KR101881601B1

KR101881601B1 - 스트립핑 박판

Info

Publication number: KR101881601B1
Application number: KR1020120069955A
Authority: KR
Inventors: 자무엘 아폴터; 한스 루돌프 루슈티
Original assignee: 바르질라 스위츠랜드 리미티드
Priority date: 2011-09-19
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2018-07-24
Also published as: DK2570705T3; RU2012135236A; CN102996797B; EP2570705B1; BR102012015912A2; JP2013064504A; CN102996797A; KR20130030713A; EP2570705A1; JP6113445B2

Abstract

본 발명은 스트립핑 링에 대해 상대적으로 축방향으로 움직일 수 있는 로드의 외면을 벗기기 위한 스트립핑 링 (1) 에 관한 것이며, 이때 상기 스트립핑 링 (1) 은 캐리어 링 (2) 안의 중단부 (A) 들에 의해 분리되어 있는 적어도 2개의 세그먼트로 구성된 캐리어 링 (2) 과, 상기 캐리어 링 (2) 의 안둘레에 배치된 적어도 2개의 스트립핑 박판 (3a, 3b) 을 구비한다. 상기 캐리어 링 (2) 의 중단부 (A) 들 각각에서, 상기 인접하는 세그먼트들은 상기 캐리어 링 (2) 의 축방향으로부터의 사영에 있어서 서로 겹쳐 있다.

Description

스트립핑 박판 {STRIPPING LAMELLA}

본 발명은 스트립핑 박판에 대해 상대적으로 축방향으로 움직일 수 있는 로드 (rod) 의 외면 (outer surface) 을 벗기기 위한 스트립핑 박판에 관한 것이며, 그리고 이러한 스트립핑 박판을 가진 스트립핑 링 (stripping ring) 에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 내연기관을 위한 스터핑 박스 (stuffing box), 및 이러한 스트립핑 링을 갖추고 있는 내연기관에 관한 것이다.

스트립핑 링에 대해 상대적으로 축방향으로 움직일 수 있는 로드의 외면을 벗기기 위한 스트립핑 링들이 널리 알려져 있다. 이러한 스트립핑 링들은, 이 로드의 바깥둘레에 각각의 적용 경우에 존재하는 유체 필름 (fluid film), 예컨대 윤활유 필름을 벗기기 위해 사용된다. 특히, 2개의 공간을 서로 한정하기 위해 스트립핑 링이 사용되고, 따라서 한 공간 안의 윤활유는 상대운동을 통해 다른 공간 안으로 넘어가지지 않는다.

이러한 적용들을 위한 스트립핑 링들은, 상기 스트립핑 링과 상기 할당된 로드 간의 상대적인 운동으로 인해 일종의 마모를 겪는다. 상기 스트립핑 링의 기능을 유지시키기 위해, 한편으로는 최적화된 재료 조합들이 제안되고, 다른 한편으로는 특별한 기하학적 형상을 통해 상기 스트립핑 링의 작동 방식을 맞추는 가능성이 존재한다.

상기 로드의 외부 둘레면을 향해 내몰리는 다수의 세그먼트로 구성되고, 스트립핑 링에 대해 상대적으로 축방향으로 움직일 수 있는 로드의 외면을 벗기기 위한 스트립핑 링들이 이미 공지되어 있다.

EP 0 318 349 A1 을 통해, 스트립핑 박판을 지니고 있는 스트립핑 링이 공지되어 있으며, 상기 스트립핑 링은 두 부분으로 설계되어 있을 수 있다. 상기 스트립핑 링의 상기 두 부분의 접촉면들은 부합하여 경사지게 형성되어 있다. 이동 가능한 로드의 외면과 접촉하기 위해 (상기 외면으로부터 유체가 벗겨져야 한다), 상기 스트립핑 박판들은 방사상으로 직선 단부 섹션들과 함께 안쪽으로 돌출한다.

문헌 US 2,692,152 는 다수의 스트립핑 링을 수용하는 스터핑 박스를 나타낸다. 구체적인 실시예에서, 서로 포개어져 배치된 4개의 스트립핑 링이 제공되어 있고, 상기 스트립핑 링들은 다수의 부분으로 설계되어 있다. 상기 스트립핑 링들은 문헌 EP 0 318 349 A1 에 도시되어 있는 바와 같이 직선 단부 섹션들을 가진, 방사상으로 안쪽을 향하는 박판들을 구비하며, 상기 단부 섹션들을 이용해 원하는 스트립핑 효과가 실현되어야 한다.

본 발명의 목적은, 마모를 고려하여 개선된 스트립핑 기능을 나타내는 스트립핑 박판을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따르면 청구항 제 1 항의 특징들의 조합을 가진 스트립핑 박판을 통해 달성된다.

본 발명에 따르면, 스트립핑 박판에 대해 상대적으로 축방향으로 움직일 수 있는 로드의 외면을 벗기기 위한 스트립핑 박판이 제안되며, 이때 적어도 2개의 스트립핑 박판이 캐리어 링 (carrier ring) 의 축방향에 있어서 서로 간격을 두고 배치되어 있고, 그리고 상기 스트립핑 박판들 각각은 상기 캐리어 링의 중단부 (interruption) 들 각각의 둘레범위에 박판 중단부 (lamella interruption) 를 구비한다. 상기 캐리어 링 안의 상기 중단부들을 가진 스트립핑 링의 특별한 설계를 통해, 축방향으로 간격을 둔 2개의 스트립핑 박판을 제공함으로써 본 발명에 따른 스트립핑 링의 기능이 특히 바람직하게 실현될 수 있는데, 왜냐하면 상기 스트립핑 링 안에 배치된 스트립핑 박판들은 스트립핑 기능을 충족시키기 때문이고 그리고 상기 박판 중단부들은, 벗겨져야 하는 유체가 상기 중단부를 관통하여 들어가는 것이 저지되도록, 반면 마모 보상이 보장되어 있도록 상기 캐리어 링의 상기 중단부들의 둘레 영역에 배치되어 있기 때문이다.

본 발명의 그 밖의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 박판 중단부들은, 상기 캐리어 링 안의 중단부에 할당되어 있는 상기 박판 중단부들이 상기 캐리어 링의 축방향으로부터의 사영 (projection) 에 있어서 서로 겹치지 않도록 설계되어 있다. 이를 통해, 상기 스트립핑 링과 상기 할당된 로드 간의 축방향 상대운동시 유체 필름이 상기 캐리어 링 안의 상기 중단부를 통해 통과하는 것이 저지되도록, 상기 캐리어 안의 상기 중단부들의 특별한 배열 뿐만 아니라 안둘레에 배치된, 박판 중단부들을 가진 스트립핑 박판들을 설계하는 것이 가능해진다.

본 발명의 그 밖의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 스트립핑 링은, 상기 로드에 조립된 상태에서, 상기 스트립핑 링에 작용하는 예비인장 장치를 통해 예비인장되며 (pretensioned), 따라서 스트립핑 박판들의 안둘레면들은 상기 로드의 외면과 계속 접촉하게 된다. 이를 통해, 상기 로드의 벗겨져야 하는 외면에서의 상기 스트립핑 박판들의 안전한 접촉이 보장되며, 그리고 동시에 작동 동안 상기 스트립핑 박판들이 마모될 때 자동으로 이를 위한 보상이 상기 캐리어 링 안의 상기 중단부들을 고려하여 초래될 수 있다.

이 이외에, 본 발명에 따르면 적어도 2개의 세그먼트 (segment) 로 구성된 스트립핑 링의 안둘레에 장착되기 위한 스트립핑 박판이 제공되어 있으며, 이때 상기 스트립핑 박판은, 박판 중단부들을 통해 원주방향으로 형성되는 상응하는 개수의 세그먼트들로 구성되고, 이때 상기 박판 중단부들을 한정하는, 상기 스트립핑 박판들의 단부면 (end surface) 들은, 마모로 인한 상기 스트립핑 박판의 스트립핑면 (stripping surface) 의 변화를 적어도 부분적으로 보상하기 위해 상기 스트립핑 박판의 방사상 방향에 대해 상대적으로 경사져 있다.

