KR20010074865A - 전기 유변 유체/자기 유변 유체를 기초로하는 벨트 인장시스템용 진동 댐퍼 - Google Patents

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Abstract

유압액으로 충전된 제1 및 제2 챔버로 하우징을 분리시키는, 하우징 내에 위치된 피스톤을 구비하며, 제1 및 제2 챔버는 드로틀 위치를 통해 서로 연결되고, 피스톤의 상대 운동 시에 하우징에 대한 제1 및 제2 챔버의 용적비가 변경되어, 전체 크랭크축 회전 범위에 대해 변경 가능한 감쇠가 제공된다. 드로틀 위치가 적어도 하나의 환형 간극(22)으로 구성되며, 제1 챔버 및 제2 챔버(16', 16'') 내에, 그리고 적어도 하나의 환형 간극(22) 내에 전기 유변 유체 및/또는 자기 유변 유체가 포함되고, 환형 간극(22)의 제한면(14', 20)에는 전기 제어 가능한 응축면 및/또는 풀리 장치가 배치되고, 제어는 벨트 인장력을 나타내는 측정값에 따라 달성된다.

Description

전기 유변 유체/자기 유변 유체를 기초로하는 벨트 인장 시스템용 진동 댐퍼 {VIBRATION DAMPER ON THE BASIS OF ELECTRORHEOLOGICAL/MAGNETORHEOLOGICAL FLUIDS FOR BELT TENSIONING SYSTEMS}
차량에서 엔진의 주변 유닛은 벨트 구동을 통해 작동된다. 이때 구동력은 크랭크 샤프트로 전달된다. 벨트 및 풀리를 통해 작동되는 주변 유닛에는 발전기, 워터 펌프, 공조기의 압축기 및 파워스티어링의 유압 펌프 등이 있다.
구동 벨트의 오랜 수명을 위한 조건은 정확한 인장력이 항상 적당하게 유지되는 것이다. 구동 벨트의 인장력을 확실하게 하는 벨트 인장 시스템은 공지되어 있다. 벨트의 인장력은 한편으로는, 구동 벨트의 수명이 한정되어 있고 연결된 주변 유닛의 베어링을 손상시킬 수 있기 때문에 너무 강하지 않게, 다른 한편으로는 극단의 경우에, 벨트를 이탈시키거나 또는 벨트에서 소음을 발생시킬 수 있기 때문에 너무 약하지 않게 조정되야 한다.
상술된 공지된 벨트 인장 시스템은 독일, 다아덴 67564, 사서함 107의 모베아 카게(Mobea KG)사에서 몇년전부터 대량 부품으로 제조하고 있고, 다양한 차량유형에 설치되고 있다. 이런 벨트 인장 시스템은 크랭크 축이 상당히 다른 형태를 갖기 때문에 필요한 추가의 댐퍼를 포함한다. 마찰 댐퍼를 구비한 벨트 인장 시스템 또는 마찰 댐퍼 및 추가의 유압 댐퍼를 구비한 인장 시스템이 배치된다. 이와 같은 벨트 인장 시스템은 엔진 블록에 배치된 고정부와, 원추형 수납부와 원추형 수납부에 회전 가능하게 지지되는, 인장 롤러를 구비한 벨트 로커(rocker)로 구성된다. 원추형 수납부에는 마찰 라이닝이 제공된다. 벨트 로커를 구비한 인장 롤러는 고정부에 결합된 비틀림 코일 스프링을 통해 구동 벨트에 예비 인장되어 지지된다. 반복되는 벨트 예비 인장에 의해 벨트 로커는 마찰 라이닝을 구비한 원추형 베어링 내에서 회전된다. 마찰 댐퍼를 구비한 상기 벨트 인장 시스템에서 크랭크 축의 회전 범위 내에 일정한 감쇠는 2000rpm까지만 조정 가능하다.
