KR101833859B1 - 유압식 밸브용 차단부 및 유압식 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유압식 밸브(1)용 차단부(100)에 관한 것으로, 차단부 개구들(102)을 갖는 밴드 플레이트(101)를 포함하고, 상기 차단부 개구들(102)은 에칭된 기능적 윤곽부들(functional contours)을 형성하는 차단부(100)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 차단부(100)를 가진 유압식 밸브에 관한 것이다.

Description

유압식 밸브용 차단부 및 유압식 밸브{SCREEN FOR HYDRAULIC VALVE AND HYDRAULIC VALVE}
본 발명은 유압식 밸브용 차단부 및 유압식 밸브에 관한 것이다.
예를 들어서, 메카트로직 트랜스미션 제어 시에 유압식 밸브들의 기능들을 보장하기 위해서, 밸브 기능을 보장하도록 오염물들을 이 밸브로부터 떨어지게 유지하는 것은 원칙적으로 필요하다. 작은 동작 갭들 및 동작 유격들로 인해서, 특히 큰 입자들이 밸브 기능 장애를 초래하거나 막혀서 작동되지 못하게 할 수 있다. 이는 밸브 내에 일체화된 큰 입자 오염물 필터를 통해서 성공적으로 방지될 수 있다.
이로써, 상이한 차단부들이 사용되고 있다. 대부분, 방사상으로 둘러싸는 클립 또는 밴드 차단부들이 상이한 실시예들에서 사용된다. 클립 차단부들은 예를 들어서, DE 10 2007 050 447A1에서 알려져 있으며 이러한 클립 차단부들은 사출 성형에 의해서 둘러싸이는 와어머 메시와 함께 사용된다.
특히, 이러한 사출 성형된 와이어 메시를 큰 체적의 유량들이 각각의 속도 또는 각각의 압력으로 때려서 상기 큰 체적의 유량에 의해서 상기 와이어 메시가 손상을 받을 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 유압식 시스템에서 압력 펄스화 및 압력 스파이크에 대해서 높은 수준의 강인성을 갖는 차단부 및 이 차단부를 구비한 유압식 밸브를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 독립 청구항 제 1 항의 특징에 의해서 달성된다.
본 발명에 따른 유압식 밸브용 차단부는 차단부 개구들을 갖는 시트 금속 밴드를 포함하며, 차단부 개구들은 에칭된 기능적 윤곽부들을 형성한다. 이러한 목적은 청구항 제 1 항의 특징들에 의해서 본 발명에 따라서 달성된다.
본 발명에 따른 유압식 밸브용 차단부는 차단부 개구들을 갖는 시트 금속 밴드를 포함하며, 차단부 개구들은 에칭된 기능적 윤곽부들을 형성한다. 에칭 제조 방법은 각각의 유압식 밸브의 특별한 기능적 요건들에 따라서 차단부 개구의 기하구조를 생성 및 최적화시킬 수 있다. 에칭된 차단부는 높은 수준의 강인성을 갖는다. 또한, 가변 유압식 기능적 윤곽부들이 간단하면서 재현가능한 방식으로 상이한 시트 금속 두께로 제공될 수 있다. 추가적으로는, 이러한 기능적 기하구조들은 간단한 계산 및 시뮬레이션 방법들에 의해서 서로 적응될 수 있다.
유리하게는, 차단부 개구들은 시트 금속 밴드를 일측 에칭 또는 양측 에칭함으로써 형성될 수 있다. 특히, 양측 에칭은 기능적 윤곽부들의 가변성을 증가시킨다. 유리한 실시예에 따라서, 차단부 개구들은 어퍼처들로서 구성된다. 어퍼처 기능은 유체가 차단부를 통해서 유동할 때에 온도에 무관하게 제어되는 압력 강하를 가능하게 한다.
본 발명의 유리한 실시 형태에서는, 차단부 개구들의 일측 또는 양측이 구형 세그먼트 형상으로 제공되며, 차단부 개구들의 최소의 직경이 어퍼처 직경을 형성한다.
