KR102391133B1

KR102391133B1 - 진동 댐퍼용 댐핑 밸브

Info

Publication number: KR102391133B1
Application number: KR1020177015528A
Authority: KR
Inventors: 귀도 홀트만; 아힘 아이히; 위르겐 헨릭스; 요에르크 뢰쎌러; 알렉산다르 크네체빅
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2022-04-28
Also published as: CN107002803A; CN107002803B; EP3218618B1; WO2016074870A1; EP3218618A1; US20170335919A1; US10253839B2; KR20170083090A; DE102014223086A1

Abstract

본 발명은 두 커버측들(11, 13) 사이에 하나 이상의 관통 채널(15, 17)을 갖는 댐핑 밸브 몸체(9)를 포함하는 댐핑 밸브에 관한 것으로서, 관통 채널(15, 17)의 유출구가 커버측 환형 트렌치(19) 내로 합류하고, 상기 환형 트렌치는 외측 환형 밸브 지지면 및 내측 밸브 지지면(21, 23)에 의해 한정되며, 하나 이상의 밸브 디스크(25)를 위한 하나 이상의 환형 밸브 지지면(21, 23)은 주연에 걸쳐 실질적으로 일정한 폭을 갖고, 환형 트렌치(19)는 주연에 걸쳐 상이한 폭을 가지며, 하나 이상의 밸브 지지면(21, 23)은 주연에 걸쳐 상이한 곡률 반경을 갖는다.

Description

진동 댐퍼용 댐핑 밸브{DAMPING VALVE FOR A VIBRATION DAMPER}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 진동 댐퍼용 댐핑 밸브에 관한 것이다.

DE 21 09 398 C3는 진동 댐퍼용 댐핑 밸브를 설명한다. 댐핑 밸브는 편심 원환형 밸브 지지면을 갖는 커버측을 구비한 댐핑 밸브 몸체를 포함한다. 반경 방향 간격을 두고 내측 원환형 밸브 지지면이 구현되는데, 이 밸브 지지면은 동일한 배향으로 편심 정렬된다. 이에 의해 일정한 반경 방향 폭을 갖는 편심 환형 트렌치(annular trench)가 제공된다. 따라서, 이 환형 트렌치를 덮는 중심 밸브 디스크는 주연에 걸쳐 상이한 압력면 반경을 갖는다. 이를 통해 외측 밸브 지지면에 의한 밸브 디스크의 규정된 상승 거동이 달성된다.

DE 21 09 398 C3에 따른 구조는, 밸브 지지면의 일정하지 않은 폭의 형태가 밸브 디스크의 개방 거동에 지속적으로 악영향을 미치는 접착 효과를 야기하는 기능상의 단점을 갖는다.

JP2958333 B2에는, 두 개의 밸브 지지면이 서로 편심으로 구현되고 마찬가지로 환형 트렌치를 제한하는 실시예가 기재되어 있다. 밸브 지지면은 실질적으로 일정한 반경 방향 폭을 갖는다. 이러한 유형의 밸브 구조의 경우, 일정한 외부 직경을 갖는 밸브 디스크는 주연에 걸쳐 밸브 지지면에 대해 상이한 반경 방향 중첩부를 갖는다. 이에 의해 상승 방향으로 밸브 디스크에 대해 바람직하지 않은 압력 작용점이 형성된다.

본 발명의 과제는 종래 기술로부터 공지된 접착 효과의 단점을 최소하는 데에 있다.

본 발명의 과제는, 하나 이상의 밸브 지지면이 주연에 걸쳐 상이한 곡률 반경을 가짐으로써 해결된다.

이러한 상이한 곡률 반경에 의해 비대칭 환형 트렌치가 생성되고, 이로써 밸브 디스크에서 비대칭으로 압력이 작용하는 면을 형성하게 된다.

본 발명의 장점은, 환형 트렌치의 비대칭 구조에도 불구하고 밸브 지지면의 일정한 폭이 유지될 수 있다는 데에 있다. 상이한 곡률 반경에 의해 밸브 몸체의 압력측의 이용될 수 있는 면이 훨씬 더 양호하게 이용될 수 있는데, 즉 원형의 기하 구조에서보다 더 큰 환형 트렌치가 가능하다.

일 실시예의 경우, 외측 밸브 지지면은 상이한 곡률 반경을 갖는다. 환형 트렌치의 면 중심은 매우 분명하게 반경 방향 외측으로 옮겨가는 추세를 보이므로, 밸브 디스크에 작용하는 압력을 위해 상응하게 큰 레버가 이용 가능하다.

