KR20040083105A - 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬 - Google Patents

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KR20040083105A KR10-2004-7011882A KR20047011882A KR20040083105A KR 20040083105 A KR20040083105 A KR 20040083105A KR 20047011882 A KR20047011882 A KR 20047011882A KR 20040083105 A KR20040083105 A KR 20040083105A
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이베에스 필트란 쿤스츠토프-/메탈러조이그니세 게엠베하
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Abstract

본 발명은 오일 팬의 일부가 오일 필터 유닛의 저부를 형성하며, 오일 필터 유닛이 적어도 접착 부품 및 하나 이상의 펀치 리벳에 의해 오일 팬에 고정되는, 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬에 관한 것이다.
본 발명은 오일 팬에 오일 필터 유닛을 체결하는 방법으로서, 상기 방법은,
- 오일 필터 수단과 오일 팬 사이에 시일과 접착제를 도입하는 단계,
- 펀치 리벳에 의해 그 사이에 층을 포함하는 오일 팬과 필터 수단을 결합하는 단계를 구비한다.

Description

일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬{AN OIL PAN HAVING AN INTEGRATED OIL FILTER UNIT}
일반적으로, 오일 필터가 엔진 또는 변속기에 채용되어, 엔진 또는 변속기를 윤활하기 위해 사용된 오일을 정화한다. 본래, 엔진 또는 변속기의 오일 여과는 오일 팬 내측과 외측에 개별적으로 배치된 필터들을 사용하여 행해졌다. 일반적으로, 여과에 요구되는 필터 매체는 다양한 방법으로 필터 하우징에 배치된다. 엔진/변속기 차실에서 가용 공간은 매우 한정적이어서, 그 결과, 최근 엔진과 변속기의 신규의 매우 큰 구조의 개발을 회피하고, 일체화에 의해 공간의 경제적인 최적화를 행하려는 경향이 있다.
그 결과, 오일 필터는 엔진 또는 변속기의 오일 팬에 일체형인 것이 사용되고 있다. 이는 오일 팬이 엔진 또는 변속기에 사용되지 않는 오일을 수용하도록 의도되기 때문에, 오일 팬에서 가용 공간의 합리적인 이용을 가능하게 한다. 오일 팬의 이러한 오일 필터 삽입물의 배치는 예컨대, DE A1 197 35 444.0에 개시되어 있다.
오일 팬 내에서 오일 필터의 문제없는 작동을 위해서, 필터 유닛과 오일 팬 사이의 조인트의 견고함(tightness)이 고온 및 응력의 범위에 걸쳐 일정하게 보장되어야 함은 필수 불가결한 것이다. 차량 내의 온도가 사용자의 지리학적 위치와 오일의 온도에 따라 -40℃와 +160℃ 사이의 범위에 있을 수도 있음을 명심해야 한다. 온도에 의해 야기된 이와 같은 큰 응력의 결과, 필터 유닛은 종종 어느 정도의 시간 동안 사용된 후, 변형된다. 견고함에 관계없이, 이는 특히 오일 필터과 엔진 또는 변속기 사이에서 손상될 수 있는 조인트에 대해, 필터 유닛의 기능성에 문제를 일으킬 수 있다.
특히, 오일 팬과 필터 삽입물에 대해 상이한 재료의 사용, 예컨대, 금속 오일 팬과 플라스틱 필터 삽입물의 사용은 이들 물질의 물리적 특성 특히, 견고함이 비슷하지 않기 때문에, 종종 조립 중 문제를 일으킨다. 접착제의 긴 양생(cure) 시간에 기인하여, 하루가 요구되는 오일 팬의 2개의 하프 쉘(half-shell)의 접합은 고객에게 바람직해야 하는 완전한 오일 필터 시스템의 배송을 지연한다.
특히, 오일 필터 흡기 위치를 가능한 낮게 하기 위해서 오일 필터 유닛의 전체 높이를 감소시키기 위한 노력이 진행되고 있다. 그러나, 이는 구조적 요구조건의 상당한 증가를 내포한다.
