밀폐되는 공간의 압력을 이용하여 상기 플러그(80)가 압입될 때의 압입상태를 검사 하는 검출장치를 더 포함한다.

여기서, 상기 검출장치는 상기 밀폐공간에 공기를 투입하는 공기공급원(30)과, 상기 밀폐공간 내의 압력을 검출하는 연산부(20)와, 상기 밀폐공간과 상기 공기공급원(30) 간을 연결하는 연결통로(40)로 구성된다.

구체적으로, 상기 실링부(10)는, 상기 압입바(50)의 전진으로 밀폐공간이 형성되도록 실린더헤드(100)와 밀착가능한 패드(11)와, 상기 패드(11)와 연결되어 상기 압입바(50)의 외측에서 압입바(50)의 길이방향으로 형성되는 스프링장착부(13)와, 상기 스프링장착부(13)에 내장되어 탄성력을 이용하여 상기 압입바(50)의 전진시 상기 패드(11)가 실린더헤드(100)에 밀착되도록 하는 스프링(12)을 포함한다. 상기 패드(11)는 상기 실린더헤드(100)와 밀착이 되어, 압입되는 플러그(80)와 실링부(10) 사이에 밀폐공간이 형성된다.

그리고, 상기 실링부(10)에는 상기 스프링 장착부(13)의 틈새로 공기가 새어나가는 것을 방지하도록, 상기 스프링 장착부(13) 내부에 설치되는 오링(O ring)(14)을 더 포함한다. 여기서 오링(14)은 물 따위가 새는 것을 막는 데에 쓰는 원형의 고리. 천연고무, 합성 고무, 합성수지 따위로 만드는 것으로, 상기 밀폐공간에서 스프링장착부(12) 틈새로 공기가 새어나가는 것을 방지하는 역할을 한다.

한편, 본 발명의 실린더헤드용 플러그 압입시스템은 상기 압입바(50)의 위치를 검출할 수 있도록, 상기 압입바(50)의 외측에 상기 압입바(50)와 이격되어 설치되는 도그바(60)와 위치센서(70)를 더 포함한다. 따라서, 상기 압입바(50)가 플러그(80)를 압입하는 경우, 상기 압입바(50)의 위치를 검출할 수 있으므로, 압입이 완료되었는지 유무를 확인할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템의 작동방식을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 플러그(80)를 압입하기 위해 상기 압입바(50)가 전진하며 상기 플러그(80)가 압입된다. 상기 압입바(50)의 전진시, 상기 스프링(12)의 탄성력에 의해 상기 패드(11)가 상기 실린더헤드(100)에 밀착이 되고, 상기 플러그(80)가 압입됨과 동시에 상기 실링부(10)와 플러그(80) 사이에는 밀폐공간이 형성된다.

상기 위치센서(70)로부터 압입이 완료되었다는 신호를 받으면, 상기 공기공급원(30)으로부터 상기 연결통로(40)를 따라 상기 밀폐공간에 공기를 주입한다.

공기가 주입된 후, 상기 연산부(20)에서는 상기 밀폐된 공간의 압력과 부피를 측정하여 압입불량 및 압입 깊이 등을 판단한다.

여기서, 도 4에 도시된 플러그의 압입 후, 코어 제거홀 내의 플러그(80)의 압입유형과 관련하여, (a)의 경우에서의 밀폐공간 내 압력을 P, 부피를 V라고 하면, (b)의 경우는 밀폐공간 내의 압력이 대기압이 되고, 플러그(80)와 코어제거홀 간의 간극으로 인해 부피는 무한대가 된다. 또한, (c)의 경우는 밀폐공간의 압력은 P, 밀폐공간의 부피는 압입깊이가 깊으므로 V보다 큰 값이 된다. 또한, (d)의 경우는 밀폐공간의 압력은 P, 밀폐공간의 부피는 압입깊이가 얕으므로 V보다 작은 값이 된다. (e)의 경우는 밀폐공간의 압력은 P, 밀폐공간의 부피는 V보다 큰 값이 된다.

