KR100929519B1 - 내연기관의 가스 교환 밸브의 타이밍 수정 장치, 특히크랭크축과 관련한 캠축의 회전 각도의 유압식 조정 장치 - Google Patents

내연기관의 가스 교환 밸브의 타이밍 수정 장치, 특히크랭크축과 관련한 캠축의 회전 각도의 유압식 조정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관의 크랭크축과 관련하여 캠축의 회전 각도를 유압식으로 조정하기 위한 장치(1)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 크랭크축에 대한 구동 연결부를 형성하는 구동 유닛(4)과 상기 캡축과 고정되어 연결되어 있는 출력 유닛(5)으로 이루어진 상기 장치(1)에 관한 것이다. 상기 구동 유닛(4)은 상기 유압식 조정 장치(1) 내에 형성되어 있는 적어도 2개의 압력 체임버(6, 7)를 통해 상기 출력 유닛(5)에 대한 힘 전달 연결부를 가지며, 이 힘 전달 연결부는 압력이 인가될 시에 외부의 유압 작동유 누출을 지속적으로 보상하면서 상기 구동 유닛(4)과 관련한 상기 출력 유닛(5)의 상대적 인장응력 혹은 유압 부하력을 야기한다. 추가적으로 상기 유압식 조정 장치(1)는 이 유압식 조정 장치(1) 외부에 배치되고, 양측 조정방향으로 그 조정 속도를 균형 조정하기 위해 제공되어 있는 나선형 스프링(8)을 포함하고 있다. 본 발명에 따라 상기 나선형 스프링(8)은 추가의 하우징(11)을 이용하여 캡슐화 함으로써 밀폐된 환상 체임버 내에 배치된다. 상기 환상 체임버는 상기 유압식 조정 장치(1)의 외부의 유압 작동유 누출로써 채워질 수 있으며, 동시에 상기 유압 작동유는 동시에 상기 나선형 스프링(8)의 스프링 권선부(13)에 있어서 내연기관의 진동으로부터 발생하는 공명진동에 대한 완충 매체로서 작용한다.

Description

내연기관의 가스 교환 밸브의 타이밍 수정 장치, 특히 크랭크축과 관련한 캠축의 회전 각도의 유압식 조정 장치 {DEVICE FOR MODIFYING THE TIMING OF GAS EXCHANGE VALVES OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE, IN PARTICULAR A DEVICE FOR HYDRAULICALLY ADJUSTING THE ROTATIONAL ANGLE OF A CAMSHAFT IN RELATION TO A CRANKSHAFT}
본 발명은 청구항 1의 전제부를 형성하는 특징에 따르는 내연기관의 가스 교환 밸브의 타이밍을 수정하기 위한 장치에 관한 것이며, 특히 바람직하게는 크랭크축과 관련하여 캠축의 회전 각도를 유압식으로 조정하기 위한 장치에서 실현될 수 있다.
DE 100 07 200 A1호로부터는 내연기관의 가스 교환 밸브의 타이밍을 수정하기 위한 일반적인 장치가 공지되어 있다. 이러한 타이밍 수정 장치는 내연기관의 실린더 헤드 내에 지지되는 캠축의 구동측 단부에 배치되고 내연기관의 상이한 작동 파라미터에 따라서 제어 가능한 방식의 유압식 액추에이터로서 설계되어 있다. 상기 타이밍 수정 장치는 대체로 크랭크축에 대한 구동 연결부를 형성하고 축방향으로 2개의 측면 커버에 의해 그 영역이 한정되는 구동 유닛과, 상기 캡축과 고정되어 연결되고 상기 구동 유닛 내에 삽입되는 출력 유닛으로 이루어져 있으며, 상 기 출력 유닛은 상기 타이밍 수정 장치 내부에 형성되고 교대로 혹은 동시에 유압 작동유로써 채워질 수 있는 적어도 2개의 압력 체임버를 통해 힘 전달 연결부를 구비한다. 상기 구동 유닛은 상기의 타이밍 수정 장치의 경우 구체적인 설계에서 외부의 기어링을 구비하여 형성되는 중공 원통형 구동 기어에 의해 형성되고, 이 구동 기어 내에서는 다수개의 반경방향 중간 벽부들에 의해 다수개의 유압 작동유 체임버가 생성된다. 출력 유닛으로서 상기 타이밍 수정 장치의 경우 그에 상응하게 임펠러 휠이 제공되며, 이 임펠러 휠은 그 휠 허브로부터 반경방향으로 연장되고 상기 작동 유닛 내 작동 체임버를 각각 2개의 전술한 유압식 압력 체임버로 분할하는 다수개의 베인(vane)을 구비하고 있다. 그러므로 상기 압력 체임버에 압력이 인가될 시에 외부의 유압 작동유 누출을 지속적으로 보상하면서 상기 타이밍 조정 장치의 구동 유닛과 관련하는 상기 출력 유닛과; 그에 따라 내연기관의 크랭크축과 관련하는 캠축의; 상대적 인장응력 또는 유압 부하력이 야기된다. 추가적으로 상기 타이밍 조정 장치는 양측 조정 방향으로 그 조정 속도를 균형 조정할 뿐 아니라 내연기관의 시동에 바람직한, 구동 유닛에 대한 출력 유닛의 위를 달성하기 위해 스프링 수단을 포함하며, 이 스프링 수단은 상기 타이밍 조정 장치 외부에 있어서 상기 출력 유닛의 측면 커버 중 하나의 전방에 배치되어 있는 나선형 스프링으로서 작용하며, 일측 단부로써는 상기 구동 유닛에 그리고 타측 단부로써는 상기 출력 유닛에 고정되어 있다.
