KR102265765B1 - 이동 가능한 요소, 댐핑 시스템 및 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법 - Google Patents

이동 가능한 요소, 댐핑 시스템 및 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하우징 (2) 에 위치되도록 구성된 진동 흡수 매스 (1) 를 포함하고 진동 흡수 매스 (1) 의 표면에 대해 각각 위치되고 진동 흡수 매스 (1) 의 상이한 파트들에서 하우징 (2) 의 내부 벽에 대해 지지되도록 구성된 적어도 두개의 댐핑 조립체들 (3) 을 포함하는 댐핑 시스템 (4) 을 위한 이동 가능한 요소에 관한 것으로서, 이동 가능한 요소는 각각의 댐핑 조립체들 (3) 에 대해 댐핑 효과들을 발생시키고 그리고/또는 상이한 강성을 가짐으로써, 이동 가능한 요소의 작동 중에 각각의 댐핑 조립체들 (3) 에 있어서 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트의 요동들 사이에서 위상 시프트 및/또는 변위 진폭의 시프트로 기능하도록 배열된다. 본 발명은 추가로 댐핑 시스템 및 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

이동 가능한 요소, 댐핑 시스템 및 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법{MOVABLE ELEMENT, DAMPING SYSTEM AND METHOD FOR IMPLEMENTING A MOVABLE ELEMENT}
본 발명은 장치 및 툴들을 위한 댐핑 디바이스들의 분야 및 보다 구체적으로 커팅 및 드릴링 장치 및 툴들을 위한 조정 가능한 댐핑 디바이스들의 분야에 관한 것이다.
모터-구동되는 디바이스의 조정형 (adapted) 인터페이스 상에서의 툴들의 장착은 종종 이동하는 장치 및 툴의 진동들을 제한하도록 구성된 중간의 파트의 삽입을 요구한다. 회전하는 툴, 예를 들면 커팅 또는 드릴링 툴의 경우에, 진동들은 커트 피스의 재료와 접촉할 때 커팅 툴에 의해 직면하게 되는 저항으로 발생될 수 있다. 상기 방사상의 진동들은 이때 그 회전 축과 관련하여 커트 파트의 회전 운동을 방해한다. 중간의 댐핑 디바이스는 회전 시에 툴에 의해 발생될 수 있는 방사상의 진동들을 보상하고, 심지어 상쇄시키는 것을 가능하게 한다.
일반적으로, 상기 중간의 댐핑 디바이스는 센터링된 원통형 진동 흡수 매스가 하우징에 위치되는 하우징을 형성하는 원통형 파트에 의해 형성되고 원통형 하우징의 내부 벽과 접촉하는 원통형 매스의 주변에 배열된 탄성 요소들에 의해 제 위치에 유지된다. 이러한 진동 흡수 매스의 기능은 하우징의 원통형 파트에서 상이한 위상으로 진동하고 따라서 커팅에 의해 및 특히 커팅 툴에 의해 직면하는 저항에 의해 발생된 방사상의 진동들을 댐핑하는 것이다. 댐핑 디바이스/원통형 매스 조립체는 이때 머신 및 툴의 회전 축과 정렬하여 배열된다. 상이한 탄성 요소들은 하우징의 원통형 파트에 대해 진동 흡수 매스의 진동 운동들의 댐핑을 가능하게 한다. 상기 댐핑은 탄성 서스펜션의 탄성 강성 및/또는 진동 흡수 매스의 매스를 변경시킴으로써 제어될 수 있다.
그러나, 상기 진동 흡수 매스가 효과적인 댐핑을 수행하는 것을 가능하게 보장하는 기존의 디바이스들에서, 댐핑될 툴의 진동들에 대해 위상 시프트를 유지하면서 매스가 댐핑될 툴의 것에 가깝거나 동일한 프리퀀시로 변위 시에 진동하는 것이 필수적이다. 그러나, 작동, 클램핑의 타입, 스핀들의 타입, 툴 홀더의 수직의 또는 수평의 축선 배향, 머신의 강성에 종속되어, 작동 툴은 변경될 수 있는 진동 프리퀀시를 가질 수 있다. 툴의 작동 중에 진동들에서의 이러한 편차는 따라서 진동 흡수 매스에 의한 상기 진동들의 댐핌의 효율에 있어서 문제점을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 특히 확장된 진동의 범위에 대해 툴의 진동들의 효과적인 댐핑을 수행하도록 조정되고 동시에 서스펜션의 가능한 제어를 가능하게 하는 댐핑 디바이스를 제안함으로써 이들 단점들을 극복하는 것이다.
