KR20010022275A - 구동휠에 대한 축의 상대적 회전 위치 변경을 위한 장치 - Google Patents

Abstract

압력 매체 펌프에 의해 가압 가능한 서로 작용하는 두 개의 압력 챔버를 구비한 조정 장치를 갖는 구동휠에 대한 축의 상대적 회전 위치 변경을 위한 본 발명에 따른 장치에 관한 것이다. 일정하며 제어된 조정 과정 및 확실한 위치 고정을 달성하기 위해, 조정 작동의 개시에서 압력 매체 탱크와 연결된 대면한 압력 챔버가 비워지기 전에 압력 펌프와 연결된 압력 챔버가 가압된다.

Description

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

이런 유형의 장치는 예를 들어 국제 특허 공보 구5/31633호에 개시되어 있다. 여기에 엔진 캠축의 회전 위치 변경을 위한 장치가 설명되었고, 서로 작용하는 두 개의 압력 챔버로 구획된 휠에 배치된 챔버들을 각각 분리하는 반경 방향의 리브를 갖는 캠축이 내부 휠에 회전 불가능하게 연결된다. 상기 구획된 휠은 엔진 크랭크 축에 의해 체인 또는 벨트 구동을 통해 작동된다. 각각의 압력 챔버의 압력 가압은 4/3 방 밸브로써 구성된 제어 밸브를 통해 달성되고, 압력 챔버는 이 제어 밸브에 의해 바람직한 회전 변경에 따라 압력 매체 펌프 또는 압력 매체 탱크에 연결된다. 압력 도관은 또한 이 제어 밸브로부터 동일하게 작용하는 모든 압력 챔버로 각각 연결된다. 또한 상기 압력 도관에는 유압적으로 해제 가능한 역류 방지 밸브가 각각 배치되고, 이 역류 방지 밸브의 차단 효과는 다른 압력 도관의 압력에 의해 취소될 수 있다. 제어 밸브의 중립 위치에서 누출 손실을 최소로 하면, 상대적으로 서로 회전 가능한 두 개의 구성 부품의 유압식 고정은 이 역류 방지 밸브를 통해 달성된다. 그러나 이런 유형의 장치는 비교적 값비싸다. 또한 이는 조정 과정 중에, 압력 매체 탱크에 대한 압력 챔버 구성체의 거의 제한 되지 않은 연결에 의해, 조정 과정이 바람직하지 못한 상태로 변경되거나 또는 불확실하게 될 수 있다.

미국 특허 제4,858,572호에는 내부 부분이 캠축의 단부와 회전 불가능하게 고정 연결되고, 내부 부분의 외부 측면에 주연에 걸쳐 분포되며, 내부에 베인 요소가 반경 방향으로 활주 가능하게 구성된 다수의 반경 방향 슬릿을 갖는 회전 위치 변경 장치가 또한 공지되어 있다. 이 내부 부분은 내부 부분에서 베인에 의해 서로 작용하는 두 개의 압력 챔버로 분리된, 유압적으로 가압 가능한 다수의 챔버를 갖는 구획된 휠에 의해 둘러싸인다. 이 압력 챔버의 압력 가압에 의한 압력차에 따라 내부 부분 및 캠축에 대한 구획된 휠은 회전될 수 있다. 또한 구획된 휠의 두 개의 반경 방향 구멍에서 한정된 각도로, 유압적으로 가압 가능한 플런저(plunger)가 각각 안내되고, 상기장치에 배치된 단부 위치에서 내부 부분의 반경 방향 만입부로 활주될 수 있다. 이 플런저는 압력 스프링 요소에 의해 내부 부분 방향으로 가압되고, 반대 방향으로는 내부링 내에서 구멍의 유압 가압에 의해 활주 가능하다. 압력 챔버의 가압을 위한 압력이 한정된 레벨까지 도달하지 못하는 한, 장치는 스프링에 의해 가압된 플런저를 통해 자체의 양 단부 위치에서 차단되야 한다. 일정한 압력 레벨에 도달될 때 플런저는 압력 스프링 작용에 대해 복원되고 구획된 휠에 대한 내부 부분의 회전이 가능하게 된다. 이런 유형의 장치에서 무엇보다도 엔진 시동 및 작동시에 변경되는 모멘트 부하를 통해 발생되는 소음이 감소되야 한다.

