KR101495826B1 - 피스톤 이동 감쇠 장치 및 방법 - Google Patents

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오르트빈 슐뤼터
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스카니아 씨브이 악티에볼라그
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Abstract

압축 공기 실린더(10; 20), 밸브 기구, 압축 공기 기구, 및 제어 유닛을 포함하며, 제어 유닛은 피스톤이 압축 공기 실린더의 케이싱에 도달하기 전에 피스톤(12; 22)의 이동이 감쇠되도록 밸브 기구를 제어하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 압축 공기 실린더(10; 20) 내에서의 피스톤 이동을 감쇠시키기 위한 장치를 개시한다. 본 발명은 또한 상기 장치를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

피스톤 이동 감쇠 장치 및 방법{ARRANGEMENT AND METHOD FOR DAMPING OF A PISTON MOVEMENT}
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 압축 공기 실린더 내에서의 피스톤 이동을 감쇠시키기 위한 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 장치를 포함하는 기어 박스와, 피스톤 이동을 감쇠시키기 위한 방법에 관한 것이다.
여러 가지 유형의 기어 박스들이, 예를 들어 차량들에서, 차량의 엔진으로부터 차량의 구동 휠들을 구동시키는 구동 샤프트로의 동력 전달을 조절하는 데 사용되고 있다. 기어 박스는 주 샤프트와, 이에 평행한 중간 샤프트(countershaft)를 포함하며, 이들 샤프트들 둘 다 그들 둘레에 배치된 복수의 기어 휠을 구비한다. 샤프트들을 따라 배치되는 기어 휠의 수는 기어 박스 내의 기어 위치의 수에 따라 결정된다.
기어 변속에는, 소정의 토크가 구동 샤프트로 전달될 수 있게, 선택된 기어 휠들이 구동 샤프트 또는 중간 샤프트에 연결되고 또한 그로부터 분리되는 것이 수반된다. 또한, 이러한 기어 변속은 기어 레버의 주 샤프트 및 중간 샤프트에 대해 횡 방향으로 이동 가능한 가로 추력 샤프트로 이송되는 이동과, 기어 레버의 주 샤프트 및 중간 샤프트와 평행하게 이동되는 종방향 샤프트로 이송되는 이동을 수반한다. 여러 가지 샤프트들에 의해 중간 샤프트와 주 샤프트를 따르는 기어 휠들의 결합/분리가 이루어진다.
기어 휠들을 기어 휠들이 배치되어 있는 각각의 샤프트들에 신속하고 올바르게 연결하고 또한 그들로부터 신속하고 올바르게 분리하는 데에는 상당한 크기의 축선 방향의 힘을 샤프트에 인가하는 것이 수반된다. 윤활제의 점성이 변하여 기어 박스 내의 여러 부품들이 서로에 대해 활주하는 것이 쉽지 않게 되는 저온에서는, 특히 큰 힘이 필요하다. 이를 해결하는 한 가지 방법은 각각의 샤프트와 결합되는 압축 공기 실린더를 마련하여 샤프트의 이동을 돕는 것인데, 이 경우, 압축 공기가 차량의 압축 공기 시스템으로부터 공급될 때, 압축 공기 실린더가 샤프트 이동을 돕도록 압축 공기 실린더는 각각의 샤프트의 연장부에 위치된다.
압축 공기 실린더는 종방향 스핀들과, 원통형 공동 내에 위치되고 스핀들을 고정시키는 피스톤을 구비한다. 피스톤과 스핀들은 공동 내의 적어도 두 개의 서로 다른 위치 사이에서 이동 가능하다. 피스톤이 공동 내에 배치됨으로써 피스톤의 한 쪽에는 공간(V1)이 형성되고 그 반대쪽에는 공간(V2)이 형성된다. 피스톤과 이에 연결된 가로 추력 샤프트는 압축 공기를 연통시켜 각각의 공간(V1, V2)이 가압되게 함으로써 소정의 방향으로 이동될 수 있다.
압축 공기가 공간(V1, V2)으로 공급되면, 피스톤은 말단부 위치들 중 한 위치로 신속하게 이동되고, 그 위치에서 피스톤이 실린더의 외부 케이싱(surrounding casing)과 부딪히면 정지하게 된다. 이러한 충격에 의해 피스톤이 케이싱과 부딪히면 덜거덕하는 소음이 크게 발생된다.
