KR100594476B1 - 오일댐퍼 시험기 - Google Patents

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KR100594476B1 KR1020060020740A KR20060020740A KR100594476B1 KR 100594476 B1 KR100594476 B1 KR 100594476B1 KR 1020060020740 A KR1020060020740 A KR 1020060020740A KR 20060020740 A KR20060020740 A KR 20060020740A KR 100594476 B1 KR100594476 B1 KR 100594476B1
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    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

본 발명은 오일댐퍼의 피스톤 로드를 일정한 속도로 일정한 하중에 의하여 압축 또는 신장시키면서 피스톤의 진행거리(stroke)에 대한 오일댐퍼의 감쇄 후 하중을 측정하여 피스톤 마모, 피스톤 로드 마모, 오일 부족, 오일 과다, 밸브 이상등을 판단할 수 있는 오일댐퍼 시험기에 관한 것으로, 좁고 긴 판상형 형상을 가지며, 단일의 회전축에 의하여 동시에 회전할 수 있게 서로 측면이 접합된 복수의 프레임과, 상기 각 프레임의 전면 하부에 상하 방향으로 이동할 수 있게 설치된 로드셀 고정브라켓과, 상기 로드셀 고정브라켓에 1개씩 설치되고, 상부에는 오일댐퍼의 일단을 체결할 수 있는 댐퍼고정지그가 마련되며, 서로 다른 최대 측정 오차를 갖는 복수의 로드셀과, 피스톤로드 선단에는 오일댐퍼의 타단을 체결할 수 있는 댐퍼고정지그가 마련되고, 시험시 유압에 의하여 오일댐퍼를 설정된 속도 및 힘으로 인장 또는 수축할 수 있는 복수의 유압실린더와, 상기 각 유압실린더에 마련되고 유압실린더 피스톤의 진행 거리에 대한 데이터를 출력하는 피스톤 센서를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의하면, 다양한 용량을 갖는 오일댐퍼를 시험함에 있어서 시험 데이터의 오차를 줄일 수 있고, 오일댐퍼의 시험을 짧은 시간에 수행할 수 있는 효과가 있다.
철도 차량, 오일댐퍼, 시험기

Description

오일댐퍼 시험기{TESTER FOR OIL DAMPER}
도 1a는 본 발명에 따른 오일댐퍼 시험기에서 오일댐퍼, 로드셀 및 로드셀 고정지그를 제거한 상태를 도시한 정면도이다.
도 1b는 도 1a에서 중심부에 마련된 제1시험모듈에 대한 측면도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 오일댐퍼 시험기를 이용하여 수직 댐퍼를 시험할 경우의 상태를 보여 주는 정면도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 오일댐퍼 시험기를 이용하여 횡방향 댐퍼를 시험할 경우의 상태를 보여 주는 정면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1a, 1b, 1c : 피스톤센서 3a, 3b, 3c : 유압실린더
5a, 5b, 5c : 프레임 7a, 7b, 7c : 피스톤로드
9 : 회전방지브라켓 11 : 가이드부시
13 : 슬라이딩바 15 : 실린더지지브라켓
17 : 리브 19 : 실린더취부판
21, 23 : 베어링블럭 25 : 스크류축
27 : 레일 29 : 슬라이더
31 : 로드셀고정브라켓 33 : 지지대
35, 37 : 기어 39 : 스크류회전용 감속모터
41 : 회전축 42 : 유닛베어링
43, 47 : 타이밍기어 45 : 타이밍벨트
49 : 프레임회전용 감속모터 51, 53 : 댐퍼고정지그
55a, 55b, 55c :로드셀 D1, D2, D3 : 오일댐퍼
본 발명은 오일댐퍼 시험기에 관한 것으로, 더 상세하게는 오일댐퍼의 피스톤 로드를 일정한 속도로 일정한 하중에 의하여 압축 또는 신장시키면서 피스톤의 진행거리(stroke)에 대한 오일댐퍼의 감쇄 후 하중을 측정하여 피스톤 마모, 피스톤 로드 마모, 오일 부족, 오일 과다, 밸브 이상등을 판단할 수 있는 오일댐퍼 시험기에 관한 것이다.
예를 들어, 철도 차량용 오일댐퍼의 용량은 1,500N(객차대차수직댐퍼), 3,000N(동력대차수직댐퍼, 동력대차횡댐퍼, 객차대차횡댐퍼), 7,250N(차체간 횡댐퍼), 9,000N(차체간 상부댐퍼), 10,000N(동력대차횡방향댐퍼), 11,000N(동력대차요 댐퍼), 12,000N(객차대차요댐퍼, 차체간하부댐퍼) 등 다양하다.