이로써, 차단부 개구들은 유리하게는 양측이 원형 세그먼트로서 구성될 수 있으며, 어퍼처의 축방향 위치는 가변될 수 있다.
상기 차단부 개구들은 더 유리하게는 오염물 차단부 역할을 한다. 이러한 바는 특히 구형 세그먼트들은 어퍼처가 시트 금속 밴드의 중앙에 배치되지 않게 상이한 크기들로 구성됨으로써 되게 된다.
차단부 개구들의 양측이 각기 구형 세그먼트들로서 구성되고 이러한 구형 세그먼트들의 중앙 축들이 서로 일치하지 않게 제공되면, 상기 어퍼처 효과 이외에도, 제어된 유동 전달이 제공되어서 예를 들어서 동적 압력들을 방지하고 이로써 다른 구성 요소들의 기능적 표면들의 제어되는 접근 유동을 가능하게 한다.
간단하면서 비용 효과적인 구성이, 시트 금속 밴드가 밴드 차단부로서 제공된다는 점에서 달성될 수 있다. 이로써, 밴드 차단부의 단부들은 유리하게는 서로 용접되게 제공될 수 있다.
이와 달리, 시트 금속 밴드는 캐리어 프레임 내에 배치될 수 있다. 캐리어 프레임은 이러한 경우에 클립으로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 차단부는 예를 들어서, 캠 페이저를 위한 제어 밸브로서 또는 트랜스미션 밸브로서 사용될 수 있는 유압식 밸브에 적용된다.
본 발명의 유리한 실시예들 및 이점들은 첨부된 특허청구항들 및 도면들 및 다음의 상세한 설명으로부터 도출될 수 있다.
추가 이점들은 다음의 도면 설명들로부터 도출가능하다. 첨부 도면들은 본 발명의 실시예를 예시한다. 첨부된 특허청구항들 및 도면들 및 다음의 상세한 설명은 다양한 특징들을 서로 조합하여서 포함한다. 본 기술 분야의 당업자는 이러한 특징들을 개별적으로 고려하고 이들을 유용한 추가 조합들로 조합할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차단부를 길이방향 단면도로 세부적으로 예시한다.
도 2는 도 1에 따른 세부사항의 평면도를 예시한다.
도 3은 본 발명에 따른 차단부의 제 2 실시예를 길이방향 단면도로 세부적으로 예시한다.
도 4는 도 3에 따른 세부사항의 평면도를 예시한다.
도 5는 본 발명에 따른 차단부의 제 3 실시예를 길이방향 단면도로 세부적으로 예시한다.
도 6은 도 5에 따른 세부사항의 평면도를 예시한다.
도 7은 본 발명에 따른 차단부의 제 4 실시예를 길이방향 단면도로 세부적으로 예시한다.
도 8는 도 7에 따른 세부사항의 평면도를 예시한다.
도 9은 본 발명에 따른 차단부의 제 5 실시예를 길이방향 단면도로 세부적으로 예시한다.
도 10은 도 9에 따른 세부사항의 평면도를 예시한다.
도 11은 클립 차단부로서 제공된 본 발명에 따른 차단부를 예시한다.
도 12는 본 발명에 따른 차단부를 갖는 유압식 밸브를 예시한다.
도면들에서, 유사한 또는 동일한 구성요소들에는 동일한 참조 부호들이 지정된다. 도면들은 오직 실시예들을 예시하며 본 발명의 범위 및 사상을 한정하지 않는다.
도 12는 메카트로닉 트랜스미션 제어부의 트랜스미션 밸브로서 사용될 수 있는 유압식 밸브(1) 내의, 다음에서 보다 상세하게 기술될 본 발명에 따른 차단부(100)의 예시적인 응용을 예시한다.