이러한 덜거덕거리는 소음을 감쇠시키기 위한 여러 가지 해결책들이 있다. 한 가지 변형례는 피스톤과 케이싱의 접촉면들 사이에 충격 감쇠용 탄성 요소를 마련하는 것이다. 이러한 해결책의 단점은 시간이 흐른 뒤에 충격 감쇠용 탄성 요소가 조각조각 분리되어 감쇠력이 손실되고, 심한 경우에는 남아 있는 파편들로 인해 피스톤이 케이싱 내에서 이동하는 것이 방해를 받거나 혹은 피스톤이 케이싱 내에서 이동하지 못하게 고정되는 경우가 발생한다는 것이다.
이러한 덜거덕거리는 소음을 감쇠시키기 위한 다른 해결책은, 피스톤이 케이싱을 향해 너무 빨리 이동되지 않도록 피스톤의 속도를 감소시키기 위하여 각각의 공간에 연통되는 압축 공기 공급부에 상시 수축부(permanent constriction)를 배치하는 것이다. 그러나, 수축부에 의해 실제 기어 변속이 느려지게 되는데, 기어 박스에서는 신속한 기어 변속이 중요하기 때문에 이는 명백한 단점이다.
또 다른 감쇠 장치는 유압식 감쇠기이지만, 유압식 감쇠기는 복잡하기 때문에 비싸고 유지 보수가 필요하며 저온에서는 제대로 작동하지 않는다.
따라서, 위에서 설명한 단점들이 없는, 피스톤이 케이싱과 부딪히지 않게 피스톤을 감쇠시키기 위한 효과적인 장치에 대한 요구가 있다.
본 발명의 목적은 위에서 설명한 문제점을 제거하는 데 있다. 이는 본 발명의 첫 번째 독립 청구항에 따른 장치에 의해 달성되며, 그리고 본 발명의 두 번째 독립 청구항에 따른 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치는,
- 압축 공기 실린더로서, 압축 공기 실린더에서 나오는 힘을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 종방향 스핀들을 구비하며, 종방향 스핀들과 연결된 피스톤이 그 내부에 배치되고 피스톤의 양쪽에는 공간이 형성되고 각 공간은 그들에 연통되는 압축 공기 호스 또는 파이프를 구비하는 케이싱을 포함하는 압축 공기 실린더;
- 각 압축 공기 호스 또는 파이프를 따라 배치된 밸브 장치;
- 압축 공기를 각각의 압축 공기 호스 또는 파이프를 통해 각 공간에 공급하기 위한 압축 공기 장치; 및
- 압축 공기가 공급될 때와 압축 공기가 배출될 때, 압축 공기 호스 또는 파이프를 통해 압축 공기 실린더 내의 공간들을 제어하도록 각 밸브 장치에 연결된 제어 유닛을 포함한다.
본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치는, 제어 유닛이, 압축 공기의 압축 공기 실린더의 각각의 공간으로의 공급을 제어함으로써 피스톤과 피스톤에 연결된 스핀들을 이동시키도록 밸브 장치들을 제어하기 위한 수단을 포함하고, 그리고 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위하여, 피스톤의 이동이 시작되기 전에 압축 공기를 제2 공간으로 공급하도록 밸브 장치들을 제어하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치에 의해 사용되는 감쇠 매체는 소정의 피스톤 이동을 발생시키기 위한 본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치 내에서 이미 사용 가능한 압축 공기이다. 그러므로, 본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치는, 감쇠 매체, 즉 압축 공기가 압축 공기 실린더의 소정의 피스톤 이동을 발생시키기 위해 사용되는 두 개의 압축 공기 호스를 거쳐 압축 공기 실린더에 공급되고 또한 압축 공기 실린더로부터 제거되기 때문에 매우 적은 수의 부품들을 포함한다.
본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치에 의하면, 복잡하지 않고 그에 따라 비싼 비용을 들이지 않으면서, 피스톤이 압축 공기 실린더의 케이싱과 만나기 전에 피스톤의 감쇠가 매우 양호하게 이루어진다. 피스톤이 이동하기 전에 미리 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위해 사용되는 압축 공기가 공급됨으로써 감쇠가 양호하게 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치의 한 실시예는 피스톤의 위치를 검출하는 수단을 포함한다. 검출된 위치는 파라미터로서 제어 유닛에 전송되고 그곳에서 최적의 감쇠를 위해 압축 공기가 공간들로 공급되어야 할 때를 결정하기 위하여 사용된다. 이와 같은 피스톤의 위치 결정은, 피스톤의 이동 속도에 상당한 영향을 미치는 압축 공기 실린더의 온도와 같은 주변 인자들에 응답하여 감쇠가 변화되고 조정될 수 있게 한다.