마찰 댐퍼 및 추가의 유압 댐퍼를 구비한 벨트 인장 시스템에서, 고정부에는 유압 실린더가 배치되고, 실린더 하우징으로부터 안내되는 유압 실린더의 피스톤 로드는 회전 운동 가능하게 지지되는 벨트 로커와 연결된다. 피스톤 로드의 종방향 운동 시에, 피스톤 로드와 연결되며 실린더를 두 개의 작동 챔버로 분리시키는 변위 피스톤은 함께 작동하고, 유체는 하나의 작동 챔버로부터 다른 작동 챔버로 유입된다. 이런 작동은 상당히 큰 구성 공간을 필요로 한다. 이 경우에, 감쇠 작동은 변경 불가능 하다.
본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 전기 유변 유체/자기 유변 유체를 기초로하는 벨트 인장 시스템용 진동 댐퍼에 관한 것이다.
도1은 플랜지 결합된 진동 댐퍼를 구비한 본 발명에 따른 벨트 인장 시스템의 단면도이다.
도2는 진동 댐퍼를 구비한 벨트 인장 시스템의 평면도이다.
도3은 진동 댐퍼의 종단면의 상세도이다.
도4는 도3에 따른 진동 댐퍼의 단면도이다.
본 발명의 목적은 전체 크랭크축 회전수 범위에서 변경 가능한 감쇠를 가능케 하며 작은 구성 공간을 필요로하는 벨트 인장 시스템용 진동 댐퍼를 제공하는것이다.
이런 목적은 청구항 제1항의 특징부에 기재된 특징에 의해 해결된다.
전기 유변 유체 및 자기 유변 유체는 전기적 내지 자기적 교번 자장 및 정전류 자장을 통해 점도를 변경시킨다. 유변 유체는 밀리초 내에 유닛 상태를 유체와 고체 사이에서 변경시킨다. 이를 통해, 제어 과정이 상당히 다이나믹하게 된다. 유변 유체적 특성은 유체를 무단계적으로 변경시킬 수 있다. 유체 점도의 변경은 발생되는 벨트 진동에 따라 감쇠력을 조정할 수 있다. 전기 유변 유체 내지 자기 유변 유체는 전기장 및/또는 자기장을 통해 분극화 가능한, 매개체 내의 액화 고체 입자로 구성된다. 유압 밸브, 유압 실린더, 진동자, 점성 클러치, 댐퍼 또는 엔진 마운팅에서의 장착은 공지되어 있다("기술 분야에서 전기 유변적 효과의 적용"의 개략서, Fluid MechanicsSoviet Research, 8권, 1979년 7월-8월호).
본 발명에 따른 구성을 통해 고전압 신호에 따라 응축면들 사이에서 환형 간극(22) 내의 전기 유변 유체의 점도가 변경됨으로써, 이에 상응되도록 점도를 조정하여, 발생되는 측정된 벨트 진동이 감쇠될 수 있다.
본 발명에 따른 진동 댐퍼는 많은 비용의 지출없이, 이미 구성된 벨트 인장 시스템에 나중에 장착될 수 있다.
아하, 본 발명의 다른 유익한 특징 및 기능이 도면을 참조로 상세히 설명된다.
도1은 본 발명에 따른 플랜지 결합된 진동 댐퍼(2)를 구비한 마찰 댐퍼(1)를 갖는 벨트 인장 시스템을 도시하는 단면도이다. 벨트 인장 시스템(1)은 종축(4)을 포함하는 원추형 수납부(5)를 구비한 고정부(3)로 구성된다. 원추형 수납부(5)에는 마찰 라이닝(6)이 제공된다. 벨트 로커(7)는 종축(4) 주위를 회전 가능하게 고정부에 배치되며, 기본적으로 디스크형의 기본 요소(8)와, 원추형 수납부(5)에 적응된 원추형 구멍(9')을 갖는 중앙에 배치된 원통형 슬리브(9)로 구성된다.
본 발명의 다른 구성에서, 원추형 수납부(5)는 마찰 라이닝(6) 없이도 제공될 수 있다.
