KR20070073883A

KR20070073883A - 종속 실린더

Info

Publication number: KR20070073883A
Application number: KR1020077010219A
Authority: KR
Inventors: 토마스 람호퍼
Original assignee: 루크 라멜렌 운트 쿠프룽스바우 베타일리궁스 카게
Priority date: 2004-11-05
Filing date: 2005-10-15
Publication date: 2007-07-10
Also published as: BRPI0517053A; DE112005002564A5; EP1809920A1; CN101091072A; US20080116031A1; JP2008519214A; WO2006047981A1

Abstract

본 발명은, 특히 차량의 유압 시스템용 종속 실린더(1)에 관한 것이다. 상기 종속 실린더(1)는 외부 관(5)와 고정 링이 구비된 하우징과, 내부 관(10)가 구비된 안내 슬리브를 포함한다. 외부 관과 내부 관은 압력실을 형성하고, 그 내부에는 링 피스톤이 축방향으로 이동가능하게 배치될 수 있고, 안내 슬리브(2)는 고정 링(6)에 대하여 가압되는 고정 판(11)을 포함한다. 시일(15)은 내부 영역과 고정 판 사이에 시일 홈 내에 배치되고, 고정 링의 축방향 힘을 고정 판에 가하기 위한 수단(9)이 고정 링의 외부 영역에 배치된다. 본 발명의 목적은 하우징과 내부 관 사이의 시일이 기능하지 않는 것을 방지하거나, 최소한 높은 내부 압력 하에서 기능하지 않을 가능성을 감소시키는 것이다. 이를 위해, 축방향 힘을 가하는 수단에 의해 내부 영역과 고정 판 사이에 생성되는 표면 압력은, 이들 상에 작동중에 압력실로부터의 압력에 의해 가해지는 팽창 인장력보다 높다.

종속 실린더, 하우징, 안내 슬리브, 고정 판, 고정 링

Description

종속 실린더 {SLAVE CYLINDER}

본 발명은 특히 차랑의 유압 시스템용 종속 실린더에 관한 것으로서, 상기 종속 실린더는 외부 관 및 고정 링을 갖는 하우징과 내부 관을 갖는 안내 슬리브를 갖고, 외부 관과 내부 관은 그 내부에 링 피스톤이 축방향으로 변위가능하게 배치될 수 있는 압력실을 한정하고, 안내 슬리브는 고정 링에 대하여 가압되는 고정 판을 포함하고, 내부 영역과 고정 판 사이에서 시일 홈 내에 시일이 배치되고 고정 링의 외부 영역에는 고정 링의 축 방향 힘을 고정 판에 가압하기 위한 수단이 배치된다.

내부의 금속 실린더와 외부의 플라스틱 하우징에 의해 압력실이 한정되는 일반유형의 종속 실린더가 독일 특허 제102 22 730호에 의해 공지되어 있다. 양 부품의 결합은 기어 하우징에 대한 나사 결합을 통해 달성되고, 양 부품 사이에는 압력실의 외부로의 밀봉을 위하여 시일이 배치된다.

또다른 종속 실린더는 예를 들어 독일 특허 제43 12 346호에 의해 공지되어 있다. 여기서 압력실은 두개의 상호 동심으로 배치되고 기어 하우징에 대면하는 면 상에서 상호 용접된 금속관을 통해 형성된다.

양 부품, 즉 안내 슬리브와 플라스틱 하우징 사이의 압력실측 결합위치에서, 작동중에 압력실에서 지배하는 압력은, 양 부품을 상호 밀어내려고 하는 소위 팽창력을 가한다. 팽창력은 내부 압력과 이에 의해 수직으로 상면을 향하여 작용하는 압력을 통하여 (초기에는 작은) 주연부의 틈이 양 부품 사이의 안착면쪽으로 가압되어 축방향으로 작용가능한 면이 형성됨으로써 발생한다. 압력은 축방향으로 작용하는 팽창력을 가능케 하는, 단면상에서 보았을 때 쐐기형의 주연부의 틈을 생성한다. 이러한 틈이 크면 클수록 동일한 압력하에서 (여기서 작용면이 더 커지고) 팽창력은 더 커진다. 이를 통해 양 부품 사이의 시일은 축방향으로 압력이 해제되어 반경방향으로 작용하는 압력에 더 이상 대항하지 못하고 기능하지 못한다. 상호 용접된 부품에서, 즉, 안내 슬리브와 하우징이 상호 용접 가능한 재료(대부분의 금속) 구성되면, 이러한 문제는 더 강하게 유지될 수 있는 결합을 통하여 대체로 그리 심각하지 않다. 부품들이 전체가 아니라 부분적으로 용접된 경우에는, 상술한 문제가 또 발생한다.

