KR102344707B1 - 라인 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라인 조립체(1)에 관한 것으로: 이 라인 조립체(1)는 적어도 일부 분절에서는 골이 진 금속 호스(2); 및 상기 금속 호스의 적어도 일부 길이에 걸쳐, 상기 금속 호스 내부에 방사상으로 배치된 내부 부재(3);를 포함하고, 적어도 하나의 결합 소자(4, 4')에 의해 구분되며, 상기 결합 소자는 금속 호스(2)의 외측 경계(2d) 및 내부 부재(3)의 외측 표면(3a) 사이에 배치되어, 내부 부재(3)와의 기계적으로 결합에 의해 금속 호스(2)를 댐핑하도록 설계된다.

Description

라인 조립체{LINE ASSEMBLY}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른, 적어도 부분적으로 골이 진 금속 호스 및, 금속 호스의 적어도 일부 길이에 걸쳐 방사상으로 배치된 내부 부재를 포함하는 라인 조립체에 관한 것이다.

일 예로서, 맨 먼저 규정하고자 하는 종류의 라인 조립체는 자동차의 배기 시스템에 사용되는 것이다. 여기서, 금속 호스는 기계적 탄력성, 특히 진동과의 분리를 보장해야 하고, 동시에 내부 부재는 금속 호스 안에 흐름을 정확히 유도할 수 있어야 하고 또한 단열 기능을 제공해야 한다.

라인 조립체에서 발생하는 진동을 감쇠시키기 위해서, 과거에는 외장 편직물의 모양을 띤 외부 부재로 금속 호스를 감싸는 것이 제안되었으나, 이것은 조립체에 추가적인 덮개를 수반하고, 비용을 증가시킨다. 더군다나, 외장 편직물과 금속 호스 간의 마찰 때문에 마찰 마모가 발생한다. 이는 달성해야 하는 정확한 댐핑 효과의 설정을 불가능케 하며, 외장 편직물로 인해 댐핑에 원치 않는 흐트러짐이 존재한다. 또한, 라인 조립체의 사용기간에 걸쳐 외장 편직물의 댐핑 특성이 고르지 못한 것은 알려져 있다. 나아가, 외장 편직물은 외부에 배치되어 있기 때문에 날씨와 오염의 영향을 받는다. 마지막으로, 외장 편직물을 묶고 그 안에 힘을 편향시키기 위해, 일반적으로 축소된 외경을 갖는 예비 파상(preliminary corrugation)이 필요하고, 이는 금속 호스에 이와 대응되는 추가적인 요건들이 필요하다는 입증된 단점이 있다.

본 발명은 이러한 많은 수의 내재하는 단점들을 극복하기 위한 새로운 라인 조립체를 제공함으로써, 외장 편직물 없이 금속 호스에 양호하고 내구성 있는 댐핑(damping)을 제공하고 동시에 조립체에 야기되는 작동력과 비용을 현격히 줄인다.

상기한 목적은, 본 발명에 따른 청구항 제1항의 특징들을 포함하는 라인 조립체에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 라인 조립체의 바람직한 실시형태들은 종속항들에서 정의된다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 라인 조립체는, 적어도 부분적으로 골이 진 금속 호스, 및 금속 호스의 적어도 일부 길이에 걸쳐, 금속 호스 내부에 방사상으로 배치된 내부 부재를 포함하고, 금속 호스의 외측 경계 및 내부 부재의 외표면 사이에 배치되고 내부 부재와 기계적으로 결합함으로써 금속 호스를 댐핑하도록 설계된 적어도 하나의 결합 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이를 위하여, 적어도 하나의 결합 소자는, 적어도 라인 조립체가 구동하는 동안, 바람직하게는, 한편으로는 금속 호스의 외측 경계와 접촉하고, 다른 한편으로는 내부 부재의 외측 표면과 접촉한다.

본 발명의 설명에 있어서, "외측 경계(outer border)"라는 용어는 일반적으로 골이 진 금속 호스의 영역, 금속 호스의 뚫린 내부의 가장 작은 지름의 영역의 바깥쪽에 방사상으로 배치된 영역을 말하고, 여기서 뒤에 언급된 영역 역시 내측 경계라고 부르기로 한다. 결합 지점의 영역에서, 즉 결합 소자가 금속 호스와 접촉하는 자리에서, 금속 호스는 "보통의 파상(corrugations)"이 있는 영역들과 다른 모양을 할 수 있다. 금속 호스의 모양, 즉 결합 지점의 영역에서 결합 소자에 필요한 방식과 대응하는 주름의 모양은 명백히 본 발명의 범위에 속한다. 특히, 금속 호스의 내측 경계로부터 거리가 있는 외측 경계의 영역(또는 거기에 포함된 측면 플랭크(a lateral flank))에서의 금속 호스 접촉은, 내측 경계가, 가령 열 스트레스로 인한, 특히 높은 부하를 받기 때문에, 사용기간의 증가를 보장한다. 내부 부재와 금속 호스의 내측 경계 사이에 상응하는 공간 소자(spacing elements)를 제공하는 종래에 알려진 해결책들은 이 관점에서는 단점으로 여겨져야 한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 벨로즈(bellows)로 설계될 수 있는 금속 호스의 댐핑은, 유리하게는 스트립 와운드(strip wound) 호스 또는 라이너(liner)가 될 수 있는 내부 부재(라이너)와 금속 호스(벨로즈)를 연결함으로써 내부 부재의 내적인 마찰에 의하여 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 특히, 외장 편직물을 제거할 수 있고 금속 호스의 외측 경계에서의 마찰 마멸의 발생도 막을 수 있다.