대안적으로 내측 밸브 지지면이 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다.

곡률 반경이 최댓값과 최솟값을 갖는 것이 유리하다는 결과가 도출되었는데, 이때 두 극단부 사이의 간격은 밸브 지지면의 주연에 걸쳐 180°보다 작다. 이러한 규정에는 예컨대 계란형이 해당된다. 일정한 외부 직경을 갖는 댐핑 밸브 몸체의 경우 압력측의 면이 최적으로 활용될 수 있다는 장점이 제공된다.

역류 접근 유동의 경우 밸브 디스크의 변형을 최소화하기 위해, 환형 트렌치는 밸브 디스크를 위한 하나 이상의 지지 세그먼트를 구비한다.

가급적 균일한 지지를 달성하기 위해, 하나 이상의 지지 세그먼트는 원호 형태를 갖는다.

밸브 디스크에 가급적 양호한 접근 유동을 달성하기 위해, 환형 트렌치의 최대 폭의 영역에서 내측 밸브 지지면에 대한 지지 세그먼트의 간격은 외측 밸브 지지면에 대한 간격보다 더 짧다.

하나 이상의 지지 세그먼트의 사용을 통해 밸브 디스크에서 압력의 작용을 받는 면의 크기와 관련하여 아무런 손실을 입지 않도록 하기 위해, 지지 세그먼트는 환형 트렌치로부터 시작하여 밸브 지지면보다 더 낮은 높이를 갖는다. 이러한 높이의 크기 설정에서 외부 및 내부 밸브 지지면은 반경 방향 높이선 위에서 연결된다. 그러면 지지 세그먼트는 이 높이선에 대해 약간의 간격을 갖는다. 외부 밸브 지지면과 내부 밸브 지지면 사이의 높이 옵셋이 발생하면, 이 경우는 지지 세그먼트가 두 밸브 지지면 중 하나보다 더 높은 것에 해당할 수 있다.

댐핑 밸브의 간단한 기본 구조와 관련하여, 하나 이상의 밸브 디스크는 일정한 외부 직경을 갖는다. 이로써, 주연 방향으로 배향되는 장착 상태가 생략된다.

본 발명은 이하의 도면에 관한 설명에 의해 더욱 상세히 설명된다.

도 1은 댐핑 밸브의 조립 상태를 도시한 도면이고,
도 2는 댐핑 밸브의 분해도이며,
도 3은 도 2에 따른 댐핑 밸브 몸체의 평면도이다.

도 1은, 댐핑 매체로 충전된 작동 챔버(3)와 보상 챔버(5) 사이에 댐핑 밸브(7)를 포함하는 이중관 댐퍼 구조의 진동 댐퍼(1)의 절결도를 예시적으로 도시한다. 기본적으로, 댐핑 밸브(7)는 피스톤 로드에서 또는 조절 가능한 댐핑 밸브에 대한 파일럿 밸브로서 사용될 수 있다. 사용 가능성은 도시된 도면이나 상술된 경우로 전혀 한정되지 않는다.

댐핑 밸브(7)는, 도 2의 도시에서 더 분명히 알 수 있는 바와 같이, 2개의 커버측(11, 13)을 갖는 댐핑 밸브 몸체(9)를 구비한다. 하나 이상의 관통 채널(15, 17)은 이들 두 커버측(11, 13)을 연결한다. 본 실시예에서, 보상 챔버로부터 출발하여 작동 챔버(3) 내로의 제1 관류 방향을 위해 관통 채널(15)이, 그리고 작동 챔버(3)로부터 출발하여 보상 챔버(5) 내로의 관류를 위해 관통 채널(17)이 이용된다. 관통 채널의 개수, 형태 및 크기는 무엇보다도 댐핑 밸브 몸체(9)의 직경에 좌우된다. 관통 채널의 그루브형 단면 대신에 간단한 원형 단면 또는 그루브 형태와 원형의 조합도 선택될 수 있다.

관통 채널(15)의 유출구는, 외측 및 내측 밸브 지지면(21, 23)에 의해 한정되는 환형 트렌치(19)에 합류한다. 이들 밸브 지지면에는 하나 이상의 밸브 디스크(25)가 안착된다. 또한, 관통 채널(17)의 유출구도 밸브 디스크(27)에 의해 덮인다. 밸브 디스크(25, 27)와 댐핑 밸브 몸체(9)로 구성된 전체적인 결합은 규정된 예비 응력을 갖는 폐쇄 링(31)과 함께 볼트(29)에 의해 유지된다. 댐핑 밸브 몸체와 밸브 디스크의 조립은 목적하는 댐핑력 특성곡선에 따르므로, 결과적으로 본 도면은 마찬가지로 단지 예시적으로만 이해되어야 한다.

