KR20000016991A

KR20000016991A - 구동 휠에 대한 축의 회전 위치 변경을 위한 장치

Info

Publication number: KR20000016991A
Application number: KR1019990031516A
Authority: KR
Inventors: 니에트함머베른트; 크네히트안드레아스
Original assignee: 주르겐 헤르만; 독토르 잉그.에이치.씨.에프. 포르세 악티엔게젤샤프트; 히드라우릭 링 게엠베하
Priority date: 1998-08-01
Filing date: 1999-07-31
Publication date: 2000-03-25
Also published as: KR100516423B1; CN1089848C; EP0978638B1; DE59906996D1; CN1243911A; US6129063A; EP0978638A1; JP2000055171A; DE19834843A1; ES2204034T3

Abstract

두 개의 압력 챔버를 구비한 조정 장치를 갖는 구동 휠에 대해 축의 회전 위치를 변경하기 위한 장치는, 서로에 대하여 작용하고 두 개의 압력 챔버를 구비한 조정 장치를 갖고, 상기 챔버는 압력 매체 펌프에 의해 가압된다. 상기 조정 장치는 상응되는 압력 챔버내로 구획된 휠의 리브에 의해 형성된 챔버를 분할하는 리브를 구비한 내부 부품으로 구성된다. 다수의 축 방향으로 연장되는 만입부는, 내부 부품의 리브에 면하는 구획된 휠의 주연 면 내로 가공되고 압력 매체에 의해 압력 챔버내로 이송되는 먼지 입자 수집에 수행된다.

Description

구동 휠에 대한 축의 회전 위치 변경을 위한 장치{DEVICE FOR CHANGING THE ROTATIONAL POSITION OF A SHAFT RELATIVE TO A DRIVE WHEEL}

본 발명은 단부 대한 축의 회전 위치를 변경하기 위한 장치이고, 특히 특허 청구 범위 제1항의 기술 분야에 따른 내연 기관 엔진의 캠축에 관한 것이다.

이런 유형의 장치는 예를 들어 유럽 특허 공개 제 0 781 899호에 개시되어 있다. 본원은 베인(vane)이 방사상으로 배치되어 구획된 휠의 관련된 구획부를 서로에 대하여 각각 작용하는 두 개의 압력 챔버내로 분할하는 내부 휠과 회전 불가능하게 연결된 캠축을 구비하는 엔진의 캠축 회전 위치 변경을 위한 장치를 기술하고 있다. 상기 압력 챔버는 제어 밸브에 의해 유압적으로 가압된다. 내부 휠은 가압됨에 따라 구획된 휠에 대해 회전된다. 방사상으로 연장된 구획된 휠의 벽의방사상 외부 면의 근처에는 압력 매체에 의해 압력 챔버내로 도입된 먼지 입자를 수용하도록 제공된 만입부가 구비된다. 압력 매체 내에 포함된 먼지 입자는, 먼지 입자에 가속도와 먼지 입자의 관성의 결과로써, 캠축의 회전 방향에 따라 두 개의 만입부 중 하나에 주로 축적된다. 이러한 만입부는 회전 방향에 대해 후방에 위치된 만입부이다. 내부 부품의 각각의 베인 또는 리브의 전방 측면 상에 위치된 먼지 입자는 구획된 휠의 전방 만입부 내로의 상대적 이동에 의해 압박될 수 있으나, 관성으로 인해 그곳에 잔류되지는 않는다. 따라서, 이런 조정 장치에서는, 특히 베인과 리브 사이의 밀봉 간극 내의 보다 작은 먼지 입자가 구획된 휠에 침입되어 상당한 마모를 야기하며 밀봉 효과가 지속적으로 감소될 위험이 있다. 또한, 밀봉 영역 내로 먼지 입자의 침입은 마찰의 뚜렷한 증가 원인이 될 수 있다. 따라서 충분히 빠른 조정을 달성하기 위해서는, 상당히 더 높은 압력이 필요해질 수도 있다. 특히, 인접한 구획부 사이의 벽에서의 이런 만입부는 비교적 두꺼운 벽을 요구하고 응력면에서는 바람직 하지 못한 영역에 위치된다. 만입부에 의해 요구되는 상당한 벽 두께는 인접한 구획부의 원주 방향으로 인접한 구획부의 폭을 결과적으로 감소 시켜서 전반적으로 조정각은 감소된다.