스트립핑 링의 안둘레에 장착되기 위한 스트립핑 박판들은 작동 중 마모를 겪는다. 적어도 2개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 링들을 제공함으로써, 스트립핑 박판의 마모로 인한 둘레 변화가 보상될 수 있다. 상기 언급된 스트립핑 링 안의 스트립핑 박판의 적용 목적은, 상기 로드의 바깥둘레의 가능한 많은 부분을 벗기는 것이다. 이를 위해, 원칙적으로, 마주보고 있는 단부들에서의 충분히 큰 간격들이 스트립핑 박판 세그먼트들의 원주방향으로 제공되어 있을 수 있다. 하지만 이로 인해, 사용되지 않았던 스트립핑 박판의 작동 시작시 원주방향으로 특히 큰 간격이 존재할 것이고, 따라서 스트립핑 링의 기능이 최적으로 충족될 수 없다는 점이 발생한다. 하지만 이 간격의 감소는 특히 마모가 계속될 때 그 밖의 문제들을 초래한다.

박판 중단부들을 한정하는 그의 단부면들이 스트립핑 박판의 방사상 방향에 대해 상대적으로 경사져 있는 본 발명에 따른 스트립핑 박판을 통해, 작동 중 벗겨져야 하는 둘레면은 가능한 한 유지될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 스트립핑 박판에 있어서, 상기 단부면과, 상기 스트립핑 박판의 안둘레에 그리고 상기 세그먼트의 단부에 놓여 있는 점 (point) 에 그어져 있는 접선 사이에는, 90°보다 작은 범위에서의 경사각도가 제공되어 있다. 이때, 상기 스트립핑 박판을 형성하는 세그먼트들의 개수가 2개일 때 상기 경사각도는 0°이고, 그리고 상기 스트립핑 박판을 형성하는 세그먼트들의 개수가 많을수록 점차적으로 더 크게 설계되어 있다. 90°보다 작은 각도를 가진 경사각도의 제공은, 작동 시작시 스트립핑 박판의 세그먼트들 사이의 과도하게 큰 간격도 발생하지 않고 마모가 계속될 때의 문제들도 발생하지 않는다는 장점들을 이미 나타낸다.

본 발명에 따른 그 밖의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 경사각도는, 동심적 (concentric) 마모시 발생하는 최적의 이론적인 경사각도와 달리 확정되어 있다. 이론적인 동심적 마모는, 로드의 바깥둘레면과 접촉해 있는 스트립핑 박판의 모든 안둘레 영역들이 균일하게 마모되도록 한다. 이를 통해, 기하학적 관찰을 근거로 한 이론적인 경사각도가 발생한다. 하지만 본 발명에 따르면, 상기 경사각도는, 발생하는 산출 가능한, 이론적인, 동심적 마모시 발생하는 경사각도와 달리 확정되어 있다. 이를 통해, 실제의 마모 비율이 고려되며, 따라서 실제로 사용된 스트립핑 박판을 위해 더욱 개선된 기능이 발생한다.

본 발명의 그 밖의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 경사각도는, 상기 스트립핑 박판의 안둘레에서의 동심적 마모라는 가정하에 계산되는 이론적인 각도에 보정계수 (correction factor) 를 곱함으로써 확정되며, 이때 상기 보정계수는 상기 스트립핑 박판의 안둘레에서의 편심적 (eccentric) 마모를 고려한다. 이러한 보정계수를 통해, 이론적으로 발생하는 그리고 계산 가능한 각도와 달리, 최적으로 실제의 마모비율에 맞춰져 있는 스트립핑 박판이 제공될 수 있다. 특히 바람직하게는, 스트립핑 박판에 제공되어 있는 상기 경사각도는 상기 보정된 (corrected) 경사각도보다 크거나 또는 같고, 그리고 상기 이론적인 경사각도보다 작거나 또는 같다.

본 발명의 그 밖의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 보정계수는, 상기 스트립핑 박판의 원주방향으로의 상기 스트립핑 박판을 형성하는 세그먼트들의 간격을 고려하여 확정된다. 여러 가지 적용 경우들에서, 상기 스트립핑 박판의 세그먼트들 사이의 서로 다른 간격들이 허용될 수 있거나 또는 심지어 필요할 수 있다. 특히 큰 간격에 있어서, 이러한 실정은 상기 보정계수가 기하학적-이론적인 사전 설정 및 편심적 마모의 실제적인 가정에 맞춰짐으로써 고려되어야 한다.

본 발명의 그 밖의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 스트립핑 박판을 형성하는 세그먼트들의 개수가 2개일 때 상기 보정계수는 0 이고, 그리고 상기 보정계수는 상기 스트립핑 박판을 형성하는 세그먼트들의 개수가 커질 때 1 에 근접한다. 상기 박판을 형성하는 세그먼트들의 큰 개수에 있어서의 동심적 마모와 편심적 마모 사이의 차이들은, 예컨대 세그먼트들의 개수가 2개일 때보다 적다는 것이 밝혀졌다.

본 발명에 따르면, 상기 설명되어 있는 적어도 2개의 스트립핑 박판을 구비한, 상기 설명된 유형의 스트립핑 링이 제안된다. 이때, 특히 원주방향으로의 각각의 스트립핑 박판의 박판 중단부들의 개수와 위치는 상기 캐리어 링의 중단부들의 개수와 위치에 맞춰져 있다. 즉, 상기 스트립핑 링은 적어도 2개의 스트립핑 박판을 구비하며, 상기 스트립핑 박판에 있어서 각각의 스트립핑 박판은, 박판 중단부들을 통해 원주방향으로 형성되는 상응하는 개수의 세그먼트들로 구성된다. 상기 박판 중단부들을 한정하는, 상기 스트립핑 박판들의 단부면들은, 마모로 인한 상기 스트립핑 박판의 스트립핑면의 변화를 적어도 부분적으로 보상하기 위해 상기 스트립핑 박판의 방사상 방향에 대해 상대적으로 경사져 있다. 이때, 상기 박판 중단부들은 둘레위치와 관련하여 상기 스트립핑 링의 상기 캐리어 링 안의 중단부들의 영역에 배치되어 있다.

이를 통해, 상기 할당된 로드의 벗겨져야 하는 표면이 최적화되도록 그리고 동시에, 벗겨져야 하는 유체가 스트립핑 링과 상기 할당된 로드의 상대운동시 틈새 (상기 틈새는 상기 캐리어 링의 세그먼트들 사이의 중단부들을 통해 발생한다) 를 관통하여 안내되는 것이 저지되도록, 스트립핑 박판들의 마모가 고려되는 스트립핑 링이 발생한다. 동시에, 박판들의 편심적 마모의 선택적인 고려를 통해, 스트립핑 링의 기능이 최적화된다. 적어도 2개의 스트립핑 박판의 축방향으로 간격을 둔 위치에 따라, 박판 중단부들은, 상기 박판 중단부들이 상기 스트립핑 링의 축방향 사영에 있어서 어느 위치에서도 서로 겹치지 않도록 배치 및 설계되어 있다.

이 이외에, 적어도 하나의 실린더를 가진 내연기관, 특히 2행정 대형 디젤엔진의 스터핑 박스가 제공되어 있으며, 이때 상기 내연기관에 있어서, 피스톤이 왕복 운동 가능하게 배치되어 있고, 상기 피스톤은 피스톤 로드 (piston rod) 로서 형성되어 있는 로드를 이용해 예컨대 크로스헤드 (crosshead) 와 연결되어 있다. 본 발명의 상기 스터핑 박스는 상기 로드를 한 공간으로부터 다른 공간으로, 특히 에어 리시버 챔버 (air receiver chamber) 로부터 크랭크 챔버 (crank chamber) 안으로 통과시키는데 사용된다. 본 발명에 따른 상기 스터핑 박스는 상기 설명된 유형의 적어도 하나의 스트립핑 링을 구비하며, 이때 상기 스트립핑 링은 특히 상기 설명된 유형의 스트립핑 박판들을 구비한다.

