KR100328804B1

KR100328804B1 - 가압슬리브

Info

Publication number: KR100328804B1
Application number: KR1019940007226A
Authority: KR
Inventors: 하트무트브람머; 로무알트프리스; 칼둠스; 홀거크레브스
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 1993-04-10
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2014-04-07
Also published as: DE4403660A1; DE4403660B4

Abstract

본 발명은 감시해야 할 내연기관에 대한 가압 슬리브의 기계적 연결(mechanical coupling)을 개선하기 위한 것이다.

노킹 센서를 위한 가압 슬리브(11)로서, 가압 슬리브의 구멍(28)을 관통한 고정 나사에 의해 맞붙임면(30)을 간접적 또는 직접적으로 내연기관에 고정시킨다. 가압 슬리브의 맞붙임면에는 중심에서 반경 방향의 간격을 갖고 링 형상의 웨브(31)가 형성되어 있다. 구멍의 개구와 웨브 내부 둘레면의 가장자리 사이에 형성되는 각도는 0.5° 내지 1.5° 이다.

Description

가압 슬리브

＜산업상의 이용분야＞

본 발명은 진동 감지기(vibration pickup)용 가압 슬리브로서, 가압 슬리브구멍 안을 관통하는 고정 수단에 의해 맞붙임면(30)을 간접적 또는 직접적으로 구조물, 특히 내연기관에 고정시키는 형식의 가압 슬리브에 관한 것이다.

＜종래의 기술＞

이와 같은 가압 슬리브는 예를 들어 미국 특허 제 4 906 031 호 명세서 또는 독일 OS 40 24 339 호 명세서에 기재되어 있는 노킹 센서에서 사용된다. 공지의 가압 슬리브는 평활한 맞붙임면을 가지며, 이 맞붙임면을 가짐으로서 진동을 측정하도록 하는 구조물에 맞붙임되어진다. 이 맞붙임면의 형상 오차 및 가공 오차에 따라 장해가 되는 공진이 발생하는 일이 있고, 이 공진은 측정 오차 및 접속되어 있는 회로 내의 장해를 초래하는 일이 있다.

독일 Gbm 83 12 524.8 호 명세서에는 측정 수단을 일정한 방향으로 장착(oriented mounting)하기 위한 유지 장치(holding device)가 기재되어 있다. 이 보유 장치는 원추형으로 구성된 다리 부분(conical foot)을 가지고 있으며, 이 다리부분은 링 형상의 탄성적인 시일 립(seal lip)을 형성하고 있다. 시일 립은 각각의 경사각도를 갖고 있으며, 그 결과 장착 위치(mounting point)에서의 경사와 무관하게 유지 장치 내에 배치되어 있는 측정 수단이 수평으로 향해진다. 이 유지장치에 있어서는 탄성적인, 따라서 용이하게 변형가능한 시일 립에 의해 수평한 구조가 제공되며, 이를 위해서는 각각의 경사 각도를 비교적 크게 하지 않으면 안된다. 측정 수단을 장착 위치에 편평하게 배치하는 것을 의도하고 있지는 않다.

또한 독일 Gbm 84 36 486.6 호 명세서에 의해 노킹 센서가 공지되어 있고, 이 노킹 센서는 맞붙임면의 링 형상의 외측 가장자리부에, 맞붙임면에 대해 간격을갖고 있는 협소한 범위를 갖고 있다. 그러나 이 외측 가장자리부는 사출 성형법(injection molding process)을 실시하기 위해 사용되는 것이다. 가압 슬리브 자체는 거의 그 전체 표면이 가압 슬리브를 고정하는 구조물에 접촉하고, 이 경우에 있어서도 장해로 되는 공진이 발생하는 일이 있다.

＜발명이 해결하도록 하는 과제＞

본 발명의 과제는 감시해야할 구조물에 대한 가압 슬리브 더 나아가서는 센서의 기계적 연결을 개선하는 것이다.

