KR19980702726A - 점성형 비틀림 진동 댐퍼 - Google Patents

점성형 비틀림 진동 댐퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명은 점성형 비틀림 진동 댐퍼 및 그와 같은 댐퍼의 제조 방법에 관한 것으로서, 이는 하우징의 형성 시에 열가소성 합성 수지의 이용을 특징으로 한다. 이때 환형 엘리먼트(2)는 열가소성 합성 수지로 이루어진 적어도 하나의 재킷 엘리먼트(3)로 에워싸이고 환형 엘리먼트(2)와 재킷 엘리먼트(3) 사이에 점성 감쇠 유체가 주입되어 있다.

Description

점성형 비틀림 진동 댐퍼
점성형 비틀림 진동 댐퍼는 오래 전부터 다양한 실시예로 공지되어 있다. 이 점성형 비틀림 진동 댐퍼는 크랭크 샤프트에서 진동을 야기하는 가스의 힘 및 관성력에 의해 발생하는 비틀림 변형(torsional strain)을 제한한 목적으로 내연 기의 크랭크 샤프트 단부에 설치되는 것이 바람직한 기계 요소(machine element)이다.
이 비틀림 진동 댐퍼의 기능을 위해 자이스믹(seismic)링의 운동량 모멘트 감쇠 유체의 점도 및 틈 기하학(crack geometry)이 중요하다. 이 하우징은 상기 자이즈믹 링을 베어링 표면 위로 유도하여 감쇄 유체를 수용하는 역할을 한다.
이 하우징은 크랭크 샤프트와 고정 연결되어 있기 때문에, 이는 이의 중량으로 인해 중량 시스템(mass system)의 고유 진동 주파수의 하강을 일으킨다.
이는 더 낮은 단위의 공명 진동(sympathetic vibration)이 동작 속도 범위에 도달하도록 유도한다. 원칙적으로 이 진동 시스템에 대해 가능한 한 가벼운 하우징이 유리하며, 특히 감쇠 작용을 하는 하우징 부재가 유용한 댐퍼 성능에 도달한다.
종래 기술과 마찬가지로 상기 하우징을 위한 재료로서 금속 공작물(workpiece)이, 바람직하게는 철 또는 캐스트가 이용된다. 비탄성 합성 수지의 이용을 위한 단서들이 관철될 수 없어 곧 더 이상 추구되지 않았다(참고 DE OS 2130089).
내연 기관의 성능 향상 때문에 및 음향상(acoustic) 이유로 상용차량 영역 및 승용차량 영역에서도 점증적으로 크랭크 샤프트의 비틀림 변형을 제한하기 위한 엘리먼트들이 이용된다. 점성형 비틀림 진동 댐퍼가 효율적일지라도, 비용상의 이유로 성능 등급(class)에서 주로 고무형 제거기가 이용되었다. 점성형 댐퍼의 구성 원리는 지금까지 고무형 제거기와 비교할 때 더 많은 개별 부재와 더 큰 제작 비용을 필요하였다.
본 발명은 점성형 비틀림 진동 댐퍼(viscosity-type torsional-vibrat damper) 및 점성형 비틀림 진동 댐퍼의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1은 단체(單體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 2는 단체(單體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 3은 단체(單體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 4는 단체(單體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 5는 단체(單體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 6은 단체(單體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 7은 이체(二體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 8은 이체(二體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 9는 이체(二體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 10은 이체(二體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 11은 이체(二體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
도 12는 단체(單體) 하우징을 갖는 본 발명의 변형예.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1:하우징2:자이즈믹 링
3:틈4:지지 표면
6:풀리7:허브
8:캡9:접착식 연결부
10:팬 윙11:클립식 연결부
12:가이드 엘리먼트13:합성 수지 재킷
14:수용 보어15:개구
16:하우징 챔버17:커버
19:볼20:연결부
본 발명의 목적은 작은 성능의 엔진의 경우에도 저렴하게 이용될 수 있고 제작될 수 있는 점성형 비틀림 진동 댐퍼를 제공하는데 있다.
