KR20130135284A

KR20130135284A - 고정 부재를 구비한 트랙션 수단 인장 장치와, 이러한 트랙션 수단 인장 장치를 구비한 내연 기관

Info

Publication number: KR20130135284A
Application number: KR1020137018615A
Authority: KR
Inventors: 도미닉 호프만; 페터 티롤러
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2013-12-10
Also published as: CN103314236A; WO2012097889A1; DE102011002761A1; CN103314236B; US9133916B2; US20130303318A1; DE102011002761B4

Abstract

본 발명은 재료로서 알루미늄을 포함하는 하우징(2)을 구비한 트랙션 수단 인장 장치(1)에 관한 것이며, 이러한 하우징 내에는 유압식으로 작동 가능하며 축방향으로 빠져나올 수 있는 피스톤(5)이 내부 지지되는 슬라이딩 슬리브(4)가 축방향으로 이동 불가능하게 삽입되며, 강철로 제조된 피스톤과 강철로 제조된 슬라이딩 슬리브(4) 사이에는 유압 매체로 채워질 수 있는 압력 챔버(6)가 제공되고, 하우징(2)에 대한 슬라이딩 슬리브(4)의 축방향 위치를 고정하기 위한 고정 부재(10)가 슬라이딩 슬리브(4) 및 하우징(2)을 파지하며, 고정 부재(10)에는 하우징(2) 내 고정을 위해 설계된 직관형 고정 섹션(12)이 제공되고, 이러한 고정 섹션에서 하우징으로부터 멀리 떨어진 단부에는 슬라이딩 슬리브(4)와 형상 결합되는 헤드(14)가 제공된다. 또한, 본 발명은 이러한 트랙션 수단 인장 장치 및 트랙션 수단을 구비한 내연 기관에 관한 것이다.

Description

고정 부재를 구비한 트랙션 수단 인장 장치와, 이러한 트랙션 수단 인장 장치를 구비한 내연 기관{TRACTION-ELEMENT TENSIONING DEVICE HAVING A SECURING ELEMENT, AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING SUCH A TRACTION-ELEMENT TENSIONING DEVICE}

본 발명은 재료로서 알루미늄을 포함하는 하우징을 구비한 트랙션 수단 인장 장치에 관한 것이며, 이러한 하우징 내에는 유압식으로 작동 가능하며 축방향으로 빠져나올 수 있는 피스톤이 내부 지지되는 슬라이딩 슬리브가 축방향으로 이동 불가능하게 삽입되며, 강철로 제조된 피스톤과 강철로 제조된 슬라이딩 슬리브 사이에는 유압 매체로 채워질 수 있는 압력 챔버가 제공되고, 하우징에 대한 슬라이딩 슬리브의 축방향 위치를 고정하기 위한 고정 부재가 슬라이딩 슬리브 및 하우징을 파지한다.

트랙션 수단 인장 장치는 내연 기관의 트랙션 구동 장치에서 사용된다. 이 경우, 이러한 트랙션 구동 장치는 트랙션 수단으로서 대체로 예를 들어 톱니 벨트와 같은 벨트를 사용하거나 예를 들어 타이밍 체인과 같은 체인을 사용한다. 이러한 트랙션 구동 장치는 특히 내연 기관의 타이밍 구동 장치에 적용된다. 이들은 추가적으로 또는 대안적으로 예를 들어 제네레이터 또는 전기 기기와 같은 다른 장치도 구동할 수 있다.

유감스럽게도 트랙션 수단에는 보상될 필요가 있는 늘어남이 발생한다. 또한, 온도에 따른 트랙션 수단 내 인장 및 팽창이 보상되어야 한다.

이러한 목적을 위해, 대체로 트랙션 수단 인장 장치가 사용된다. 이러한 트랙션 수단 인장 장치는 벨트의 사용과 관련해서는 벨트 인장기로도 불리고, 체인의 사용과 관련해서는 체인 인장기로도 불린다.

작동의 유형에 따라 상이한 유형의 트랙션 수단 인장 장치가 존재한다. 이와 같이, 특히 자동식, 반자동식, 기계식, 및 유압식 체인 인장기가 존재한다.

이러한 유압식 체인 인장기는 예를 들어 DE 20 2007 012 460 U1호에 공지되어 있다. 이 공보에는 인장 피스톤의 잠금을 위한 이동 방지부 및 체인 인장기를 구비한 인장 유닛이 공지되어 있다.