도 12에서 길이축 단면도로 예시된 유압식 밸브(1)는 예를 들어서 듀얼 클러치 트랜스미션에서 사용된다. 이로써,
동일한 구성들을 갖는 복수의 유압식 밸브들의 유압식 부분들(2)의 밸브 부싱들(5)이 듀얼 클러치 트랜스미션의 제어 플레이트 내로 삽입된다. 밸브 부싱들(5)은 돌려진 구성요소들로서 구성된다. 유압식 부분들(2)에 각기 연결된 트랜스미션 밸브(1)의 전기 자석 부분들(3)은 제어 플레이트로부터 돌출되고 유압식 유체에 의해서 유동된다. 전기 자석 부분들(3)각각은 자화가능한 하우징(4)을 포함한다.
유압식 밸브(1)는 외측 둘레부(50)에서 그리고 적어도 제 1 면(52)에서 자석 코일(7)을 둘러싸는 자화가능한 하우징(4)을 갖는 전기 자석 구성요소(3)를 포함하며, 폴 튜브(pole tube)(6)가 자석 코일(7)의 내부에 배치되어 있으며, 전기자(10)는 전기자 캐비티(56) 내에서 축 방향으로 이동가능하게 제공된다. 또한, 유압식 밸브(1) 는 밸브 부싱(5) 내에서 이동가능하게 축방향으로 지지되며 선택사양적으로 공급 연결부(P) 및 탱크 배출부(T)와 적어도 하나의 동작 연결부(A)를 연결시키는 유압식 피스톤(16)을 갖는 유압식 부분(2)을 포함한다. 전기자(10)는 유압식 피스톤(16)을 구동시키기 위해서 제공된다. 밸브 부싱(5)은 폴 튜브(6)의 가상 연장부 내에서 길이축(L)을 따라서 배치된다. 자석 코일(7)은 코일 요소(8) 내에 내장되며 예를 들어서, 억지 끼워 맞춤에 의해서 하우징(4) 내에 수용된다. 이와 달리, 자석 코일(7)은 또한 사출 성형을 통해서 코일 요소(8)의 플라스틱 재료에 의해서 케이싱될 수 있다.
도 12에서 볼 수 있는 바와 같이, 밸브 부싱(5)은 폴 튜브(6)와 함께 하나의 부품으로 일체화되게 제공되며 이로써 유압식 밸브(1)는 더 적은 구성요소들을 포함하며 조립 프로세스는 간단해질 수 있다. 폴 튜브(6) 및 밸브 부싱(5)의 동축 배열은 전기 자석 부분(3)의 자석 코일(7) 내로의 전기자(10)의 큰 침투 깊이를 갖는 구성을 가능하게 하며 이는 유압식 밸브(1)의 유리한 효과적인 동작을 가능하게 한다. 이는 전체 유압식 밸브(1)의 전반적인 기능을 개선시킨다.
폴 튜브(6) 및 밸브 부싱(5)의 동축 배열의 유리한 실시예는 또한 전기자(10)에 대하여 길이축에 수직인 방향으로 작용하는 자기력의 감소를 가능하게 하는데, 그 이유는 자석 코일(7)의 축으로 전기자 축의 정확한 정렬이 폴 튜브(6) 및 밸브 부싱(5)의 단일 부품 설계에 의해서 보다 간단하게 이루어질 수 있기 때문이다.
자속이 유리하게 작용하도록 폴 튜브(6)는 예를 들어서 V 자 리세스(9)를 포함한다.
전기자(10)는 전기자 캐비티(56)를 형성하는 폴 튜브(6)의 리세스(11) 내에서 축방향으로 이동가능하게 설치되며 보어 홀로서 구성되는 중앙 채널(12)을 포함한다. 중앙 채널(12)은 전기자(10)의 전방 단부에서의 보스를 갖는 보다 큰 직경을 갖는 리세스(13)으로 확장되며 상기 리세스는 또한 보어 홀로서 구성된다. 부착 방지 디스크(14)가 이 보다 큰 리세스(13) 내로 삽입되며 이 부착 방지 디스크는 길이방향 축(L)에 대해서 편심으로 배치된 하나 이상의 소형 쓰로틀 개구들(15)을 포함하며, 이 소형 쓰로틀 개구들은 전기자 캐비티를 중앙 채널(12)에 연결시킨다. 부착 방지 디스크(14)는 전기자(10)이 최고로 연장된 때에 유압식 부분(2)의 자기적으로 통하는 밸브 부싱(5)에서의 전기자(10)의 부착을 방지한다.