본 발명의 그 밖의 바람직한 실시형태에 따르면, 상기 스터핑 박스에 있어서, 예비인장 장치가 상기 캐리어 링의 바깥둘레에 제공되어 있으며, 상기 예비인장 장치는 상기 캐리어 링의 안둘레에 제공되어 있는 스트립핑 박판들을 상기 로드의 외면에 대해 인장시키고 (tension), 따라서 상기 스트립핑 박판들의 점차적인 마모시 상기 스트립핑 박판들의 내면들은 상기 예비인장 장치를 통해 상기 로드의 외면과 계속 접촉하게 된다. 이를 통해, 상기 스트립핑 링을 가진 상기 스터핑 박스의 정확한 기능이 초래되고, 그리고 동시에, 상기 스트립핑 박판들에서의 동심적 마모를 고려한 변경된 기하학적 비율의 자동적인 보상이 초래된다.

이 이외에, 본 발명에 따르면, 피스톤 로드로서 설계된 로드를 구비하며, 상기 피스톤 로드에는, 상기 피스톤 로드를 2개의 공간 사이에서, 특히 에어 리시버 챔버와 크랭크 챔버 사이에서 통과시키기 위해 상기 설명된 유형의 스터핑 박스가 제공되어 있는 내연기관, 특히 2행정 대형 디젤엔진이 제공되어 있다.

통틀어 볼 때, 본 발명은, 수명에 대한 특별한 요구를 받는 내연기관에의 적용시 그의 작용을 펼치며, 반면 동시에 정비 작업에 대한 필요가 최소화될 수 있다.

하지만 본 발명은 내연기관에의 적용에 제한되어 있지 않고, 상기 스트립핑 링 뿐만 아니라 상기 스트립핑 박판은, 특히 2개의 공간을 서로 분리시키기 위해 그리고 로드에 달라붙은 유체, 특히 윤활유가 한 공간으로부터 다른 공간으로 들어가는 것을 저지하기 위해, 상기 스트립핑 링에 대해 상대적으로 또는 상기 스트립핑 박판에 대해 상대적으로 축방향으로 움직일 수 있는 상기 로드의 외면을 벗기기가 필요한 모든 기술적인 적용 경우를 위해 이용 가능하다. 이를 위한 예들은 유압 리니어 드라이브들, 피스톤 압축기들, 펌프들 및 다른 조정 부재들일 수 있다.

도 1 은 제 1 실시예에 따른 2개의 스트립핑 박판을 가진 스트립핑 링을 3차원 도면으로 나타낸다.
도 2 는 제 1 실시예의 변경에 따른 2개의 스트립핑 박판을 가진 스트립핑 링을 3차원 도면으로 나타낸다.
도 3a 는 스트립핑 링 안에 장착되어 있는 제 2 실시예에 따른 스트립핑 박판을 나타낸다.
도 3b 는 캐리어 링 안의 중단부의 영역에서의 도 3a 의 섹션을 나타낸다.
도 4 는 특별한 예에서의 본 발명에 따른 스트립핑 박판에서의 기하학적 비율을 다이어그램으로 나타낸다.
도 5 는 스트립핑 박판의 편심적 마모시 스트립핑 박판에서의 기하학적 비율을 다이어그램으로 나타낸다.
도 6 은 본 발명에 따른 스터핑 박스를 가진 크로스헤드의 영역에서의 내연기관의 횡단면도를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예들은 도면들과 관련하여 설명된다.

제 1 실시예

본 발명의 제 1 실시예는 도 1 과 관련하여 기술된다. 도 1 은 스트립핑 링 (1) 을 3차원 도면으로 나타낸다. 스트립핑 링 (1) 은 캐리어 링 (carrier ring, 2) 을 구비하며, 상기 캐리어 링은 도시되어 있는 실시예에서 3개의 세그먼트 (2a, 2b, 2c) 로 구성된다. 도 1 에 부호 (A) 로 암시되어 있는 바와 같이, 캐리어 링 (2) 의 상기 인접한 세그먼트들은 중단부 (interruption) 에 의해 서로 분리되어 있다. 상기 세그먼트들로 구성된 캐리어 링 (2) 은 원형 횡단면을 갖는다. 중단부 (A) 들은 캐리어 링 (2) 의 상기 개별적인 세그먼트들 사이의 틈새들을 형성한다.

도 1 및 그 밖의 도면들에서, 상기 스트립핑 링의 축방향은 화살표 (X) 로 암시되어 있다. 또한, 도면들에서 상기 스트립핑 링의 원주방향은 상응하는 화살표 (U) 에 의해 암시되어 있다. 특히, 축방향은 캐리어 링 (2) 의 대칭축에 대해 평행으로 뻗어 있다. 원주방향은 상기 원형 스트립핑 링의 둘레를 따라 뻗어 있다.

도 1 에서, 상기 스트립핑 링은 따로 떼어 도시되어 있으며, 즉 명료하게 나타내기 위해, 할당된 로드에 조립되지 않은 상태로 도시되어 있다.

내부 둘레에, 특히 스트립핑 링 (1) 의 내부 표면 안에, 보다 자세히 말하면 캐리어 링 (2) 을 형성하는 상기 세그먼트들의 내부 표면에는, 도시되어 있는 실시예에서 축방향으로 서로 간격을 두고 있는 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 이 제공되어 있다. 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 은 세그먼트들로 구성되며, 이때 상기 스트립핑 박판들을 형성하는 상기 세그먼트들의 개수는 캐리어 링 (2) 을 형성하는 세그먼트들의 개수와 같다. 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 의 세그먼트들은 박판 중단부들 (B 또는 C) 에 의해 서로 분리되어 있다. 박판 중단부들 (B, C) 은 상기 캐리어 링의 원주방향에 대해 상대적으로, 캐리어 링 (2) 안의 중단부 (A) 들에 상응하는 위치들에 제공되어 있다.

스트립핑 박판들 (3a, 3b) 은 도시되어 있는 실시예에서 그루브 (groove) 들 안에 삽입되어 있으며, 상기 그루브들은 상기 캐리어 링의 내부 둘레면에 형성되어 있다. 이때, 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 은, 상기 스트립핑 링의 작동 중 상기 스트립핑 박판들이 원주방향으로 움직일 수 없도록 상기 그루브들 안에 삽입되어 있다.

대안적으로, 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 은 예컨대 용접 또는 다른 방법을 통해 캐리어 링 (2) 의 내부 둘레면에 제공될 수 있다. 또한, 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 을 절삭 방법을 통해 캐리어 링 (2) 의 안둘레에 형성시키는 것이 가능하다.

도 1 은 3개의 중단부 (A) 를 가진 캐리어 링 (2) 을 나타낸다. 캐리어 링 (2) 안의 중단부 (A) 들은 경사지게 형성되어 있으며, 따라서 축방향으로부터의 사영에 있어서, 캐리어 링 (2) 을 형성하는 세그먼트들 (2a, 2b, 2c) 은 서로 겹친다. 도 1 에서 알 수 있는 바와 같이, 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 은, 박판 중단부들 (B, C) 에서의 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 의 세그먼트들의 단부들이 캐리어 링 (2) 의 중단부 (A) 안으로 약간 돌출하도록 설계되어 있다.

