KR820001765B1 - 시-일(Seal) 구조물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

시-일(Seal) 구조물

제1도는 본 발명을 실시하는 표면 시-일을 지니는 냉각제 펌프의 단면도.

제2도는 시-일의 확대 단면도.

제3도는 시-일의 벨로우즈의 확대 단면도.

제4도는 제5도의 선 4-4에 따른 확대 단면도.

제5도는 제3도의 선 5-5에 따른 단면도.

제6도는 제2도의 선 6-6에 따른 단면도.

제7도는 본 발명의 변경된 형태를 보여주는 제4도와 유사한 단면도.

본 발명은 특히 내연기관의 냉각제 펌프에 사용하기에 적합한 시-일(Seal)에 관한 것이다.

시-일 부분은 폄프의 작동중에 높은 회전 토오크를 받기 쉽기 대문에, 시-일부분은 회전토오크를 조절하도록 구성되어 조립된다. 시-일은 엔진 냉각제를 견디어 내며 한편으로 산화를 견디어 내는 조성을 가진 유연성 벨로우즈(bellows)를 포함하고 있으며, 또 시-일을 견고하게하는 리브(rib)를 가지고 있다. 시-일 표면은 회전토오크의 크기를 감소시키는 재료와 크기로 구성된다. 시-일 부분은 함께 고정되어 있어 회전 토오크에 의해 분해되는 것이 방지되는데, 이 목적을 위하여 접착제가 엔진 냉각제를 유지시키는데 사용된다.

종래의 액체 냉각 내연기관은 엔진을 통하여 냉각제를 순환시키는 펌프를 지니는 냉각장치를 가지고 있다. 냉각제 펌프의 보통 형태는 냉각제속에 위치한 임펠러 및 냉각제외부에 위치한 벨트 구동장치를 가지고 있다. 또한 펌프는 냉각제가 고정 하우징과 회전 펌프 샤프트사이에서 냉각장치로 부터 누설되는 것을 방지해 주는 표면 시-일을 가지고 있다.

대형 트럭 엔진에 설치된 그와 같은 펌프의 필요 조건은 이들펌프가 파손됨이 없이 최소한 483, 000km 작동할 수 있어야 한다는 것이다. 그러나 그러한 펌프의 종래의 표면 시-일은 주로 펌프의 작동중에 발생되는 회전토오크 및 냉각제에 함유된 화학물질에 의한 시-일의 약화에 의하여 파괴된다. 회전 토오크는 스티크-슬립(Stick-Slip) 작동으로부터 야기되며, 상기회전 토오크는 시-일을 파괴시키기에 아주 충분하다. 시-일은 유연성벨로우즈를 포함하며, 또한 회전토오크는 벨로우즈를 파괴한다. 또한, 시-일 벨로우즈는 냉각제의 높은온도와 냉각제 화학물질 및 한편으로는 산화의 영향을 받으며 이들 요인들은 종래의 시-일 벨로우즈를 일찍 노화시키며 회전토오크에 의해 이들을 파괴시킨다.

본 발명의 목적은 상술한 결점을 극복하는 개량된 시-일을 제공함에 있다. 시-일은 함께 고정되어 회전토오크로 인해 이들이 분리되는 것을 방지하여 주며, 이들 재료는 표면 시-일에서 비교적 장기간의 수명을 가지며, 벨로우즈는 토오크에 대하여 강하도록 형성되어 있고, 시-일 표면은 토오크의 크기를 감소시키는 재료와 크기로 구성된다.

