KR101980968B1 - 내연 기관의 냉각수 유동 조정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관통 유동 개구의 개방, 폐쇄, 또는 부분적인 개방을 위한 밸브 장치(8) 내에서 이동 가능한 밸브 바디에 의해 냉각수 유동을 조정하는, 특히 자동차의 내연 기관용 장치로서, 관통 유동 개구 내에 배치될 수 있는 밸브 바디가 냉각수 유동의 체적을 조정하기 위해 브레이크 시스템(1, 2, 3, 4; 11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24, 25)에 연결될 수 있는 장치에 관한 것이다.

Description

내연 기관의 냉각수 유동 조정 장치{APPARATUS FOR REGULATING THE COOLANT FLOW IN INTERNAL COMBUSTION ENGINES}
본 발명은 밸브 장치 내에서 이동 가능한 밸브 바디에 의해 냉각수 유동을 조정하는, 특히 자동차의 내연 기관용 장치에 관한 것이다.
내연 기관에서, 통상 냉각수 유동의 조정에 의해 냉각이 수행된다. 아마 가장 광범위하게 보급된 조정은 서모스탯으로 제어되는 조정 밸브를 통하여 이루어진다. 원칙적으로, 조정 밸브는 개방/폐쇄 조정만을 허용한다. 각각의 작동 조건에 맞는 보다 민감한 조정은 비교적 큰 복잡성만을 갖는 이러한 타입의 밸브 구조를 통하여 실현 가능하다.
본 발명의 목적은 바람직하게는, 내연 기관 내에서 보다 민감하고, 가능한 원하는 냉각수 유동 체적을 허용하는, 간단히 구성되며, 신뢰할 수 있는 냉각수 유동 조정 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 밸브 장치의 이동 가능 밸브 바디가 냉각수 유동의 관통 유동을 조정하기 위해 브레이크 시스템에 연결될 수 있다는 사실에 의해 달성된다.
매우 다양한 브레이크 시스템, 예를 들면, 드럼 브레이크 시스템으로서 알려진 것이 종래 기술로부터 알려져 있다. 예를 들어, 문헌 FR 1 331 479는, 전기 모터에 의해 구동되는 기계가 전자기 장치를 통하여 제동될 수 있는 드럼 브레이크 장치를 개시하고 설명한다. 여기에서, 전자기 장치는, 브레이크 드럼, 브레이크 드럼과 상호 작용하는 브레이크 디스크, 및 판 스프링 작용 하에서 서로 결합되는 2개의 강자성 시스템을 갖는다.
DE 1 227 287은 환형 자성 바디를 갖는 전자기적으로 제어 가능한 내부 확장 드럼 브레이크와, 자성 바디와 상호 작용하며 브레이크 요소를 지지하는 복수의 자석 아마추어를 개시한다. 비여자 자성 바디의 경우, 자석 아마추어는 스프링의 힘에 의해 브레이크 드럼에 가압된다.
문헌 US 4 029 159는 회전 도구를 갖는 수동 작동식 전기 기기용 브레이크 장치를 개시한다. 여기에서, 전기 기기는 전자기 코일과 계합하는 캠을 통하여 브레이크 드럼에 가압되거나, 브레이크 드럼으로부터 멀어지게 가압된다.
밸브 장치 내에서의 냉각수 유동의 적용 및 조정에 대해 본 발명에 따라 구성되는 이러한 타입의 브레이크 시스템의 하나의 특히 바람직한 실시예에서, 밸브 바디는 냉각수용 적어도 하나의 관통 유동 개구를 폐쇄하고/하거나 개방하거나 부분적으로 개방하기 위해 밸브 장치에서 브레이크 시스템의 축 상에서 회전될 수 있도록 배치된다. 대안적으로, 밸브 장치의 관통 유동 개구 내에서 변위 가능하게 밸브 바디를 배치하는 것이 고려될 수 있다.