도 3에는 댐핑 밸브 몸체(9)가 평면도로 도시되어 있다. 더 잘 알 수 있는 바와 같이, 관통 채널(15, 17)은 각각 하나의 관류 방향을 위해 공통 분할원 상에 배치되어 있다. 밸브 지지면(21, 23)은 제조 공차의 범주에서 일정한 폭을 갖는다. 따라서, 밸브 지지면의 주연에 걸쳐 관측할 때 밸브 디스크(25)와 밸브 지지면(21, 23) 사이에서 실질적으로 일정한 접착력을 제공한다.

분명히 알 수 있는 것으로서, 환형 트렌치(19)는 주연에 걸쳐 관측할 때 상이한 폭을 가지므로, 댐핑 밸브 몸체(9)의 중심점에 대해 비대칭으로 구현되는데, 그 이유는 하나 이상의 밸브 지지면(21, 23)이 주연에 걸쳐 상이한 곡률 반경을 갖기 때문이다. 본 도면의 도시된 형상에서는 외측 밸브 지지면(21)이 주연에 걸쳐 상이한 곡률 반경을 갖는다. 기본적으로 내측 밸브 지지면도 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다. 또한, 이들 두 밸브 지지면 변동의 조합도 고려할 수 있고 유의미할 수 있다.

도 3에 따른 실시예에서, 외측 밸브 지지면의 곡률 반경은 최댓값과 최솟값을 갖는다. 두 극단값 사이의 간격은 180°보다 작다. 주축(33)과 관련하여 외측 밸브 지지면(21)은 대칭으로 구현된다. 밸브 몸체의 중심점으로부터 주축(33)의 길이는 외측 밸브 지지면에 대해 R1 + R2이다. R1은 R2보다 더 크다. 주축(33)에 대한 법선(35)의 길이는 R3의 2배이고 주축(33)보다 더 짧다. 외측 밸브 지지면은 전혀 반경 방향 함몰부를 갖지 않으므로, 결과적으로 밸브 지지면의 계란형 기하구조가 형성된다. 이 기하구조는 중심점을 중심으로 반경 R1/2을 갖는 원호 및 맞은 편에 반경 R1/2을 갖는 원호를 형성함으로써 구성될 수 있다. 이들 두 원호는, 중심점에 대해 간격 2 × R3을 갖는 연결 원호에 의해 접선 방향으로 서로 연결된다.

밸브 지지면(21)의 이와 같은 기하 구조는 대칭적인 형태를 위해 예시적으로만 이해되어야 한다. 예컨대, 기본 형태로서 5각형도 사용될 수 있고, 이를 위해 중심점으로부터 꼭지점의 간격들이 상이하게 구성되어 꼭지점으로서 원호 윤곽을 통해 서로 연결될 수 있다.

작동 챔버(3)로부터 출발하는 접근 유동의 경우, 밸브 디스크(25)는 벤딩 부하에 노출된다. 특히 환형 트렌치(19)의 폭이 최대인 영역에서 밸브 디스크(25)의 벤딩을 제한함으로써, 댐핑 밸브 몸체(9)는 환형 트렌치(19)에서 밸브 디스크(25)를 위한 하나 이상의 지지 세그먼트(37)를 갖는다. 바람직하게, 하나 이상의 지지 세그먼트(37)는 원호 형태로 형성된다. 이 경우, 댐핑 밸브 몸체(9)의 중심점에 대한 지지 세그먼트(37)의 간격은 제조 공차의 범주에서 일정한데, 즉 환형 트렌치(19)의 폭이 최대인 영역에서 내측 밸브 지지면(23)에 대한 지지 세그먼트(37)의 간격은, 외측 밸브 지지면(21)에 대한 간격보다 더 짧다. 이로써, 지지 세그먼트(37)는 상이한 폭을 갖는 2개의 주연 영역으로 환형 트렌치(19)를 분할하며, 이때 더 큰 폭을 갖는 영역은 지지 세그먼트(37)에 대해 반경 방향 외측에서 연장된다. 지지 세그먼트(37)는 관통 채널(15)의 유출구를 통해 분리된다.

