KR20120016093A

KR20120016093A - 댐퍼용 스프링 유닛 및 댐퍼

Info

Publication number: KR20120016093A
Application number: KR1020117026903A
Authority: KR
Inventors: 디트말 크라처
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2012-02-22
Also published as: WO2010130653A1; EP2430328B1; CN102422048A; EP2430328A1; DE102009003050A1; CN102422048B

Abstract

본 발명은 댐핑 특성 곡선을 규정하는 하나 이상의 제어 갭(18a, 18b)을 포함하는 하나 이상의 유동 채널(16)을 통한 댐핑 유체(14)의 흐름을 댐핑 특성 값을 설정하기 위해 조절할 수 있는 하나 이상의 스프링 부재(12a, 12b)를 포함하는 댐퍼(26)용 스프링 유닛(10), 및 댐핑 특성값을 설정하기 위해 하나 이상의 본 발명에 따른 스프링 유닛(10)을 구비한, 특히 차량용 댐퍼(26)에 관한 것이다. 본 발명에 따라 하나 이상의 스프링 부재(12a, 12b)는 컷-아웃된 스프링 텅(12.2a, 12.2b)을 가진 스프링 디스크(12.1a, 12.1b)를 포함하고, 상기 스프링 텅은 유동 채널(16)의 내벽(16.1)과 함께 하나 이상의 제어 갭(18a, 18b)을 형성한다.

Description

댐퍼용 스프링 유닛 및 댐퍼{Spring unit for a damper and related damper}

본 발명은 독립 청구항 제 1항의 전제부에 따른 댐퍼용 스프링 유닛, 및 하나 이상의 상기 스프링 유닛을 포함하는 특히, 차량용 댐퍼에 관한 것이다.

선행 기술에는 패시브 쇽 업소버 피스톤이 공지되어 있으며, 이 피스톤에서는 일반적으로 스프링 팩으로서 구현된 스프링 부재들을 가진 스프링 유닛이 사용되고, 상기 스프링 부재는 특정 댐핑 특성 곡선을 형성하기 위해 다수의 스프링 디스크로 이루어진다. 종래의 쇽 업소버 피스톤 내의 스프링 팩의 스프링 강성은 개발 동안 한번 조정된 다음 더 이상 조정될 수 없다. 이러한 원리는 댐퍼 피스톤의 저렴하고 강한 구성을 가능하게 하고, 동시에 매우 양호한 그리고 실제로 증명된 댐핑 특성 곡선의 프로파일을 가능하게 한다.

공개 공보 DE 10 2006 037 172 A1에는 차량용 댐퍼가 개시되어 있다. 개시된 댐퍼는 댐퍼 실린더를 포함하고, 상기 댐퍼 실린더 내에서 피스톤 플런저가 피스톤 로드를 통해 안내된다. 댐핑 특성값을 설정하기 위해, 댐핑 유체의 흐름이 조절될 수 있다. 이 목적을 위해, 댐퍼 실린더 내부에 조절 수단이 배치되고, 상기 조절 수단은 인장단 주기 및 압축단 주기에 대한 2개의 독립적인 조절 회로를 포함한다. 조절 수단은 댐핑 유체의 흐름을 압축단 주기 동안 제 1 조정 수단에 의해 제 1 유동 방향으로 조절하고 인장단 주기 동안 제 2 조정 수단에 의해 제 2 유동 방향으로 조절한다. 조정 수단은 스프링 팩에서 이동 가능한 이동 유닛들을 포함하고, 상기 이동 유닛들은 스프링 팩에서의 이동에 의해 스프링 팩의 빔 길이 및 그에 따라 스프링 팩의 강성을 변화시킨다. 조정 수단에 대한 조정 크기는 예컨대 센서 유닛들의 신호들의 평가에 의해 결정될 수 있다. 센서 유닛들은 예컨대 압력 센서, 가속도 센서 및/또는 거리 센서로서 구현되고 제어 및 신호 평가를 위해 관련 전자 회로를 포함한다.

공개 공보 DE 10 2007 025 966 A1호에는 상기와 같은 스프링 유닛이 개시되어 있다. 스프링 유닛은 하나 이상의 스프링 부재를 포함하고, 스프링 부재는 예컨대 스프링 디스크로서 구현될 수 있다. 스프링 부재는 캐리어 부재의 지지 영역 내로 삽입된다. 스프링 부재에 의해 댐핑 특성값을 설정하기 위해 하나 이상의 유동 채널을 통한 댐핑 유체의 흐름이 조절될 수 있다. 댐핑 특성 곡선의 규정을 위해, 캐리어 유닛은 유동 채널의 영역에 제어 갭을 포함한다.