본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치의 한 실시예에서, 피스톤의 위치를 검출하기 위한 수단은 공간들의 축선 방향 연장부에 위치되며, 제1 스핀들과 동축이고 피스톤의 제1 스핀들과 반대쪽에 위치된 제2 스핀들 및 압축 공기 실린더 내에서의 피스톤의 위치가 검출될 수 있도록 제2 스핀들이 그 안에서 이동하는 오목부를 포함하는 위치 결정 수단을 포함한다. 이러한 유형의 피스톤 위치 검출 수단에 의해 피스톤 위치에 대한 신뢰성 있고 정확한 결정이 가능해지고 이로부터 피스톤의 이동 역시 결정될 수 있게 된다.
본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치의 한 실시예에서, 피스톤은 압축 공기 실린더 내의 두 개의 위치 사이에서 이동 가능하고, 본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치의 다른 실시예에서는, 피스톤은 압축 공기 실린더 내의 세 개의 위치 사이에서 이동 가능하며, 중간 위치는 피스톤의 양쪽에서 피스톤과 케이싱 사이의 스핀들 둘레에 배치된 코일 스프링에 의해 피스톤이 복귀되는 정지 위치이다. 압축 공기 실린더의 구성은 압축 공기 실린더가 사용되는 응용 분야에 따라 변화될 수 있다. 본 발명에 따르면, 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치의 구성에 상관없이, 신뢰성 있는 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치가 얻어지고 피스톤 이동이 매우 양호하게 감쇠될 수 있게 된다.
본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치의 한 실시예에서, 밸브 장치는 솔레노이드 밸브이고, 이에 의해 압축 공기 실린더의 공간들로의 압축 공기 유동 또는 그 공간들로부터의 압축 공기 유동을 충분한 정확도로 제어할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치는, 압축 공기 실린더의 종방향 스핀들은 기어 박스의 여러 가지 기어 위치들을 연결하고 분리할 때 사용되는 기어 박스의 샤프트들 중 임의의 샤프트에 연결된 기어 박스에서 사용되면 유리할 수 있다. 본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치에 의하면, 기어 박스의 구성 부품들의 마모와 피스톤이 압축 공기 실린더의 케이싱과 매 번 부딪힐 때마다 발생되는 소음량이 감소된다.
본 발명에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치가 기어 박스에서 사용될 때, 압축 공기 실린더의 종방향 스핀들이 기어 박스 내의 가로 추력 샤프트에 연결되면 유리할 수 있다. 가로 추력 샤프트는 기어 박스의 주 샤프트와 중간 샤프트에 대해 횡방향으로 배치되어 있다.
또한, 본 발명은 위에서 설명한 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치에서의 피스톤 이동 감쇠 방법으로서,
- 피스톤이 케이싱에 도달하기 전에 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위하여, 피스톤의 이동을 감쇠시키는 데에 사용되는 공간이 피스톤의 이동이 시작되기 전에 적어도 한 번 가압되도록 제어 유닛이 밸브 장치를 작동시키는 단계와;
소정 방향의 피스톤 이동이 발생될 수 있도록 공간을 가압하여 제어 유닛이 밸브 장치를 작동시키는 단계를 포함하는 피스톤 이동 감쇠 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 피스톤 이동 감쇠 방법에 의하면, 기존의 압축 공기 실린더를 크게 개조할 필요 없이 피스톤의 이동을 매우 양호하게 감쇠시킬 수 있다.
본 발명에 따른 피스톤 이동 감쇠 방법의 한 실시예는 압축 공기 실린더 내에서의 피스톤의 위치를 검출하는 단계를 추가로 포함하며, 제어 유닛은 공간들의 가압을 신뢰성 있게 제어하기 위해 상기 정보를 사용한다. 이와 같은 추가 단계에 의해, 대부분의 조건들을 바탕으로 하여 피스톤의 감쇠를 더욱 정확하게 제어할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 피스톤 이동 감쇠 방법의 한 실시예에서는, 두 개의 공간이 동시에 가압되는데, 이는 요구되는 감쇠가 이루어질 수 있는 간단하고 그에 따라 신뢰성 있는 방법이고 이에 따라 제어 유닛과 제어 수단이 덜 복잡해진다.