그러나 이러한 공지된 타이밍 수정 장치는 실제적으로 그 사용되는 나선형 스프링이 상기 타이밍 수정 장치 외부에 자유로이 배치되는 것에 근거하여 내연기 관으로부터 개시되는 진동에 의해 공명 진동으로 여기된다는 점을 나타냈다. 만일 상기 나선형 스프링이 그 공명 주파수로 진동하게 된다면, 바람직하지 못한 경우에는 발생하는 응력 피크가 상기 나선형 스프링의 파괴를 야기하는 정도로 큰 진동 진폭으로 이어지게 된다. 비록 상기 나선형 스프링의 변경된 권선부로써 스프링 권선부의 진동용 경로를 제한함으로써 공명 주파수를 회피할 수 있긴 하지만, 그러나 상기 나선형 스프링을 항시 파괴에 대항하여 안전하게 설계하기에는 충분하지 않은 것으로 입증되었다.
본 발명의 목적은, 내연기관의 가스 교환 밸브의 타이밍을 수정하기 위한 장치, 특히 크랭크축과 관련하여 캠축의 회전 각도를 유압식으로 조정하기 위한 장치, 보다 상세하게는 상기 장치의 기능에 악영향을 주지 않을 뿐더러 장치의 설계 공간을 변경하지 않으면서도 간단한 수단으로써 내연기관의 진동으로부터 여기되는 나선형 스프링의 공명 주파수의 진동과 그에 따르는 상기 나선형 스프링의 진동 파괴가 회피되도록 상기 장치를 설계하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 전제부에 따르는 장치에 있어서, 상기 장치 외부에 배치되는 나선형 스프링이, 추가의 하우징을 이용한 캡슐화를 통해, 구동 유닛의 인접하는 측면 커버와 함께 형성되는 밀폐된 환상 체임버 내에 배치되고, 상기 환상 체임버는 내연기관의 작동 시에 발생하는 원심력과 상호 작용하면서 상기 장치의 외부의 유압 작동유 누출로써 완전하게 채워질 수 있고, 또한 상기 환상 체임버로부터는 상기 유압 작동유가 누출로서 다시 배출될 수 있으며, 상기 환상 체임버 가 완전히 채워진 상태에서는 상기 유압 작동유는 동시에 나선형 스프링의 스프링 권선부에 있어서 내연기관의 진동으로부터 발생하는 공명 주파수에 대항하여 완충 매체로서 작용하는 방식으로, 해결된다.
이와 관련하여, 본 발명에 따라 설계된 장치의 목적에 적합한 개선예에서, 상기 추가의 하우징은 바람직하게는 컵-모양의 하우징 커버 뿐 아니라 부싱 모양의 하우징 허브로 이루어져 있으며, 상기 하우징 커버의 바닥부에는 동축상의 원형 관통구가 구성되고, 그 하우징 커버는 상기 환상 체임버의 외부의 경계 벽부를 형성하며, 상기 하우징 허브는 하우징 커버의 원형 관통구 내로 삽입될 수 있으면서, 상기 환상 체임버의 내부의 경계 벽부를 형성한다. 이때 상기 추가의 하우징의 2분할식 설계에서 특히 바람직한 것으로 입증된 점에 따라서 하우징 부품의 저렴한 제조를 고려할 때 형타 인발 가공 부품(stamped, drawn part)으로서 제조되고, 나선형 스프링의 단부들의 고정을 고려하는 경우 일측은 구동 유닛에, 타측은 출력 유닛에 고정된다. 그럼에도 또한 생각해 볼 수 있는 점에서 하우징을 2분할 이상으로 설계할 수도 있으며, 그 제조방법에서는 비절삭 혹은 절삭 방식으로 제조할 수도 있다.
그 외에도 본 발명에 따라 설계된 장치의 컵형 하우징 커버의 바람직한 실시예로서 제안되는 점에서, 상기 구동 유닛의 인접한 측면 커버의 외경에 거의 상응하는 내경 뿐 아니라 하우징 커버를 상기 구동 유닛의 측면 커버에 고정시킬 수 있는 연장된 에지부를 포함하는 원주형 벽부(surrounding wall)를 구비하여 상기 하우징 커버를 설계할 수 있다. 이와 관련하여 상기 원주형 벽부는 바람직하게는 상 기 상기 하우징 커버의 바닥부에 대해 직각으로 절곡되어 있으면서 상기 연장된 에지부에 의해서는 하우징의 환상 체임버 내에 배치되는 나선형 스프링의 폭보다 극미하게 돌출되는 높이를 갖는다.
