KR101441375B1 - 충격 흡수체 및 이를 포함하는 운송수단 - Google Patents

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티센크루프 마린 시스템즈 게엠베하
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Abstract

운송수단, 특히 표면 선박 또는 수중 운송수단 내에 또는 상에 목적물(10)을 탑재하기 위한 충격 흡수체(2)는 적어도 하나의 기초부분(6) 및 거기로부터 일정거리 떨어진 적어도 하나의 탑재부분(4)을 포함한다. 이 탑재부분(4)은 적어도 부분적으로는 형상기억소재로 형성된 적어도 하나의 진동-감쇠 부분(20)을 통해 기초부분(6)에 연결되고, 여기서 이 진동-감쇠 부분(20)은 기초부분(6)으로부터 탑재부분(4)으로 아치 식으로 확장하고 있다.

Description

충격 흡수체 및 이를 포함하는 운송수단{A Shock Absorber and a Vehicle Comprising a Shock Absorber}
본 발명은, 청구항 1의 전제부에 특정된 구성을 갖는, 운송수단 내에 또는 위에 목적물을 탑재하기 위한 충격 흡수체에 관한 것이다.
일반적으로, 군용 운송수단 내에 충격하중으로부터 보호하기 위하여 충격-탄성 식으로, 기계, 장치 및 심지어 운반체 구조의 전체 부분들까지도 탑재하는 것이 보통이다.
이 목적을 위하여, 통상적으로는 탄성중합체 스프링 소자들 또는 쇠줄 스프링 소자들이 충격 흡수체로서 이용된다. 그러나 이들은 더 큰 충격 하중을 감쇠하기 위하여 비교적 부드러운 식으로 설계되어야만 한다. 즉 그들의 스프링 강도는 비교적 낮고, 그러나 이것은, 이들 스프링 소자들이 고정부하에서조차 압축하려는 경향이 있기 때문에, 보통조건 하에서 탑재특성에 바람직하지 못한 효과를 갖는다. 이러한 스프링 소자들 상에 목적물들의 탑재는 따라서 항상 소정범위까지 불안정하다.
보통 조건하에서 이처럼 불안정한 탑재 작용을 갖지 않는 충격 흡수체가 DE 10 2009 010 261 A1에 알려져 있다. 이 충격 흡수체에 있어서, 탑재되는 목적물을 위한 탑재대를 형성하는 탑재-측 부분은, 형상기억소재의 다수의 인장 철선들에 의해, 반대 측들에 목적물과 거리를 두고 배치된 두 기초부분들 사이에 인장되어진다. 이 설계는 충격 하중 아래에 놓이는 부하에 있어서 충격 흡수체가 기본적으로 목적물의 진동-없는 탑재 및 거기에 충격하중이 있을 때 소망하는 식으로 단지 역 이득을 보장하는 이점이 있다. 그러나, 이 충격 흡수체와 관련하여, 단점이 되는 비교적 복잡한 구조가 발견되었는데, 여기서 이 구조는 다른 탑재 과제들과 관련하여 이 충격 흡수체의 설계에 있어서 상당한 노력을 수반하고 현저한 제조비용을 수반한다. 이 충격 흡수체의 다른 단점은, 그것이 종종 운송수단에 충격 흡수체로 이용하는 것이 불가능하게 되는, 비교적 큰 공간요구가 있음을 알 수 있다.
본 발명의 목적은, 위와 같은 이 기술의 단점을 극복하고 그러한 단점들을 갖지 않는, 운송수단에 목적물을 탑재하기 위한 충격 흡수체를 제공하는 것이다. 즉, 작고 콤팩트한 구조를 가지며, 충격하중에 대해서 적절한 충격 흡수를 보장하고 그러나 충격의 경우에 있어서 발생하는 하중 아래의 부하들과 함께 필수적으로 견고한 식으로 처신하는 충격 흡수체가 제공된다.