본 발명은 오일 팬의 일부가 오일 필터 유닛의 저부를 형성하는, 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 엔진 또는 변속기용 오일 팬에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 오일 팬의 바람직한 실시예의 개략적인 경사도이다.
도 2는 본 발명에 따른 오일 팬의 바람직한 실시예의 길이방향 단면도이다.
도 3은 도 2를 따라 취한 확대도이며, 오일 팬(1)에 평행하여 널리 연장하는체결 영역(10)을 관통하는 길이방향 단면도이다.
도 4는 도 3과 유사하지만, 후자가 펀치 리벳(6)을 통해 연장하는 단면도이다.
그러므로, 본 발명의 기술적 목적은 상기 언급된 문제점을 회피하며, 특히 장시간 및 문제없는 오일 여과를 가능하게 하며, 주 온도 변동 하에서조차 충분히 영구적인 견고함을 갖는 일체형 오일 필터 유닛을 구비하는 엔진 또는 변속기용 오일 팬을 제공하는 것이다.
상기 기술적 목적은 오일 팬의 일부가 오일 필터 유닛의 저부를 형성하며, 오일 필터 유닛이 적어도 접착 부품 및 하나 이상의 펀치 리벳에 의해 오일 팬에 고정되는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬에 의해 이루어진다.
바람직한 실시예에서, 시일링 요소가 오일 필터 유닛과 오일 팬 사이에 위치된다.
시일과 동시에 부품을 결합하는 기능의 가정 하에, 시일이 단지 리벳팅 후 삽입되거나 접촉 압출되거나, 접착제가 시일 대신에 적용되는 것 중 하나의 구조이도록 설계될 수 있다.
오일 팬과 필터 유닛 모두는 펀치 리벳팅에 적절한 가능한 어떠한 재료로도 만들어질 수 있다. 이들 재료는 무기물 또는 유기물로 도포될 수 있는 금속, 합금, 강(steel) 또는 플라스틱과 같은 금속 재료, 비금속 재료, 복합 재료를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 금속, 특히 판 금속, 다이 캐스트 알루미늄, 또는 강으로 제조된 오일 팬과 플라스틱으로 제조된 필터 유닛이 사용된다.
실제 필터 유닛은 재료에 따라 판 형상 또는 백(bag) 형상 또는 접혀질(folded) 수 있는 세그먼트 스크린(segment screen), 페이퍼 필터뿐만 아니라 폴리에스테르 필터 부직포(felt)와 같은 하나 이상의 필터 매체, 및 필터 매체의 테두리를 두르는 프레임 뿐만 아니라 예컨대 용접에 의해 프레임에 장착될 수 있는 커버를 포함한다. 바람직한 형태로서, 필터 유닛의 프레임은 필터 매체 둘레를 압출 성형(extruding)함으로써 형성된다.
바람직한 실시예에서, 필터 유닛은 오일 팬에 필터 유닛을 고정하기에 유용한 체결 영역을 갖는다. 상기 체결 영역은 필터 유닛 프레임의 일부를 나타내며, 풋(foot)과 같은 오일 팬 저부에 적어도 부분적으로 평행하게 연장하도록 설계되며, 바람직하게 오일 팬과 접촉하는 하측에 홈을 갖는다. 이렇게 설계된 필터 유닛의 프레임은 상기 언급된 홈에 접착제 부품을 도입함으로써 오일 팬의 저부에 필터 유닛의 고정을 허용한다. 또한, 오일 팬의 저부에 평행 연장하는 체결 영역은 펀치 리벳의 도움에 의해 오일 팬의 피팅을 허용하는 두께를 가져야 한다.
