KR20150063061A

KR20150063061A - 레버 유형의 캠 팔로워

Info

Publication number: KR20150063061A
Application number: KR1020157008201A
Authority: KR
Inventors: 슈테판 둡케
Original assignee: 섀플러 테크놀로지스 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-06-08
Also published as: DE102012219506A1; CN104704206B; WO2014053124A1; EP2904222A1; US20150233267A1; JP2015533986A; EP2904222B1; CN104704206A

Abstract

본 발명은 캠 활주 롤러(2)와, 가스 교환 밸브를 위한 설치부(3)와, 내연기관의 실린더 헤드에 대해 지지를 위한 지지부(4)를 구비한, 내연기관의 슬라이딩 캠 밸브 구동부를 위한 레버 유형의 캠 팔로워(1)에 관한 것으로서, 캠 팔로워(1)는 크로스 바아(5)를 통해 연결된 2개의 측벽(6)을 갖고, 상기 측벽들 사이에는 볼트(7) 상에 지지된 캠 활주 롤러(2)가 수용되며, 상기 볼트(7)는 측벽들(6)의 보어(9) 내에 연장되고, 각각의 보어(9)는, 볼트(7)의 주연 세그먼트(11)가 측벽(6)의 캠을 향한 종방향 측면(10)에서 노출되는 방식으로 측벽의 종방향 측면(10)을 섹션별로 절개한다. 따라서, 측벽들(6)의 높이가 더욱 낮아지는 것이 달성되어, 더욱 큰 캠 차동 행정이 가능하다.

Description

레버 유형의 캠 팔로워{LEVER-STYLE CAM FOLLOWER}

본 발명은 캠 활주 롤러와, 가스 교환 밸브를 위한 설치부와, 내연기관의 실린더 헤드에 대한 지지를 위해 지지부를 구비한, 특히 내연기관의 슬라이딩 캠 밸브 구동부를 위한 레버 유형의 캠 팔로워에 관한 것으로서, 캠 팔로워는 크로스 바아를 통해 연결된 2개의 측벽을 갖고, 상기 측벽들 사이에는 볼트 상에 지지된 캠 활주 롤러가 수용되며, 상기 볼트는 측벽들의 보어 내에 연장된다.

상기 유형의 캠 팔로워는 DE 10 2004 002 290 A1의 도 3에 공개되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 드레그 레버로서 제공되는 상기 캠 팔로워는 비활성화된 캠의 연속 활주 측면에 감소된 측벽 높이를 갖는다.

캠의 목적하는 최대 차동 행정을 위해, 캠 활주 롤러의 상부면과 측벽의 캠을 향한 종방향 측면 사이의 거리는 비활성화된 캠(2개 또는 3개의 캠 패킷)의 경우에 중요하다. 더욱 큰 차동 행정을 가능케 하기 위해서는 롤러의 반경 확대가 고려될 수도 있다. 그러나 이는 크로스 바아에서 일반적으로 필요한 롤러 포켓의 불가피한 확대를 초래하여 강도 손실 및 캠 팔로워 질량의 증가를 가져올 수 있다.

또한, 상기 언급된 특허 문헌으로부터 알 수 있는 바와 같이, 볼트를 수용하기 위한 보어는 캠 활주 롤러를 지지하기 위해 캠을 향한 측벽의 종방향 측면에 비교적 가까이 위치한다. 이 경우 각각의 보어 상부에서 측벽 재료의 잔여 웨브는, 예를 들어 캠 활주 롤러를 위한 니들 베어링의 니들이 축방향으로 이탈하는 것을 방지하고 깨끗하고 균열이 없는 코킹 과정을 가능케 하기 위해 필요하다.

본 발명의 과제는 전술된 캠 팔로워에서 실질적인 강도 손실도 없고 질량 증가도 없이 증가된 캠 차동 행정을 가능케 하는 것이다.