상기 목적은 특허첨구범위 제 1 항 및 제 9 항의 특징을 통해 달성된다. 본 발명의 유리한 변형예들은 종속항에 제공되어 있다.
종래 기술과 반대로 본 발명은 열가소성 합성수지의 이용을 제시하고 있다. 지금까지 이 합성수지의 이용이 일반적으로 가능한 것으로 여겨지지 않았는데, 그 이유는 합성수지는 감쇠 유체에 비해 화학적 내구성 및 열 전달 능력 및 열적 내구성을 충족시키지 않는 강도 조건을 갖고 있다고 평가되었기 때문이다. 또한 경제적인 제작을 위한 어떠한 적당한 방법도 공지되어 있지 않았다. 본 발명은 이런 선입관을 반박하고 있다. 또한 본 발명은 개별 부재의 수 및 제작 비용을 줄이고 있다.
슬라이딩가능한 열가소성 및 합성 수지 하우징의 이용 시에 진동 링을 안내하는 데 부가의 지지 엘리먼트들이 필요하지 않다. 또한 이 개별 부재를 위한 가공 비용이 감소되는데, 어떠한 금속 절단 가공도 필요하지 않기 때문이다. 합성수지의 더 작은 밀도는 상당한 중량 절약을 가져온다. 음향 상태를 볼 때 합성수지 하우징이 금속 하우징보다 더 개선된 감쇠 성질을 나타낸다.
단일 부재형 변형예와 더불어 상기 점성형 비틀림 진동 댐퍼를 2개 또는 다수 부재로 형성하는 것이 특히 유리하다.
하기에서 본 발명은 도면을 참고로 실시예를 이용해 상술된다.
먼저 도 1의 실시예가 설명된다. 점성형 비틀림 진동 댐퍼는 하우징(1)을 가지며, 이 하우징은 원형의 동작실을 에워싸고 있다. 이 동작실 안에 자이즈믹링(2)이 배열되어 있으며, 이 링은 하우징(1)에 대해 상대적으로 회전 운동을 실시할 수 있다. 하우징(1)과 링(2) 사이의 틈(3)이 점성 감쇠 유체로 채워져 있다. 이 하우징(1)은 본 발명의 기본 사상에 따라 슬라이딩가능한 열가소성 합성 수지로 만들어지며, 바람직하게는 유리 섬유 강화된 또는 비강화된 폴리아미드(PA) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 만들어진다.
이 자이즈믹 링(2)은 그 사이에 있는 지지 엘리먼트 없이 하우징(1)의 그에 상응하는 내부 지지표면(4)에서 슬라이드한다. 도 1 내지 도 6 및 도 12의 변형예에 따라 상기 하우징(1)은 자이즈믹 링을 하나의 부재로서 에워싸며, 이때 이는 캐리어 엘리먼트, 바람직하게는 풀리(pulley)(6)(도 2 참고), 허브(7)(도 3 참고) 또는 캡(8)(도 4 참고)에 설치된다. 도 5에서 열의 방출의 개선을 위해 팬 윙(fan wing)이 제공되어 있다.
도 7 내지 도 11에는 그밖의 본 발명에 따른 변형예가 도시되어 있으며, 이에서 하우징(1)은 자이즈믹 링(2)을 2개 또는 다수 부재로 에워싸고 있다(커버 (17) 옆에 하우징 챔버(16) 참고). 이 경우에도 캐리어 엘리먼트 풀리(6)(도 8), 허브(7)(도 9) 또는 캡(8)(도 10)에의 배열이 실현될 수 있으며, 심지어는, 이 캐리어 엘리먼트가 열가소성 하우징(1)의 필수 구성요소로서 형성되어 있다 (도 11, 12에서 단계(one-piece) 설계; 도 12에서 커버없는 단체 하우징인 경우)
도 5에 따라 상기 하우징은 간단하게 접착식 연결부(9)에 의해 및/또는 도 3에 따라 클립식 연결부(11)에 의해 캐리어 엘리먼트에 고정된다. 하우징(1)을 캐리어 엘리먼트에 축방향으로 더 양호하게 고정하기 위해 부가의 가이드 엘리먼트(12)가 유리하게 이용된다(참고, 도 2, 4 및 5).
