KR20130098374A - 캠축 조정기용 로터 및 캠축 조정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축 방향으로 연장되는 윤곽(15, 89)을 갖는 단부면(11, 91)을 가지는 실질적으로 원환의 로터 본체(3, 73)를 포함하며, 상기 윤곽(15, 89)은 로터 본체(3, 73)의 캠축(31, 112)에의 축방향 연결을 위한 정확하게 하나의 위치가 미리 규정되도록 비대칭을 갖는, 캠축 조정기용 로터(1, 71)에 관한 것이다. 이 형태의 윤곽(15, 89)을 가진 로터(1, 71)는 캠축(31, 112)상의 중심잡기를 추가적인 비용절감 방식으로 가능케 하며 제조기술면에서 용이하게 구현될 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 상기의 로터(1, 71)를 가진 캠축 조정 장치(111)에 관한 것이다.

Description

캠축 조정기용 로터 및 캠축 조정 장치 {ROTOR FOR A CAMSHAFT ADJUSTER, AND CAMSHAFT ADJUSTING SYSTEM}

본 발명은 캠축에의 축방향 연결을 위한 단부면을 갖는 실질적으로 원환의 로터 본체를 가지는, 캠축 조정기용 로터에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 타입의 로터를 갖는 캠축 조정 장치에 관한 것이다.

로터는 캠축 조정 장치의 일부로서, 내연기관에서 캠축과 크랭크축 사이의 위상 관계의 목표값을 조정하는 역할을 한다. 이 목적에서, 로터는 종래에는 크랭크축에 회전가능하게 결합적으로 연결된 스테이터에 유지되어 있다. 이러한 회전 결합 연결은 캠축 조정기의 고장 없는 기능을 위한 전제조건이다.

이러한 캠축 조정기과 캠축 사이의 신뢰성 있는 연결을 보장하기 위하여, 로터의 캠축에의 유격 없이 연결할 필요가 있다. 크랭크축에서 캠축으로 토크의 신뢰성 있는 전달이 이 방식으로 보장될 수 있다. 이 연결은 예를 들면 로터와 캠축을 서로에 대하여 비-포지티브 로킹 방식으로 고정하는 중심 나사에 의해 구현될 수 있다. 여기서 전달되는 힘과 토크는 부품들의 상호 연결된 면들 사이의 마찰로부터 실질적으로 발생된다. 상기 마찰을 증가시키기 위하여, 마찰판들이 개개의 접촉면들 사이에 부가적으로 삽입될 수 있다.

여기서, 크랭크축으로부터 전달될 토크가 신뢰성 있게 유격이 없이 캠축에 전달되는 것을 보장하기 위해서는 나사 연결이 매우 높은 프리로드 력을 나타내어야 한다. 예를 들면 이것은 부품들의 증가된 재료 두께를 필요하게 만든다. 게다가, 부가적인 마찰판들이 사용된다면, 있을 수 있는 다중 설치의 위험을 고려하여야 한다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은 공지기술에 비해 개선되고, 비용면에서 합리적이고 제조면에서 쉽게 구현될 수 있는 캠축 상에서의 중심잡기 기능을 제공하는 로터를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 상기한 로터를 갖는 캠축 조정 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 목적은 본 발명에 따라 윤곽을 갖는 단부면을 가지며 캠축에의 축방향 연결을 위해 축방향으로 연장되는 실질적으로 원환의 로터 본체를 갖는, 캠축 조정기용 로터에 의해 달성된다. 여기서, 로터 본체를 캠축에 축방향으로 연결하기 위한 정확하게 하나의 위치가 미리 규정되도록 윤곽이 비대칭으로 제공된다.

본 발명은 캠축 조정 장치의 고장없는 기능 발휘를 보장하기 위하여 로터 또는 캠축 조정기를 캠축에 확실히 연결할 필요가 있다는 점을 고려하고 있다. 크랭크축의 토크가 캠축에 신뢰성 있게 유격 없이 전달되는 것이 여기서 중요하다. 이러한 목적으로 사용 가능한 것들, 예를 들면 프리로드 나사 연결 또는 마찰-증가 판들의 사용은 부품들 사이의 토크의 원하는 신뢰성 있는 전달을 예상대로 가능케 하지만, 이러한 고정은 종종 조립 및 제조 상의 이유들 때문에 구현될 수 없다.