이러한 맥락에서, 적어도 하나의 결합 소자를 제외하고, 내부 부재와 금속 호스 사이에 어떠한 물리적 접촉이 없고, 따라서 이 영역에서 마찰 마멸을 회피할 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 마찰 마멸이 적어진다는 사실에 의하여, 금속 호스가 여러 겹인 실시형태에서, 적어도 하나의 호스 층을 생략하거나 호스의 전체 벽 두께를 줄이는 것 역시 가능하다.

언급한 바와 같이, 내부 부재와 금속 호스 간의 접촉을 회피할 수 있는 장점에 의해, 추가적이고 비싼 편직물(라이너를 둘러싼 편직물)을 내부 부재에 감을 필요 없이, 덜거덕거리는 소음의 발생을 효과적으로 막을 수 있다. 무엇보다, 현저한 비용의 감소를 모든 경우에서 달성할 수 있다.

본 발명에 따른 과제의 개선형태로서, 적어도 하나의 결합 소자는, 금속 호스 또는 내부 부재와 기계적으로 결합된 전체 라인 조립체의 특정 진동의 형성을 감쇠하기 위해 금속 호스의 내부 표면과 내부 부재의 외측 표면 사이에, 순서대로, 다양한 선택적인 방식으로, 라인 조립체를 따라 특정 축 위치에 배치될 수 있다. 금속 호스와 내부 부재 사이에 있는 결합 소자 또는 결합 소자들의 위치 선정에 따라 모든 관련있는 진동 모드의 형성을 막을 수 있다.

이러한 목적으로, 예를 들면, 적어도 하나의 결합 소자는 금속 호스의 특정 파상(corrugation)에 위치되고 이 위치에서, 금속 호스의 안치수(clear width)로 투사되고, 그러면 외측 경계의 영역에서 그 호스와 접촉하게 된다. 이 경우, 삽입된 내부 부재 역시 결합 소자와 접촉하게 된다.

이러한 방식에 의해서, 한편으로는, 선별적으로 진동 움직임에 영향을 주기 위해 금속 호스를 아주 선별적으로 댐핑할 수 있다. 한편으로는, 특별히 높은 부하를 받는 라인 조립체의 영역에, 내부 부재와 결합 소자들의 대응하는 접촉점들 사이에 자리하는, 남아있는 유연한 길이를 두는 것이 가능하다.

결합 소자는 금속으로 만들 필요는 없지만 내부에서 외부로 열이 전달되는 것을 막기 위해서 더 나은 열 절연 물질로 구성하는 것 역시 가능하고, 이는 특히 배기 가스에 응용하는 경우에 특별한 장점이 있다.

본 발명에 따른 라인 조립체의 첫 번째 개선형태의 일환으로, 적어도 하나의 결합 소자가 실질적으로 금속 호스 또는 금속 호스 및 내부 부재를 포함하는 전체 조립체의 비감쇠(umdamped) 진동 모드의 진동 파복(anti-node)의 위치 또는 근처에 배치될 수 있다.

또한, 복수의 결합 소자가 실질적으로 모든 관련된 진동 모드들을 억제하기 위하여 라인 조립체를 따라 상이한 위치에서 제공될 수 있으며, 이는 앞서 언급한 바와 같다.

더 나아가, 둘 이상의 금속 호스의, 바람직하게는 동일하지 않은, 구획인 호스 모듈들 또는 호스 분절들, 특히 상이한 길이의 호스 모듈들 또는 호스 분절들이, 라인 조립체를 따라 상이한 위치에 배치된 복수의 결합 소자에 의해 달성되도록 제공될 수 있다. 게다가, 금속 호스의 구획은, 전체 진동 움직임에 긍정적인 영향을 주기 위하여, 호스 모듈들 또는 호스 분절들의 진동이 위상 변위로 인해 서로, 바람직하게는 파괴적으로, 영향을 주는 방식으로 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 라인 조립체의 또 다른 개선형태는, 진동을 선택적으로 감쇠하기 위하여, 적어도 하나의 결합 소자의 위치가 금속 호스의 (주어진 진동 고유 주파수와 연관된) 고유 형태 또는 진동의 형태 또는 진동 모드와 대응될 수 있다. 적어도 하나의 결합 소자는 바람직하게는 실질적으로 금속 호스 또는 금속 호스 및 내부 부재를 포함하는 전체 조립체의 비감쇠 진동 모드의 진동 파복의 위치 또는 근처에 배치된다.

본 발명에 따른 라인 조립체의 다른 개선형태는 결합 소자가 내부 부재의 프로파일 갭에 맞물리도록 설계되고, 동시에, 바람직하게는 그 프로파일 갭의 피치(pitch)에 대응되는 것을 예상한다. 이러한 실시형태는, 특히, 내부 부재가 스트립 와운드(strip wound) 호스로 설계되었을 경우, 가령, 훅-인(hook-in) 또는 이중-인터락(double-interlock) 라이너일 경우에 적절할 수 있다.

결합 소자가 내부 부재의 프로파일 갭에 맞물린다면, 조립하기 위하여, 금속 호스에 따라 결합 소자 또는 내부 부재를 돌려 넣음으로써, 특히 정확한 축 방향 상대 위치 선정 및 이와 관련하여, 선택적인 금속 호스의 댐핑을 가능하게 한다.

본 발명에 따른 라인 조립체의 또 다른 개선형태는, 결합 소자가 금속 호스 및/또는 내부 부재를 그 둘레에 걸쳐 복수의 접촉점에서 닿도록 형성될 수 있다. 이 접촉점들은 둘레에 걸쳐 구별되는 접촉점들로 설계될 수 있다. 다른 대안으로서, 결합 소자는 실질적으로 전체 둘레를 감는 확장된 영역에 걸쳐 금속 호스 및/또는 내부 부재에 닿는 것 또한 가능하다.

