KR19980086592A - 피스턴 링의 장력측정장치와 방법 - Google Patents
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Abstract
벨트동체가 권취되는 피스턴 링의 일부분에 충격과 진동이 가하여 지고 또한 벨트동체에 진동이 가하여진다. 요구되는 장력을 얻을 수 있는 위치가 실린더의 내경과 동일한 외경을 갖는 마스터게이지에 의하여 얻어 질 수 있다. 장력을 측정할 때에 측정기구가 이 위치로 이동된다. 피스턴 링과 벨트동체사이의 마찰력이 현저히 감소되고 폐쇄 간극은 측정이 이루어질때마다 측정되어질 필요가 없다. 아울러 피스턴 링의 장력이 짧은 시간내에 안정적이며 고도로 정밀하게 측정될 수 있다.
Description
본 발명은 피스턴에 착설되어서 엔진의 실린더내에 삽입되는 피스턴 링의 장력측정장치와 방법에 관한 것이다.
피스턴에 착설되어 엔진의 실린더내에 삽입된 피스턴링이 실린더의 내주면에 소정의 표면 압력을 부여하기 위해서는 피스턴 링은 소정의 장력을 가져야 한다. 이러한 이유로 피스턴의 장력을 측정할 필요가 있다. 측정을 위하여 얇은 강철벨트가 피스턴 링에 권취되고 인장력이 피스턴 링의 직경을 감소시키도록 강철벨트에 가하여진다. 폐쇄 간극이 실린더 삽입 상태의 값에 이를 때까지 피스턴 링의 직경이 축소되면 가하여진 인장력은 피스턴 링의 장력으로서 결정된다.
피스턴 링의 장력을 측정하는 첫 번째 종래의 예에서는 충격 또는 진동이 권취부분에서 피스턴 링과 얇은 강철벨트에 가하여져 이들 사이에 마찰력을 제거한다. 피스턴 링의 직경은 폐쇄 간극이 사전에 얻은 기준링 게이지의 값에 이를 때까지 감소된다. 이때에 가하여진 인장력이 로드셀, 스프링저울등에 의하여 측정된다.
피스턴 링의 장력을 측정하는 두 번째 종래의 예에 의할것같으면(예를들어 일본국 실용신안 공고 평 2 - 667 호), 진동이 피스턴 링과 얇은 강철벨트사이의 마찰력을 제거하기 위하여 권취부분에서 이들 피스턴 링과 강철벨트에 전달되도록 되어 있으며 얇은 강철벨트의 길이는 조절 가능하게 되어있다. 강철벨트의 길이가 소정의 폐쇄 간극을 얻도록 설정되면 소정의 폐쇄 간극이 자동적으로 얻어진다.
상기 언급된 첫 번째와 두 번째 종래기술의 어느 경우에서나 피스턴 링과 얇은 강철벨트사이의 마찰력을 제거하기 위하여 권취부분에서 피스턴 링과 강철벨트에만 진동등이 가하여지므로 마찰력을 충분히 제거할 수 없다.
따라서, 측정된 장력은 크게 달라지므로 피스턴 링의 장력을 아주 정밀하고 안정되게 측정하기 어렵다.
상기 언급된 종래기술들의 어느 경우에서나 피스턴 링의 폐쇄 간극은 적어도 한번은 측정할 필요가 있다. 그러나 실제 사용상태에 가까운 폐쇄 간극을 얻는다는 것은 쉽지 않다. 아울러 폐쇄 간극의 측정은 오차가 발생하며 비교적 시간이 많이 소요된다. 이러한 이유에서, 피스턴 링의 장력을 짧은 시간 내에 안정적이며 정밀하게 측정하는 것이 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 짧은 시간 내에 피스턴 링의 장력을 안정적이며 정밀하게 측정할 수 있는 피스턴 링의 장력측정장치와 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 장력측정장치의 평면도.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선 단면도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도.
도 4는 한 실시형태에 사용된 마스터 게이지의 주요부분을 보인 측단면도.
도 5는 한 실시형태에 사용된 링 홀더의 주요부분을 보인 측단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
13 : 진동판 14 : 진동발생기
15 : 수직이동판 16 : 캠
17 : 강철벨트 21 : 로드셀
22 : 볼스크류 31 : 마스터게이지
35 : 피스턴링
본 발명에 따른 피스턴 링의 장력측정장치에 의하여 피스턴 링과 여기에 권취된 벨트동체사이의 큰 초기의 마찰력은 충격 기구로 충격을 가하여 제거할 수 있다. 피스턴 링과 벨트동체사이의 작은 마찰력은 제 1 및 제 2 진동 기구를 사용하여 진동을 가하므로서 충분히 제거시킬 수 있으므로 피스턴 링과 벨트동체사이의 마찰력은 현저히 감소시킬 수 있다.
