KR20060128913A - 조립식 다중캠 - Google Patents

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KR20060128913A
KR20060128913A KR1020067014019A KR20067014019A KR20060128913A KR 20060128913 A KR20060128913 A KR 20060128913A KR 1020067014019 A KR1020067014019 A KR 1020067014019A KR 20067014019 A KR20067014019 A KR 20067014019A KR 20060128913 A KR20060128913 A KR 20060128913A
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multicam
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ring
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KR1020067014019A
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토마스 발츠
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티센 크루프 오토모티브 아게
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Abstract

본 발명은 낮은 비용으로 생산될 수 있고 유연한 방법으로 사용될 수 있으며 축방향으로 작은 구성 공간을 필요로 하는 조립식 다중캠에 관한 것이다. 상기 조립식 다중캠의 구성품들로써, 보어 (12), 캠 윤곽 A (4) 그리고 이 캠 윤곽과 축방향으로 인접하게 배치되며 외측 면 (7a) 이 제공된 조인트 윤곽 (7) 이 제공되어 있는 제 1 부분캠 (1); 보어 (12), 캠 윤곽 A (5) 그리고 이 캠 윤곽과 축방향으로 인접하게 배치되고 외측 면 (8) 이 제공된 조인트 윤곽 (7) 이 제공되어 있는 제 2 부분캠 (2); 캠윤곽 A 와는 상이한 캠 윤곽 B (6), 그리고 내측 면 (9a) 을 구비하고 있는 내측 윤곽 (9) 이 제공되어있으며, 링 (3) 의 내측 면 (9a) 이 부분캠 (1, 2) 의 외측 면 (7a, 8a) 상으로 이동할 수 있는 링 (3); 및 링 (3) 과 부분캠 (1, 2) 사이에서 유효하며 상기 구성품들 사이에 고정된 연결을 보장하는 연결수단을 포함한다. 본 발명은 본 발명에 따른 하나 이상의 조립식 다중캠을 포함하는 조립식 캠축을 제조하기 위한 방법에 관한 것이기도 하다.
조립식 다중캠

Description

조립식 다중캠 {BUILT MULTIPLE CAM}
본 발명은 청구항 1 에 따른 조립식 다중캠, 청구항 11 에 따른 하나 이상의 조립식 다중캠을 구비하고 있는 캠축 그리고 청구항 12, 13 및 14 에 따른 하나 이상의 조립식 다중캠을 구비하고 있는 상기 캠축의 제조방법에 관한 것이다.
한층 더해진 밸브제어 내연기관 분야의 발전으로 밸브들을 제어하기 위해 이용되는 캠축에 대한 수요가 그 어느 때보다 크다. 밸브제어시간의 가변제어를 위해 사용하는 기술에는 중요한 경향이 있다. 매우 최근에, 밸브리프트 (valve lift) 를 두 개의 상호 다른 캠 윤곽으로 제어하는 시스템이 확립되었고, 그 결과로 두 개의 상이한 밸브리프트를 상호 전환하는 것이 가능해졌다. 이러한 이유로, 두 개 이상의 상이한 캠 윤곽이 형성되어 있는 다중캠을 구비한 캠축이 사용된다. 이러한 형식의 시스템의 예로서 포르쉐 (Porsche) 라는 회사가 생산하는 자동차에 이용되는 "베리오캠 플러스 (VarioCam Plus)" 시스템이 언급될 수 있다. 이러한 시스템의 경우에, 이른바 절환형버킷태핏 (switchable bucket tappets) 이 사용되고, 이 절환형버킷태핏의 작동방식은 관련된 기술 분야에 숙련된 사람에게 알려져 있다.
힘들이 캠과 캠 종동자 (cam follower) (예를들면, 절환형버킷태핏) 사이의 힘 흐름으로 분포되는 방식을 개선하기 위하여, 상기 캠은 대체로 세 부분으로 나뉘어지고, 동일한 캠 윤곽을 구비하며 축방향으로 상호 공간을 두고 떨어진 두 개의 외측 캠 사이에, 외측 캠의 캠 윤곽과는 다른 제 2 캠 윤곽을 구비한 내측 제 2 캠이 배치된다. 이러한 형태의 다중캠을, 예를 들면 일체를 밀링 (milling) 하여 형성하거나 또는 세 개의 개별 캠들을 한데 모아서 형성할 수 있음이 종래의 기술에서 알려져 있다.