＜과제를 해결하기 위한 수단＞

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 구성에서는 서두에 서술한 형식의 가압 슬리브에 있어서 가압 슬리브의 맞붙임면에 중심으로부터 반경 방향의 간격을 두고 링 형상의 융기부가 형성되어 있으며, 고정 수단을 위한 구멍의 개구와 융기부 내부 둘레면의 가장자리 사이에 형성되는 각도가 0.5°내지 1.5°가 되도록 하든가, 또는 가압 슬리브의 맞붙임면이 원추형으로 형성되어 있고, 가압 슬리브의 구멍을 향하여 경사져 있고, 고정될 때 맞붙임면의 변형이 발생하며, 이 변형은 외부 둘레부분에서 시작하여 맞붙임면이 구조물에 거의 완전히 접촉하도록 했다.

＜발명의 효과＞

본 구성에 의해 맞붙임면의 형상 오차에 의한 가압 슬리브 더 나아가서 센서의 장해가 되는 요동 운동(disturbing tilting movement)이 충분히 회피된다. 이에 따라 측정 신호의 직선성(linearity)이 보다 양호하게 되고, 접속되어 있는 센서 감도의 공차가 보다 작게 된다. 또한 가압 슬리브는 비교적 저렴한 비용으로장착된다. 왜냐하면, 이미 맞붙임면을 그만큼 정확히 가공할 필요가 없기 때문이다. 가압 슬리브의 플랜지의 외부 가장자리부에 작용하는 큰 압착력에 의해 양호한 밀폐 작용이 발생하고, 이 밀폐 작용은 수분이 가압 슬리브의 맞붙임면과 접속된 구조물의 지지면 사이에 침입되어 이들 표면에 부식을 발생시키는 것을 방지한다.

청구범위 제 2 항 및 제 3 항 또한 제 5 항 내지 제 7 항에 기재된 수단에 의해 청구범위 제 1 항 및 제 4 항의 가압 슬리브를 더욱 개량할 수가 있다.

＜실시예＞

이하에서 도면에 도시한 실시예에 기초하여 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.

도시된 노킹 센서는 케이싱(10)을 가지며, 이 케이싱(10) 내에는 가압 슬리브(11)가 배치되어 있고, 가압 슬리브(11)는 그 하단부 근방에 플랜지 형상의 가장 자리부(12)를 갖고 있다. 이 가압 슬리브(11)의 외부 둘레에는, 가장자리부(12)로부터 순차적으로 다음과 같은 부재가 배치되어 있다: 절연 플레이트(13), 접촉 플레이트(14), 압전 세라믹 플레이트(15) 및 역순으로 제 2 접촉 플레이트(14) 및 제 2 절연 플레이트(13), 그 위에는 진동 질량체(16)가 놓여 있다. 이들 재료에는 접시 용수철(17; cup spring)이 작용하고 있고, 이 접시 용수철(17)의 초기 스프링력은 나사링(18)에 의해 발생되며, 이 나사 링(18)은 가압 슬리브(11)의 위쪽부분에 형성되어 있는 외부 나사산(19)에 나사 결합되어 있다.

플라스틱으로 제조되며 또한 특히 사출 성형법으로 제작되어 있는케이싱(10)과 일체인 접속 플러그(23) 내에는 편평 플러그(24)가 주물로 둘러 쌓인채 배치되어 있다. 편평 플러그(24)는 양쪽 접촉 플레이트(14)와 접속되어 있다. 가압슬리브(11)의 구멍(28)을 도시되지 않은 고정 나사가 관통하며, 그에 따라 노킹 센서가 간접적 또는 직접적으로 내연기관에 고정된다.