본 발명의 과제는 제어 갭을 다른 부품의 관여 없이 스프링 텅과 유동 채널의 내벽 사이에 형성하는 것이다.

상기 과제는 청구항 제 1항에 의해 해결된다. 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.

청구항 제 1항의 특징들을 가진 본 발명에 따른 댐퍼용 스프링 유닛은 하나 이상의 스프링 부재가 컷-아웃된 스프링 텅을 가진 스프링 디스크를 포함하고, 상기 스프링 텅은 유동 채널의 내벽과 함께 하나 이상의 제어 갭을 형성한다는 장점을 갖는다. 제어 갭이 다른 부품의 관여 없이 스프링 텅과 유동 채널의 내벽 사이에 형성됨으로써, 개별 부품의 저렴한 제조 및 댐퍼의 간단하고 저렴한 조립이 이루어진다. 바람직하게는 제어 갭의 형성이 간단해지고, 개별 부품의 구조가 간단해진다. 추가로, 댐퍼가 구조적으로 간단히 형성되고, 따라서 더 강하거나 고장이 더 적게 구현될 수 있다. 제어 갭이 다른 부품의 관여 없이 스프링 텅과 유동 채널의 내벽 사이에 형성됨으로써, 유동 채널의 내벽의 나머지 영역이 정확하지 않은 형상을 가질 수 있어서 간단히 제조될 수 있다. 바람직하게는 제어 갭의 작은 변화 또는 제어 갭을 형성하는 부품의 작은 변화를 통해, 댐핑 특성값의 변화가 얻어질 수 있다.

본 발명에 따른, 특히 차량용 댐퍼는 댐핑 유체 유동을 조절하기 위해 하나 이상의 유동 채널에 하나 이상의 본 발명에 따른 스프링 유닛을 포함함으로써, 댐퍼의 특성 값이 설정된다.

종속 청구항들에 제시된 조치들 및 개선예들에 의해, 독립 청구항 제 1항에 제시된 댐퍼용 스프링 유닛의 바람직한 개선이 이루어질 수 있다.

스프링 텅은 댐핑 유체를 유동 방향으로 통과시키도록 휘어짐을 위해 규정된 탄성을 갖는 것이 특히 바람직하다. 바람직하게는 스프링 텅의 설계에 의해 간단히 스프링 부재의 개방 특성이 변화될 수 있어서, 하나 이상의 유동 채널을 통한 댐핑 유체의 흐름이 의도적으로 조절될 수 있다.

바람직하게는 흐르는 댐핑 유체의 유동력을 흡수하고 유동 채널의 내벽에 대한 밀봉 기능을 보장하기 위해 스프링 디스크가 가급적 강성으로 그리고 실질적으로 움직이지 않게 구현되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 형상 및 제조 면에서 간단한 스프링 디스크가 저렴하게 제조될 수 있다. 바람직하게는 제어 갭이 다른 부품의 관여 없이 스프링 텅과 유동 채널의 내벽 사이에 형성됨으로써, 유동 채널의 내벽으로 형성된 기능 구조가 내벽에 환형으로 존재할 필요는 없으며 스프링 텅의 피크의 바로 근처에만, 즉 조정 정확도에 대한 정밀성이 필요한 곳에만 존재하면 된다. 즉, 유동 채널의 내벽의 나머지 영역에서 약간 덜 정확한 형상이 허용될 수 있는데, 그 이유는 이 형상이 스프링 디스크와 내벽 사이의 밀봉 기능만을 충족시키면 되고 유압 밸브 기능을 충족시키지 않아도 되기 때문이다.

본 발명에 따른 스프링 유닛의 실시예에서, 스프링 디스크는 형상 끼워맞춤 결합 및/또는 재료 결합에 의해 유동 채널에 고정된다. 바람직하게는 이로 인해 유동 채널 내에 스프링 부재의 간단한 조립이 이루어진다. 본 발명에 따른 스프링 유닛의 다른 실시예에서, 스프링 유닛이 베이어닛 결합에 의해 유동 채널 내에 고정된다. 바람직하게는 이로 인해 내벽의 전술한 영역이 댐퍼의 압축단 및 인장단에 대한 제어 에지 기능을 충족시키기 위해 정확한 형상으로 비교적 큰 자유도로 최적으로 형성될 수 있다.

스프링 디스크 및 스프링 텅이 동일한 재료로 하나의 공작물로 제조되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 스프링 부재 및 그에 따라 스프링 유닛의 간단한 제조가 가능하다.

