KR101252021B1

KR101252021B1 - 진동 댐퍼

Info

Publication number: KR101252021B1
Application number: KR1020077030114A
Authority: KR
Inventors: 베른트 자이스너; 안드레아스 푀르스트; 프랭크 군데르만; 스테펀 하인; 안톤 크라우지크; 우베 뵈커; 토마스 테인; 볼프강 베른; 헤르바르트 비에스; 홀거 베이어; 루드위그 갬플; 하인즈-요아킴 질스도르프; 클라우스 사우어
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2013-04-08
Also published as: WO2007022920A1; JP4931925B2; ATE451569T1; US8245823B2; JP2009506268A; EP1917455A1; EP1917455B1; KR20080034846A; US20090038898A1; DE502006005601D1; DE102005040283A1

Abstract

개시된 발명은, 피스톤 로드가 축 방향으로 이동 가능하게 가이드되는 실린더를 포함하는 진동 댐퍼이다. 제1 피스톤은 상기 피스톤 로드에 고정되게 장착되고, 스프링 장치에 의해 경사진 하나 이상의 밸브 디스크를 구비한 제2 피스톤은, 하나 이상의 지지 스프링의 스프링 힘에 대항하여 축 방향으로 이동 가능하도록 상기 피스톤 로드에 장착된다. 상기 스프링 장치는, 상기 스프링 장치를 얹는 하나 이상의 스프링 플레이트를 구비한다. 상기 제2 피스톤은 상기 하나 이상의 스프링 플레이트를 지지하는 리테이닝 슬리브에 의해 유지된다. 상기 리테이닝슬리브 및 상기 하나 이상의 스프링 플레이트를 둘러싸는 구조적 유닛은 이 구조적 유닛 내부의 로킹 연결부(locking connection)을 위한 축 방향으로 작용하는 분리 조인트(separating joint)에 부합된다. 상기 구조적 유닛 전체는 상기 하나 이상의 지지 스프링을 향해 축 방향으로 변위될 수 있다.

Description

진동 댐퍼 {VIBRATION DAMPER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 진동 댐퍼에 관한 것이다.

배경기술을 설명하는 진동 댐퍼에 대해서는 특허문헌 DE 100 41 199 C1에 공지되어 있다. 이 설계 원리는 고주파, 저진폭 여기(excitation)를 필터링하는 기능을 수행하므로, 종래의 진동 댐퍼에 비해 편리한 이점을 제공한다. 제1 피스톤은 피스톤 로드에 영구적으로 고정되어 있다. 제2 피스톤은 피스톤 로드에 대해 슬라이딩하며, 두 개의 스프링에 의해 지지된다. 이들 지지 스프링 중 하나는 제1 피스톤에 얹혀있는 반면, 다른 하나의 지지 스프링은 로크 와셔(lock washer)에 의해 차례로 유지되는 스프링 플레이트(spring plate)에 얹혀있다. 이들 지지 스프링은 밸브 디스크를 제2 피스톤에 대해 프리텐션(pretension)하고, 제2 피스톤의 축방향 이동(axial movement)을 저지한다. 이 설계는 복잡한 조립 절차를 필요로 하고, 또한 밸브 디스크의 프리텐션이 제2 피스톤을 지지하는 축방향 힘(axial force)에 종속하도록 의도한다.

피스톤 로드가 축방향 이동(axial movement)의 자유도를 가지고 가이드되는(guided) 실린더를 구비하는 진동 댐퍼는, 특허문헌 JP 10-339,345 A에 공지되어 있다. 제1 피스톤은 제1 피스톤 로드에 영구적으로 고정되고, 제2 피스톤은 축 방 향으로 일정한 자유도(freedom)를 갖고서 장착된다. 제2 피스톤은 탄성의 밸브 디스크를 가지며, 스프링의 탄성력에 대항하여 축 방향으로 이동할 수 있다. 실린더는 제1 피스톤의 피스톤 로드 측의 작동 공간(working space), 피스톤 로드 반대쪽의 제1 피스톤 측의 다른 작동 공간 및 두 개의 피스톤 사이의 작동 공간을 갖는다. 밸브를 구비한 관통공(valve-equipped through-opening)은 작동 공간들 사이의 연결을 제어한다. 이 설계도 또한 제2 피스톤과 그 스프링을 사전 조립할 수 있는 구조적 유닛을 제공할 수 없다.

