KR20020061118A - 점착성 커플링 - Google Patents

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Abstract

고점착성 유체로 채워지며, 고속 회전 방식으로 상기 부분 중 제1 부분(11)에 연결된 제1 커플링 플레이트(17) 및 상기 부분 중 제2 부분(12)에 연결가능한 제2 커플링 플레이트(18)가 종방향에서 교번하도록 배열되고, 여기서 상기 제2 커플링 플레이트(18)가 상기 부분 중 제2 부분(12)에서 클램핑 링(20)과 교번하도록 배열되고, 클램핑 링(20)은, 고속 회전 방식으로 상기 부분 중 제2 부분(12)에 차례로 연결되게 하는, 환형 챔버(16); 상기 제2 커플링 플레이트(18) 상에서 그리고 상기 클램핑 링(20) 상에서 축방향으로 작용하며, 서로 다른 것에 대하여 그리고 상기 부분 중 제2 부분(12)에 대하여 동일물을 로크하는 제1 축 조절 장치(23); 고 점착성 유체로 채워지고, 고속 회전 방식으로 상기 세팅 링(24)에 연결된 제3 커플링 플레이트 및 상기 두 부분 중 나머지 한 부분에 연결 가능한 제4 커플링 플레이트가 종방향에서 교번하도록 배열되고, 제4 커플링 플레이트(32)는 상기 부분 중 상기 한 부분에 제2 클램핑 링(34)과 교번하도록 배열되고, 클램핑 링(34)은, 상기 부분 중 상기 한 부분에 고속 회전 방식으로 차례로 연결되는, 제2 환형 챔버(30)를 구비한 제2 점착성 커플링을 포함하는 상기 세팅 링(24)용 제동 조립체; 및 상기 세팅 링(24)용 제동 조립체 용의 제2 축 조절 장치를 포함하는 점착성 커플링.

Description

점착성 커플링 {Viscous Coupling}
본 발명은, 공통의 종축 주위로 서로에 대해 회전 가능한 2개의 부분으로 이루어진 점착성 커플링에 관한 것으로, 고 점착성 유체로 채워지며 고속 회전 방식으로 상기 부분 중의 제1 부분에 연결되는 제1 커플링 플레이트와 그 부분 중의제2 부분에 연결가능한 제2 커플링 플레이트는 종방향에서 교번하도록 배열되며, 상기 제2 커플링 플레이트는 상기 부분 중의 제2 부분에서 교번하도록 배열되며, 그 클램핑 링은, 차례로, 고속 회전 방식으로 상기 부분 중의 제2 부분에 연결되는 환형 챔버(annular chamber)를 포함하며, 그리고 상기 제2 커플링 플레이트 상에서 그리고 상기 클램핑 링 상에서 축방향으로 작용하며, 서로에 대해 그리고 상기 부분 중의 제2 부분에 대해 동일물을 로크하는 축방향 조절 장치를 가지는 점착성 커플링에 관한 것이다.
영구 구동되는 제1축 및 선택 구동되는 제2축을 가진 모터 차량의 구동선에 점착성 커플링을 이용하는 것이 공지되어 있으며, 여기서 커플링의 상기 부분은 제2축으로 유도하는 구동선에서의 입력 단 및 출력 단에 연결된다.
상기와 관련하여, 축방향 조절 장치에 의해, 커플링의 각 부분에서 클램핑 링과 교번하는 커플링 플레이트 중의 한 세트를 그 커플링의 상기 부분에 연결하거나 또는 그것을 그로부터 단절시키는 자유롭게 제어 가능한 스위칭 장치에, 상기 점착성 커플링을 결합하는 것이 이미 공지되어 있다. 상기 스위칭 동작이 의존하는 동작 파라미터는 자유롭게 선택될 수 있다(DE 40 36 230 C2 및 DE 41 07 240 C2). 그런 조절 장치를 설계하는 몇가지 제안이 이미 제시되어 있다.