DE 196 06 732 C2 는 축방향으로 조립되는 다 수의 개별 부품들로 이루어진 다중캠을 공개한다. 개별 부품들은 관으로 형성되고, 상기 관의 일부분은 원형이 아니며 관들은 서로 마주하는 끝단부에 동심의 환상 돌출부를 포함한다. 개별 부품들을 다중갬으로 형성하기 위해 이러한 돌출부들을 조립한다. 원형 단면을 구비한 이러한 동심의 환상 돌출부들이 형성되고 상기 돌출부들은 대략 관 벽두께의 절반이다. 이것은 개별 부품들이 함께 조립된 후에, 조립된 돌출부 영역에도 관의 완전한 벽두께를 제공하는 것을 보장한다.
DE 196 06 732 C2 에서 알려진 다중캠은 개별 부품들 사이의 연결이 동심의 환상부 영역에서 비교적 약하다는 단점이 있다. 특히, 개별 부품들 사이의 연결은 비틀림저항에 충분하지 않다. 게다가, DE 196 06 732 C2 에서 공개된 다중캠들은 오직 하이드로포밍 (hydroforming) 공정에 따라 생산된 캠축에만 적합하다.
본 발명의 목적은 비용 효율적으로 생산될 수 있고, 유연한 방법으로 사용될 수 있으며 축방향으로 작은 설치공간을 필요로 하는 조립식 다중캠을 제공하는 것이다. 특히, 다중캠은 단순한 조립공정으로 캠축의 지지축에 결합 되고 또한 하이드로포밍 공정에 따라 생산되지 않은 조립식 캠축에도 사용될 수 있을 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 비용 효율적으로 생산될 수 있고, 절환형버킷태핏, 롤러 종동자 (roller follower) 등과 같은 상이한 캠 종동자들을 구비하고 있는 밸브 전달장치들에서 사용하는 것이 적합한 캠축을 제공하는 것이다. 마지막으로, 본 발명의 목적은 이러한 종류의 조립식 캠축의 제조에 사용될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상기 다중캠에 있어서, 이러한 목적은 본 발명에 따라 청구항 1 의 특징들을 구비한 다중캠으로 성취된다. 상기 캠축에 있어서, 상기 목적은 청구항 11 의 특징들을 구비한 캠축으로 성취된다. 상기 방법에 있어서, 상기 목적은 청구항 12, 13 그리고 14 로 성취된다.
본 발명에 따른 다중캠은 세 개의 개별 부품들, 즉 두 개의 부분캠과 이러한 부분캠을 함께 연결하는 링 (ring) 으로 구성된다. 이러한 개별 부품들 각각은 비용 효율적인 방법으로 대량생산될 수 있다. 두 부분캠 및 링은 그들의 외측에 캠 윤곽을 포함하고 있다. 상기 링이 부분캠들의 조인트 윤곽의 외면상으로 슬라이딩하기 때문에, 이러한 세 구성품들 사이에 견고한 연결을 이루기 위해 필요한 연결 수단들은 링 밑에서 방사상으로 배치되며 어떠한 추가적인 축방향 설치공간도 차지하지 않는다. 이러한 구성 때문에 축방향으로 적은 설치 공간을 차지하는 다중캠을 생산할 수 있다.
다중캠의 개별 부품들은 완전히 다른 방법으로 서로 독립적으로 생산될 수 있다. 그러므로, 부분캠들은 예를 들면, 소결기술 및 냉간성형 또는 열간성형 (단조) 모두로 생산될 수 있다. 금속절삭 제조법 (밀링, 선반) 으로 부분캠을 생산하는 것 또한 가능하다. 그러므로, 부분캠들을 위한 제조법과 재료는 엔진이 작동할 때 캠에 작용하는 하중에 따라 선택될 수 있다. 링은 강철 링으로서, 예를 들면 인발 관의 일부, 열간 또는 냉간 성형품 또는 소결품으로도 생산된다. 금속절삭 제조법으로 고체 금속에서 직접 링을 생산하는 것도 가능하다. 상기 링에 대해서, 제조법 및 재료의 선택은 엔진이 작동하는 동안 요구되는 강도 수준에 적합하도록 조정될 수도 있다. 상기 부분캠들과 링은 각각 개별적으로 경화될 수 있고 필요에 따라 뜨임될 수 있다. 이런 경우, 다중캠을 형성하는 세 개의 개별 부분들은 함께 처리될 필요가 없기 때문에, 모든 경화 및 담금질 그리고 뜨임 처리가 이용될 수 있고, 자유롭게 조합 될 수 있다. 예를 들면, 부분캠들을 유도경화하고 플라즈마 (plasma) 에서 링을 질화할 수 있고 또는 벌크재로서 경화시키는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 다중캠에 있어서, 상기 링은 비 원형의 내측 윤곽을 포함한다. 따라서, 링이 슬라이딩할 수 있도록 부분캠들의 조인트 윤곽 또한 비 원형으로 형성된다. 이러한 방법으로, 주위방향으로 유효한 형상끼워맞춤 (form-fit) 이 링과 부분캠 사이에서 이루어진다. 이 형상끼워맞춤은 개별 부품들이 함께 조립되면 다중캠이 주위방향으로 비틀림에 저항하도록 미리 조립되는 것을 보장한다.