위와 같은 목적은 청구항 1에 특정된 구성을 갖는 충격 흡수체에 의해 달성된다. 이 충격 흡수체의 이점 있는 다른 향상 점들은 종속항들, 상세한 설명 및 도면으로부터 알 수 있을 것이다. 여기서, 본 발명에 따른 종속항들 및 상세한 설명에 특정된 구성들은 각각은 물론 그 조합이 청구항 1에 따른 그리고 본 발명에 따른 해결책을 형성한다.
본 발명에 따른 충격 흡수체는 운송수단 내에 목적물을 탑재하기 위한 특히 표면 선박 또는 수중 운송수단(잠수함) 안에 목적물을 탑재하기 위한 역할을 한다. 여기서, 상기에 언급한 형태의 운송수단 안에 탑재되어지는 것인, 어떤 기계, 장치, 또는 운반구조의 완전한 부분들은 물론 반 조립체 등이 목적물로서 이해된다. 그 자체로 알려진 식으로, 충격 흡수체는 기초부분 및 그것으로부터 일정거리 떨어진 탑재부분을 포함한다. 기초부분은 셋-업 위치에서 충격 흡수체를 탑재하기 위한 역할을 하고, 탑재부분은 목적물의 탑재를 위해 제공된다. 이 기초부분 및 탑재부분은 적어도 하나의 진동-감쇠 부분을 통해 서로 연결되어 있다. 이 진동-감쇠 부분은 적어도 부분적으로 그러나 바람직하게는 전체가 형상기억합금으로 형성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수체의 특징적 구성은 운송수단 내의 제한된 조건에서도 이 충격 흡수체의 적용을 허용하는 콤팩트함에 있다. 본 발명에 따른 이 콤팩트함은 기초부분으로부터 탑재부분까지 아치 식으로 확장하고 있는 진동-감쇠 부분에 의해 달성된다. 즉, 이 진동-감쇠 부분은 기초부분과 탑재부분 사이의 직접연결 선상에 대하여 횡으로 곡률을 갖는다. 이 곡률 때문에, 모든 의도들과 목적들에 대하여 탑재부분 및/또는 기초부분 상에 작용하는 하중은 진동-감쇠 부분의 길이방향 확장에 대하여 비스듬히 또는 횡으로 작용한다. 따라서 이 진동-감쇠 부분은 캔틸레버(cantilever) 소자를 형성한다. 유용하게, 탑재부분과 기초부분 사이에 진동-감쇠 부분의 배치는 마치 진동-감쇠 부분이 그것의 볼록한 바깥면에서 힘에 의해 영향이 주어지는 것과 같이 된다. 적합한 설계 및 패셔닝과 함께 형상기억소재로부터의 설계를 고려하여, 본 발명에 따른 충격 흡수체의 진동-감쇠 부분은 고정하중이 주어질 때 즉 충격 흡수체가 단지 탑재부분 상에 탑재된 물체의 중량에 의해서만 하중이 가해질 때 견고한 식으로(in a rigid manner) 행동하는 한편, 그것은 충격하중이 주어질 때 진동-감쇠 부분의 굽어진 곳으로 일정한 반동력과 함께 서스펜션(suspension) 또는 압축 경로를 방출하게 된다.