상응하는 스트립핑 박판들 (3a 또는 3b) 사이에 제공되어 있는 박판 중단부들 (B, C) 은, 캐리어 링 (2) 안의 중단부 (A) 들의 설계를 고려하여, 캐리어 링 (2) 안의 중단부 (A) 에 할당되어 있는 박판 중단부들 (B 또는 C) 이 캐리어 링 (2) 의 축방향으로부터의 사영에 있어서 서로 겹치지 않도록 배치되어 있다.

도 1 에 도시되어 있는 스트립핑 링 (1) 은 예비인장 장치, 예컨대 캐리어 링 (2) 의 바깥둘레에 제공되어 있는 스프링 (4) 을 통해 방사상 방향에 있어서 안쪽으로 예비인장된다. 조립된 상태에서, 캐리어 링 (2) 의 세그먼트들 (2a, 2b, 2c) 은 제공되어 있는 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 과 함께, 할당된 로드의 바깥둘레에 밀착하며, 그리고 스프링 (4) 을 통해 예비인장력이 상기 세그먼트들에 가해지고, 따라서 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 은 사전 결정된 힘을 갖고 상기 로드의 상기 바깥둘레로 내몰린다. 장착된 상태에서, 스트립핑 링 (1) 과 상기 할당된 로드 간의 상대적인 축방향 운동이 가능해지며, 따라서 캐리어 링 (2) 의 안둘레에 제공되어 있는 박판들 (3a, 3b) 은 상기 할당된 로드의 바깥둘레에서 슬라이딩한다. 이때, 스트립핑 링 (1) 은 고정형으로 (stationary) 붙잡혀 있을 수 있으며, 반면 상기 로드는 스트립핑 링 (1) 에 대해 상대적으로 움직여지고, 이와는 달리 상기 로드가 고정형으로 붙잡혀 있을 수 있으며 그리고 스트립핑 링 (1) 은 상기 로드에 대해 상대적으로 축방향으로 움직여질 수 있다. 상기 언급된 두 상황의 조합은 스트립핑 링 (1) 과 상기 할당된 로드 간의 상대적인 운동이 허용되는 한 또한 가능하다.

캐리어 링 (2) 의 세그먼트들이 안쪽으로 예비인장될 수 있는 기능이 충족되는 한, 스프링 (4) 과 다른 예비인장 장치가 제공될 수도 있다.

상기 할당된 로드가 스트립핑 링 (1) 의 내부에서 상기 설명된 방식으로 상기 스트립핑 링에 대해 상대적으로 움직일 수 있게 배치되어 있는 반면, 도시되어 있는 스트립핑 링 (1) 은 2개의 공간의 분리를 초래하기 위해 이용된다. 이때, 스트립핑 링 (1) 이 또는 상기 로드가 고정형으로 되어 있는 지는 중요하지 않은데, 왜냐하면 스트립핑 링 (1) 과 상기 로드 간의 상대적인 운동성만 보장되어야 하기 때문이다. 상기 공간들은 닫혀 있는 공간들일 필요가 없으며, 주변과 연결되어 있을 수도 있다.

특히, 스트립핑 링 (1) 은, 상기 로드에 달라붙은 유체 (상기 유체는 상기 공간들 중 하나 안에서 상기 로드의 외면에 도포된 것이다) 를 상기 스트립핑 링 (1) 과 상기 로드 간의 상대적인 축방향 운동을 통해 벗기기 위해 그리고 상기 로드에 존재하는 상기 유체 필름이 다른 공간 안으로 관통하여 들어가는 것을 저지하기 위해 사용된다. 이러한 적용은 유압식 조정 부재, 유압 적용, 압축기 및 특히 내연기관에서의 적용을 포함하며, 상기 내연기관에 있어서, 피스톤 로드로서 형성되어 있는 로드에게는 한 공간 안에서, 즉 예컨대 크랭크 챔버 안에서 윤활유 필름이 제공되며, 반면 상기 윤활유 필름이 다른 공간 안으로, 즉 예컨대 내연기관의 에어 리시버 챔버 안으로 들어가는 것이 저지되어야 한다.

본 발명에 따르면, 스트립핑 링 (1) 은 다음의 작용을 가진 특별히 설계된 중단부 (A) 들을 지니고 있다:

스트립핑 링 (1) 의 작동 중, 상기 스트립핑 링 (1) 과 상기 할당된 로드 간의 상대운동을 통해 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 과 상기 로드의 외면 사이의 접촉을 통해 마모가 발생한다. 이 마모로 인해, 박판들 (3a, 3b) 에서 재료가 제거되며, 따라서 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 의 기하학적 치수가 작동 중 변한다. 캐리어 링 (2) 의 바깥둘레에 제공되어 있는 예비인장 장치 (4) 를 통해, 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 의 마모는, 방사상으로 안쪽으로 작용하는 예비인장 장치 (4) 의 힘을 통해 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 이 일종의 마모 후에도 상기 할당된 로드의 외면과 계속 접촉하게 되어 있음으로써 보상된다. 그러므로, 캐리어 링 (2) 을 형성하는 세그먼트들 (2a, 2b, 2c) 사이의 중단부들과, 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 을 형성하는 세그먼트들 사이에 중단부들을 형성하는 박판 중단부들 (B, C) 은, 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 의 마모시 방사상으로 안쪽을 향한 운동을 가능하게 하기 위해 사용되는데, 왜냐하면 이러한 운동시 캐리어 링 (2) 의 바깥둘레가 전체적으로 축소되기 때문이다. 캐리어 링 (2) 의 바깥둘레의 상기 축소는, 캐리어 링 (2) 의 세그먼트들 (2a, 2b, 2c) 사이의 중단부 (A) 들이 닫혀 있을 때까지 계속될 수 있다.

중단부 (A) 들의 특별한 설계를 통해, 즉 경사진 형태에 있어서 (따라서 캐리어 링 (2) 을 형성하는 세그먼트들 (2a, 2b, 2c) 은 축방향 사영에 있어서 서로 겹쳐 있다), 상기 2개의 박판 (3a, 3b) 과의 상호 작용하에, 상기 할당된 로드에 달라붙은 유체 필름이 중단부 (A) 들을 관통하여 안내되지 않는 것이 초래된다. 이를 통해, 스트립핑 링 (1) 의 기능이 전체적으로 개선되며, 상기 기능은 원칙적으로, 상기 할당된 로드에 달라붙은 유체 필름이 한 공간으로부터 다른 공간으로 (상기 공간들은 스트립핑 링 (1) 에 의해 분리되어 있다) 관통하여 들어가는 것을 저지하는 것이다.

이 기능은 캐리어 링 (2) 안의 중단부 (A) 들의 위치들에 상응하는 위치들에 배치되어 있는 박판 중단부들 (B, C) 을 가진 2개의 스트립핑 박판 (3a, 3b) 의 특별한 배열을 통해 더욱 도움을 받는다.

이하, 제 1 실시예의 변경은 도 2 와 관련하여 기술된다.

도 2 의 스트립핑 링 (1a) 의 구성은 도 1 의 스트립핑 링의 구성과 본질적인 부분들에 있어서 비슷하다. 하지만 캐리어 링 (2) 안의 중단부 (A) 는 변경되어 있다.

도 2 에서 알아볼 수 있는 바와 같이, 캐리어 링 (2) 안의 중단부 (A) 는 계단형으로 형성되어 있으며, 따라서 캐리어 링 (2) 을 형성하는 세그먼트들 (2a, 2b, 2c) 사이에는 원주방향으로 틈새가 제공되어 있고, 반면 상기 세그먼트들의 단부 영역들은 원주방향으로 계단형으로 형성되어 있다. 특히, 중단부 (A) 들에서 각각의 세그먼트는 2개의 계단이 되도록 절단되며, 따라서 캐리어 링 (2) 의 중단부 (A) 들 각각에서는 캐리어 링 (2) 의 축방향으로부터의 사영에 있어서, 인접하는 세그먼트들이 서로 겹친다. 도 2 에서 알 수 있는 바와 같이, 2개의 스트립핑 박판 (3a, 3b) 은, 상기 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 각각이 중단부 (A) 들에서의 상기 계단들 중 하나에 할당되어 있도록 축방향으로 간격을 두고 배치되어 있다. 보다 자세히 말하면, 캐리어 링 (2) 안의 중단부 (A) 의 계단형 설계를 근거로, 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 의 세그먼트들은 서로 다른 둘레 연장부들을 갖고 뻗어 있다. 이 변경에 있어서도, 스트립핑 박판들 (3a, 3b) 을 형성하는 세그먼트들의 단부들은 캐리어 링 (2) 의 중단부 (A) 안으로 약간 돌출한다.