따라서, 전술한 바와 같이, 상기 밀폐공간 내의 압력과 부피를 상기 연산 부(20)에서 연산함으로써, 상기 플러그(80)의 압입상태의 압입불량유무 및 압입 깊이를 확인할 수 있다.

본 발명은 실린더헤드용 플러그 압입시스템에 관한 것으로서, 플러그를 코어제거홀에 압입시키는 압입바의 전진시, 밀폐공간의 압력을 이용하여 장착된 플러그의 압입상태를 검사할 수 있으므로, 플러그 압입시 생기는 불량 발생을 최소화할 수 있고, 실링부를 구성하는 패드와 스프링 및 오링으로 인해, 밀폐공간에서 외부로 공기가 새어나가는 것을 방지하여 밀폐성이 향상되며, 밀폐되는 공간의 압력을 이용하여 압입상태를 검사할 뿐만 아니라, 압입바와 이격되어 설치된 위치센서를 함께 이용함으로써, 플러그의 압입상태에 대한 보다 정확한 정보를 검출할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 플러그 압입방법을 나타내기 위한 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템이 적용되는 실린더헤드의 워터자켓의 코어 제거홀을 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템이 적용되는 실린더헤드의 오일자켓의 코어 제거홀을 도시한 사시도이다.

도 4는 플러그의 압입 후, 코어 제거홀 내의 플러그의 압입유형을 나타낸 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 실린더헤드용 플러그 압입시스템의 일 실시예를 나타낸 측면도이다.

도 6은 도 5에 도시된 실링부를 확대한 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 간단한 설명>

10: 실링부 11: 패드

12: 스프링 13: 스프링장착부

14: 오링 20: 연산부

30: 공기공급원 40: 연결통로

50: 압입바 60: 도그바

70: 위치센서 80: 플러그

100: 실린더헤드

Claims (5)

1. 실린더헤드의 코어 제거홀에 결합되는 플러그와;

   상기 플러그를 코어 제거홀에 압입하기 위한 압입실린더와;

   상기 압입실린더에 설치되어 상기 플러그를 유압으로 압입시키기 위해 설치되는 압입바와,

   상기 압입바의 전진시 압입되는 부분을 밀폐하도록 상기 압입바의 전면에 설치되는 실링부를 포함하고,

   상기 압입바의 전진으로 인해 밀폐되는 공간의 압력을 이용하여 상기 플러그가 압입될 때의 압입상태를 검사하는 검출장치를 더 포함하는 실린더헤드용 플러그 압입시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 검출장치는 상기 밀폐되는 공간에 공기를 투입하는 공기공급원과, 상기 밀폐되는 공간 내의 압력을 검출하는 연산부와, 상기 밀폐되는 공간과 상기 공기공급원 간을 연결하는 연결통로로 구성된 실린더헤드용 플러그 압입시스템.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 실링부는, 상기 압입바의 전진으로 밀폐공간이 형성되도록 실린더헤드와 밀착가능한 패드와, 상기 패드와 연결되어 상기 압입바의 외측에서 압입바의 길 이방향으로 형성되는 스프링장착부와, 상기 스프링장착부에 내장되어 탄성력을 이용하여 상기 압입바의 전진시 상기 패드가 실린더헤드에 밀착되도록 하는 스프링을 포함하는 실린더헤드용 플러그 압입시스템.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 실링부에는 상기 스프링 장착부의 틈새로 공기가 새어나가는 것을 방지하도록, 상기 스프링 장착부 내부에 설치되는 오링(O ring)을 더 포함하는 실린더헤드용 플러그 압입시스템.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 압입바의 위치를 검출할 수 있도록, 상기 압입바의 외측에 상기 압입바와 이격되어 설치되는 도그바와 위치센서를 더 포함하는 실린더헤드용 플러그 압입시스템.

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