또 피스턴 링이 실린더에 삽입되어 있는 것과 동일한 상태로 될 때까지 벨트동체의 일측단부와 타측단부를 상대적으로 이동시켜서 이들의 상대적 위치를 얻으면 다음 측정부터는 구해 놓은 위치까지 벨트동체의 일측단부와 타측단부를 구동기구에 의하여 상대적으로 이동시키는 것만으로 피스턴 링이 실린더에 삽입되어 있는 상태의 장력을 측정 기구로 측정할 수 있으므로 매 측정 시마다 폐쇄 간극을 측정할 필요가 없다.
따라서, 본 발명에 따른 피스턴 링 장력측정장치에 의하여 피스턴 링의 장력을 짧은 시간 내에 안정되고 정밀하게 측정할 수 있다.
본 발명에 따른 피스턴 링의 장력측정방법에 의하여 벨트동체의 일측단부와 타측단부가 구동 기구에 의하여 상대측으로 이동되어야 할 위치들은 실린더의 내경과 동일한 외경을 가지며 피스턴 링의 폭 및 표면 상태와 같은 폭과 표면 상태를 갖는 돌출부를 갖는 마스터 게이지를 사용하여 사전에 얻어진다. 피스턴 링의 장력을 측정할 때 벨트동체의 일측단부와 타측단부가 서로 상대측 위치로 이동된다. 따라서, 피스턴 링의 장력이 실제 사용상태에 근접한 상태에서 측정될 수 있으며, 폐쇄 간극을 측정할 필요가 전연없다.
따라서, 본 발명에 따른 피스턴 링 측정 방법에 의하여 피스턴 링의 장력이 짧은 시간 내에 안정되고 정밀하게 측정될 수 있다.
본 발명을 첨부 도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 한 실시형태가 도 1 ∼ 도 5에서 설명될 것이다. 도 1 ∼ 도 3에서 보인 바와같이, 이 실시형태의 장력측정장치에 의할 것 같으면 진동판(13)이 마운트(12)를 갖는 기대(11)상에 지지되고 진동판(13)을 진동시키기 위한 진동 발생기(14)가 기대(11)내에 배열된다.
수직이동판(15)이 진동판(13)의 절결부내에 조립되고, 수직이동판(15)을 수직 이동시키기 위한 캠(16)과 이 캠(16)을 회전시키기 위한 모우터(도시하지 않았음)가 기대(11)에 배열되어 있다. 정지 상태에서 수직이동판(15)의 상부면은 진동판(13)의 상부면 바로 아래에 배치되어 있다.
로드셀(21)이 진동판(13)의 일측부에서 기대(11)에 배치된다. 이 로드셀(21)은 얇은 강철벨트(17)의 장력을 측정하기 위하여 그 일측단부에서 얇은 강철벨트(17)를 고정한다. 진동판(13)으로부터 근접시키거나 분리시키는 방향으로 로드셀(21)을 이동시키기 위한 볼 스크류(22)와 이 볼스크류(22)를 회전시키기 위한 모우터(23)가 기대(11)에 배치되어 있다.
로드셀(21)에 의하여 측정되는 강철벨트(17)의 장력과 로드셀(21)의 위치는 계시판(도시하지 않았음)상에 수치로 표시된다. 강철벨트의 타측단부를 고정하기 위한 벨트홀더(24)와 벨트홀더(24)에 진동을 가하기 위한 캠(25)이 진동판(13)의 타측단부에서 기대(11)상에 배치된다.
캠(25)을 회전시키기 위한 모우터(26)가 기대(11)에 배열된다.
상기 언급된 이 실시형태의 장력측정장치를 이용해서 피스턴 링의 장력을 측정하기 위하여 먼저 도 4에서 보인 마스터 게이지(31)가 준비된다. 이 마스턴 게이지(31)는 피스턴 링이 착설된 실린더의 내경과 동일한 외경을 가지고 피스턴 링과 동일한 폭과 표면 상태를 갖는 돌출부(32)를 갖는다.
마스터 게이지(31)는 진동판(13)과 수직이동판(15)상에 배치되고 얇은 강철벨트(17)가 마스터 게이지(31)의 돌출부(32)에 권취된다. 캠(16)에 연결된 모우터가 캠(16)을 회전시킨다. 캠(16)은 수직이동판(15)을 상향 이동시키도록 회전되어 마스터 게이지(31)와 강철벨트(17)를 상승시킨다.