본 발명은 청구항의 기술 분야에 따른 구동휠에 대한 축 특히, 엔진 구동휠의 상대적 회전 위치 변경을 위한 장치에 관한 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예가 상세히 설명된다.

도1은 위상 변위 가능한 캠축 구동을 위한 압력 매체 공급을 도시하는 개략도이다.

도2는 제어 밸브의 개략도이다.

따라서 본 발명의 목적은 구동휠에 대한 축의 상대적 회전 위치 변경을 위한 장치가 더 간단하며 비용이 더욱 절감되도록 구성되며 회전 위치 변경이 오차없이 가능하도록 개선하는 것이다. 우선적으로, 상당히 비 경제적이며 비싼 제어 밸브가 제거되어야 한다. 또한 엔진의 정지시에 그리고 장치의 정지 작동에서 간단하게 작용하는 유압식 래칭이 가능해야 한다.

본 발명에 따르면 이런 목적은 독립 청구항의 특징부에 의해 해결된다.

조정 과정의 개시에서, 하나의 압력 챔버는 다른 압력 챔버가 역 방향으로 작용하는 압력 매체 탱크와 연결되기 전에 압력 매체 펌프와 연결되고, 이로 인해 개방되는 면에서의 압력 하강이 대향한 면에서의 압력 상승보다 빠르게 달성되는 것이 방지된다. 이에 따라 감쇠(damping) 또는 교축(throttling)이 방출면에서 발생되고, 이를 통해 압력 상승에 대한 조기 조정이 방지된다. 이로써 조정 과정은 감쇠되거나 더 정확해 진다. 이런 방식의 압력 가압 또는 압력 해제의 제어는 비 경제적인 감쇠 매체의 포기 및 압력 제어의 결과로써 제어된 조정 또는 조정 작동의 제어된 변경을 간단한 방법으로 가능하게 한다.

조정 과정 중에 압력 매체 탱크에 대한 제어 단면이 압력 매체 펌프에 대한 개방 단면보다 항상 작으면, 전체 조정 과정에 걸쳐 작용하는 방출면 상의 감쇠 또는 교축이 달성된다. 이를 통해 전체 조정 과정에 걸쳐 이른 압력 상승이 방지되어 전체 조정 과정에 걸쳐 매우 정확한 위치 배치 및 오차없는 조정이 지속적으로 가능하게 된다.

연합된 회전 방향을 위한 공급 제어 및 방출 제어가 제어 밸브의 공통 밸브 부재를 통해 제어되면, 상대적 회전 위치 변경에 대한 장치의 유익하고 경제적인 구성은 달성된다.

회전 위치의 양 방향으로 공통의 제어 밸브 및 공통의 밸브 부재가 사용되면 상대적 회전 위치 변경에 대한 이런 유형의 장치는 더 간단하고 비용에서 경제적이다.

여기서 제어 밸브는 특히 4/3 방 밸브로 유익하게 구성되고, 공급 및 방출 제어를 위해 두 회전 방향으로 작용하는 밸브 슬라이드로써 구성된다.

본 발명의 다른 장점 및 유익한 구성은 종속 청구항 및 명세서에서 설명된다.

도1에는 예를 들어 독일 특허 공개 제39 37 644호에 공지된, 구동휠 또는 크랭크 축에 대한 캠축의 유압식 회전각 조정을 위한 장치가 한 단부에 배치된 엔진의 캠축이 도시된다. 이런 조정 장치(2)는 캠축과 회전 불가능하게 고정되며 반경 방향 리브(4)를 구비한 내부 부분(3)을 갖는다. 리브는 반경 방향 리브(6)에 의해 한정된 하나의 구획된 휠(5)의 챔버를 대면하여 영향을 미치는 두 개의 압력 챔버로 각각 분리한다. 구획된 휠(5) 즉, 구동휠은 예를 들어, 체인 구동 또는 벨트 구동으로 엔진의 크랭크 축과 연결된다. 캠축(1)과 연결된 내부 부분(3)은 압력 챔버의 상응되는 압력을 가압함으로써 구획된 휠(5)에 대해 회전될 수 있으므로 연료 교환 밸브를 작동시키는 캠의 위상이 변경된다.

