KR20120098518A - 피스톤-실린더 집합체 - Google Patents

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KR20120098518A
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Abstract

본 발명은 피스톤-실린더 집합체(1)에 관한 것으로서, 상기 피스톤-실린더 집합체는 길이 방향 중심축(A), 제 1 단부(3), 제 2 단부(4), 유체로 채워진 실린더(2), 실린더(2) 내에서 이동 가능하게 배치되고, 상기 실린더(2)를 상기 제 1 단부(3)에 가까운 제 1 작업 챔버(9)와 상기 제 1 단부(3)에 먼 제 2 작업 챔버(10)로 세분하는 피스톤(11), 실린더(2, 2″) 내에서 이동 가능하게 배치되고, 상기 실린더(2, 2″)를 상기 제 2 단부(4)에 먼 제 1 부분 작업 챔버(24)와 상기 제 2 단부(4)에 가까운 제 2 부분 작업 챔버(25)로 세분하는 추가의 피스톤(11), 상기 두 개의 작업 챔버를 분리하는 피스톤(11)에 배치되고, 상기 제 1 작업 챔버(9)를 통과하여 돌출하고 상기 길이 방향 중심축(A)에 대해 동심으로 상기 제 1 단부(3)에서 가이드- 및 밀봉 장치(5)에 의해 밀봉되는 방식으로 실린더(2)로부터 유도되어 나오는 피스톤 로드(6), 및 상기 두 개의 부분 작업 챔버를 분리하는 피스톤(26)에 배치되고, 상기 제 2 부분 작업 챔버(25)를 통과하여 돌출하고 상기 길이 방향 중심축(A)에 대하여 동심으로 상기 제 1 단부(4)에서 가이드-및 밀봉 장치(20)에 의해 밀봉되어 상기 실린더(2, 2″)로부터 유도되어 나오는 피스톤 로드(21)를 구비하며, 이 경우 부분 작업 챔버들(24, 25)의 영역에 내부 나사선(27, 36)이 존재하고, 상기 내부 나사선은 상기 두 개의 부분 작업 챔버(24, 25)를 분리하는 피스톤(26)에 형성된 외부 나사선(23)과 상호 작용하며, 상기 피스톤(26)은 나사선 결합에 의해 길이 방향 중심축(A)을 따라서 축 방향으로 조절될 수 있다.

Description

피스톤-실린더 집합체 {PISTON-CYLINDER AGGREGATA}
본 발명은 피스톤-실린더 집합체에 관한 것으로서, 상기 피스톤-실린더 집합체는 길이 방향 중심축; 제 1 단부; 제 2 단부; 유체로 채워진 실린더; 실린더 내에서 이동 가능하게 배치된 피스톤 － 이 피스톤은 상기 실린더를 상기 제 1 단부에 가까운 제 1 작업 챔버와 상기 제 1 단부에 먼 제 2 작업 챔버로 세분함 －; 실린더 내에서 이동 가능하게 배치된 추가의 피스톤 － 이 피스톤은 상기 실린더를 상기 제 2 단부에 먼 제 1 부분 작업 챔버와 상기 제 2 단부에 가까운 제 2 부분 작업 챔버로 세분함 －; 상기 두 개의 작업 챔버를 분리하는 피스톤에 배치된 피스톤 로드 － 이 피스톤 로드는 상기 제 1 작업 챔버를 통과하여 돌출하고, 상기 길이 방향 중심축에 대해 동심으로 상기 제 1 단부에서 가이드- 및 밀봉 장치에 의해 밀봉되는 방식으로 실린더로부터 유도되어 나옴 －; 상기 두 개의 부분 작업 챔버를 분리하는 피스톤에 배치된 피스톤 로드 － 이 피스톤 로드는 상기 제 2 부분 작업 챔버를 통과하여 돌출하고, 상기 길이 방향 중심축에 대해 동심으로 상기 제 1 단부에서 가이드- 및 밀봉 장치에 의해 밀봉되는 방식으로 실린더로부터 유도되어 나옴 －;를 구비한다.
상기와 같은 유형의 피스톤-실린더 집합체는 상이한 부품들을 다른 부품들에 대하여 상대적으로 이동시키기 위하여, 예를 들어 차량의 플랩(flap), 후드(hood), 도어(door) 또는 기타의 부품 그리고 가구 및 기계 등의 많은 영역들에서 사용된다.