접촉점 영역에서, 금속 호스는 다른 영역, 특히 "외측 경계" 용어와 관련하여 이미 언급된 "보통의 골이 진" 실시형태에서, 그 실시형태로부터 벗어난 방식으로 설계될 수 있다.

충격 및 마모를 회피하기 위하여, 본 발명에 따른 라인 조립체의 또 다른 개선형태는 결합 소자가 접촉점에서 만곡(rounded)되거나 구부러지도록(bent round) 설계되는 것을 예상할 수 있다.

본 발명에 따른 라인 조립체의 다른 이로운 개선형태는 결합 소자가 적어도 내부 부재 및/또는 금속 호스의 전체 둘레에 실질적으로 걸쳐있는 하나의 소자로 설계되는 것을 예상한다. 대안으로서, 결합 소자가 내부 부재 및/또는 금속 호스의 둘레의 일부에 걸쳐있는 하나의 소자로 설계될 수 있다. 여기서, 복수의 그러한 결합 소자는 내부 부재 및/또는 금속 호스의 전체 둘레에 걸쳐 분포된 방식으로 배치될 수 있다. 그 중간에는, 간격이 있을 수 있고, 또는 결합 소자들이 적어도 둘씩 겹칠 수 있다.

본 발명에 따른 라인 조립체의 또 다른 실시형태는, 결합 소자가 적어도 단일 인터럽션(interruption)을 갖는 기하학적 구조로 설계되거나, 다른 방식으로 변형 가능하게 설계되는 것을 예상한다. 이것은 결합 소자가 금속 호스의 안치수를 통해 그 호스의 내측 경계 영역으로 삽입된 다음 그 호스의 외측 경계 영역으로 확장되게 함으로써, 조립을 간편하게 한다.

원칙적으로, 결합 소자는 유연한 금속판 부품, 특히 방사상으로 확장 가능한 금속판 부품으로 설계될 수 있다. 대안으로서, 한 가닥의 와이어, 특히 탄성이 있는 한 가닥의 와이어로서의 결합 소자의 실시형태 역시 가능하다.

결합 소자는, 라인 조립체가 작동하는 동안, 즉 그것의 변형 동안에도 역시, 외측 경계의 외측 경계의 폭(골이 진 호스의 축 방향으로)의 절반보다 큰 두꺼운 부분, 돌출부 또는 재료 두께를 가질 수 있다. 이것은 둘레를 따라 분포된 각각의 결합 소자들이 교차하여 미끄러지고, 서로 막는 것을 방지하여 의도된 댐핑 효과를 방지한다.

본 발명에 따른 라인 조립체의 또 다른 개선형태는 결합 소자의 재료의 두께가 내부 부재의 프로파일 갭의 폭과 동일하거나 작은 것을 예상할 수 있다. 이러한 방식으로, 결합 소자는, 특히 내부 부재가 훅-인(hook-in) 또는 이중-인터락(double-interlock) 라이너인 경우, 내부 부재의 프로파일 갭에 맞물리게 하여, 결합 소자의 선택적인 축방향 위치 선정을 달성케 한다.

본 발명에 따른 라인 조립체의 또 다른 개선형태는, 적어도 하나의 결합 소자가 금속 호스의 외측 경계 및 내부 부재의 사이에 클램프 동작(clamping action)에 의해 고정되는 것을 예상한다. 이것은 신뢰성있고 유지력있는 접촉이 되게 하고, 의도된 댐핑 효과를 보장한다.

대안 또는 추가적으로, 적어도 하나의 결합 소자는 물리적으로, 바람직하게는 용접으로, 금속 호스 및/또는 내부 부재와의 접촉점에서 연결될 수 있다.

이미 앞서 언급한 바와 같이 적어도 하나의 결합 소자는 라인 조립체의 특정 진동을 감쇠하기 위하여 금속 호스에 대한 선택적인 축방향 위치 선정이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 적어도 하나의 결합 소자는, 이 목적으로서, 금속 호스 또는 금속 호스 및 내부 부재를 포함하는 전체 조립체의 진동 파복의 위치 또는 근처에 실질적으로 배치될 수 있다.

마지막으로, 본 발명에 따른 라인 조립체의 다른 실시형태는, 라인 조립체의 연결 영역 말단의 모든 부착점 및/또는 적어도 하나의 결합 소자의 위치, 특히 가능한한 접촉 및 마모를 회피하기 위해 앞서 기술한 선택적인 축 방향 위치를 제외하고, 금속 호스 및 내부 부재가 상대적으로 공간 분리되는 사실에 의해 구분된다.

본 발명 및 그 실시형태에 의하여 달성할 수 있는 이점들은 금속 호스를 댐핑하기 위해 내부 부재의 내부 마찰을 이용하는 것뿐 아니라 내부 부재의 국지적 고정과 관련이 있고, 이에 의해서 외장 편직물과 아예 호스 층 하나를 제거하거나 그 벽 두께 전반을 줄일 수 있다. 제시된 결합 소자의 가능한 실시형태들은, 종종 기술적 청결도(cleanliness)의 달성에 문제가 되는 와이어 프레스 링(wire press ring)의 사용을 회피한다. 때문에 외장 편직물이 사용되지 않고, 특히, 예비 파상이나 그와 같은 금속 호스가 아닌 골이 진 벨로즈를 계속 이용할 수 있고, 이는 곧 비용을 절약시킨다. 적어도 하나의 결합 소자의 선택적인 위치 선정을 통해, 라인 조립체의 유동적인 움직임은, 금속 호스 또는 벨로즈의 실시형태에 따라 선택적으로 조절될 수 있다.