단일 부재로 형성된 하우징의 이용 시에 점성형 비틀림 진동 댐퍼는 단지 2개의 부재로만 제작될 수 있다(하우징과 링, 참고 예를 들어 도 12). 금속 공작물로 된 캐리어 엘리먼트가 제작상의 이유로 하우징(1)의 수용에 유리하고 크랭크 샤프트에 고정하기에 유리하며, 경우에 따라서 심지어는 필요하기도 한다(성능 조건에 따라서).
본 발명에 따른 제조 방법에 따라 이 링 엘리먼트(2)는 열가소성 합성 수지로된 적어도 하나의 재킷 엘리먼트(13)로 에워싸여지고 링 엘리먼트와 재킷 엘리먼트 사이에 점성형 감쇠 유체가 삽입되어 있고- 특히 주입되어 있고, 이 때 틈(3)이 형성된다. 이 하우징(1)의 형성을 위해 합성 수지 재킷(13)이 가고이 끝난 철- 또는 캐스트 링(2)에 특히 사출 성형을 통해 형성되고, 이때 사출 형성 시에 감쇠 매체의 주입을 위한 개구(15)가 하우징에 형성된다.
상기 틈(3)의 기하학적 형상은, 합성 수지로 씌워진 링(참고 도 6)은 하나의 몰드에 삽입되어 충전구(15)에 의해 실리콘 오일 또는 공기가 주입되도록 형성되어, 합성 수지 재킷(13)은, 이것이 둘레를 에워싸고 있는 몰드에 접할 때까지, 넓어진다. 이 때 이 링(2)은 수용 보어(14)에 의해 상기 몰드안에서 지지된다.
확장 진행 전에 합성 수지로 씌워진 링(2)은 상기 몰드에서 가열되어, 합성수지의 흐름 성질(flow properties)을 개선한다. 그에 보완하여 합성 수지 하우징에서 확장 진행에 의해 캐리어 엘리먼트와의 형상 결합식 및 폼 피트식 결합부(2)가 형성되어 있다(돌출부 및 노치).
감쇠 유체를 채운 후에 이 충전 보어는 밸브 또는 볼(19)(도 9 참고)에 의해 막힌다.
링(2)과 하우징(1)은 캐리어 엘리먼트에서 형상 결합식으로 클립 연결부(11)에 의해 또는 폼 피트식으로 접착식 연결부(9)에 의해 설치된다. 이 때 이 자이즈믹 링(2)의 방사 방향 지지 표면이 예를 들어 링(2)의 내경에서 허브의 이용 시에 또는 링(2)의 외경에서 풀리의 이용 시에 캐리어 엘리먼트에 직접 배열되도록, 조립 연결부가 구성된다. 따라서 합성 수지와 바람직하게는 금속성 캐리어 엘리먼트 사이의 상이한 열 팽창은 레이디얼 베어링 틈에서 큰 허용 오차의 야기를 피할 수 있다. 유리 섬유 또는 다른 첨가물로 강화하여 합성 수지의 열 팽창의 하강이 가능해진다. 다른 한 편으로 팬 윙(10)의 성형에 의해 댐퍼의 열 방출이 개선된다.
접착식- 및 클립식 연결부가 축방향 고정에 충분치 않은 한도에서, 이 캐리어 엘리먼트에 부가의 가이드 엘리먼트가 설치되거나 또는 성형될 수 있다.
본 발명은 열가소성 합성수지를 이용하여 더욱 개선된 감쇠성질을 나타내면서 화학적 내구성 및 열 전달 능력 및 열적 내구성을 충족시키는 진동댐퍼를 제공할 수 있다. 또한 본 발명은 개별 부재의 수 및 제작 비용을 줄이고 있다.