유압식 부분(2) 은 밸브 부싱(5) 내에서 축방향으로 이동가능하게 지지되는 유압식 피스톤(16)을 포함한다. 유압식 피스톤(16)은 전기자(10)으로부터 멀어지게 배향된 단부(60)에서 스프링 요소(17)에 의해서 지지되며, 이 스프링 요소는 밸브 부싱(5)에서 지지된다. 이로써, 유압식 피스톤(16)은 압축 코일 스프링으로서 구성되는 스프링 요소(17)의 힘에 대항해서 이동가능하며, 스피링 요소(17)는 밸브 부싱(5) 내에 부착된 차단부(21)에서 지지된다. 압축 코일 스프링(17)을 지지하면서 센터링하기 위해서, 차단부(21)는 스프링 가이드(22)를 포함한다. 유압식 피스톤(16)의 위치를 따라서, 동작 연결부(A)는 원주방향 환형 홈(18)에 의해서 그리고 유압식 피스톤(16) 내의 길이방향 보어 홀(20) 및 길이 방향에 수직인 방향 보어 홀(19)에 의해서, 공급 연결부(P) 또는 탱크 연결부(T)에 연결가능하다.
유압식 피스톤(16)은 어떠한 충분한 전압도 자석 코일(7)에 인가되지 않아서 도시된 시작 위치에 있으면, 유압 유체는 동작 연결부(A)에서 탱크 배출부(T)로 유동한다.
전기자(10)와 유압식 피스톤 간의 축방향 힘 전달은 밸브 부싱(5) 내에서 지지되는 핀(23)에 의해서 제공된다. 핀(23)은 전기자 지지부와 피스톤 지지부 간의 분리를 가능하게 한다. 원주방향 환형 홈(68)으로서 제공되는 핀의 원주에서의 원주방향 리세스(24)는 이로써 접촉 표면 감소를 실현하며 이는 마찰을 줄이는데 도움이 된다. 이와 동시에 유리하게는, 오직 축방향 힘만이 핀(23)에 의해서 전달되며 허용오차 상황이 또한 크게 개선된다. 저 마찰력 전달을 실현하기 위해서, 유압식 피스톤(16) 및 부착 방지 디스크(14)는 구형 돌출부들을 포함한다. 이 양 구성요소들을 단순화시키기 위해서, 이와 달리 접촉 표면 감소 구조체, 유리하게는 라운드형 표면들, 특히 구형 돌출부를 핀(23)에서 제공하는 것이 고려가능하다.
도 12에서 더 도출될 수 있는 바와 같이, 폴 디스크(28)가 코일 요소(8) 내로 일체화도게 제공되며, 폴 디스크는 예를 들어서 코일 요소(8)의 플라스틱 재료에 의해서 적어도 부분적을 케이싱되거나, 폴 디스크(28)의 리세스들이 사출 성형에 의해서 채워진다. 이는 축방향 설치 공간을 감소시키는 것을 도우며 유압식 밸브(1)의 조립이 간단해진다. 폴 디스크(28)는 유압식 피스톤(16)으로부터 멀어지게 배향된 자석 코일(7)의 면(54)에서의 적어도 하나의 면(52)에서 그리고 외측 원주(50)에서 자석 코일(7)을 둘러싸는 자화가능한 하우징(4)에 대한 자화가능한 종단부로서 사용된다. 폴 디스크(28)는 예를 들어서 디스크 형상 또는 링 형상인 자화가능한 요소로서 제공될 수 있으며 폴 디스크에는 케이블 관통 개구를 위한 리세스들이 제공될 수 있으며 이 리세스들은 예를 들어서 보어 홀들일 수 있다.