링과 부분캠들 사이에 효과적인 연결수단들은 유익하게는 억지끼워맞춤 (interference fit) 으로 형성된다. 예를 들면, 이러한 종류의 억지끼워맞춤을 만들기 위해서, 부분캠의 조인트 윤곽과 링의 내측 윤곽은 공지된 방식으로 제조공차 내의 치수로 만들어지는데, 이로써 서로 슬라이딩하는 면들이 억지끼워맞춤을 형성하게 된다. 이렇게 해서, 다중캠을 미리 조립하는데 필요한 작업량이 적게되는데, 왜냐하면 부분캠의 조인트 윤곽상으로 링을 슬라이딩하는 것 외에는 구성품들 사이에 필요한 단단한 연결을 이루기 위해 어떠한 추가적인 개별 작업단계들도 필요하지 않기 때문이다.
캠축의 조립이 끝난 후에, 캠의 윤곽은 그라인딩 (grinding) 으로 완성한다. 아무런 문제 없이 링의 캠 윤곽을 그라인드 할 수 있기 위해서는, 링의 캠 윤곽이 부분캠의 캠 윤곽으로부터 축 방향으로 떨어져 있는 것이 유리하다. 이러한 축방향 공간은 간극이라고 하기도 한다. 간단한 방법으로 이러한 간극을 확보하기 위해서, 하나 이상의 부분캠은, 조인트 윤곽에서 캠 윤곽 사이의 영역에서, 부분캠의 외측 면을 넘어 반경 방향으로 돌출한 숄더 (shoulder) 를 포함하고 있다. 링이 조인트 윤곽상으로 슬라이딩할 때, 상기 숄더는 링의 캠윤곽과 부분캠의 캠 윤곽 사이에 필요한 축방향 공간을 제공하는 스페이서로 기능한다. 상기 숄더의 축방향 길이를 조절하여, 각 경우의 요건에 따라 상기 공간의 크기를 조절하는 것이 가능하다. 상기 숄더는 부분캠의 일체화된 부분 (예를 들면, 반경부 (radius) 또는 소결된 챔퍼 (chamfer)) 일수도 있고 또는 예를 들면 부분캠의 조인트 윤곽에 맞는 링 요소와 같은 개별 구성품으로 형성될 수도 있다. 또한 간극은 중간 링의 일체화된 부분 일 수도 있다.
부분캠의 생산에 필요한 제조비용과 지출을 낮추기 위해서는, 다중캠이 조립된 상태에 있을 때 서로 마주하고 있는 부분캠의 끝단면들을 후속 기계가공 (예를 들면, 그라인딩으로) 할 필요가 없는 것이 바람직하다. 상기 부분캠의 끝단면들이 조립 상태에서 서로 접촉하지 않는다면, 즉 끝단면들 사이에 틈 (gap) 이 있다면, 이러한 형태의 후속 기계가공은 필요하지 않을 수 있다. 이러한 형태의 틈은 부분캠의 조인트 윤곽의 축방향 길이의 합보다 링의 축방향 길이가 더 크다는 사실로 인해 간단하게 성취된다. 이러한 방법으로, 링은 부분캠의 상기 끝단면들이 서로 떨어져 있도록 해준다.