또한, 본 발명에 따른 피스톤 이동 감쇠 방법의 한 실시예는 피스톤의 이동을 감쇠시키는 데 사용된 공간 내의 공기를, 공간이 가압되고 나서 소정 시간 후에, 제어 유닛이 밸브 장치를 개방시키는 것에 의해 압축 공기 호스 또는 파이프를 거쳐 공간을 빠져나가게 하는 단계를 추가로 포함한다. 이러한 추가 단계는 피스톤의 감쇠를 최적화시키기 위한 추가 파라미터를 나타낸다.
이하 도면에 도시된 실시예들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 압축 공기 실린더의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 압축 공기 실린더의 제2 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 압축 공기 실린더의 공간이 가압되게 하기 위한 선택례를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 압축 공기 실린더의 공간이 가압되게 하기 위한 제2 선택례를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1은 매우 단순한 압축 공기 실린더(10)의 제1 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다. 압축 공기 실린더는 피스톤(12)과 이 피스톤에 연결된 종방향 스핀들(13)을 수용하는 케이싱(11)을 포함하며, 종방향 스핀들은 압축 공기 실린더에 의해 발생되는 축선 방향 이동이 희망하는 용도로 적절하게 사용될 수 있도록 피스톤의 일 측면의 중앙으로부터 압축 공기 실린더(10)의 일 단부벽을 통해 케이싱 외부로 연장된다.
압축 공기 실린더(10)의 내부 공동은 실질적으로 원통형이지만 피스톤의 형상과 일치하는 한 다른 형상들도 가능하다. 압축 공기 실린더가 의도한대로 작동하기 위해서는, 피스톤의 외주와 공동의 내부 사이 및 스핀들의 원주와 케이싱 단부 벽의 출구 사이의 밀폐성이 양호해야 하는 것이 중요하다. 피스톤의 외주 상에 그리고 출구의 내면에 배치될 수 있는 여러 가지 유형의 활주형 씰이 있다. 케이싱 외부의 구성은 압축 공기 실린더가 사용되는 응용 분야에 따라 변할 수 있다.
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피스톤의 압축 공기 실린더 내에서의 위치에 따라 그 크기(용적)가 결정되는 공간이 피스톤(12) 양쪽의 공동 내에 형성된다. 도 1과 도 2에서, 한 공간은 V1로 지시되어 있고, 피스톤 반대쪽 공간은 V2로 지시되어 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 이들 공간의 용적은 피스톤의 공동 내에서의 축선 방향 위치에 따라 결정된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 피스톤과 이에 연결된 스핀들은 공동의 각각의 단부들에 있는 두 개의 서로 다른 위치 사이에서 이동될 수 있고, 도 2에 도시된 압축 공기 실린더의 실시예의 피스톤은 세 개의 서로 다른 위치 사이에서 이동될 수 있다.
압축 공기 실린더의 각 단부에서, 관련된 압축 공기 밸브(30)를 구비한 압축 공기 호스(14)는, 한 호스는 공간(V1)으로 이어지고 다른 호스는 피스톤의 반대쪽 공간(V2)으로 이어지도록 각각의 단부벽 근처에서 공동에 연통된다. 각각의 압축 공기 호스(14)는 그들에게 압축 공기를 지속적으로 공급하는 압축 공기원(31)에 연결된다. 밸브를 개방시키고 이에 의해 압축 공기를 연통시켜 각각의 공간(V1, V2)이 가압되는 것에 의해, 피스톤과 그에 연결된 스핀들은 두 개의 위치들 사이에서 소정 방향으로 이동될 수 있다.
도 2에는 압축 공기 실린더(20)의 제2 실시예가 도시되어 있다. 이 압축 공기 실린더도 역시 실질적으로 원통형인 공동과 피스톤(22) 및 피스톤에 연결된 종방향 스핀들(23)을 수용하는 외부 케이싱(21)을 구비한다. 이 경우, 스핀들(23)은 피스톤의 중앙의 양 측면에서부터 외측으로 연장된다. 피스톤의 일 측면에서, 스핀들은 압축 공기 실린더에 의해 발생되는 축선 방향 이동이 적절하게 사용될 수 있도록 피스톤으로부터 피스톤 쪽에 있는 공간(V2)을 통과하여 케이싱(21) 외부로 연장된다.