결합 소자가 바람직하게는 금속 호스의 외측 파골(외측 경계)에 맞물리는 사실로부터, 결합 접촉은, 어떤 경우든 이미 높은 부하를 받는, 금속 호스의 내측 경계에서 비켜있고, 이것은 조립체의 수명을 크게 증가시킬 수 있다.

결합 소자 및 금속 호스 또는 내부 부재 간의 접촉 면적이 작은 사실로부터, 본 발명의 실시형태의 맥락에서 예상된 것처럼, 열교(thermal bridge)에 의해 전달되는 열이 감소되고, 그에 따라 열 손실이 줄어들고, 이는 배기 가스 응용의 경우에 특이 유리하다. 게다가 마찰 마도 발생도 줄어든다.

본 발명의 추가적인 효과 및 특징은 구체적으로 예시한 실시예들의 도면을 참조한 후술에서 분명해질 것이다.

도 1은 금속 벨로즈 및, 금속 벨로즈 안에 내부 부재로 배치된 스트립 와운드 호스를 포함하는 본 발명에 따른 라인 조립체의 제1 실시예를 일부 잘라낸 도면;
도 2는 도 1과 실질적으로 대응하는 라인 조립체가 다른 방식으로 설계된 결합 소자를 포함한 도면;
도 3은 결합 소자의 다른 가능한 실시예를 도시한 도면;
도 4는 다른 방식으로 설계된 결합 소자를 더 포함하는 본 발명에 따른 라인 조립체의 단면도;
도 5는 다른 결합 소자를 포함하는 본 발명에 따른 다른 하나의 라인 조립체의 단면도;
도 6는 다른 결합 소자를 포함하는 본 발명에 따른 다른 하나의 라인 조립체의 단면도;
도 7은 다른 결합 소자를 포함하는 본 발명에 따른 다른 하나의 라인 조립체의 단면도;
도 8은 결합 소자를 포함하는 본 발명에 따른 다른 하나의 라인 조립체의 단면도 및 평면도;
도 9는 복수의 결합 소자를 포함하는 본 발명에 따른 다른 하나의 라인 조립체의 단면도 및 평면도;
도 10은 본 발명에 따른 라인 조립체 안의 다른 실시예의 결합 소자를 도시한 도면;
도 11은 본 발명에 따른 라인 조립체 안의 또 다른 실시예의 결합 소자를 도시한 도면;
도 12은 본 발명에 따른 라인 조립체 안의 다른 가능성 있는 실시예의 결합 소자를 도시한 도면;
도 13은 본 발명에 따른 라인 조립체 안의 다른 대안적 실시예의 결합 소자를 도시한 도면; 그리고,
도 14는 본 발명과 관련하여 댐핑하지 않은 라인 조립체에서 형성되는 가능한 비감쇠 진동 모드들을 도식적으로 도시한 도면이다.

도 1은, 전체가 참조 기호 1로 표시된 본 발명에 따른 라인 조립체의 일부를 잘라낸 투시도이다. 라인 조립체(1)는 적어도 부분적으로 골이 진, 이 실시예에서는 부드러운 실린더형의 말단 연결 영역(2a, 2b)을 갖는 금속 벨로즈(bellows)로 설계된, 금속 호스(2)를 포함한다. 연결 영역(2a, 2b)에 인접하여, 각 경우의 금속 벨로즈(또는, 간단히 벨로즈라 한다)(2)는 줄어든 파골 높이의 예비 파골(2c)를 갖는다. 그러나 본 발명에 있어서 이 구성은 반드시 형성될 필요는 없고, 단순히 선택적인 구성이다.

벨로즈(2) 내부에 방사형으로 배치된 것은 내부 부재(3)로서, 이것은 벨로즈(2)의 적어도 일부 길이에 걸쳐 있으며, 이 실시예에서는 전체 길이에 걸쳐있다. 이 실시예에서, 내부 부재(3)는 스트립 와운드 호스 또는 라이너, 가령 훅-인(hook-in) 또는 이중-인터락(double-interlock) 프로파일(profile)을 갖는 호스 또는 라이너로 설계될 수 있다. 단, 본 발명은 이러한 특정 실시예의 내부 부재(3)로 한정되지 아니한다.

금속 벨로즈(2) 및 내부 부재(3) 사이에 배치된 것은 복수의 결합 소자(4)로서, 이 결합 소자(4)는 벨로즈의 외측 경계(2d) 및 내부 부재(3)의 외측 표면(3a) 사이에 배치된다. 결합 소자(4)는 내부 부재(3) 및 벨로즈(2) 사이의 물리적 연결을 이루도록 설계되고 대응되게 배치되어 내부 부재(3)와의 기계적 결합에 의해, 내부적 마찰이 있는 벨로즈(2)를 댐핑한다.

여기서 주목할 것은, 결합 소자(4)는, 도 1의 예에서 참조 기호 2e로 표시된, 높은 열 부하를 받는, 내측 경계의 영역이 아니라, 벨로즈 안쪽의 외측 경계(2d) 영역에서 벨로즈(2)와 접촉한다.

도 1에 도시된 바에 따르면, 결합 소자(4)는 실질적으로, (둥근) 말단(4a)에 의해 벨로즈(2)와 점 접촉을 하는 단순한 와이어 조각들 방식으로 설계된다. 외측 경계(2d) 영역 안에서 벨로즈(2)의 안치수(clear width)와 관련된 충분한 두께의 와이어에 의하여, 상호 인접한 결합 소자(4)가 불특정한 방식으로 다른 하나를 지나쳐 미끄러지지 않도록 보장할 수 있다. 특히, 결합 소자(4)의 재료의 두께가 외측 경계(2d) 영역 안의 벨로즈(2)의(외측 경계의) 폭 절반보다 크게 형성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안으로서, 결합 소자(4)의 불특정한 미끄러짐을 방지하기 위해, 말단 위치의 두꺼운 부분, 돌출부 또는 이와 같은 것들이 상술한 영역 안의 결합 소자(4)에 제공될 수 있다.