플랩들, 특히 차량의 트렁크 리드들(trunk lid)에서는, 피스톤-실린더 집합체로부터 플랩을 항상 상기 플랩의 개방 위치까지 이동시키지 않고, 오히려 중간 위치까지만 이동시키는 것이 빈번하게 요구된다.
그에 대한 이유는, 예컨대 차량을 지붕의 높이가 낮은 간이 차고에 주차시켜야 경우, 플랩을 개방 위치까지 오픈하는 것은 플랩과 천장의 충돌을 야기할 수 있기 때문이다.
다른 한 이유는, 차량 이용자의 신장이 개방된 플랩을 닫기에는 충분히 크지 않을 수 있기 때문이다.
따라서, 본 발명의 과제는 단순한 구조에서 선택적으로 중간 위치 또는 개방 위치로의 개방을 가능하게 하는 도입부에 언급된 유형의 가스 스프링 어레인지먼트(gas spring arrangement)를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면 상기 과제는, 두 개의 부분 작업 챔버를 분리하는 피스톤에 형성되어 있는 외부 나사선과 상호 작용하는 내부 나사선이 상기 부분 작업 챔버들의 영역 내에 존재하고, 이 경우 상기 피스톤이 나사선 결합에 의해 길이 방향 중심축을 따라서 축 방향으로 조절될 수 있음으로써 해결된다.
바람직한 한 실시 예에서 내부 나사선은 실린더의 내부 벽에 형성되어 있으며, 그로 인해 간단한 장착이 가능해진다.
대안적으로 상기 내부 나사선은 실린더 내부에 배치된 나사선 슬리브에 형성되어 있으며, 그로 인해 이미 대량 생산으로 제조된 부품들이 사용될 수 있다.
추가의 한 바람직한 실시 예에서, 제 2 작업 챔버는 제 1 및 제 2 부분 작업 챔버와 연결되어 있으며, 그로 인해 가스 스프링으로서 형성시 두 개의 부분 작업 챔버를 분리하는 피스톤의 조절이 압력하에 있는 가스에 의해 더욱 수월해진다.
대안적으로 제 2 작업 챔버는 제 1 부분 작업 챔버로부터 분리되어 있으며, 그로 인해 작업 챔버들 또는 부분 작업 챔버들은 상이한 가스 압력 또는 예를 들어, 질소 또는 오일과 같은 상이한 매체들로 채워질 수 있다.
바람직하게 제 2 작업 챔버는 플레이트 형태의 분리 벽에 의해 제 1 부분 작업 챔버로부터 분리되고, 이 경우 상기 분리 벽에는 이미 존재하는 대량 생산 제품들이 사용될 수 있다.
추가의 한 바람직한 배치는, 피스톤-실린더 집합체의 실린더가 제 1 실린더 및 제 2 실린더로 분할되어 있을 경우에 나타난다.
이 경우 실린더들 중 하나의 실린더는 제 1 단부에 마주 놓인 실린더 단부를 가지며, 다른 하나의 실린더는 제 2 단부에 마주 놓인 다른 하나의 실린더 단부를 갖는다.
이 경우 바람직하게는 상기 두 개의 실린더 단부가 서로 마주보고 놓이도록 상호 연결되어 있다.
도면에 도시된 본 발명의 실시 예들은 하기에서 더 자세히 설명된다.
도 1은 피스톤-실린더 집합체의 본 발명에 따른 제 1 실시 예의 단면도이고,
도 2는 피스톤-실린더 집합체의 본 발명에 따른 제 2 실시 예의 단면도이며,
도 3은 피스톤-실린더 집합체의 본 발명에 따른 제 3 실시 예의 단면도이고,
도 4는 피스톤-실린더 집합체의 본 발명에 따른 제 4 실시 예의 단면도이다.