특히 링과 부분캠들 사이에 이루어진 결합에서 유효한 강도를 얻고 링과 부분캠들 사이의 결합작업을 용이하게 하기 위해서, 부분캠의 조인트 윤곽의 외측 면 및/또는 링 내측 윤곽의 내측 면에 인그레이빙 (engraving) 이 제공된다. 이 인그레이빙은 롤러 버니싱 (roller-burnishing) 또는 널링 (knurling) 으로 제공될 수 있다. 그러므로, 링이 부분캠의 조인트 윤곽상으로 슬라이딩할 때, 부분캠의 조인트 윤곽에서 링의 강제끼워맞춤 (force-fit) 및/또는 형상끼워맞춤이 당업자에게 알려진 방식으로 만들어지고, 그 결과 구성품들 상호 간에 특히 단단한 연결이 이루어진다. 이러한 인그레이빙이 다중캠 (부분캠과 링) 의 개별 구성품들에 적용되는 공차요건을 상당히 낮출 수 있다는 것도 이점이다. 부분캠들이 소결법으로 만들어지면, 인그레이빙은 반경 방향 외측을 향하는 이끝 (tooth peak) 을 구비하고 축방향으로 신장된 톱니형 이 맞물림부로서 소결 중에 직접 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 링은 예컨데 롤러 버니싱 또는 널링으로 제조된 인그레이빙을 추가로 포함할 수 있다. 부분캠을 어떠한 인그레이빙도 없는 소결품으로 생산하고 링에만 인그레이빙을 제공하는 것도 가능하다.
부분캠의 조인트 윤곽상으로 링이 슬라이딩하는 것을 더 쉽게 하기 위해서, 링의 내측 윤곽은 그 축방향 끝영역에서 반경 방향 확대부를 포함하는 것이 유리하다. 유사한 방법으로, 부분캠의 보어 (bore) 가, 지지축 위를 먼저 슬라이딩하는 특정 끝단면 영역에서 또는 지지축상으로 슬라이딩하는 단부에서 보어에 대해 깔때기형으로 확대된 내측 윤곽을 포함하면, 조립된 다중캠이나 부분캠들을 지지축으로 끼우는 절차는 쉬워진다.
본 발명에 따라 하나 또는 수개의 다중캠들을 지지하는 캠축은 비용 효율적으로 생산될 수 있는데, 다중캠들을 비용 효율적인 방법으로 생산할 수 있기 때문이다. 다중캠을 설치하기 위해 필요한 공간이 작기 때문에, 상기 캠축은 특히 절환형버킷태핏의 작동에 적합한데, 이러한 절환형버킷태핏에서는 상이한 크기의 밸브 행정을 얻기 위해서는 캠 윤곽이 상이한 두 개의 캠을 축방향으로 상당히 제한된 공간에 수용하는 것이 중요하다. 그러나, 본 발명에 따른 캠축의 사용은 "절환형버킷태핏" 에 제한되지 않는다. 본 캠축은 예를 들어 롤러 종동자와 같은 다른 형태의 캠 종동자의 작동을 위해서도 유연하고 유리한 방법으로 사용될 수 있다.
본 발명의 경우에, 추가 구성품들 없이 "제 1 부분캠", "링" 그리고 "제 2 부분캠" 의 세 구성품들을 함께 누르는 것만으로 다중캠이 조립될 수 있는 것이 이점이다. 캠축을 추가로 조립하는 동안 다중캠이 안전하게 다루어질 수 있도록 미리 조립된 다중캠의 구성품들은 서로에게 단단히 연결된다.
미리 조립된 다중캠이 지지축의 지정된 부분까지 지지축상에서 슬라이딩하고, 슬라이딩 중에 또는 슬라이딩 후에 다중캠이 지지축의 상기 지정된 부분에 축방향으로 그리고 비틀림 저항적으로 고정되기 때문에, 이러한 종류의 다중캠과 함께 캠축은 간단한 방법으로 조립될 수 있다. 상기 다중캠은 다른 방법으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 지지축에 다중캠을 부착시키는 것은 레이저 (laser) 또는 전자 빔 (beam) 용접 등의 빔용접법으로 단단하게 용접될 수 있다. 다른 방법으로는, 공지된 강제끼워맞춤 및/또는 형상끼워맞춤으로 부착이 달성될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 다중캠은 롤러 버니싱 또는 널링으로 미리 확대된 지지축의 일부분 위로 슬라이딩할 수도 있고 또는 다중캠이 자리잡은 후에 다중캠이 있는 지지축의 일 부위를 하이드로포밍으로 확대할 수도 있다. 롤러 버니싱 또는 널링으로 실행되는 확대작업은 중공 지지축 및 중실 지지축 모두에 적용될 수 있고, 하이드로포밍으로 실행되는 확대작업은 중공 지지축에만 적용될 수 있다. 마지막으로, 그라인딩 (grinding) 이나 롤링 (rolling) 으로 지지축에 직경차를 주고 더 큰 직경의 축 위치에서 다중캠을 고정시키는 것 또한 가능하다.