다른 실시예에서, 본 발명에 따른 스프링 유닛은 제 1 유동 방향으로 작용하는 작용하는 유동 채널의 압축단에 배치된 하나 이상의 제 1 스프링 부재, 및 제 2 유동 방향으로 작용하는 유동 채널의 인장단에 배치된 하나 이상의 제 2 스프링 부재를 포함한다. 본 발명에 따른 스프링 유닛의 다른 실시예에서, 제 1 스프링 부재와 제 2 스프링 부재 사이에 중간 플레이트가 배치된다. 제어 갭이 다른 부품의 관여 없이 스프링 텅과 유동 채널의 내벽 사이에 형성됨으로써, 중간 플레이트가 간단한, 바람직하게는 디스크형 부품으로서 형성될 수 있고, 그 제조가 현재 댐퍼에 사용되는 중간 플레이트보다 훨씬 더 간단하고 저렴하다.

본 발명에 의해, 제어 갭을 다른 부품의 관여 없이 스프링 텅과 유동 채널의 내벽 사이에 형성함으로써, 개별 부품의 저렴한 제조 및 댐퍼의 간단하고 저렴한 조립이 이루어진다.

본 발명의 실시예가 도면에 도시되며 하기 설명에서 상세히 설명된다.

도 1은 피스톤 로드 및 피스톤 플런저를 둘러싸는 피스톤 유닛 및 댐퍼 실린더를 구비한 본 발명에 따른 댐퍼 실시예의 사시도.
도 2는 2개의 스프링 부재들 및 그들 사이에 중간 플레이트를 포함하는 본 발명에 따른 스프링 유닛을 구비한 댐퍼의 피스톤 유닛의 부분 단면도.
도 3은 스프링 디스크 및 스프링 텅을 포함하는 2개의 스프링 부재들을 구비한 스프링 유닛 부분의 단면도.
도 4는 도 3의 스프링 텅 및 스프링 디스크를 구비한 스프링 부재 부분의 평면도.

도 1에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 차량의 쇽 업소버(shock absorber)로서 구현된 본 발명에 따른 댐퍼(26)는 댐핑 유체(14)로 채워진 댐퍼 실린더(28)를 포함하고, 상기 댐퍼 실린더(28) 내에 피스톤 유닛(30)이 이동 가능하게 배치되며, 상기 피스톤 유닛(30)은 피스톤 로드(32) 및 피스톤 플런저(34)를 포함한다. 피스톤 플런저(34)는 피스톤 로드(32)를 통해 댐퍼 실린더(28) 내에서 안내된다. 피스톤 플런저(34)는 댐퍼 실린더(28)를 상부 댐퍼 챔버(36)와 하부 댐퍼 챔버(38)로 나눈다. 피스톤 로드(32) 및 그에 따라 피스톤 플런저(34)가 댐퍼 실린더(28)에 대해 축 방향으로, 바람직하게는 댐퍼(26)의 수직축(40) 방향으로 운동하면, 댐핑 유체(14)는 댐퍼 실린더(28) 내부에 배치된 유동 장치(42)를 통해 흘러야 한다. 상기 유동 장치(42)는 도 2 내지 도 4에 도시된 하나 이상의 유동 채널(16)을 포함한다. 유동 장치(42)는 바람직하게 폐쇄된 회로를 형성한다. 작동 중에 또는 댐퍼(26)가 부하를 받는 동안, 댐퍼(26) 또는 댐퍼 실린더(28)의 수직축(40)의 방향으로 향한 피스톤 유닛(30)의 운동에 의해, 댐핑 유체 흐름(14)이 유동 장치(42)에서 흐른다. 유동 장치(42)는 제 1 유동 방향(46)으로 작용하는 하나 이상의 압축단 및/또는 제 2 유동 방향(44)으로 작용하는 하나 이상의 인장단을 포함한다. 댐핑 특성값을 설정하기 위해, 하나 이상의 유동 채널(16)을 통한 댐핑 유체(14)의 흐름이 도 2 내지 도 5에 따른 조정 수단(10)에 의해 조절될 수 있고, 상기 조정 수단은 하나 이상의 스프링 유닛(10)을 포함한다.

도 2 내지 도 4에 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 스프링 유닛(10)은 하나 이상의 유동 채널(16)을 포함하는 차량 댐퍼(26)의 유동 장치(42) 내로 삽입되어 댐핑 특성 값의 설정에 사용된다. 유동 채널(16)이 예컨대 피스톤 플런저(34) 내에 배치될 수 있고, 상기 피스톤 플런저(34)는 피스톤 로드(32)를 통해 차량 댐퍼(26)의 댐퍼 실린더(28) 내에서 안내된다.