입력 단이 출력 단에 대해 유도되는 경우 로킹 효과를 가지며 출력 단이 입력 단에 대해 유도되는 경우 점착성 커플링을 단절시키게 되는 자유 회전 조립체와, 상기 점착성 커플링을 결합하는 것이 또한 공지되어 있다. 이것은, 역회전 중에, 즉 회전의 방향이 반대로 될 때, 상기 자유 회전 조립체가 상기 점착성 커플링을 단절시키고, 그리고 제1축에서 그립이 전혀 없는 경우에는, 제2축이 연결되지 않는다는 점에서 문제가 있다. 상기 문제점을 극복하기 위해, 역회전 중에 자유 회전 조립체가 브리지될 수 있는 추가의 전환 장치를 제공하는 것이 필요하다.
DE 197 30 714 A1은, 마찰 커플링을 작동시키기 위한 제1 압력 발생 유닛이 유체 펄스 장치에 의해 형성되고 마찰 커플링을 작동시키기 위한 제2 압력 발생 유닛이 서로에 대해 회전 가능한 2개의 램프 디스크를 가진 볼/램프 조립체에 의해 형성되는 마찰 커플링의 형태로, 서로에 대해 회전 가능한 2개의 커플링 부분을 가진 파워 전달 유닛을 제안한다. 상기 볼/램프 조립체는 상기 커플링 부분 중의 상기 한 부분과 함께 회전하는 그의 두 램프 디스크 중 하나를 제동시킴으로써 실행된다. 상기 제어 작용은, 전자석에 의해 무접촉 방식으로 작동되며 제어 가능한 램프 디스크와 상기 커플링 부분 중의 다른 나머지 부분 사이에서 작동하는 추가의 마찰 커플링에 의해 달성된다.
DE 199 18 411 A1으로부터, 서로에 대해 회전 가능한 2개의 커플링 부분 사이에 파워를 전달하기 위한 점착성 커플링이 공지되며, 이 점착성 커플링에는, 점착성 유체로 채워진 환형 챔버 내에 배열되는 2 세트의 점착성 플레이트가 제공되고, 그 세트 중의 한 세트는 커플링 플레이트에 의해 그 연관된 커플링 부분에 결합될 수 있고 그리고 거기로부터 분리될 수 있다. 상기 커플링 플레이트에 가해진 압력은 서로에 대해 회전 가능한 2개의 램프 디스크를 가진 볼/램프 조립체에 의해 발생된다. 상기 볼/램프 조립체는, 그 2개의 정지 램프 디스크 중 하나가 전기 모터에 의해 회전됨으로써 실행된다.
DE 199 02 388 A1에서는, 서로에 대해 회전 가능한 2개의 커플링 부분 사이에 파워를 전달하기 위한 마찰 커플링과 점착성 커플링을 결합하는 것을 제안한다. 상기 점착성 커플링에는, 점착성 유체로 채워진 환형 챔버 내에서 배열되는 2세트의 점착성 플레이트가 제공되며, 각 세트는 상기 커플링 부분 중 한 부분과 연관되고, 거기서 상기 세트 중 하나는 상기 연관된 커플링 부분에 결합 및 분리될 수 있는 플레이트 캐리어 내에 보유된다. 상기 플레이트 캐리어는, 보조 커플링에 의해 각 커플링 부분에 결합 및 분리될 수 있다. 상기 마찰 커플링 및 보조 커플링은, 서로에 대해 회전 가능한 2개의 램프 디스크를 포함하며 전기 모터에 의해 그 2개의 정지 램프 디스크 중 하나를 회전시킴으로써 실행되는 볼/램프 조립체에 의해 실행될 수 있다.
DE 196 50 039 A1에서는, 서로에 대해 회전 가능한 두 커플링 부분로 구성되면서, 상기 두 커플링 부분 사이에 배열되는 마찰 커플링을 가지며, 볼/램프 메커니즘에 의해 작동되는 커플링 유닛을 제안하고 있다. 상기 볼/램프 메커니즘은 상기 커플링 부분 중의 하나와 함께 회전하고 그 중 하나가 점착성 커플링에 의하여 제동될 수 있는 두 개의 램프 디스크를 포함한다. 상기 점착성 커플링은, 점착성 유체로 채워지고, 두 세트의 점착성 플레이트을 포함하며, 그 각각이 플레이트 캐리어를 가지는, 환형 챔버를 포함한다. 상기 점착성 커플링의 상기 플레이트 캐리어 중의 한 캐리어는 제동 가능한 램프 디스크에 연결되고 상기 점착성 커플링의 다른 나머지 플레이트 캐리어는 상기 커플링 부분 중의 다른 나머지 커플링 부분에 연결된다.