본 발명에 따라 상기 과제는, 볼트의 주연 세그먼트가 측벽의 캠을 향한 종방향 측면에서 노출되는 방식으로, 볼트를 위한 각각의 보어가 측벽의 상기 종방향 측면을 섹션별로 절개함으로써 해결된다.

따라서, 볼트는 부하가 없는 볼트의 광범위한 구역의 영역에서 보어 재료에 의해 둘러싸이지 않는다. 보어가 섹션별로 상부의 종방향 벽 내로 삽입되는 한, 캠을 향한 종방향 측면에 대한 보어의 거리가 사실상 동일하게 유지되는 경우 각각의 측벽의 높이가 감소된다. 이로써, 캠 쌍 / 캠 그룹을 위한 더욱 증가된 차동 행정이 가능하게 된다. 달리 말하면, 차동 행정이 동일하게 유지되는 경우에는, 캠 활주 롤러의 직경이 감소될 수 있고, 이는 재료를 절감하고 조립 공간을 감소시킬 수 있다는 것이다.

보호 범주와 관련하여, 본 발명의 해결법에 따르면, 볼트 보어 중 단지 하나의 볼트 보어가, 구체적으로는 활성화되지 않은 캠 / 활성화되지 않은 캠 그룹이 "잠기게" 되어 여기서 조립 공간 수요를 규정하는 레버 측면에 대해 부분적으로 개방되도록 제공된다.

드레그 레버 또는 로커 아암 또는 스윙 아암으로서 제공될 수 있는 캠 팔로워의 사용은, 바람직하게 가변 활주 캠 밸브 구동부와 관련된다. 그러나, 표준 밸브 구동부를 사용하는 것도 고려될 수 있고 제공된다. 또한, 캠 팔로워 또는 편심 팔로워를 펌프 또는 압축기에 사용하는 것도 고려된다.

본 발명의 바람직한 개선예에 따르면, 각각의 보어는 볼트를 180°를 초과하여 둘러싸고, 이로써 볼트는 조립이 이루어진 이후에 노출 주연 세그먼트로부터 이탈될 수 없다. 그러나 각각의 측벽에 평행한 레그들을 구비한 U자형 보어 포켓도 고려할 수 있다. 이 경우, 볼트의 고정은 예를 들어 스냅 링-홈-연결부, 용접점, 코킹, 또는 압입에 의해 제공된다. 대안적으로 볼트는 보어에 의해 180° 미만으로 둘러싸일 수도 있어서, 레그들이 펼쳐지게 제공된다. 이러한 변형예의 경우 볼트는 내연기관의 작동 동안 보어 내에 "느슨하게" 위치할 수 있고 오직 운송 / 취급을 위해 최종 조립까지 이탈이 방지되어야 한다. 한편 볼트는 이러한 경우에 작동을 위해서도 위치 고정 상태로 얻어질 수 있다.

본 발명의 구체적인 실시예에서, 볼트는 굽힘 탄성 견부에 의해 유지되어야 하며, 상기 견부는 볼트를 180°에 걸쳐 둘러싸는 측벽 재료로 이루어진다. 따라서, 볼트는 조립 시 견부를 확장하여 보어 내로 간단하게 스냅(snap) 안착된다. 다른 유형의 볼트 조립 가능성에 따르면, 단부면의 코킹이 이어지는 경우 공지된 방식 및 유형으로 측면 끼움을 통해 이루어진다. 이러한 경우 견부는 구부려 개방될 필요가 없다.

볼트는 종방향으로 완전히 경화되는 것이 바람직하며(코어 경도 58HRC 이상), 이어서 볼트에는 경화된 상태에서 상술된 코킹이, 그러나 필수적으로는 아니지만, 예를 들어 반경 방향 스폿 리벳팅이 이루어진다. 완전 경화는 열처리를 위해 비교적 저렴함 비용만을 필요로 한다. 이 경우 볼트는 롤러 베어링 제조로부터 벌크 제품으로 제공될 수 있다.