상기 하우징 커버를 상기 구동 유닛의 측면 커버에 고정시키기 위해, 상기 하우징 커버는 본 발명의 추가의 실시예에서 자신의 원주 벽부에서 원형 계단부를 포함하며, 이 원형 계단부는 선단부에서는 상기 구동 유닛의 측면 커버에 인접하며, 그에 따라 일측에서는 하우징에 배치된 나선형 스프링의 축방향 고착을 방지하기 위해 상기 하우징 커버용 축방향 정지부를 형성하고 타측에서는 상기 구동 유닛의 측면 커버에 대해 상기 하우징 커버의 중심을 결정한다. 상기 하우징 커버의 원주형 벽부의 연장된 에지부 내에 균일하게 원주방향으로 분포되어 배치되고 상기 구동 유닛의 측면 커버를 후방으로 고정시키는 다수 개의 디텐트부(detent)에 의해서는, 상기 하우징 커버는 상기 구동 유닛의 측면 커버에 형상 로크 방식으로 고정될 뿐 아니라 의도치 않은 풀림에 대항하여 축방향으로도 고정된다. 이때 상기 디텐트부용으로 필요한 자유 공간은 상기 구동 유닛의 외부면의 인접하는 에지부 내 원형의 리세스부(recess)에 의해 혹은 직경에 있어서 상기 구동 유닛 보다 극미하게 크게 설계되는 상기 구동 유닛의 측면 커버에 의해 제공될 수 있다. 이에 대체되는 방법에서 또한 상기 구동 유닛의 외부면의 에지부 내에 단지 국소적인 함몰부들만을 구성할 수 있으며, 상기 함몰부들은 상기 디텐트부와 동일한 간격으로 하우징 커버에 상호간에 대향하는 방식으로 배치되어 있고 적어도 상기 디텐트부들의 폭을 포함하며, 그럼으로써 상기 하우징 커버는 추가적으로 원주방향으로 또한 그 비틀림이 방지된다. 그 외에도 상기 하우징 커버 및 상기 측면 커버의 연결위치에서 유압 작동유 누출을 방지하기 위해 바람직한 것으로서 입증된 점에 있어서, 상기 하우징 커버의 원주형 벽부 내 계단부와 상기 구동 유닛의 측면 커버 사이에는 고무나 플라스틱 소재의 실링 링이 삽입되며, 이 실링 링은 상기 하우징 커버를 고정할 시에 이 하우징 커버의 원주형 벽부 내 디텐트부를 통해, 상기 하우징 커버와 상기 구동 유닛 사이에서, 축방향으로 비틀려 진다. 그럼에도 또한 상기 구동 유닛의 측면 커버에 대한 상기 하우징 커버의 고정부를 압입식 끼워맞춤 방식(press-fitting)으로 설계할 수 있으며, 그에 따라 상기 하우징과 상기 측면 커버 사이의 연결 위치를, 추가의 밀봉수단 없이도 유압 작동유 누출에 대항하여 반경방향으로 밀봉시킬 수 있다.
그와 반대로 본 발명에 따라 설계되는 장치의 부싱 모양의 하우징 허브는 바람직할 실시예에서 하우징 커버 내 원형 관통구의 내경에 거의 상응하는 외경을 갖는 원통형 벽부를 포함하며, 이 원통형 벽부는 상기 하우징 허브를 출력 유닛에 고정시키기 위해, 상기 원통형 벽부의 선단부에서는 내부 방향으로 향하는 절곡부를 구비하여 설계되어 있다. 그렇게 함으로써 상기 하우징 허브에는 환상의 바닥부가 형성된다. 이 환상형 바닥부를 통해서는 상기 하우징 허브 내에까지 삽입되어 이 하우징 허브를 본 발명의 장치의 출력 유닛과 함께 캠축에 나사 체결시키는 중심 나사가 관통할 수 있다. 이때 상기 하우징 허브의 축방향 길이에서, 이 하우징 허브는, 자신의 타측의 선단부로써 하우징 커버 내 원형 관통구로부터 극미하게 돌출되면서 자신의 에지부에 있어서 외부 방향으로 향하는 절곡부에 의해서는 상기 하 우징 커버를 밀폐시키는 방식으로, 설계되어 있다. 상기 하우징 허브는 상기 출력 유닛에 대한 자신의 고정부를 통해 캠축에 고정되는 구성부재를 나타내기 때문에, 상기 하우징 커버로부터 돌출되는 상기 에지부는 특히 바람직한 방식으로 본 발명의 장치의 기능에 필요한 추가의 구성부재를 고정시키기 위해, 예를 들어 크랭크축 위치 등과 관련하여 캠축 위치를 결정하기 위한 장치의 펄스발생 디스크와 연결시킴으로써 추가적으로 이용될 수 있다.