그러나, 이러한 이동 방지부는 인장 유닛이 한번 장착되면 추가 사용이 불가능하다.

이미 어느 정도 개선이 이루어진 유사 해결책이 DE 10 2008 033 260 A1호에도 공지되어 있다.

그러나, 유압에 의해 빠져나올 수 있는 피스톤이 내부 지지되는 슬리브의 고정부를 하우징으로부터 축방향으로 제공하는 한편, 하우징, 슬리브, 및 피스톤의 재료가 상이하게 선택됨으로써 발생하는 늘어남을 보상하는 것이 아직까지는 어렵다.

정렬 핀 또는 간극 링으로 슬리브를 고정시키는 것이 공지되어 있기는 하지만, 이때 정렬 핀 또는 간극 링은 유압 부재, 즉 슬리브의 변형을 야기하며, 이는 유압 부재의 성능에 부정적인 영향을 미친다.

이외에도, 압입을 통한 고정 및 접착을 통한 고정과 같이 통상적인 해결책들에도 상당한 단점이 있다.

즉, 압입은 대략 -40℃와 같이 낮은 온도에서뿐만 아니라 대략 150℃와 같이 높은 온도에서도 힘을 전달하기 위해 큰 오버랩부가 필요하다는 단점이 있다. 이는 특히 알루미늄과 강철의 상이한 팽창 계수 때문이다.

접착도 문제가 없는 것은 아닌데, 마찬가지로 비싸고, 아직 충분히 검증되지 않았으며, 조립중 오염이 발생하기 쉽기 때문이다. 또한, 조립중 오염원으로서 접착 자체가 회피되어야 한다. 결국, 이에 따라 아직 충분한 공정 안전성이 얻어지지 않고 있다.

본 발명의 과제는 한편으로는 슬라이딩 슬리브를 축방향으로 빠져나오지 않도록 고정하고, 다른 편으로는 상이한 온도에서도 하우징에 대한 슬라이딩 슬리브의 상대적인 사전 인장을 보장하는 것이다.

상기 과제는 하우징 내 고정을 위해 설계된 직관형 고정 섹션이 고정 부재에 제공되고, 이러한 고정 섹션에서 하우징으로부터 멀리 떨어진 단부에는 슬라이딩 슬리브와 형상 결합되는 헤드가 제공됨으로써 해결된다.

이러한 방식으로, 짧은 조립 시간이 구현되고, 고정 부재의 탄성을 갖도록 형성된 헤드를 통해 원하는 사전 인장력이 보장된다. 이로 인해 효율적인 공차 보상이 이루어진다. 마지막으로 고정 부재는 비용면에서 유리한 작동 매체로서 많은 수량을 매입 가능하기도 한데, 이는 이러한 트랙션 수단 인장 장치의 비용을 절감한다.

바람직한 실시예들은 종속항들에 청구되고, 하기에 더욱 상세히 설명된다.

이와 같이 고정 부재가 핀으로서 형성되는 경우가 바람직하다. 이러한 핀은 간단한 수단에 의해 하우징의 상응하게 준비된 홀 내에 박힐 수 있으며, 이러한 박힘은 스프링 헤드를 통한 사전 인장력이 아직 충분히 제공되지 않는 경우에만 실행되어야 한다.

고정 섹션이 치형부를 갖는 경우, 고정 부재가 재차 하우징으로부터 느슨해지거나 완전히 분리되는 것이 방지된다.

이러한 치형부가 톱니 형태의 종단면 윤곽을 갖는 가장자리 그루브를 통해 형성되는 경우에, 고정 부재가 분리되는 것이 특히 확실하게 방지된다.

또한, 헤드가 스프링 탄성이 있는 특성을 갖는 경우가 바람직하며, 헤드만 스프링 탄성이 있는 특성을 가질 수 있을 뿐 아니라, 전체 핀이 스프링 탄성이 있는 특성을 가질 수도 있다. 이로 인해, 여러 가지 재료들의 상이한 온도 팽창 계수들이 보상될 수 있다.

하우징을 향한 헤드 하부측이, 하우징으로부터 안내하는 슬리브 상부측과 접하는 경우, 간단한 조립과 더불어 효율적인 고정이 보장된다.

핀이 강철로 제조되고 그리고/또는 스프링 헤드가 스프링 강으로 제조되는 경우, 긴 시간 동안 부하가 가해질 수 있고 비용면에서 유리한 재료들이 사용된다.