탑재부분 및 기초부분에 적어도 하나의 진동-감쇠 부분의 연결은 기본적으로 어떠한 식으로 창조되어질 수 있다. 그러나, 이와 관련하여, 탑재부분 상에 그리고 기초부분 상에 각각 요홈이 형성되는 설계가 바람직 한데, 여기서 진동-감쇠 부분의 제1 단부 부분은 탑재부분 상에 형성된 요홈 속으로 맞닿고, 그리고 진동-감쇠 부분의 제2 단부 부분은 기초부분 상에 형성된 요홈 속으로 맞닿는다. 이 진동-감쇠 부분의 두 단부 부분들은 적합한 대책들에 의해 탑재부분 및 기초부분의 요홈들 속에 고정된다. 예를 들면, 탑재부분 및 기초부분의 요홈들의 영역 안의 진동-감쇠 부분의 두 단부 부분들은 용접접속 또는 접착접속에 의해 탑재부분 및 기초부분에 소재접합으로 연결될 수 있다. 이것과는 달리, 진동-감쇠 부분의 두 단부 부분들을 탑재부분 및 기초부분의 요홈들 내에서 또는 밖에서 고정하는 형상결합 수단을 제공할 수가 있는데, 이것은 탑재부분 및 기초부분에 진동-감쇠 부분의 연결이 요구되어 질 때에 해제될 수 있다는 이점을 갖는다. 탑재부분 및 기초부분 상의 요홈들은 바람직하게는 진동-감쇠 부분의 단부 부분들에서의 단면윤곽에 일치하는 단면윤곽을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 탑재부분 및 기초부분 상에서의 요홈들은 지지표면을 형성하지 않는 탑재부분 및 기초부분의 표면들 상에 형성된다.
본 발명에 따른 충격 흡수체의 진동-감쇠 부분은 이점 있게 서로 평행하게 배열되어 있는 두 단부 부분들과 함께 활의 형상을 가질 수 있다. 따라서, 이 진동-감쇠 부분은 바람직하게는 그것이 반 원형 식으로 바람직하게는 180°의 각 이상으로 굽어진 영역을 가질 수 있고, 여기서 두 팔들이 이 영역을 연결하고 아크 형의 영역으로부터 달아나는 팔들의 단부 부분들은 동일한 방향으로 뻗어 있다. 이처럼, 가장 단순한 경우의 진동-감쇠 부분은 U-형상의 측면윤곽을 가질 수 있다.
이 설계의 다른 개발에 있어서, 서로 떨어져 있는 두 팔들을 갖는 진동-감쇠 부분을 형성하는 활은 서로 평행하게 배열되어 있는 두 단부 부분들에 인접하는 영역 내에서 전환점을 형성하는 가운데로 향하여 계속해서 감소하는 것과, 서로 평행하게 배열되어 있는 두 단부 부분들과 합하는 두 팔들은 서로 아치에 의해 연결된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 활의 두 팔들은 탑재부분 및 기초부분을 출발하여 우선 기본적으로 서로 평행하게 확장되고, 뒤이어 그들은 서로에 비스듬히 계속해서 테이퍼지고(점점 가늘어 짐), 그 후 서로 평행하게 배열되어 있고 그리고 바람직하게는 반 원형 활부분에 의해 서로 연결되는 두 단부 부분들로 다시 합하여 진다. 이것은 진동-감쇠 부분에 의해 둘러싸인 영역이 탑재부분 및 기초부분으로부터 멀어져 가는 영역으로 테이퍼진다는 것을 의미한다. 진동-감쇠 부분의 이 설계로 본 발명에 따르면 특히 유리한 충격 흡수체의 힘-트레블(force-travel) 특성(characteristics)을 달성할 수가 있다는 것을 발견하였다.
비록 본 발명에 따른 충격 흡수체의 기본적 설계와 함께 탑재부분 및 기초부분이 단지 하나의 진동-감쇠 부분에 의해 연결될 수 있지만, 그러나 탑재부분 및 기초부분의 연결은 다수의 진동-감쇠 부분들을 통해 이루어지는 것이 바람직하다. 이들 진동-감쇠 부분들은 바람직하게는 동일하게 설계되지만, 있을 수 있는 경우로서 다른 구조로 설계될 수도 있다. 다수의 진동-감쇠 부분들의 사용은 충격 흡수체 상에 무거운 목적물들의 탑재와 조합을 이루는데 특히 좋은 것으로서, 그 이유는 충격 흡수체의 총 강도가 진동-감쇠 부분들의 증가하는 수에 따라 증가하기 때문이다. 더욱이, 다수의 진동-감쇠 부분들의 사용은 또한 충격 흡수체의 더 정밀한 설계를 허용할 수 있다.