본 발명에 따라 설계된 장치의 부싱 형태의 하우징 허브의 추가의 특징에 있어서는 그 원통형 벽부가 부분적으로, 나선형 스프링에서 보조적으로 설계된 내부 단부가 형상 로크 방식으로 고정되어 있는 사각형의 중공부로서 설계되어 있다. 이는 특히 하우징의 환상 체임버 내부에 배치되는 상기 하우징 허브의 원통형 벽부의 부분에 관련하며, 이는 상기 나선형 스프링의 내부 단부가 바람직하게는, 상기 하우징 허브의 사각형 중공부의 적어도 3곳의 측면을 둘러싸며 그에 따라 상기 나선형 스프링은 형상 로크에 의해 하우징 허브 상에 고정될 뿐 아니라 이 하우징 허브를 통해서는 다시금 본 발명의 장치의 출력 유닛 쪽에 고정되는 방식으로, 형성되어 있음을 의미한다. 이때 상기 하우징 허브의 중공 원통형 부분의 직경과 상기 하우징 허브의 사각형 중공부의 측방향 길이는 바람직하게는 동일하게 설계되어 있으며, 상기 하우징 허브 및 상기 출력 유닛을 캠축에 나사 체결시키는 상기 중심 나사의 나사 헤드의 직경에 대략 상응한다. 그럼에도 또한 상기 하우징 허브의 직경과 상기 사각형 중공부의 측방향 길이를 상이한 치수로써 설계하거나 상기 하우징 허브에 또 다른 다각형 중공부 횡단면을 제공할 수 있다. 그런 다음 상기 다각 형 중공부 횡단면에는 상기 나선형 스프링의 내부 단부가 상기 하우징 허브 상에서의 형상 로크식 고정을 위해 각각 보조적으로 적응된다. 마찬가지로 상기 하우징 허브를 그 전체 길이에 걸쳐 중공 원통형으로 설계할 수 있으며, 이러한 경우 추가의 변형 없이 설계되는 상기 나선형 스프링의 내부 단부는 리벳 또는 나사 체결 등을 통해 마찰식으로 상기 하우징 허브에 고정시킬 수 있다.
그와 반대로 상기 나선형 스프링의 외부 단부는 본 발명에 따라 설계되는 장치의 추가의 실시예에서 바람직하게는 후크 모양으로 절곡되어 설계되고, 본 발명의 장치의 구동 유닛에 있어서 축방향으로 돌출되는 현가점(suspension point)에 형상 로크 방식으로 고정된다. 특히 바람직한 것으로서 입증된 점에서, 예를 들어 회전식 피스톤 조정장치에서 연장된 고정 나사부를 통해 구동 유닛의 측면 커버를 형성하는 것과 같이, 상기 나선형 스프링의 외부 단부용으로 상기 현가점을 여하튼 본 발명의 장치의 구동 유닛에 배치되는 구성부재를 통해 형성하고, 그럼에도 또한 스프링 고정를 위해 특별하게 제공되는 현가점은 구동 유닛에 배치될 수 있다. 이 경우 마찬가지로 상기 나선형 스프링의 외부 단부는 추가의 변형 없이 설계하고, 리벳 또는 나사 체결 등을 통해 마찰식으로 본 발명의 장치의 구동 유닛에 고정시킬 수 있다.
최종적으로 본 발명에 따라 설계된 장치의 추가의 특징으로서 제안되는 점에서, 본 발명의 장치의 외부의 유압 작동유 누출은 상기 구동 유닛과 상기 출력 유닛 사이의 갭 타입 실링을 통해 의도하는 바에 따라, 상기 구동 유닛에 있어서 하우징에 대해 인접한 측면 커버 내 동축의 관통구 쪽으로 배출되고, 그 곳으로부터 측면 커버 내 관통구와 상기 하우징 허브의 외측면 사이의 링 갭을 통해 상기 하우징의 환상 체임버 내로 유도된다. 상기의 외부의 유압 작동유 누출은 구조에 따라서 모든 공지된 유압 장치에서 캡축의 회전 각도 조정을 위해 발생하며, 동시에 그와 결부되는 상기 유압 장치의 유압식 압력 체임버 내 부피 및 압력 손실은 상기 유압 장치의 대응하는 제어장치를 통해 보상된다. 그러나 그렇게 함으로써 내연기관의 작동 시에 적어도 체인 혹은 기어식 작동 장치에서 통상적으로 내연기관의 실린더 헤드 내로 직접 유도되는 지속적인 누출 흐름은 본 발명에 따라 설계된 장치에서는 우선적으로 추가의 하우징 내에서 포착된다. 이때 포착된 유압 작동유 누출은 완전한 무압 상태이며, 기술한 방식으로, 상기의 형성된 환상 체임버 내로 완전하게 채워지고 상기 나선형 스프링의 스프링 권선부가 모든 측면에서 상기 유압 작동유로 둘러 싸일 때까지, 상기 하우징 내로 유입된다. 그러므로 상기 스프링 권선부 사이에 위치하는 유압 작동유는 스프링의 진동 시에 끊임없이 변위되어야 하며 자신의 점성에 의해 스프링 진동의 완충을 야기한다. 