또한, 벨트 로커(7)는 디스크형 요소(8)에서 반경 방향으로 외향 연장되고, 도시되지 않은 구동 벨트에 인접되는 인장 롤러(11)를 지지하는, 원추형으로 점차 좁아지는 정지 아암(10)을 갖는다. 벨트 로커(7)는 비틀림 코일 스프링(12)을 통해 고정부(3)에 지지되고 인장 롤러(11)는 스프링력에 대해 예비 인장되어 구동 벨트에 지지될 수 있다. 비틀림 코일 스프링(12)의 종축 내지 회전축은 원추형 수납부(5)의 종축(4)에 상응한다.
원통형 슬리브(9)에 대면한 디스크형 기본 요소(8) 상에는 비틀림 진동 댐퍼로서 구성된 진동 댐퍼(2)가 배치된다. 진동 댐퍼(2)는 디스크형 기본 요소(8)에 나사 결합된 원통형 중공 하우징으로서 구성된다. 하우징(14)의 중앙부에는 원통형 요소(15)가 배치되어 하우징의 내벽(14')이 형성된다. 또한, 챔버(16)는 디스크형 기본 요소(8) 및 하우징(14) 상에 배치된 덮개(17)에 의해 한정된다. 원통형 요소(15)에는 챔버 내로 돌출되며 하우징 내벽(14')까지 연장된 회전 임펠러 블레이드(18)가 배치된다.
그 외에, 원통형 요소(15)는, 디스크형 기본 요소(8)의 관통 구멍(20)을 통해 돌출되며 고정부(3)에 고정 연결된 축(19)을 포함한다. 축(19)의 종방향은 회전축 내지 종축(4)에 일치한다.
도2는 진동 댐퍼를 구비한 벨트 인장 시스템의 평면도이고, 하우징(14)의 덮개(17)가 제거되어, 하우징 내에 지지된, 회전 임펠러 블레이드(18)를 구비한 원통형 요소(15)를 볼 수 있다. 도1에서 이미 설명된 도2의 부분들은 동일한 도면 부호를 갖는다. 이하, 비틀림 진동 댐퍼를 종단면으로 도시한 도3 및 도4를 참조로 비틀림 진동 댐퍼가 상세히 설명된다.
도3은 상부 및 하부 덮개(17, 17'), 그리고 하우징의 중앙부에 위치되며 축(19)을 포함하는 원통형 요소(15)를 갖는 원통형 하우징(14)의 단면도이다. 도1 및 도2에서 설명된 바와 같이, 하우징(14)은 디스크형 기본 요소(8)에 나사 결합되고, 벨트 로커(7)의 회전 운동 시에, 축(19)의 종축에 상응하는 회전축(4) 주위를 회전한다. 상기 회전 운동은 도시된 실시예에서, 도4에 도시된 각도 0과사이에 그리고, 0과 90도 사이에 놓인다. 그러나, 상기 각도는 임의적으로 다르게 선택될수 있다. 도1 및 도2에서 상세히 설명된 바와 같이, 원통형 요소(15)와 고정 결합된 축(19)은 벨트 인장 시스템의 고정부(3)에 배치되기 때문에 비틀림 방지된다. 도3 및 도4에서, 하우징 내벽(14')과 원통형 요소(15) 사이에는 상부 및 하부 덮개(17, 17') 내에 지지되는 슬리브(20)가 배치된다.
슬리브(20)로부터 최대 비틀림 각()에 상응하는 세그먼트가 절결된다. 슬리브(20)와 원통형 요소(15) 사이에는 격리층(21)이 제공된다. 슬리브(20)와 하우징(14) 사이에는 좁은 환형 간극(22)이 유지된다. 환형 간극(22) 및 이를 통해 연결되는 챔버(16)는 전기 유변 유체로 충전된다.
원통형 요소(15)에 배치된 회전 임펠러 블레이드(18)는 챔버(16)를 제1 챔버(16')와 제2 챔버(16'')로 분리시킨다.
하우징 내벽(14')과 슬리브(20)를 통해 형성된, 환형 간극(22)의 타원형 한계면은 공지된 바와 같이 응축면으로서 구성된다. 또한, 슬리브(20)는 제어 가능한 고전압원과 연결된다. 하우징은 접지된다. 이는 도면에 도시되지 않았다.