브레이크 시스템은 냉각수 유동을 조정하기 위해 바람직하게는 전자기 방식으로 작동될 수 있다. 이를 위해, 자성 작용 하에서 이동 가능하게 배치되는 적어도 하나의 브레이크 요소가 전자기적으로 작동 가능한 브레이크 시스템의 로터 및 스테이터 사이에 구비될 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 요지의 하나의 간단한 개선예에서, 서로에 대하여 피벗 이동 가능하며 로터 및 스테이터를 크게 둘러쌀 수 있는 매달리는 2개의 브레이크 요소가 존재한다. 브레이크 요소는 밸브 바디의 위치 결정을 위해 자석 시스템의 활성화에 의해 제동 작용으로 되며, 제동 작용은 관통 유동 개구에 대한 밸브 바디의 위치 결정에 직접 또는 간접적으로 작용하고 바람직하게는 밸브 장치의 관통 유동 개구 내의 임의의 원하는 위치에 밸브 바디를 유지하며, 이에 따라, 냉각 액체의 체적 유동이 최대 개방 위치(밸브 바디 상에 작용이 없는 브레이크 시스템)로부터 폐쇄 위치까지 그리고 각 중간 위치로 보내질 수 있다. 폐쇄 위치에서, 냉각수는 오로지 내연 기관의 냉각 회로를 통하여 전달된다. 밸브 바디의 최대 개방 위치에서 또는 부분 개방 위치에서, 냉각수는 냉각수를 냉각하기 위해 추가적으로 배치되는 냉각 장치를 통하여 안내된다. 중간 위치(=부분 개방 위치)에서, 이에 따라 단지 냉각 액체의 다소 큰 체적 유동이 추가적으로 배치되는 냉각 장치를 통하여 안내된다.
본 발명의 요지의 더 바람직한 개선예에서, 브레이크 시스템은 밸브 바디에 연결될 수 있는 회전 바디일 수 있고, 회전 바디의 외주에서, 솔레노이드에 의해 피벗 운동할 수 있는 브레이크 요소가 배치된다.
대안으로서, 밸브 바디를 조절하기 위해 밸브 바디와 연결될 수 있는 회전 바디는 적어도 하나의 이동 가능 브레이크 요소를 구비할 수 있고, 브레이크 요소가 조절 기구에 의해 조절될 수 있다. 여기에서, 전기 액추에이터에 의해 직접 또는 간접적으로 구동되며 밸브 바디의 조절을 위해 로터와 스퍼 치형 시스템을 통하여 계합하는 웜 기어에 의해 조절 기구가 구동될 수 있다.
예를 들면, 차량의 전기 시스템에서의 기능 고장 시, 냉각을 확보하고 내연 기관의 손상을 방지하기 위해, 각 경우에 있어, 브레이크 시스템의 브레이크 요소를, 예를 들면, 전원 고장 시, 스프링 요소의 작용 하에서 비제동 위치로 이동시키는 것이 합당하며, 비제동 위치에서, 내연 기관에서의 과열을 피하기 위해, 밸브 바디는 냉각수 유동을 완전히 방출한다.
상술한 특징으로 구성되는 조정 시스템은 바람직하게는 자동차용 내연 기관에서의 냉각수 유동을 조정하는 데에 사용된다.
자동차의 내연 기관에서 냉각수 유동을 조정하는 장치에서의 본 발명의 해결 수단의 이점, 특징 및 상세는 복수의 대안적인 실시예 및 도면에서의 이와 관련한 도식적 도시를 사용하는 후술하는 설명으로부터 기인한다. 후술하는 텍스트에 있어서의 도면 중 각 도에 도시된 바와 같은 설명된 특징 및 특징들의 조합과, 도면을 사용하여 설명된 특징 및 특징들의 조합은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 방식으로 각각 특정된 조합으로 뿐만 아니라 다른 조합으로 혹은 독자적으로 사용될 수 있다.
도면에서,
도 1은 제1 변형예에서의 본 발명에 따른 브레이크 시스템을 도시한다.
도 2는 제1 변형예에서의 브레이크 시스템의 상세를 도시한다.
도 3은 예를 들면 제1 변형예의 브레이크 시스템에서 사용되는 브레이크 요소를 도시한다.
도 4는 도 1 내지 도 3에 따른 브레이크 시스템에서의 브레이크 요소의 배치를 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 제2 변형예를 도시한다.
도 7은 브레이크 요소에 작용하는 솔레노이드를 통하여 브레이크 요소가 구동되는 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 일 변형예를 도시한다.
도 8은 조절 기구를 통하여 구동되는 추가적인 변형예에서의 브레이크 시스템의 분해도를 도시한다.
도 9는 조립 상태에서의 도 8에 따른 구동을 도시한다.
도 10은 밸브 장치와의 조립체에서의 도 8 및 도 9에 따른 구동을 도시한다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 브레이크 시스템을 도시하는데, 브레이크 요소(3)가 피벗 이동 가능한 방식으로 로터(1) 및 자성 스테이터(2) 사이에 배치된다. 브레이크 요소(3)는 선회점(4)을 통하여 피벗 이동 가능한 방식으로 장착되며, 이에 따라, 브레이크 요소(3)는 자석 시스템의 활성화 시에 비제동 작용 위치로부터 제동 작용 위치로 이동될 수 있다. 이러한 제동 작용을 통하여, 브레이크 시스템에 연결되는 밸브 바디(미도시)는 밸브 장치(여기에서 도시되지 않음)의 관통 유동 개구 내의 임의의 원하는 위치에 고정되게 유지된다. 이러한 방식으로, 냉각수 유동이 민감한 방식으로 조정될 수 있다.