추가의 종속 청구항들은 볼트 상에 캠 활주 롤러의 바람직한 지지 가능성에 관한 것이다. 여기서 우선, 롤러 베어링에 대해서는 예컨대 니들 베어링이 고려된다. 그러나 슬라이딩 베어링 또는 슬라이딩-롤러 베어링도 고려된다.

따라서, 본 발명의 개선예에 따르면, 캠 활주 롤러는 직접 볼트 상에 슬라이딩 지지된다. 이 경우, 당업계의 기술자는 캠 팔로워의 측벽 내에서 적합한 측면 윤활제 유입부 및 확대된 볼트 직경을 구현하게 될 것이다.

대안적으로 롤러 베어링을 생략할 수 있고, 그 대신에 강 재료 이외에 플라스틱 또는 기계 부품용 세라믹으로도 구성될 수 있는 중간 링이 사용될 수 있다. 경우에 따라 중간 링도 중간 링의 외부 활주 궤도 또는 보어에서 니들 베어링과 조합될 수 있다.

또한 제안되는 바에 따르면, 볼트는 양 단부에서 볼트 직경의 단차부를 갖고, 상기 단차부에 의해 볼트는 보어 내에 지지되며, 단차부의 링 숄더는 볼트를 축방향으로 양호하게 고정하도록 측벽의 내측면 앞에서 활주한다. 따라서, 중심에 상승된 영역은 단일 부품 또는 복수 부품으로 볼트에 부착될 수 있다. 이러한 해결법의 경우, 볼트는 가압 끼워진 링을 포함할 수 있고, 상기 링의 단부는 링 숄더를 형성한다. 이러한 해결법은 비교적 저렴한 비용으로 이루어진다.

상술된 바와 같이 볼트 직경이 볼트의 단부 영역에서 감소되기 때문에, 캠 팔로워의 하부면에 대한 보어의 거리가 동일하게 유지되는 경우 캠을 향한 측벽의 종방향 측면은 더욱 낮게 설계될 수 있다. 따라서, 경우에 따라 훨씬 더 큰 캠 차동 행정이 가능하거나, 동일한 차동 행정의 경우 캠 활주 롤러의 직경이 감소될 수 있다.

또한, 본 발명은 모듈식 원리를 제공하는데, 즉 동일한 "두꺼운" 볼트의 경우 각각의 적용에 따라 상이한 외부 직경을 갖는 가압된 링이 제공되어(니들 베어링 또는 슬라이딩 베어링), 예를 들어 더 큰 링의 경우 헤르츠 압축(Hertzian Press)이 감소되거나 더욱 우수한 슬라이딩 베어링 조건이 제공될 수 있게 된다.

본 발명의 추가의 구체적인 실시예에 따르면, 캠 팔로워의 횡단면은 U자형 프로파일을 갖고 판재로부터 스템핑-벤딩 기술에 의해 제조될 수 있다. 그러나 거꾸로된 U자형 프로파일 또는 H자 형태도 고려할 수 있고 제공된다. 또한, 캠 팔로워는 복수의 구성 부품들로도 조립될 수 있다.

캠 팔로워는 판재 성형 이외에도 압출 성형 또는 커팅 방법에 의해 또는 주조를 통해 또는 MIM-공정에서도 제조될 수 있다.

도 1은 드레그 레버로서 형성되고 니들 베어링된 캠 활주 롤러를 갖는 캠 팔로워의 제1 변형예를 공간적으로 도시한 도면이다.
도 2는 전술된 변형예와 유사하지만, 직접 볼트 상에 활주하는 캠 활주 롤러를 갖고 보어 내로 스냅 안착된 볼트를 갖는 캠 팔로워를 도시한 도면이다.
도 3은 전술된 변형예와 같지만, 캠 활주 롤러의 지지를 위한 중간 링을 갖는 캠 팔로워의 측면도이다.

도 1에는 내연기관의 활주 캠 밸브 구동부를 위한 협폭 구조의 레버 유형의 캠 팔로워(1)가 도시되어 있다. 캠 팔로워(1)는 U자형 횡단면을 갖고 박벽의 강판으로 구성된다.