본 발명에 따른 충격 흡수체의 또 다른 이점 있는 개발에 따르면, 탑재부분 및 기초부분이 서로 차례로 열로 배치된 다수의 진동-감쇠 부분들에 의해 서로 연결되어 있다. 여기서, 진동-감쇠 부분들은 탑재부분의 공통면에서 탑재부분에 연결되고 기초부분의 공통면에서 기초부분에 연결된다. 바람직하게는, 인접하는 진동-감쇠 부분들은 서로 일정거리를 두고 배치된다. 서로 차례로 열로 배치된 다수의 진동-감쇠 부분들의 사용은 이들이 본 발명에 따른 충격 흡수체의 강도를, 개별 진동-감쇠 부분들에 의해 설정된 평면들에 직교하는 방향으로, 증가시킨다는 점을 고려할 때 특히 좋다.
또 다른 이점으로서, 본 발명에 따른 충격 흡수체는, 본 발명에 따른 충격 흡수체의 전체 강도를 증가시키기 위하여, 다른 방향으로 아치를 이루는 식으로 돌출하고 있는 적어도 두 진동-감쇠 부분들을 포함하는 것을 예상할 수 있다. 경우가 있을 수 있는 것으로서, 이들 부분들은 탑재부분 및 기초부분의 다른 면들에서 탑재부분에 그리고 기초부분에 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 충격 흡수체의 설계로, 적어도 두 진동-감쇠 부분들이 기본적으로 서로 대향하여 놓이도록 배치되는 것이 특히 이점이 있는데, 여기서 그들은 반대방향으로 아치를 이루는 식으로 돌출한다. 즉 이 설계를 갖는 진동-감쇠 부분들은 그들의 오목하게 만곡된 면들이 서로 마주하는 식으로 배치되고, 여기서 기초부분은 물론 탑재부분이 이들 진동-감쇠 부분들 사이에 배치된다. 바람직하게는, 이 충격 흡수체는 열로 서로 차례로 배치된 다수의 진동-감쇠 부분들을 포함하고, 여기서 진동-감쇠 부분 각각은 위에서 언급한 식으로 이들 진동-감쇠 부분들의 각각과 대향 하게 놓이도록 배치된다.
본 발명에 따른 충격 흡수체의 적어도 하나의 진동-감쇠 부분 또는 진동-감쇠 부분들은 상업적으로 가능한 형상기억소재의 싼 반-제품으로 설계될 수 있다. 적어도 하나의 진동-감쇠 부분은 형상기억합금의 철선으로부터, 바람직하게는 가격 및 제조비용과 관련하여 특히 바람직한 니켈-티타늄 합금으로부터 형성된다. 여기서, 유용하게 철선은, 진동-감쇠 부분의 충격-같은 하중이 기본적으로 충격 흡수체 상에 목적물의 견고하고 안정한 탑재를 보장하는 것에 상관없이, 와이어형 간극으로 적용된다.
이미 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 충격 흡수체는 운송수단에 적용될 수 있다. 이러한 운송수단, 특히 상기에 언급한 형태의 적어도 하나의 충격 흡수체를 포함하고 있는 선박 또한 본 발명의 부분을 구성한다. 따라서, 예를 들면, 어떤 목적물들 또는 설비들 또는 예를 들면, 데크(deck)와 같은 배 구조의 부분들이 본 발명에 따른 하나 이상의 충격 흡수체들에 의해 탑재되고 충격하중으로부터 보호될 수가 있다.
본 발명에 따른 운송수단에 목적물을 탑재하기 위한 충격 흡수체는 충격하중에 대해서 적절한 충격 흡수를 보장하면서도, 작고 콤팩트한 구조를 가지며, 제조비용이 싼 효과도 갖는다.
도 1은 간단하게 도시한 충격 흡수체의 사시도, 및
도 2는 매우 단순하게 도시된 도 1에 따른 충격 흡수체 상에 탑재된 목적물의 사시도 이다.
