KR20050013495A

KR20050013495A - 회전 진동 댐퍼

Info

Publication number: KR20050013495A
Application number: KR1020040056710A
Authority: KR
Inventors: 요한 예켈; 크리스티안 바허만
Original assignee: 루크 라멜렌 운트 쿠플룽스바우베타일리궁스 카게
Priority date: 2003-07-28
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2005-02-04
Also published as: EP1503103A1; DE502004001516D1; BRPI0403019A; DE102004034086A1; CN1576626A; DE102004034086B4; EP1503103B1; ATE340318T1

Abstract

본 발명은 에너지 저장장치의 저항에 반하여 미끄럼 베어링 장치에 의해 상호 회전될 수 있는 2개 이상의 회전 질량을 가진 회전 진동 댐퍼, 특히 스플릿 플라이휠에 관한 것이다.

본 발명은 상기 미끄럼 베어링 장치가 제 1 미끄럼 베어링 유닛을 포함하고, 상기 제 1 미끄럼 베어링 유닛은 상기 제 1 미끄럼 베어링 유닛보다 훨씬 더 작은 직경을 가진 제 2 미끄럼 베어링 유닛의 반경방향 외부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

회전 진동 댐퍼{ROTARY VIBRATION DAMPER}

본 발명은 회전 진동 댐퍼, 특히 에너지 저장장치의 저항에 반하여 미끄럼 베어링 장치에 의해 서로 상대적으로 회전될 수 있는 2개 이상의 회전 질량을 가지는 스플릿 플라이휠(split flywheel)에 관한 것이다.

종래의 회전 진동 댐퍼의 경우, 설치 공간상의 제약으로 인해 상대적으로 큰 직경을 가진 미끄럼 베어링 유닛을 사용하는 것이 쉽지 않다. 그러한 베어링의 경우 전술한 회전 진동 댐퍼를 장착한 클러치의 예압으로 인해, 특히 클러치가 살짝(가볍게) 눌려지면, 축방향으로 비교적 큰 마찰이 발생하게 된다. 본 발명의 범주에서 수행된 검사들을 통해, 상대적으로 큰 직경을 가진 미끄럼 베어링 유닛에서 상대적으로 큰 마찰이 발생할 경우 운전시 바람직하지 않은 소음이 야기될 수 있다는 사실이 밝혀졌다.

본 발명의 목적은 종래의 회전 진동 댐퍼보다 더 조용하게 작동되는 회전 진동 댐퍼, 특히 에너지 저장장치의 저항에 반하여 미끄럼 베어링에 의해 서로 상대적으로 회전될 수 있는 2개 이상의 회전 질량을 가진 스플릿 플라이휠(split flywheel)을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 회전 진동 댐퍼의 단면도이다.

도 2는 허브 링(hub ring)의 평면도이다.

도 3은 베어링 링의 평면도이다.

도 4는 어댑터 링(adapter ring)의 평면도이다.

도 5는 허브 링, 베어링 링 및 어댑터 링이 모두 장착된 상태를 나타낸 도면이다.

상기 목적은 회전 진동 댐퍼, 특히 에너지 저장장치의 저항에 반하여 미끄럼 베어링 장치에 의해 서로 상대적으로 회전될 수 있는 2개 이상의 회전 질량을 가진 스플릿 플라이휠에 있어서, 상기 미끄럼 베어링 유닛이 제 1 미끄럼 베어링 유닛을 포함하고, 상기 제 1 미끄럼 베어링 유닛은 그보다 훨씬 더 작은 직경을 가진 제 2 미끄럼 베어링 유닛의 반경방향 외부에 배치됨으로써 달성된다. 제 2 미끄럼 베어링 유닛에서는 더 작은 직경으로 인해 특히 축방향으로 훨씬 더 작은 마찰력이 설정될 수 있다.

회전 진동 댐퍼의 한 바람직한 실시예는, 제 1 미끄럼 베어링 유닛이 어댑터 링(adapter ring)을 통해 제 2 미끄럼 베어링 유닛에 커플링되고, 상기 제 2 미끄럼 베어링 유닛은 대체로 원환 디스크 형태의 외부 링 바디 및 상기 외부 링 바디에 연결되는 원환 디스크 형태의 내부 링 바디를 포함하는 것을 특징으로 한다. 외부 링 바디를 통해 지지력(bearing force) 성분, 특히 축방향 힘이 제 1 미끄럼 베어링 유닛으로부터 어댑터 링으로 유도될 수 있다. 그런 다음 유도된 지지력 성분이 내부 링 바디에 의해 제 2 미끄럼 베어링 유닛으로 전달될 수 있다.