본 발명의 양상에 따르면, 댐핑 시스템을 위한 이동 가능한 요소는 하우징에 위치되도록 구성된 진동 흡수 매스를 포함하고 진동 흡수 매스의 표면에 대해 각각 위치되고 진동 흡수 매스의 상이한 파트들에서 하우징의 내부 벽에 대해 지지되도록 구성되는 적어도 두개의 댐핑 조립체들을 포함하고, 이동 가능한 요소는 각각의 댐핑 조립체들에 대해 댐핑 효과들을 발생시키고 그리고/또는 상이한 강성을 가짐으로써 이동 가능한 요소의 작동 중에 각각의 댐핑 조립체들에 있어서 진동 흡수 매스의 각각의 파트의 요동들 사이에서 위상 시프트 및/또는 변위 진폭의 시프트로 기능하도록 배열된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 댐핑 시스템은 본 발명에 따른 적어도 하나의 이동 가능한 요소를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 진동 댐핑 작동을 위한 댐핑 시스템에서 본 발명에 따른 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법은 하우징에 대해 진동 흡수 매스의 요동 변위 중에 진동 흡수 매스의 각각의 파트들 사이에서 위상 시프트 및/또는 변위 진폭의 시프트를 발생시키는 적어도 하나의 단계를 포함한다.
본 발명의 특징들 및 이점들은 유사한 도면 부호가 유사한 요소들에 부여된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 정독함으로써 양호하게 이해될 것이다.
- 도 1 은 댐핑 시스템의 하우징과 관련하여 진동 흡수 매스의 상이한 파트들의 변위의 비교 도면이고,
- 도 2 는 댐핑 시스템 내에 통합된 본 발명에 따른 이동 가능한 요소의 제 1 실시형태의 개략적인 횡단면도이고,
- 도 3 은 댐핑 시스템 내에 통합된 본 발명에 따른 이동 가능한 요소의 제 2 실시형태의 개략적인 횡단면도이고,
- 도 4 는 댐핑 시스템 내에 통합된 본 발명에 따른 이동 가능한 요소의 제 3 실시형태의 개략적인 횡단면도이고,
- 도 5 는 댐핑 시스템 내에 통합된 본 발명에 따른 이동 가능한 요소의 제 4 실시형태의 개략적인 횡단면도이고,
- 도 6 은 댐핑 시스템 내에 통합된 본 발명에 따른 이동 가능한 요소의 제 5 실시형태의 개략적인 횡단면도이고,
- 도 7 은 댐핑 시스템 내에 통합된 본 발명에 따른 이동 가능한 요소의 제 6 실시형태의 개략적인 횡단면도이다.
본 발명은 하우징 (2) 에 위치되도록 구성된 진동 흡수 매스 (1) 를 포함하고 진동 흡수 매스 (1) 의 표면에 대해 각각 위치되고 진동 흡수 매스 (1) 의 상이한 파트들의 하우징의 내부 벽에 대해 지지되도록 구성된 적어도 두개의 댐핑 조립체들 (3) 을 포함하는 댐핑 시스템 (4) 을 위한 이동 가능한 요소에 관한 것이고, 이동 가능한 요소는 각각의 댐핑 조립체들 (3) 에 대해 댐핑 효과를 발생시키고 그리고/또는 상이한 강성을 가짐으로써 이동 가능한 요소의 작동 중에 각각의 댐핑 조립체들 (3) 에 있어서 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트의 요동들 사이에서 위상 시프트 및/또는 변위 진폭의 시프트로 작동하도록 배열된다.