본 발명의 과제는, 하우징과 내부 관 사이의 시일이 높은 내부 압력 하에서 기능하지 못하는 것을 방지하거나 그 가능성을 최소화하는, 종속 실린더를 제공하는 것이다.

이러한 과제는, 특히 차량의 유압 시스템용 종속 실린더로서, 외부 관와 고정 링을 갖는 하우징과 내부 관를 갖는 안내 슬리브를 포함하고,외부 관와 내부 관가 링 피스톤이 축방향으로 변위 가능하게 배치될 수 있는 압력실을 한정하고,안내 슬리브는 고정 링에 대하여 가압되는 고정 판을 포함하고, 내부 영역과 고정 판 사이에 시일 홈 내에 시일이 배치되고 고정 링의 외부 영역 내에는 고정 링의 축방향 힘을 고정 판에 가하기 위한 수단이 배치되고, 축방향 힘을 가하기 위한 수단에 의해 내부 영역과 고정 판 사이에 가해지는 표면 압력이 작동중에 압력실의 압력 충격에 의해 이들에 가해지는 팽창 인장력보다 큰 것을 특징으로 하는 종속 실린더에 의해 달성된다. 팽창 인장력은, 표면 압력과 대향하여 위치하고 국부적으로 표면 요소로 지향되는 팽창력으로 이해된다. 내부 관은 양호하게는 금속으로 제조되고, 하우징은 양호하게는 플라스틱으로 제조된다. 링 피스톤이 활주하는 상호 대향하는 면은 양호하게는 대략 실린더형이다.

고정 링의 축방향 힘을 고정 판 상에 가하기 위한 수단은 고정 판을 고정 링 주연부로 플랜징한 것이고, 대안으로는 또는 부가적으로 종속 실린더를 기어 하우징에 고정하기 위한 (다수의) 나사일 수 있다. 나사는 양호하게는 고정 링의 외부 영역의 나사 아이를 통하여 기어 하우징의 나사산 구멍으로 돌출한다.

외부 영역은 양호하게는 기어 하우징으로부터의 간극을 가짐으로써, 나사의 가압력이 주로 고정 링의 내부 영역을 통해서만 기어하우징으로 가해진다. 따라서 외부 영역은 종속 실린더가 기어 하우징에 장착될 때도 기어 하우징 상에 놓이지 않음으로써 종속 실린더가 단지 내부 영역에서만 기어 하우징에 지지된다. 이를 통해 전면적 지지에 비하여 동일한 가압력으로 표면의 표면 압력은 증가되고, 중요한 영역에서 이러한 압력이 압력실 주위로 직접 가해진다.

또 다른 실시예에서 고정 판에 대면하는 하우징의 배면은 변형되지 않고 조립되지 않은 상태에서 원주방향으로 파동 형상으로 형성된다. 하우징의 배면은 대체로 반경방향으로 연장되는, 고정 판 상의 지지면이다. 축방향에서 관찰하면, 표면의 진행이 평평할 수 있고, 임의의 반경방향 단면은 대체로 선형인 상부 표면을 가지지만, 반경방향으로는 다양한 축방향 높이를 가질 수 있다. 예를 들어, 원주방향 파동은 반경방향으로도 기울어지는 형태 또는 나선형 등으로 진행할 수 있다.

양호하게는, 나사 아이의 영역에 파동 골이 놓이고, 나사 아이 사이의 영역에 파동 마루가 놓인다. 이를 통해 표면 압력은 나사 조립 상태에서 주연부 주위로 균일하게 분포된다.

양호하게는, 파동형태로의 성형은 대략 사인(sine)곡선에 대응한다. 이는 일정한 반경을 따라서 전개하면 대략 사인곡선이 생성되는 것을 통해 이해할 수 있다. 사인곡선은 양호하게는 (파동 마루와 파동 골 사이의 접선의 차이로서 측정된) 대략 0.05 내지 0.6mm, 양호하게는 대략 0.2mm인 진폭을 갖는다.