이하에서, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 통해 더욱 자세히 설명한다.
도 1에 도시된 충격 흡수체(2)는 탑재부분(4) 및 기초부분(6)을 포함한다. 기초부분(6)은 물론 탑재부분(4)은 강철의 긴 사각 고체형 조각으로 형성된다. 이 탑재부분(4)은, 기초부분(6)과 일정거리 떨어진 식으로 하여, 기초부분(6)과 공동 평면으로 배치된다.
기초부분(6)으로부터 떨어져 있는 탑재부분(4)의 바깥면(8)은 충격 흡수체(2)상에 탑재되어지는 목적물(10)을 위한 탑재표면으로서의 역할을 한다. 탑재부분(4) 상에 목적물(10)의 결착은 스크류 연결에 의해 수행된다. 탑재부분(4)의 바깥 면(8)으로부터 출발하여 탑재부분(4)을 관통하여 뻗어 있는 세 구멍들(12)은 이것을 위하여 필요한 결착 스크류들을 수용하기 위하여 탑재부분(4) 상에 형성 되어진다.
탑재부분(4)으로부터 떨어져 있는 기초부분(6)의 바깥 면(14)은 기초부분(6)의 지지표면을 형성하고, 이 지지표면과 함께 기초부분(6) 또는 전체 충격 흡수체(2)가 기초부(16) 상에 놓인다. 이 기초부분(6)은 스크류 결합에 의해 기초부(16)상에 결착된다. 세 구멍들(18)은 이것을 위해 필요한 결착 스크류들을 수용하기 위하여 기초부분(6)상에 형성된다. 이들 구멍들은 바깥 면(14)을 출발하여 기초부분(6)을 관통하여 확장하고 있다.
탑재부분(4) 및 기초부분(6)은 8개의 동일한 진동-감쇠 부분들(20)을 통해 서로 연결된다. 이 진동-감쇠 부분들(20)은 각각 니켈-티타늄 합금의 둥근 철선에 의해 형성되고 활과 같은 U-형상으로 설계된다. 그들은 탑재부분(4) 및 기초부분(6)에 인접하는 단부 영역에 서로 평행하게 배치된 단부 부분들을 포함하는 두 팔들(24a 및 24b)을 포함한다. 이 팔들(24a 및 24b)의 단부-부분들의 단부들에서, 상기 단부들은 탑재부분(4) 및 기초부분(6)으로부터 떨어져 있고, 두 팔들(24a 및 24b)의 거리는 전환점을 형성하는 가운데로 서로 일정하게 감소한다. 이것에 인접하여, 두 팔들(24a 및 24b)은 다시 서로 평행하게 배열되고 필수적으로 반원형 아치(22)에 의해 연결된다.
바깥면(8)에 통상적으로 평행하게 탑재부분(4)상의 바깥 면(26)에 서로 차례로 열로 배치된 네 진동-감쇠 부분들(20)은 탑재부분(4)에 연결되고, 기초부분(6)의 바깥면(14)에 통상적으로 평행하게 기초부분(6)상의 바깥 면(28)에 서로 차례로 열로 배치된 네 진동-감쇠 부분들(20)은 기초부분(6)에 연결된다. 서로 차례로 열로 배치된 다른 네 진동-감쇠 부분들(20)은 이들 네 진동-감쇠 부분들(20)과 반대로 놓이게 배치된다. 탑재부분(4) 상에 서로 차례로 열로 배치된 이들 다른 네 진동-감쇠 부분들(20)은 바깥 면(26)으로부터 떨어져 있는 탑재부분(4) 상의 바깥 면(30)에 연결된다. 이것과 대응되게, 기초부분(6) 상에 서로 차례로 열로 배치된 진동-감쇠 부분들(20)은 바깥면(28)으로부터 떨어져 있는 기초부분(6) 상의 바깥 면(32)에 연결된다.
