KR101116721B1

KR101116721B1 - 보호 슬리브를 구비한 피스톤-실린더 장치

Info

Publication number: KR101116721B1
Application number: KR1020070132191A
Authority: KR
Inventors: 펜 게랄트; 권대훈; 이종혁; 김태원
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2007-12-17
Publication date: 2012-03-14
Also published as: KR20080009038A; US20060213366A1; FR2882413A1; DE102005008045B3; KR100814803B1; US7392736B2; KR20060094058A

Abstract

본 발명은 피스톤 로드가 축 방향으로 이동 가능하게 가이드되는 실린더를 포함하는 피스톤-실린더 장치에 관한 것으로, 상기 피스톤 로드에 지지 원판이 고정되고, 보호 슬리브가 상기 피스톤 로드 상의 장착 부재 위에서 상기 지지 원판으로 끼워져 상기 지지 원판에 고정되며, 상기 보호 슬리브는 장착 부재용 관통구가 구비된 단부 부분(15)을 갖는다. 여기에서 보호 슬리브는 장착 부재에 대하여 회전될 수 있고, 장착 부재는 보호 슬리브용 축 방향 지지면을 갖는다.

보호 슬리브, 피스톤, 실린더, 지지 원판, 장착 부재

Description

보호 슬리브를 구비한 피스톤-실린더 장치{PISTON-CYLINDER UNIT WITH A PROTECTIVE SLEEVE}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 보호 슬리브(protective sleeve)를 구비한 피스톤-실린더 장치(piston-cylinder unit)에 관한 것이다.

예컨대 가스 스프링(gas spring) 또는 제진기(vibration damper) 형태로 된 피스톤-실린더 장치는, 단부 부분(end part)을 갖는 실린더, 일 단부에 피스톤을 갖고 타 단부에 장착 부재를 갖는 피스톤 로드, 및 두 단부 사이의 피스톤 로드 가이 등의 주요 부재들로 이루어진다. 두 단부는 두 개의 주요 부품이 조립될 때 실린더 내로 삽입되고, 피스톤 로드 가이드 영역에서 말리거나(rolled), 둥글게 되거나(beaded), 경우에 따라서는 나사로 조여질 수도 있다.

또한 피스톤 로드 어셈블리는 흔히 피스톤 로드의 기계적 손상을 막아주는 보호 슬리브를 포함한다. 보호 슬리브의 길이는 대개 피스톤 로드가 최대 외측 이동 위치에 있을 때 보호 슬리브 및 실린더 사이에 약간의 중첩이 있는 정도이다. 따라서 경우에 따라서는 실린더가 피스톤 로드 가이드 영역에서 말리거나 둥글게 될 수 없다. 또한 조립 공정이 완료된 후에야 비로소 실린더에 도장을 할 수 있다 는 단점이 있다. DE 1 995 281 U 또는 DE 1 951 754 U에서는 피스톤 로드에 지지 원판(supporting disk)이 고정되고, 지지 원판에 보호 슬리브가 부착된다. DE 1 995 281 U에 따른 구성에서, 보호 슬리브는 나중에 장착 부재에 의해 밀려날 수 있다. 이 보호 슬리브는 단부 부분을 갖지 않는다. DE 1 951 754 U에 따른 보호 슬리브도 마찬가지로 단부 부분을 포함하지 않는다. 그럼에도 불구하고 보호 슬리브가 실린더와 정확히 정렬되기 위해서는, 지지 원판이 가이드 슬리브를 구비하되, 이 슬리브는 충분히 길어야 한다.

DE 28 50 051 A1에 개시되는 제진기용 보호 슬리브는 편평한 스트립 재료로 만들어지며, 윤곽이 있는 유지 원판(retaining disk) 상에 반경 방향으로 장착된 후 양쪽 에지가 맞대기 용접된다.

DE 100 08 140 C1은 마찬가지로 조립 공정이 완료될 때 지지 원판에 부착될 수 있는 보호 슬리브를 구비한 제진기에 관한 것이다. 피스톤 로드의 지지 원판에 반경 방향으로 분할된 연결 링이 가압될 수 있고, 연결 링은 보호 슬리브용 가이드 부싱을 구비한다. 가이드 부싱은 실린더 쪽 방향에서 나오는 보호 슬리브가 밀려들어갈 수 있는 외주 그루브를 가지므로, 연결 링을 제자리에 고정시킨다. 종래의 제진기나 가스 스프링의 경우 이러한 구성 원리가 적용될 수 있다. 그러나 휠 장착부 또는 액슬 장착부를 구비하는 맥퍼슨 스트럿 유닛(MacPherson strut unit)의 경우에는 적용이 불가능한 경우가 있는데, 그 이유는 장착부의 반경 치수가 보호 슬리브의 내경보다 커서 보호 슬리브가 실린더를 지나 지지 원판 쪽으로 밀릴 수 없기 때문이다.