그 말단(4a) 사이의 영역에서, 결합 소자(4)는 내부 부재(3)와 벨로즈(2) 사이의 기계적 연결에 의한 댐핑을 생성하기 위하여 영역 B의 내부 부재(3)의 바깥 쪽을 받친다. 여기서 본 발명은, 도 1에 따른 실시예 뿐 아니라, 결합 소자(4)가 선택적으로 내부 부재(3), 예를 들면, 특히 내부 부재(3)가 훅-인(hook-in) 또는 이중-인터락(double-interlock) 프로파일(profile)을 갖는 스트립 와운드 호스라면, 내부 부재(3)의 프로파일 갭(profile gaps)(3b)에 맞물리게 할 수 있다.

결합 소자(4)에 의해 달성된 댐핑 내부 부재(3) 및 벨로즈(2) 사이의 기계적 결속에 의하여, 원칙적으로 통상 벨로즈(2) 밖에 배치된 금속 편직물(knitted metal fabric)에 의한 추가적인 라인 조립체(1)의 댐핑을 전적으로 제거할 수 있다. 이것은 또한 연결 말단 2a, 2b 영역에 편직물을 묶기 위해 일반적으로 존재하는 끝 소매를 근본적으로 제거한다. 편직물의 제거는 또한 선행기술에 따라 정의된 편직물의 편향을 위하여 이미 언급했던 예비 파상(2c)을 생략할 수 있다.

다음의 도 2 내지 도 13은, 복수 개로 존재해야 할 필요는 없고, 단일 결합 소자에 의해서도 그 기능을 달성할 수 있는 결합 소자(4)의 다른 실시예들을 도시한다.

결합 소자(4)가 라인 조립체(1)를 따라 단일의 축 방향 위치에서 제공될 뿐만 아니라, 라인 조립체(1)의 특정 진동 모드들을 감쇠하기 위한 복수의 위치에서 선택적으로 제공될 수 있다. 보다 상세한 설명은 도 14를 참조하여 후술한다.

도 1과 달리, 도 2의 결합 소자(2)는 벨로즈(2)에 대응하는 볼록한 곡률을 갖지 않고 오목한 곡률을 갖는다. 그 말단(4a)에서, 결합 소자(4)는 이미 언급했던 둥그런 부분을 형성하기 위해 180도 구부러졌다. 둥근 말단(4a)에 의해서, 결합 소자(4)는 다시 한번 벨로즈의 외측 경계(2d)의 영역과 접촉하고, 동시에 내부 부재(4)의 영역 B에서 접촉하여 의도된 기계적 결합 즉 벨로즈(2)의 댐핑을 보장한다.

도 2에 따르면 다섯 개의 결합 소자(4)는 실질적으로 벨로즈(2)의 둘레상에 간격이 없이 배치되어 있다. 그러나 본 발명은 개수 및/또는 배치하는 방식에 제한을 두지 않는다. 도 2에 따르면, 둘레 방향으로 다른 하나를 미끄러져 지나가지 않도록 적절한 재료 두께의 결합 소자(4)를 사용하는 것도 가능하다. 대체하거나 또는 추가적으로, 결합 소자(4)가 적절히 두꺼운 부분 또는 그와 같은 것이 말단(4a)의 영역에 구비되도록 설계할 수 있다.

도 3은 하나 또는 복수의 결합 소자(4)의 다른 가능한 실시예를 도시한다. 여기서, 결합 소자(4)는 둥근(원형의) 단면을 갖진 않고 디스크 모양에 가까운 디자인이다. 여기서 그 안쪽 모서리(4c)는 내부 부재(3)와 접촉하고, 바깥쪽 모서리(4d)는 벨로즈(2)와 접촉한다. 결합 소자(4)와 벨로즈(2) 간의 접촉은 정확히 외측 경계(2d)의 정점에서 일어나기보다는 플랭크 영역 - 벨로즈(2)의 내측 경계(2e)로부터 열려있는 거리에서 더 일어난다. 본 발명 및, 특히, 청구범위의 용어는 이러한 실시예를 포함하는 것을 명확히 의도한다.

내부 부재(3)의 외측 표면(3a)이 프로파일된 실시예는 도 3에서 매우 명확히 드러나고 있다. 결합 소자(4)가 프로파일 갭의 바깥쪽 영역에서 내부 부재와 접촉하는 도 3에 도시된 실시예의 대안으로서, 결합 소자(4)가 - 보다 구체적으로 내부 모서리(4c)가 - 내부 부재의 프로파일 갭(3b)에 맞물리는 것 역시 가능하다. 이러한 실시예 역시 상대적으로 정확한 결합 소자(4)의 축방향 위치 선정을 가능케 한다.

도 4는, 한 갭에 벨로즈(2)의 둘레에 걸쳐 분포되도록 배치된, 그리고 이 케이스에서도 역시, 벨로즈(2)의 외측 경계(2d) 및 내부 부재(3)의 외측 표면(3a)과의 접촉을 이룬, 세 개의 결합 소자(4, 4')의 배열에 대해 도시하고 있다. 결합 소자(4)는 연속적인 와이어 링 형상을 하는 반면, 결합 소자(4')는 참조 기호 4e로 표시된 갭 또는 인터럽션(interruption)을 갖고 있어서, 특별히, 결합 소자(4')의 설치를 쉽게 한다. 이 시점에서, 기본적으로, 결합 소자(4, 4')의 설치는 그것들을 내측 경계(2e) 영역 안에 벨로즈(2)의 열린 내부 직경 속으로 삽입한 다음 외측 경계(2d)의 영역으로 확장시키는 방식으로 수행될 수 있다는 사실을 언급할 수 있다.