이러한 점을 고려하여, 본 발명은, 로터와 캠축의 서로에 대한 고정 또한, 윤곽들이 로터 및 캠축 상에 형성되고 이 윤곽들이 부품들을 위치시키기 위하여 포지티브 로킹 방식으로 서로에 맞물릴 수 있다면, 실현될 수 있다는 것을 알았다. 이 방식으로, 크랭크축에서 캠축으로의 토크 전달 요구도 마찬가지로 부품들 사이의 포지티브 로킹에 의해 유사하게 실현될 수 있다. 그러나 이 연결에서, 각 경우에 캠축 상에 로터 또는 캠축 조정기의 하나의 규정된 조립 위치가 제공되고, 그것이 로터를 캠축의 올바른 위치에 고정할 수 있도록 하고 로터가 캠들에 대한 각도면에서 캠축 상에 정밀하게 배향되는 것을 보장한다는 점이, 고려되어야 한다.

그러나, 지금까지 알려진 고정 가능성들의 경우에는 다른 조립 위치들이 기본적으로 가능하여, 올바른 위치선정에 관한 번거로운 검사가 필요하게 된다.

이 점과 관련하여, 본 발명은 하나의 의도된 조립 위치에서 캠축에 고정될 수 있는 로터가 사용된다면 상기 문제점이 제거될 수 있다는 것을 최종적으로 인식한다. 로터 본체의 단부면 상에, 로터 본체를 캠축에 축방향으로 연결하기 위한 정확하게 하나의 위치가 미리 규정되도록, 상기 단부면 상에 비대칭적으로 형성된 축방향으로 연장하는 윤곽을 갖는 로터에 의해, 이것은 가능하게 된다. 윤곽의 상기 설계는 자동-중심잡기를 위한 기능 및 로터에서 캠축으로의 토크 전달 연결을 구성한다.

여기서, 윤곽의 비대칭 설계는, 로터의 부정확한 조립이 가능하지 않도록, 캠축상에서 로터의 하나의 규정된 조립 위치에서, 로터를 대응하는 상대 윤곽을 갖는 캠축에 연결하는 것을 가능케 한다. 로터는 보조 요소들 없이 캠축의 캠들에 대한 각도 면에서 정밀하게 배향될 수 있다. 크랭크축에서 캠축으로의 무-유격 및 신뢰성 있는 토크 전달이 보장되도록, 캠축 조정기의 신뢰성 있는 기능은 이 방식으로 보장될 수 있다. 따라서 캠축 조정기의 작동상의 신뢰성이 보장된다. 또한, 미리 규정된 조립 위치 때문에 로터의 올바른 위치선정에 대한 비싸고 시간 소모적인 검사 및 이에 따른 엔진 타이밍의 검사를 없앨 수 있다.

윤곽은 예를 들면 단부면 상에 형성되고 다른 형태들을 취할 수 있다. 윤곽은 축방향으로 연장되며 예를 들면 치형부, 스터드 또는 돌출부를 갖는 대응적으로 융기된 형태를 갖거나, 또는 특히 단부면에 오목부들 또는 물질의 삭제된 부분(컷아웃)의 형태를 가질 수 있다. 윤곽은 특히 상기 로터 본체의 제조와 동시에 로터 본체에 한 단계로 형성될 수 있다. 이것은 예를 들면 소결 공정 등의 분말야금 제조공정의 경우에 가능하다.

게다가, 윤곽은 또한 그것의 원하는 비대칭에 관한 다른 형태들을 취할 수 있다. 그것은 예를 들면 로터 본체의 단부면에 단일의 오목부 또는 돌출부의 형태를 취하거나, 또는 원주에 걸쳐서 분포된 복수의 개개의 오목부들 및/또는 돌출부들로 이루어질 수 있다. 복수의 오목부들을 갖는 윤곽의 경우에, 이것들은 특히 로터 본체의 단부면에 걸쳐서 회전 대칭적으로 분포되지 않지만 오히려 윤곽의 분포 또는 윤곽의 오목부들 및/또는 돌출부들의 분포가 캠축 상에 로터의 단지 하나의 가능한 위치를 가능케 하도록 형성된다. 이로써, 로터는 회전 결합 방식으로 캠축에 고정된다.

또한, 윤곽은 축방향으로 다른 크기들로 연장될 수 있다. 여기서, 윤곽의 축방향 길이는 특히 대응하는 상대 윤곽의 치수들과 조화될 수 있다.

로터 자체는 로터 베인들이 배열되는 실질적으로 원형의 본체를 갖도록 형성된다. 로터 베인들의 수는 설정될 조정 각도의 함수로서 가변적이다. 로터 본체 상에 배열된 로터 베인들이 많을수록 설정될 수 있는 조정 각도가 더 작다는 것은 기본적으로 사실이다. 로터 베인들은 로터 본체에 독립된 부품들로 부착되거나 또는 바람직하게는 특히 소결공정에서 로터를 제조하는 데 한 공정단계만 요구되도록 로터 본체와 한 부품으로 제조될 수 있다. 로터 베인들은, 설치된 상태에서 베인 단부들이 스테이터의 내측 원주 또는 내측면에 접하도록, 반경방향으로 연장된다. 예를 들면 작동시에 베인 단부들이 스테이터의 내측면에 걸리는 것을 피할 수 있도록, 베인 단부들은 바람직하게는 스테이터의 내반경에 대응하는 외반경을 가지고 원주방향으로 연장된다.