도 1은 본 발명에서 실례로 가스 스프링 또는 댐퍼(damper)로서 도시된 피스톤-실린더 집합체(1)의 종단면도를 보여주며, 상기 피스톤-실린더 집합체는 길이 방향 중심축(A) 그리고 제 1 단부(3)와 제 2 단부(4)를 갖는 실린더(2)를 구비한다. 상기 실린더(2)의 제 1 단부(3)에는 밀봉- 및 가이드 장치(5)가 배치되어 있으며, 상기 밀봉- 및 가이드 장치(5)에 의해서는 상기 길이 방향 중심축(A)에 대해 동심으로 제 1 피스톤 로드(6)가 밀봉되고 축 방향으로 이동 가능하게 외부로 가이드 되며, 이 경우 외부로 돌출되는 피스톤 로드(6)의 단부에는 볼 소켓(ball socket) 형태의 제 1 연결 장치(7)가 위치하며, 상기 연결 장치에 의해서는 피스톤-실린더 집합체(1)가 예를 들어 자동차 차체와 같은 고정된 부품(도면에는 도시되지 않음)에 부딪치거나 또는 상기 고정된 부분에 대해 상대적으로 선회 가능한 선회 부품(예컨대, 트렁크 플랩 또는 엔진 후드)에 부딪칠 수 있다.
제 1 연결 장치(7)에 마주 놓인 피스톤 로드(6)의 단부에는 밀봉 링(8)을 갖고, 실린더(2)를 피스톤 로드 측의 제 1 작업 챔버(9)와 피스톤 로드에서 먼 제 2 작업 챔버(10)로 분리하는 피스톤(11)이 배치되어 있다. 본 발명에서 개략적으로만 도시된 피스톤(11)은 흐름 연결부들을 포함할 수 있으며, 상기 흐름 연결부들을 통해서는 유체, 바람직하게는 질소 형태의 압력하에 있는 가스가 제 1 작업 챔버(9)로부터 제 2 작업 챔버(10)로 또는 그 반대로 관류할 수 있다. 추가의 흐름 연결부는 예를 들어 실린더(2) 내에서 축 방향으로 진행되는 그루우브(12)에 의해서 제공될 수 있다.
밀봉- 및 가이드 장치(5)는 바람직하게 길이 방향 중심축(A)에 대해 동심으로 배치된 가이드 부시(13) 및 상기 가이드 부시(13)에 대해 지지되는 밀봉 링(15)을 포함하며, 상기 가이드 부시는 이 가이드 부시의 외면에 있는 제 1 단부(3)에서 실린더(2)의 플랜지(flange)(14)에 의해 커버된다. 상기 밀봉 링(15)은, 실린더(2)의 외부 환경에 대하여 제 1 작업 챔버(9)를 기밀 방식으로 밀봉하기 위하여, 한 편으로는 피스톤 로드(6)에 접해 있는 제 1 밀봉 립(sealung lip)(16) 및 다른 한 편으로는 실린더(2) 내부 벽에 접해 있는 제 2 밀봉 립(17)을 갖는다.
또한, 밀봉- 및 가이드 장치(5)는 지지부(18)도 포함할 수 있으며, 상기 지지부는 당업자가 비드(bead) 또는 클리트(cleat)로 표기하는 실린더(2) 내부에 있는 하나 또는 다수의 공동부(19)에 의해 상기 실린더의 내부 공간에 고정되어 있다.
제 1 단부(3)에 마주 놓인 실린더(2)의 단부(4)에는 추가의 밀봉- 및 가이드 장치(20)가 배치되어 있고, 상기 밀봉- 및 가이드 장치에 의해서는 길이 방향 중심축(A)에 대해 동심으로 제 2 피스톤 로드(21)가 밀봉되어 축 방향으로 이동 가능하게 외부로 가이드 되며, 이 경우 외부로 돌출되는 피스톤 로드(21)의 단부에는 볼 소켓 형태의 제 2 연결 장치(22)가 위치하며, 상기 연결 장치에 의해서는 피스톤-실린더 집합체(1)가 도면에 도시되지 않은 두 개의 부품의 각각 다른 부품에 부딪칠 수 있게 된다.