본 발명의 목적은 피스톤 로드를 실린더에 설치한 후 보호 슬리브를 피스톤 로드에 장착할 수 있는 피스톤-실린더 장치를 실현하는 데 있다.

본 발명의 목적은 보호 슬리브가 장착 부재용 관통구를 구비한 단부 부분을 가지는 것으로써 달성되는데, 이때 보호 슬리브는 장착 부재에 대하여 회전할 수 있고 장착 부재는 보호 슬리브용 축 방향 지지면을 갖는다.

보호 슬리브와 장착 부재 사이의 연결 강도를 증가시키기 위해, 보호 슬리브 및 단부 부분은 일체형 장치로 구성된다. 또한 보호 슬리브 및 피스톤 로드 또는 실린더 사이에서 각도 오차(angle error)가 최소화된다.

다른 바람직한 실시형태에서 관통구는 실린더 상의 장착 부재를 평면으로 투영한 것에 상응한다. 단부 부분은 횡방향 힘을 흡수하도록 최대의 횡단면을 갖는다.

장착 부재의 평면투영은 비원형의 형상을 갖는다. 장착 부재 및 관통구의 비원형 형상으로 인해, 장착 부재는 보호 슬리브를 축 방향으로 고정시키기 위해 전술한 지지면을 취한다.

바람직한 종속항에 따르면, 장착 부재는 링 베어링으로 구성된다. 따라서 이미 검증된 구조를 이용할 수 있다.

조립 공정이 진행되는 동안 보호 슬리브를 유지시키기 위해, 보호 슬리브는 지지 원판과 함께 축 방향으로 작용하는 확고한 연결(positive connection)을 형성한다.

이를 위해, 보호 슬리브는 반경방향 유지면을 갖고, 이 유지면은 장착 부재의 반대쪽에서 지지 원판과 결합한다.

본 발명의 커다란 장점은, 보호 슬리브가 한편으로는 조립 공정 마지막에 장착될 수 있는 동시에, 매우 간단하게 보호 슬리브를 확실하게 안정적으로 고정시킬 수 있다는 데 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 도 7(A) 내지 7(F)에 따른 피스톤-실린더 장치용 피스톤 로드(1), 지지 원판(3), 및 장착 부재(5)를 나타낸다. 피스톤 로드의 축과 평행한 외주 림(9)을 가지는 지지 원판이 피스톤 로드 축의 단부면에 용접된다. 지지 원판의 상부면은 링 베어링 형태의 장착 부재(5)와 연결된다. 장착 부재는 피스톤 로드 상에서 투영되었을 때 비원형 윤곽을 갖는다(도 7A).

도 3 내지 도 7은 도 1에 따른 피스톤 로드용 보호 슬리브에 관한 것이다. 보호 슬리브는 횡단면이 일정한 튜브형 섹션(13) 및 단부 부분(15)으로 이루어진다. 단부 부분 및 튜브형 섹션은 일체형 유닛으로 형성된다(도 5). 보호 슬리브는 플라스틱으로 만들어지는 것이 바람직하다. 도 3에 따른 평면도에서는 단부 부분이 관통구(17)를 구비하고, 관통구는 피스톤-실린더 장치(7)의 실린더(19) 쪽으 로 장착 부재(5)를 위에서 투영한 것에 상응하는 것을 알 수 있다. 즉, 관통구의 횡단면은 장착 부재가 반경 방향 최대 치수에 상응한다.

도 4 및 도 5를 함께 보면, 보호 슬리브(11)이 반경 방향 유지면(21)을 구비하고, 유지면은 장착 부재(5) 반대쪽의 지지 원판(3)과 결합될 수 있음을 알 수 있다. 유지면(21)과 단부 부분(15)의 저면 사이의 간격은 지지 원판(3)의 상부면과 외주 림(9)의 단부면 사이의 간격에 상응한다. 보다 명확하게 하기 위해, 도 6에서는 보호 슬리브를 사시도로 나타내었다.

도 7(A) 내지 도 7(F)에서는 피스톤-실린더 장치(7)의 조립 공정을 단계별로 설명한다. 도 7(A)에서는 실린더(19), 피스톤 로드(1) 및 부분적으로 설치된 장착 부재(5)를 포함하는 피스톤-실린더 장치(7)를 볼 수 있다. 제1 조립 단계에서 보호 슬리브(11)의 튜브형 섹션(13)에는 장착 부재(5)가 끼워지고, 이때 관통구(17)는 장착 부재(5)와 정렬된다. 도 7(B) 및 도 7(C)는 장착 부재를 관통구를 통해 밀어내는 공정의 중간 단계를 나타낸다. 장착 부재는 직사각형으로 투영되기 때문에 관통구(17) 또한 직사각형이다.