한편, 본 발명의 목적은, 밀봉 면 영역에서의 마찰 및/또는 마모를 증가시킬 위험 없이 압력 챔버의 비 임계 영역 내의 압력 매체로부터 먼지 입자가 침전할 수 있는 방식으로, 기술 분야에 따른 조정 장치를 개선하는 것이다.

본 발명에 따르면 상기 목적은 특허 청구 범위 제1항의 특징부에 의해 해결된다. 방사상으로 외부 원주면에 만입부를 배치함으로써, 먼지 입자의 관성에 의해, 가속의 영향으로 만입부 내로 모인 먼지 입자가 베인 또는 리브와 구획된 휠의 원주면 사이에 밀봉면을 재 침압하는 것이 방지된다. 또한, 원주면에 만입부를 배치함으로써, 방사상 구획부 벽 두께가 최대 가능한 조정각이 유지되도록 감소 하지는 않는다.

다수의 만입부가 원주 둘레의 각각의 압력 챔버 내에서 주연 표면 내로 가공되면, 먼지 입자가 만입부 내에 침전될 때까지 주연 표면을 따라 이송되는 특별히 유익한 방법으로 간격은 감소될 수 있다.

만입부가 압력 챔버의 전체 길이를 초과하여 축 방향으로 연장되는 경우, 구획된 휠을 특별히 간단히 가공함으로써 먼지 입자를 수용하기 위한 비교적 큰 부피가 얻어진다.

원주 영역에, 따라서 내부 부품의 인접 리브와의 밀봉면 영역 근처에 만입부를 배치함에도 불구하고, 원주 방향에서 볼 때 만입부의 폭이 각각의 경우에 적어도 두 개의 만입부가 리브의 인접 단부에 의해 밀봉되도록 선택된다면, 양호한 밀봉이 보장될 수 있다. 따라서, 만입부 사이에 배치된 주연 면 부분은 조정 장치 작동을 위한 충분한 밀봉 길이를 가진다.

만입부의 폭 및/또는 만입부 사이의 공간의 폭이 인접 리브 폭의 20% 보다 적으면 주연 면에서 특별히 양호한 밀봉 효과가 달성된다.

만입부 사이의 간격 및/또는 폭이 인접 리브 폭의 10% 미만이면 더욱 개선된 밀봉 효과가 달성된다.

만입부의 폭이 약 0.5mm 내지 1mm 일 경우 높은 밀봉 효과를 갖는 동시에 먼지 입자의 양호하고 신속한 수집이 달성된다. 방사 방향으로 만입부의 깊이는 양호하게 0.2mm 내지 0.5mm 사이의 범위에 있다. 만입부는 예를 들어 장방형의 단면을 가질 수 있다. 만입부가 내부 챔버로 약간 원추형인 개방 영역을 갖는 대략 반원 단면을 갖는 경우 제조면에서 특별히 유리하다.

주연 면 상에 만입부를 구비한 구획된 휠은 특별히 유리하고 경제적인 방법으로 소결 부품으로써 제조될 수 있다. 먼지 입자를 수용하기 위한 만입부는 소결 공정에 의해 형성될 수 있다. 소결 공정에 따르는 주연 면의 가공은 만입부 없는 부분의 경우와 마찬가지로, 추가의 노력 또는 비용을 들이지 않고 가능하다.

본 발명의 다른 특징과 유익한 개선은 종속항과 본 명세서에서 후술된다.

도1은 캠축으로부터 멀리 대면한 측면으로부터 본 조정 장치의 정면도.

도2는 도1에서 선 II-II를 따른 단면도.

도3은 도1의 확대된 부분도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

2: 내부 부품

3: 조정 장치

4a-4d: 리브

5: 휠

7a-7d: 압력 챔버

10: 홈

16, 17: 제어선

18: 제어 밸브

19: 압력 매체 펌프

20: 오일 탱크

21: 내주 면

23: 단부

25: 만입부

본 발명의 실시예는 이하 명세서 및 도면에서 보다 상세히 설명된다.