본 발명의 유리한 일 실시예에서, 윤곽은 로터 본체의 내측 원주에 걸쳐서 다양한 각(angular) 구간들로 비대칭적으로 분포된 다수의 개개의 오목부들로 형성된다. 여기서, 개개의 오목부들은 각 경우에 서로 개별적으로 이격되도록 내측 원주상에 형성된다. 오목부들 사이의 간격은 가변적으로 선정될 수 있으며 캠축의 상대 윤곽과 조화를 이루게 된다. 오목부들은 단부면에서 반경방향 외측으로 연장될 수 있으며, 상기 오목부들은 실시예 및 사용분야에 따라서 다른 크기들로 단부면으로 연장될 수 있다. 또한, 오목부들은 로터에서 다른 크기들로 축방향으로 연장될 수 있다.

본 발명의 추가적인 유리한 실시예에서, 윤곽은 로터 본체의 단부면에 다양한 각 구간들로 비대칭적으로 형성된(embedded) 다수의 개개의 오목부들로 형성된다. 다양한 각 구간들의 결과, 단부면의 원주에 걸친 오목부들의 비대칭적, 즉 회전 비대칭적 분포가 제공되며, 따라서 캠축 상의 로터를 위한 하나의 조립 위치만이 사용될 수 있다. 또한, 바람직하게는 양측에 반경방향으로 실현되는, 단부면에의 윤곽의 또는 윤곽의 오목부들을 끼워 넣음으로써 상대 윤곽과의 맞물림을 위한 적정한 안정성을 보장한다. 유사하게, 위에서 이미 설명한 바와 같이, 개개의 오목부들은 다른 크기들로 로터 본체 안으로 연장될 수 있다.

바람직하게는 오목부들은 반경방향 및/또는 축방향에 대하여 비스듬하게 테이퍼진 접촉면들을 가진다. 접촉면들은 조립상태에서 캠축의 상대 윤곽의 접촉면들과 접하는 역할을 한다. 여기서, 접촉면들의 경사는 축방향 및 반경방향으로 변할 수 있다. 전체적으로, 접촉면들의 비스듬한 설계는 상대 윤곽과 윤곽의 포지티브 로킹 맞물림에 의해 로터의 캠축 상에서의 자동-중심잡기 및 크랭크축과 캠축 사이의 토크의 전달을 가능케 한다. 상기의 토크의 전달은 큰 힘 및 토크를 고효율 및 상당히 낮은 프리로드 력으로 전달할 수 있게 한다.

로터 본체의 단부면에서, 캠축 조정기의 밀봉을 위하여, 윤곽을 둘러싸는 적어도 하나의 원환면이 편리하게 형성된다. 기본적으로 단부면의 임의의 실시예는 윤곽의 형상과 무관하게, 원환면으로 이루어진다. 여기서, 원환면들은 특히 로터 본체의 외경 및 상기 로터 본체의 내경 사이의 단부면에 윤곽을 끼워 넣음으로써 생성된다. 원환면들은 캠축 조정기로부터 유체가 외부로 누출되지 않도록 밀봉을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 원환면들은 평면 형태를 가지거나 또는 예를 들면 밀봉 요소들이 삽입될 수 있는 홈들로서 형성될 수 있다. 이 실시예에 의해, 설치 상태에서 누출 방지를 위한 밀봉이 로터의 단부면과 캠축 또는 캠축 조정기의 맞댐면 사이에 제공될 수 있다.

본 발명의 추가의 유리한 실시예에서, 윤곽은 불연속 톱니형상(serration)으로 다수의 개개의 오목부들로 형성된다. 톱니형상은 부품들의 서로에 대한 고강도 연결이 실현될 수 있게 하는 축방향으로 작용하는 평 톱니형상이다. 연결은 두 부품들의 맞물림 치형부들 사이의 포지티브 로킹에 의해 형성된다. 연결될 부품들의 치형부들은 보통은 원뿔형이며 비-포지티브 로킹 결합 방식으로 서로에 대하여 정적으로 또한 지면(면적)으로 지탱한다. 치형부들은 반경방향으로 배열되어 있고 연결될 부품들의 중심을 결정한다. 그래서, 특히 높은 토크가 내마모 방식으로 전달될 수 있고 부가적으로 높은 동작 신뢰도가 보장될 수 있다. 본 경우에, 상기 톱니형상은 로터의 캠축 상에서의 중심잡기를 가능케 하며 그래서 로터의 축방향 위치에 고정시킴을 가능케 한다. 불연속 형태, 즉 오목부들의 빠짐으로 인해, 또는 다른 치형 피치들에 의해, 동일하게 로터의 캠축 상에서의 부정확한 조립이 배제될 수 있다. 캠축 조정기 및 캠축 조정 장치의 동작 신뢰도가 대응적으로 보장될 수 있다.