도 1 은 각각의 댐핑 조립체들 (3) 사이에서 위상 시프트 효과들 및/또는 변위 진폭의 시프트들의 발생이 보다 큰 범위의 진동 프리퀀시들에 대해 댐핑을 달성하는 것이 가능하다는 것을 예시한다. 실제로, 도 1 의 도면에서, 이동 가능한 요소의 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 단부들과 관련된 신호는, 그 하우징 (2) 에서 상기 진동 흡수 매스를 포함하는 댐핑 시스템이 방사상의 쇼크를 받을 때에, 시간에 따른 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 단부들의 각각의 방사상의 변위들을 예시한다. 제 3 신호는 동일한 방사상의 쇼크를 받을 때에, 본 발명의 이동 가능한 요소를 통합한 댐핑 시스템 (4) 의 시간에 따른 방사상의 변위를 도시한다. 이러한 제 3 신호는 두개의 다른 신호들의 방사상의 요동들에 대한 그 진폭을 감소를 나타내고, 디바이스의 각각의 댐핑 조립체들 (3) 의 댐핑 효과들 및/또는 상이한 경도들로 인해 진동들의 보다 큰 댐핑을 나타낸다는 것에 주목해야만 한다.
상기 위상 시프트 효과 및/또는 변위 진폭의 시프트는 한편으로 각각의 댐핑 조립체들 (3) 의 특정한 댐핑 특성들 및/또는 강성에 영향을 줌으로써, 그리고 다른 한편으로 이동 가능한 요소의 진동 흡수 매스 (1) 의 특징들을 변경함으로써 달성될 수 있다. 위상 시프트 효과 및/또는 변위 진폭의 시프트를 변경하기 위한 이들 방법들의 기술적 개입은 양립될 수 있다는 것에 주목해야 한다.
이동 가능한 요소는 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트에 위치된 댐핑 조립체들 (3) 을 가질 수 있고 댐핑 조립체들은 상이한 댐핑 특성들 및/또는 강성을 가질 수 있다.
상이한 수의 하나 이상의 탄성 요소들 (3') 에 의해 각각 형성된 댐핑 조립체들 (3) 에 의해 상이한 댐핑 특성들 및/또는 강성을 달성하는 것이 가능하고, 상기 요소들은 진동 흡수 매스 (1) 와 하우징 (2) 의 내부 벽 사이에서 제 위치에 클램핑되어 유지되도록 구성된다. 도 3 에서의 예에 의해 예시된 바와 같이 탄성 요소들 (3') 의 수에서 이러한 차이는 댐핑 조립체들 (3) 의 각각의 댐핑 능력들 및/또는 강성 사이에서 불균형을 달성하는 것을 가능하게 한다.
일 실시형태에 따르면, 댐핑 조립체들 (3) 은 진동 흡수 매스 (1) 의 주변에서 적어도 방사상으로 배열되는 환형의 그루브들에 위치된 탄성 요소들 (3') 에 의해 형성된다.
이러한 실시형태와 관련하여 위상 시프트 효과 및/또는 변위 진폭의 시프트를 조정하는 제 1 가능예에 따르면, 각각의 댐핑 조립체들 (3) 의 탄성 요소들 (3') 의 각각의 수는 상이하다. 상기 차이는 따라서 이동 가능한 요소의 각각의 댐핑 조립체들 (3) 에서 댐핑 및/또는 상이한 강성을 발생시킨다. 이러한 실시형태의 구조의 비제한적인 예는 도 3 에 예시된다.
이러한 실시형태와 관련하여 위상 시프트 효과 및/또는 변위 진폭의 시프트를 조정하기 위한 제 2 옵션에 따르면, 댐핑 조립체들 (3) 의 각각의 탄성 요소들 (3') 은 상이한 경도 값들을 갖는다. 각각의 댐핑 조립체들 (3) 사이의 경도에서의 상기 차이는 댐핑 조립체들 (3) 의 각각의 탄성 요소들 (3') 의 각각의 상이한 변형을 달성하는 것을 가능하게 한다. 동일한 쇼크의 경우에, 보다 큰 경도를 갖는 탄성 요소 (3') 는 보다 어렵게 변형되고 댐핑 및 보다 작은 변위를 보장할 것이다. 이러한 실시형태의 구조의 비제한적인 예는 도 4 에 예시된다.