종래 이들 철도 차량용 오일댐퍼를 측정하기 위하여 오일댐퍼에 일정한 속도로 힘(충격)을 가할 수 있는 1개의 유압실린더와 상기 1개의 유압실린더에 의하여 가해진 힘을 오일댐퍼에 의하어여 감쇄한 후 측정할 수 있는 1개의 로드셀로 구성되는 오일댐퍼 시험기를 사용하였다. 종래 오일댐퍼 시험기는 1개의 로드셀에 의하여 1,500N에서 12,000N에 이르는 다양한 용량의 오일댐퍼를 모두 시험하여야 하므로, 그 최대 측정 용량이 대용량(예를 들어 20,000N)일 수 밖에 없다. 그러나, 로드셀은 최대 측정 용량에 대하여 2-3%의 측정 오차를 가지고 있기 때문에, 예를 들어 1,500N의 용량을 갖는 오일댐퍼를 20,000N 용량의 로드셀로 측정할 경우, 측정 데이터의 오차가 지나치게 큰 문제점이 있었다.
또한, 종래의 오일댐퍼 시험기는 1회에 1개씩의 오일댐퍼를 시험할 수 밖에 없어, 오일댐퍼의 시험에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
상술한 종래 오일댐퍼 시험기의 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은 다양한 용량을 갖는 오일댐퍼를 시험함에 있어서 시험 데이터의 오차를 줄일 수 있는 오일댐퍼 시험기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 용량을 갖는 오일댐퍼의 시험을 짧은 시간에 수행할 수 있는 오일댐퍼 시험기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하고자 하는 본 발명에 따른 오일댐퍼 시험기는 좁고 긴 판상형 형상을 가지며, 단일의 회전축에 의하여 동시에 회전할 수 있게 서로 측면이 접합된 복수의 프레임; 상기 각 프레임의 전면 하부에 상하 방향으로 이동할 수 있게 설치된 로드셀 고정브라켓; 상기 로드셀 고정브라켓에 1개씩 설치되고, 상부에는 오일댐퍼의 일단을 체결할 수 있는 댐퍼고정지그가 마련되며, 서로 다른 최대 측정 오차를 갖는 복수의 로드셀; 피스톤로드 선단에는 오일댐퍼의 타단을 체결할 수 있는 댐퍼고정지그가 마련되고, 시험시 유압에 의하여 오일댐퍼를 설정된 속도 및 힘으로 인장 또는 수축할 수 있는 복수의 유압실린더; 상기 각 유압실린더에 마련되고 유압실린더 피스톤의 진행 거리에 대한 데이터를 출력하는 피스톤 센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 로드셀 및 유압실린더의 갯수는 3개인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 복수의 프레임이 지지대에 의하여 지면에서 일정 높이로 부상되고, 그 후면에는 회전축과, 상기 회전축을 회전시킬 수 있는 구동수단이 마련된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오일댐퍼 시험기의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명에 따른 오일댐퍼 시험기에서 오일댐퍼, 로드셀 및 로드셀 고정지그를 제거한 상태를 도시한 정면도를, 도 1b는 도 1a에서 중심부에 마련된 제1시험모듈에 대한 측면도를, 도 2a는 본 발명에 따른 오일댐퍼 시험기를 이용하여 수직 댐퍼를 시험할 경우의 상태를 보여 주는 정면도를, 도 2b는 본 발명에 따른 오일댐퍼 시험기를 이용하여 횡방향 댐퍼를 시험할 경우의 상태를 보여 주는 정면도를 각각 나타낸다.
도 1a 내지 도 2b에는 서로 용량이 다른 오일댐퍼 3개를 동시에 시험할 수 있는 오일댐퍼 시험기를 예시적으로 도시 하였다. 그러나, 본 발명은 2개의 서로 다른 용량을 갖는 오일댐퍼 또는 4개 이상의 서로 다른 용량을 갖는 오일댐퍼를 동시에 시험할 수 있는 오일댐퍼 시험기에도 그대로 적용될 수 있다.