Claims (18)

  1. a) 원형 동작실을 에워싸는 합성 수지로 이루어진 하우징(1),
    b) 동작실에서 하우징에 대해 상대적으로 팽창할 수 있게 배열되어 있는 자이즈믹 링(2),
    c) 점성형 감쇠 유체로 채워진 하우징(1)과 링(2) 사이의 틈(3)으로 구성되고
    d) 상기 하우징은 열가소성 성질을 가지며 및 슬라이딩가능한 합성 수지로 이루어지는 점성형 비틀림 진동 댐퍼.
  2. 제 1 항에 있어서, 슬라이딩가능한 열가소성 합성 수지가 유리 섬유 강화된 또는 강화된 폴리아미드(PA) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)인 것을 특징으로 하는 점성형 비틀림 진동 댐퍼.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하우징(1)의 자이즈믹 링을 하나의 부재로서 에워싸며 캐리어 엘리먼트에, 바람직하게는 풀리(6), 허브(7) 또는 캡(8)에 배열은 것을 특징으로 하는 점성형 비틀림 진동 댐퍼.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 자이즈믹 링을 에워싸는 하우징은 다수의 부재(16, 17)로 형성되어 있고 캐리어 엘리먼트에, 바람직하게는 풀리(6), 허브(7) 또는 캡(8)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 점성형 비틀림 진동 댐퍼.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 캐리어 엘리먼트는 열가소성 하우징의 필수적인 구성 요소인 것을 특징으로 하는 점섬형 비틀림 진동 댐퍼.
  6. 전술한 항들 중 한 항에 있어서, 성형된 팬 윙(10)을 특징으로 하는 점성형 비틀림 진동 댐퍼.
  7. 전술한 항들 중 한 항에 있어서, 하우징이 접착식 연결부(9) 및/또는 클립식 연결부(11)에 의해 캐리어 엘리먼트에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 점성형 비틀림 진동 댐퍼.
  8. 전술한 항들 중 한 항에 있어서, 하우징의 축방향 고정을 위해 캐리어 엘리먼트에 부가의 가이드 엘리먼트(12)가 성형되어 있는 것을 특징으로 하는 점성형 비틀림 진동 댐퍼.
  9. 합성수지 하우징을 갖는 점성형 비틀림 진동 댐퍼의 제조방법에 있어서,
    a) 환형 엘리먼트(2)를 - 특히 열가소성 합성수지로 이루어진 - 적어도 하나의 재킷 엘리먼트(1)로 에워싸고
    b) 환형 엘리먼트(2)와 재킷 엘리먼트(1) 사이에 점성형 감쇠 유체를 넣는 - 특히 주입하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 하우징(1)의 형성을 위해 합성 수지 재킷(13)이 미리 가공된 철- 또는 캐스트 링(2)에 배치되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 합성수지 재킷(13)이 사출 성형을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  12. 제 9 항, 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 사출 몰드에 수용을 위한 적어도 2개의 보어(14)가 링에 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 감쇠 유체의 주입을 위한 재킷에 개구(15)가 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 합성수지로 씌워진 링이 몰드에 넣어져 충전구(15)에 의해 실리콘 오일 또는 공기로 주입되도록, 틈 기하학 형상(3)이 만들어지므로, 합성 수지 재킷(13)은 이것이 에워싸는 형상의 몰드에 인접할 때까지 확장되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 링(2)은 수용 보어(14)에 의해 충전구(15)를 통해 몰드에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 합성수지로 씌워진 링(2)이 확장 진행 전에 몰드에서 가열되어, 합성 수지의 흐름 성질을 개선하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  17. 제 9 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 합성수지 재킷의 확장에 의해 캐리어 엘리먼트에, 바람직하게는 풀리(6), 허브(7) 또는 캡(8)과의 형상 결합 및 폼 피트식 연결부(20)가 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  18. 제 9 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 감쇠 유체를 채운 후에 이 충전구는 밸브 또는 볼(19)을 통해 막히는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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