앞서 기술한 과제는, 또한 특히 차량의 유압 시스템을 위한, 종속 실린더의 기어 하우징에의 조립체로서, 상기 종속 실린더는, 외부 관과 고정 링을 갖는 하우징과 내부 원통형 관를 갖는 안내 슬리브를 포함하고, 외부 관과 원통형 내부 관은, 그 내부에 링 피스톤이 축방향으로 변위 가능하게 배치될 수 있는 압력실을 한정하고, 안내 슬리브는 종속 실린더의 조립 위치에서 종속 실린더의 고정 링의 내부 영역과 기어 하우징 사이에 배치되는 고정 판을 포함하고, 내부 영역과 고정 판 사이에 시일 홈 내에는 시일이 배치되고, 고정 링의 외부 영역에는, 종속 실린더를 기어 하우징에 고정시키는 나사의 수용을 위한 나사 아이가 배치되고, 외부 영역은 기어 하우징으로부터 간극를 가짐으로써, 나사의 가압력이 주로 고정 링의 내부 영역을 통하여 기어 하우징으로 가해지는 것을 특징으로 하는 종속 실린더의 기어 하우징에의 조립체를 통하여 해결된다.

이하에서는 아래의 도면을 참조하여 실시예가 설명된다.

도1은 유압 종속 실린더의 개략적인 단면도를 도시한다.

도2는 하우징의 장착면을 도시한다.

도3은 도1의 주연부의 절단선 (A-A)을 따른 하우징의 전개도를 도시한다.

도1은 차량의 유압 시스템의 종속 실린더(1), 소위 중앙 서보 실린더(CSC)의 부분단면도를 도시한다. 이는, 여기에 도시되지 않은 기어입력축과 실질적으로 동축으로 배치되는 안내 슬리브(2)를 포함한다. 안내 슬리브(2)는 하우징(3)과 결합되고 안내 슬리브(2)와 하우징(3)은 압력실(4)을 둘러싸고, 압력실(4) 내에는 여기에 도시되지 않은 링 피스톤이 예를 들어 차량 클러치의 해제 베어링의 작동을 위하여 작동가능하게 배치된다. 압력실(4)은 여기에 도시되지 않은 유압 시스템의 도관과 연결되어 이는 예를 들어 메인 실린더의 압력으로 유압식으로 작동된다.

하우징(3)은, 실제 압력실(4)을 한정하는 외부 관(5)을 포함한다. 외부 관(5)은 대체로 반경방향으로 연장하는 원형의 고정 링(6)으로 이어지고, 고정 링(6)은 종속 실린더(1)를 나사(9)에 의해 여기서 개략적으로 도시된 기어 하우징(8)으로 고정시키기 위해 나사 아이(7, eye)를 포함한다. 통상 하우징(3)의 주연부 주위로 세 개의 나사 아이(7)가 분포되어 배치되고, 두개 또는 네 개 이상의 나사 아이(7)가 제공될 수 있다.

안내 슬리브(2)는 실린더형 내부관(10)을 포함하고, 내부관(10)은 대체로 반경 외측 방향으로 연장하는 원형의 고정 판(11)으로 이어진다. 고정 판(11)은 반경 외측 방향으로 홈 링(12)으로 이어지고, 홈 링(12)은 하우징(3)의 원형의 링 홈(13)으로 결합된다.

종속 실린더(1)가 조립되어 기어 하우징(8)에 고정될 때 고정 판(11)은 기어 하우징(8)과 중앙서보실린더(CSC)의 하우징(3) 사이에 놓인다. 원형의 시일 홈(14)에는 예컨대 O-링 또는 성형시일 형태의 시일(15)이 밀봉을 위해 삽입된다.

반경방향으로 보았을 때, 기어 하우징(8)에 대면하는 하우징(3)의 면은 단지 개념적으로, 압력실(4)로부터 원형의 링홈(13)까지 연장하는 내부 영역(16)과 링홈으로부터 반경 외측 방향으로 더 연장하는 외부 영역(17)으로 구분된다. 내부 영역(16)은 압력실(4)을 외부에 대해 밀봉하는 기능을 수행하고, 외부 영역(17)은 주로 나사 아이(7)를 수용하는 기능을 수행한다. 외부 영역(17)은 조립 상태에서 기어 하우징(8)으로부터 간극(X)을 포함한다. 이로 인해 나사(9)를 꽉 조임으로써 압력이 주로 내부 영역(16)에서 기어 하우징(8) 방향으로 가해진다. 외부 영역(17)은 나사(9)의 조임 이후에도 기어 하우징(8) 상에 놓이지 않는다. 이를 통해 내부 영역(16)은 국부적으로 높은 표면 압력을 발생시키는 사전 인장으로 고정 판(11)과 기어 하우징(8)에 대하여 가압될 수 있다.