도 7(D)에서 보호 슬리브(11)는 축 방향의 최종 위치에 도달하고, 이 지점에서 단부 부분(15)은 지지 원판(3)에 놓인다. 보호 슬리브(11)의 유지면(21)은 외주 림(9)과 결합하여 확고한 연결을 형성하므로, 보호 슬리브는 양쪽 방향의 피스톤 로드 및 장착 부재에 의해 축 방향으로 제자리에 유지된다.

도 7(E)에 도시한 바와 같이, 보호 슬리브는 지지 원판(3) 및 장착 부재(5)에 대하여 회전된다. 원리에 따르면 실린더 상에 투영되는 장착 부재의 횡단면은 직경 부분(equator)으로부터 지지 원반 쪽으로 갈수록 연속적으로 작아지므로, 관통구와 장착 부재 사이에 간극(gap)이 형성된다. 상기 간극은 보호 슬리브가 장착 부재에 대하여 회전되는 것을 허용한다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 장착 부재(5)가 지지 원판(3)과 함께 외주 간극(23)을 형성하고, 여기에 보호 슬리브(11)의 단부 부분(15)의 일부분이 회전 운동을 통해 유도되는 것을 알 수 있다. 링 형상의 간극 영역을 형성하는 장착 부재(5) 및 지지 원판(3)의 윤곽이 지지면(25; 27)을 형성한다. 지지면은 단부 부분(15)의 위쪽 및 아래쪽에 위치되어, 외주 림(9) 및 유지면(21) 사이에서 지지 원판(3)을 유지시키는 확고한 연결과 무관하게 보호 슬리브를 제자리에 유지시킨다.

보호 슬리브(11)가 최종 위치에 도달하면, 장착 부재(5)는 링 형상의 탄성체(29) 및 내부 부싱(31)을 구비하게 된다(도 7(F)).

도 1은 피스톤 로드 및 장착 부재로 이루어지는 구조적인 장치의 단면도이다.

도 2는 도 1의 측면도이다.

도 3 내지 도 6은 도 1에 따른 구조적인 장치를 위한 본 발명의 보호 슬리브를 나타내는 도면이다.

도 7(A) 내지 도 7(F)는 보호 슬리브의 조립 공정을 나타내는 도면이다.

Claims

피스톤 로드가 축 방향으로 이동 가능하게 유도되는 실린더를 구비하고, 상기 피스톤 로드에 지지 원판이 장착되고, 조립 시에 상기 피스톤 로드 및 상기 지지 원판 상의 장착 부재 위에 끼워질 수 있는 보호 슬리브가 상기 지지 원판에 고정되는 피스톤-실린더 장치로서,

상기 보호 슬리브(11)는 상기 장착 부재(5)가 끼워지는 관통구(17)를 가진 단부 부분(15)을 구비하고,

상기 장착 부재(5)와 상기 지지 원판(3) 사이에 외주 간극(23)이 형성되어, 상기 보호 슬리브(11)를 상기 장착 부재(5)에 대해 회전 운동시킴으로써 상기 보호 슬리브(11)의 단부 부분(15)의 일부가 상기 외주 간극(23) 안으로 삽입되도록 하고,

상기 장착 부재(5)와 상기 지지 원판(3)은 그 사이에 상기 보호 슬리브(11)를 고정할 수 있는 축 방향 지지면(25; 27)을 형성하는 것을 특징으로 하는

피스톤-실린더 장치.
제1항에서,

상기 단부 부분(15) 및 상기 보호 슬리브(11)는 일체형 유닛으로 설계된 것을 특징으로 하는 피스톤-실린더 장치.
제1항에서,

상기 관통구(17)는 상기 실린더(19) 상에서 상기 장착 부재(5)를 위에서 투영시킨 것에 상응하는 것을 특징으로 하는 피스톤-실린더 장치.
제3항에서,

상기 장착 부재(5)는 상기 실린더(19) 상에서 투영되었을 때 비원형 윤곽을 가지는 것을 특징으로 하는 피스톤-실린더 장치.
제1항에서,

상기 장착 부재(5)는 링 베어링으로 구현되는 것을 특징으로 하는 피스톤-실린더 장치.
제1항에서,

상기 보호 슬리브(11)는 상기 지지 원판(3)과 함께 축 방향으로 작용하는 확고한 결합(positive connection)을 형성하는 것을 특징으로 하는 피스톤-실린더 장치.
제6항에서,

상기 보호 슬리브(11)는 반경방향 유지면(21)을 구비하고, 상기 유지면은 장착 부재(5) 반대쪽에서 상기 지지 원판과 결합하는 것을 특징으로 하는 피스톤-실린더 장치.