코일 요소(8)는 유압식 밸브(1)의 일단부에서 전기자 캐비티(56)를 폐쇄한다. 전기자 캐비티(56)로부터 돌출된 돌출부(25)는 전기자(10)에 대한 정지턱 역할을 하며 이로써 감소된 접촉 표면은 부착 방지 효과를 낳는다.
유리하게는 초기에 한번 채워지는, 코일 요소(8) 내에 제공되는 유압식 유체 저장부(26)는 전기자 캐비티(56)에 연결되며 유압식 밸브(1) 내로의 공기 유입을 방지한다. 또한, 유압식 유체를 유압식 유체 저장부(26) 내로 이동시킴으로써 추가적인 바람직하지 않는 감쇠를 방지한다.
유압식 유체 저장부(26)는 핀 스트로크에 의해서 생성된 부피 전달량이 유압식 유체 저장부의 부피보다는 적도록 하는 크기를 갖는다. 이로써 전기자 캐비티(56) 내로의 오염물 도입을 저감시킨다.
설명되지 않은 포크 플러그(35)와 폴 디스크(pole disc)(28) 간의 오염물들에 의해서 유발되는 단락을 방지하기 위해서, 유압식 밸브(1)는 리브들로 폴 디스크(28)를 커버하는 칩 보호 커버(27)를 더 포함한다. 포크 플러그(35)는 플러그 요소(8) 내에서 사출 성형을 통해서 부분적으로 케이싱되게 제공되며 이로써 포크 플러그(35)의 안착한 부착 및 또한 안전한 접촉이 제공될 수 있다.
차단부(100)는 하나 이상의 방사상 P 개구들(29)을 커버하며 이로써 공급 연결부(P)의 방향으로부터의 유압식 밸브(1) 내로의 오염물 도입이 안전하게 방지될 수 있다.
도 1 내지 도 10은 본 발명에 따른 유압식 밸브용 차단부(100)의 5 개의 실시예들의 세부사항들을 포함한다. 차단부(100)는 각기 복수의 차단부 개구들(102)을 갖는 밴드 플레이트(101)를 포함하며, 이 플레이트로부터 기능 윤곽부들이 에칭된다. 차단부 개구들(102)은 이로써 밴드 플레이트(101)의 일측 또는 양측 에칭에 의해서 형성될 수 있다.
알려진 차단부과 대조하여서, 에칭 방법은 제어되는 방식으로 각각의 유압식 밸브들의 특별한 기능적 요건들에 따라서 밴드 플레이트(101) 내에서 차단부 개구들(102)의 기하학적 구조를 제작 및 최적화시킬 수 있다. 이로써, 차단부(100)에는 유압식 시스템의 압력 펄스들 및 압력 스파이크들에 대해서 높은 수준의 강인성이 제공된다.
차단부 개구들(102)은 유리하게는 차단부(100)를 통해서 유체가 유동할 때에 온도 구배 및 제어되는 압력 강하가 달성될 수 있도록 하는 어퍼처들로서 구성된다.
실시예들로부터 도출될 수 있는 바와 같이, 차단부 개구들(102)은 일 측 또는 양 측에서 구형 세그먼트 형상을 가지며 제 1 구형 세그먼트(104) 및 제 2 구형 세그먼트(105)가 제공되며, 차단부 개구들(102)의 가장 작은 직경이 어퍼처 직경(103)을 형성하며, 어퍼처의 축방향 위치는 가변적이다.
어퍼처가 밴드 플레이트(101)의 중앙에 배열되지 않은 경우에, 제 1 구형 세그먼트(104)는 제 2 구형 세그먼트(105)보다 크게 구성된다. 이 경우에, 차단부 개구(102)의 제 2 구형 세그먼트(105)는 오염 차단부로서 기능한다.
동일한 바가 도 5 및 도 6에 따른 실시예에도 적용되며, 이러한 실시예에서는 차단부 개구들(102)은 각기 오직 구형 세그먼트(104)에 의해서만 형성된다.