도 5 내지 도 7은 - 라인 조립체(1)를 따라 주어진 축 위치에서 - 결합 소자(4) 각각이 완전한 디자인인, 즉, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 실시예와 같이 복수의 개별 소자들로 구성되지 않은, 결합 소자의 실시예를 도시한다.

도 5를 참조하면, 결합 소자(4)는 대략, 각각의 끝이 둥근 5개의 "점"(그러나 이에 한정되지 아니한다)을 갖는 성상(star-shaped) 디자인이다. 참조 기호 4e에서, 결합 소자(4)는 공백을 갖는다. 언급하였던 "점"들에서, 결합 소자(4)는 외측 경계(2d)의 영역에서 벨로즈(2)와 접촉하고, 가장 작은 내부 직경의 위치에서 내부 부재(3)를 받친다.

도 6을 참조하면, 결합 소자(4)는, 벨로즈(2)의 외측 경계(2d)와 저-마모를 하게 하는 대략적으로 버섯 모양의 구조들(4f)이 모서리에 형성된, 개방된 다각형 모양의 형태를 한다. 이 실시예에서는, 세 개의 그러한 구조(4f)와 함께, 결합 소자(4)는 이 경우에도 외측 경계(2d)의 영역에서 벨로즈(2)의 마모를 줄이기 위하여 또 다시 말단(4a)의 영역에 벤드(4b)를 포함한다.

구조(4f) 및 구조(4b) 사이의 영역에서, 결합 소자(4)는, 대략 도 2에 도시된 접촉과 대응되도록, 내부 부재(3)를 받친다.

참조 기호 C에서, 결합 소자(4)의 두 분절이 교차한다. 이 분절들이 다른 하나를 미끄러져 지나치는 것을 방지하기 위하여 점 C에서, 대응하는 (보완적인) 구조들은 결합소자(4)의 관련 분절에 제공될 수 있다.

도 7을 참조하면, 도 6의 구조(4f)와 유사한 버섯 모양의 접촉 구조(4f')가 내부 부재(3)를 건드리는 결합 소자(4)의 분절들에 형성되어 있다. 그 중간에, 벨로즈의 외측 경계(2d)와 동일한 방향으로 구부러진 영역이 있고, 이를 통해 결합 소자(4)가 벨로즈(2)의 외측 경계(2d)에 닿을 수 있다. 이 실시예에서는, 세 개의 접촉 구조(4f') 및, 대응하는, 벨로즈(2)의 외측 경계(2d)와 접촉하는 세 개의 접촉 영역이 형성되고, 여기서 마지막 언급된 접촉 영역 중 하나는 참조 기호 4e에서 두절(interrupt)되었다. 두절된 말단(4a)은 다시 벤드(4b)를 갖는다.

그림의 좌측에서, 도 8은, 라인 조립체(1)의 둘레의 일부에 걸쳐있는 도 1에 도시된 실시예의 방식과 유사하지만 - 이 실시예에서는 대략적으로 둘레의 절반에 걸쳐있는, 단일의 결합 소자(4)를 갖는 본 발명에 따른 라인 조립체(1)의 단면을 도시한다. 벤드(4b)는 다시 한번 일측 단(4a)에서 제공되고, 루프 또는 눈(4b')은 타측 단(4a')에서 형성된다 - 특히 이러한 방식으로 결합 소자(4)의 말단에, 이미 몇 차례 언급했던, 두꺼운 부분을 형성한다. 대안적 실시예의 일환으로, 두꺼운 부분을 끝에 배치하지 않는 것 역시 가능하다.

도 8의 오른쪽은, 결합 소자(4)의 가능성 있는 (축상의) 경로를 도시한 평면도이다. 특히, 이 소자는, 내부 부재(3)의 프로파일 갭을 선택적으로 연결(bridge)하고 내부 부재의 외측 표면(3a) 영역에서의 실질적인 접촉을 보장하기 위하여, 참조 기호 A로 표시된 축 오프셋(offset)을 가질 수 있다. 더욱이, 내부 부재(4)의 말단이 만나는 부위(joint)에는 결합 소자(4)가 미끄러져 서로 지나치는 것을 방지하기 위한 루프 또는 벤드(4b', 4b)의 영역이 나타난다.

도 9는, 두 부분의 그림으로서, 본 발명의 다른 실시예를 도시하며, 기본적 구성은 도 1의 실시예의 그것과 대응된다. 다만, 여기서는 둘레에 걸쳐 분포된 인접한 결합 소자(4)들이 어떤 교차점(C)에서 오버랩된다. 도 6에서 우리는 이미 그것에 대해 주목한 바 있다. 개개의 결합 소자들(4)은 교차점(C)의 영역에서 적당한 구조물을 가질 수 있고, 이 구조물은 불특정한 방식으로 결합 소자들(4)이 다른 하나를 미끄러져 지나치는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 9의 오른쪽에서, 결합 소자(4)의 가능성 있는 축상의 경로들이 - 여기서도 축 오프셋(참조 기호 A)이 있는 것과 축 오프셋이 없는 것이 평면도로 다시 도시된다.