본 발명의 제2 목적은 본 발명에 따라서 전술한 실시예들 중 하나에 따른 로터로 이루어지고 그리고 캠축으로 이루어진 내연기관용 캠축 조정 장치에 의해 달성된다. 여기서, 캠축은 그의 단부측에서, 로터의 윤곽이 포지티브 로킹 방식으로 캠축에 연결되게 하는 상대 윤곽을 갖는다. 포지티브 로킹 연결은 특히 높은 힘을 전달할 수 있고 예를 들면 분해 시에 또는 로터의 임의의 필요한 교체 시에 상당히 용이하게 분해될 수 있다.

추가로 위에서 설명한 바와 같이, 상기 타입의 캠축 조정 장치는 미리 규정된 위치에 캠축과 로터를 서로에 대하여 포지티브 로킹 고정을 가능케 한다. 로터 본체의 단부면의 윤곽과 캠축 상의 대응하는 상대 윤곽의 비대칭적 형상의 결과, 로터의 또는 캠축 조정기의 부정확한 조립이 불가능하다. 신뢰성 있는 고정 때문에, 로터는 캠축 상에 축방향으로 위치되며 따라서 크랭크축에서 캠축으로 토크의 무-유격 및 신뢰성 있는 전달을 가능케 한다.

각 경우에 흡기 캠 및 배기 캠을 위한 하나의 캠축 조정 장치를 갖는 내연기관에서, 조립시에 조정기들의 잘못된 교체가 일어나지 않도록 흡기 조정기에 선택된 포지티브 로킹 구조는 배기 조정기에 선택된 포지티브 로킹 구조와 다르다는 것이 특히 유리하게 사실이다. 예를 들면, 치형부들의 치형, 수 또는 위치 또는 직경들이 다를 수 있다.

캠축의 상대 윤곽은 바람직하게는 캠축의 단부측에 형성된다. 상기 상대 윤곽은 로터의 윤곽에 고정하는 데에 적합하도록 형성된다. 예를 들면, 개개의 오목부들로 형성된 윤곽의 경우에, 상대 윤곽은 대응적으로 돌출된 형태를 갖는다. 대안적로서, 예를 들어 로터의 윤곽이 캠축의 상대 윤곽과 맞물리는 스터드의 방식으로 형성된 반대의 변형이 기본적으로 또한 가능하다.

로터는 또한 스테이터를 비슷하게 포함하는 캠축 조정기의 일부이며, 스테이터는 회전 결합적으로 크랭크축에 연결된다. 로터는 스테이터에 유지된다. 이 목적에서, 스테이터는 다수의 반경방향 내측으로 연장하는 웨브들을 가지며, 이 웨브들 사이에는 보통 압력 챔버들이 형성된다. 로터의 반경방향 외측으로 연장되는 베인들은, 유체 매체로 충전하기 위한 유체 구역들이 각 경우에 베인들의 외측들에 형성되도록, 압력 챔버들에 위치될 수 있다.

스테이터 및 로터 외에, 캠축 조정기는 보통 밀봉 덮개 및 로킹 덮개를 갖도록 또한 형성된다. 로킹 덮개는 바람직하게는 스테이터에 연결되며 캠축 측의 압력 챔버들의 범위를 한정한다. 상기 로킹 덮개는 압력 챔버를 외부에 대하여 밀봉하는 역할을 하며 이 방식으로 유체 매체의 제어된 누출을 방지한다. 이 방식으로, 캠축 조정기의 외부 누출이 또한 감소된다. 로킹 피스톤과 맞물리고 그래서 예상된 위치에 스테이터 및 로터를 고정적으로 위치시키는 역할을 하는 슬롯 가이드가 로킹 덮개에 통상 형성된다.

본 발명의 유리한 일 실시예에서는, 캠축의 상대 윤곽은 로터의 오목부들과 맞물리는 다수의 축방향으로 연장되는 개개의 돌출부들을 갖는다. 캠축의 원주상의 돌출부들은 로터의 단부면의 오목부들과 동일한 구간들로 이격되어 있다. 이 방식으로, 로터는 그것에 제공된 정확한 캠축 상의 예정된 위치에서 확실하게 고정될 수 있다.