도1에서 내연 기관 엔진의 캠축 자유 단부에 조정 장치(3)의 내부 부품(2)이 회전 불가능하게 장착된 내연 기관 엔진의 캠축(1)이 도시된다. 본 실시예에서, 상기 내부 부품(2)에는 네 개의 방사상 리브(4a 내지 4d)가 구비된다. 내부 부품은 상세히 도시되지 않은 방식으로 엔진의 크랭크 축과 연결된 구획된 휠(5)에 의해 둘러 싸여, 구동 휠로써 기능한다. 구획된 휠(5)은 네 개의 내향 돌출된 방사상 리브(6a 내지 6d)를 구비하고, 구획된 휠의 리브들 사이에는, 내부 부품의 리브에 의해 두 개의 압력 챔버(7a 내지 7d, 및 8a 내지 8d)로 각각 분할된 네 개의 구획부가 형성된다. 이들 압력 챔버는 전체 유압 작용 면이 양 조정 방향으로 같도록 설계된다. 압력 챔버(7a 내지 7d)는 내부 부품의 방사상의 구멍(9a 내지 9d)에 의해 캠축(1) 상에 환형 홈(10)과 각각 연결된다. 마찬가지 방법으로, 압력 챔버(8a 내지 8b)는 내부 부품의 방사상 구멍(11a 내지 11d)에 의해 캠축 내의 제2 환형 홈(12)에 연결된다. 환형 홈(10)은 압력 챔버(14)와 연결되고 환형 홈(12)은 압력 채널(13)과 연결된다. 압력 채널(13 및 14)는 알려진 방법으로 캠축 베어링(15)에 의해 제어선(16 또는 17) 중 하나에 각각 연결된다. 두 개의 제어선(16 및 17)은 예를 들어, 4/3 방 밸브로 설계된 제어 밸브(18)에 연결된다. 제어 밸브(18)는 먼저 압력 매체 펌프(19)와 연결되고 다음으로 오일 탱크(20)에 연결된다.

도2에 도시된 스위치 위치(II, 중립 위치)에서 제어 밸브(18)로의 모든 네 개의 연결부가 하나의 단부에서 폐쇄된다. 조정 장치(3)는 유압적으로 잠기거나 또는 고정되어, 내부 부품의 구획된 휠의 이러한 위치를 유지한다. 제어 밸브(18)의 스위치 위치(I)에서, 압력 챔버(7a 내지 7d)는 구멍(9a 내지 9d)과, 환형 홈(10)과 압력 챔버(14)와 선(17)에 의해 압력 매체 펌프(19)로부터의 압력과 연결된다. 동시에, 압력 챔버(8a 내지 8d)는 구멍(11a 내지 11d)과 환형 홈(12)과 압력 채널(13)과 제어선(16)을 통해 오일 탱크(20)로 압력을 방출한다. 압력 챔버(7a 내지 7d) 내에 압력 증가와 동시에 압력 챔버(8a 내지 8d) 내의 압력 방출의 결과로, 도1에서 선택되어 도시된 내부 휠은 구획된 휠에 대해 반시계 방향으로 회전된다. 제어 밸브(18)의 스위치 위치(III)에서, 제어선(16)은 압력 매체 펌프(19)와 연결되고 제어선(17)은 오일 탱크(20)와 연결된다. 따라서, 압력 챔버(8a 내지 8d)는 전술된 오일 안내 채널을 통해 가압되고 압력 챔버(7a 내지 7d)는 압력을 방출한다. 따라서, 내부 부품(2)은 구획된 휠(5)에 대해 시계 방향으로 회전된다.

도1 및 도3의 확대된 부분에서 도시된 바와 같이, 구획된 휠(5)의 리브(6a 내지 6d)는 각 단부에 의해 내부 부품(2)의 내주 면(21)에 밀봉 지지된다. 내부 부품 리브(4a 내지 4d)는 원주 방향으로 볼록한 각 단부(23)에 의해 구획된 휠(5)의 내주 면(21)에 밀봉 지지된다. 내주 면(24) 내로 축방향 연장된 다수의 만입부가 가공된다. 본 실시예에서 만입부는 장방형의 단면을 구비한 종방향 홈 형상이다. 사다리 꼴 단면, 삼각형 단면, 또는 원형 단면과 같은 다른 단면 형상도 또한 가능하다. 만입부(25)는 리브(4a 내지 4d, 6a 내지 6d)의 폭(B)과 압력 챔버(7a 내지 7d, 8a 내지 8d)의 전체 폭을 초과하여 축 방향으로 연장된다. 만입부는 원주 둘레에 규칙적인 간격으로 분포된다. 본 실시예에서, 폭 b 및 간격 d는 대략 30 개의 만입부가 각각의 압력 챔버 내에서 구비되도록 선택된다. 간격 d는, 인접 만입부의 두 개의 인접한 측면 사이 간격으로 정의된다. 이러한 간격은 리브의 단부(23)를 밀봉 지지하는 주연 면 상의 다른 리브(26)의 폭에 상응한다. 폭 D 또는 단부(23)의 호 길이 및 만입부의 폭 b 및 간격 d는 각각의 경우 대략 10 개의 만입부(25)가 단부(23)에 의해서 덮이도록 본 실시예에서 상호 조정된다.