그런 다음 상기 하우징 커버와 상기 하우징 허브 사이의 추가의 링 갭을 통해서는 유압 작동유 누출은 공지된 방식으로 상기 하우징으로부터 내연기관의 실린더 헤드 내로 유도되며, 동시에 대체되는 방법에서 상기 하우징 내로 그리고 그 외부로의 상기 유압 작동유 누출의 공급 및/또는 배출은 특히 이를 위해 제공되는 유입 및/또는 배출을 통해 실현될 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따라 설계되는, 내연기관의 가스 교환 밸브의 타이밍을 수정하기 위한 장치, 특히 크랭크축과 관련하여 캠축의 회전 각도를 유압식으로 조 정하기 위한 장치는 종래기술로부터 공지된 장치들에 반하여, 상기 조정 장치의 외부에서 상기 구동 유닛에 있어 측면 커버 중 어느 하나의 전방에 배치되는 나선형 스프링은, 상기 조정 장치에서 여하튼 존재하는 유압 작동유 누출로써 채워질 수 있는 추가의 하우징을 이용하여 캡슐화 함으로써 이젠 더 이상 자유로이 배치되는 것이 아니라, 상기 조정 장치의 유압의 작동유에 의해 전면에 걸쳐 둘러 싸이고 그로 인해 내연기관의 진동으로부터 여기되는 그 공명 진동 시에 유압식으로 완충된다는 장점을 갖는다. 그렇게 함으로써 진동 진폭은, 스프링 권선부 내에 더 이상 응력 피크가 발생하지 않으며 이러한 경우 상기 나선형 스프링의 진동 파괴는 회피될 만큼 낮게 신뢰되는 방식으로 유지된다. 그 외에도 상기의 완충은 영구적인 것으로서 입증되었으며, 추가적으로 상기 조정 장치의 기능은 영향을 받지 않고 상기 추가의 하우징은 상기 조정 장치에 대한 기존의 설계 구조의 변경을 요구하지 않는다는 장점을 갖는다.
본 발명은 다음에서 실시예에 따라서 보다 상세하게 설명되고 해당 도면에서는 개략도로 도시되어 있다.
도 1은 본 발명에 따라 설계된 장치를 나타내는 분해도이고,
도 2는 본 발명에 따라 설계된 장치를 나타내는 종단면도이며,
도 3은 도 2의 X부분을 확대하여 나타낸 상세도이다.
도 1 및 도 2로부터는 내연기관의 가스 교환 밸브의 타이밍을 수정하기 위한 장치(1)가 도시되어 있다. 이 경우 상기 장치(1)는 실례에 따라서 크랭크축과 관 련하여 캠축의 회전 각도를 유압식으로 조정하기 위한 베인 타입 조정 장치로서 설계되어 있으며, 내연기관의 상이한 작동 파라미터에 따라서 제어될 수 있다. 상기 장치(1)는 상기 내연기관의 실린더 헤드 내에서 지지되고 도면에서는 도시하지 않음 캠축의 구동측 단부에 고정되고, 대체로, 마찬가지로 도시하지 않은 크랭크축에 대해 구동 연결부를 형성하는 구동 유닛(4) 뿐 아니라 상기 캠축과 고정되어 연결되는 출력 유닛(5)으로 구성되어 있다.
이와 관련하여, 특히 도 1에 도시한 상기 장치(1)의 분해도에 따라서는, 상기 구동 유닛(4)은 2개의 측면 커버(2, 3)에 의해 축방향으로 영역이 한정되고 외부의 기어링을 구비하여 설계된 구동 기어에 의해 형성되는 것을 알 수 있다. 상기 구동 기어 내에서는, 보다 상세히 도시하지 않은 다수 개의 중간 벽부들에 의해 다수 개의 유압식 작동 체임버가 생성된다. 그와 반대로 상기 장치(1)의 출력 유닛(5)은 분명하게 알 수 있듯이 상기 구동 유닛(4) 내에 삽입할 수 있는 임펠러 휠에 의해 형성되며, 상기 임펠러 휠은 자신의 휠 허브로부터 반경방향으로 연장되며 마찬가지로 상세히 도시되지 않은 다수 개의 베인을 구비하여 설계되어 있다. 상기 베인들은 상기의 구동 유닛(4) 내 작동 체임버를 각각 상호간에 작용하는 2개의 유압식 압력 체임버(6, 7)로 분할하며, 이 압력 체임버를 통해 상기 장치(1)의 상기 구동 유닛(4)과 상기 출력 유닛(5)은 유압 작동유로써 교대로 혹은 동시에 압력을 인가 받음으로써 상호간에 힘 전달 연결부를 형성한다. 그러므로 상기 압력 체임버(6, 7)의 압력 인가는 상기 구동 유닛(4)에 관련하는 상기 출력 유닛(5)의; 그리고 상기 크랭크축에 관련하는 상기 캠축의; 상대적 인장응력 또는 유압의 부하력 을 야기하며, 동시에 상기 구동 유닛(4)과 상기 출력 유닛(5) 사이에는 상기 장치(1)로부터 배출되고 지속적으로 보상되는 구조에 따르는 유압 작동유 누출이 발생한다.