첨부 도면에의거 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시한 워터펌프는 주조하여 제조할 수 있는 몸체(10)를 포함하며, 몸체(10)를 내연기관의 블록에 고정시키는데 이용될 수 있는 다수의 구멍(도시안됨)을 가지고 있다. 더우기 몸체(10)는 워터펌프 샤프트(12)를 수용하는 비교적 큰 축방향으로 연장하는 구멍(11)을 가지고 있다. 샤프트(12)는 두개의 축 방향으로 간격져 있는 보올 베어링(13) 및 (14)에 의하여 구멍(11) 속에 회전 가능하게 장착되어 있으며, 스페이서(16)는 두 개의 베어링(13) 및 (14)의 외부레이스 사이에 설치되어 있다. 통로(17)는 스페이서(16)를 통해 형성되어 있고, 윤활제 수용통로(18)는 몸체(10)에 형성되어 있어 베어링(13) 및 (14)은 통로(17 및 18)를 통해 윤활제를 수용할 수 있다. 베어링(14)의 우측은 몸체(10)에 형성된 견부(19)와 인접하고, 베어링지지 링(21)은 구멍(11)의 내주연에 형성된 홈에 고정되어 있으며 베어링(13)의 좌단부에 인접한다 따라서, 두개의 베어링(13) 및 (14)은 몸체(10)의 구멍(11)에 적절히 고정되어 있다. 샤프트(12)는 그에 형성된 견부(22) 및 그에 형성되어 고정되어 있는 스냅링(23)에 의하여 베어링의 내부 레이스에 부착되어 있다. 견부(22)는 베어링(14)의 내부 레이스의 우측에 인접하고, 스냅링(23)은 상기 내부레이스의 좌측에 인 접해있기 때문에 샤프트(12)가 베어링(14)에 대하여 축방향으로 이동하는 것을 방지한다. 샤프트(12)의 견부(22)의 우측을 향하여 견부(19)로 부터 연장하는 환상 요부(15)에 수용되어 있는 립 오일 시-일(26)이 있으며, 우측을 향한 베어링 영역으로부터 윤활제가 누설되는 것을 방지한다.

샤프트(12)의 좌측 단부는 직경이 감소된 단면부(27)를 가지고 있으며, 워터 펌프 풀리(28)는 프레스 고정구에 의하여 단면부(27)에 고정되어 있다. 풀리(28)의 외주연은 엔진이 가동될때 풀리(28) 및 샤프트(29)을 구동하는 V-형 벨트(도시안됨)을 수용하는 두 개의 환상 홈(12)을 가지고 있다. 이와는 달리 샤프트(12)는 다른 엔진에 사용되는 구동기어 일수있다.

샤프트(12)의 우측 단부는 프레스고정구에 의하여 고정된 펌프 임펠러(32)를 가진 직경이 감소된 부분(31)을 가지고 있다. 임펠러(33)는 방사상으로 간격져 연장하는 다수의 날개(32)를 포함하고 있으며, 샤프트(12) 및 임펠러(32)가 회전할 때, 날개(33)는 엔진의 냉각장치를 통하여 냉각제를 양수하여 준다. 펌프의 몸체(10)는 펌프로 들어오는 냉각제를 수용하도록 연결되어 있는 냉각제 입구통로(34)를 가지고 있다. 냉각제는 통로(34)로 부터 유동하여 임펠러(32)의 회전에 의하여 날개(33)사이의 통로를 통하여 방사상으로 외방으로 양수된다.

구멍(11)의 우측 단부에는 다른 립 시-일(36)이 있으며, 시-일(36)은 구멍(11)과 내구성 슬리브(37)의 내주연 사이로 연장하며, 슬리브(37)는 립 시-일(36)에 인접한 풀리 허브의 외주연에 고정되어 있다.

통로(34)를 통하여 그리고 날개(33)사이를 유동하는 냉각제가 베어링(13) 및 (14)의 영역을 들어오는 것을 방지하기 위하여 표면 시-일(41)(제1 및 2도)이 펌프 몸체(10) 및 샤프트(12) 사이에 설치되어 있다. 표면 시-일은 대략 관상의 카트리지(42)를 포함하고 있으며, 카트리지(42)는 축방향으로 연장하는 외부분(43)을 포함하고 있으며, 외부분(43)은 프레스 고정구에 의하여 구멍(44)의 펌프 몸체(10)에 고정되어 있다. 봉합제는 또한 상기연결을 봉합하도록 구멍(44)에 설치되는 것이 바람직하다. 외부분(43)은 우측단에 형성된 방사상으로 외방으로 연장하는 플랜지(45)는 표면 시-일 카트리지(42)가 몸체(10)와 함께 밀폐 고정구속에 압축될 때 정지구로서 작용한다. 그의 좌측면에서, 카트리지(42)는 방사상으로 연장하는 부분(46)을 포함하고 있으며, 부분(36)은 내부 페루올(ferrule)(48)의 방사부분(47)과 결합되어 있다 페루올(48)은 축방향으로 연장하는 관상의 중앙부분(49)을 포함하고 있으며, 중앙부분(49)은 샤프트와 결합하지 않고 샤프트(12) 둘레에 연장하는 크기로 되어있다.