체결 영역 등에서 오일 팬이 오일 팬의 저부에 평행하게 연장하는 필터 유닛의 프레임의 체결 영역보다 다소 넓은 최적 형태의 홈을 가질 때, 오일 팬을 갖는 필터 유닛의 체결이 용이하다. 이는 오일 팬의 저부 상에 필터 유닛의 짝을 이룬 고정(fixture)을 가능하게 하며, 고정 후에 과격한 사용 조건으로 인한 필터의 변형을 방지한다.
프레임과 오일 팬 사이의 영구적이며 타이트한 조인트가 문제없는 오일 여과를 허용하도록 제공되어야 한다. 이를 위해, 시일 요소가 필터 유닛의 프레임의 체결 영역에 위치된 홈에 바람직하게 도입된다. 접착 특성을 동시에 갖는 시일의 사용이 특히 바람직한 것으로 알려져 있었다. 아크릴 고무(ACM), 에틸렌 아크릴 엘라스토머(AEM), 또는 플루오르 고무(FPM)와 같은 종래의 재료가 시일링 요소로 사용될 수 있지만, 2성분 또는 실리콘 접착제는 접착 시일링 재료의 예시를 나타낸 것이다.
주로, 큰 온도 변화에 기인하여, 현재까지 연구된 바와 같이 시일 및 접착제를 거의 사용하지 않는 오일 팬 상의 필터 유닛의 고정은 어느 정도 시간 후 누출을 유발하고, 실란트 또는 접착제의 변형을 유발하므로, 본 발명에 따른 오일 팬에서, 오일 팬 상의 프레임의 고정은 펀치 리벳, 특히 세미 튜블라 리벳을 사용한 결합에 의해 이루어진다.
세미 튜블라 리벳(semi-tubular rivet)을 사용한 2개 이상의 결합 부품이 몇 년 동안 알려져 있으며, 이미 사용되고 있다. 예컨대, 자동차 산업에서, 모터 차량의 흰색의 알루미늄 바디에 펀치 리벳팅을 사용하여 작업된다. DE 44 31 769와 DE 197 01 150에 개시된 바와 같이, 예컨대, 세미 튜블라 리벳을 사용한 펀치 리벳팅은 탄성적으로 변형가능하나 보조 결합 부품의 사용에 기초하며, 클립핑 펀치로서 동시에 기능하는 보조 결합 부품을 사용하여 어떠한 예비 펀치 작업 없이 2개 이상의 결합 부품 특히 판 금속 부품의 간접적인 제거할 수 없는 결합을 특징으로 한다. 절단면에 카운터 싱크 보어가 설계된 세미 튜블라 리벳으로 설계된 펀치 리벳은 넓힘(widening)에 의해 최하부의 결합 부품에서 탄성 변형되도록 n 결합 부품의 상부 n-1을 통해 펀치한다. 리벳팅된 조인트의 강도는 특히 넓힘(widening) 중 얻어진 언더컷(SH)에 따른다.
본 방법은 결합 부품을 펀칭하는 예비 작업을 필요로 하지 않아, 열처리와 대조적으로 변형이 발생하지 않으며, 자체를 통해 펀치되지 않는 최하부 결합 부품은 파손되지 않는 보호층 따라서 타이트 조인트를 나타낸다. 또한, 펀치 리벳 처리에 대한 작동 및 유지보수 비용은 낮게 평가되는 이점이 있다.
본 방법의 또 다른 이점은 물리적 표면 특성이 완전히 상이한 용이한 액밀형 결합 재료의 가능성에서 나타난다. 펀치-리벳팅 처리를 실행하는 장치는 예컨대, DE 199 05 527호 공개 공보에 개시되어 있다.
최적의 형태에서, 본 발명에 따른 본 오일 팬에서의 펀치 리벳팅은 특히 가장자리(corner)에서 임계 영역에서만 사용되지만, 사용되는 리벳의 수에 대해서는 기본적으로 제한되지 않는다. 시일링 요소/접착제 및 펀치 리벳의 조합은 사용중 필터 유닛 변형의 위험 없이 가장 낮게 넣어질 수 있는 오일 팬과 프레임 사이의 영구적이며 타이트한 결합을 얻는다. 특히, 시일링 접착제를 사용함으로써, 상당수의 리벳 감소와 동시에 견고함이 보장될 수 있다. 이 경우, 리벳은 단지 접착제의 건조 단계 중 부품을 고정하며, 그러므로 고객에게 배송되기 이전에 접착제의 양생과 완전한 건조가 더 이상 요구되지 않는다. 그러므로 오일 팬은 결합 후 직접 고객에게 배송될 수 있다.