캠축 베어링 내에 형성된 두 개의 환형홈(9, 10)을 통해 제어 도관(11, 12)과 각각 접속되며 캠축 내에서 서로 분리되어 형성된 두 개의 압력 채널(7, 8)을 통해 압력 챔버의 유압 조정이 달성된다. 이 두 제어 도관(11, 12)은 본 실시예에서 4/3 방 밸브로써 구성되는 제어 밸브(13)와 연결된다. 도관(11)에 연결된 제어 밸브(13)의 연결부(A) 및 도관(12)에 연결된 제어 밸브(13)의 연결부(B)가 도시된다. 제어 밸브(13)는 압력 연결부(P) 및 귀환 연결부(T)를 갖는다. 압력 연결부(P)는 압력 도관(14) 및 역류 방지 밸브를 통해 압력 매체원으로써 이용되는 엔진의 윤활 매체 폄프(16)와 연결된다. 이는 흡입관을 통해 오일 저장 탱크(17) 또는 오일 팬(pan)에 다시 연결된다. 제어 밸브(13)의 귀환 연결부(T)는 마찬가지로 오일 탱크(17)에 연결된다.

제어 밸브의 중립 위치(II)에서, 압력 도관(14), 귀환 연결부(T), 두 제어 도관(11, 12)이 밸브측으로 폐쇄된다. 제어 밸브(13)의 스위치 위치(I)에서, 압력 도관(14)은 제어 도관(11)에 연결된다(P -> B). 제어 도관(12)은 귀환 연결부(T)를 통해 오일 탱크(17)와 다시 연결된다(A -> T). 제어 밸브의 스위치 위치(III)에서, 제어 도관(11)이 오일 탱크(17)로 개방되나(B -> T), 압력 도관(14)은 제어 도관(12)에 연결된다(P -> A). 제어 밸브의 두 스위치 위치(I, III)에서, 각각 연결된 압력 챔버 내의 압력차에 의해 구획된 휠에 대한 내부 부분의 회전이 달성된다. 여기서, 예를 들어 스위치 위치(III)에서, 상대적 회전이 반 시계 방향으로 실행되나, 스위치 위치(I)에서 구획된 휠에 대한 내부 부분은 시계 방향으로 회전한다. 중립 위치(II)에서, 회전 가능한 양 조정 장치의 구성 부분의 상대적 위치가 유압적으로 유지되거나 또는 고정된다.