본 실시예에서 도시된 만입부 폭 b는 0.75mm 이다. 그러나, 만입부 폭 b를 대략 0.5mm 내지 1mm 사이에서 변화시키는 것도 가능하다. (만입부(25)의 방사 방향으로) 실시예에서 도시된 깊이는 대략 0.35mm 이다. 그러나, 깊이를 대략 0.2mm 와 0.5mm 사이의 범위로 변화시키는 것도 또한 가능하다. 실시예에서 도시된 만입부(25)는 대략 장병형 단면을 가진다. 그러나, 만입부가 내부 챔버로 약간 원추형인 개방 영역을 구비하는 대략 반원 단면을 갖도록 설계되는 것도 가능하다.

본 발명에 따르면 밀봉면에서 마찰 및 마모를 증가시킬 위험 없이 압력 챔버 내 비 임계 영역 내의 압력 매체의 외부로 먼지 입자가 침전되는 구동 휠에 대한 축의 회전 위치를 변경하기 위한 장치가 제공된다.

Claims

유압적으로 가압될 수 있는 조정 장치(3)와, 축과 연결된 내부 부품(2) 및 구동 휠과 연결된 조정 장치의 구획된 휠(5)에 의해 형성되어 상호 작용하는 두 개의 압력 챔버(7a 내지 7d, 8a 내지 8d)와, 각각의 압력 챔버의 벽 영역 내에 적어도 하나의 만입부(25)를 구비한, 특히 내연 기관 엔진의 캠축의, 구동 휠(5)에 대한 축(1)의 회전 위치를 변경하기 위한 장치에 있어서,

상기 만입부(25)는 방사상으로 구획된 휠(5)의 방사상 외주 면(24) 내에서 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항에 있어서, 각각의 압력 챔버(7a 내지 7d, 8a 내지 8d) 내에서, 주연에 걸쳐 분포된 다수의 만입부(25)가 주연 면(24) 내로 가공되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 만입부(25)가 주연 면(24) 내로 규칙적인 간격으로 가공되는 것을 특징으로 하는 장치.
제3항에 있어서, 만입부(25)가 압력 챔버(7a 내지 7d, 8a 내지 8d)의 전체 폭 B에 걸쳐 축 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 만입부(25)가 축 방향으로 연장된 홈으로 형성된 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 만입부(25) 사이의 폭 b 및 간격 d는, 각각의 경우 적어도 두 개의 만입부(25)가 내부 부품(2)의 리브(4a 내지 4d)의 인접 단부(23)에 의해 덮이도록 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 원주 방향으로 만입부(25)의 폭 b가 내부 부품의 인접 리브(25)의 폭 D의 1/5 보다 적은 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 만입부(25)의 간격 D가 내부 부품의 인접리브(4a 내지 4d)의 폭 D의 1/5 보다 적은 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 원주 방향으로 만입부의 폭 b가 구획된 휠의 인접 리브(4a 내지 4d)의 폭 D의 1/10 보다 적은 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 만입부(25) 사이의 간격 d가 내부 부품의 인접 리브(4a 내지 4d)의 폭 D의 1/10 보다 적은 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어는 한 항에 있어서, 구획된 휠(5)이 소결 부분으로 설계되고, 만입부(25)가 소결 공정 중에 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 만입부(25)의 폭 b가 1mm 이하인 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 만입부(25)의 폭 b가 0.5mm 이상인 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 만입부(25)의 깊이가 0.5mm 이하인 것을 특징으로 하는 장치.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 만입부(25)의 깊이가 0.2mm 이상인 것을 특징으로 하는 장치.