또한, 표면 시-일(41)은 단면에 U-형인 환상 컵(51)을 포함하고 있다. U-형의 하나의 아암(arm)은 프레스 고정구에 의하여 샤프트(12)에 고정되는 크기를 가진 환상부분(52)는 U-형의 아암 사이에 위치되어 있고, 와셔(53)는 단면이 직사각형으로 되어있다. 환상의 고무 부트(boot)(54)가 시이트와셔(53) 및 시이트 컵(51) 사이에 장착되어 있으며, 부트(54)는 니트릴 페놀 접착제(56)와 같은 적당한 방법에 의하여 시이트 컵(51)에 고정되어 있다. 시이트 와셔(53)는 에폭시 접착제(55)에 의하여 부트(54)에 고정되어 있다. 이와는 달리 부트(54)는 시이트 컵(51)의 내표면에 경화된 고무 코팅으로 대신할 수 있다. 와셔(53)는 접 착제(55)에 의하여 경화된 고무에 고정되어 있다. 예컨대 적장한 접착제(56)는 3M회사에 의하여 판매되는 제품번호 2126 또는 제품번호 826이다. 부트(54)의 립은 압축하에 와셔(53)의 외주연 및 컵(51)의 제일 밖에 있는 아암 사이에 유지되어 있다. 접착제와 봉합제 양자를 형성하는 에폭시 접착제의 예로는 허그손(Hughson)화학 회사에 의하여 판매되는 제품217이다. 액체 밀폐 시-일이 와셔(53)와 컵(51)사이에 형성되어 있으며, 이들 부품들은 함께 견고하게 고정되어 있다. 컵(51)이 샤프트(12)에 고정되어 있기 때문에 물론 시이트 와셔(53)는 엔진과 펌프의 조작중에 샤프트(12)와 함께 회전한다.

또한, 표면 시-일(41)은 환상 시-일 링(61)을 포함하고 있으며, 링(61)은 시이트 와셔(53)와 결합하는 돌출부(62)를 포함하고 있다. 시이트 와셔(53)는 시-일 링(61)이 회전하지 않는 동안 샤프트(12)와 함께 회전하며, 유체막이 시-일 링(61) 및 와셔(53)의 인접표면(63) 사이에 형성되어 있다. 시-일 링과 와셔(53)의 조성 및 크기는 하기에 상세히 기술하고자 한다.

시일 링(61)은 벨로우즈(66)(제2-5도)에 의하여 카트리지(42)에 지지되며, 벨로우즈(66)는 시-일 링(61)의 지지체로서 작용하며 시-일 링(61) 및 카트리지(42)사이에서 밀폐부를 형성한다. 시이트 컵(51), 시이트 와셔(53), 시-일 링(61)의 외주연 및 벨로우즈(66)의 일부의 외표면은 냉각장치의 냉각제에 노출되어 있으며, 카트리지(42)는 폄프 몸체(10)에 밀폐 가능하게 연결되어 있다. 벨로우즈(66)는 유연성물질로 제작되며, 그종 카트리지(42)에 고정되어 있는 고정단부(67) 및 시-일 링(61)에 고정되어 있는 이동단부(68)를 가지고 있으며, 이들 연결은 높은 회전 토오크를 제공하기에 충분하도록 안전하게 되어있다. 링(61)은 프레스 고정구 및 상술한 특성을 가진 니트릴 페놀성 접착제(65)에 의하여 벨로우즈에 고정되어 있다.

본 실시예에서, 고정단부(67)는 이동단부(68)보다 큰 직경을 가지고 있고, 벨로우즈(66)는 제2-5도에 도시한 바와 같이 관상이다. 그러나 그들 부분은 이동단부 보다 작은 직경을 가진 고정 단부가 되게 할 수 있음은 물론이다. 또한 고정단부(67)는 확대부분, 즉 벌브(bulb)(71)를 가지고 있으며, 벌브(71)는 벨로우즈의 중앙부분(76)보다 큰 방사형 두께를 가지고 있다. 이동단부(68)는 방사상으로 외방으로 연장하는 플랜지 부분(72) 및 원통 부분(73)을 포함하고 있다. 두부분(72) 및 (73)의 접합부에는 환상이며 방사상으로 외방으로 연장하는 한쌍의 리브(rib)(74)가 형성되어 있다.