도 2 의 배열을 갖고, 도 1 의 배열을 갖고 실현되는 것과 본질적으로 동일한 효과들이 실현된다.

도 2 에는, 중단부 (A) 들에서의 세그먼트들의 계단형 단부들이, 캐리어 링 (2) 의 인접하는 세그먼트들이 축방향에서도 서로 간격을 두고 있도록 도시되어 있다. 이러한 이격을 통해, 박판들 (3a, 3b) 의 마모 때문에, 문제 없는 지름보상이 유지될 수 있다.

하지만 그 밖의 변경에 있어서, 중단부 (A) 들에서의 상기 인접하는 세그먼트들의 계단형 단부들은 축방향으로 밀착되어 있을 수 있으며, 따라서 원주방향으로의 간격 변경시 중단부 (A) 들에서, 밀착해 있는 표면들이 슬라이딩한다. 이러한 배열을 통해, 전체 스트립핑 링의 개선된 정렬 안정성이 초래될 수 있다.

제 2 실시예

본 발명의 제 2 실시예는 도 3a, 도 3b 및 도 4 를 근거로 기술된다. 제 2 실시예는 스트립핑 박판 (3c) 에 관한 것이다. 제 2 실시예의 스트립핑 박판 (3c) 은 적어도 2개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 링 (1b) 안에 장착되기에 적합하다. 추가적으로, 제 2 실시예의 스트립핑 박판 (3c) 은 제 1 실시예에 기술되어 있는 스트립핑 링 (1, 1a) 안에 장착되기에 적합하다.

제 2 실시예를 설명하기 위해, 4개의 세그먼트 (2a, 2b, 2c, 2d) 로 구성된 스트립핑 링 (1b) 에의 도시되어 있는 스트립핑 박판 (3c) 의 적용이 설명된다. 이를 위해, 도 3a 는, 4개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 링 (1b) 안에 장착되어 있는 스트립핑 박판 (3c) 을 나타낸다. 제 2 실시예의 스트립핑 링 (1b) 의 기능은 본질적으로 제 1 실시예의 스트립핑 링 (1, 1a) 의 기능과 동일하다.

도 3a 에는, 중단부 (A) 들에 의해 4개의 세그먼트 (2a, 2b, 2c, 2d) 로 나뉘어져 있는 캐리어 링 (2) 을 구비한 스트립핑 링 (1b) 이 도시되어 있다. 이 세그먼트들 안에는 적어도 하나의 스트립핑 박판 (3c) 이 제공되어 있으며, 상기 스트립핑 박판은 캐리어 링 (2) 의 세그먼트들의 형태와 일치하여 설계되어 있다. 특히, 스트립핑 박판 (3c) 은, 스트립핑 링 (1b) 을 위해 제공되어 있는 상기 캐리어 링의 세그먼트들의 개수와 동일한, 박판 중단부 (B) 들에 의해 나뉘어진 세그먼트들의 개수를 갖고 제공된다. 도 3a 에서, 상기 세그먼트들의 개수는 각각 4개이다. 여기에서도, 마찬가지로 예비인장 장치 (4) 가 캐리어 링 (2) 의 바깥둘레에 제공되어 있으며, 상기 예비인장 장치는 예시적으로 스프링으로서 형성되어 있을 수 있다.

도 3b 에는 상기 캐리어 링 안의 중단부 (A) 의 영역에서의 도 3a 의 섹션이 도시되어 있다. 여기에서는, 박판 중단부 (B) 의 영역에서 서로 마주 보고 있거나 또는 이웃해 있는 스트립핑 박판 (3c) 의 세그먼트들의 단부면들의 경사를 보다 자세히 알아볼 수 있다.

도 4 에 도시되어 있는 예에서는, 본 발명에 따른 스트립핑 박판 (3c) 이 도시되어 있으며, 상기 스트립핑 박판은 원주방향 (U) 으로

= 90°의 연장부 (extension) 를 구비한다.

제 2 실시예는 스트립핑 박판 (3c) 을 생성하는 세그먼트들의 단부들의 특별한 구현형태에 관한 것이다. 도 4 에 도시되어 있는 본 예에서는 스트립핑 박판 (3c) 의 한 세그먼트만 도시되어 있을지라도, 도 3a 에 도시되어 있는 4개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 링 (1b) 안에 장착되기에 적합한 스트립핑 박판 (3c) 은 도 4 에 도시되어 있는 유형의 세그먼트 4개로 구성되는 것이 분명하다.

도 4 는 하기에서 설명되는 본 발명에 따른 스트립핑 박판 (3c) 의 각도 비율을 나타낸다. 도 4 에 도시되어 있는 스트립핑 박판 (3c) 의 세그먼트의 단부들은 방사상 방향에서 벗어나 절단되어 있다. 특히, 도 4 에 도시되어 있는 세그먼트의 단부들은 각도 (

) 를 갖고 절단되어 있으며, 상기 각도는 상기 세그먼트의 안둘레에 그리고 상기 세그먼트의 마지막 점에 밀착되는 접선 (T) 과, 절단면 (S) 사이에 형성된다. 이로 인해,

= 90°에 있어서 상기 세그먼트의 외면의 연장 각도 (

) 는 <

라는 것이 발생한다. 이하, 본 발명에 따른 스트립핑 박판 (3c) 을 얻기 위한 각도 (

) 를 결정하기 위한 기본 개념이 설명된다.

도 4 에 도시되어 있는 세그먼트 4개로 구성된 스트립핑 박판 (3c) 의 사용시, 작동 시작시 상기 세그먼트의 원호 길이 (b) 를 가진 안둘레는 할당된 로드의 외면과 접촉해 있다. 이 원호는 반지름 (r) 을 갖는다. 마모가 계속될 때 스트립핑 박판 (3c) 의 각각의 세그먼트의 내면으로부터 재료가 제거된다. 그러므로, 상기 내면은, 원호 길이 (B) 를 갖고 설계되어 있는 상기 세그먼트의 외면의 방향으로 움직인다. 상기 세그먼트들의 단부면 (S) 들이 방사상 방향에서 절단되어 있는 경우에는 (이 적용에 있어서 지금까지 일반적인 바와 같이), 스트립핑 박판 (3c) 의 세그먼트들의 안둘레에서의 마모시 스트립핑 박판 (3c) 과 상기 할당된 로드의 외면 사이의 접촉면의 변화가 발생할 것이다. 특히, 마모시 둘레 연장부 또는 각각의 세그먼트를 위한 접촉면의 원호 길이는 커질 것이고, 따라서 이 변화는 종래에는 스트립핑 박판의 세그먼트들 사이의 충분한 틈새를 갖고 고려되어야 했다.

하지만 이러한 틈새는, 상기 로드에 달라붙은 유체, 예컨대 윤활유가 스트립핑 박판 (3c) 과 상기 할당된 로드 간의 축방향 상대운동을 통해 관통하여 안내되는 것을 초래한다. 스트립핑 박판 (3c) 의 세그먼트들의 경사진 단부들을 가진 본 발명에 따른 배열을 통해, 스트립핑 박판 (3c) 을 형성하는 세그먼트들 사이의 간격이 최소화될 수 있다. 또한, 틈새 치수의 심각한 변화가 본 발명에 따른 배열을 통해 저지될 수 있다.