본 발명의 추가의 유리한 실시예에서는, 밀봉 요소는 윤곽을 둘러싸는 원환면에 위치하며, 밀봉 요소는 캠축에 대하여 밀봉을 제공한다. 상기 밀봉은 캠축 조정기의 외부 누출을 감소시키고, 그래서 유체 매체가 로터 베인들 사이의 공간으로부터 외부로 누출되는 것을 방지한다. 캠축 조정기의 신뢰성 있는 기능이 이 방식으로 보장될 수 있다.

편리하게는 어댑터 링이 제공되며 이것을 통하여 로터의 윤곽은 포지티브 로킹 방식으로 캠축에 연결된다. 어댑터 링은 로터가 여러 가지 설계의 캠축들에 부착될 수 있게 한다. 상기 어댑터 링은 바람직하게는 고정될 로터의 윤곽에 연결될 수 있는 상대 윤곽으로 형성된다. 이를 위해 어댑터 링은 캠축의 단부로 바람직하게는 단부측에서 밀려지고, 또한 예를 들면 거기에 접착에 의해 결합되거나 용접된다. 그래서, 예를 들면 이미 현존하는 장치들 조차도 간단하게 변환될 수 있게, 캠축을 부착될 로터에 맞추어 변형할 필요도 없게 될 수 있다.

또한 추가적인 유리한 실시예들은 로터에 관련한 종속 청구항으로부터 얻어지고, 그 실시예들은 캠축 조정 장치에 유사하게 적용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예들이 도면에 기초하여 아래에 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 단부면의 내측 원주상에 윤곽을 갖는 로터를 3차원으로 보여준다.
도 2는 대응하는 윤곽을 갖는 캠축의 단부측을 3차원으로 보여준다.
도 3은 도 1의 로터 및 도 2의 캠축을 갖는 캠축 조정 장치의 상세를 3차원으로 보여준다.
도 4는 도 1의 로터의 윤곽을 3차원으로 상세히 보여준다.
도 5는 도 2의 캠축의 대응하는 윤곽의 도 1의 로터의 윤곽과의 맞물림 면을 통과하는 단면을 보여준다.
도 6은 로터의 평면도이다.
도 7은 캠축 및 도 6의 로터를 갖는 캠축 조정 장치의 평면도이다.
도 8은 끼워 넣어진 윤곽을 갖는 로터를 3차원으로 보여준다.
도 9는 도 8의 로터의 평면도이다.
도 10은 밀봉 요소를 갖는 캠축 조정 장치를 통과하는 길이방향 단면도이다.
이하에서, 바람직한 실시예들에서 동일한 구성요소에는 동일한 도면번호가 부여된다.

도 1은 로터(1)의 3차원도이다. 로터는 원통형 로터 본체(3) 및 상기 로터 본체 상에 배열된 반경방향 외측으로 연장하는 로터 베인들(5)을 갖는다. 로터 본체(3)의 중앙에는 캠축이 관통하는 개구부(7)가 형성되어 있다. 캠축은 도 2에 도시되어 있다.

로터 본체의 단부면(11) 상에서, 로터(1)는, 내측 원주(13) 상에, 캠축에의 축방향 포지티브 로킹 연결을 위한 축방향 연장 윤곽(15)을 갖는다. 윤곽(15)은 내측 원주상에 세 개의 오목부로 로터(1)의 단부면(11)에 형성되고 내측 원주(13)에 걸쳐서 비대칭적으로 분포된다. 윤곽(15)의 비대칭은 로터(1)를 캠축에 축방향으로 연결하기 위한 정확하게 하나의 위치가 가능하도록 대응적으로 형성된다. 이것은 오목부들이 서로 공간을 두고 떨어지게 하는 다양한 각 구간들에 의해서 구현된다.

윤곽(15)에 의해서, 로터(1)는 대응하는 상대 윤곽을 가진 캠축 상에 포지티브 로킹 방식으로 축방향으로 중심이 두어질 수 있다. 비대칭 때문에, 즉 단부면에 걸쳐서 윤곽의 회전 비대칭 분포 때문에, 캠축에 대한 로터(1)의 캠축 상의 하나의 규정된 조립 위치가 로터(1)의 부정확한 조립을 방지하도록 미리 규정된다.