도 2는 로터(1) 및 스테이터(2)와 연관된 브레이크 요소(3)의 배치의 상세를 도시한다. 도 3은 브레이크 요소(3)를 개별적으로 도시한다. 도 4는 스테이터(2)에 대한 브레이크 요소(3)의 배치를 도시한다.
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 변형예는 단지 로터(11)가 외측에 대해 환형 원주 방향 방식으로 자성 스테이터(12)를 둘러싼다는 점에서 도 1 내지 도 4에 따른 시스템과 상이하다. 브레이크 요소(13)가 로터(11) 및 스테이터(12) 사이에 다시 배치되며, 그 브레이크 요소(13)는 자성 작용 하에서 제동 기능으로 될 수 있다. 여기에서, 브레이크 요소가 피벗 이동 가능한 방식으로 매달리는 선회점(14)을 중심으로, 브레이크 요소가 자성 작용 하에서 피벗 운동한다.
도 5 및 도 6에 따른 브레이크 시스템의 기능은 도 1 내지 도 4를 사용하여 상술한 바와 같은 기능에 실질적으로 대응한다.
본 발명에 따른 브레이크 시스템의 추가적인 대안 개선예가 도 7에 도식적으로 도시된다. 여기에서, 브레이크 시스템의 기능에 필수적인 부품만이 도시된다. 21은 냉각 액체의 관통 유동을 조정하기 위해 밸브 바디가 결합되는 회전 요소를 나타낸다. 제동 작용을 생성하기 위해 회전 요소(21)에 대하여 피벗 이동 가능한 방식으로 선회점(23, 24)에 장착되는 브레이크 요소(22)에 의해 회전 요소(21)가 둘러싸인다. 예시적인 실시예에서, 피벗 이동은 솔레노이드(25)에 의해 수행되며, 솔레노이드를 통하여, 브레이크 요소(22)가 가압 방식으로 회전 요소(21)에 지지될 때까지 회전 요소(21) 상에서 피벗 운동할 수 있다.
도 8은 밸브 장치 내의 냉각수 유동을 조정하는 브레이크 시스템의 추가적인 대안 개선예의 분해도를 도시한다. 이러한 대안적인 발명의 조립 상태가 도 9 및 도 10에 도시된다. 도 8 내지 도 10에 따른 브레이크 시스템은 액추에이터[=모터(5)]로 구성되며, 액추에이터에 의해 웜 기어(6)가 직접 또는 간접적으로 구동될 수 있다. 밸브 장치(8) 내에서, 밸브 바디(미도시)가 회전 또는 변위에 의해 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 이동될 수 있고 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이의 임의의 원하는 위치로 이동될 수 있도록 하기 위해, 도 1 내지 도 7을 사용하여 상술한 구성에 상응하는 개선예에서 웜 기어(6)는 브레이크 시스템 내의 스퍼 치형 시스템으로 기어 휠(7)을 구동한다. 브레이크 시스템은 피벗 이동 가능한 방식으로 선회점(4)에 장착되는 피벗 이동 가능한 브레이크 요소(3, 13, 22), 전자기 시스템의 스테이터(2) 및 로터(1)로 구성된다. 이러한 부품은 브레이크 시스템 하우징(9) 내에 설치된다. 조립 상태에서, [도시된 예시적인 실시예에서 로터(1)의 축(10)을 통하여] 밸브 바디를 조절하기 위해, 브레이크 시스템이 밸브 장치(8)에 부착된다.
선회점(4, 14, 23, 24)을 중심으로 하는 피벗 운동에 의해 브레이크 요소(3, 13, 22)가 자성 작용 하에서의 제동 위치로 피벗 운동하는 위치로부터 비제동 위치로 브레이크 요소(3, 13, 22)를 다시 이동시키기 위해 브레이크 요소(3, 13, 22)의 자유단에 각각 작용하는 복귀 스프링(15)의 배치가 도 9에만 도시되지만, 이는, 이러한 형태 그리고 변형된 형태로, 도 1 내지 도 10 전체에서 도시되고 설명된 브레이크 시스템의 기능에 대응하는 방식으로도 필요하다. 복귀 스프링(15)은 서스펜션 러그(16, 17)에 매달린다.