이하, 각도 (

) 의 결정이 보다 상세히 설명된다.

도 4 는 각도 (γ) 를 나타내며, 상기 각도는 각도 (

) 의 양쪽에서 감해질 수 있고, 따라서 도 4 에 도시되어 있는 기하학적 구조를 근거로, 안둘레에서의 원호 길이 (b) 의 값은 바깥둘레에서의 원호 길이 (B) 의 값과 같아진다. 상기 세그먼트의 외부 및 내부 둘레 연장부의 원호 길이들은

b =

× 2r ×

/360° (1)

B =

× 2R ×

/360° (2)

로부터 발생한다.

4개의 박판 세그먼트에 있어서, 스트립핑 박판 (3c) 의 인접하는 세그먼트들의 단부들이 서로 인접한다고 가정되면,

를 위해 90°의 값이 발생한다. 반지름들 r = 132 mm 및 R = 142 mm 를 위한 예시적인 가정하에

= 132 × 90°/ 142 = 83.66° (3)

가 발생한다.

각도 비율의 관계는 다음과 같이 나타내질 수 있다:

- 2γ =

(4)

그러므로, 도 4 에 표시되어 있는 각도 (

) 는

= arctan (Δb/(R-r)) =

arctan [(

× 2R ×γ)/(360°(R-r))] (5)

가 되도록 발생한다.

각도 (γ) 를 위해 3.17°의 값이 숫자상의 예 (상기 예에서 b 와 B 는 같은 값들을 가져야 한다) 를 고려하여 발생한다. 그러므로, 본 예에서

를 위해 38.17°의 값이 (5) 로부터 발생한다.

= 90°-

(6)

이 유효하다는 가정을 근거로, 4개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 박판 (3c) 을 위한 51.9°의 값이 발생하며, 상기 스트립핑 박판에 있어서 세그먼트들의 단부들은 작동 시작시 서로 밀착해 있고, 그리고 상기 스트립핑 박판에 있어서 B 와 b 의 원호 길이들의 값들은 안둘레에서의 마모시 동일하게 유지되어야 하며, 이때 이 각도는

_konz 라고 불리우는데, 왜냐하면 이 각도는, 스트립핑 박판 (3c) 에서의 이상적인 동심적 마모라는 가정하에 산출되기 때문이다.

본 예에서,

=

_konz = 51.9 의 각도가 발생하며, 상기 각도는 상기 세그먼트의 안둘레와 상기 세그먼트의 단부에 그어지는 접선 (T) 과, 경사진 단부면 (S) 사이에 측정된다. 4개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 박판이 삽입되는, 그리고 상기 스트립핑 박판은 각도

= 51.9°를 갖고 상기 세그먼트들의 단부들에서 경사지게 설계되어 있는 스트립핑 링은, 작동 중 그리고 특히 스트립핑 박판 (3c) 의 세그먼트들의 내부 둘레면의 마모시 상기 스트립핑 박판의 안둘레 표면의 둘레 연장부의 변함없는 유지를 초래한다. 이를 통해, 상기 세그먼트들 사이의 과도하게 크게 형성된 틈새가 저지될 수 있으며, 이를 통해, 벗겨져야 하는 유체가, 경계를 이루어야 하는 공간들 사이로 들어가는 것이 최소화될 수 있다.

본 실시예는, 스트립핑 박판 (3c) 이 4개의 세그먼트로 구성되고 그리고 일종의 안지름 또는 바깥지름이 가정되었던 예를 근거로 설명되었다. 이 예는 상기 세그먼트들의 단부들이 경사지게 형성되어 있는 스트립핑 박판 (3c) 의 작동 방식을 설명하기 위해서만 쓰인다. 특히 r 과 R 의 값들은 본 발명을 이해하는데 중요하지 않고, 단지 설명을 위해 쓰인다.

이하, 제 2 실시예의 변경들이 설명되며, 상기 변경들은 특히 본 발명의 효과를 더욱 개선시키는 본 발명의 바람직한 개선형태들을 나타낸다.

실시예에 도시되어 있는 스트립핑 박판 (3c) 은 4개의 세그먼트로 구성된다. 하지만 2개의 세그먼트, 3개의 세그먼트 또는 4개를 초과하는 세그먼트를 가진 스트립핑 박판 (3c) 도 설계될 수 있다. 또한, 세그먼트들로 구성되는 상기 스트립핑 박판의 안지름과 바깥지름은 적용 경우에 맞춰질 수 있다.

본 발명의 기본 개념에 따르면, 스트립핑 박판 (3c) 은, 박판 중단부들을 통해 원주방향으로 형성되는 다수의 세그먼트로 구성되며, 이때 상기 박판 중단부들을 한정하는, 스트립핑 박판 (3c) 의 상기 세그먼트들의 단부면 (S) 들은, 마모로 인한 스트립핑 박판 (3c) 의 스트립핑면 (stripping surface) 의 변화를 적어도 부분적으로 보상하기 위해 스트립핑 박판 (3c) 의 방사상 방향에 대해 상대적으로 경사져 있다.

본 발명의 기본 개념에 따르면, 스트립핑 박판 (3c) 의 세그먼트의 단부면 (S) 과 접선 (T) (상기 접선은 스트립핑 박판 (3c) 의 안둘레에 그리고 상기 세그먼트의 단부에 놓여 있는 점에 그어져 있다) 사이에 놓여 있는 각도 (

) 는 상기 설명된 기하학적 고찰과 함께

=

_konz 이 되도록 결정될 수 있다.

이 계산은 4개의 세그먼트보다 적거나 또는 많은, 예컨대 20개 또는 심지어 20개보다 많은 세그먼트로 구성되는 스트립핑 박판을 위해 마찬가지로 가능하다.

제 2 실시예의 특히 바람직한 변경은 도 5 와 관련하여 기술된다. 도 5 에는, 스트립핑 박판 (3c) 의 편심적 마모시 어떤 기하학적 비율이 발생하는 가가 도시되어 있다. 이를 위해, 도 5 에는 상기 스트립핑 박판의 중심으로부터 시작하여 최대 편심적 마모가 표시되어 있다.

즉, 각도 (

_konz ) 의 결정은 - 위에서 알 수 있는 바와 같이 - 동심적 마모를 근거로 하고 있다. 하지만 현실에서는, 이론적으로 가정된 동심적 마모와는 달리 스트립핑 박판 (3c) 의 안둘레에서의 편심적 마모가 발생한다.

제 2 실시예의 다음의 특히 바람직한 변경은 상기 편심적 마모의 상기 설명된 실상을 고려한 도 5 와 관련하여 그리고 도 3a, 도 3b 및 도 4 와 관련하여 기술된다.

도 3a, 도 3b 및 도 4 에 도시되어 있는 예에서는, 스트립핑 박판 (3c) 의 세그먼트들의 동심적 또는 균일한 마모를 고려하기 위해, 4개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 박판 (3c) 을 위해 각도 (

=

_konz = 51.9°) 가 최적이라고 설명되었다. 이를 통해, 상기 가정된 동심적 마모로 인해, 상기 세그먼트들의 둘레 연장부 또는 안둘레면들의 원호 길이들 (b, B) 은 일정하게 유지된다.