벨로우즈(66)의 중앙부분(76)은 고정단부(67)와 이동단부(68)를 연결하여 주며, 중앙부분(76)은 제2 및 3도에 도시한 바와 같이 경사져 있다. 특히 제5도에서, 중앙부분(76)은 접선 방향으로 뻗어있는 다수의 리브(77) 및 (78)을 가지고 있다. 리브(77)는 직경이 작은 이동부단(68)로 부터 직경이 큰 고정단부(67)까지 시계 방향으로 경사져 있다. 이러한 다수의 리브는 중앙부분(76)의 주위 둘레에간 격져 있고 일정한 사이를 두고 쌍을 이루어 설치되는 것이 바람 직하다. 본 실시예에서는 4개의 리브(77)와 4개의 리브(78)가 설치되어 있다. 제5도에 도시한 바와 같이, 각각의 쌍의 리브(77) 및 (78)는 이동 단부(68)의 부분(73)에 인접해 있는 방사상 내단부에서 결합되어 있다. 더우기, 리브는 부분(73)의 표면으로부터 접선 방향으로 외방으로 연장한다. 리브(77) 및 (78)는 도시한 바와 같이 벨로우즈(66)의 외표면에 설치되는 것이 바람직하지만, 이들을 벨로 우즈의 내표면에 설치할 수도 있다.

다시 제2도를 참조하면, 벨로우즈(66)의 고정단부(67)에서 확대 벌브(71)는 카트리지(42)의 내표면 및 페루울(48)의 축부분(81)의 외표면 사이에 밀폐 가능하게 고정되어 있다. 벌브(71)는 카트리지(42)의 부분(43) 및 (46)사이에 형성된 모서리에 고정되고 페루울(48)의 방사플랜지(82)는 모서리에 벌브(71)를 고정시켜 벨로우즈(66)가 카트리지(42)에 대하여 우측을 향해 이동하지 못하게 한다. 시-일 링(61)은 참조번호(83)로 표시한 영역에서 그의 내주연에 요부가 형성되어 있고, 벨로우즈(66)의 플랜지(68)는 요부(83)에 고정되는 크기를 지닌다. 벨로우즈(66)(제5도)의 리브(77 및 78)는 시-일 링(61)으로 부터 카트리지까지 외부로 경사져 있다. 스프링 지지구(42)는 플랜지(86)의 내표면 및 이동단부(72)의 축부분(68)에 대하여 고정되며, 이동단부(68)를 시-일링(61)에 단단히 고정하여 준다. 환상 리브(74) (제3도)는 벨로우즈(66) 및 시-일 링(61)사이에 밀폐 연결을 기하도록 설치되어 있다. 원통형 압축 스프링(87)은 스프링 지지구(86)의 방사상으로 내방으로 연장하는 플랜지(88) 및 페루울(48)의 방사상부분(47) 사이에 위치해 있으며, 앞축 스프링은 스프링 지지구(86), 벨로우즈의 이동 단부(68), 및 시-일 링(61)를 표면 시-일의 다른 부분에 대하여 우측을 향하여 민다. 방사상 플랜지(88)이외에, 스프링 지지구(86)는 그의 좌측 단부에 축방향으로 연장하는 원통형 부분(89) 및 방사상 방향으로 외방으로 연장하는 플랜지(91)를 포함하고 있다. 벨로우즈의 축부분(73)은 스프링 지지구(86)의 원통형 부분(89)의 외표면에 대하여 고정되어 있으며, 플랜지(91)의 외주연은 페루울(48)의 원통형 부분(81)의 내표면으로 부터 약간 떨어져 있다.