전술한 제조방법을 대신하여 택할 수 있는 제조방법이 청구항 13 에 기재되어 있다. 이 방법에 따르면, 지지축이 기계가공되지않은 지지축의 일부분에 비하여 더 큰 외경을 포함하도록 하기 위해서, 롤러 버니싱 또는 널링으로 표면처리된 부분을 하나 이상 포함하는 지지축이 제공된다. 제 1 부분캠이 이 지지축에서 슬라이딩하고, 다음에는 링 그리고 다음에는 제 2 부분캠이 롤러 버니싱 또는 널링으로 외경이 증가되지 않은 그리고 외경이 증가된 부분에 인접한 지지축의 일부분상으로 슬라이딩한다. 슬라이딩 과정은 부분캠의 조인트 윤곽이 링쪽으로 향하고 또한 지지축에 대한 부분캠 및 링의 필요한 각위치 (angular position) 가 조정되도록 실행된다. 이후에, 제 1 부분캠, 링 그리고 제 2 부분캠이 지지축의 롤러 버니싱 또는 널링된 부분상으로 함께 슬라이딩하여 가압되고, 링은 그의 내측 면으로 부분캠의 외측 면 위를 슬라이딩하며, 그 결과 다중캠이 형성되고 지정된 위치 즉, 지지축의 지정된 위치에서 강제끼워맞춤 및/또는 형상끼워맞춤에 의해 축방향으로 그리고 비틀림저항적으로 고정된다.
부분캠과 링이 함께 슬라이딩하는 전술한 과정의 이점은, 다중캠을 형성하는 동시에 다중캠을 지지축의 지정된 위치에 고정시키기 위해서는 단지 한 번의 작업만이 필요하다는 사실에 있다. 그러나, 지지축의 롤러 버니싱 또는 널링된 부분으로 개별 구성품들을 차례대로 개별적으로 슬라이딩시키는 것도 물론 가능하다.
다른 실시형태에 있어서, 셋 이상의 캠 윤곽을 구비한 다중캠도 전술한 방법으로 또한 형성될 수 있다. 그러면, 각각의 부분캠들은 캠 종동자의 작동을 위한 캠 윤곽을 포함하고 이 캠 윤곽에 대해 축방향으로 떨어진 두 개의 조인트 윤곽들을 포함한다. 그러므로, 수개의 링 및 수개의 부분캠으로 구성된 다중캠이 형성된다. 오직 하나의 조인트 윤곽을 구비한 부분캠들은 각각의 경우에 다중캠의 축방향 말단부를 형성한다.
게다가, 부분캠의 조인트 윤곽과 링의 내측 윤곽을 실질적으로 원형으로 형성하는 것 또한 가능하다. 그런 경우, 조인트 윤곽은 지지축에 대해 동심으로 형성될 수 있다.
본 발명은 도면들을 참조하여 아래에서 상세하게 설명될 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 다중캠 각 부분들의 축방향 단면도,
도 2 는 본 발명에 따른 다중캠 각 부분들의 사시도,
도 3 은 지지축의 지정된 부분상으로 슬라이딩되어 있는 조립된 다중캠의 축방향 단면도,
도 4 는 본 발명에 따른 조립된 다중캠의 사시도.
도 1 은 보어 (12), 외측 캠 윤곽 (4) 그리고 조인트 윤곽 (7) 을 포함하는 부분캠 (1) 을 도시한다. 유사한 형태로, 부분캠 (2) 은 보어 (12), 캠 윤곽 (5) 그리고 조인트 윤곽 (8) 을 포함한다. 또한, 부분캠 (2) 에는 이 부분캠 (2) 과 일체로 형성된 숄더 (13) 가 제공되어 있다. 부분캠 (1) 과 (2) 의 보어 (12) 는 동일한 크기이다. 링 (3) 은 외측 캠 윤곽 (6) 과 내측 면 (9a) 를 포함하는 내측 윤곽 (9) 를 포함한다. 도 1 에 도시된 각 부분들이 다중캠을 형성하도록 조립되면, 그때 링 (3) 은 그의 내측 면 (9a) 으로 조인트 윤곽 (7, 8) 의 외측 면 (7a, 8a) 상으로 미끄러진다. 조립되는 동안, 내측 면 (9a) 과 조인트 윤곽 (7a, 8a) 의 외측 면 (7a, 8a) 사이에 억지끼워맞춤이 형성된다. 특히 강한 억지끼워맞춤을 이루기 위해서, 조인트 윤곽 (7, 8) 의 외측 면 (7a, 8a) 및/또는 링 (3) 의 내측 면 (9a) 에, 예를 들어 롤러 버니싱 또는 널링으로 인그레이빙 (engravings) 을 제공한다.