각 경우에 있어서, 진동-감쇠 부분들(20)이 그들의 단부 부분들과 맞닿고 그 안에 고정되는, 포켓구멍들(34)의 형태로 있는 네 요홈들이 진동-감쇠 부분들(20)을 탑재부분(4) 및 기초부분(6)에 연결하기 위하여 탑재부분(4)의 바깥 면들(26 및 30) 상에 그리고 기초부분(6)의 바깥 면들(28 및 32) 상에 형성된다.
개시한 충격 흡수체(2)상에 목적물(10)의 탑재는 도 2로부터 명백해지고, 여기서 네 충격 흡수체들(2)이 그들의 기초부분들(6)을 통해 기초부(16)상에 결착되어 있다. 충격 흡수체들(2)은 그들이 단순하게 도시된 목적물(10)의 사각 기저표면에 일치하는 사각의 네 모서리 점들을 형성하는 식으로 기초부(16)상에 배치되어 있다. 목적물(10)은 충격 흡수체들(2)의 탑재부분들(4)상에 놓이고 거기에 고정된다. 이 충격 흡수체들(2)은 목적물(10)의 중량에 기인한 고정하중과 함께 그들이 그들의 진동-감쇠 부분들(20)의 압축에 의해 외견상 견고한 식으로 그러나 충격하중으로부터 목적물을 보호하도록 설계된다.
2: 충격 흡수체 4: 탑재부분
6: 기초부분 8: 바깥면
10: 목적물 12: 구멍
14: 바깥면 16: 기초부
18: 구멍 20: 진동-감쇠 부분
22: 아치 24a, 24b: 팔
26, 28, 30, 32: 바깥 면 34: 포켓구멍

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 기초부분(6) 및 거기로부터 일정거리 떨어지고 적어도 부분적으로 형상기억소재로 형성되며 적어도 하나의 진동-감쇠 부분(20)을 통해 기초부분(6)에 연결된 탑재부분(4)을 구비하고, 운송수단 내에 또는 상에 목적물(10)을 탑재하기 위한 충격 흡수체(2)에 있어서, 진동-감쇠 부분(20)이 기초부분(6)으로부터 탑재부분(4)으로 아치식으로 확장하고,
    상기 진동-감쇠 부분(20)은 서로 평행하게 배열된 두 단부 부분과 함께 활의 형상을 가지며, 상기 활은 서로 평행하게 배열된 두 단부 부분과 인접하는 영역 내에서 서로의 거리는 전환점을 형성하는 가운데로 향하여 일정하게 감소하는 두 팔(24a, 24b)을 포함하고, 여기서 이 두 팔(24a, 24b)은 서로 평행하게 배열된 두 부분과 합하여지고 서로 아치(22)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수체.
  2. 제 1항에 있어서, 탑재부분(4) 상에 그리고 기초부분(6) 상에 각각 요홈이 형성되고, 여기서 진동-감쇠 부분(20)의 제1 단부 부분은 탑재부분(4) 상에 형성된 요홈 속으로 맞닿고, 진동-감쇠 부분(20)의 제2 단부 부분은 기초부분(6) 상에 형성된 요홈 속으로 맞닿는 것을 특징으로 하는 충격 흡수체.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 탑재부분(4) 및 기초부분(6)은 다수의 진동-감쇠 부분(20)을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수체.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 탑재부분(4) 및 기초부분(6)은 서로 차례로 열로 배치된 다수의 진동-감쇠 부분(20)을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수체.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 다른 방향으로 아치를 형성하는 식으로 돌출하고 있는 적어도 두 진동-감쇠 부분(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 충격 흡수체.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 적어도 두 진동-감쇠 부분(20)은 필수적으로 서로 반대로 놓이게 배치되고, 여기서 그들은 반대방향으로 아치를 형성하는 식으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 충격 흡수체.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 진동-감쇠 부분(20)은 형상기억합금의 철선에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 충격 흡수체.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 따른 적어도 하나의 충격 흡수체(2)를 포함하는 운송수단.
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