오목부들(15)은 로터 본체(3)의 단부면(11)에서 반경방향 외측으로 연장된다. 상기 오목부들은 로터(1)의 캠축 상에서의 자동(체)-중심잡기를 위하여, 반경 방향 및 축 방향에 대하여 비스듬하게 테이퍼진 접촉면들(17)을 갖는다. 접촉면들(17)은 도 4에 명확하게 도시되어 있으며 도 4의 대응하는 상세한 설명에 기재된다. 오목부들(15)은 또한 각 경우에 본체에 형성되고 캠축 상의 상대 윤곽에 접하는 역할을 할 수 있는 하나의 지지면(18)을 갖는다.

또한, 로터(1)는 그의 내측 원주(13)와 그의 외측 원주(21) 상에 다수의 개구부들(19)을 가지며, 그 개구부들은 유체 매체를 캠축 조정기에 공급하는 역할을 한다. 로터 베인들(5)은 그의 베인 단부들 상에, 홈들(23)을 구비하도록 형성되어 있으며 홈들(23)에 캠축 조정기 내의 내부 누출을 감소시키기 위한 밀봉 요소들이 장착될 수 있다.

게다가, 로터(1)는 그의 본체(3)에, 캠축 조정기 내의 설치 상태에서 로터(1) 및 스테이터를 로킹시키는 역할을 하는 로킹 보어(25)를 구비하도록 형성되어 있다.

도 2는 도 1에 따른 로터(1)가 고착될 수 있는 캠축(31)을 보여준다. 여기서, 고착을 위하여, 상대 윤곽(35)이 캠축(31)의 단부(33) 상에, 즉 단부측에 제공된다. 상기 상대 윤곽(35)은 캠축 단부(33) 상의 원환 맞댐면(37) 상에 세 개의 돌출부로 형성되며, 이 돌출부들 중 단지 두 개를 도면에서 볼 수 있다. 돌출부들은 로터(1)의 윤곽(15)과 같이, 캠축(31)의 원주에 걸쳐서 분포된다. 비대칭은 돌출부들이 서로 이격되게 되는 다양한 각 구간들에 의해 구현된다. 돌출부들은, 조립된 상태에서, 로터(1)의 단부측(11)의 윤곽(15)과 맞물린다. 상기 실시예는 로터(1)의 캠축(31) 상의 정확하게 하나의 위치를 가능케 한다.

윤곽(15)에 대응하여, 상대 윤곽(35)의 돌출부들은 유사하게 반경방향 및 축 방향에 대하여 비스듬하게 테이퍼진 접촉면들(39)을 갖는다. 게다가, 상기 돌출부들은 유사하게 윤곽(15)의 지지면(18)과 접할 수 있는(맞대어질 수 있는) 지지면(41)을 갖는다. 캠축 단부(33)에는, 로터(1)과 함께 추가 캠축 조정 부품들을 캠축(31)에 고정시키기 위하여, 중심 나사(도시되지 아니함)가 삽입될 수 있는 개구부(43)가 부가적으로 형성되어 있다.

도 2에 따른 캠축(31)에 대한 도 1에 따른 로터(1)의 조립도(51)가 도 3에 도시되어 있다. 여기서, 로터(1)는 그의 윤곽(15)이 캠축(31)의 상대 윤곽(35) 상에 있는 상태로, 중심이 잡혀있다. 캠축 단부(33)는 로터(1)의 개구부(7)를 통해 밀어 넣어지고 그의 원환 맞댐면(37)을 통해 로터의 단부면(11)과 접하게 된다. 상대 윤곽(35)의 돌출부들은 윤곽(15)의 오목부들에 맞물리고 그래서 두 부품들의 포지티브 로킹 연결을 가능케 한다. 로터(1)는 바람직하게는 너트에 의해 캠축(31)에 나사 체결된다. 여기서, 너트는 바람직하게는 예를 들면 판스프링의 방식으로 탄성 영역을 가지며, 그로 인해 설치력(setting force) 손실이 적절하게 흡수될 수 있다.

도 4는 도 1에 따른 윤곽(15) 또는 윤곽(15)의 오목부를 3차원으로 보여주는 상세도이다. 오목부(15)가 내측 원주(13)에서 로터 본체(3) 안으로 형성된다. 오목부(15)의, 반경 방향 및 축 방향에 대하여 비스듬하게 테이퍼진 접촉면들(17)을 명확하게 볼 수 있다. 접촉면들(17)은 조립된 상태에서 캠축의 상대 윤곽의 접촉면들과 접하는 역할을 한다. 접촉면들(17)은 조립된 상태에서 로터(1)의 자동-중심잡기 및 크랭크축과 캠축 사이의 토크의 전달을 가능케 한다. 지지면(18)은 상대 윤곽(35)의 대응하는 지지면(41)과 맞닿는 역할을 한다.