도 2 에서 명확히 볼 수 있듯이, 부분캠 (1, 2) 의 조인트 윤곽 (7, 8) 이 링 (3) 의 내측 윤곽 (9) 과 동일하게 비 원형으로 형성되어 있다. 이러한 구성으로, 링 (3) 의 내측 윤곽 (9) 은 부분 캠 (1, 2) 의 조인트 윤곽 (7, 8) 과 함께 형상끼워맞춤을 형성하게 된다. 이러한 경우는, 구성품들이 주위방향으로 서로에 대하여 비틀림저항적으로 위치할 수 있다.
도 3 의 축방향 단면도에 도시된 지지축 (10) 은 부분 (14) 을 포함하고, 이 부분은 조립된 다중캠이 슬라이딩해 끼워지기 전에 롤러 버니싱 또는 널링으로 표면처리되고, 그 결과 지지축 (10) 의 나머지 부분의 직경 보다 더 큰 외경을 갖게 된다. 지지축 (10) 의 상기 (14) 부분에 축방향으로 그리고 비틀림저항적으로 다중캠을 배치하기 위하여, 다중캠이 지지축 (10) 과는 별도로 처음에 미리 조립된다. 이러한 목적을 위해, 링 (3) 이 먼저 부분캠 (2) 으로 슬라이딩해 들어간다. 그 후, 링 (3) 은 부분캠 (1) 의 대응 조인트 윤곽 (7) 에 슬라이딩해 끼워지고, 이리하여 미리 조립된 다중캠이 형성된다. 상기 다중캠은 다음에 롤러 버니싱 또는 널링되지 않은 지지축 (10) 의 일 영역으로 슬라이딩해 들어가며, 롤러 버니싱 또는 널링된 부분 (14) 쪽으로 슬라이딩해 들어간다. 이러한 경우, 부분캠 (1, 2) 의 보어 (12) 의 내측 면은 이 맞물림부를 포함할 수 있고, 이 맞물림부의 이끝은 축방향으로 신장되어있다. 이 (tooth) 깊이는 대략 0.01 mm ~ 0.1 mm 인 것이 좋다. 게다가, 보어 (12) 는 적어도 보어가 지지축 (10) 으로 미끄러져 들어가는 단부에서, 관련 부분캠이 지지축 (10) 에 끼워지는 것을 더 쉽게 만들어주는 깔때기형 확대부를 포함한다. 롤러 버니싱으로 만들어진 지지축의 확대부에 대응하여, 보어 (12) 의 이러한 직경 확대부에 적합한 수치는 0.05 mm ~ 0.33 mm 이다. 이 깊이 또는 직경 확대부가 전술한 범위의 값을 갖는다면, 형상끼워맞춤 및 강제끼워맞춤이 얻어진다. 깔때기형 확대부는 각 부분캠에도 형성될 수 있다.
미리 조립된 다중캠은 전술한 방법으로 준비된 부분 (14) 쪽으로 이동한 후에, 상기 부분 (14) 상으로 슬라이딩할 수 있다. 이러한 경우에, 형상끼워맞춤 및/또는 강제끼워맞춤 연결이 지지축 (10) 과 다중캠의 부분캠 (1, 2) 사이에 형성된다. 본 발명에 따른 다중캠은 비교적 긴 조인트 길이를 가지며, 따라서 연결 강도가 증가하고 연결과정 동안 부분캠 (1, 2) 에 작용하는 하중이 감소한다는 것을 유념해야 한다.