본 발명에 의하면, 가압 슬리브(11)는 가장자리부(12)의 맞붙임면(30)에 링형상의 웨브(31)를 갖고 있다. 이 경우 웨브(31)의 높이(h)는 가압 슬리브(11)의 가장자리부(12) 직경보다도 현저하게 작다. 또 웨브(31)는 구멍(28)으로부터 가능한한 크게 이격되도록 구성되어 있다. 그러나 통상은 여전히 약간의 외부 가장자리 범위가 남겨져 있다. 이 외부 가장자리 범위는 케이싱(10)을 위한 사출 성형법을 실시할 때 사용된다. 웨브(31)의 높이(h)와 가압 슬리브(11)의 구멍(28)으로부터의 반경 방향 간격은 상호 관련있게 정해지며, 가압 슬리브(11) 구멍(28)의 입구부분과 웨브(31) 내주면의 가장자리 사이의 접선(contact line)이 맞붙임면(30)에 대해 0.5° 내지 1.5°의 각도를 형성하도록 되어 있다.

제 2 실시예에서는 맞붙임면(30a)은 원추형으로 형성되어 있고, 이 경우 맞붙임면(30a)은 구멍(28)을 향해 경사져 있고 따라서 마찬가지로 가장자리부(12)의 외부 둘레 범위에 융기부가 형성되어 있다. 이 경우에 있어서도 사출 성형법을 실시하기 위한 외부 가장자리 범위를 설정하는 것이 가능하다. 웨브(31)와 유사한 작용이 예를 들어 링 형상으로 맞붙임면 상에 배치된 다수의 융기부(raised portion)에 의하여도 발생할 수 있다. 이들 융기부는 마찬가지로 구멍(28)으로부터 가능한한 이격된다.

고정 나사에 의해 미치게 되는 전체 토크(total torque)는 가압 슬리브(11)에 전달된다. 환언하면, 압전 세라믹 플레이트(15)에는 고정 나사로부터 어떠한 힘도 작용되지 않는다. 나사 링(18)에 의해 접시 용수철(17)의 초기 스프링력(pretension force)을 조정하고, 압전 세라믹 플레이트(15)에 그 전기 신호가 악영향이 남지 않으면서 축방향의 힘이 직접적으로 작용하도록 하고, 또 압전 세라믹 플레이트(15)가 가압 슬리브(11)의 열팽창 및 조립시의 불가피한 가압 슬리브(11)의 압축에 거의 무관하게 될 수 있다. 내연기관의 진동에 비례하여 진동 질량체(16)에 의해 발생되는 펄스는 압전 세라믹 플레이트(15) 내에서 전하로 변환하게되고, 이 전하는 적당한 측정기로 해독할 수 있다. 여기서, 웨브(31) 또는 맞붙임면(30a)의 원추형의 형상에 기초하여, 가압 슬리브(11)를 내연기관의 지지면에 충분히 압착시킬 수 있다. 이에 따라 장해가 되는 공진을 감소시킬 수 있으며, 발생된 신호는 고도의 직선성 및 고도의 감도를 갖고 있다. 측정 신호의 기초값은 구조물의 표면의 특성과 상태, 특히 구조물(structural element) 상부 표면의 거칠기(roughness)에 거의 무관하다. 측정 신호의 기초값은 표면의 성질과 상태에 비교적 큰 편차가 있을지라도, 작은 공차 대역(band area) 내에 있게 된다.

최적의 상태로 장착하기 위해서는, 제 2 실시예의 경우 원추형 범위의 각도(α)는 극히 작다. 다시 말하면 원추형 범위와 지지면 사이의 각도는 극히 작으며, 예를 들어 0.5° 내지 1.5° 이다. 이 경우 가압 슬리브(11)용 재료로서는 구리 또는 황동이 사용될 수 있다. 또한 각도를 선정하는 경우 도시되지 않은 고정나사를 나사 체결할 때에 원추형 범위는 외부 가장자리로부터, 다시 말하면 처음은 큰직경을 갖는 맞붙임면 범위로부터 구조물에 접촉하고, 이어서 고정 나사의 나사체결 모멘트가 커짐에 따라 원추형 범위 중 나머지 범위가 구조물에 접촉하는 것도 고려하지 않으면 안된다. 이에 따라 거의 전체 원추형 범위가 접촉한다. 각도(α)에 관련된 변형 정도는 완전히 또는 주로 사용되는 재료의 탄성 범위 내에 포함되도록 하고, 소위 잔존 탄성(residual elasticity)에 기초하여 고정 나사를 풀면 원추형 형상이 다시 완전히 복귀되도록 한다.