4/3 방 비례 밸브로써 구성된 제어 밸브(13)는 서로 간격이 유지되는 다섯 개의 환형홈에 의해 둘러싸이는, 밸브 구멍(19)을 구비한 밸브 하우징(18)을 갖는다. 도2에서 도시된 구조에서 이 다섯 개의 환형홈(20 내지 24)은 왼쪽으로부터 오른쪽으로 차례로 도시된다. 여기서 환형홈(20 내지 24)은 공지된 방법으로 귀환 연결부(T)와 연결된다. 환형홈(21)은 압력 연결부(B)와 연결되나, 환형홈(23)은 압력 연결부(A)와 연결된다. 중간 환형홈(22)은 압력 도관(P)과 연결된다. 밸브 구멍(19) 내에는 밀착되어 길이 방향으로 활주 가능한 플런저로써 구성된 밸브 부재(25)가 형성된다. 이 밸브 부재(25)는 작은 직경의 플런저 단면부(28)를 통해 서로 연결되고 밸브 구멍(19) 내에 형성되고, 간격이 유지되며 밀착되는 두 개의 플런저 단면부(26, 27)를 갖는다. 단면부(25)와 밸브 구멍(19)의 벽 사이에 형성된 환형 챔버(29)가 두 개의 플런저 단면부(26, 27)를 통해 폐쇄된다. 제어 밸브(13)의 중립 위치(II)에서, 플런저 단면부(25)의 길이 및 플런저 단면부(26, 27)의 길이는, 환형홈(21, 23)이 플런저 단면부(26, 27)를 통해 밀착 폐쇄되도록 환형홈(20 내지 24)의 폭과 간격에 일치된다. 두 개의 서로 인접한 플런저 단면부(26, 27) 정면의 간격은 확실한 밀폐를 위해 요구되는 치수만큼 서로 인접한 환형홈(21, 23)의 간격보다 작다. 플런저 단면부(26, 27)의 길이는 환형홈(21, 23)의 커버 및 압력 연결부(P)에 대면한 정면이 확실히 더 크도록 선택된다. 밸브 부재(25)가 도2에 도시된 중립 위치(II)로부터 오른쪽으로 예를 들어, 스위치 위치(I)로 밀리면, 압력 연결부(P)에 인접한 환형홈(23)의 영역은 플런저 단면부(27)에 의해 더 이상 폐쇄되지 않거나 또는 개방된다. 대향한 면에서는, 환형홈(21)이 더 많이 덮히는 플런저 단면부(26)에 의해 완전히 폐쇄 된다. 이로써 조정 과정의 개시에서 대향한 압력 도관(A)에 배치된 압력 챔버가 비워짐없이 압력 연결부(B)에 배치된 압력 챔버가 가압된다. 밸브 부재(25)가 계속 오른쪽으로 밀리게 되면, 환형홈(21)은 환형홈(20)에 인접한 면에서 플런저 단면부(26)에 의해 더 이상 폐쇄되지 않게되거나 또는 이로부터 개방되므로 연결부(A)는 연결부(T)로 개방된다. 환형홈의 치수 및 간격은 개방 단면이 -밸브 부재가 오른쪽으로 밀릴 때- 환형홈(21)에서 보다 환형홈(23)에서 항상 크도록 밸브 부재의 치수에 일치된다(방출 엣지 제어). 밸브 부재(25)가 유사한 방법으로 중립 위치(II)로부터 왼쪽으로 스위치 위치(III)로 밀리면 압력 도관(P)에 인접한 환형홈(21)의 측면은 플런저 단면부(27)에 의해 더 이상 폐쇄되지 않게된다. 반면 플런저 단면부(27)는 더 넓은 폐쇄 부분에 의해 환형홈(23)을 충분히 밀폐한다. 밸브 부재(25)가 계속 왼쪽으로 밀리면 환형홈(23)은 환형홈에 인접한 측면에서 유사한 방법으로 폐쇄되지 않게된다. 여기서, 환형홈(21)의 구멍 직경이 -밸브 부재(25)가 왼쪽으로 밀릴 때- 환형홈(23)에서 보다 항상 크다.

Claims (5)

1. 서로 작용하는 두 개의 압력 챔버를 구비한 조정 장치(3)와 압력 매체 펌프(16)와 압력 매체 탱크(17)와 적어도 하나의 제어 밸브(13)를 갖고, 조정 과정 중에 하나의 압력 챔버가 상기 압력 펌프(16)와 연결되고 다른 압력 챔버는 상기 압력 탱크(17)와 연결되는 구동휠(5)에 대한 축(1) 특히, 엔진 캠축의 상대적인 회전 위치 변경을 위한 장치에 있어서,

   조정 과정의 개시시에, 하나의 압력 챔버는 다른 압력 챔버가 역 방향으로 작용하는 압력 매체 탱크(17)와 연결되기 전에 압력 매체 펌프(16)와 연결되는 것을 특징으로 하는 구동 휠에 대한 축의 상대적 회전 위치 변경 장치.
2. 제1항에 있어서, 조정 과정 중에 압력 탱크에 대한 압력 챔버 연결부의 제어 단면(23, 24; 21, 20)이 조정 과정 중에 압력 매체 펌프(17)에 대한 다른 압력 챔버 연결부의 제어 단면(21, 22; 22, 23)보다 항상 작은 것을 특징으로 하는 구동휠에 대한 축의 상대적 회전 위치 변경 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력 탱크에 대한 압력 챔버의 연결부의 제어 단면(23, 24: 21, 20) 및 압력 매체 펌프에 대한 다른 압력 챔버 제어 단면(21, 22; 22, 23)이 제어 밸브(13)의 공통의 밸브 부재(25)를 통해 제어되는 것을 특징으로 하는 구동휠에 대한 축의 상대적 회전 위치 변경 장치.
4. 제3항에 있어서, 제어 밸브(13)의 공통의 밸브 부재(25)가 양 방향으로 회전 위치를 변경하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 구동휠에 대한 축의 상대적 회전 위치 변경 장치.
5. 상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 밸브가 4/3 방 밸브로써 구성되는 것을 특징으로 하는 구동휠에 대한 축의 상대적 회전 위치 변경 장치.