지지축 (10) 의 일부분 (14) 에 다중캠을 고정하는 전술한 방법의 대안으로, 다중캠은 빔용접으로 고정될 수 있다. 이러한 경우에, 도 3 에 도시된 배열에서 간격 (16) 을 따라 용접 빔이 안내되는 것이 유리하다. 이렇게 해서, 캠 종동자 (도시되어 있지 않음) 와 접촉하지 않는 다중캠의 일부분에서 용접연결이 이루어진다. 도 3 에서, 용접빔들은 대문자 X 로 나타낸 선으로 지시되고 있다. 다중캠이 지지축 (10) 에 빔용접으로 고정된다면, 숄더 (13) 가 양 부분캠 (1, 2) 중 하나에 형성되는지 둘 다에 형성되는가는 중요하지 않다. 마찬가지로 도 3 에 도시된 숄더 (13) 가 부분캠 (2) 과 일체로 형성되는가 또는 개별 부품으로 형 성되는가는 중요하지 않다.
도 4 는 미리 조립된 다중캠 (15) 의 사시도 이다. 이러한 미리 조립된 다중캠 (15) 은 전술한 방법으로 즉, 도 1 과 2 에서 처럼 링 (3) 을 조인트 윤곽 (7, 8) 에서 미끄러트려서, 각 부품들 (부분캠 (1), 링 (3), 부분캠 (2) ) 을 함께 연결하여 얻어진다.
* 도면 번호의 설명 *
1 : 부분캠 2 : 부분캠
3 : 링 4 : 캠 윤곽
5 : 캠 윤곽 6 : 캠 윤곽
7 : 조인트 윤곽 7a : 외측 면
8 : 조인트 윤곽 8a : 외측 면
9 : 내측 윤곽 9a : 내측 면
10 : 지지축 12 : 보어
12a : 내측 윤곽 12b : 내측 윤곽
13 : 숄더 14 : 지지축의 일부분
15 : 다중캠 16 : 간격
X : 용접빔

Claims (15)

  1. - 보어 (bore) (12), 캠 윤곽 A (4) 그리고 이 캠 윤곽과 축방향으로 인접하여 배치되며 외측 면 (7a) 을 포함하는 조인트 윤곽 (7) 을 구비한 제 1 부분캠 (1),
    - 보어 (12), 캠 윤곽 A (5) 그리고 이 캠 윤곽과 축방향으로 인접하여 배치되며 외측 면 (8a) 을 포함하는 조인트 윤곽 (8) 을 구비한 제 2 부분캠 (2),
    - 캠 윤곽 A 와는 상이한 캠 윤곽 B (6) 그리고 내측 면 (9a) 를 포함하는 내측 윤곽 (9) 을 가지며, 내측 면 (9a) 으로 부분캠 (1, 2) 의 외측 면 (7a, 8a) 상으로 슬라이딩할 수 있는 링 (3), 및
    - 링 (3) 과 부분캠 (1, 2) 사이에 유효하며 이들 사이에 견고한 연결을 보장하는 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 캠축용 조립식 다중캠.
  2. 제 1 항에 있어서, 링 (3) 의 내측 윤곽 (9) 과 부분캠 (1, 2) 의 조인트 윤곽 (7, 8) 이 비 원형인 것을 특징으로 하는 조립식 다중캠.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 링 (3) 과 부분캠 (1, 2) 사이에 유효한 상기 연결수단이 억지끼워맞춤 (interference fit) 및/또는 형상끼워맞춤 (form-fit) 으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조립식 다중캠.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 두 부분캠 (1, 2) 중 하나 이상에서, 조인트 윤곽 (7, 8) 과 캠 윤곽 (4, 5) 사이의 영역에는, 부분캠 (1, 2) 의 외측 면 (7a, 8a) 을 넘어 반경 방향으로 돌출한 숄더 (shoulder) (13) 가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조립식 다중캠.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 숄더 (13) 는 예를 들면, 반경부 (radius) 또는 챔퍼 (chamfer) 로 부분캠 (1, 2) 과 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조립식 다중캠.
  6. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 조인트 윤곽 (7, 8) 의 축방향 길이의 합보다 링 (3) 의 축방향 길이가 더 큰 것을 특징으로 하는 조립식 다중캠.
  7. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 외측 면 (7a, 8a) 에는 예컨데, 롤러 버니싱 (roller-burnishing) 또는 널링 (knurling) 으로 형성되는 인그레이빙 (engraving) 이 제공되는 것을 특징으로 하는 조립식 다중캠.