도 5는 도 1에 따른 로터(1)와 도 2에 따른 캠축(31)의 맞물림 면을 통과하는 단면을 나타낸다. 캠축(1)의 상대 윤곽(35)은 포지티브 로킹 방식으로 로터(1)의 윤곽(15)에 위치된다. 이 두 부품들의 규정된 접촉면들(17, 39)은 로터(1)와 캠축(31) 사이의 토크, 및 이에 따른 크랭크축과 캠축(31) 사이의 토크의 무-유격 전달을 가능케 한다. 지지면들(18, 41) 사이에 형성된 공간(63)에 의해, 중심 나사에 의한 부가 캠축 조정 부품들의 고정시에 상대 윤곽(35)의 축방향 팽창이 가능케 된다.

도 6은 도 1에 따른 로터(1)의 평면도로서, 특히 로터 본체(3)의 내측 원주(13)에 걸쳐서 오목부들의 비대칭적 분포를 명확하게 설명하는 도면이다. 오목부들은 서로에 대하여 다양한 각 구간 간격들을 가지고 원주(13)에 걸쳐서 분포되어 있다. 상기 비대칭, 즉 회전 비대칭적 배열의 결과, 캠축(31)에 대한 조립이 한 위치에서만 행해질 수 있다는 것이 확실하게 된다.

이것은 도 7로부터 알 수 있다. 상기 도면은 도 6에서와 같이, 캠축 조정 장치의 일부로서 캠축(31)에 이미 연결되어 있는 로터(1)의 평면도를 보여준다. 캠축(31)에 대해 로터(1)의 단부측 상의 정확하게 한 위치가 가능하다는 것을 여기서 알 수 있다. 캠축(31)의 단부(33) 상의 돌출부들(35)은, 로터(1)가 포지티브 로킹 방식으로 캠축(31) 상에 축방향으로 장착되도록, 로터의 단부면(11)의 윤곽(15)의 오목부들에 위치된다.

도 8은 원통형 로터 본체(73) 및 상기 로터 본체 상에 배열되며 반경방향 외측으로 연장되는 로터 베인들(75)을 갖는 부가 로터(71)를 3차원으로 보여준다. 로터 본체(73)의 중심에는, 캠축이 관통하는 개구부(77)가 유사하게 형성되어 있다. 도 1에서와 같이, 로터(71)는 그의 내측 원주(81) 및 그의 외측 원주(83)에 형성되며 유체 매체를 공급하는 역할을 하는 다수의 개구부들(79)을 갖는다.

로터 베인들(75)은 유사하게 그의 베인 단부들상에 홈들(85)을 가지며, 여기서 캠축 조정기 내에서 내부 누출을 감소시키기 위한 홈 밀봉 요소들이 장착될 수 있다. 게다가, 로터(71)는 그의 본체(73)에 설치상태에서 로터(71)와 스테이터의 로킹을 위한 로킹 보어(87)를 갖는다.

도 1과 대조적으로, 윤곽(89)은 로터 본체(73)의 단부면(91)에 형성된다. 윤곽(89)은 단부면(91)에서 불연속 톱니형상으로 형성되어 있다. 톱니형상은 도 8에는 도시되지 않은 캠축에 로터(71)를 정밀하게 연결할 수 있게 한다. 그러나, 그 톱니형상이 로터(71)의 원주 전체에 걸쳐서 균일하게 않게 분포되어 있다는 것을 여기서 명확하게 볼 수 있다. 이러한 방식으로 로터(91)의 캠축 상에서의 중심잡기 및 그에 따른 축방향 위치에의 고정이 가능하다. 톱니형상의 불연속한 형태의 결과, 부정확한 조립이 방지될 수 있다. 이 방식으로, 로터는 보조 요소들 없이, 캠축의 캠들에 대하여 각도 면에서 정확하게 배향될 수 있다.

톱니형상은 내측 원주(81) 상에 그리고 외측 원주(83) 상에 둘러싸인 원환면들(93, 95) 사이에 형성된다. 원환면들(93, 95)은 캠축 조정기에서 조립된 상태에서 오일 흐름을 밀봉하는 역할을 한다. 이 목적으로, 예를 들면, 원환면들(93, 95)에 삽입되거나 또는 원환면들 상에 놓여지는 O-링 등의 밀봉요소들이 사용될 수 있다.

도 9는 도 8에 따른 로터(71)의 평면도이다. 불연속 톱니형상으로 형성되고 단부면(91)에 걸쳐서 다양한 각 구간들로 비대칭적으로 형성된 윤곽(89)을 명확하게 볼 수 있다. 윤곽(89)은 반경방향 내측 원환면과 반경방향 외측 원환면(93, 95) 사이의 단부면(91)에 끼워 넣어져 있다. 로터(71)는 이 윤곽에 의해 캠축의 어댑터(115) 상의 상대 윤곽에 연결된다. 상대 윤곽은 도 10의 길이방향 단면에서의 표시로 보여질 수 있다.