본 도면에서 드레그 레버로서 제공되는 캠 팔로워(1)는 크로스 바아(5)를 통해 연결된 2개의 수직 측벽(6)을 갖는다. 크로스 바아(5)의 하부면(21)에서 일측단부에는 가스 교환 밸브를 위한 설치부(3)가, 타측 단부에는 지지 부재의 헤드에 피봇 운동 가능한 지지를 위한 반구형 지지부(4)가 배치되어 있다.

캠 팔로워(1)의 애략 종방향 중심 영역에는, 캠 팔로워의 측벽들(6) 사이에 캠 활주 롤러(2)가 볼트(7) 상에 연장되고, 상기 볼트는 측벽(6)의 보어(9) 내에 위치한다. 알 수 있는 바와 같이, 보어(9)는 완전히 폐쇄되어 있지 않고, 각각의 보어(9)는 볼트(7)의 주연 세그먼트(11)가 측벽(6)의 캠을 향한 종방향 측면(10)에서 노출되는 방식으로 측벽의 캠을 향한 종방향 측면(10)을 섹션별로 절개한다. 전체 도면들에 따르면, 각각의 보어(9)는 볼트(7)를 180°를 초과하여 둘러싼다.

도 1에 도시된 바와 같이, 캠 활주 롤러(2)는 니들 베어링(14)에 의해 볼트(7) 상에 위치한다. 이 경우, 니들 베어링(14)의 니들(15)은 각각 캠을 향한 측벽(6)의 종방향 측면(10)의 영역에서 횡방향으로 섹션별로 벽 없이 노출되며, 즉, 달리 말하자면 니들은 측벽(6)의 종방향 측면(10) 위로 돌출한다. 니들의 소실 방지를 위해 캠 활주 롤러(2)의 양 측면에는 측벽(6) 내에서 볼트(7) 상에 안착되는 활주 디스크(16)가 제공되며, 상기 활주 디스크는 이 경우 반경 방향으로 니들(15)을 대부분 커버한다.

도 1에 따르면, 완전히 경화된 볼트(7)는 단부면에서 코킹되는데, 즉 확대되어 축방향으로 돌출하면서 고정된다. 경우에 따라 볼트는 상기 확대에도 불구하고 보어(9) 내에 회전 가능하게 위치할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 캠 활주 롤러(2)를 사전 조립하면 보어(9)를 통해 볼트가 측면에서 조립된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 측벽(6)의 종방향 측면(10) 중 각각 보어(9)의 노출된 주연 세그먼트(11)의 양측에 직접 위치하는 영역은 굽힘 탄성 견부(12)로서 형성된다. 볼트(7)의 조립은, 볼트가 위로부터 이들 견부(12) 뒤에 스냅 안착되는 방식으로 이루어진다.

또한, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 캠 활주 롤러(2)는 보어(17)에 의해 직접 볼트(7) 상에 활주 지지되는 방식으로 연장된다. 이와 같은 볼트(7)는 양 단부에서 볼트 직경의 단차부(22)를 갖고, 상기 단차부에 의해 볼트는 보어(9) 내에 지지된다. 본 실시예에서 "단차부(22)"는 직경 감소부를 의미한다. 단차부(22)의 링 숄더(20)는 볼트(7)를 축방향으로 양호하게 고정하도록 측벽(6)의 내측면(13) 앞에서 활주한다. 단차를 갖는 볼트(7) 대신에 단차가 없는 볼트도 제공될 수 있는데, 이러한 경우 볼트의 단차 상태를 구현하기 위해 별도의 링이 중심에 끼워진다.

도 3에 따르면, 캠 활주 롤러(2)는 중간 링(18)에 의해 볼트(7) 상에 지지된다. 도 1에 따른 니들 베어링은 생략된다.