도 10은, 도 5 내지 도 7과 유사한 방식으로, 실질적으로 라인 조립체(1)의 전 둘레에 걸쳐있고 참조 기호 4e에서는 열려있는 단일 결합 소자(4)를 도시한다. 도 10에 따른 실시예는, 벨로즈(2)의 외측 경계(2d)와의 바깥쪽 접촉점에서 형성된 루프 모양의 구조(4g)를 제외하고 도 6에 따른 실시예와 실질적으로 대응한다.

반대로, 도 11에 따른 실시예는, 이 경우엔 루프 모양의 접촉 구조(4g)가 안쪽에 형성되고 내부 부재(3)와 접촉하기 때문에 실질적으로 도 7과 대응된다.

반면에, 도 12 및 도 13은, 예를 들면 판금을 이용하여 스탬핑(stampings) 방식으로 설계될 수 있는 상대적으로 단단한 결합 소자(4)로서, 라인 조립체의 내부 부재(3)와의 접촉을 위하여, 그 둘레에 걸쳐 분포된 일련의 방사상의 돌출부들을 포함하는 결합 소자(4)를 도시한다(다른 사항은 생략한다).

도 12에 따른 결합 소자(4)는 벨로즈의 외측 경계 영역(미도시)에서 (실질적으로 원형인) 바깥쪽 원주 표면(4i)에 의해 접촉한다. 설치는 - 특히 내부 부재(3)를 넣기 전에 - 바람직하게는 도시된 결합 소자를 적절히 변형해서, 가령 꼬아서, 달성할 수 있다.

도 13에 따른 결합 소자(4)는 참조 기호 4j에서는 상대적으로 단단한 영역을 갖지만, 영역(4k)에서는 상대적으로 얇고 이에 상응하여 쉽게 변형 가능한 디자인을 갖는다. 참조 기호 4j는 외부적으로 둥근 디자인에 단단한 부분의 영역이고, 이 영역은, 벨로즈의 외측 경계(미도시)와 접촉한다. 동시에, 실시예는 예시에서 보이는 것과 같이 실질적인 삼각형 모양으로 한정되지 아니한다. 참조 기호 4k의 얇은 부분은 요구되는 설치 가능성을 제공한다, 우선, 예를 들면 끝에 위치한 돌출부(4h)가 닿을 때까지, 결합 소자를 압축하고 난 다음, 라인 조립체 안으로 넣고 거기서 다시 확장시킨 후, 내부 부재(3)를 넣는다.

마지막으로, 도 14는 기본 주파수(맨 위) 및 더 이상의 진동 모드, 즉 진동의, 고차수의, 또는 여기서 기술되는 종류의 라인 조립체에서 (본 발명에 따른 댐핑 없이) 생성될 수 있는 종류의 관련된 형태들을 도식적으로 나타낸 도면이다. 단면이 일정한 바(bars)(종 방향 진동)의 경우, 높은 고유 주파수는 제1 기본 주파수의 정수배이고, 높은 자연 주파수들과 관련된 진동 모드들은 도 14에 도시된 이상적인 형태의 모습을 갖는다. 휨 진동(반경방향 진동)의 경우, 진동의 형태는 조금 다른 모습을 갖고, 높은 고유 주파수는 더는 제1 고유 주파수의 정수배와 일치하지 않는다. 본 발명에 따르면, 벨로즈의 댐핑은 도시된 유형의 적어도 하나의 결합 소자를 위치시키는 것뿐 아니라, 바람직하게는 복수의 결합 소자를 진동 파복(anti-nodes)이 달리 형성될 수 있는 곳으로 위치시켜서 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 고유 모드(도 14의 최상단 도해)에 대해서는, 이것은 구성부품의 정중앙이 될 것이다. 만약, 결합 소자를 여기에 배치하면, 이 형태의 진동은 생성되지 않는다. 상위 차원의 고유 모드들에 대해서도, 각각의 진동 파복의 위치를 고려한다면, 동일하게 적용한다. 도 14의 묘사가 기준으로 사용된다면, 복수의 결합소자를 선택적으로 위치 선정함으로써, 동작하는 동안 관련된 모든 진동 형태들의 형성을 이러한 방식으로 막는 것이 가능하다. 이 경우에, 주어진 어느 한 결합 소자는 - 위치에 따라 - 유용한, 즉 댐핑, 효과를 여러 고유 모드들에 대해 가질 수 있다.

실제로, 결합 소자들의 그러한 위치 선정은 진동하는 벨로즈를 다른 진동 움직임을 갖는 둘 이상의 동일하지 않은 벨로즈 모듈로 "분할"할 수 있다. 이 방식으로, 개개의 벨로즈 모듈들의 진동들이, (파괴적인) 위상 변위를 통해 상호 간 긍정적인 영향, 즉 진동 형성의 억제를 갖도록 하는 것이 추가적으로 가능하다.

실제로, 벨로즈 또는 라인 조립체는, 구현 디자인에 따른, 어떤 우선되는 진동 주파수들(고유 주파수들)을 가지게 되고, 이것은 이 기술분야의 통상의 기술자에게 알려졌다. 결합 소자 또는 결합 소자들의 축방향 위치는 결합 소자의 선택적인 축 위치 지정을 통해 벨로즈의 여진된(excited) 고유 진동 모드에 대한 선택적이고 구체적 상황에 맞춘(case-specific) 댐핑을 달성하기 위하여 벨로즈의 디자인(고유 주파수 또는 고유 모드)에 따라 그리고 벨로즈에 기대되는 여진(excitation)에 부합하도록 조정되어야 한다.