표면 시-일은 다음과 같이 제작되어 조립하는 것이 바람직 하다. 시이트 컵(51)을 상기의 방법으로 시이트 와셔(53) 및 부트(54)와 함께 조립한다. 벨로우즈의 이동단부(68)는 시-일 링(61)의 요부(83)에 압축되고, 스프링 지지구(86)는 이동단부의 내표면에 대하여 압축되고, 부분들은 이들 부분 사이에 단단히 고정되는 크기로 되어있다. 이외에, 접착제(65)는 벨로우즈의 플랜지(72)와 시-일 링(61) 사이에 제공되어 이들 두 부분을 함께 고정하고 또 링(61)이 높은 회전 토우크로 인하여 벨로우즈(66)로부터 분리되는 것을 방지하여 준다. 압축 스프링(87)은 스프링 지지구(86) 내에 위치되며, 페루울(48)은 스프링(87) 및 벨로우즈(66) 내에 동축으로 위치된다. 벨로우즈의 확대밸브(71)는 페루울(48)의 축부분(81)의 외표면위에 위치되고, 카트리지(42)는 벌브(71)의 외표면 위에서 압축된다. 윤활제는 벌브(71)가 카트리지(42) 속에서 용이하게 활주하도록 벌브(71)의 외표면에 가해지는 것이 바람직하다. 컵(51)은 워터 펌프 샤프트(12)에 고정시키고, 카트리지(42)는 제1도에 도시한 바와 같이 펌프 몸체(10)의 구멍에 고정시킨다. 봉합제는 이 연결부를 밀폐하기 위하여 카트리지(42) 및 구멍(44) 사이에 가해지는 것이 바람직하다.

벨로우즈의 외표면은 엔진의 냉각제에 노출되고 반면에 벨로우즈의 내표면은 구멍(11) 내의 공기에 노출되어 있음을 상술한 바로부터 알수있을 것이다. 립 시일(26)은 윤활제가 벨로우즈의 내표면에 도달하는 것을 방지하여 준다.

상술한 바와 같이, 이러한 일반적인 특성의 공지 시-일은 파괴되기 쉽고, 작동시 483, 000km를 유지할 수 없었다. 파괴는 시-일이 작동중의 회전 토오크로부터 냉각제내의 화학물질로부터 주로 일어났다.

회전 토오크는 이와 같은 시-일의 작동의 “스티크-슬립”특성으로부터 야기된다. 시이트 와셔(53)와 시-일 링(61)의 표면(63)은 마주보는 면사이에서 작용하는 유체막에 의하여 통상 분리 된다. 막이 존재하는 경우, 표면(63)사이의 마찰 계수가 낮으나, 막이 부분적으로 또는 전체적으로 잠깐동안 사라지는 경우 계수는 증가한다. 작동중 막이 변화하고 표면(63)이 순간적으로 종종 함께 맞붙으며 시이트 와셔(50)가 시-일링에 대해서 회전될 때 미끄러지는 시-일의 작동은 대표적인 것이다. 물론 시-일 부분에서의 회전 토우크는 고정되는 기간중에 엄청나게 증가되고, 시-일 링(61)은 그와 같은 기간중에 와셔(53)와 함께 회전하는 경향이 있다. 그와 같은 스티크-슬립 작동으로 인하여, 링(61) 및 벨로우즈(66)의 이동단부는 작동중 전후로 각이동한다.

상술한 회전토우크 및 각 이동은 여러가지 상이한 방법으로 공지의 시-일을 파괴한다. 첫째로, 시이트 와셔는 시이트 컵으로 부터 느슨하게 떨어진다. 이러한 형태의 파괴는 접착제(55)에 의하여 그리고 접착제(56)를 통하여 부트(54)를 컵(51)에 고정시키므로서 또는 이와는 달리 접착제에 의하여 와셔를 고무가 경화된 컵(51)의 층에 결합시키는 본 발명 구성에 의하여 방지된다.

둘째로, 시-일링가 벨로우즈로 부터 느슨하게 분리된다. 이것은 접착제(83)에 의하여 그리고 링(61)과 벨로우즈(66) 사이를 단단히 고정시키는 본 발명의 구성에 의하여 방지된다. 셋째로, 벨로우즈가 찢어진다. 이 형태의 파괴는 벨로우즈를 강인하게 하여주는 리브(77) 및 (78)에 의하여 방지된다. 화전토우크에 의하여 인장되게 위치되는 리브(77) 또는 (78)는 이들 장점을 제공하여 주는 리브이다. 그러나 리브는 도시한 바와 같이 양쪽방향으로 설비하므로서 벨로우즈가 두 방향중 어느 회전 방향으로 고안된 펌프와 함께 사용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한 시-일 링 및 벨로우즈의 이동 부분의 각 이동은 파괴를 야기시키는 경향이 있다. 각 이동은 벨로우즈가 만곡되는 원인 되고 또 벨로우즈에 열을 발생시키는 원인이 되는데, 냉각제의 열이 가해지는 경우 벨로우즈의 수명이 감소되기쉽다. 열은 벨로우즈재료를 노화시켜서 더욱 찢어지기 쉽게한다. 만곡으로 인하여 파괴되는 이와 같은 경향은 벨로우즈를 강인하게 하는 리브(77) 및 (78)에 의하여 감소되고 따라서 만곡양이 감소된다.