이러한 동일한 실시형태와 관련하여 위상 시프트 효과 및/또는 변위 진폭의 시프트를 조정하기 위한 제 3 옵션에 따르면, 댐핑 조립체들 (3) 의 각각의 탄성 요소들 (3') 은 상이한 직경들을 구비한 섹션들을 갖는다. 횡단면에서 이러한 차이는 또한 댐핑의 발생 정도 (incidence) 및/또는 강성에 영향을 주는 것을 가능하게 한다. 동일한 쇼크의 경우에, 보다 큰 직경을 구비한 횡단면을 갖는 탄성 요소 (3') 는 보다 큰 댐핑 및 변위를 보장한다. 상기 제 2 가능한 실시형태의 구조의 비제한적인 예는 도 5 에 예시된다.
이동 가능한 요소에서의 진동 흡수 매스 (1) 내에 각각의 댐핑 조립체들 (3) 에서의 매스의 분포에서 편차가 존재할 수 있다. 이러한 특징은 상기 상세하게 설명된 실시형태의 특징과 완전히 양립 가능하다는 것에 주목해야 한다.
상이한 방식으로 댐핑 조립체들 (3) 사이에서 상이한 매스 분포를 달성하는 것이 가능하다.
제 1 실시형태에 따르면, 진동 흡수 매스 (1) 내에 댐핑 조립체 (3) 와 접촉하는 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트들의 각각에서 상이한 밀도를 가짐으로써 매스의 분포에서 편차가 존재한다. 도 7 에 예시된 이러한 실시형태의 구조의 비제한적인 예에 따르면, 진동 흡수 매스 (1) 는 상이한 밀도들을 갖는 적어도 두개의 요소들 (1a, 1b) 에 의해 형성되고 각각의 댐핑 조립체 (3) 와 상호 작용하도록 구성된다.
제 2 실시형태에 따르면, 진동 흡수 매스 (1) 내에 댐핑 조립체 (3) 와 접촉하는 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트들의 각각에서 상이한 볼륨들을 가짐으로써 매스의 분포에서 편차가 존재한다. 도 6 에 예시된 바와 같은 이러한 실시형태의 구조의 비제한적인 예에 따르면, 진동 흡수 매스 (1) 는 댐핑 조립체 (3) 와 접촉하는 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트들 사이에 위치된 부분들의 횡단면에서 편차를 갖는다.
예로써 언급된 상이한 가능한 구조들은 본 발명에 따른 이동 가능한 요소의 실시형태의 형태로 서로 양립 가능한 실시형태들이라는 것에 주목해야 한다. 또한 단지 두개의 댐핑 조립체들 (3) 이 상이한 실시형태들로 도시되지만, 두개보다 많은 댐핑 조립체들 (3) 을 포함하는 이동 가능한 요소의 구조를 갖는 것이 또한 가능하다는 것에 주목해야 한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 이동 가능한 요소를 포함하는 댐핑 시스템 (4) 에 관한 것이다. 상기 댐핑 시스템 (4) 은 본 발명의 이동 가능한 요소가 삽입되는 하우징 (2) 을 포함한다. 댐핑 시스템은 일반적으로 적절한 금속 커팅을 위해 커팅 또는 드릴링 장치 또는 커팅 또는 드릴링 툴에 연결될 수 있다.
본 발명은 또한 진동 댐핑 작동의 형태로 댐핑 시스템 (4) 에서 본 발명에 따른 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법에 관한 것이다. 방법은 하우징 (2) 에 대해 진동 흡수 매스 (1) 의 요동 변위 중에 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트들 사이에서 위상 시프트 및/또는 변위 진폭의 시프트를 발생시키는 적어도 하나의 단계를 포함한다.
물론, 본 발명은 첨부된 도면들에 설명되고 도시된 실시형태에 제한되지 않는다. 변경예들은 특히 본 발명의 보호 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 요소들의 구성의 관점으로부터 또는 동등한 기술들을 치환함으로써 가능해진다.
본 출원의 우선권을 주장하는 프랑스 특허 출원 No. 1362154 에서의 개시가 참조로써 여기에 원용된다.