제 2 연결 장치(22)에 마주 놓인 제 2 피스톤 로드(21)의 단부에는 외부 나사선(23)을 갖고, 실린더(2) 내부에 있는 제 2 작업 챔버(10)를 제 2 단부(4)에 먼 제 1 부분 작업 챔버(24)와 제 2 단부(4)에 가까운 제 2 부분 작업 챔버(25)로 분리하는 피스톤(26)이 배치되어 있다. 부분 작업 챔버들(24, 25)의 영역에서 실린더(2)의 내부 벽은 축 방향으로 연장되는 내부 나사선(27)을 가지며, 상기 내부 나사선을 통해서 피스톤(26)은 길이 방향 중심축(A)을 따라서 축 방향으로 실린더(2)에 대해 상대적으로 이동할 수 있다. 제 2 작업 챔버(10), 제 1 부분 작업 챔버(24) 및 부분 작업 챔버(25)가 상호 연결되어 있기 때문에, 상기 작업 챔버들 내에는 동일한 압력이 지배한다.
밀봉- 및 가이드 장치(20)는 재차 길이 방향 중심축(A)에 대해 동심으로 배치된 가이드 부시(28) 및 상기 가이드 부시(28)에 대해 지지되는 밀봉 링(30)을 포함하며, 상기 가이드 부시(28)는 이 가이드 부시의 외면에 있는 제 2 단부(4)에서 실린더(2)의 플랜지(29)에 의해 커버된다. 상기 밀봉 링(30)은, 실린더(2)의 외부 환경에 대하여 제 2 부분 작업 챔버(23)를 기밀 방식으로 밀봉하기 위하여, 한 편으로는 제 2 피스톤 로드(21)에 접해 있는 제 1 밀봉 립(31) 및 다른 한 편으로는 실린더(2) 내부 벽에 접해 있는 밀봉 립(32)을 갖는다.
필요한 경우, 밀봉- 및 가이드 장치(20)는 지지부(33)를 추가로 포함하며, 상기 지지부는 실린더(2) 내부에 있는 하나 또는 다수의 공동부(34)에 의해 실린더의 내부 공간에 고정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 추가 실시 예를 보여준다. 도 2의 피스톤-실린더 집합체(1)는 본질적으로 도 1에 따른 실시 예와 동일하며, 이 경우 도 1에 도시된 바와 같이 동일한 기능을 갖는 동일한 부품에는 동일한 도면 부호가 제공되었다.
부분 작업 챔버들(24 및 25)의 영역에는 축 방향으로 연장되는 내부 나사선(36)을 갖는 나사선 슬리브(35)가 배치되어 있으며, 상기 내부 나사선을 통해서 피스톤(26)은 길이 방향 중심축(A)을 따라서 축 방향으로 실린더(2)에 대해 상대적으로 이동 가능하다. 이 경우 나사선 슬리브(35)는 제 2 단부(4) 쪽을 향하는 상기 내부 나사선의 정면에서 지지부(33)에 의해 지지되고, 마주 놓인 상기 내부 나사선의 정면에서 실린더(2) 내부에 있는 하나 또는 다수의 공동부(37)에 의해 부분 작업 챔버들(24 및 25)의 영역에 고정된다. 상기 공동부들(37)은 실린더(2) 내에서 대안적으로 또는 추가로 부분 작업 챔버들(24 및 25)의 임의의 영역에도 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 실시 예에서는 제 2 작업 챔버(10)가 플레이트 형태의 분리 벽(38)에 의해 제 1 부분 작업 챔버(24)로부터 분리되어 있다. 상기 분리 벽(38)은 자체 재킷면에서 순환되는 그루우브(39)를 가지며, 상기 그루우브 내부에는 밀봉 링(40)이 삽입되어 있다. 공동부들(41)에 의해 분리 벽(38)은 실린더(2)의 내부 공간에 고정된다. 그럼으로써, 작업 챔버들(9, 10)은 부분 작업 챔버들(24, 25)에 대해 상이한 압력들 또는 예를 들어 가스 및 오일과 같은 상이한 매체들을 포함할 수 있게 된다. 이 경우 상기 부분 작업 챔버들(24 및 25) 내에서는 주변 압력도 지배할 수 있다.
