KR20080078574A - 피스톤-실린더 장치용 피스톤 - Google Patents

피스톤-실린더 장치용 피스톤 Download PDF

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Abstract

피스톤-실린더 장치용 피스톤은, 피스톤 로드에 부착되며 작동 실린더를 2개의 작동 공간으로 분리하는, 축방향으로 이동 가능한 피스톤 몸체; 압입(push) 및 인출(pull) 방향을 위한 것으로, 밸브가 구비되며 감쇄력을 발생시키는 개구부; 및 상기 작동 실린더에 대하여 상기 피스톤을 밀봉하기 위한 상기 피스톤의 둘레면 상의 시일(seal)로 이루어지며, 상기 피스톤 몸체(1)는 단일체의 스탬핑 성형된 부품으로 설계된다.
피스톤, 실린더, 감쇄, 압입, 인출, 밸브, 스탬핑 성형

Description

피스톤-실린더 장치용 피스톤 {PISTON FOR A PISTON-CYLINDER UNIT}
본 발명은, 피스톤 로드에 부착되며 작동 실린더를 2개의 작동 공간으로 분리하는, 축방향으로 이동 가능한 피스톤 몸체; 압입(push) 및 인출(pull) 방향을 위한 것으로, 밸브가 구비되며 감쇄력을 발생시키는 개구부; 및 상기 작동 실린더에 대하여 피스톤을 밀봉하기 위한 상기 피스톤의 둘레면 상의 시일로 이루어지는, 피스톤-실린더 장치용 피스톤에 관한 것이다.
예를 들어 DE 196 839 1 GM에 이미 공지되어 있는 유압 장치용 피스톤은, 피스톤 내의 통로 및 밸브로 작용하는 부재를 구비하고, 스프링에 의해 탄지되는 중간 부재가 한쪽 유동 방향에서 피스톤 내의 시트용 밸브 역할을 하고 다른 유동 방향에서 밸브 디스크용 시트의 역할을 하도록 설계되어 있다.
본 발명의 과제는, 조립이 용이한 소수의 부품으로 이루어지면서도 필요한 감쇄 기능을 만족시키는, 간단한 설계의 피스톤 밸브를 구비한 피스톤-실린더 장치용 피스톤을 제공하는 것이다. 또한, 피스톤 밸브는 저가의 재료로 만들어지며 제조비용이 낮도록 의도된다.
상기 과제를 완수하기 위해, 본 발명에 따라 제공되는 피스톤 몸체는 단일체의 스탬핑 성형 부품으로 설계된다.
이로 인한 장점은, 피스톤 본체가 스탬핑 성형에 의해 용이하게 제조되어 설치될 수 있으며, 필요한 기계적 마무리 작업의 양이 최소화될 수 있다.
피스톤 포일(piston foil)을 시일로 사용함으로써, 피스톤 몸체의 외측면과 작동 실린더의 내벽 사이에 간단한 시일이 저비용으로 제공될 수 있다.
다른 본질적인 특징에 따르면, 인출 단계에서 밸브 디스크는 하나 이상의 개구부와 상호 작용을 하고, 압입 단계에서 밸브 디스크는 하나 이상의 개구부를 밀봉한다.
바람직하게, 밸브 디스크는 스프링에 의해 작동된다.
바람직하게, 스프링은 피스톤 몸체의 내측 둘레에 지지된다.
제조 기술의 관점 및 비용의 최적화에서 바람직한 실시예는, 압입 단계에 연관되는 하나 이상의 개구부가 탄성 부재에 의해 덮이는 것을 특징으로 한다. 바람 직하게, 상기 개구부는 피스톤 몸체의 원통형 쇼울더 상에 위치되며 탄성의 환형 부품에 의해 밀봉된다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 호스의 섹션은 탄성의 환형 부품으로서 제공된다.
또 다른 실시예에 따르면, 밸브 디스크는 압입 단계를 위한 하나 이상의 보어를 가지며 상기 보어는 대응하는 개수의 밸브 몸체에 의해 폐쇄된다. 또 다른 실시예에 따르면, 밸브 몸체는 스프링에 의해 탄지된다.
피스톤 몸체는 제조 기술의 관점에서 볼 때 단차부(elevation)를 가지도록 제조되는 것이 바람직하다. 툴(tool)의 관점에서, 상기 단차부는 양쪽 단부면으로부터 스탬핑 툴 공정에 의해 제조되는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 스프링은 형상 결합(positive connection)에 의해 피스톤 몸체에 대하여 고정된다. 바람직하게, 상기 스프링은 조립 중에 피닝된(peened over) 피스톤 몸체의 면적에 의해 지지된다. 조립 공정 중에, 피닝은 측정된 힘 대 거리 관계에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 임의의 원하는 변형을 구현하도록 상이한 스프링이 추가로 사용될 수 있다.
피스톤 본체가 스탬핑 성형에 의해 용이하게 제조되어 설치될 수 있으며, 필요한 기계적 마무리 작업의 양이 최소화될 수 있다. 또한 피스톤 포일을 시일로 사용함으로써, 피스톤 몸체의 외측면과 작동 실린더의 내벽 사이에 간단한 시일이 저비용으로 제공될 수 있다.