Claims (13)

  1. 하우징 (2) 에 위치되도록 구성된 진동 흡수 매스 (1) 를 포함하고 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 표면에 대해 각각 위치되고 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 상이한 파트들에서 상기 하우징 (2) 의 내부 벽에 대해 지지되도록 구성되는 적어도 두개의 댐핑 조립체들 (3) 을 포함하는 댐핑 시스템 (4) 을 위한 이동 가능한 요소로서,
    상기 이동 가능한 요소는 각각의 상기 댐핑 조립체들 (3) 에 대해 댐핑 효과들을 발생시키거나, 또는, 댐핑 효과를 발생시키고 상이한 강성을 가짐으로써, 상기 이동 가능한 요소의 작동 중에 각각의 상기 댐핑 조립체들 (3) 에 있어서 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트의 요동들 사이에서의 위상 시프트로 기능하도록 (function) 배열되고,
    상기 댐핑 조립체들 (3) 은 하나 이상의 탄성 요소들 (3') 에 의해 각각 형성되고,
    상기 탄성 요소들 (3') 은 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 주변에서 방사상으로 배열된 환형의 그루브들에 위치되고, 상기 진동 흡수 매스 (1) 와 상기 하우징 (2) 의 내부 벽 사이에서 클램핑되어 유지되도록 구성되는, 이동 가능한 요소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 가능한 요소는 각각의 상기 댐핑 조립체들 (3) 에 대해 댐핑 효과들을 발생시키거나, 또는, 댐핑 효과를 발생시키고 상이한 강성을 가짐으로써, 상기 이동 가능한 요소의 작동 중에 각각의 상기 댐핑 조립체들 (3) 에 있어서 추가로 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트의 요동들 사이에서의 변위 진폭의 시프트로 기능하도록 (function) 배열되는, 이동 가능한 요소.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트에 각각 위치된 상기 댐핑 조립체들 (3) 은 상이한 댐핑 특성들 및/또는 강성을 갖는, 이동 가능한 요소.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐핑 조립체들 (3) 은 상이한 수의 하나 이상의 탄성 요소들 (3') 에 의해 각각 형성되는, 이동 가능한 요소.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐핑 조립체들 (3) 의 각각의 상기 탄성 요소들 (3') 은 상이한 경도 값들을 갖는, 이동 가능한 요소.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 댐핑 조립체들 (3) 의 각각의 상기 탄성 요소들 (3') 은 상이한 직경들을 구비한 섹션들을 갖는, 이동 가능한 요소.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동 흡수 매스 (1) 는 각각의 상기 댐핑 조립체들 (3) 에서 매스의 상이한 분포를 갖는, 이동 가능한 요소.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 진동 흡수 매스 (1) 내에는 댐핑 조립체 (3) 와 접촉하는 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트들의 각각에서 상이한 밀도를 가짐으로써 매스의 상기 분포에서 편차가 존재하는, 이동 가능한 요소.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 진동 흡수 매스 (1) 내에는 댐핑 조립체 (3) 와 접촉하는 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트들의 각각에서 상이한 볼륨들을 가짐으로써 매스의 상기 분포에서 편차가 존재하는, 이동 가능한 요소.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 이동 가능한 요소를 포함하는 댐핑 시스템 (4).
  11. 제 10 항에 있어서,
    커팅 또는 드릴링 장치 또는 커팅 또는 드릴링 툴에 연결되는 댐핑 시스템 (4).
  12. 진동 댐핑 작동을 위한 댐핑 시스템 (4) 에서 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 상기 하우징 (2) 에 대한 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 요동 변위 중에 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트 사이에서의 위상 시프트를 발생시키는 단계를 포함하는, 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법.
  13. 진동 댐핑 작동을 위한 댐핑 시스템 (4) 에서 제 12 항에 따른 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 상기 하우징 (2) 에 대한 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 요동 변위 중에 상기 진동 흡수 매스 (1) 의 각각의 파트 사이에서의 변위 진폭의 시프트를 발생시키는 단계를 추가로 포함하는, 이동 가능한 요소를 구현하기 위한 방법.
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