회전 진동 댐퍼의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 내부 링 바디가 다수의 스포크(spoke)를 통해 외부 링 바디에 일체로 연결되는 것을 특징으로 한다. 스포크에 의해 외부 링 바디로부터 내부 링 바디로의 안전한 힘 전달이 보증된다. 또한 스포크들 사이의 공간이 샤프트(예: 내연기관의 입력 샤프트)에 회전 질량들 중 하나를 고정시킬 수 있는 나사나 리벳과 같은 고정 수단들의 구현에 필요한 공간을 제공한다.

회전 진동 댐퍼의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 내부 링 바디의 반경방향 외부에 관련 회전 질량에 형성된 돌기가 맞물리는 하나 이상의 리세스가 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 리세스의 원주방향 치수는 돌출부의 상응하는 치수보다 더 크다. 그로 인해 돌출부와 리세스 사이에 원주방향으로 유격이 형성된다. 사전 설정 가능한 회전 진동각이 초과되면 리세스의 측면이 돌출부에 접촉되는데, 상기 돌기는 소음 감쇠를 위해 바람직하게 플라스틱으로 코팅되어 있다.

회전 진동 댐퍼의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 어댑터 링이 상기 어댑터 링의 반경방향 안쪽에 접하는 베어링 링과 상호 작용하는 것을 특징으로 한다. 제 2 미끄럼 베어링 유닛을 위한 스러스트 링(thrust ring)으로서 사용되는 베어링 링은 바람직하게 회전 질량들 중 하나에 형성된 전술한 돌기를 위한 플라스틱 셸(shell)을 형성하기도 한다.

회전 진동 댐퍼의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 베어링 링의 반경방향 바깥쪽에 제 2 미끄럼 베어링 유닛의 축방향 미끄럼 면 및/또는 반경방향 미끄럼 면이 형성되는 것을 특징으로 한다. 반경방향 마찰면은 어댑터 링을 센터링하는데 사용된다. 축방향 미끄럼 면을 통해 축방향 지지력이 흡수된다.

회전 진동 댐퍼의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 베어링 링의 반경방향 안쪽에 내부 직경이 축소된 영역이 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 영역은 클러치, 특히 클러치 디스크의 장착시 센터링 핀을 이용하여 상기 클러치를 센터링하는데 사용된다.

회전 진동 댐퍼의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 제 1 미끄럼 베어링 유닛이 반경방향 바깥쪽에 미끄럼 베어링 면을 가진 허브 링(hub ring)을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 허브 링은 반경방향으로 지지력을 흡수하고, 바람직하게는 운행시 어댑터 링과 접촉되지 않도록 하는 방식으로 가이드된다.

회전 진동 댐퍼의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 상기 허브 링이 내연기관의 입력 샤프트에 회전 질량들 중 하나를 고정하기 위한 수단을 수용하는 다수의 관통 홀을 포함하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 회전 질량들 중 하나, 특히 1차 회전 질량이 다수의 나사에 의해 자동차 엔진의 입력 샤프트에 조여진다. 2차 회전 질량으로도 불리는 다른 회전 질량은 바람직하게 클러치의 대응 압력판을 형성하며, 상기 대응 압력판에는 전술한 회전 진동 댐퍼가 통합되어 있다.

회전 진동 댐퍼의 또 다른 한 바람직한 실시예는, 상기 허브 링이 회전 질량들 중 하나에 상기 허브 링을 고정하기 위한 수단들을 수용하는 다수의 관통 홀을 갖는 것을 특징으로 한다. 허브 링은 예컨대 리벳 연결 방식에 의해 1차 회전 질량에 고정될 수 있다.

대응 압력판과 압력판 사이에 고정될 수 있으며, 클러치 커버에 대해 축방향으로 움직일 수 있고, 트랜스미션 입력 샤프트와 커플링될 수 있는 클러치 디스크 및 상기 대응 압력판을 포함하는 클러치에 있어서 전술한 회전 진동 댐퍼를 통해 앞서 기술한 목적이 달성된다.

본 발명의 또 다른 장점들, 특징들 및 세부사항들은 도면을 참고로 하기에서 실시예를 통해 더 상세히 설명된다. 청구항 및 명세서에 언급된 특징들은 각각 그 자체로 또는 임의로 결합된 상태로 본 발명의 중요한 요소가 될 수 있다.