본 발명의 목적은, 고도의 동작 안전성 및 마모 저항에 특징이 있는 상술된 형태의 커플링을 제안하고자 하는 것이다.
상기 목적은, 상기 축 조절 장치가, 고속 회전 방식으로 그리고 축방향 이동 방식으로 상기 부분 중 어느 한 부분에 보유된 압력 링을 가지는 볼/램프 메커니즘을 포함하고, 상기 부분 중 나머지 다른 부분에 대하여 제동될 수 있는 자유 회전 세팅 링을 포함하고, 여기서 양 링 사이에 볼이 배열되고, 그 볼은 서로 대면한 링 면에서 램프형 원주 홈 내에 유지되고; 고 점착성 유체로 채워지고, 고속 회전 방식으로 상기 세팅 링에 연결된 제3 커플링 플레이트 및 상기 두 부분 중 나머지 다른 하나에 연결 가능한 제4 커플링 플레이트가 종방향에서 교번하도록 배열되고, 제4 커플링 플레이트은 상기 부분 중 한 부분에 제2 클램핑 링과 교번하도록 배열되고, 그 클램핑 링은, 차례로, 상기 부분 중 한 부분에 고속 회전 방식으로 연결되는, 제2 환형 챔버를 가지는 제2 점착성 커플링을 포함하는 상기 세팅 링용 제동 조립체를 가지고; 그리고 상기 세팅 링용 제동 조립체용의 제2 축 조절 장치를 가진다는 점에서 달성된다.
상기의 방식으로 고안된 커플링은, 공지된 바와 같이, 마모가 거의 없고, 볼/램프 메커니즘용 제동 장치를 형성하는 점착성 커플링에 특징이 있는 조절 메커니즘을 포함하는, 점착성 커플링을 구성한다. 상기 제2 점착성 커플링은 전자기력을 통하여 무접촉 및 저마모 방식으로 조절된다. 양 점착성 커플링 유닛에서, 상기 환형 챔버 내부의 점착성 유체가 마모량을 극소화하면서, 클램핑 링 및 그럼으로써 제어되는 커플링 플레이트 사이에 기계적 마찰만이 발생하게 된다. 실 커플링력은 유체 전단 응력에 의하여 발생된다. 상기 볼/램프 메커니즘 자체는 또한 저 마모에 특징이 있다. 예각의 볼 램프 각을 선택함으로써, 상기 점착성 커플링이 신속히 개방되는 것을 확실히 한다. 이것은, 종방향 구동선에서의 점착성 커플링이 안티로크 제동 시스템 및 구동 안정성 시스템에도 호환 가능함을 확실히 하기 위하여 빈번하게 필요하다.
선택적으로, 상기 제1 부분이 허브에 의하여 형성되고 상기 제2 부분이 하우징에 의하여 형성되거나, 또는 상기 제1 부분이 하우징에 의하여 형성되고 상기 제2 부분이 허브에 의하여 형성되도록 설치될 수 있다. 또 다른 개선책에 따르면, 상기 압력 링이 고속 회전 방식으로 허브에 연결되고, 상기 세팅 링은 상기 하우징에 대하여 제동될 수 있다. 또 다른 개선책에 따르면, 상기 제2 축 조절 장치는 상기 제2 환형 챔버 내에서 전자기적으로 이동 가능한 압력 플레이트를 포함한다. 여기서, 바람직하게는, 상기 제2 축 조절 장치의 자기 코일은 상기 제2 환형 챔버의 외부에 배치된다. 상기 두 환형 챔버가 서로에 대해 수압으로 연결되는 것이 제안된다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 점착성 커플링의 일부단면도.