본 발명의 과제는 제2 피스톤을 용이하게 조립할 수 있고 밸브 디스크의 프리텐션이 지지 스프링의 축방향 힘에 독립하도록 문제의 일반형(general type) 진동 댐퍼를 개선하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 과제는 하나 이상의 스프링 플레이트를 지탱하는(carry) 리테이닝 슬리브(retaining sleeve)에 의해 제2 피스톤이 적절하게 유지되고, 구조적 유닛(structural unit)이 리테이닝 슬리브로 구성되며, 상기 하나 이상의 스프링 플레이트는 상기 구조적 유닛 내의 래칭 연결부(latching connection)를 위한 축 방향으로 작용하는 조인트(axially effective joint)를 가지고, 상기 구조적 유닛 전체가 하나 이상의 지지 스프링에 대해 전체로서 축방향으로 이동될 수 있는 점에서 달성된다.

리테이닝 슬리브의 사용에 의해, 진동 댐퍼와는 독립적으로 제조된 다음 조립 공정으로 보내질 수 있는 구조적 유닛이 제공된다는 현저한 이점이 있다. 이 구조적 유닛은 진동 댐퍼에 설치되기 이전에 철저히 검사되고, 어떤 결함이 발견되면 매우 용이하게 다시 분리될 수 있다. 또한 엄격한 기능 분리는 구조적 유닛을 위한 지지 스프링과 밸브 디스크를 위한 스프링 장치(spring arrangement)의 힘들 사이에 나타난다.

제1 변형예에서, 상기 래칭 연결부는 상기 스프링 플레이트 중 적어도 하나와 상기 리테이닝 슬리브 사이에 설치된다.

상기 제2 피스톤은 상기 리테이닝 슬리브에 의해 외부에서 지탱되어(carried externally), 상기 피스톤 로드에 대해 직접 슬라이딩할 수 있다.

조립이 용이하도록, 상기 리테이닝 슬리브는 반경 방향의 탄성(radial elasticity)을 가지고 있다. 상기 리테이닝 슬리브에 플라스틱을 사용함으로써 이 탄성을 증대시킬 수 있다.

상기 리테이닝 슬리브는 또한 반경 방향의 탄성을 증대시키기 위해 길이 방향의 슬롯(longitudinal slot)을 가질 수 있다.

바람직한 종속항에 따르면, 상기 리테이닝 슬리브는 상기 진동 댐퍼의 작동 공간 사이의 임의의 규정되지 않은 누설을 방지하기 위해 상기 실린더에 대한 하나 이상의 밀봉링(sealing ring)을 구비한다.

상기 리테이닝 슬리브는 상기 제2 피스톤을 위한 리테이닝 그루브(retaining groove)를 갖는다. 이것은 제2 피스톤의 임의의 불필요한 축방향 변위(axial displacement)에 의해 상기 스프링 장치가 제2 피스톤에 대해 프리텐션되는 힘이 변화하는 것을 방지한다.

상기 리테이닝 그루브에 인접한 구역은, 조립 과정 동안에 상기 리테이닝 슬리브가 반경 방향으로 확장되도록 해주는 피드 베벨(feed bevel)로 설계된다.

하나 이상의 지지 스프링을 포함하는 구조적 유닛을 축 방향으로 콤팩트하게 배치하기 위해, 상기 적어도 하나의 스프링 플레이트는 각진 림(angled rim)을 갖는 컵 형태로 설계되고, 상기 스프링 플레이트의 림 및 바닥 부분은 상기 스프링 장치 및 지지 스프링의 지지 면으로 작용한다.

상기 피스톤에서의 누설을 방지하기 위해, 상기 제2 피스톤은 내경(inside diamenter)에 하나 이상의 밀봉링을 갖는다.

다른 실시예에서, 상기 리테이닝 슬리브는 두 부분으로 된 유닛(two-piece unit)으로 설계되고, 래칭 타입의 연결부에 의해 함께 축 방향으로 유지된다.

상기 리테이닝 슬리브는 스프링 플레이트와 일체화된 부분(integral part)으로서 설계될 수 있다.

상기 리테이닝 슬리브는 상기 피스톤의 내경에 의해 상기 제2 피스톤을 지탱한다.