도 1에는 비틀림 진동 댐퍼라고도 불리는 회전 진동 댐퍼(1)가 도시되어 있다. 듀얼 매스 플라이휠(dual mass flywheel) 형태의 비틀림 진동 댐퍼는 자동차 내연기관의 크랭크샤프트에 고정될 수 있는 1차 매스(2)를 포함하며, 상기 1차 매스(2)에는 제 1 미끄럼 베어링 유닛(3a) 및 제 2 미끄럼 베어링 유닛(3b)에 의해 2차 매스(4)가 회전축(5)을 중심으로 회전할 수 있게 동심으로 장착되어 있다.

1차 회전 질량이라고도 불리는 1차 매스(2)는 압축 가능한 에너지 저장장치(6)를 포함하는 댐핑 장치(7)를 통해 2차 회전 질량이라고도 부르는 2차 매스(4)와 연결된다. 2차 매스(4)는 마찰 클러치(9)를 지지한다. 압력판이라고도 불리는, 마찰 클러치(9)의 스러스트 와셔(10)와 대응 압력판이라고도 불리는, 2차 매스(4)의 마찰면(11) 사이에 클러치 디스크(13)의 마찰 라이닝(12)이 조여진다.

도 1에서 큰 압축 트래블(compression travel)을 가지며 원주방향으로 길쭉한 코일 스프링 형태로 도시된 에너지 저장장치(6)는 적어도 부분적으로 점성 매체로 채워질 수 있는 챔버(14) 내에 수용된다. 상기 챔버(14)는 시이트로 제조된 2개의 부품(15, 16)에 의해 한정된다. 부품 (15)는 반경방향으로 연장되는 영역(17)을 가지며, 상기 영역(17)의 반경방향 안쪽은 나사(18)에 의해 내연기관의 크랭크샤프트와 연결될 수 있고, 반경방향 바깥쪽은 축의 쇼울더(19)로 이어지며, 상기 쇼울더(19)에는 분리벽을 형성하는 부품(16)이 밀착 고정되어 있다. 부품 (15)는 반경방향 바깥쪽에 스타터 링 기어(starter ring gear)를 갖는다.

상기 부품들(15, 16)은 에너지 저장장치(6)용 지지 영역(22, 23)을 가지고 있다. 비틀림 탄성 댐핑 장치(7)의 원형(parent part)은 반경방향 외부에 브래킷들(bracket, 25)을 포함하는 링형 내지는 플랜지형 부품(24)으로 형성되며, 상기 브래킷들은 인접한 2개의 에너지 저장장치(6) 사이에 반경방향으로 연장된다. 플랜지 부품(24)과 1차 매스(2) 사이의 상대 회전시 브래킷(25)과 지지 영역(22, 23) 사이에서 에너지 저장장치(6)가 압축된다. 플랜지(24)의 반경방향 내부 영역(26)이 리벳(27)에 의해 2차 매스(4)와 단단하게 연결된다.

도 1에서는 반경방향 외측 미끄럼 베어링 유닛(3a)이 허브 링(35)과 2차 매스(4) 사이에 배치된 미끄럼 베어링 부시(31)를 포함하는 것을 볼 수 있다. 상기 미끄럼 베어링 유닛(3a)은 축방향으로 플라스틱 디스크(32)를 포함하며, 상기 플라스틱 디스크(32)는 2차 매스(4)와 어댑터 링(34) 사이에 배치되어 있다. 어댑터 링(34)은 반경방향 안쪽에 내부 미끄럼 베어링 유닛(3b)의 일부를 형성한다. 허브링(35)은 리벳 연결(36)을 통해 1차 매스(2)와 단단하게 연결된다. 내부 미끄럼 베어링 유닛(3b)은 베어링 링(38)도 포함한다. 베어링 링(38)은 내부에 센터링 보어(centering bore, 40)를 갖추고 있다. 또한 도 1에서는, 1차 회전 질량(2)에 적어도 하나의 핀(42)이 형성되어 있고, 상기 핀(42)은 어댑터 링(34)을 포함하는 리세스 내로 돌출되는 것을 볼 수 있다.