도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 점착성 커플링의 일부단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
11, 42 : 허브
12, 41 : 하우징
13, 43 : 실
14, 44 : 실
17, 47 : 제1 플레이트
18, 48 : 제2 플레이트
19, 49 : 치합(11)
20, 50 : 클램핑 링
21, 51 : 제1 벽
22, 52 : 치합(12)
23, 53 : 볼/램프 메커니즘
24, 54 : 세팅 링
25, 55 : 압력 링
26, 56 : 축 베어링
27, 57 : 볼
28, 58 : 홈(24)
29, 59 : 홈(25)
30, 60 : 환형 챔버
31, 61 : 제3 플레이트
32, 62 : 제4 플레이트
33, 63 : 치합
34, 64 : 클램핑 링
35, 65 : 제2 벽
36, 66 : 압력 링
37, 67 : 전자석
38, 68 : 캐리어 링
39, 69 : 방사상 베어링
본 발명의 두 실시예가 이하에 기술될 것이고 도면에서 설명될 것이다.
도1에서, 본 발명의 점착성 커플링은 제1 부분을 구성하는 허브(11), 및 제2 부분을 구성하는 하우징(12)을 실질적으로 포함한다. 상기 2개 부분은 밀봉부(13, 14)에 의해 서로에 대해 밀봉되고, 그리하여 제1 플레이트(17) 및 제2플레이트(18)가 교번하도록 배열되는 제1 환형 챔버(16)를 형성한다. 상기 제1 플레이트(17)는 고속 회전 방식으로 허브 치합(19)에 의해 상기 허브에 연결된다. 상기 제2 플레이트(18)는, 상기 하우징(12) 내의 내부 치합(22) 상에 고속 회전 방식으로, 차례로, 보유된 클램핑 링(20)과 교번하도록 배열된다. 상기 제2 플레이트(18) 및 상기 클램핑 링(20)은, 상기 하우징(12)에 대해 제동 가능하고 양 부분에 대해 자유롭게 회전 가능한 세팅 링(24) 뿐만 아니라, 고속 회전 및 축방향 이동 가능한 방식으로, 상기 허브의 치합(19) 상에 보유된 압력 링(25)을 포함하는 볼/램프 메커니즘(23)을 통하여 조절될 수 있으며, 상기 세팅 링(24)은 축 베어링(26)을 통하여 상기 하우징 상에서 지지되고, 볼(27)은, 2개의 링 사이에서, 램프형으로 상승하는 원주 홈(28, 29) 내에 안내된다. 작동시, 상기 하우징에 대해 상기 클램핑 링(20) 및 제2 플레이트(18)를 로크하는 압력 링(25)에 의해 상기 제2 플레이트(48)를 상기 하우징(12)에 결합시킴으로써, 상기 점착성 커플링이 폐쇄되고, 상기 패키지는 상기 하우징(12)의 제1 내부벽(21)에 대해 지지된다. 이 실시예에서는, 상기 제1 환형 챔버에 수압으로 연결되게 하는 제2 환형 챔버(30) 내에, 제4 플레이트(32) 및 제3 플레이트(31)가 축방향에서 교번하도록 배열되며, 제3 플레이트는 고속 회전 및 축방향 이동 방식으로 상기 세팅 링(24)의 외부 치합(33) 상에 보유되고, 제4 플레이트는 상기 하우징(12)의 내부 치합(22)에 보유되는 제2 클램핑 링(34)과 교번하도록 배열된다. 제4 플레이트의 연결로 인한 상기 제동 조립체의 작동은, 작동시 상기 하우징(12)에 대해 제2 클램핑 링(34) 및 제4 플레이트(32)를 로크하는 전자기적으로 조절 가능한 압력 플레이트(36)에 의해실행되며, 상기 패키지는 상기 하우징(12)의 제2 내부벽(35)에 대하여 지지된다. 상기 압력 플레이트(36)는, 캐리어 링(38) 내에 보유되고, 차례로, 상기 허브(11) 상의 방사상 베어링(39)에 의해 지지되는 정지된 전자석(37)에 의해 끌려질 수 있다. 제3 플레이트(31)와 함께 이미 회전된 제4 플레이트(32)가, 결과적으로, 상기 압력 링(55)에 대해 회전되는 상기 세팅 링(54)을 억제하는 전단 응력을 이어서 발생시키기 위해, 상기 작동은 결과적으로 제4 플레이트(32)가 상기 하우징(41)에 로크되게 한다. 상기 압력 링(25)은 상기 하우징에 대해 상기 클램핑 링(20) 및 제2 플레이트(18)를 로크하고, 그 결과로서, 제1 플레이트(17)에 의해 구동된, 기 자유 회전의 제2 플레이트(18)가 전단 응력을 강화시키고, 결과적으로, 상기 하우징(12)은 상기 점착성 커플링에서 강화된 상기 응력을 통하여 상기 허브(11)에 의해 구동된다. 다른 한편, 상기 압력 플레이트(36)가 해제되는 경우, 상기 허브(11) 및 하우징(12)이 분리된다.