다른 바람직한 실시예에서, 상기 리테이닝 슬리브는 상기 제2 피스톤에 대해 작용하는 핑거형의 스냅 후크(finger-like snap hook)를 갖는다. 이 리테이닝 슬리브는 상기 피스톤 상에서 서로 거울상(mirror image)으로 작용하는 동일한 부품으로서 설계될 수 있다.

도면에 대한 이하의 설명에 기초하여 본 발명을 대해 더욱 상세하게 설명한 다.

도 1은 제1 피스톤을 갖는 피스톤 로드 및 축 방향으로 이동 가능한 제2 피스톤을 갖는 본 발명의 구조적 유닛을 나타낸 도면이다.

도 2는, 도 1의 구조적 유닛만을 분리하여 나타낸 도면이다.

도 3은, 도 2의 구조적 유닛에 대한 대안 구조적 유닛을 나타낸 도면이다.

도 4는 두 개의 축 부분으로 나누어진 리테이닝 슬리브를 갖는 구조적 유닛을 나타낸 도면이다.

도 5는, 도 4의 구조적 유닛의 전개도이다.

도 1은, 댐핑 매체가 충전된(damping medium-filled) 실린더(3)를 구비한 진동 댐퍼(1)의 일부를 나타낸 것으로, 실린더(30)의 내부에서 피스톤 로드(5)가 축방향 이동의 자유도를 가지고 가이드된다. 제1 피스톤(7)은 피스톤 로드(5)에 축 방향으로 고정된다. 이 제1 피스톤(7)은 실린더(30)를 피스톤 로드 측의 작동 공간(9)과 피스톤 로드 반대쪽의 피스톤 측의 작동 공간(11)으로 나눈다. 제1 피스톤(7)의 설계 및 기능은 일반적으로 알려져 있다. 추가적인 정보는 특허문헌 DE 34 45 684 A1, 도 2를 참조하기 바라며, 그 개시내용은 도면에 대한 이 설명의 일부로 하고자 한다.

피스톤 로드 측의 작동 공간(9) 내에는, 두 개의 지지 스프링(13, 15)이 피스톤 로드(5)에 장착되어 있다. 이 지지 스프링(13, 14)의 지지력들은, 도 2에 분리하여 나타낸 구조적 유닛(17)에 대해 반대 방향으로 작용한다. 각각의 지지 스프링(13, 15)의 단부 표면(end surface)은 피스톤 로드(5)에 대해 고정된 지지 디스크(19, 21)에 얹혀있다. 피스톤 로드(5)가 움직이면, 구조적 유닛(17)은 지지 스프링(13, 15)의 힘에 대항하여 제1 피스톤(7)에 대해 축 방향으로 이동할 수 있다.

도 2는 제2 피스톤(23)을 갖는 구조적 유닛(17)을 나타낸 것이다. 제2 피스톤(23)은 각각 웨이브 와셔(wave washer) 형태의 스프링 장치(33, 35)에 의해 프리텐션되는 밸브 디스크(29, 31)를 구비한 댐핑 밸브(25, 27)를 갖는다. 필요에 따라, 스프링 장치(33, 35)의 스프링의 개수 및 형태는 도 2에 나타낸 것과 상이할 수 있다.

제2 피스톤(23)은, 각 단부가 스프링 장치(33, 35)에 대하여 스프링 플레이트(39, 41)를 지탱하는 리테이닝 슬리브(37)에 의해 유지된다. 스프링 플레이트(39, 41)는 리테이닝 슬리브(37)과 분리되어 있는 부품이므로, 래칭 타입의 연결부(47, 49)에 의해 함께 유지되는 두 개의 축 방향으로 작용하는 조인트(43, 45)가 제공되어서, 구조적 유닛(17) 전체는 지지 스프링(13, 15)의 힘에 대항하여 전체로서 축 방향으로 이동할 수 있다. 리테이닝 슬리브(37)는 스프링 플레이트(39, 41)의 외부 커버 면에 얹혀있는 림 세그먼트(rim segment)(51, 53)를 갖는다.

리테이닝 슬리브(37)는, 탄성 재료를 사용함으로써, 그리고 또한 길이 방향의 슬롯(55, 57)이 존재함으로써 증진되는 반경 방향의 탄성을 가지고 있다. 제2 피스톤(23)은 리테이닝 슬리브(37)에 의해 외부에서 지탱되고, 이를 위해 리테이닝 슬리브(37)는 리테이닝 그루브(59)를 가지고 있다. 조립이 용이하도록, 리테이닝 그루브(59)에 인접한 구역은 피드 베벨(61, 63)을 갖도록 설계되어, 피스톤은 양측에서 리테이닝 그루브(59) 내로 밀려 들어갈 수 있다.