이는 단기간 내 조차 시스템의 배송뿐만 아니라 배송 이전의 필수 건조에 기인하여 생산지의 건물에서 사용되었던 건조 기일 중 점유된 공간의 중대한 이용을 가능하게 한다.
본래, 사용되는 세미 튜블라 리벳 재료는 결합되는 부품의 경도에 의해 결정된다. 이는 스테인레스 강으로 만들어진 리벳을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 오일 팬에 오일 필터 유닛을 체결하는 방법을 제공하며, 상기 방법은,
- 오일 필터 수단과 오일 팬 사이에 시일과 접착제를 도입하는 단계,
- 펀치 리벳에 의해 그 사이에 층을 포함하는 오일 팬과 필터 수단을 결합하는 단계를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 시일이 오일 필터 유닛과 오일 팬 사이 삽입에 의해 도입되며, 시일 자체 또는 오일 필터 유닛 및/또는 오일 팬이 접착제와 함께 부가적으로 제공된다. 1성분 또는 2성분 실리콘 또는 폴리우레탄 접착제와 같은 종래 물질이 접착제로서 사용된다. 아크릴 고무(ACM), 에틸렌 아크릴 엘라스토머(AEM), 또는 플루오르 고무(FPM)로 제조된 통상의 재료가 시일로서 사용되는 것을 알 수 있다.
제2의 바람직한 실시예에서, 시일은 초기에 필터 유닛에 고정되며, 오일 팬 위에 후자와 함께 배치된다. 특히, 바람직한 형태에서, 시일이 필터 유닛에 압출에 의해 고정된다. 바람직하게, 아크릴 고무(ACM), 에틸렌 아크릴 엘라스토머(AEM), 또는 플루오르 고무(FPM)로 제작된 재료가 사용된다.
제3의 바람직한 실시예에서, 시일이 필터 유닛과 오일 팬 사이에 주입됨으로써 도입된다. 이를 위해, 실리콘 접착제 또는 2성분 접착제와 같은 시일링 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 오일 팬에 평행하게 연장하는 프레임의 체결 영역 상에 위치된 홈 내로 주입하는 것이 용이하다. 본 발명의 오일 팬은 본 발명으로 제한하려는 의도는 아니지만 하기의 도면을 참조로 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 오일 팬의 바람직한 실시예의 개략적인 경사도이다. 1은 실제 오일 팬이며, 동시에 오일 필터 유닛의 저부를 형성한다. 필터 유닛은 프레임과, 적어도 오일 팬의 저부에 부분적으로 평행하게 연장하는 체결 영역(10), 필터 유닛의 필터 매체(9)와 커버(3)를 갖는다. 필터 유닛의 프레임(2)은 필터 매체(9) 둘레를 압출함으로써 형성된다. 손쉽게, 필터 유닛의 커버(3)가 제조 처리 중 프레임(2) 부품 위에 용접된다.
오일 팬(1)은 바람직하게 필터 유닛의 형태에 상응하는 홈(8)을 갖는다. 바람직하게는, 오일 팬(1)과 필터 유닛의 프레임(2) 사이에 위치되는 시일(4)이 상기 홈(8)에 도입된다. 오일 팬 상에 필터 유닛의 프레임(2)을 고정하기 위해 의도된 접착 부품은 이 도면에서 생략되었다. 펀치 리벳(6)이 필터 유닛의 부가적인 고정에 이용된다.