또한, 공지의 벨로우즈의 중앙부분은 일반적으로 방사상으로 연장한다. 냉각제의 압력계에서 0.42kg/㎤의 부근에 있으며, 이 압력은 중앙 부분을 내방으로 부풀게하고 내부 시-일 부분에 대하여 압축하기에 충분하다. 벨로우즈의 만곡은 벨로우즈의 구멍을 마모시키는 경향이 있다. 더우기, 종래의 벨로우즈의 중앙 부분은 부풀게되어 접힘부를 형성하고, 접힘부의 포켓속에 먼지가 모인다. 벨로우즈의 만곡은 벨로우즈의 구멍을마모시키는 입장을 형성시킨다.

상승한 바와같은 만곡으로 인한 파괴는 벨로우즈의 중앙부분을 경사지게 설계하고 리브(77) 및 (78)를 설치하여 회피된다. 리브(77) 및 (78)는 중앙부분을 견고하게 하여주고 만곡을 감소시켜 준다. 리브와 경사부의 설계로 내부로 부푸는 것이 제거된다. 리브에 의한 중앙 부분의 강성은 진동 또는 만곡을 감소시켜주기 때문에 발생되는 열과 마찰을 감소시켜 준다.

또한 회전 토오크로 인한 파괴는 시이트 와셔(53) 및 시-일 링(61)의 설계에 의하여 제거된다. 이들 두 부품은 매우 경질재료인 실리콘 카바이드로 제조된다. 반면에 하나의 시-일 부분에는 경질 재료를 사용하고 다른 시-일 부분에는 보다 덜한 경질의 재료를 사용하는 것이 통상적이며, 본 발명에 의한 매우 경질인 두개의 재료의 사용은 설명된 것과 같은 얇은 시-일 표면 설계부를 제공하여서 링(61) 위의 동적 토오크를 최소로 하는데 사용하는 것이 유리하다. 동적 토오크는 안정된 토오크와 링(61)과 와셔(53) 사이의 교번 스티크-슬립 접촉으로부터 야기되는 상술한 가변토오크의 합이다. 또한 두 경질 재료의 사용은 링(61) 및 와셔(53)의 표면 마모가 연마 오염물이 면사이에 끼어드는 경우에도 최소화 되는 잇점이 있다. 또한 유체막은 얇은 시-일 표면에 아주 용이하게 형성된다.

상술한 얇은 시-일 표면 설계는 결합 표면(63)(제2 및 6도)의 크기에 관한 것이다. 제6도에 도시한 바와 같이, 부분(53) 및 (61)은 환상이며, 표면(63)의 결합면적부는 사선부로 도시되어 있다. 시-일 표면의 방사상 폭이 약 0.11-0.18cm 범위내에 있을 때 고도로 유익한 결과가 얻어짐을 발견하였다. 약 0.17cm 크기가 용이하게 제조하기 위하여 바람직하다. 그 이유는 보통 작동 조건중에 낮은 동적 포오크로 작동하기 때문이다. 0.11cm의 소형 직경은 경계 윤활 조건중에 동적 토오크를 최대로 감소시켜 준다. 경계 윤활 조건이라 함은 시일표면 (63)사이의 막이 전체적인 습윤 상태로부터 전체 건조상태로 또는 이와 반대로 변화하는 경우의 과도기를 의미한다. 상술한 모든 요소들을 고려하면, 최적의 폭은 약 0.17cm이다. 상술한 크기는 부재(53) 및 (61)에 대하여 실리콘 카바이드를 사용하는 경우와 하나의 부재에 대하여 실리콘 카바이드를 사용하고 다른 부재에 대하여 탄소를 사용하는 경우, 및 그러한 펌프에 사용되는 공지 시-일에서 보통 발생되는 표면하중에서 작동되는 경우 최적이다. 실리콘 카바이드의 시-일 표면 및 0.17cm의 방사상 크기를 지니는 시-일은 동적 토오크가 상이한 작동 조건하에서 감소되고, 마모계수가 감소되고, 이들 경질 재료가 비교적 소형의 방사상폭에도 불구하고 시-일 마모를 견디어 낸다는 새롭고 기대하지 못했던 결과를 제공하여 준다. 이들 결과는 0.17cm의 표면 크기로 용이하게 유지되는 연속적으로 안정한 유체막에 기인하는 것이다. 공지 시-일 표면의 방사상 폭은 토 토토 구조물의 폭의 거의 2배이다. 시-일 표면의 직경은 중요하지 않으나 특수한 실시예에서 외경은 약 3.09-3.11cm 사이였다.