  8. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 내측 링 면 (9a) 이 인그레이빙 또는 축방향으로 신장된 이 맞물림부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 다중캠.
  9. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 링 (3) 의 내측 윤곽 (9) 이 축방향 끝영역에서 반경 방향 확대부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 다중캠.
  10. 전술한 항들 중 어느 한 항에 있어서, 부분캠 (1, 2) 중 적어도 하나의 적어도 한 끝영역에서, 보어 (12) 가 보어 (12) 에 대해 깔때형으로 확대된 내측 윤곽 (12a, 12b) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립식 다중캠.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 다중캠을 구비한 조립식 캠축.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 다중캠 (15) 을 구비하는 조립식 캠축을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 다중캠을 미리 조립하는 단계,
    b) 미리 조립된 다중캠을 지지축 (10) 상에서 지지축 (10) 의 지정된부분 (14) 까지 슬라이딩시키는 단계, 및
    c) 다중캠을 지지 롤러 (10) 의 지정된부분 (14) 에서 축방향으로 그리고 비틀림저항적으로 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 다중캠을 구비한 조립식 캠축의 제조방법.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 다중캠 (15) 을 구비하는 조립식 캠축을 제조하는 방법에 있어서,
    a) 기계가공되지 않은 부분보다 더 큰 외경을 포함하도록, 롤러 버니싱 또는 널링으로 표면처리된 부분 (14) 을 하나 이상 포함하는 지지축 (10) 을 제공하는 단계,
    b) 롤러 버니싱 또는 널링으로 외경이 증가 되어있지 않고 표면처리된 상기 부분 (14) 에 인접하여 있는 지지축 (10) 의 일부분 상으로 제 1 부분캠 (1), 링 (3) 그리고 제 2 부분캠 (2) 을 슬라이딩시키고 이 때 슬라이딩은 부분캠 (1, 2) 의 조인트 윤곽 (7, 8) 이 링 (3) 쪽으로 향하고 또한 지지축 (10) 에 대한 부분캠 (1, 2) 및 링 (3) 의 소망하는 각 위치가 조정되도록 이루어지는 단계, 및
    c) 제 1 부분캠 (1), 링 (3) 그리고 제 2 부분캠 (2) 을 지지축 (10) 의 표면처리된 부분 (14) 상으로 함께 슬라이딩시켜 가압하고 링 (3) 은 그의 내측 면 (9a) 으로 부분캠 (1, 2) 의 외측 면 (7a, 8a) 위를 슬라이딩하며, 그 결과 다중캠이 형성되고 지정된 위치 (부분 (14)) 에서 강제끼워맞춤 및/또는 형상끼워맞춤에 의해 축방향으로 그리고 비틀림저항적으로 고정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 다중캠 을 구비하는 조립식 캠축의 제조방법.
  14. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 다중캠으로서 축방향으로 서로 인접하여 배치되는 셋 이상의 캠 윤곽을 구비하는 하나 이상의 다중캠 (15) 을 가지며 예컨대 관 또는 봉과 같은 지지축 (10) 을 포함하는 조립식 캠축의 제조 방법에 있어서,
    필요한 캠 윤곽의 수를 얻을 때까지, 처음에 캠 윤곽을 포함하는 제 1 부분 캠 (1), 다음에 캠 윤곽을 포함하는 링 (3), 그리고 그 다음 캠 윤곽을 포함하는 다른 부분캠 (2) 을 각각 교대로 지지축 (10) 위로 슬라이딩시키고 그 다음 다중캠 (15) 을 형성하기 위해, 정해진 반경 방향 각도로 지정된 축 위치에서 축방향으로 그리고 비틀림저항적으로 지지축 (10) 에 부착시키는 것을 특징으로 하는 다중캠 (15) 을 하나 이상 구비하는 지지축을 포함하는 조립식 캠축의 제조방법.
  15. 제 12 항 또는 제 14 항에 있어서, 부분캠 (1, 2) 중 하나 이상을 부착시키기 위해, 용접될 부분캠 (1, 2) 으로부터 간격 (16) 을 두고 떨어져 있는 축 위치에서, 예컨대, 레이저 또는 전자 빔 (beam) 같은 용접빔 (X) 을 부분캠 (1, 2) 을 통해 반경 방향으로 안내하고, 이로써 부분캠 (1, 2) 을 지지축 (10) 상의 적어도 소정 지점에 용접하는 것을 특징으로 하는 조립식 캠축의 제조방법.
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