도 2에서는, 허브 링(35)이 반경방향 지지 링(45)을 포함하고, 상기 지지 링(45)의 외부면이 외측 미끄럼 베어링 유닛(3a)의 반경방향 미끄럼 베어링 면을 형성하는 것을 볼 수 있다. 상기 허브 링(35)은 반경방향 내부에 고정 플랜지(46)를 포함하며, 상기 고정 플랜지(46)는 나사 연결(18, 도 1 참조)을 수행하기 위한 다수의 관통 홀(48, 49)을 포함하고 있다. 또한 상기 허브 링(35)의 고정 플랜지(46)는 리벳 연결(36, 도 1 참조)을 수행하기 위한 다수의 관통 홀(50, 51)을 포함하고 있다. 허브 링(35)은 조립된 상태에서 1차 회전 질량(2)에 접촉되고, 어댑터 링(34)에는 접촉되지 않는다.

도 3에서는, 베어링 링(38)이 반경방향 외측에 베어링 면(54)을 가지며, 상기 베어링 면(54)을 통해 어댑터 링(34)이 내부 미끄럼 베어링 유닛(3b)의 영역에서 축방향으로 지지되는 것을 볼 수 있다. 베어링 면(54)은 반경방향 안쪽으로 대체로 원통 셸 형태를 갖는 베어링 면(55)에 의해 한정되며, 상기 베어링 면(55)은 내부 미끄럼 베어링 유닛(3b)의 영역에서 어댑터 링(34)을 센터링하는데 사용된다. 또한 반경방향 안쪽에는 조립시 클러치 디스크(13, 도 1 참조)를 센터링하는데 사용되는 센터링 보어(40)가 형성되어 있다. 반경방향 외측으로 베어링 링(38)에는각각 관통 홀(61, 62, 63)을 하나씩 가진 3개의 쇼울더(58, 59, 60)가 형성되어 있다. 상기 관통 홀들(61 내지 63)은 핀(42)(도 1 참조)을 수용하는데 사용된다. 베어링 링(38)은 플라스틱으로 일체로 형성된다. 핀(42)(도 1 참조)의 영역에서는 베어링 링(38)이 플라스틱 셸을 형성하며, 상기 커버에 의해 핀(42)이 어댑터 링(34)과 직접 접촉되는 일이 방지된다.

도 4에서는, 어댑터 링(34)이 원환 디스크 형태의 내부 링 바디(69)와 동축으로 배치된, 원환 디스크 형태의 외부 링 바디(68)를 갖는 것을 알 수 있다. 외부 링 바디(68)는 반경방향으로 배치된 3개의 스포크(71, 72, 73)에 의해 내부 링 바디(69)와 일체로 연결되어 있다. 내부 링 바디(69)의 반경방향 외측에 3개의 반원형 리세스(75, 76, 77)가 형성되어 있으며, 회전 진동 댐퍼가 조립된 상태에서 1차 회전 질량(2)으로부터 형성되어 나온 핀(42)이 상기 리세스 안으로 돌출된다.

도 5에는 도 2의 허브 링(35), 도 3의 베어링 링(38) 및 도 4의 어댑터 링(34)이 모두 조립된 상태가 도시되어 있다. 베어링 링(38)의 관통 홀(61) 안에는 1차 회전 질량(2)으로부터 시작되어 관통 홀(61)로 돌출되는 핀(80)이 표시되어 있다. 관통 홀(61)의 반경방향 외부에는, 어댑터 링(34)이 그의 리세스들(75, 76, 77)에 의해 부속 핀들(80, 42)에 닿기 전에 베어링 링(38)과 허브 링(35)에 대해 약 ±2°에 달하는 각도(w)만큼 회전될 수 있다는 것이 표시되어 있다.

본 발명을 통해 도 1에 도시된 듀얼 매스 플라이휠 내에서 발생하는 기본 마찰 내지는 기본 히스테리시스가 감소될 수 있다. 어댑터 링(34)을 통해 2차 회전 질량(4)의 회전 운동이 더 바깥쪽에 있는 더 큰 직경을 가진 미끄럼 베어링 유닛(3a)으로부터 안쪽의 더 작은 직경을 가진 미끄럼 베어링 유닛(3b)으로 전달(전이)된다. 바람직하게는 상기 두 미끄럼 베어링 유닛(3a, 3b)에서 동일한 재료로 만들어진 마찰 상대(friction partner)가 사용됨에 따라 내부 미끄럼 베어링(3b)에서 약 2/3 정도 감소된 마찰이 설정될 수 있다. 이러한 마찰 감소율은 다른 설치 공간 조건이나 요건에 따라 다를 수도 있다.

기본 히스테리시스 문제는 공회전시에만 발생하기 때문에, 내부 미끄럼 베어링 유닛(3b)에 의해 실현되는 진동각은 작아야 한다.