안전 스프링(18)이 마찬가지로 도 9에만 도시되지만, 편의상 마찬가지로 본 발명에 따른 브레이크 시스템의 다른 모든 개선예에서 사용되며, 안전 스프링에 의해, 예를 들면, 전원 고장 또는 시스템의 다른 오작동의 경우에, 브레이크 요소(3, 13, 22)가 비제동 위치로 이동되며, 비제동 위치에서 밸브 바디는 완전히 냉각 액체의 관통 유동이 최대인 개방 위치에서 위치된다. 이러한 방식으로, 과열로 인한 내연 기관의 손상이 방지될 수 있다.
1: 로터
2: 스테이터
3: 브레이크 요소
4: 선회점
5: 액추에이터 / 모터
6: 웜 기어
7: 기어 휠
8: 밸브 장치
9: 브레이크 시스템 하우징
10: 축
11: 로터
12: 스테이터
13: 브레이크 요소
14: 선회점
15: 복귀 스프링
16: 서스펜션 러그
17: 서스펜션 러그
18: 안전 스프링
21: 회전 요소
22: 브레이크 요소
23, 24: 선회점
25: 유지 자석

Claims (12)

  1. 밸브 장치(8) 내에서 이동 가능한 밸브 바디에 의해 냉각수 유동을 조정하는 장치로서,
    밸브 장치의 적어도 하나의 관통 유동 개구 내에 배치될 수 있는 밸브 바디는 상기 냉각수 유동의 체적을 조정하기 위해 브레이크 시스템에 연결될 수 있고,
    상기 브레이크 시스템은 적어도 로터(1, 11, 21) 및 브레이크 요소(3, 13, 22)를 포함하고,
    상기 밸브 바디는 상기 브레이크 시스템의 상기 로터(1, 11, 21)의 축(10) 상에서 회전될 수 있거나 상기 축(10)을 통하여 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 그리고 개방 위치 및 폐쇄 위치 사이의 임의의 원하는 위치로 변위될 수 있으며, 상기 축(10)은 기어(6)를 통하여 액추에이터/모터(5)에 의해 회전될 수 있고, 상기 브레이크 시스템은 상기 기어(6)와 상기 밸브 장치(8)의 사이에 설치되고,
    상기 밸브 바디는 브레이크 시스템 하우징(9) 내에 배치될 수 있으며, 상기 브레이크 요소(3, 13, 22)는 상기 로터(1, 11, 21)의 외주면 또는 내주면에 대하여 지지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 브레이크 시스템은 전자기 방식으로 작동될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    자성 작용 하에서 이동 가능한 적어도 하나의 브레이크 요소(3, 13, 22)가 상기 전자기 브레이크 시스템의 상기 로터(1, 11, 21) 및 스테이터(2, 12) 사이에 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 브레이크 요소 또는 상기 브레이크 요소들은 상기 밸브 바디의 위치를 설정하기 위해 자석 시스템의 활성화에 의해 제동 작용으로 될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 브레이크 시스템은 상기 밸브 바디에 연결될 수 있는 회전 요소(21)를 가지며, 제동 작용을 생성하기 위해, 유지 자석(25)에 의해 피벗 운동할 수 있는 브레이크 요소(22)가 상기 회전 요소(21)의 외주를 지지할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 바디를 조절하기 위해 상기 밸브 바디에 연결될 수 있고 적어도 하나의 이동 가능 브레이크 요소를 구비하는 회전 요소(1)가 조절 기구(6, 7)를 통하여 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밸브 바디에 연결될 수 있고 직접 또는 간접적으로 구동되는 웜 기어(6)를 통하여 액추에이터/모터(5)에 의해 구동될 수 있는 기어 휠(7)에 의해 상기 밸브 바디의 위치의 설정이 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    피벗 가능하게 배치되는 브레이크 요소(3, 13, 22)의 자유단[서스펜션 러그(16, 17)]에는 복귀 스프링(15)이 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브레이크 요소 또는 상기 브레이크 요소들은 안전 스프링(18)의 작용 하에서 비제동 위치로 이동될 수 있으며, 비제동 위치에서, 상기 밸브 바디는 최대 냉각수 관통 유동을 방출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동 가능 밸브 바디는 자동차의 내연 기관용 밸브 장치의 적어도 하나의 관통 유동 개구에 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는, 밸브 장치 내에서 이동 가능한 밸브 바디에 의해 냉각수 유동을 조정하는 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
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