추가적으로 상기 장치(1)는 양측 조정 방향으로 자신의 조정 속도의 균형을 조정할 뿐 아니라 상기 내연기관의 시동에 바람직한 상기 출력 유닛(5)의 위치를 달성하기 위해, 캠축 교번 모멘트에 대항하여 작용하는 스프링 수단을 포함하며, 이 스프링 수단은 도 1에서 분명히 알 수 있듯이 상기 장치(1)의 외부에서 상기 구동 유닛(4)의 측면 덮개(2) 전방에 배치될 뿐 아니라 일측 단부(9)로써는 상기 구동 유닛(4)에, 그리고 타측 단부(10)로써는 상기 출력 유닛(5)에 고정되는 나선형 스프링(8)으로서 설계되어 있다.
상기 장치(1) 외부에 배치되는 상기 나선형 스프링(8)은 내연기관으로부터 개시되는 진동에 의해, 추가의 진동으로 상기 나선형 스프링(8)의 파괴를 야기할 수도 있는 공명 진동으로 여기되기 때문에, 상기 나선형 스프링은 도 2 및 도 3에서 알 수 있듯이 본 발명에 따라 밀폐된 환상 체임버(12) 내에 배치되어 있으며, 이 환상 체임버는 특히 도 1에서 분명하게 도시되는 추가의 하우징(11)을 이용한 상기 나선형 스프링(8)의 캡슐화를 통해 상기 구동 유닛(4)에서 인접하는 측면 커버(2)와 더불어 형성된다. 이러한 밀폐된 환상 체임버(12) 내에서는 상기 장치(1)의 외부의 유압 작동유 누출은, 우선적으로 상기 유압 작동유가 내연기관의 작동 시에 작용하는 원심력과 상호작용하면서 하우징(11) 내 환상 체임버(12)를 반경방향의 외부방향으로부터 반경방향의 내부방향으로 완전하게 채우고, 이어서 유압 작 동유 누출로서 상기 하우징(11)으로부터 다시 배출될 때까지, 포착된다. 그러므로 환상 체임버(12)가 완전하게 채워질 시에 상기 나선형 스프링(8)의 스프링 권선부(13)는 전면에 걸쳐 유압의 작동유로써 둘러 싸이며, 그럼으로써 상기 장치(1)에서 여하튼 존재하는 유압 작동유 누출은 상기 내연기관의 진동으로부터 발생하는 상기 나선형 스프링(8)의 공명 진동에 대항하는 완충 매체로서 작용하게 된다.
그러므로 구체적인 실시예에서 상기 추가의 하우징(11)은 도 1에 도시된 바와 같이, 자신의 바닥부(15)에 구성되는 동축의 원형 관통구(16)를 구비한 컵형 하우징 커버(14)와 상기 원형 관통구(16) 내로 삽입될 수 있는 하우징 허브917)로 이루어져 있다.
이러한 점에서 상기 컵형 하우징 커버(14)는 도 2에서 도면 부호 (18)로 표시된 원주형 벽부를 포함하며, 이 원주형 벽부는 상기 바닥부(15)에 대해 수직으로 절곡되어 있으며, 상기 구동 유닛(4)에 있어서 인접하는 측면 커버(2)의 외경에 거의 상응하는 내경을 갖는다. 그런 다음 상기 원주형 벽부(18)의 연장된 에지부(19)를 통해서, 상기 하우징 커버(14)는 상기 구동 유닛(4)의 측면 커버(2)에 고정될 수 있으며, 이때 상기 하우징 커버(14)는 자신의 원주형 벽부(18) 내에 테이퍼진 원형의 계단부(20)로써 측면 커버(2)에서 중심 결정되고, 상기 원주형 벽부(18)의 에지부(19) 내에 균일하게 원주방향으로 분포될 뿐 아니라 상기 측면 커버(2)를 후방에서 고정하는 다수개의 디텐트부들(21)에 의해 상기 측면 커버(2)에 형상 로크식으로 고정된다. 이러한 점에서 상기 디텐트부들(21)용으로 필요한 자유 공간은 상기 구동 유닛(4)의 외부면의 인접하는 에지부 내의 원형의 리세스부(31)에 의 해 제공된다.
그와 반대로 부싱 형태의 하우징 허브(17)는 마찬가지로 도 2로부터 알 수 있듯이, 하우징 커버(14) 내 원형 관통구(16)의 내경에 거의 상응하는 외경을 갖는 원통형 벽부(22)를 포함하며, 상기 하우징 허브(17)는 상기 출력 유닛(5)에 자신을 고정시킬 수 있도록 자신의 일측 선단부(24)에 내부방향으로 향하는 절곡부(23)를 구비하여 설계되어 있다. 그런 다음 상기와 같이 형성되는 원형의 바닥부를 통해 도면에 도시하지 않은 중심 나사가 관통되며, 이 중심 나사를 이용하여서는 상기 하우징 허브(17)가 상기 장치(1)의 출력 유닛(5)과 더불어 상기 캠축에 나사 체결된다. 이와 관련하여 상기 하우징 허브(17)의 타측 선단부(26)로써 이 하우징 허브(17)는 하우징 커버(14) 내 원형 관통구(16)로부터 극미하게 돌출되어 있으면서, 자신의 에지부에 있어서 외부 방향으로 향하는 보다 상세히 도시되지 않은 절곡부를 통해서는 상기 하우징 커버(14)를 밀폐시킨다.