Claims (22)

1. 라인 조립체(1)로서,
   적어도 부분적으로 골이 진 금속 호스(2); 및
   상기 금속 호스의 적어도 일부 길이에 걸쳐, 상기 금속 호스 내부에 방사상으로 배치된 내부 부재(3);를 포함하고,
   상기 금속 호스(2)의 외측 경계(2d) 및 상기 내부 부재(3)의 외측 표면(3a) 사이에 배치되고, 상기 내부 부재(3)와 기계적으로 결합함으로써 상기 금속 호스(2)를 댐핑하도록 형성된 적어도 하나의 결합 소자(4, 4')를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 결합 소자(4, 4')는, 적어도 상기 라인 조립체(1)가 구동하는 동안, 한편으로 상기 금속 호스(2)의 외측 경계(2d)와 접촉하고, 다른 한편으로 상기 내부 부재(3)의 외측 표면(3a)과 접촉하는, 상기 라인 조립체(1)에 있어서,
   상기 내부 부재(3)는 프로파일 갭(3b)을 갖는, 스트립이 감긴(strip wound) 호스로 형성되고,
   상기 결합 소자(4, 4')는 상기 내부 부재(3)의 프로파일 갭(3b)과 맞물리도록 형성되고, 이와 동시에, 상기 프로파일 갭(3b)의 피치(pitch)에 대응되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
2. 제1항에 있어서,
   상기 금속 호스(2)는 벨로즈(bellows)로 형성되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 결합 소자(4, 4')는 복수의 접촉점에서 상기 금속 호스(2) 및/또는 내부 부재(3)와 접촉하는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
4. 제3항에 있어서,
   상기 결합 소자(4, 4')는 상기 접촉점에서 만곡되거나 구부러지도록(4b) 형성되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
5. 제1항에 있어서,
   상기 결합 소자(4, 4')는, 적어도 내부 부재(3) 및/또는 금속 호스(2)의 일부 또는 전체 둘레에 걸쳐 뻗어있는 소자로 형성되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
6. 제1항에 있어서,
   복수의 결합 소자(4, 4')가 상기 내부 부재(3) 및/또는 금속 호스(2)의 둘레 전체에 걸쳐 분포되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
7. 제6항에 있어서,
   상기 복수의 결합 소자(4, 4')가 적어도 오버랩되는 쌍(C)에서 분포되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 결합 소자(4, 4')는, 적어도 하나의 단일 인터럽션(4e)을 포함하는 기하학적 구조로 형성되거나, 또는 상기 결합 소자(4, 4')가 상기 금속 호스(2)의 안치수(clear width)를 통해 상기 금속 호스(2)의 내측 경계(2e)의 영역에 삽입된 후 상기 금속 호스(2)의 외부 경계(2d)의 영역으로 확장되도록 다른 방식으로 변형 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 결합 소자(4, 4')는 유연한 판금 부품으로 형성되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 결합 소자(4, 4')는 탄성이 있는 한 가닥의 와이어로 형성되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 라인 조립체(1)가 구동하는 동안, 상기 결합 소자(4, 4')는 상기 골이 진 금속 호스(2)의 상기 외측 경계(2d)를 형성하는 파골의 폭의 절반보다 큰 상기 결합 소자 전체에 걸친 재료 두께를 갖거나 또는 부분적으로 상기 외측 경계(2d)와의 접촉 위치에 두꺼운 부분 또는 돌출부를 갖는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 결합 소자(4, 4')의 재료 두께는 상기 내부 부재(3)의 프로파일 갭(3b)의 폭보다 작거나 동일한 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 결합 소자(4, 4')는 상기 금속 호스(2)의 외부 경계(2d)와 상기 내부 부재(3) 사이에 클램프 작용(clamping action)으로 고정되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 결합 소자(4, 4')는, 상기 금속 호스(2) 및/또는 내부 부재(3)와의 접촉점에서 물리적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 결합 소자(4, 4')는 상기 라인 조립체(1)의 특정 진동을 댐핑하기 위하여 상기 금속 호스(2)에 대하여 선택적으로 축방향으로 위치 선정되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
16. 제15항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 결합 소자(4, 4')가, 상기 금속 호스(2) 또는, 금속 호스(2) 및 내부 부재(3)를 포함하는 전체 조립체의 비감쇠 진동 모드에서의 진동 파복(anti-node)의 위치 또는 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    모든 관련 진동 모드를 억제하기 위하여, 복수의 결합 소자(4, 4')가 상기 라인 조립체(1)를 따라 상이한 위치들에 제공되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
18. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 결합 소자(4, 4')를 상기 라인 조립체(1)를 따라 상이한 위치들에 배치함으로써, 상기 금속 호스(2)가 둘 이상의 호스 모듈들 또는 호스 분절들로 분할되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
19. 제18항에 있어서,
    상기 금속 호스(2)의 분할은, 상기 호스 모듈들 또는 호스 분절들의 진동이 위상 변위로 인해, 파괴적으로, 서로 영향을 주는 방식으로 선택되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
20. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 하나의 결합 소자(4, 4')의 위치는, 주어진 진동 고유 주파수와 연관된 상기 금속 호스(2)의 고유 형태, 진동의 형태 또는 진동 모드에 대응되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
21. 제20항에 있어서,
    적어도 하나의 결합 소자(4, 4')는 상기 금속 호스(2), 또는 금속 호스(2) 및 내부 부재(3)를 포함하는 전체 조립체의 비감쇠 진동 모드의 진동 파복(anti-node)의 위치 또는 근처에 배치되는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
22. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속 호스(2) 및 내부 부재(3)는, 상기 라인 조립체(1)의 말단에 위치한 연결 영역의 부착점 및/또는 적어도 하나의 결합 소자(4, 4')의 위치를 제외하고, 방사상으로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 라인 조립체(1).
    

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