오일댐퍼 시험기는 오일댐퍼의 피스톤을 일정한 속도 및 힘으로 일정 거리만큼 수축 및 신장시키면서, 진행거리에 대한 감쇄 후 힘을 측정하여, 이 측정 데이터에 의하여 피스톤 마모, 피스톤 로드 마모, 오일 부족, 오일 과다, 밸브 이상등을 판단한다. 또한, 오일댐퍼는 수직 방향으로 설치되는 수직 오일댐퍼, 횡방향으 로 설치되는 횡방향댐퍼, 경사방향으로 설치되는 요댐퍼등 종류가 다양하다. 따라서, 오일댐퍼 시험기는 오일댐퍼를 설치 조건에 맞게 수직 방향, 횡방향 또는 경사방향으로 유지하면서 시험할 수 있어야 한다. 따라서, 오일댐퍼 시험기는 오일댐퍼의 피스톤의 진행거리를 측정할 수 있는 오일댐퍼 피스톤 진행거리 측정수단과, 오일댐퍼의 일단에 일정한 속도 및 힘으로 일정 거리 만큼 수축 및 신장시키면서 힘을 가할 수 있는 가압수단과, 가압수단에 의하여 오일댐퍼의 일단에 가해진 힘이 오일댐퍼에 의하여 감쇄된 후 타단에 전달된 정도를 측정할 수 있는 감쇄 후 힘측정수단과, 시험중인 오일댐퍼를 설치 조건에 맞게 방향을 전환시켜 줄 수 있는 방향전환수단이 필요하다.
오일댐퍼 피스톤 진행거리 측정수단과 감쇄 후 힘측정수단에서 얻은 데이터는 시간을 동기화시켜 다이아그램으로 나타낼 수 있고, 이 다이아그램을 통하여 오일댐퍼의 정상유무를 판단할 수 있게 된다.
도 1a 및 도 2a를 참조하면, 본 발명은 가압수단으로 3개의 유압실린더(3a, 3b, 3c)를 사용한다. 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)는 전기 유압식 서보 밸브를 사용하여 일정한 속도 및 힘 으로 미리 설정한 진행거리를 왕복할 수 있게 제어되는 것이 바람직하다. 유압실린더에 사용되는 다른 유압부품 및 회로는 당업자에게 공지기술이므로 여기에서 상세한 설명은 생략한다. 본 발명은 오일댐퍼(D1, D2, D3) 피스톤의 진행거리를 측정할 수 있는 오일댐퍼 피스톤 진행거리 측정수단으로 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)의 선단에 설치된 피스톤센서(1a, 1b, 1c)를 사용한다. 상기 피스톤센서(1a, 1b, 1c)는 유압실린더의 피스톤으로 부터 피스톤센서(1a, 1b, 1c)측으로 연장된 막대를 이용하여 유압실린더(3a, 3b, 3c)의 피스톤 변위를 측정하고 그 결과를 전기신호로 출력한다. 오일댐퍼(D1, D2, D3)의 피스톤 변위는 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)의 피스톤 변위와 같으므로, 상기 피스톤센서(1a, 1b, 1c)의 출력을 오일댐퍼(D1, D2, D3)의 피스톤 변위로 사용할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)에 의하여 오일댐퍼(D1, D2, D3)의 일단에 가해진 힘이 오일댐퍼(D1, D2, D3)에 의하여 감쇄된 후 타단에 전달된 정도를 측정할 수 있는 감쇄 후 힘(충격) 측정수단으로 로드셀(55a, 55b, 55c)을 사용한다.