실린더 주변의 누설을 방지하기 위해, 밀봉링(65)이 리테이닝 슬리브(37)에 끼워지고, 하나 이상의 밀봉링(67)이 제2 피스톤(23)의 내경에 설치된다.

조립 과정에서, 밀봉링(67)을 구비한 제2 피스톤(23)은 리테이닝 슬리브(37)의 개방 단부(open end) 쪽으로 리테이닝 그루브(59)까지 밀려 들어간다. 이 단계에서, 피드 베벨(61 또는 63)은 리테이닝 슬리브(37)가 반경 방향으로 확장되게 한다. 그 후, 밸브 디스크(29, 31) 및 스프링 장치(33, 35)가 리테이닝 슬리브(37)의 단부 내로 삽입된다. 끝으로, 스프링 플레이트(39, 41)를 부가하여 구조적 유닛(17)을 마감한다.

진동 댐퍼가 동작하는 원리는 특허문헌 DE 100 41 199 C1에 따른 원리와 실질적으로 동일하므로, 여기서는 반복하여 설명하지 않는다. 하지만, 지지 스프링들(13, 15)과 스프링 장치들(33, 35) 사이의 분리가, 관련 요건(relevant requirement)을 더욱 잘 충족시킬 수 있는 댐핑력 특성(damping force characteristic)을 제공한다는 차이점이 있다.

도 3에 따른 구조적 유닛(17)의 설계는 원칙적으로 도 2에서의 구조적 유닛과 동일하다. 차이점은, 각진 림(angled rim)(39R, 41R)과 바닥 부분(39B, 41B)을 갖는 컵 형태로 설계된 스프링 플레이트(39, 41)를 사용한다는 것이다. 이들 림 및 바닥 부분은 스프링 장치(33, 35) 및 지지 스프링(13, 15)에 대해 지지 면으로서 역할한다. 따라서, 일정한 한도 내에서, 스프링 장치(39, 41)는 축 방향으로 지지 스프링(13, 15)과 중첩될 수 있으며, 이것은 축 방향으로 지지 스프링(13, 15)이 전체로서 이용 가능한 더 넓은 공간이 생긴다는 것을 의미한다.

도 4 및 도 5에 따른 관련 전개도는 구조적 유닛(17)을 나타낸 것이며, 축 방향의 두 개의 부분으로 나누어져 두 개의 슬리브부(37a, 37b)를 포함하는 리테이닝 슬리브(37)는, 래칭 연결부(69)에 의해 제2 피스톤(23)에 고정된다. 각각의 리테이닝 슬리브부(37a, 37b)는 스프링 플레이트(39, 41) 중 하나와 일체화되는 부분(integral part)으로서 설계된다. 도 2 및 도 3에 따른 변형예와 비교한 본질적인 차이점은, 리테이닝 슬리브가 피스톤의 내경에 의해 제2 피스톤(23)을 지탱한다는 것이다. 리테이닝 슬리브부(37a, 37b)는 동일한 방식으로 원주(circle) 주위에 이격된 핑거형의 스냅 후크들(snap hooks)(71, 73)를 가져서, 일측의 스냅 후크들(71)은 타측의 스냅 후크들(73) 사이의 갭에서 결합될 수 있다. 리테이닝 그루브 세그먼트(75, 77)는 스냅 후크들(71, 73)의 외면에 설치되어 있으므로, 리테이닝 슬리브부(37a, 37b)는 상호 독립적으로 제2 피스톤(23)에 장착될 수 있다. 도 4에서 볼 수 있듯이, 핑거형의 스냅 후크들(71, 73)의 측면(lateral surface)(79, 81)은 뒤쪽으로 경사져서(backswept), 길이 방향의 축에 대해 적절한 각도를 선택함으로써 자기 로킹 효과(self-locking effect)를 얻을 수 있다. 이 자기 로킹 효과는 지지 스프링(13, 15)의 영구 프리텐션에 의해 보장된다. 두 개의 리테이닝 슬리브부(37a, 37b) 사이의 조인트는 스냅 후크들(71, 73)의 측면(79, 81)을 따라 연장된다.