제 2 실시예의 본 개선형태는, 현실에서 고려되어야 하는 편심적 마모는 스트립핑 박판 (3c) 의 기능을 최적화하기 위해 다른 각도들을 기초로 해야 한다는 가정을 기초로 하고 있는데, 왜냐하면 도 5 에 도시되어 있는 바와 같이 스트립핑 박판 (3c) 의 안둘레에서의 곡률은 편심적 마모시 바깥둘레에서의 곡률과 일치하지 않기 때문이다. 이때, 현실에서 발생하는 지오메트리 (geometry) 는, 동심적 마모시 발생하는 지오메트리와 도 5 에 도시되어 있는 최대 편심적 마모로 인해 발생하는 지오메트리 사이에 있을 수 있다. 이때, 발명가들은 스트립핑 박판 (3c) 에서 형성되는 각도 (

) 는 상기 편심적 마모를 고려하여 보정되어야 한다는 것을 발견했다. 4개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 박판의 예를 위해 각도 (

=

_konz = 51.9°) 가 발생하며, 이와는 달리 발명가들은, 가장 좋은 기능이

= 45°의 스트립핑 박판의 편심적 마모를 위해 제공될 수 있다는 것을 확인했다. 이로 인해, 동심적 마모로 인해 발생하는 이론적으로 계산 가능한 각도 (

_konz) 는 스트립핑 박판의 기능을 개선하기 위해 보정될 수 있음이 발생한다. 이런 이유 때문에, 제 2 실시예의 본 개선형태에 따르면 보정계수 (correction factor, k) 가 제공되며, 상기 보정계수와 각도 (

_konz) 가 곱해져야 하고, 따라서 보정된 (corrected) 각도 (

_ex) 가 얻어지며, 상기 보정된 각도는 스트립핑 박판의 최대로 가능한 편심적 마모를 고려한다.

4개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 박판의 경우를 위한 보정계수는 k = 0.868 이며, 이때 이를 위해 스트립핑 박판 (3c) 의 극단적으로 편심적인 마모를 기반으로 하고 있다. 스트립핑 박판의 최적화에 관한 그 밖의 고찰에 따르면, 상기 보정계수 (k) 는 항상 1 보다 작다. 이하, 표 1 이 도시되어 있으며, 상기 표는 세그먼트들의 개수에 따른 보정계수 (k) 들에 대한 인식의 결과들을 보이고 있다. 여기에는, 세그먼트 개수, 이로부터 발생하는 각도 (

및

) 에 대해, 스트립핑 박판의 동심적 마모시 발생하는

_konz 을 위한 값들이 기재되어 있다. 또한, 보정계수 (k) 와, 발생하는 보정된 값 (

_ex) 이 기재되어 있다.

상기 표에서, 스트립핑 박판 (3c) 을 구성하는 세그먼트들의 많은 개수를 위해 보정계수 (k) 가 값 1 에 근접한다는 것을 알 수 있다. 또한, 세그먼트들의 개수가 2개인 경우를 위해 보정계수가 k = 0 이며, 따라서 보정된 각도

_ex = 0°이라는 것이 나타나 있다. 편심적 마모를 위해, 본 발명에 따르면 0°라는 보정된 각도

_ex 가 발생하며, 따라서 단부면 (S) 은 스트립핑 박판 (3c) 의 안둘레에 대해 접선으로 (tangentially) 뻗어 있다.

그러므로

_ex =

_konz

k (7)

이 발생한다.

산출된 보정계수 (k) 들은 최대 편심적 마모를 위한 한계들을 나타내며, 그리고 본 발명의 바람직한 효과를 얻기 위해 실제로는 상기 표에 기재된 k 의 값과 1 사이에서 선택될 수 있다는 것이 분명히 밝혀질 수 있다. 이로 인해, 스트립핑 박판의 기능이 편심적 마모와 관련하여 최적화되는 값 범위가 발생한다. 다른 말로 하자면, 본 발명에 따르면, 다음의 것이 유효한:

_ex ≤

≤

_konz (8)

스트립핑 박판이 바람직하다.

제 3 실시예

이하, 본 발명의 제 3 실시예가 기술된다. 본 발명의 제 3 실시예에 따르면, 제 1 실시예에서 설명된 바와 같이 적어도 2개의 스트립핑 박판을 구비한 스트립핑 링이 제공되어 있다. 이때, 상기 스트립핑 링은 적어도 2개의 세그먼트로 구성된 캐리어 링 (2) 으로 구성되어 있다. 상기 캐리어 링의 안둘레에는, 축방향으로 간격을 둔 2개의 스트립핑 박판 (3d, 3e) 이 제공되어 있으며, 상기 스트립핑 박판들은 마찬가지로 세그먼트들로 구성된다. 제 3 실시예의 캐리어 링 (2), 및 상기 캐리어 링 (2) 을 형성하는 세그먼트들 사이에 놓여 있는 특히 중단부 (A) 들은 제 1 실시예에 따라 형성되어 있다. 또한, 제 3 실시예에 따르면 스트립핑 박판들 (3d, 3e) 은, 제 2 실시예에서 스트립핑 박판 (3c) 과 관련하여 기술되어 있는 바와 똑같이 형성되어 있다.

이로부터 특히 바람직한 스트립핑 링이 발생하며, 상기 스트립핑 링에 있어서 캐리어 링 (2) 의 각각의 중단부 (A) 들에서, 상기 캐리어 링 (2) 의 축방향으로부터의 사영에 있어서, 인접하는 세그먼트들이 서로 겹친다. 제 1 실시예에 설명되어 있는 변경들은 제 3 실시예의 스트립핑 링에도 적용될 수 있다. 이 구현형태에 보충적으로, 제 3 실시예의 스트립핑 링 안에는, 세그먼트들로 구성된 2개의 스트립핑 박판 (3d, 3e) 이 제공되어 있으며, 상기 스트립핑 박판들은 각각 캐리어 링과 동일한 개수의 세그먼트들로 구성되어 있다. 이때, 스트립핑 박판들 (3d, 3e) 의 세그먼트들은 박판 중단부들을 통해 원주방향으로 형성되며, 이때 상기 박판 중단부들을 한정하는, 상기 스트립핑 박판들의 단부면들은, 상기 스트립핑 박판의 스트립핑면의 마모에 의한 변화를 적어도 부분적으로 보상하기 위해 상기 스트립핑 박판들의 방사상 방향에 대해 경사져 있다.

제 2 실시예에서, 그곳에 기술되어 있는 스트립핑 박판 (3c) 의 설명되어 있는 변경들은 제 3 실시예에 제공되어 있는 2개의 스트립핑 박판 (3d, 3e) 에도 마찬가지로 적용 가능하다.

통틀어 볼 때, 할당된 로드에 달라붙은 유체를 벗기기 위한 기능이 상기 할당된 로드와 상기 스트립핑 링 간의 상대적인 운동시 더욱 개선되고, 그리고 캐리어 링 (2) 의 세그먼트들 사이의 중단부들의 구조를 통해서 뿐만 아니라 마찬가지로 스트립핑 박판들 (3d, 3e) 의 세그먼트들의 단부들의 특별한 구조를 통해, 상기 할당된 로드와 상기 스트립핑 링 간의 상대적인 운동시 한 공간으로부터 다른 공간으로 들어가는 것이 저지되는 (이때, 상기 공간들은 상기 스트립핑 링에 의해 분리되어야 한다) 스트립핑 링이 발생한다.

제 4 실시예

제 1 또는 제 3 실시예에 기술되어 있는 스트립핑 링과 제 2 실시예에 기술되어 있는 스트립핑 박판은 예컨대 내연기관 안에 장착되는 스터핑 박스 안에서 사용될 수 있다.

도 6 은 본 발명에 따른 스터핑 박스 (10) 를 가진 크로스헤드의 영역에서의 내연기관의 횡단면도를 나타낸다. 도 6 은 크랭크 챔버 (30) 와 에어 리시버 챔버 (40) 를 나타낸다. 크랭크 챔버 (30) 와 에어 리시버 챔버 (40) 를 분리시키기 위해, 분리벽 안에는 스터핑 박스 (10) 가 제공되어 있다. 스터핑 박스 (10) 는 내연기관의 피스톤 로드 (20) 둘레에 동심적으로 배치되어 있다. 피스톤 로드 (20) 는 예컨대 크로스헤드 배열을 통해 내연기관의 크랭크 샤프트와 연결되어 있다. 피스톤 로드 (20) 는 내연기관의 작동 중 축방향에 있어서 스터핑 박스 (10) 에 대해 상대적으로 움직인다.