그 외에도 도 1 및 도 2에서 알 수 있듯이, 상기 하우징 허브(17)의 원통형 벽부(22)는 하우징(11) 내 환상 체임버(12) 내부에, 상기 나선형 스프링(8)에서 보조적으로 설계된 내부 단부(10)가 형상 로크식으로 고정되어 있는 사각형 중공부(25)로서 설계되어 있다. 이를 위해서, 상기 나선형 스프링(8)의 상기 내부 단부(10)는, 도 1에서 도시한 바와 같이 상기 하우징 허브(17)의 사각형 중공부(25)의 모든 4개 측면에 인접하고, 그로 인해 상기 나선형 스프링(8)은 형상 로크를 통해 상기 하우징 허브(17) 상에 고정되는 방식으로, 형성되어 있다. 이러한 점에서 상기 하우징 허브(17)의 중공 원통형 부분의 직경과 상기 하우징 허브(17)의 사각형 중공부(25)의 측방향 길이는 동일하게 설계되고, 상기 하우징 허브(17)와 상기 출력 유닛(5)을 캠축에 나사 체결하는 중심 나사의 나사 헤드의 직경에 대략 상응한다. 그와 반대로 상기 나선형 스프링(8)의 외부 단부(9)는 마찬가지로 도 1에 도시한 바와 같이, 후크 모양으로 형성되어 있으며, 상기 구동 유닛(4)에서 축방향으로 돌출되는 현가점에 형상 로크식으로 고정되어 있다. 상기 현가점은 도시한 장치(1)에서 상기 측면 커버(2, 3)용으로 연장되는 고정 나사(27)에 의해 형성된다.
최종적으로 도 2의 X 부분을 확대하여 도시한 도 3의 상세도에 따라서는, 상기 장치(1)의 외부의 유압 작동유 누출은, 상기 구동 유닛(4)과 상기 출력 유닛(5) 사이의 보다 상세하게 도시하지 않은 갭 타입 실을 통해 의도하는 바대로 상기 구동 유닛(4)에 있어서 하우징(11)에 인접한 측면 커버(2) 내 동축의 관통구(28) 쪽으로 배출 될 수 있다는 점을 알 수 있다. 이때 상기 유압 작동유 누출은 상기 관통구(28)와 항기 하우징 허브(17) 사이의 링 갭(29)을 통해 상기 하우징(11)의 환상 체임버(12) 내로 유도된다. 그런 다음, 만일 상기 환상 체임버(12)가 상기 유압 작동유 누출로써 완전하게 채워지고 상기 나선형 스프링(8)의 모든 스프링 권선부(13)가 유압 작동유로 둘러 싸이게 되면, 상기 유압 작동유에 의해 상기 나선형 스프링(8)의 발생하는 공명 진동은 완충되고, 추가로 유입되는 유압 작동유는 상기 하우징 커버(14)와 상기 하우징 허브(17) 사이의 추가의 링 갭(30)을 통해 상기 환상 체임버(12)로부터 유압 작동유 누출로서 배출된다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 장치 2: 측면 커버
3: 측면 커버 4: 구동 유닛
5: 출력 유닛 6: 압력 체임버
7: 압력 체임버 8: 나선형 스프링
9: 일측 단부 10: 타측 단부
11: 하우징 12: 환상 체임버
13: 스프링 권선부 14: 하우징 커버
15: 바닥부 16: 원형 관통구
17: 하우징 허브 18: 원주형 벽부
19: 에지부 20: 계단부
21: 디텐트부 22: 원통형 벽부
23: 절곡부 24: 일측 선단부
25: 사각형 중공부 26: 타측 선단부
27: 고정 나사 28: 관통구
29: 링 갭 30: 추가 링 갭
31: 리세스부

Claims (8)

  1. 내연기관의 가스 교환 밸브의 타이밍을 수정하기 위한 장치, 특히 크랭크축과 관련하여 캠축의 회전 각도를 유압식으로 조정하기 위한 장치로서,
    - 상기 장치(1)는 상기 내연기관의 실린더 헤드 내에 지지되는 캠축의 구동측 단부에 배치되어 있고, 대체로 상기 내연기관의 상이한 작동 파라미터에 따라 제어될 수 있는 유압의 액추에이터로서 설계되어 있으며;
    - 상기 장치(1)는 크랭크축과 구동 연결부를 형성하면서 2개의 측면 커버(2, 3)에 의해 축방향으로 그 영역이 한정되는 구동 유닛(4) 뿐 아니라 상기 캠축과 연결되고 상기 구동 유닛(4) 내에 삽입되는 출력 유닛(5)으로 구성되어 있으며;
    - 상기 장치(1)의 상기 구동 유닛(4)은 상기 장치(1) 내부에 형성되고 유압 작동유로써 교대로 혹은 동시에 채워질 수 있는 적어도 2개의 압력 체임버(6,7)를 통해 상기 장치(1)의 상기 출력 유닛(5)에 대한 힘 전달 연결부를 구비하며;
    - 상기 압력 체임버(6, 7)의 압력 인가는 외부의 유압 작동유 누출을 지속적으로 보상하면서 이루어지고, 상기 장치(1)의 상기 구동 유닛(4)에 관련하는 상기 출력 유닛(5)의 상대적 인장응력 및 유압의 부하력을 야기하며;
    - 양측의 조정방향으로 상기 장치(1)의 조정 속도의 균형을 조정할 뿐 아니라 구동 유닛(4)에 대하여 상기 내연기관의 시동을 위해 바람직한 상기 출력 유닛(5)의 위치를 달성하기 위해 상기 장치(1)는 스프링 수단을 포함하며;