이후에, 캠(16)이 더욱 회전될 때 수직이동판(15)이 신속히 하향 이동된다. 마스터 게이지(31)와 강철벨트(17)는 진동판(13)에 충돌하여 이들에게 충격을 가한다. 따라서 마스터 게이지(31)와 여기에 권취된 강철벨트(17)사이의 초기의 큰 마찰력이 제거된다. 수직이동판(15)의 상향이동량은 캠(16)의 형상을 변화시켜 조절할 수 있고, 수직 운동의 속도는 모우터의 회전속도를 변경시켜 조절할 수 있다.
마스터 게이지(31)와 강철벨트(17)가 수직이동판(15)에 의하여 상승될 때에 강철벨트(17)가 비틀어진다. 수직이동판(15)은 마스터 게이지(31)와 여기에 권취된 강철벨트(17)사이의 초기의 큰 마찰력을 제거할 때만 작동되고 로드셀(21)에 의하여 장력을 측정할 때는 작동되지 아니한다.
수직이동판(15)이 작동될 때에 진동판(13)이 진동 발생기(14)에 의하여 순간적으로 진동되어 진동판(13)의 마스터 게이지(31)와 강철벨트(17)를 진동시킨다. 마스터 게이지(31)의 얇은 강철벨트(17)사이와, 진동판(13)과 마스터 게이지(31)사이의 작은 마찰력이 제거된다 하더라도 진동의 주파수와 강도는 진동 발생기(14)의 출력을 변화시켜 조절할 수 있다.
모우터(26)는 캠(25)을 회전시키며 그 결과 벨트홀더(24)가 강철벨트(17)를 진동시키도록 진동된다. 그리고 마스터 게이지(31)와 강철벨트(17)사이의 작은 마찰력까지도 제거된다. 이때에 진동의 진폭과 주파수는 캠(25)의 형상을 변경시키거나 모우터(26)의 회전속도를 변경시켜 조절할 수 있다.
진동 발생기(14)에 의하여 발생된 진동과 모우터(26)의 회전에 의하여 발생된 진동을 가하는 동안에 로드셀(21), 즉 강철벨트(17)의 일측단부가 로드셀(21)에 의하여 측정된 장력이 사전에 결정된 값, 예를 들어 한정된 장력의 중심 값이 될 때까지 모우터(23)와 볼스크류(22)에 의하여 이동되어 이때에 수치로 표시되는 로드셀(21)의 위치가 얻진다.
상기 언급된 바와같이, 마스터 게이지(31)의 돌출부(32)는 피스턴 링이 착설된 피스턴을 삽입시키는 실린더의 내경과 동일한 외경을 가지므로 로드셀(21)은 이것에 의하여 측정되는 장력이 소정의 값이 되는 위치에 있을 때에 피스턴 링의 폐쇄 간극은 실린더 삽입 상태에 있게 된다.
장력은 진동 발생기(14)에 의하여 발생된 진동과 모우터(26)의 회전에 의하여 발생된 진동을 가하는 동안에 로드셀(21)에 의하여 측정된다. 따라서 측정할 때에 진동의 영향을 배제하기 위하여 소정의 시간 내에 평균 장력이 계산되고, 수회의 측정을 통한 평균 측정 값이 계시판 상에 수치로 표시된다.
도 5에서 보인 링 홀더(33)가 준비된다. 이 링 홀더(33)는 그 외주면에 요구(34)를 갖는다. 장력이 측정될 피스턴 링(35)이 요구(34)내에 착설된다. 피스턴 링(35)이 착설된 링 홀더(33)가 진동판(13)과 수직이동판(15) 사이에 배치되고 얇은 강철벨트(17)가 피스턴 링(35)상에 권취된다.
이후에, 피스턴 링(35)과 여기에 권취된 강철벨트(17) 사이의 초기의 큰 마찰력이 마스터 게이지(31)와 강철벨트(17)사이의 마찰력과 같은 방법으로 수직이동판(15)에 의하여 가하여진 충격에 의하여 제거된다. 피스턴 링(35)과 강철벨트(17)사이, 링 홀더(33)와 피스턴 링(35)사이, 그리고 링 홀더(33)와 진동판(13)사이의 마찰력이 작더라도 이러한 마찰력은 진동 발생기(14)에 의하여 발생된 진동과 모우터(26)의 회전에 의하여 발생된 진동에 의하여 제거된다.
만약 피스턴 링(35)이 3조각으로 된 오일링처럼 복잡한 형태를 갖는 경우, 마찰력은 피스턴 링(35)과 강철벨트(17)사이 뿐만 아니라 피스턴 링(35)과 링 홀더(33)의 요구(34)사이에서도 발생된다. 이들 모든 마찰력은 상기 언급된 충격과 진동에 의하여 제거될 수 있다.