도2에서, 본 발명의 점착성 커플링은 제1 부분을 구성하는 하우징(41), 및 제2 부분을 구성하는 허브(42)를 실질적으로 포함한다. 상기 2개 부분은 밀봉부(43, 44)에 의해 서로에 대해 밀봉되고, 그리하여 제1 플레이트(47) 및 제2 플레이트(48)가 교번하도록 배열되는 제1 환형 챔버(46)를 형성한다. 제1 플레이트(47)는 내부 치합(49)에 의해 고속 회전 방식으로 상기 하우징에 연결된다. 상기 제2 플레이트(48)는, 상기 허브(42) 상의 허브 치합(52) 상에 고속 회전 방식으로, 차례로, 보유되는 클램핑 링(50)과 교번하도록 배열된다. 상기 제2 플레이트(48) 및 상기 클램핑 링(50)은, 상기 하우징(41)에 대해 제동 가능하고 양부분에 대해 자유 회전 가능한 세팅 링(54) 뿐만 아니라, 고속 회전 및 축방향 이동 방식으로, 상기 허브의 치합(52) 상에 보유된 압력 링(55)을 포함하는 볼/램프 메커니즘(53)을 통해 조절될 수 있으며, 상기 세팅 링(54)은 축 베어링(56)을 통하여 하우징 상에서 지지되고, 볼(57)은, 2개의 링 사이에서, 램프형으로 상승하는 원주 홈(58, 59) 내에 안내된다. 작동시, 상기 허브(42)에 대해 상기 클램핑 링(50) 및 제2 플레이트(48)를 로크하는 상기 압력 링(55)에 의해 상기 제2 플레이트(48)를 상기 허브(42)에 결합시킴으로써 상기 점착성 커플링이 폐쇄되고, 상기 패키지는 상기 하우징(42)의 제1 내부벽(51)에 대하여 지지된다. 이 실시예에서, 상기 제1 환형 챔버에 수압으로 연결되는 제2 환형 챔버(60) 내에서, 축방향으로 교번하도록 제4 플레이트(62) 및 제3 플레이트(61)가 배열되며, 제3 플레이트(61)는 고속 회전 및 축방향 이동 방식으로 상기 세팅 링(54)의 외부 치합(63) 상에 보유되고, 제4 플레이트(62)는 상기 하우징(41)의 내부 치합(49)에 보유되는 제2 클램핑 링(64)과 교번하도록 배열된다. 제4 플레이트(62)의 연결로부터 생기는 상기 제동 조립체의 작동은, 작동시, 상기 하우징(41)에 대해 제2 클램핑 링(64) 및 제4 플레이트(62)를 로크하는 전자기적으로 조절가능한 압력 플레이트(66)에 의해 실행되며, 상기 패키지는 상기 하우징(41)의 제2 내부벽(65)에 대하여 지지된다. 상기 압력 플레이트(66)는, 캐리어 링(68) 내에 보유되고, 상기 허브(42) 상의 방사상 베어링(69)에 의해 지지되는 정지 전자석(67)에 의해 끌려질 수 있다. 상기 작동은 결과적으로 제4 플레이트(62)가 상기 하우징(41)에 로크되게 하여, 제3 플레이트(61)와 함께 기 회전된 제4 플레이트(62)가 상기 세팅 링(54)을 제지하는 전단응력을 발생시키고, 결과적으로, 상기 압력 링(55)에 대해 회전되게 된다. 상기 압력 링(55)은 상기 허브(52)에 대해 상기 클램핑 링(50) 및 제2 플레이트(48)를 로크하고, 그 결과로서, 제1 플레이트(47)에 의해 구동된, 기 자유 회전하는 제2 플레이트(48)가 전단 응력을 강화하고, 결과적으로, 상기 하우징(41)은 상기 점착성 커플링에서 강화된 상기 응력을 통하여 상기 허브(41)에 의해 구동된다. 다른 한편, 상기 압력 플레이트(36)가 해제되는 경우, 상기 허브(42) 및 하우징(41)이 분리된다.