하우징의 확장부의 리세스 내에 고정 부재가 축방향으로 이동 불가능하도록 삽입되며, 이때 리세스는 피스톤의 회전 대칭축에 대해 축평행하게 배향되는 경우가 마찬가지로 바람직하다. 이때, 하우징은 제조시에 통상적으로 인장되어 변화될 필요없이 간단하게 준비된다.

그러나, 헤드가 납짝하면서 고정 섹션의 종축에 대해 회전 대칭으로 형성되거나, 고정 부재에서 피스톤의 회전 대칭축 반대편 측으로부터 회전 대칭축을 향해 헤드가 연장되는 경우가 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다. 이러한 방식으로, 유압 부재의 분리가 방지될 수 있으며, 이로 인해 마모와 동적 에러 특성이 방지된다.

단 하나의 고정 부재뿐만 아니라, 둘레에 분포된 복수의 고정 부재도 단부측으로 알루미늄 하우징에 압입되는 경우가 바람직하다. 이러한 경우에, 상황에 따라 강철로 제조되는 핀은 강철 하우징, 즉 슬라이딩 슬리브를 눌러 고정하고, 동역학 및 공급 유압을 통해 야기되는 유압 부재의 분리를 억제한다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 내연 기관이 본 발명에 따른 트랙션 수단 인장 장치 및 트랙션 수단과 조합됨으로써 해결될 수도 있다. 이러한 실시예에서는 치형부 및 탄성 헤드부를 구비한 가압 부품이 사용된다. 압입 시 치형부는 체인 텐셔너 부재에 축방향 힘이 가해질 때 자체 록킹을 야기하고, 탄성 헤드는 부품의 온도 변화를 보상하기 위해 추가로 사전 인장력을 야기한다. 또한, 탄성 헤드는 KSH 부재 및 알루미늄 하우징의 길이 공차를 보상할 수 있다는 장점도 있다.

본 발명은 하기에 도면으로 나타난 실시예들에 의해서도 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 트랙션 수단 인장 장치를 절개하여 도시한 종단면도이다.
도 2는 제1 실시예의 고정 부재를 별도로 도시한 도면이다.
도 3은 제2 실시예의 고정 부재를 구비한 본 발명에 따른 트랙션 수단 인장 장치를 도시한 사시도이다.

도면들은 원상태를 개략적으로만 도시하고 있으며, 본 발명의 이해를 위해서만 사용된다. 동일한 부재들에는 동일한 도면 부호들이 제공된다.

도 1에는 본 발명에 따른 트랙션 수단 인장 장치(1)의 단면도가 도시되어 있다.

트랙션 수단 인장 장치(1)는 하우징(2)을 포함한다. 하우징(2)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된다. 하우징(2)을 위해 특히 알루미늄 가압 주조가 사용된다.

하우징(2)은 실질적으로 실린더형 단면을 갖는 홀(3)을 포함한다. 홀(3) 내에는 슬라이딩 슬리브(4)가 삽입된다. 슬라이딩 슬리브(4)는 실질적으로 축방향으로 이동 불가능하게 하우징(2) 내에 삽입되고, 또한 실질적으로 하우징(2)에 대해 회전 불가능하도록 홀(3) 내에 배치된다. 슬라이딩 슬리브(4)의 내부에는 슬라이딩 슬리브로부터 빠져나올 수 있도록 슬라이딩되는 방식으로 배치되는 피스톤(5)이 포함된다. 슬라이딩 슬리브(4)는 강철로 제조된다.

슬라이딩 슬리브(4)의 내부에는 압력 챔버(6)가 위치한다. 이러한 압력 챔버(6)는 슬라이딩 슬리브(4)와 피스톤(5) 사이에 배치되어, 하우징(2)의 방향으로 체크 밸브(7)를 통해 폐쇄된다.

압력 챔버(6)는 체크 밸브(7)의 개방시 예를 들어 오일, 특히 엔진 오일 또는 유압유과 같은 유압 매체를 통해 채워질 수 있다. 압력 챔버(6) 내 압력이 피스톤의 자유 단부(8)에 가압되는 힘(F1)보다 더 큰 경우, 피스톤(5)은 슬라이딩 슬리브(4)로부터 빠져나오고, 트랙션 수단을 편향시키는 도시되지 않는 인장 레일에 가압된다.

슬라이딩 슬리브(4)도 회전 대칭축(9)을 따라 이동되는 일이 없도록, 고정 부재(10)가 제공된다. 고정 부재(10)는 핀(11)으로서 형성된다.