이후에 진동 발생기(14)에 의하여 발생된 진동과 모우터(26)의 회전에 의하여 발생된 진동을 가하는 동안에 로드셀(21)이 마스터 게이지(31)를 이용하여 소정의 위치로 이동되고 강철벨트(17)에 가하여진 장력이 로드셀(21)에 의하여 측정된다. 이때에 피스턴 링(35)의 폐쇄 간극은 실린더 삽입 상태에 있다.
이상의 설명으로부터 명백한 바와같이, 이 실시형태에서는 피스턴 링(35)의 폐쇄 간극이 전혀 측정되지 않음에도 불구하고 실린더 삽입 상태의 폐쇄 간극을 갖는 피스턴 링(35)의 장력이 측정된다.
상기 실시형태에서, 로드셀(21)만이 강철벨트(17)에 장력을 가하도록 이동된다. 그러나, 벨트홀더(24)만이 이동될 수 있으며 그 위치가 결정될 수 있다. 또한 로드셀(21)과 벨트홀더(24)모두가 이동될 수 있고 서로에 대하여 상대적인 위치들이 얻어질 수 있다.
본 발명의 피스턴 링 장력측정장치는 피스턴 링과 강철링사이의 마찰력을 최소화시킬 수 있으며 또 측정할 때마다 폐쇄 간극을 측정할 필요가 없으므로 안정적이며 고도의 정밀도로써 안정적으로 단시간 안에 피스턴 링의 장력을 측정할 수 있다.
아울러 본 발명의 피스턴 링의 장력측정방법은 실제의 사용상태와 가까운 상태에서 피스턴 링의 장력을 측정할 수 있으며 또 폐쇄 간극을 계측할 필요가 전연 없으므로 고도의 정밀도로써 안정적으로 단시간 내에 피스턴 링의 장력을 측정할 수 있다.
Claims (6)
- 피스턴 링에 권취된 벨트동체에 인장력을 가하고, 폐쇄 간극이 피스턴 링이 실린더 내에 삽입될 때 얻어지는 값에 이를 때까지 피스턴 링의 직경을 감소시켜서 이때의 인장력을 피스턴 링의 장력으로 하는 피스턴 링의 장력측정장치에 있어서, 이 장치가 피스턴 링의 직경을 확대 및 축소하는 방향으로 상대측에 대하여 벨트동체의 일측단부와 타측단부를 이동시켜 인장력을 가하는 구동 기구와, 권취부분에서 피스턴 링과 벨트동체에 진동을 가하기 위한 제 1 진동 기구와, 권취부분에서 피스턴 링과 벨트동체에 충격을 가하기 위한 충격 기구와, 인장력을 측정하기 위하여 일측단부에 연결된 측정 기구와, 벨트동체에 진동을 가하기 위하여 타측단부에 연결된 제 2 진동기구와로 구성됨을 특징으로 하는 피스턴 링의 장력측정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 구동 기구는 일측단부를 고정하는 고정 기구를 이동시키기 위한 볼스크류와 볼스크류를 회전시키기 위한 모우터로 구성됨을 특징으로 하는 피스턴 링의 장력측정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 충격 기구는 피스턴 링이 배치되는 수직이동판과, 수직이동판을 수직으로 이동시키기 위한 캠과, 수직운동시 수직이동판에 배치된 피스턴 링의 충돌을 발생시켜 주는 기판과, 캠을 회전시켜 주는 모우터와로 구성됨을 특징으로 하는 피스턴 링의 장력측정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 측정 기구가 로드셀임을 특징으로 하는 피스턴 링의 장력측정장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 진동 기구가 타측단부를 고정하는 고정 기구를 진동시켜 주는 캠과, 캠을 회전시켜 주는 모우터로 구성됨을 특징으로 하는 피스턴 링의 장력측정장치.
- 피스턴 링의 장력측정방법에 있어서, 이 방법이 실린더의 내경과 같은 외경을 가지고 피스턴 링과 동일한 폭 및 표면 상태를 갖춘 돌출부를 갖는 마스터 게이지를 준비하는 단계와, 돌출부에 벨트동체를 권취하고 벨트동체의 일측단부와 타측단부를 서로 상대측에 대하여 이동시키므로서 인장력이 피스턴 링이 가져야만할 장력이 되는 위치들 즉, 서로 상대되는 일측단부와 타측단부의 위치를 얻는 단계와, 피스턴 링에 벨트동체를 권취하여서 벨트동체의 일측단부와 타측단부를 서로 상대되는 위치로 이동시켜 서 인장력을 측정하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 피스턴 링의 장력측정방법.
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Cited By (1)
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