피스톤(22)의 다른 쪽에서는, 제2 스핀들(29)이 제1 스핀들(23)과 동축으로 연장된다. 제2 스핀들(29)은 공간의 축선 방향 연장부에 위치된 위치 결정 유닛(26)의 일부로서 작용한다. 위치 결정 유닛(26)은 또한 공간의 단부 벽(28)의 중앙에 위치된 오목부(25)를 포함한다. 피스톤(22)이 단부 벽(28)을 향하여 또는 단부 벽으로부터 멀리 이동하면, 제2 스핀들(29)은 적어도 제2 스핀들(29)의 길이만큼 긴 오목부(25) 내에서 이동된다. 피스톤 위치 결정 유닛(26)은 스핀들의 오목부(25) 내에서의 위치를 검출하여, 피스톤의 압축 공기 실린더 내에서의 이동 속도를 검출할 수 있게 한다. 당연히, 위치 결정 유닛은 압축 공기 실린더의 제1 실시예와 조합되어도 유용할 것이다.
압축 공기 실린더는 또한 두 개의 코일 스프링(27)을 포함하며, 코일 스프링들 각각은 각 공간의 단부 벽과 피스톤의 각 측면 사이에서 축선 방향으로 위치된다. 이들 코일 스프링의 주된 기능은, 피스톤이 압축 공기 실린더 내에서 피스톤의 정지 위치에서부터 두 개의 축선 방향으로 이동 가능한 경우에 피스톤과 이에 관련된 스핀들들을 압축 공기 실린더의 실질적인 중앙에 있는 피스톤의 정지 위치로 복귀시키는 것이다. 위에서 설명한 압축 공기 실린더의 실시예와 마찬가지로, 압축 공기 실린더는 압축 공기 호스(24)들과 공동의 각 단부들에 위치된, 도시하지 않은, 압축 공기 밸브들을 구비한다.
압축 공기 밸브들은, 그들의 구성이 어떠하던지 간에, 특정 파라미터들에 기반을 두고 압축 공기 밸브들에 대한 희망하는 제어를 실시하기 위한 프로그램 코드와 같은 제어 수단을 포함하는 제어 유닛(32)에 의해 제어된다. 압축 공기 실린더가 피스톤의 위치와 속도를 검출하기 위한 위치 결정 장치를 포함하면, 이러한 위치와 속도는 특히 제어 유닛에 의해 사용되는 파라미터일 수 있다.
위에서 설명한 바와 같은 압축 공기 실린더에 의해 발생되는 축선 방향 이동이 필요하면, 제어 유닛은 압축 공기를 선택된 공간으로 가압하고 공급할 때 피스톤과 스핀들의 소정의 이동을 발생시키는 압축 공기 밸브를 작동시킨다. 그러나, 피스톤의 이동을 감쇠시킬 목적으로, 제어 유닛은, 피스톤을 이동시키도록 공간을 활성화시키기 전에 혹은 그와 동시에, 제2 공간의 압축 공기가 감쇠 매체로서 작용하여 피스톤의 이동을 감쇠시키도록 압축 공기 실린더의 제2 공간이 가압되게 하는 압축 공기 밸브를 작동시킨다. 이에 의해 제2 공간의 압축 공기는 피스톤이 공동의 단부에 도달하기 전에 피스톤의 이동을 효과적으로 감쇠시킬 것이다.
피스톤의 이동을 감쇠시키기 위해 사용되는 공간의 가압은, 피스톤의 이동을 발생시키기 위한 공간을 가압하기 조금 전의 시점과 피스톤의 이동을 발생시키기 위한 공간 가압 시점 사이의 범위 내에서 언제든지 이루어질 수 있다. 그러나, 피스톤의 희망하는 감쇠를 달성하기 위해서는, 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위한 공간 가압은 항상 압축 공기 실린더 내에서 피스톤의 이동이 시작되기 전에 이루어져야 한다. 도 3과 도 4에 그 예들이 개략적으로 도시되어 있는데, 피스톤의 이동을 발생시키기 위한 공간 가압을 나타내는 압력(p1)과 피스톤의 감쇠를 구성하는 압력(p2)이 시간의 함수로 도시되어 있다. 도 3에서는, 피스톤의 이동을 위한 공간(V1)과 감쇠 공간(V2)이 시점(T)에서 동시에 가압되지만, 공간(V2)의 압력(p2)은 시간(td) 후에 제거된다.