기본적으로 지지 세그먼트(37)는 내측 및 외측 밸브 지지면(21, 23)에 필적하는 밸브 지지면을 전혀 형성하지 않는데, 그 이유는 환형 트렌치(19)로부터 시작하는 지지 세그먼트(37)의 전면이 밸브 지지면(21, 23)보다 더 낮은 높이를 갖기 때문이다. 이에 의해 밸브 디스크(25)에 접근 유동하는 경우 환형 트렌치(19)로부터 시작하여 댐핑 매체가 유입될 수 있는 더 작은 갭이 남아있게 되고, 이로써 내측 및 외측 밸브 지지면(21, 23) 사이의 전체 영역은 밸브 디스크(25)에서 압력이 가해지는 면으로서 이용된다.

사용되는 밸브 디스크(25)는 일정한 외부 직경을 갖는다. R1, R2 및 R3 사이에 크기 차이가 비교적 작기 때문에, 밸브 디스크는, 특히 영역 R1에서, 외측 밸브 지지면(21)에 대해 단지 약간만 반경 방향으로 중첩하게 된다.

보상 챔버(5)로부터 댐핑 밸브(7)에 접근 유동하는 경우, R1의 영역에서 압력 작용점이 환형 트렌치의 다른 주연 영역보다 약간 더 반경 방향 외측으로 위치한다. 이로써, 밸브 디스크(25)에 작용하는 레버 아암은 언급된 위치에서 최대로 밸브 디스크(25)의 중심점에 대한 간격에 상응한다. 결과적으로, 밸브 디스크는 R1의 영역에서 우선 규정대로 상승하고 이어서 양 측에서 힘의 점프 없이 속행된다.

1 진동 댐퍼
3 작동 챔버
5 보상 챔버
7 댐핑 밸브
9 댐핑 밸브 몸체 유입구
11 커버측
13 커버측
15 관통 채널
17 관통 채널
19 환형 트렌치
21 외측 밸브 지지면
23 내측 밸브 지지면
25 밸브 디스크
27 밸브 디스크
29 볼트
31 폐쇄 링
33 주축
35 법선
37 지지 세그먼트

Claims

두 커버측들(11; 13) 사이에 하나 이상의 관통 채널(15; 17)을 갖는 댐핑 밸브 몸체(9)를 포함하는 댐핑 밸브(7)로서, 관통 채널(15; 17)의 유출구가 커버측 환형 트렌치(19) 내로 합류하고, 상기 환형 트렌치는 외측 환형 밸브 지지면 및 내측 밸브 지지면(21; 23)에 의해 한정되며, 하나 이상의 밸브 디스크(25)를 위한 하나 이상의 환형 밸브 지지면(21; 23)은 주연에 걸쳐 실질적으로 일정한 폭을 갖고, 환형 트렌치(19)는 주연에 걸쳐 상이한 폭을 갖는, 댐핑 밸브에 있어서,
하나 이상의 밸브 지지면(21; 23)은 주연에 걸쳐 상이한 곡률 반경(R1; R2; R3)을 갖고, 외측 밸브 지지면(21)은 상이한 곡률 반경을 갖는 것을 특징으로 하는, 댐핑 밸브.
삭제
제1항에 있어서, 내측 밸브 지지면(23)은 상이한 곡률 반경(R1; R2; R3)을 갖는 것을 특징으로 하는, 댐핑 밸브.
제1항에 있어서, 곡률 반경(R1; R2; R3)은 최솟값(R3)과 최댓값(R1)을 갖고, 이때 두 극단 값(R1; R3)은 밸브 지지면(21; 23)의 주연에 걸쳐 180°보다 작은 간격을 갖는 것을 특징으로 하는, 댐핑 밸브.
제1항에 있어서, 환형 트렌치(19)는 밸브 디스크(25)를 위한 하나 이상의 지지 세그먼트(37)를 구비하는 것을 특징으로 하는, 댐핑 밸브.
제5항에 있어서, 하나 이상의 지지 세그먼트(37)는 원호 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 댐핑 밸브.
제5항에 있어서, 환형 트렌치(19)의 최대 폭의 영역에서 내측 밸브 지지면(23)에 대한 지지 세그먼트(37)의 간격은 외측 밸브 지지면(21)에 대한 간격보다 더 짧은 것을 특징으로 하는, 댐핑 밸브.
제5항에 있어서, 지지 세그먼트(37)는 환형 트렌치(19)로부터 시작하여 밸브 지지면(21; 23)보다 더 낮은 높이를 갖는 것을 특징으로 하는, 댐핑 밸브.
제1항, 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 밸브 디스크(25)는 일정한 외부 직경을 갖는 것을 특징으로 하는, 댐핑 밸브.