상기의 피스톤센서(1a, 1b, 1c), 유압실린더(3a, 3b, 3c) 및 로드셀(55a, 55b, 55c)은 좁고 긴 판상형 형상을 가지며, 단일의 회전축에 의하여 동시에 회전할 수 있게 서로 측면이 접합된 3개의 프레임(5a, 5b, 5c)의 전면에 설치된다. 본 발명의 특징은 3개의 오일댐퍼(D1, D2, D3)를 동시에 시험할 수 있기 위해서는 각 프레임마다 1개씩 의 피스톤센서(1a, 1b, 1c), 유압실린더(3a, 3b, 3c) 및 로드셀(55a, 55b, 55c)을 설치한 데 있다. 또한 본 발명의 다른 특징은 각 프레임(5a, 5b, 5c)에 설치되는 상기 로드셀(55a, 55b, 55c)의 최대 측정 오차가 서로 다른 데 있다. 즉, 로드셀(55a, 55b, 55c) 가운데 하나(55a)는 최대측정용량이 30,000N인 로드셀을 설치하고(이 때 로드셀의 최대 측정 오차는 30,000N의 2 - 3%), 다른 하나(55b)는 최대측정용량이 10,000N인 로드셀(이 때 로드셀의 최대 측정 오차는 10,000N의 2 - 3%)을 설치하며, 또 다른 하나(55c)는 최대측정용량이 5,000N인 로드셀(이 때 로드셀의 최대 측정 오차는 5,000N의 2 - 3%)을 설치한다. 이 때, 30,000N용량의 로드셀(55a)에 의하여는 11,000N(동력대차요댐퍼) 및 12,000N(객차대차요댐퍼, 차체간하부댐퍼)의 용량을 갖는 오일댐퍼를 시험하고, 10,000N용량의 로드셀(55b)에 의하여는 7,250N(차체간 횡댐퍼), 9,000N(차체간 상부댐퍼) 및 10,000N(동력대차횡방향댐퍼)의 용량을 갖는 오일댐퍼를 시험하며, 5,000N용량의 로드셀(55c)에 의하여는 1,500N(객차대차수직댐퍼), 3,000N(동력대차수직댐퍼, 동력대차횡댐퍼, 객차대차횡댐퍼)의 용량을 갖는 오일댐퍼를 시험하게 된다. 이렇게 함으로써 오일댐퍼의 측정오차를 크게 줄일 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 2개의 프레임을 설치하거나 4개 이상의 프레임을 설치할 수 도 있지만, 2개의 프레임을 설치할 경우 시험오차가 크고 시험시간이 많이 소요되며, 4개 이상의 프레임을 설치할 경우에는 후술하는 바와 같은 프레임 전체의 회전이 구조적으로 어렵게 된다.
상기 피스톤센서(1a, 1b, 1c)는 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)의 상단에 연결되고, 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)는 실린더취부판(19)에 의하여 상기 프레임(5a, 5b, 5c)에 상부에 결합된다. 상기 실린더취부판(19)은 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)의 피스톤 진행방향이 상하 방향이 되도록 그 하부에서 지지하는 실린더지지브라켓(15)과, 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)의 양측에서 상기 실린더지지브라켓(15)을 상기 실린더취부판(19) 전면에 견고하게 고정하는 리브(17)를 구비한다. 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)의 피스톤로드(7a, 7b, 7c)에는 피스톤로드(7a, 7b, 7c) 및 여기에 연결되는 댐퍼고정지그(51)의 회전을 방지하기 위하여 측방향으로 확장된 회전방지브라켓(9)을 형성하고, 상기 회전방지브라켓(9)의 양측 상면에는 상방향으로 연장된 슬라이딩바(13)를 구비한다. 상기 실린더지지브라켓(15)에는 상기 슬라이딩바(13)의 상하 방향 진행을 안내하는 가이드부시(11)를 마련하여, 피스톤로드(7a, 7b. 7c)가 회동이나 편향없이 직진할 수 있도록 한다. 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 피스톤로드(7a, 7b, 7c)에는 댐퍼고정지그(51)가 연결되고, 상기 댐퍼고정지그(51)에 댐퍼(D1, D2, D3)의 상단이 체결된다.
상기 로드셀(55a, 55b, 55c)은 상기 댐퍼(D1, D2, D3)의 하단에 연결되어 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)가 댐퍼(D1, D2, D3)를 일정한 힘으로 가압할 때, 댐퍼(D1, D2, D3)에 의하여 감쇄된 힘을 측정한다.
도 1b 및 도 2a를 참조하면, 상기 로드셀(55a, 55b, 55c)은 상기 프레임(5a, 5b, 5c)의 전면 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)의 직하부에 상하 방향으로 이동할 수 있게 설치된다. 이를 위해 본 발명은 상기 프레임(5a, 5b, 5c)의 하부에 상기 유압실린더(3a, 3b, 3c)의 피스톤로드(7a, 7b, 7c)와 나란히 설치된 스크류축(25)과, 상기 스크류축(25)을 회전시킬 수 있는 감속모터(39)와, 상기 감속모터(39)의 회전력을 상기 스크류축(25)에 전달하는 기어(35)와, 상기 스크류축(25)의 회전시 상하방향으로 이동하는 스크류너트(28)와 상기 스크류너트(28)에 결합되어 상기 스크류너트와(28)와 함께 상하운동하는 슬라이더(29)와, 상기 슬라이더(29)의 상하운동을 가이드하는 레일(27)과, 상기 슬라이더(29)의 전면에 돌출형성되어 로드셀을 고정할 수 있는 로드셀고정브라켓(31)을 구비한다. 상기 스크류축(25)의 상단 및 하단은 스러스트 베어링블록(21, 23)에 의하여 지지된다.