상기 구성에 따른 점착성 커플링은 고도의 동작 안전성을 제공하고 마모 저항을 최소화할 수 있다.

Claims (7)

  1. 공통의 종축 주위에 서로에 대해 회전 가능한 두 부분들(11, 12, 41, 42)을 구비한 점착성 커플링에 있어서,
    고점착성 유체로 채워지며, 고속 회전 방식으로 상기 부분 중 제1 부분(11, 41)에 연결된 제1 커플링 플레이트(17, 47) 및 상기 부분 중 제2 부분(12, 42)에 연결 가능한 제2 커플링 플레이트(18, 48)가 종방향에서 교번하도록 배열되고, 상기 제2 커플링 플레이트(18, 48)는 상기 부분 중 제2 부분(12, 42)에서 클램핑 링(20, 50)과 교번하도록 배열되고, 상기 클램핑 링(20, 50)은 고속 회전 방식으로 상기 부분 중 제2 부분(12, 42)에, 차례로, 연결되는 환형 챔버(16, 46)와,
    상기 제2 커플링 플레이트(18, 48) 상에 그리고 상기 클램핑 링(20, 50) 상에 축방향으로 작용하며, 서로에 대해 그리고 상기 부분 중 제2 부분(12, 42)에 대해 동일물을 로크하고, 그리고 고속 회전 방식과 축방향 이동 방식으로 상기 부분 중 어느 한 부분에 보유된 압력 링(25, 55)을 가지는 볼/램프 메커니즘을 포함하고 상기 부분 중 다른 부분에 대하여 제동될 수 있는 자유 회전 세팅 링(24, 54)을 포함하고, 상기 양 링 사이에는 볼(27, 57)이 보유되고, 상기 볼(27, 57)은 서로 대면한 링 면에서 램프형 원주 홈(28, 58, 29, 59) 내에 보유되는, 제1 축 조절 장치(23, 53)와,
    고 점착성 유체로 채워지고, 고속 회전 방식으로 상기 세팅 링(24, 54)에 연결된 제3 커플링 플레이트 및 상기 두 부분 중 나머지 한 부분에 연결 가능한 제4커플링 플레이트가 종방향에서 교번하도록 배열되고, 제4 커플링 플레이트(32, 62)는 상기 부분 중 상기 한 부분에서 제2 클램핑 링(34, 64)과 교번하도록 배열되고, 상기 클램핑 링(34, 64)은, 상기 부분 중 한 부분에 고속 회전 방식으로, 차례로 연결되는, 상기 세팅 링(24, 54)용 제동 조립체와,
    상기 세팅 링(24, 54)용 제동 조립체용의 제2 축 조절 장치(36, 37; 66, 67)를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착성 커플링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 부분은 허브(11)에 의해 형성되고 상기 제2 부분은 하우징(12)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 점착성 커플링.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 부분은 하우징(41)에 의해 형성되고 상기 제2 부분은 허브(42)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 점착성 커플링.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 링(25, 55)은 고속 회전 방식으로 허브(11, 42)에 연결되고, 상기 세팅 링(24, 54)은 상기 하우징(12, 41)에 대해 제동될 수 있는 것을 특징으로 하는 점착성 커플링.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 축 조절 장치는 상기 제2 환형 챔버(30, 60) 내에 전자기적으로 이동 가능한 압력 플레이트(36, 66)를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착성 커플링.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 축 조절 장치의 자기 코일(37, 67)은 상기 제2 환형 챔버(30, 60) 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 점착성 커플링.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 두 환형 챔버(16, 30, 46, 60)는 서로에 대해 수압으로 연결되는 것을 특징으로 하는 점착성 커플링.
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