내부 영역(16)과 고정 판(11) 사이에 소위 팽창 면(18)이 놓이고, 이는 주로 유압력이 하우징(3)과 고정 판(11) 사이의 간극으로 가압되어 양자를 가압함으로써 축방향으로 나사(9)에 의해 가해지는 가압력에 대향하여 작용하는 힘이 이러한 영역에서 작용한다. 팽창 면(18) 상에 작용하는 힘이 가압력보다 크면 (즉 국부적으로 단위 면적 당 팽창력인 팽창 인장력이 대향하는 표면압력보다 크면), 압력실(4)에 대면하는, 하우징(3)과 고정 판(11) 사이의 천이면의 영역이 분리되어 간극이 더 커지게 된다. 시일이 작은 축방향 힘으로만 고정되거나 거의 축방향 힘을 받지 못할 정도로 간극이 크다면, 시일은 기능하지 못하고 유압력은 빠져 나간다. 팽창력은 유효 팽창 면(18)과 압력실(4)내의 압력에 좌우된다.

간극(X)은 팽창 면(18)의 영역 내에서 매우 높은 표면 압력이 기어 하우징(8) 상에 축방향으로 가해지도록 그리고 이것이 압력실(4) 내에 압력을 통해 이러한 영역에 가해지는 압력보다 통상 높도록 나사(9)를 조이는 것을 가능하게 한다. 이를 통해 간극이 전혀 생성되지 않거나 또는 작게만 생성되어 팽창 면(18)이 적어도 시일(15)에 도달하지 않도록 한다.

고정 판(11)은 외부 영역(17) 내에서 중앙 서보 실린더(CSC) 하우징(3)을 중심으로 하고 플랜지일 수 있다. 플랜지를 통해 이를 통해서만 하우징(3)과 고정 판(11) 사이의 이전에 도시된 가압력이 생성되도록 수행된다.

고정 판(11)에 대면하고 조립 위치에서 이것에 놓이는 내부 영역(16)의 배면(21)이 조립되지 않은 위치에서 주연부에서 보았을 때 파동형태로 보이면, 압력이 하우징(3)의 주연부를 통하여 특히 균일하게 분포되는 것이 달성된다. 이는 도2에서 사시도로 도시된다. 파동은 반경방향이 아니라 주연부방향으로 연장한다. 파동 마루(19)는 도2에서 이중선으로 도시되고 파동 골(20)은 단순한 선으로 도시 된다. 파동 마루(19)와 파동 골(20)은 대체로 반경방향으로 연장되고, 이는 선으로 표시된 보조선을 통하여 반경방향 연장부로 지시된다. 단순한 도시를 위하여 도3은 도1의 선(A-A)을 따른 전개도를 도시하고, 회전 대칭형인 종속 실린더(1)의 주연부 방향으로 단면이 생성되고 파동 마루(19)와 파동 골(20)을 통과하는 반경 방향 보조선마다 주연부각이 표시되고 도3에는 X축을 통하여 도시된다. 도3에는 나사 아이(7)가 수직의 쇄선들로 도시된다. 보이는 바와 같이, 이는 대체로 사인(sine)형태로 형성되고 (파동 마루와 파동 골 사이에 측정된) 진폭(A)을 갖는 상면에 관한 것이고, 파동 마루(19)는 나사 아이(7)들 사이에 배치되고, 파동 골(20)은 나사 아이(7) 영역에 배치된다. 이를 통하여, 나사(9)를 조일 때 하우징(3)의 탄성변형에도 불구하고 시일(15)의 영역 내에서 상대적으로 균일한 표면 압력이 주연부를 통하여 균일하게 주어진다.