도 2 및 도 3에 있어서, 스프링 장치(31, 33)가 향상된 스프링 힘(spring force)을 제공하는 엘라스토머 스프링(elatromeric spring)(85, 87)을 가질 수도 있음을 물론이다. 종래의 피스톤 링(89)이 구조적 유닛(17)을 실린더에 대해 밀봉하는데 사용된다.

Claims

실린더(cylinder)를 포함하고,

상기 실린더 내의 피스톤 로드가 축방향 이동의 자유도(freedom)를 가지고 가이드되고(guided),

제1 피스톤은 상기 피스톤 로드에 영구적으로 고정되며,

스프링 장치에 의해 프리텐션되는(pretensioned) 하나 이상의 밸브 디스크를 구비한 제2 피스톤은, 하나 이상의 지지 스프링의 스프링 힘에 대항하여 축방향 이동의 자유도에 따라서 지지되고, 상기 스프링 장치는 하나 이상의 스프링 플레이트를 가지며 상기 스프링 플레이트에 대해 지지되며,

상기 제2 피스톤(23)은 스프링 플레이트(39, 41) 중 적어도 하나를 지탱하는(carry) 리테이닝 슬리브(37, 37a, 37b)에 의해 유지되고,

구조적 유닛(17)은 상기 리테이닝 슬리브(37, 37a, 37b)로 구성되며,

상기 스프링 플레이트(39, 41) 중 적어도 하나는 상기 구조적 유닛(17) 내부의 래칭 타입의 연결부(47, 49, 69)를 위한, 축 방향으로 작용하는 조인트(43, 45)를 가지고,

상기 구조적 유닛(17) 전체는 상기 지지 스프링(13, 15) 중 적어도 하나의 힘에 대항하여 축 방향으로 전체로서 이동될 수 있는,

진동 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 래칭 타입의 연결부(47, 49)는 상기 스프링 플레이트(39, 41) 중 적어도 하나와 상기 리테이닝 슬리브(37) 사이에 설치되어 있는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 리테이닝 슬리브(37)는 상기 피스톤(23)을 외부에서 지탱(carry)하는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 리테이닝 슬리브(37)는 반경 방향의 탄성을 갖도록 설계되는, 진동 댐퍼.
제4항에 있어서,

상기 리테이닝 슬리브(37)는 길이 방향의 슬롯(55, 57)을 갖는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 리테이닝 슬리브(37, 37a, 37b)는 상기 실린더(3)에 대한 하나 이상의 밀봉링(65)을 구비하는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 리테이닝 슬리브(37, 37a, 37b)는 상기 제2 피스톤(23)을 위한 리테이닝 그루브(59, 75, 77)를 갖는, 진동 댐퍼.
제7항에 있어서,

상기 리테이닝 그루브(59)에 인접한 구역은 피드 베벨(61, 63)로서 설계되는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 스프링 플레이트(31, 33) 중 적어도 하나는 각진 림(angled rim)(39R, 41R)을 갖는 컵 형태로 설계되고,

상기 스프링 플레이트(31, 33)의 림(39R, 41R) 및 바닥 부분(39B, 41B)은, 상기 스프링 장치(33, 35) 및 지지 스프링(13, 15)에 대한 지지 면으로서 작용하는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 제2 피스톤(23)은 내경에 하나 이상의 밀봉링(67)을 갖는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 리테이닝 슬리브(37a, 37b)는 두 부분으로 된 유닛(two-piece unit)으로 설계되고 상기 래칭 타입의 연결부(69)에 의해 함께 축방향으로 유지되는, 진동 댐퍼.
제11항에 있어서,

상기 리테이닝 슬리브(37a, 37b)는 각각의 상기 스프링 플레이트(39, 41)에 일체화된 부분(integral part)으로서 설계되는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서,

상기 리테이닝 슬리브(37a, 37b)는 상기 제2 피스톤(23)의 내경에 의해 상기 제2 피스톤(23)을 지탱하는, 진동 댐퍼.
제11항에 있어서,

상기 리테이닝 슬리브부(37a, 37b)는, 상기 제2 피스톤(23) 상에서 작용하는 핑거형의 스냅 후크들(finger-like snap hooks)(71, 73)을 갖는, 진동 댐퍼.