도 10는 캠축 조정기가 없는 캠축 조정 장치(111)를 가로지르는 길이방향 단면이다. 캠축(112)은 로터의 윤곽이 맞물릴 수 있는 상대 윤곽을 갖는 어댑터(115) 및 캠축 튜브(113)에 의해 조립된다. 어댑터(115)의 상대 윤곽은 내경 상에서 오목하게 되어 있고 밀봉 요소(119)용 맞댐면(117)을 형성한다. 로터의 단부면과 맞댐면(117) 사이에 설치된 상태에서 밀봉 요소(119)는 캠축 조정기로부터의 유체의 외부 누출에 대하여 밀봉을 제공하는 역할을 한다.

1 로터
3 로터 본체
5 로터 베인
7 개구부
11 단부면
13 내측 원주
15 윤곽
17 접촉면
18 지지면
19 유체 개구부
21 외측 원주
23 홈
25 로킹 보어
31 캠축
33 캠축 단부
35 상대 윤곽
37 맞댐면
39 접촉면
41 지지면
43 보어
51 조립도
63 챔버
71 로터
73 로터 본체
75 로터 베인
77 개구부
79 유체 개구부
81 내측 원주
83 외측 원주
85 홈
87 로킹 보어
89 윤곽
91 단부면
93 외측 원환면
95 내측 원환면
111 캠축 조정 장치
112 캠축
113 캠축 튜브
115 상대 윤곽을 갖는 어댑터
117 맞댐면
119 밀봉 요소

Claims (10)

1. 축 방향으로 연장되는 윤곽(15, 89)을 갖는 단부면(11, 91)을 가지는 실질적으로 원환의 로터 본체(3, 73)를 포함하며, 상기 윤곽(15, 89)은 로터 본체(3, 73)의 캠축(31, 112)에의 축방향 연결을 위한 정확하게 하나의 위치가 미리 규정되도록 비대칭인,
   캠축 조정기용 로터(1, 71).
   
2. 제1항에 있어서,
   윤곽(15, 89)은 로터 본체(3, 73)의 내측 원주(13, 81)에 걸쳐서 다양한 각(angular) 구간들로 비대칭적으로 분포된 복수의 개개의 오목부들로 형성되는,
   캠축 조정기용 로터(1, 71).
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   윤곽(15, 89)은 로터 본체(3, 73)의 단부면(11, 91)에 다양한 각 구간들로 비대칭적으로 끼워 넣어진 복수의 개개의 오목부들로 형성되는,
   캠축 조정기용 로터(1, 71).
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 오목부들은 반경방향 및/또는 축방향에 대하여 비스듬하게 테이퍼진 접촉면들(17, 39)을 가지는,
   캠축 조정기용 로터(1, 71).
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   로터 본체(3, 73)의 단부면(11, 91)에, 캠축 조정기의 밀봉을 위한, 윤곽(15, 89)을 둘러싸는 적어도 하나의 원환면(93, 95, 117)이 형성되는,
   캠축 조정기용 로터(1, 71).
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   윤곽(15, 89)은 불연속 톱니 형상으로 복수의 개개의 오목부들로 형성되는,
   캠축 조정기용 로터(1, 71).
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 로터(1, 71) 및 캠축(31, 112)을 포함하는 내연기관용 캠축 조정 장치(111)로서, 캠축(31, 112)은 그의 단부측에 상대 윤곽(35)을 가지며 상기 윤곽(35)에 의해 로터(1, 71)의 윤곽(15, 89)은 포지티브 로킹 방식으로 캠축(31, 112)에 연결되는,
   내연기관용 캠축 조정 장치(111).
   
8. 제7항에 있어서,
   캠축(31, 112)의 상대 윤곽(35)은 로터(1, 71)의 오목부들과 맞물리는 복수의 축방향으로 연장되는 개개의 돌출부들을 가지는,
   내연기관용 캠축 조정 장치(111).
   
9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
   밀봉 요소(119)는 윤곽(15, 89)을 둘러싸는 원환면(93, 95, 117)에 위치되며, 상기 밀봉 요소는 캠축(31, 112)에 대하여 밀봉을 제공하는,
   내연기관용 캠축 조정 장치(111).
   
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    로터(1, 71)의 윤곽(15, 89)이 포지티브 로킹 방식으로 캠축(31, 112)에 연결되게 하는 어댑터(115)를 포함하는,
    내연기관용 캠축 조정 장치(111).
    

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