상기 로드셀고정브라켓(31)에는 로드셀(55a, 55b, 55c)이 1개씩 설치되고, 그 상부에는 오일댐퍼(D1, D2, D3)의 일단(하단)을 체결할 수 있는 댐퍼고정지그(53)가 마련된다.
상기 3개의 프레임(3a, 3b, 3c)은 지지대(33)에 의하여 지면에서 일정 높이로 부상되고, 도 1b에 도시된 바와 같이, 그 후면에는 회전축(41)과, 상기 회전축(41)을 회전시킬 수 있는 구동수단이 마련된다.
도 1b 및 도 2b를 참조하면, 상기 회전축(41) 및 회전축 구동수단은 오일댐퍼(D1, D2, D3)를 설치 조건에 맞게 방향을 전환시켜 주는 데 사용하는데, 본 발명은 오일댐퍼의 방향을 전환시켜 주기 위하여 상기 3개의 프레임(3a, 3b, 3c) 전체를 동시에 회전시켜 줄 수 있는 방향전환수단을 마련한다. 상기 방향전환수단은 상 기 접합된 프레임(5a, 5b, 5c)의 배면에 연결된 회전축(41)과, 상기 회전축을 회동할 수 있게 지지하는 유닛베어링(42)과, 상기 회전축(41) 선단에 마련된 타이밍기어(43)와, 상기 회전축에 회전력을 제공하는 감속모터(49)와, 상기 감속모터(49)의 축선단에 마련된 타이밍기어(47)와, 상기 감속모터측 타이밍기어(47)와 상기 회전축 선단의 타이밍기어(47)간에 회전력을 전달하는 타이밍벨트(45)을 구비한다. 상기 유닛베어링(42) 및 감속모터(49)는 상기 지지대(31) 상부 및 중간 부위에 고정된다.
도 2a는 수직 댐퍼를 시험할 경우의 상태를 보여 주고, 횡방향 댐퍼를 시험할 경우의 상태를 보여 주는 정면도이다. 이처럼 본 발명은 시험하는 오일댐퍼의 종류에 따라 프레임(5a, 5b, 5c) 전체를 동시에 일정각도(통상 0 °, 45°, 90°) 회전시켜 다수의 오일댐퍼를 짧은 시간 내에 시험할 수 있게 된다.
상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 다양한 용량을 갖는 오일댐퍼를 시험함에 있어서 시험 데이터의 오차를 줄일 수 있고, 오일댐퍼의 시험을 짧은 시간에 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 좁고 긴 판상형 형상을 가지며, 단일의 회전축에 의하여 동시에 회전할 수 있게 서로 측면이 접합된 복수의 프레임;
    상기 각 프레임의 전면 하부에 상하 방향으로 이동할 수 있게 설치된 로드셀 고정브라켓;
    상기 로드셀 고정브라켓에 1개씩 설치되고, 상부에는 오일댐퍼의 일단을 체결할 수 있는 댐퍼고정지그가 마련되며, 서로 다른 최대 측정 오차를 갖는 복수의 로드셀;
    피스톤로드 선단에는 오일댐퍼의 타단을 체결할 수 있는 댐퍼고정지그가 마련되고, 시험시 유압에 의하여 오일댐퍼를 설정된 속도 및 힘으로 인장 또는 수축할 수 있는 복수의 유압실린더;
    상기 각 유압실린더에 마련되고 유압실린더 피스톤의 진행 거리에 대한 데이터를 출력하는 피스톤 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일댐퍼 시험기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드셀 및 유압실린더의 갯수는 3개인 것을 특징으로 하는 오일댐퍼 시험기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 프레임은 지지대에 의하여 지면에서 일정 높이로 부상되고, 그 후면에는 회전축과, 상기 회전축을 회전시킬 수 있는 구동수단이 마련된 것을 특징으로 오일댐퍼 시험기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 로드셀 고정브라켓은, 상기 프레임의 하부에, 상기 유압실린더의 피스톤로드와 나란히 설치된 스크류축과, 상기 스크류축을 회전시킬 수 있는 감속모터와, 상기 감속모터의 회전력을 상기 스크류축에 전달하는 기어와, 상기 스크류축의 회전시 상하방향으로 이동하는 스크류너트와 상기 스크류너트에 결합되어 상기 스크류너트와와 함께 상하운동하는 슬라이더와, 상기 슬라이더의 상하운동을 가이드하는 레일(27)을 구비하고, 상기 슬라이더(29)의 전면에 돌출형성되게 설치되는 것을 특징으로 하는 오일댐퍼 시험기.
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