도 1에 도시한 피스톤-실린더 장치(12)는, 본질적으로 피스톤 몸체(1) 및 피스톤 몸체(1)에 의해 2개의 작동 공간(14a, 14b)으로 분리되는 작동 실린더(13)로 이루어진다. 피스톤 몸체(1)는 피스톤 로드(15)에 부착되며 작동 실린더(13) 내에서 피스톤 로드(15)와 함께 축방향으로 왕복동된다. 작동 실린더(13)는 또한 저부 밸브(16)를 가지며, 이를 통해 감쇄 매체가 보상 공간(17)에 도달할 수 있다.
그러나 피스톤 몸체(1)는, 작동 실린더(13) 내부에 가스가 충전된 보상 공간만을 가지는, 소위 단일 튜브 진동 댐퍼 내에 용이하게 설치될 수도 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 2개의 튜브로 이루어진 진동 댐퍼의 경우, 보상 공간(17)은 작동 실린더(13) 및 외측 튜브(18)에 의해 동축으로 형성된다.
피스톤 몸체(1)는 그 외측 둘레에 작동 실린더(13)의 내벽에 대하여 밀봉을 하기 위한 시일(2)을 구비하며, 이 실시예에서 시일은 피스톤 포일의 형태이다. 피스톤 몸체(1)에 위치되는 밸브 디스크(3)는 스프링(5)에 의해 피스톤 몸체에 지지되어, 인출 방향일 때 밸브 디스크(3)가 상승되면 감쇄 매체가 상측 작동 공간(14a)으로부터 피스톤 몸체(1)의 개구부(4)를 통해 하측 작동 공간(14b)으로 이동할 수 있게 된다.
압입 방향에서, 즉 피스톤 로드(15)가 내측으로 이동함에 따라, 하측 작동 공간(14b)의 압력은 피스톤 몸체(1)에 대하여 밸브 디스크(3)를 가압하여, 감쇄 매체가 밸브 디스크(3)의 중앙 보어(8)만을 통해 개구부(4a)로 흘러 탄성 부재(6)를 통과하게 된다.
도 2는 피스톤 몸체(1)를 분리하여 나타낸 것으로, 이 피스톤 몸체(1)는 원통형 쇼울더(7)의 영역에서 예를 들어 기계가공이 불필요한 연결에 의해 피스톤 로드(15)에 부착된다. 원통형 쇼울더(7)는 또한 호스의 섹션 형태인 탄성 부재에 의해 폐쇄되는 개구부(4a)를 갖는다. 호스 섹션은 인출 방향에서는 개구부(4a)를 밀봉하고 압입 방향에서는 오일이 개구부(4a)를 지나서 통과할 수 있도록 한다.
피스톤 몸체(1)는 스탬핑 성형된 부품으로서 제조되며, 스탬핑 툴에 의해 개구부(4) 및 개구부(4)를 둘러싸는 단차부(10)가 형성된다. 단차부(10)는 밸브 디스크(3)가 만족스러운 시일을 형성할 수 있도록 하며 둘레 주위로 연장될 수 있어서 추가적으로 소정의 사전 조절(pre-throttling) 효과를 낼 수도 있다.
도 3은 밸브 디스크(3)의 보어(8)가 밸브 몸체(9)에 의해 폐쇄된 실시예를 나타낸다. 밸브 몸체(9)는 피스톤 로드(15)에 대하여 스프링 부재(19)에 의해 지지되며 압입 방향에서 감쇄 밸브의 역할을 하여, 중앙 보어(8) 및 개구부(4a)가 개폐된다.
인출 방향에서, 밸브 몸체(9)는 개구부(4a) 및 보어(8) 모두를 폐쇄하여, 스프링(5)에 의해 지지되는 밸브 디스크(3)만이 감쇄 매체의 감쇄작용에 대하여 활성화된다. 개구부(4)에는 밀봉 효과를 향상시키기 위해 전술한 바와 같이 단차부(10)가 구비된다. 피스톤 몸체(1) 상에서 적절하게 제 위치에 유지되는 피스톤 포일은 작동 실린더(13)의 내벽에 대하여 시일(2)의 역할을 한다.
도 4 역시 피스톤 몸체(1)를 나타내는 것으로, 밸브 디스크(3)의 보어(8)가 볼(ball) 형태의 밸브 몸체(9)에 의해 밀봉된다. 그밖에, 이 설계는 도 3을 참조 하여 설명한 것과 원리가 동일하다. 이 실시예에서도 스탬핑 툴에 의해 피스톤 몸체(1)의 양쪽 단부면(11)으로부터 단차부(10)가 형성될 수 있다.
도 1은 피스톤-실린더 장치를 부분단면으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 피스톤-실린더 장치의 피스톤을 분리하여 나타낸 도면이다.
도 3 및 4는 피스톤 및 연관되는 압입 단계 밸브의 추가적인 변형의 단면도이다.
(참조부호의 설명)
1 피스톤 몸체 2 시일
3 밸브 디스크 4 개구부
5 스프링 6 탄성 부재
7 원통형 쇼울더 8 보어
9 밸브 몸체 10 단차부
11 양쪽 단부면 12 피스톤-실린더 장치
13 작동 실린더 14 작동 공간
15 피스톤 로드 16 저부 밸브
17 보상 공간 18 외측 튜브
19 스프링 부재