그러나, 도 4에서는, 압력(p2), 즉 감쇠 공간(V2)은 압력(p1), 즉 피스톤을 이동시키기 위한 가압보다 조금 전인 시점(T)에서 가압된다. 특정 응용 분야에서, 이러한 방법은 가능한 한 큰 감쇠가 요구되는 경우에 매우 적절하다. 이 경우들 둘 다에서, 가압 시간(td)의 길이는 적용되는 피스톤의 감쇠량을 추가로 제어하기 위한 파라미터로 사용될 수 있다. 예컨대, 이는 예를 들어 압축 공기 실린더가 사용되는 기어 박스 내의 온도에 따라 감쇠를 조정하는 데에 사용될 수도 있는데, 이는 윤활제의 점성이 온도에 따라 결정되기 때문이다. 작동 시간(td)이 길수록 피스톤은 더욱 크게 감쇠된다.
따라서, 압축 공기는 부분적으로는 피스톤의 희망하는 이동을 발생시키는 데에 사용되지만, 또한 선택된 경우에는 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위해 반대측 공간의 가압을 발생시키는 제어 유닛에 의해 감쇠 매체로서도 사용된다.
피스톤의 이동을 감쇠시키기 위한 공간의 가압은 제어 유닛이 압축 공기 밸브를 개방시키는 것에 의해 종료되고, 이 때, 피스톤의 힘에 의해 공간 내의 공기는 압축 공기 호스를 통해 공간 외부의 주변 대기로 흘러나가게 된다.
이상에서 여러 가지 실시예의 형태로 본 발명을 설명하였지만, 다음과 같은 복수의 변경예들도 생각할 수 있다. 즉,
- 압축 공기 실린더가, 예컨대 그 단면 형상에 대해 각기 다른 여러 가지 방식으로 구성될 수 있음.
- 압축 공기 실린더에 피스톤이 정지될 수 있는 위치들이 더욱 많을 수 있음.
- 제어 유닛은 희망하는 감쇠 특성들에 맞게 구성되고 적합화될 수 있음.
어떤 예시적인 실시예들을 바탕으로 하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않고 첨부된 특허청구범위를 바탕으로 정해진다.

Claims (15)

  1. 압축 공기 실린더(10; 20)의 피스톤 이동 감쇠 장치로서,
    - 압축 공기 실린더(10; 20)에서 나오는 힘을 전달하도록 구성된 적어도 하나의 종방향 스핀들(13; 23), 종방향 스핀들과 연결된 피스톤(12; 22)이 그 내부에 배치되고 피스톤의 양쪽에는 공간(V1, V2)이 형성되고 각 공간(V1, V2)은 그들에 연결된 압축 공기 호스(14; 24) 또는 파이프를 구비하는 케이싱(11; 21)을 포함하는 압축 공기 실린더(10; 20);
    - 각각의 압축 공기 호스 또는 파이프를 따라 배치된 밸브 장치(30);
    - 압축 공기를 각각의 압축 공기 호스(14; 24) 또는 파이프를 통해 각 공간(V1, V2)에 공급하기 위한 압축 공기 장치(31); 및
    - 압축 공기가 공급될 때와 압축 공기가 배출될 때, 압축 공기 호스(14; 24) 또는 파이프를 통해 압축 공기 실린더(10; 20) 내의 공간(V1, V2)들을 제어하도록 각 밸브 장치(30)에 연결된 제어 유닛(32)을 포함하며,
    제어 유닛(32)이, 압축 공기의 압축 공기 실린더(10; 20)의 각각의 공간(V1, V2)으로의 공급을 제어함으로써 피스톤(12; 22)과 피스톤에 연결된 스핀들(13; 23)의 이동을 발생시키도록 밸브 장치(30)들을 제어하기 위한 수단을 포함하는, 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치에 있어서,
    밸브 장치(30)들은
    피스톤이 공동의 단부에 도달하기 전에 피스톤(12; 22)의 이동을 감쇠시키기 위하여, 피스톤(12; 22)의 이동이 시작되기 전에 압축 공기를, 피스톤의 이동을 발생시키기 위하여 압축 공기가 공급되는 공간으로부터 피스톤(12; 22)의 반대측 상에 위치된 제2 공간(V1, V2)으로 공급하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    압축 공기가 공간(V1, V2)들로 공급되어야 할 때를 결정하기 위하여, 피스톤(22)의 위치를 검출하고, 검출된 위치가 파라미터로서 라인(33)을 거쳐 제어 유닛(32)에 전송될 수 있게 하는 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    피스톤(22)의 위치를 검출하기 위한 수단은 공간들의 축선 방향 연장부에 위치되며, 제1 스핀들(23)과 동축이고 피스톤(22)의 제1 스핀들(23)과 반대쪽에 위치된 제2 스핀들(29)을 포함하고 압축 공기 실린더 내에서의 피스톤(22)의 위치가 검출될 수 있도록 제2 스핀들 내에서 이동하는 오목부(25)를 포함하는 위치 결정 