벨트 로커는 반복되는 벨트 예비 인장에 의해 회전되고, 이로써 하우징(14)과 덮개(17, 17') 내에 지지된 슬리브(20)와 격리층(21)은 벨트 로커의 회전 운동(화살표 B)에 상응하여, 원통형 요소에 배치된 회전 임펠러 블레이드를 구비한 원통형 요소(15)에 대한 상대 운동을 실행한다. 이에 의해, 회전 방향에서 보았을 때, 회전 임펠러 블레이드(18) 상류의 제1 챔버(16'')로부터 전기 유변 유체가 환형 간극(22)을 통해 유입되어 회전 임펠러 블레이드(18) 하류의 제2 챔버(16')로 유동되고 유체 부피는 상응하여 증가된다.
응축면들 사이에 위치하는, 환형 간극 내 전기 유변 유체의 점도는 고전압 신호에 따라 변경 가능하기 때문에, 상응되는 점도 조정에 의해 발생되는 측정된 벨트 진동은 감쇠될 수 있다.
벨트 진동을 나타내는 측정값으로서 예를 들어 스트랜드(strand)력이 결정될 수 있다. 결정된 변수는 제어 장치(24, 도1 참조)의 입력 신호로서 전송된다. 제어 장치(24)의 출력 신호는 결정된 측정 신호에 대해 비례적인 고전압 신호이다.
도시되지 않은 다른 일 실시예에서, 슬리브(20)와 원통형 요소(15) 사이에는 추가의 환형 간극이 제공됨으로써, 전기 유변 유체는 하우징의 회전 운동 시에 대칭적으로 배치된 두 개의 환형 간극을 통해 유입된다. 환형 간극은 병렬 연결되거나 또는 직렬 연결될 수 있다.
또한, 제1, 제2 챔버 및 환형 간극을 자기 유변 유체로 충전하는 것과, 전기 유변 유체의 점도를 변경시키는 적합한 장치를 통해 제어 가능한 자기장을 환형 간극 영역 내에 형성하는 것도 가능하다. 전기 유변적과 자기 유변적 특성을 갖는 유체의 충전 시에 점도의 작용에 대한 전기장 및 자기장의 조합이 가능하다.

Claims (3)

  1. 유압액으로 충전된 제1 및 제2 챔버로 하우징을 분리시키는, 하우징 내에 위치된 피스톤을 구비하며, 제1 및 제2 챔버는 드로틀 위치를 통해 서로 연결되고, 피스톤의 상대 운동 시에 하우징에 대한 제1 및 제2 챔버의 용적비가 변경되어, 유압액이 드로틀 위치를 통해 제1 챔버로부터 제2 챔버로 유입되는 벨트 인장 시스템용 진동 댐퍼에 있어서,
    상대 운동은 회전 운동이고, 피스톤은 원통형 요소(15)에 배치된 회전 임펠러 블레이드(18)로서 구성되고, 하우징(14) 및 원통형 요소(15)는 공통의 회전축을 갖고, 상기 회전 운동은 회전각(0 -)에 대해 제한되고, 드로틀 위치는 적어도 하나의 환형 간극(22)으로서 구성되고, 제1 챔버 및 제2 챔버(16', 16'') 내에, 그리고 적어도 하나의 환형 간극(22) 내에는 전기 유변 유체 및/또는 자기 유변 유체가 포함되고, 환형 간극(22)의 제한면(14', 20)에는 전기 제어 가능한 응축면 및/또는 풀리 장치가 배치되고, 제어는 벨트 인장력을 나타내는 측정값에 따라 달성되는 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼.
  2. 제1항에 있어서, 직렬로 연결된 두 개의 환형 간극(22)이 제공되는 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼.
  3. 제1항에 있어서, 병렬로 연결된 두 개의 환형 간극(22)이 제공되는 것을 특징으로 하는 진동 댐퍼.
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