고정 나사에 의해 고정을 행할 경우, 제 1 도의 실시예에 있어서는 먼저 구멍(28)의 입구 주위가 구조물의 지지면과 접촉된다. 이어서, 웨브(31) 주위의 나머지 범위까지 점차적으로, 구조물에 마주하는 가압 슬리브(11)의 면이 지지면에 접촉되도록 한다. 그 외의 관점으로는 제 2 도에 도시된 제 2 실시예에 있어서 설명한 것과 동일한다.

이와 같이 구성된 가압 슬리브는 예를 들어 가속도 센서(acceleration pickup) 또는 진동 감지기와 같은 별도의 센서에 사용할 수 있다.

제 1 도는 제 1 실시예의 노킹 센서의 종단면도.

제 2 도는 제 2 실시예의 노킹 센서의 종단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 케이싱 11 : 가압 슬리브

12 : 가장자리부 13 : 절연 플레이트

14 : 접속 플레이트 15 : 압전 세라믹 플레이트

16 : 진동 질량체 17 : 접지 용수철

18 : 나사 링 19 : 외부 나사산

23 : 접속 플러그 24 : 편평 플러그

28 : 구멍 30, 30a : 맞붙임면

31 : 웨브

Claims

가압 슬리브(11)로서, 가압 슬리브(11)의 구멍(28) 안으로 관통되는 고정 수단에 의해 맞붙임면(30)을 간접적 또는 직접적으로 구조물에 고정시키는 형식의 가압 슬리브에 있어서,

가압 슬리브(11)의 맞붙임면(30, 30a) 상에서, 중심으로부터 반경 방향으로 간격을 두고 적어도 하나의 링 형상의 융기부를 형성하고, 고정 수단용 구멍의 개구와 융기부 내부 둘레면의 가장자리 사이에 0.5° 내지 1.5° 의 각도를 형성시킨 것을 특징으로 하는 가압 슬리브.
제 1 항에 있어서,

상기 융기부는 웨브(31)인 것을 특징으로 하는 가압 슬리브.
제 1 항에 있어서,

상기 융기부가 원추형으로 형성되어 있고, 가압 슬리브(11)의 구멍(28)을 향해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 가압 슬리브.
가압 슬리브(11), 특히 진동 감지기용의 가압 슬리브(11)로서, 가압 슬리브(11)의 구멍(28) 안으로 관통되는 고정 수단에 의해 맞붙임면(30a)을 간접적 또는 직접적으로 구조물에 고정시키는 형식의 가압 슬리브에 있어서,

가압 슬리브(11)의 맞붙임면(30a)을 원추형으로 형성하고, 가압 슬리브(11)의 구멍(28)을 향해 경사지며, 고정시 맞붙임면(30a)의 변형이 발생되며, 상기 변형은 외측 직경으로부터 시작하여 맞붙임면(30a)이 구조물에 거의 완전히 접촉되는 것을 특징으로 하는 가압 슬리브.
제 4 항에 있어서,

상기 맞붙임면(30a)의 형성하는 원추형의 경사각도(α )는 0.5° 내지 1.5°인 것을 특징으로 하는 가압 슬리브.
제 5 항에 있어서,

상기 맞붙임면(30a)의 형성하는 원추형의 경사각도(α)는 1° ± 0.2° 인 것을 특징으로 하는 가압 슬리브.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 맞붙임면(30)은 가장자리부(12)의 하부면인 것을 특징으로 하는 가압 슬리브.
제 4 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 맞붙임면(30a)은 가장자리부(12)의 하부면인 것을 특징으로 하는 가압 슬리브.