핀(11)은, 외부측에 치형부(13)를 갖는 직관형 고정 섹션(12)을 포함한다. 이러한 고정 섹션에서 하우징(2)으로부터 돌출된 단부에는 헤드(14)가 제공된다. 헤드(14)는 탄성을 갖는 재료로부터 형성된다. 특히 전체 고정 부재(10)는 강철로 제조되고, 본 실시예에서는 스프링 강으로 제조된다.

헤드(14)의 상부측 및 하부측에는 약간의 원추 형태를 갖는 외부 윤곽이 제공된다. 헤드(14)의 상부측에는 도면 부호 "15"가 제공되는 반면, 헤드(14)의 하부측에는 도면 부호 "16"이 제공된다. 고정 부재(10)는 회전 대칭축(9)에 대해 축평행하게 배향된 종축(17)을 갖는다.

도 2에 양호하게 도시된 바와 같이, 헤드(14)는 버섯 형태로 형성된다. 종축(17)으로부터 가능한 멀리 떨어진 하부측(16) 상의 영역(18)에 의해, 헤드(14)는 슬리브(4)의 상부측(19)에 놓인다.

1 트랙션 수단 인장 장치
2 하우징
3 홀
4 슬라이딩 슬리브
5 피스톤
6 압력 챔버
7 체크 밸브
8 자유 단부
9 회전 대칭축
10 고정 부재
11 핀
12 고정 섹션
13 치형부
14 헤드
15 헤드의 상부측
16 헤드의 하부측
17 종축
18 영역
19 슬라이딩 슬리브의 상부측

Claims

재료로서 알루미늄을 포함하는 하우징(2)을 구비한 트랙션 수단 인장 장치(1)이며, 상기 하우징 내에는 유압식으로 작동 가능하며 축방향으로 빠져나올 수 있는 피스톤(5)이 내부 지지되는 슬라이딩 슬리브(4)가 축방향으로 이동 불가능하게 삽입되며, 강철로 제조된 피스톤(5)과 강철로 제조된 슬라이딩 슬리브(4) 사이에는 유압 매체로 채워질 수 있는 압력 챔버(6)가 제공되고, 하우징(2)에 대한 슬라이딩 슬리브(4)의 축방향 위치를 고정하기 위한 고정 부재(10)가 슬라이딩 슬리브(4) 및 하우징(2)을 파지하는, 트랙션 수단 인장 장치에 있어서,
고정 부재(10)에는 하우징(2) 내 고정을 위해 설계된 직관형 고정 섹션(12)이 제공되고, 상기 고정 섹션에서 하우징으로부터 멀리 떨어진 단부에는 슬라이딩 슬리브(4)와 형상 결합되는 헤드(14)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 트랙션 수단 인장 장치(1).
제1항에 있어서, 고정 부재(10)는 핀(11)으로서 형성되는 것을 특징으로 하는, 트랙션 수단 인장 장치(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 고정 섹션(12)은 치형부(13)를 갖는 것을 특징으로 하는, 트랙션 수단 인장 장치(1).
제3항에 있어서, 치형부(13)는 톱니 형태의 종단면 윤곽을 갖는 가장자리 그루브를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 트랙션 수단 인장 장치(1).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 헤드(14)는 스프링 탄성이 있는 특성을 갖는 것을 특징으로 하는, 트랙션 수단 인장 장치(1).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징(2)을 향한 헤드(14)의 하부측(16)은, 하우징(2)으로부터 안내하는 슬라이딩 슬리브(4)의 상부측(19)과 접하는 것을 특징으로 하는, 트랙션 수단 인장 장치(1).
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 핀(11)은 강철로 제조되고 그리고/또는 스프링 헤드로서 헤드(14)는 스프링 강으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 트랙션 수단 인장 장치(1).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 고정 부재(10)는 하우징(2)의 확장부의 리세스 내에 축방향으로 이동 불가능하도록 삽입되며, 이때 리세스는 피스톤(5)의 회전 대칭축(9)에 대해 축평행하게 배향되는 것을 특징으로 하는, 트랙션 수단 인장 장치(1).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 헤드(14)는 납짝하면서 고정 섹션(12)의 종축(14)에 대해 회전 대칭으로 형성되거나, 헤드(14)는 고정 부재(10)에서 피스톤(5)의 회전 대칭축(9) 반대편 측으로부터 회전 대칭축(9)을 향해 연장되는 것을 특징으로 하는, 트랙션 수단 인장 장치(1).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 트랙션 수단 인장 장치(1) 및 트랙션 수단을 구비한 내연 기관.