도 5에는 ±2°의 진동각이 표시되어 있다. 그러나 다른 진동각도 가능하다. 전술한 공회전 진동각이 초과되면, 경우에 따라 부가되는 안전도를 포함하여, 큰 미끄럼 베어링(3a)에 의해 함께 가이드된, 어댑터 디스크라고도 할 수 있는 어댑터 링(34)이 1차 회전 질량(2)으로부터 돌출된 핀(42)에 부딪친다. 상기 핀(42)은 소음 감쇠를 위해 플라스틱 캡슐에 싸여있다. 플라스틱 캡슐은 작은 미끄럼 베어링(3b)용 스러스트 와셔로도 불리는 베어링 링(38)에 통합된다. 상기 핀(42)에 의해 베어링 링(38)이 정확하게 포지셔닝되고, 상기 베어링 링(38)이 돌아가거나 미끄러지는 현상이 방지된다.

예컨대 가속 주행시 또는 감속 주행시, 듀얼 매스 플라이휠에서 더 큰 진동각이 발생하거나 블럭당 내부 마찰이 무효화된 경우에는 큰 미끄럼 베어링(3a)만 작용한다. 따라서 큰 기본 마찰만 작용한다. 상기 기본 마찰은 비틀림 진동 댐핑을 더욱 향상시키는데 제공된다. 본 발명을 통해, 주행 상태에 따라 하나의 단 또는 다른 단에서 사용되는 2단 기본 히스테리시스를 얻기 위한 방법이 제공된다.

Claims

에너지 저장장치(6)의 저항에 반하여 미끄럼 베어링 유닛에 의해 상호 회전될 수 있는 2개 이상의 회전 질량(2, 4)을 가진 회전 진동 댐퍼, 특히 스플릿 플라이휠(split flywheel)에 있어서,

상기 미끄럼 베어링 유닛이 제 1 미끄럼 베어링 유닛(3a)을 포함하며, 상기 제 1 미끄럼 베어링 유닛(3a)은 그보다 훨씬 더 작은 직경을 가진 제 2 미끄럼 베어링 유닛(3b)의 반경방향 외부에 배치는 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
제 1항에 있어서,

상기 제 1 미끄럼 베어링 유닛(3a)은 어댑터 링(34)을 통해 상기 제 2 미끄럼 베어링 유닛(3b)과 커플링되고, 상기 어댑터 링(34)은 원환 디스크 형태의 외부 링 바디(68) 및 상기 외부 링 바디(68)와 연결된 원환 디스크형 내부 링 바디(69)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
제 2항에 있어서,

상기 내부 링 바디(69)는 다수의 스포크(spoke; 71, 72, 73)에 의해 상기 외부 링 바디(68)와 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,

상기 내부 링 바디(69)의 반경방향 외부에 하나 이상의 리세스(75, 76, 77)가 형성되고, 상기 리세스(75, 76, 77)에는 관련 회전 질량(2)에 형성된 돌기(47)가 맞물리는 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 어댑터 링(34)은 상기 어댑터 링(34)의 반경방향 내부에 접하는 베어링 링(38)과 상호 작용하는 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
제 5항에 있어서,

상기 베어링 링(38)의 반경방향 외부에 제 2 미끄럼 베어링 유닛(3b)의 축방향 미끄럼 면(54) 및/또는 반경방향 미끄럼 면(55)이 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,

상기 베어링 링(38)의 반경방향 내부에 더 작은 내부 직경(40)을 가진 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 미끄럼 베어링 유닛(3a)은 반경방향 외부에 미끄럼 베어링 면(65)을 가진 허브 링(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
제 8항에 있어서,

상기 허브 링(35)은 내연기관의 입력 샤프트에 상기 회전 질량들 중 하나(2)를 고정하기 위한 수단(18)을 수용하는 다수의 관통 홀(48, 49)을 가진 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
제 8항 또는 제 9항에 있어서,

상기 허브 링(35)은 상기 회전 질량들 중 하나(2)에 상기 허브 링(35)을 고정하기 위한 수단(36)을 수용하는 다수의 관통 홀(50, 51)을 가진 것을 특징으로 하는 회전 진동 댐퍼.
클러치 커버에 대해 축방향으로 움직일 수 있고 트랜스미션 입력 샤프트와 커플링될 수 있으며, 압력판(10)과 대응 압력판(4) 사이에 고정될 수 있는 클러치 디스크(13) 및 상기 대응 압력판을 구비한 클러치에 있어서,

전술한 항들 중 어느 한 항에 따른 회전 진동 댐퍼를 구비한 것을 특징으로 하는 클러치.