정규 작동에서, 오일은 엔진 또는 변속기 순환으로부터 오일 팬(10)을 통과하며, 필터 매체(9) 아래 필터 유닛의 내부로 입구 개구(7)를 통해 흐르며, 흡입 펌프에 의해 필터 매체(9)를 통해 끌어넣어지며, 마지막으로 출구 개구(5)를 통해 순환 내로 다시 통과한다. 출구 개구(5)에는 시일 링(11)이 제공된다.
도 2는 본 발명에 따른 오일 팬의 바람직한 실시예의 길이방향 단면도이다.
도 3은 도 2를 따라 취한 확대도이며, 오일 팬(1)에 평행하게 크게 연장하는 체결 영역(10)을 관통하는 길이방향 단면도이다. 부연하여, 오일 팬(1) 뿐만 아니라 필터 유닛의 체결 영역(10)이 홈(8)을 가지며, 오일 팬(1)의 홈(8)의 형상은 필터 유닛의 체결 영역(10)을 포함하도록 설계된다.
도 4는 도 3과 유사하지만, 후자가 펀치 리벳(6)을 통해 연장하는 단면도이다. 도 4는 체결에 수반하는 체결 위치를 도시한다. 펀치 처리 도중에 세미 튜블라 리벳의 넓힘중 형성된 언더컷은 SH로 지시된다. 상기 언더컷은 조인트의 강도와 견고함에 영향을 미친다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 결합은 오일 팬(1), 필터 유닛의 체결 영역(10) 및 시일(4)을 구비한다.
본 발명에 따라, 장시간 및 문제없는 오일 여과를 가능하게 하며, 주 온도 변동 하에서 조차 충분히 영구적인 견고함을 갖는 일체형 오일 필터 유닛을 구비하는 엔진 또는 변속기용 오일 팬이 제공된다.

Claims (15)

  1. 오일 팬의 일부가 오일 필터 유닛의 저부를 형성하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬에 있어서, 상기 오일 필터 유닛이 적어도 접착 부품 및 하나 이상의 펀치 리벳(6)에 의해 상기 오일 팬(1)에 고정되는 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  2. 제 1 항에 있어서, 시일링 요소(4)가 상기 오일 필터 유닛과 상기 오일 팬(1) 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 접착제 부품이 상기 시일링 요소(4)로서 동시에 기능하는 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필터 유닛은 플라스틱으로 제조된 프레임(2)과 필터 매체(9)를 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 필터 유닛의 프레임은 상기 오일 팬(1)에 상기 필터 유닛을 체결하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 오일 팬(1)에 결합되는 필터 유닛 체결 영역(10)은 홈(groove)인 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 팬(1)은 홈(8)을 구비하는 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홈(8)은 상기 필터 유닛의 형상에 상응하는 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 세미 튜블라 리벳(semi-tubular rivet)이 펀치 리벳(6)으로 사용되는 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 팬(1)은 구성 부품으로서 적어도 하나의 금속을 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 오일 필터 유닛을 갖는 오일 팬.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 오일 팬(1)에 오일 필터 유닛을 체결하는 방법으로서, 상기 방법은,
    - 오일 필터 수단과 오일 팬(1) 사이에 시일(4)과 접착제를 도입하는 단계,
    - 펀치 리벳(6)에 의해 그 사이에 층을 포함하는 오일 팬(1)과 필터 수단을 결합하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 오일 팬에 오일 필터 유닛을 체결하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 시일(4)이 상기 오일 필터 유닛과 상기 오일 팬(1) 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 오일 팬에 오일 필터 유닛을 체결하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 시일(4)이 상기 필터 유닛에 고정되는 것을 특징으로 하는 오일 팬에 오일 필터 유닛을 체결하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 시일(4)이 상기 필터 유닛 위에 압출에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 오일 팬에 오일 필터 유닛을 체결하는 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 시일(4)이 상기 필터 유닛과 상기 오일 팬(1) 사이에 주입되는 것을 특징으로 하는 오일 팬에 오일 필터 유닛을 체결하는 방법.
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