본 발명에 따라 제2-5도에 도시한 구성에 있어서 벨로우즈재료는 단량체가 연속적으로 번갈아 이루어진 테트라플루오로에틸렌과 프로필렌의 과산화물이 경화된 공중합체인 불화 엘라스토머이다. 이 재료는 엔진의 상승된 온도(약 93.4℃)에서 냉각제 화학물질을 억제시키는 아민에 저항성이 있고, 또 산화로인한 변질에 저항성이 있음이 발견되었다. 에폭시 55를 제외한 접착제는 냉각제를 견디어 내는 니트롤-페닐 재료로 제조된다.

시-일의 금속 부분은 부식을 견디어 내고 전기 작용의 효과를 감소시켜 주는 스테인레스 스틸로 제조되는 것이 바람직하다.

벨로우즈는 상술한 바와 같은 리브와 함께 조립할 수 있으며, 시-일의 수명을 연장시키는 과산화물이 경화된 니트릴 화합물로 제조할 수 있다.

제7도는 벨로우즈 (66)와 동일한 형상을 가니나, 두 재료의 혼합물로된 벨로우즈(101)를 도시한 것이다. 제7도에서 벨로우즈는 두개의 층으로 제조되어 있다. 외부층(103)은 과산화물이 경화된 니트릴 화합물로 제조되어 있고, 내부층(102)은 풀루오로 엘라스토머로 제작되어 있다. 외부층(103)은 냉각제를 견디어내고, 내부층(102)은 산화를 견디어낸다. 도시한 바와 같은 비교적 두꺼운 두개의 층대신에, 벨로우즈는 주로 과산화물이 경화된 니트릴로 제조할 수 있으며, 그 내부 표면에는 플루오토 에라스토머가 코팅되어 있다.

상기로부터 알수 있는 바와 같이 신규하고 유용한 회전 시-일 구조물이 제공되었다. 벨로우즈의 형상은 벨로우즈의 중앙부분에 접선 방향으로 향한 리브를 포함하며 중앙 부분의 경사는 비틀림응력으로 인한 파괴에 대하여 벨로우즈를 보호하여 준다. 벨로우즈와 다른 시-일 부분에 사용되는 재료는 변질에 대한 저항성이 있으며, 두 개의 시-일 표면에 사용되는 경질 재료는 개량된 성능을 제공하여 주며, 시-일의 부분은 높은 회전토오크에 저항하도록 개량된 개량된 방법으로 적절히 접착되어 있다.

Claims (1)

1. 본문에 상술하고 도면에 도시한 바와 같이, 제1환상 시-일부재가 샤프트에 고정되고 제2환상 시-일 부재는 고정부재에 고정되며 이들 부재는 엔진 작동중에 회전토오크를 받으며 벨로우즈는 제2시-일 부재를 고정부재에 연결시키고 상기 환상 시-일 부재들은 시-일면과 결합하는 회전샤프트와 이 샤프트를 둘러싸는 고정부재사이에 시-일 연결부를 이루는 시-일 구조물에 있어서, 상기의 제1 및 제2시-일 부재(53, 61)는 모두 고경도의 저마찰계수의 재료로 제조되며 적어도 하나의 부재는 실리콘 카바이드로 제조되고 상기 벨로우즈(66)는 제2시-일 부재(61)로 부터 고정부재(10)로 방사상 외부로 연장되고 종방향과 원주방향으로 유연한 경사부(76)를 지니며 접착제(65)는 벨로우즈(66)을 제2시-일 부재(61)에 고정시키며 니트릴 페놀 재료로 구성되는 것을 특징으로하는 엔진 냉각제펌프의 시-일 구조물.

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