캠 방향으로 개방된 볼트(7)를 위한 보어(9)로 인해, 측벽(6)의 높이는 캠 측면으로부터 감소될 수 있어서, 서두에 언급한 바와 같이 캠의 자유 경로가 더욱 커지는 것이 가능하다.

1) 캠 팔로워
2) 캠 활주 롤러
3) 설치부
4) 지지부
5) 크로스 바아
6) 측벽
7) 볼트
8) 해당 없음
9) 보어
10) 종방향 측면
11) 주연 세그먼트
12) 견부
13) 내측면
14) 니들 베어링
15) 니들
16) 활주 디스크
17) 보어
18) 중간 링
19) 단부면
20) 링 숄더
21) 하부면
22) 단차부

Claims

캠 활주 롤러(2)와, 가스 교환 밸브를 위한 설치부(3)와, 내연기관의 실린더 헤드에 대해 지지를 위한 지지부(4)를 구비한, 특히 내연기관의 슬라이딩 캠 밸브 구동부를 위한 레버 유형의 캠 팔로워(1)로서, 캠 팔로워(1)는 크로스 바아(5)를 통해 연결된 2개의 측벽(6)을 갖고, 상기 측벽들 사이에는 볼트(7) 상에 지지된 캠 활주 롤러(2)가 수용되며, 상기 볼트(7)는 측벽들(6)의 보어(9) 내에 연장되는 레버 유형의 캠 팔로워에 있어서,
각각의 보어(9)는, 볼트(7)의 주연 세그먼트(11)가 측벽(6)의 캠을 향한 종방향 측면(10)에서 노출되는 방식으로 측벽의 종방향 측면(10)을 섹션별로 절개하는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.
제1항에 있어서, 각각의 보어(9)는 볼트(7)를 180°를 초과하여 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.
제2항에 있어서, 측벽(6)의 종방향 측면(10) 중 각각 상응하는 보어(9)의 노출된 주연 세그먼트(11)의 양측에 직접 위치하는 영역은 굽힘 탄성 견부(12)로서 형성되고, 이들 견부 뒤에 볼트(7)가 스냅(snap) 안착되는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.
제2항에 있어서, 볼트(7)는 양 단부에서 볼트 직경의 단차부(22)를 갖고, 상기 단차부에 의해 볼트는 보어(9) 내에 지지되며, 단차부(22)의 링 숄더(20)는 볼트(7)를 축방향으로 고정하면서 측벽(6)의 내측면(13) 앞에서 활주하는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.
제4항에 있어서, 단차부(22)를 형성하기 위해 볼트(7)는 중심으로 가압된 링을 포함하고, 상기 링의 단부들은 링 숄더(20)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.
제1항에 있어서, 캠 활주 롤러(2)는 니들 베어링(14)과 같은 롤링 베어링에 의해 볼트(7) 상에 위치하고 니들 베어링(14)의 니들(15)은 각각 캠을 향한 측벽(6)의 종방향 측면(10)의 영역에서 횡방향으로 섹션별로 벽 없이 노출되며, 니들의 소실 방지를 위해 측벽(6)과 캠 활주 롤러(2) 사이의 볼트(7) 상에 안착되는 활주 디스크(16)가 제공되며, 상기 활주 디스크는 반경 방향으로 니들(15)을 적어도 섹션별로 커버하는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.
제1항에 있어서, 캠 활주 롤러(2)는 보어(17)에 의해 직접 볼트(7) 상에 지지되는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.
제1항에 있어서, 캠 활주 롤러(2)는 중간 링(18)에 의해 볼트(7) 상에 지지되는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.
제1항에 있어서, 캠 팔로워(1)는 U자형, 거꾸로된 U자형, 또는 H자형 횡단면을 갖고 강판으로부터 스템핑-벤딩 기술에 의해 또는 압출 성형 기술에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.
제1항에 있어서, 볼트(7)는 전체 종방향 연장부에 걸쳐 경화되고 볼트의 단부면(19)은 반경방향 스폿 리벳팅에 의해 확대되는 것을 특징으로 하는, 레버 유형의 캠 팔로워.