Claims (13)

  1. 피스톤 로드에 부착되며 작동 실린더를 2개의 작동 공간으로 분리하는, 축방향으로 이동 가능한 피스톤 몸체;
    압입(push) 및 인출(pull) 방향을 위한 것으로, 밸브가 구비되며 감쇄력을 발생시키는 개구부; 및
    상기 작동 실린더에 대하여 상기 피스톤을 밀봉하기 위한 상기 피스톤의 둘레면 상의 시일(seal)
    로 이루어지며,
    상기 피스톤 몸체(1)는 단일체의 스탬핑 성형된 부품으로 설계된,
    피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시일(2)로서 피스톤 포일(piston foil)이 사용된, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  3. 제1항에 있어서,
    인출 단계에서 상기 밸브 디스크(3)는 하나 이상의 개구부(4)와 함께 작동하고, 압입 단계에서 상기 밸브 디스크(3)는 하나 이상의 개구부(4)를 밀봉하는, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 밸브 디스크(3)는 스프링(5)에 의해 작동되는, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스프링(5)은 상기 피스톤 몸체(1)의 내측 둘레에 대하여 지지되는, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압입 단계와 연관되는 하나 이상의 개구부(4a)가 탄성 부재(6)에 의해 덮인, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 개구부(4)는, 상기 피스톤 몸체(1)의 원통형 쇼울더(7)에 위치되며 탄성의 환형 부품(6)에 의해 밀봉되는, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 탄성의 환형 부품(6)으로서 호스의 섹션(section)이 구비된, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 밸브 디스크(3)는, 상기 압입 단계를 위한 하나 이상의 보어(8)를 가지며, 상기 보어(8)는 대응하는 개수의 밸브 몸체(9)에 의해 폐쇄되는, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 밸브 몸체(9)는 스프링에 의해 탄지되는, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 개구부(4)에 단차부(elevation)(10)가 구비된, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단차부(10)는 스탬핑 툴에 의해 양쪽 단부면(11)으로부터 형성된, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 스프링(5)은 형상 결합(positive connection)에 의해 상기 피스톤 몸 체(1)에 대하여 고정되는, 피스톤-실린더 장치용 피스톤.
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