도시된 스프링 유닛(10)은 바람직하게 2개의 스프링 부재들(12a, 12b)을 포함하고, 상기 스프링 부재들에 의해 유동 채널(16)을 통한 댐핑 유체(14)의 흐름이 댐핑 특성값의 설정을 위해 조절될 수 있고, 제 1 스프링 부재(12a)는 제 1 유동 방향(46)으로 작용하는 유동 채널(16)의 압축단 내에 배치되며, 제 2 스프링 부재(12b)는 제 2 유동 방향(44)으로 작용하는 유동 채널(16)의 인장단 내에 배치된다.

댐핑 특성값을 설정하기 위해 하나 이상의 유동 채널(16)을 통한 댐핑 유체(14)의 흐름을 간단한 방식으로 가능하게 하기 위해, 하나 이상의 스프링 부재(12a, 12b)가 컷-아웃된 스프링 텅(12.2a, 12.2b)을 가진 스프링 디스크(12.1a, 12.1b)를 포함하며, 상기 스프링 텅은 유동 채널(16)의 내벽(16.1)과 함께 하나 이상의 제어 갭(18a, 18b)을 형성한다. 스프링 텅(12.2a, 12.2b)은 절삭, 스탬핑 또는 당업자에게 바람직한 것으로 보이는 다른 방법에 의해 제조된다. 제어 갭(18a, 18b) 및 이것에 인접한 부품(12.2a, 12.2b, 16.1, 16)의 에지들은 흐르는 댐핑 유체(14)에 대한 저항을 형성하는 기능을 하는 제어 에지를 형성한다. 제어 에지는 특히 댐핑 특성 곡선을 결정하는 기능을 한다. 특히, 제어 에지는 제어 갭(18a, 18b)을 통해 댐핑 유체(14)의 유량 및 압력 차이에 의도된 영향을 주기 사용된다. 제어 갭(18a, 18b)이 다른 부품의 관여 없이 스프링 텅(12.2a, 12,2b)과 유동 채널(16)의 내벽(16.1) 사이에 형성되는 것은 유동 채널(16)의 내벽 구조와 스프링 텅(12.2a, 12.2b)의 상응하게 정확한 디자인을 전제로 한다. 전체 높이(h)에 걸친 실질적으로 더 좁은 제어 갭(18a, 18b)이 보장되어야 하고, 상기 높이(h)는 스프링 텅들(12.2a, 12.2b)의 최대 개구보다 크거나 같다. 특히, 스프링 텅(12.2a, 12.2b)의 폐쇄시, 매우 좁은 제어 갭(18a, 18b)이 주어져야 한다. 스프링 텅(12.2a, 12.2b)의 개방시에도 유동 채널(16)의 내벽(16.1)의 구조가 높은 정확도로 일정하게 또는 적절하게 유지되어야 한다.

스프링 텅(12.2a, 12.2b)은 2개의 갭들(20a, 20b)에 의해 나머지 스프링 디스크(12.1a, 12.1b)로부터 분리된다. 바람직하게는 스프링 디스크(12.1a, 12.1b) 및 스프링 텅(12.2a, 12.2b)이 동일한 재료로 하나의 공작물로 제조된다.

스프링 유닛(12)의 스프링 부재들(12a, 12b) 사이에 중간 플레이트(24)가 배치되고, 상기 중간 플레이트(24)는 스프링 부재(12a, 12b)에 대한 지지면을 형성한다. 이 경우, 압축단에 작용하는 스프링 부재(12a)는 중간 플레이트(24) 상에, 그리고 인장 단에 작용하는 스프링 부재(12b)는 중간 플레이트(24) 하부에 제공된다. 스프링 부재들(12a, 12b)이 중간 플레이트(24)에 적어도 국부적으로 또는 부분적으로, 바람직하게는 용접에 의해 고정됨으로써, 스프링 부재(12a, 12b)의 스프링 디스크(12.1a, 12.1b) 하부로 댐핑 유체(14)의 누설이 방지된다.

스프링 텅(12.2a, 12.2b)이 휘어짐을 위해 규정된 스프링 특성을 갖기 때문에, 댐핑 유체(14)가 도 1에 따른 화살표로 표시된 유동 방향(44) 또는 (46)으로 통과할 수 있다. 도 3은 압축단에 작용하는 스프링 부재(12a)의 휘어진 스프링 텅(12.2a) 및 인장단에 작용하는 스프링 부재(12b)의 휘어진 스프링 텅(12.2b)을 도시한다.