스터핑 박스 (10) 안에는, 피스톤 로드 (20) 에 달라붙은 윤활유 (상기 윤활유는 크랭크 챔버 (30) 의 영역에서 피스톤 로드 (20) 상에 도포된 것이다) 를 벗기기 위해 그리고 크랭크 챔버 (30) 안으로 도로 데려가기 위해, 다수의, 예컨대 4개의 스트립핑 링 (1) 이 축방향에 있어서 잇달아 삽입되어 있다. 이를 통해, 에어 리시버 챔버 (40) 의 영역에서의 피스톤 로드 (20) 에서는, 상기 피스톤 로드 (20) 에 달라붙은 윤활유의 양이 감소되고, 그리고 동시에 에어 리시버 챔버 (40) 로부터 크랭크 챔버 (30) 로의 통과 영역에서의 오염이 최소화될 수 있는 것이 초래된다.

스터핑 박스 (10) 안에 삽입되어 있는 스트립핑 링은 제 1 실시예에 따라 구성될 수 있으며, 따라서 스트립핑 링 (1, 1a) 의 캐리어 링 (2) 을 형성하는 세그먼트들 사이의 중단부 (A) 들의 영역에서의 경사의 특별한 배열을 통해, 상기 피스톤 로드에 달라붙은 윤활유의 통과는, 축방향으로 간격을 둔 2개의 스트립핑 박판 (3a, 3b) 의 도움으로 최소화될 수 있다.

이 기능은, 스트립핑 링이 제 2 실시예에 기술되어 있는 그리고 스트립핑 박판들 (3d, 3e) 이라고 불리우는 2개의 스트립핑 박판 (3c) 을 이용함으로써 상기 스트립핑 링을 통해 더욱 개선될 수 있다.

최적화된 해결책에 있어서, 제 4 실시예의 스터핑 박스 (10) 는 제 3 실시예에서 정의되어 있는 스트립핑 링을 구비하며, 상기 스트립핑 링에 있어서, 캐리어 링 (2) 의 세그먼트들 사이의 중단부들의 최적화된 형상 뿐만 아니라 스트립핑 박판들 (3d, 3e) 의 세그먼트들의 단부들의 형상도 이용된다.

본 발명은 상기 설명된 실시예들에 제한되어 있지 않다. 특히, 내연기관용 스터핑 박스에의 본 발명의 적용은 단지 일례이며, 본 발명은, 2개의 공간이 스트립핑 링에 의해 분리되어야 하며, 이때 상기 스트립핑 링에 할당된 로드는 상기 할당된 로드와 상기 스트립핑 링 간의 상대적인 운동시 상기 스트립핑 링에 의해 쓰다듬어지는 모든 적용에서 그의 작용을 펼친다.

상기 실시예들에서 설명된 스트립핑 박판들, 세그먼트들 또는 스터핑 박스를 위한 스트립핑 링들의 개수는 단지 예시적인 것이고, 적용 경우에 상응하여 변경될 수 있다.

Claims

적어도 2개의 세그먼트로 구성된 스트립핑 링 (1; 1a; 1b) 의 안둘레에 장착되기 위한 스트립핑 박판으로서,
상기 스트립핑 박판 (3c) 은, 박판 중단부들 (B; C) 을 통해 원주방향으로 형성되는 상응하는 개수의 세그먼트들로 구성되며,
상기 박판 중단부들 (B; C) 을 한정하는, 상기 스트립핑 박판 (3c) 들의 단부면 (S) 들은, 마모로 인한 상기 스트립핑 박판 (3c) 의 스트립핑면 (stripping surface) 의 변화를 적어도 부분적으로 보상하기 위해 상기 스트립핑 박판 (3c) 의 방사상 방향에 대해 상대적으로 경사져 있고,
상기 단부면 (S) 과, 상기 스트립핑 박판 (3c) 의 안둘레에 그리고 상기 세그먼트의 단부에 놓여 있는 점에 그어져 있는 접선 (T) 사이에는, 90°보다 작은 범위에서의 경사각도 (
) 가 제공되어 있으며,
특히 상기 스트립핑 박판 (3c) 을 형성하는 세그먼트들의 개수가 2개일 때 상기 경사각도 (
) 는 0°인 스트립핑 박판.
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제 1 항에 있어서,
상기 경사각도 (
) 는, 동심적 (concentric) 마모시 발생하는 이론적인 경사각도 (
_konz) 와 달리, 특히 상기 이론적인 경사각도 (
_konz) 보다 작게 확정되어 있는 스트립핑 박판.
제 1 항에 있어서,
보정된 경사각도 (
_ex) 는, 상기 스트립핑 박판 (3c) 의 안둘레에서의 동심적 마모라는 가정하에 계산되는 이론적인 경사각도 (
_konz) 에 보정계수 (k) 를 곱함으로써 확정되며,
상기 보정계수 (k) 는 상기 스트립핑 박판 (3c) 의 안둘레에서의 편심적 (eccentric) 마모를 고려하고,
상기 스트립핑 박판 (3c) 에 제공되어 있는 상기 경사각도 (
) 는 상기 보정된 경사각도 (
_ex) 와 같은 스트립핑 박판 (3c).
제 4 항에 있어서,
상기 스트립핑 박판 (3c) 에 제공되어 있는 상기 경사각도 (
) 는 상기 보정된 경사각도 (
_ex) 보다 크거나 또는 같고, 그리고 상기 이론적인 경사각도 (
_konz) 보다 작거나 또는 같은 스트립핑 박판 (3c).
제 4 항에 있어서,
상기 보정계수 (k) 는 상기 스트립핑 박판 (3c) 의 원주방향으로의 상기 스트립핑 박판 (3c) 을 형성하는 세그먼트들의 간격을 고려하여 확정되는 스트립핑 박판.
제 1 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 2개의 스트립핑 박판 (3c) 을 가진 스트립핑 링으로서,
각각의 스트립핑 박판 (3c) 의 박판 중단부들 (B, C) 의 개수와 위치는 캐리어 링 (2) 의 중단부 (A) 들의 개수와 위치에 맞춰져 있는 스트립핑 링.
적어도 하나의 실린더를 가진 내연기관의 스터핑 박스 (10) 로서,
상기 실린더 안에는 피스톤이 왕복 운동 가능하게 배치되어 있으며, 상기 피스톤은 피스톤 로드로서 형성되어 있는 로드 (20) 를 이용해 크로스헤드와 연결되어 있고,
상기 스터핑 박스 (10) 는 상기 로드 (20) 를 에어 리시버 챔버 (40) 로부터 크랭크 챔버 (30) 안으로 통과시키는데 사용되며,
상기 스터핑 박스 (10) 는 제 7 항에 따른 적어도 하나의 스트립핑 링 (1; 1a) 을 구비하는 스터핑 박스 (10).
제 8 항에 있어서,
예비인장 장치 (4) 가 상기 캐리어 링 (2) 의 바깥둘레에 제공되어 있으며, 상기 예비인장 장치는 상기 캐리어 링 (2) 의 안둘레에 제공되어 있는 스트립핑 박판들 (3a, 3b; 3c; 3d, 3e) 을 상기 로드 (20) 의 외면에 대해 인장시키고, 따라서 상기 스트립핑 박판들의 점차적인 마모시 상기 스트립핑 박판들의 내면들은 상기 예비인장 장치 (4) 를 통해 상기 로드 (20) 의 외면과 계속 접촉하게 되는 스터핑 박스 (10).
피스톤 로드 (20) 를 가진 내연기관으로서,
상기 피스톤 로드에는, 상기 피스톤 로드 (20) 를 에어 리시버 챔버 (40) 로부터 크랭크 챔버 (30) 안으로 통과시키기 위해 제 8 항에 따른 스터핑 박스 (10) 가 제공되어 있는 내연기관.