<도면부호 리스트>

1: 종속 실린더

2: 안내 슬리브

3: 하우징

4: 압력실

5: 외부 관

6: 고정 링

7: 나사 아이

8: 기어 하우징

9: 나사

10: 실린더형 내부 관

11: 고정 판

12: 홈링

13: 원형 링 홈

14: 원형 시일 홈

15: 시일

16: 내부 영역

17: 외부 영역

18: 팽창 면

19: 파동 마루

20: 파동 골

21: 배면

Claims

특히 차량의 유압 시스템을 위한 종속 실린더(1)로서,

외부 관(5)과 고정 링(6)을 갖는 하우징(3) 및, 내부 관(10)을 갖는 안내 슬리브(2)를 포함하고, 외부 관(5)과 내부 관(10)은, 그 내부에 링 피스톤이 축방향으로 변위 가능하게 배치될 수 있는 압력실(4)을 한정하고, 안내 슬리브(2)는 고정 링(6)에 대하여 가압되는 고정 판(11)을 포함하고, 내부 영역(16)과 고정 판(11) 사이에 시일 홈(14) 내에는 시일(15)이 배치되고, 고정 링(6)의 외부 영역(17)에는 고정 링(6)의 축방향 힘을 고정 판(11)에 가하기 위한 수단이 배치되는 종속 실린더에 있어서,

상기 축방향 힘을 가하기 위한 수단에 의해 내부 영역(16)과 고정 판(11) 사이에 작용하는 표면 압력은, 작동중에 압력실(4)의 압력 충격을 통하여 상기 내부 영역과 고정판에 가해지는 팽창 인장력보다 큰 것을 특징으로 하는 종속 실린더.
제1항에 있어서, 고정 링(6)의 축방향 힘을 고정 판(11)에 가하기 위한 상기 수단은 고정 링(6)을 중심으로 하는 고정 판(11)의 플랜지인 것을 특징으로 하는 종속 실린더.
제1항 또는 제2항에 있어서, 고정 링(6)의 축방향 힘을 고정 판(11)에 가하기 위한 상기 수단은 종속 실린더를 기어 하우징(8)에 고정시키기 위한 나사(9)인 것을 특징으로 하는 종속 실린더.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 나사(9)는 고정 링의 외부 영역(17)의 나사 아이(7)를 통하여 기어 하우징(8)의 나사산 구멍내로 돌출하는 것을 특징으로 하는 종속 실린더.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 영역(17)은 기어 하우징(8)으로부터의 간극(X)을 가짐으로써 나사(2)의 체결력이 주로 고정 링(6)의 내부 영역(16)을 통하여 기어 하우징(8)으로 가해지는 것을 특징으로 하는 종속 실린더.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 고정 판(11)에 대면하는 하우징(3)의 배면(21)은, 변형되지 않고 조립되지 않은 상태에서 원형으로 파동 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 종속 실린더.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 배면(21)의 파동 형상 형성은 대략 사인 곡선에 대응하고, 파동 골(20)은 나사 아이(7)의 영역에 위치하고 파동 마루(19)는 나사 아이(7) 사이의 영역에 위치하고 사인 곡선은 대략 0.05 내지 0.6mm의 진폭(A)을 갖는 것을 특징으로 하는 종속 실린더.
특히 차량의 유압 시스템을 위한, 종속 실린더(1)의 기어 하우징(8)에의 조 립체로서,

상기 종속 실린더(1)는, 외부 관(5)과 고정 링(6)을 갖는 하우징(3) 및, 내부 원통형 관(10)을 갖는 안내 슬리브(2)를 포함하고, 외부 관(5)과 원통형 내부 관(10)은, 그 내부에 링 피스톤이 축방향으로 변위 가능하게 배치될 수 있는 압력실(4)을 한정하고, 안내 슬리브(2)는 종속 실린더(1)의 조립 위치에서 종속 실린더(1)의 고정 링(6)의 내부 영역(16)과 기어 하우징(8) 사이에 배치되는 고정 판(11)을 포함하고, 내부 영역(16)과 고정 판(11) 사이에 시일 홈(14) 내에는 시일(15)이 배치되고, 고정 링(6)의 외부 영역(17)에는, 종속 실린더(1)를 기어 하우징(8)에 고정시키는 나사(9)의 수용을 위한 나사 아이(7)가 배치되는 종속 실린더의 기어 하우징에의 조립체에 있어서,

외부 영역(17)은 기어 하우징(8)으로부터 간극(X)을 가짐으로써, 나사(2)의 체결력이 주로 고정 링(6)의 내부 영역(16)을 통하여 기어 하우징(8)으로 가해지는 것을 특징으로 하는 종속 실린더의 기어 하우징에의 조립체.