수단(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    피스톤(12)은 압축 공기 실린더(10) 내의 두 개의 위치 사이에서 이동 가능한 것을 특징으로 하는 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    피스톤(22)은 압축 공기 실린더(20) 내의 세 개의 위치 사이에서 이동 가능하며, 중간 위치는 피스톤(22)의 양쪽에서 피스톤(22)과 케이싱(21) 사이의 스핀들(23) 둘레에 배치된 코일 스프링(27)에 의해 피스톤(22)이 복귀되는 정지 위치인 것을 특징으로 하는 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    밸브 장치(30)는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치를 포함하는 기어 박스로서,
    압축 공기 실린더(10; 20)의 종방향 스핀들(13; 23)은 기어 박스의 여러 가지 기어 위치들을 연결하고 분리할 때 사용되는 기어 박스의 샤프트들 중 임의의 샤프트에 연결된 것을 특징으로 하는 기어 박스.
  8. 청구항 7에 있어서,
    종방향 스핀들(13; 23)은 기어 박스 내의 가로 추력 샤프트에 연결된 것을 특징으로 하는 기어 박스.
  9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치에서의 피스톤 이동 감쇠 방법으로서,
    - 피스톤(12; 22)이 케이싱(11; 21)에 도달하기 전에 피스톤의 이동을 감쇠시키기 위하여, 피스톤(12; 22)의 이동을 감쇠시키는 데에 사용되는 공간(V1, V2)이 피스톤(12; 22)의 이동이 시작되기 전에 적어도 한 번 가압되도록 제어 유닛(32)이 밸브 장치(30)를 작동시키는 단계와;
    - 소정 방향으로 피스톤 이동이 발생될 수 있도록 공간(V1, V2)을 가압함으로써 제어 유닛(32)이 밸브 장치(30)를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 이동 감쇠 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    압축 공기 실린더(20) 내에서의 피스톤(22)의 위치를 검출하는 단계를 더 포함하며, 제어 유닛(32)은 공간(V1, V2)들의 가압을 신뢰성 있게 제어하기 위해 상기 피스톤의 검출된 위치 정보를 사용하는 것을 특징으로 하는 피스톤 이동 감쇠 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    제어 유닛은 공간(V1, V2)들을 동시에 가압되게 하는 것을 특징으로 하는 피스톤 이동 감쇠 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    피스톤(22)을 정지 위치로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 이동 감쇠 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    피스톤(12; 22)의 이동을 감쇠시키는 데 사용된 공간(V1, V2) 내의 공기를, 공간(V1, V2)이 가압되고 나서 소정 시간 후에, 제어 유닛이 밸브 장치(30)를 개방시키는 것에 의해 압축 공기 호스(14; 24) 또는 파이프를 거쳐 공간(V1, V2)을 빠져나가게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 이동 감쇠 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    피스톤(12; 22)의 이동을 감쇠시키는 데 사용된 공간(V1, V2) 내의 공기를, 공간(V1, V2)이 가압되고 나서 소정 시간 후에, 제어 유닛이 밸브 장치(30)를 개방시키는 것에 의해 압축 공기 호스(14; 24) 또는 파이프를 거쳐 공간(V1, V2)을 빠져나가게 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤 이동 감쇠 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    피스톤(12: 22)의 감쇠량은 제2 공간(V1, V2)에 압축 공기를 공급하는 시간에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 압축 공기 실린더의 피스톤 이동 감쇠 장치.
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