구형 세그먼트들(104, 105) 의 중앙 축들(106 및 107)이 서로 오프셋되게 제공되면, 예를 들어서 동적 압력들을 방지하기 위해서 제어되는 유동 방향, 다른 구성 요소들의 기능적 표면들의 제어되는 유동 등이 도 7 내지 도 9에서 화살표 L로 표시된 바와 같이 어퍼처 효과에 추가하여서 제공될 수 있다.
예시된 실시예들의 밴드 플레이트(101)는 밴드 차단부로서 구성될 수 있으며 유압식 밸브(1)의 밸브 부싱(5) 상에 직접적으로 배치될 수 있다. 이로써, 밴드 플레이트(101)의 단부들은 간단하게 함께 용접될 수 있다.
밴드 플레이트는 예를 들어서 사출 성형에 의해서 도 11에서 예시된 캐리어 프레임(108)과 일체화될 수 있으며 이로써 차단부(100)는 클립 차단부로서 구성된다. 이로써, 캐리어 프레임(108)의 재료는 유리하게는 적어도 부분적으로 구형 세그먼트들(104, 105)과 체결되며 이로써 차단부(100)는 캐리어 프레임(108) 내에 안전하게 부착된다.
차단부(100)의 용도는 상술한 트랜스미션 밸브에만 한정되지 않는다. 이로써, 본 발명의 범위 내에서 본 발명에 따른 차단부(100)를 캠 페이저(cam phaser)를 조절하기 위한 이른바 카트리지 밸브에 적용하여서 공급 연결부(P) 및/또는 동작 연결부(A, B)를 오염물이 들어오는 것으로부터 보호하는 것이 고려될 수도 있다. 이로써, 카트리지 밸브는 캠 페이저 외측에 배치될 수 있다. 동일한 이유로, 카트리지 밸브는 또한 캠 페이저의 로터 허브 내에 삽입될 수도 있다. 이로써, 카트리지 밸브는 중앙 밸브로서 지정된다.

Claims (10)

  1. 유압식 밸브(1)로서,
    밸브 부싱 내에서 축방향으로 이동가능하게 지지되면서 적어도 하나의 동작 연결부(A)를 공급 연결부(P) 또는 탱크 배출부(T)와 연결시키는 유압식 피스톤(13)을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 연결부(A, P)는 차단부(100)에 의해서 보호되며,
    상기 차단부는 차단부 개구들(102)을 갖는 밴드 플레이트(101)를 포함하며,
    상기 차단부 개구들(102)은 비-원통형으로 에칭된 기능적 윤곽부들(functional contours)을 형성하고 상기 밴드 플레이트(101)의 일측 또는 양측 에칭에 의해서 형성되며,
    상기 차단부 개구들(102)은 어퍼처들(apertures)로서 구성되는 것을 특징으로 하는 유압식 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부 개구들(102)은 일측 또는 양측에 형성된 구형 세그먼트로 구성되며, 상기 차단부 개구들(102)의 최소 직경이 어퍼처 직경(103)을 형성하는 것을 특징으로 하는 유압식 밸브.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차단부 개구들(102)은 양측에 형성된 구형 세그먼트들로 구성되며, 상기 구형 세그먼트들은 서로 상이한 크기들로 구성되는 것을 특징으로 하는 유압식 밸브.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단부 개구들(102)은 오염물 차단부로서 구성되는 것을 특징으로 하는 유압식 밸브.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차단부 개구들(102)은 양측이 구형 세그먼트들(104, 105)로서 구성되며 상기 구형 세그먼트들(104, 105)의 중앙 축들(106, 107)은 서로 이격되게 제공되는 것을 특징으로 하는 유압식 밸브.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밴드 플레이트(101)는 밴드 차단부로서 구성되는 것을 특징으로 하는 유압식 밸브.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밴드 플레이트(101)는 캐리어 프레임(108) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 유압식 밸브.
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