    - 상기 스프링 수단은 상기 장치(1)의 외부에서 상기 구동 유닛(4)의 측면 커버들 중 하나(2 또는 3)의 전방에 배치되는 나선형 스프링(8)으로서 설계되고, 이 나선형 스프링은 일측 단부(9)로서 상기 구동 유닛(4)에, 그리고 타측 단부(10)로써는 상기 출력 유닛(5)에 고정되어 있는 특징을 포함하는 장치(1)에 있어서,
    - 상기 장치(1)의 외부에 배치되는 상기 나선형 스프링(8)은 추가의 하우징(11)을 이용하여 캡슐화 함으로써 상기 구동유닛(4)의 인접하는 측면 커버(2)와 함께 형성되고 밀폐되는 환상 체임버(12) 내에 배치되어 있으며;
    - 상기 환상 체임버는 상기 내연기관의 작동 시에 발생하는 원심력과 상호 작용하면서 상기 장치(1)의 외부의 유압 작동유 누출로써 채워질 수 있으면서, 상기 환상 체임버로부터 상기 유압 작동유는 누출로서 다시 배출될 수 있으며;
    - 동시에 상기 환상 체임버(12)가 완전히 채워질 시에, 상기 유압 작동유는 동시에, 상기 나선형 스프링(8)에서 상기 내연기관의 진동으로부터 발생하는 스프링 권선부(13)의 공명 주파수에 대항하는 완충 매체로서 작용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 추가의 하우징(11)은 바람직하게는 바닥부(15)에 구성되는 동축의 원형 관통구(16)를 포함하는 컵형 하우징 커버(14)와 상기 원형 관통구(16)를 통해 삽입이 가능한 부싱 형태의 하우징 허브(17)로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    - 상기 컵형 하우징 커버(14)는 바람직하게는 상기 구동 유닛(4)의 인접하는 측면 커버(2)의 외경에 거의 상응하는 내경을 갖는 원주형 벽부(18)를 포함하며, 상기 원주형 벽부(18)의 연장된 에지부(19)를 통해서는 상기 측면 커버(2)에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    - 상기 하우징 커버(14)는 자신의 원주형 벽부(18) 내 테이퍼진 원형의 계단부(20)로써 상기 구동 유닛(4)의 측면 커버(2)에 중심 결정되고, 상기 원주형 벽부(18)의 에지부(19) 내에 균일하게 원주방향으로 분배될 뿐 아니라 상기 측면 커버(2)를 후방에서 고정시키는 다수 개의 디텐트부들(21)에 의해 상기 측면 커버(2)에 형상 로크 식으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    - 상기의 부싱 형태의 하우징 허브(17)는 바람직하게는 하우징 커버(14) 내 상기의 원형 관통구(16)의 내경에 거의 상응하는 외경을 갖는 원통형 벽부(22)를 포함하며, 자신의 일측 선단부(24)에서 반경방향의 내부방향으로 향해있는 절곡부(23)로써 상기 출력 유닛(5)에 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    - 상기 하우징 허브(17)는 자신의 선단측 절곡부(23)를 통해, 중심 나사에 의해 상기 출력 유닛(5)과 더불어, 상기 캠축에 나사 체결되며, 상기 하우징 허브의 원통형 벽부(22)는, 부분적으로, 상기 나선형 스프링(8)에 있어서 보조적으로 설계되는 내부 단부(10)가 형상 로크식으로 고정되어 있는 사각형 중공부(25)로서 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 나선형 스프링(8)의 외부 단부(9)는 바람직하게는 후크 형태로 절곡되어 설계되어 있으며, 상기 구동 유닛(4)에서 축방향으로 돌출되는 현가점에, 예를 들어 상기 구동 유닛(4)의 측면 커버(2, 3) 등의 용도인 연장되는 고정 나사(27)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    - 상기 장치(1)의 외부의 유압 작동유 누출은 상기 구동 유닛(4)과 상기 출력 유닛(5) 사이의 갭 타입 실링을 통해 의도하는 바대로 상기 구동 유닛(4)에서 하우징(11)에 인접하는 측면 커버(2) 내 동축의 관통구(28) 쪽으로 배출될 수 있으며;
    - 상기 유압 작동유 누출은 상기 관통구(28)와 상기 하우징 허브(17) 사이의 링 갭(29)을 통해서는 상기 하우징(11)의 환상 체임버(12) 내로 유도될 수 있을 뿐 아니라 상기 하우징 커버(14)와 상기 하우징 허브(17) 사이의 추가의 링 갭(30)을 통해서는 상기 환상 체임버로부터 다시금 배출될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
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