스프링 디스크(12.1a, 12.1b)는 가급적 강성이며, 흐르는 댐핑 유체(14)의 유동력을 흡수하고 유동 채널(16)의 내벽(16.1)에 대한 밀봉 기능을 보장하기 위해 실질적으로 이동 불가능하게 구현된다.

스프링 디스크(12.1a, 12.1b)는 바람직하게 형상 끼워맞춤 결합 및/또는 재료 결합을 통해 유동 채널(16) 내에 고정된다. 이 경우, 선형 운동과 회전 운동을 조합해서 스프링 디스크(12.1a, 12.1b)의 조립이 실시될 수 있다. 예컨대, 스프링 디스크(12.1a, 12.b)가 이동, 회전 및 위치 설정에 의한 베이어닛 결합을 통해 유동 채널(16)에 고정된다.

10 스프링 유닛
12a, 12b 스프링 부재
12.1a, 12.1b 스프링 디스크
12.2a, 12.2b 스프링 텅
14 댐핑 유체
16 유동 채널
16.1 내벽
18a, 18b 제어 갭
24 중간 플레이트
44, 46 유동 방향

Claims

댐퍼(26)용 스프링 유닛(1)으로서, 하나 이상의 스프링 부재(12a, 12b)를 포함하고, 상기 스프링 부재에 의해 대핑 특성값의 설정을 위해 하나 이상의 유동 채널(16)을 통한 댐핑 유체(14)의 흐름이 조절될 수 있으며, 상기 유동 채널은 댐핑 특성 곡선을 규정하기 위한 하나 이상의 제어 갭(18a, 18b)을 포함하는, 댐퍼용 스프링 유닛에 있어서,
상기 하나 이상의 스프링 부재(12a, 12b)가 컷-아웃된 스프링 텅(12.2a, 12.2b)을 가진 스프링 디스크(12.1a, 12.1b)를 포함하고, 상기 스프링 텅은 상기 유동 채널(16)의 내벽과 함께 상기 하나 이상의 제어 갭(18a, 18b)을 형성하는 것을 특징으로 하는 댐퍼용 스프링 유닛.
제 1항에 있어서, 상기 스프링 텅(12.2a, 12.2b)은 상기 댐핑 유체(14)를 유동 방향(44, 46)으로 통과시키도록 휘어짐을 위해 규정된 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 댐퍼용 스프링 유닛.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스프링 디스크(12.1a, 2.2b)는, 흐르는 댐핑 유체(14)의 유동력을 흡수하고 상기 유동 채널(16)의 내벽(16.1)에 대한 밀봉 기능을 보장하도록, 가급적 강성으로 그리고 실질적으로 움직이지 않도록 구현되는 것을 특징으로 하는 댐퍼용 스프링 유닛.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 디스크(12.1a, 12.1b)는 형상 끼워맞춤 결합 및/또는 재료 결합을 통해 상기 유동 채널(16)에 고정되는 것을 특징으로 하는 댐퍼용 스프링 유닛.
제 4항에 있어서, 상기 스프링 디스크(12.1a, 12.1b)는 베이어닛 결합을 통해 상기 유동 채널(16)에 고정되는 것을 특징으로 하는 댐퍼용 스프링 유닛.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 디스크(12.1a, 12.1b) 및 상기 스프링 텅(12.2a, 12.2b)이 동일한 재료로 하나의 공작물로 제조되는 것을 특징으로 하는 댐퍼용 스프링 유닛.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 제 1 스프링 부재(12a) 및 하나 이상의 제 2 스프링 부재(12b)가 제공되고, 상기 하나 이상의 제 1 스프링 부재는 제 1 유동 방향(46)으로 작용하는 상기 유동 채널(16)의 압축단 내에 배치되고, 상기 하나 이상의 제 2 스프링 부재는 제 2 유동 방향(44)으로 작용하는 상기 유동 채널(16)의 인장단 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 댐퍼용 스프링 유닛.
제 7항에 있어서, 상기 제 1 스프링 부재(12a)와 상기 제 2 스프링 부재(12b) 사이에 중간 플레이트(24)가 배치되는 것을 특징으로 하는 댐퍼용 스프링 유닛.
댐핑 특성값을 설정하기 위해 하나 이상의 유동 채널(16)을 통한 댐핑 유체(14)의 흐름이 조정 수단(10)에 의해 조절 가능한, 특히 차량용 댐퍼(26)에 있어서,
상기 조정 수단이 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 스프링 유닛(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 댐퍼.