도 4는 본 발명의 한 추가 실시 예를 보여주며, 이 경우 피스톤-실린더 집합체(1)는 서로 동축으로 배치된 제 1 실린더(2′) 및 제 2 실린더(2″)를 갖는다. 상기 실린더(2′)는 제 1 단부(3)에 마주 놓인 실린더 단부(42)를 갖고, 상기 실린더(2″)는 제 2 단부(4)에 마주 놓인 실린더 단부(43)를 갖는다. 이 경우 상기 두 개의 실린더 단부(42 및 43)는, 예컨대 용접에 의해 또는 나사 결합을 이용하여, 서로 마주 놓이도록 상호 연결되어 있다. 이 경우 실린더(2″)의 내부 벽에는 재차 내부 나사선(27)이 제공되어 있다.
분명한 사실은, 도 3 및 도 4의 경우에 실린더(2 또는 2″)의 내부 벽에 형성된 내부 나사선(27)이 생략되고 그 대신 나사선 슬리브(35)가 삽입될 수 있다는 점이다.
예로서 도시된 실시 예들에서는, 실린더(2 또는 2″)의 위치를 제 2 연결 장치(22)에 대하여 상대적으로 변경하는 것이 가능하다. 피스톤-실린더 집합체(1)의 장착 상태에서 실린더(2″)와 함께 실린더(2 또는 2′)에서의 회전에 의해 길이 조절이 이루어질 수 있다. 분해된 상태에서는 피스톤 로드(21)에서의 회전에 의해서도 선회될 부품의 발생 가능한 개구 높이 및 그와 더불어 길이 조절이 이루어질 수 있다.
1: 피스톤-실린더 집합체 2: 실린더
3: 제 1 단부 4: 제 2 단부
5: 밀봉- 및 가이드 장치 6: 피스톤 로드
7: 제 1 연결 장치 8: 밀봉 링
9: 제 1 작업 챔버 10: 제 2 작업 챔버
11: 피스톤 12: 그루우브
13: 가이드 부시 14: 플랜지
15: 밀봉 링 16: 제 1 밀봉 립
17: 제 2 밀봉 립 18: 지지부
19: 공동부 20: 밀봉- 및 가이드 장치
21: 피스톤 로드 22: 제 2 연결 장치
23: 외부 나사선 24: 제 1 부분 작업 챔버
25: 제 2 부분 작업 챔버 26: 피스톤
27: 내부 나사선 28: 가이드 부시
29: 플랜지 30: 밀봉 링
31: 제 1 밀봉 립 32: 제 2 밀봉 립
33: 지지부 34: 공동부
35: 나사선 슬리브 36: 내부 나사선
37: 공동부 38: 분리 벽
39: 그루우브 40: 밀봉 링
41: 공동부 A: 길이 방향 중심축

Claims (9)

  1. 피스톤-실린더 집합체(1)로서,
    상기 피스톤-실린더 집합체는
    길이 방향 중심축(A),
    제 1 단부(3),
    제 2 단부(4),
    유체로 채워진 실린더(2),
    실린더(2) 내에서 이동 가능하게 배치되고, 상기 실린더(2)를 상기 제 1 단부(3)에 가까운 제 1 작업 챔버(9)와 상기 제 1 단부(3)에서 먼 제 2 작업 챔버(10)로 세분하는 피스톤(11),
    실린더(2, 2″) 내에서 이동 가능하게 배치되고, 상기 실린더(2, 2″)를 상기 제 2 단부(4)에 먼 제 1 부분 작업 챔버(24)와 상기 제 2 단부(4)에 가까운 제 2 부분 작업 챔버(25)로 세분하는 추가의 피스톤(11),
    상기 두 개의 작업 챔버를 분리하는 피스톤(11)에 배치되고, 상기 제 1 작업 챔버(9)를 통과하여 돌출하고 상기 길이 방향 중심축(A)에 대해 동심으로 상기 제 1 단부(3)에서 가이드- 및 밀봉 장치(5)에 의해 밀봉되는 방식으로 상기 실린더(2)로부터 유도되어 나오는 피스톤 로드(6), 및
    상기 두 개의 부분 작업 챔버을 분리하는 피스톤(26)에 배치되고, 상기 제 2 부분 작업 챔버(25)를 통과하여 돌출하고 상기 길이 방향 중심축(A)에 대하여 동심으로 상기 제 1 단부(4)에서 가이드-및 밀봉 장치(20)에 의해 밀봉되는 방식으로 상기 실린더(2, 2″)로부터 유도되어 나오는 피스톤 로드(21)를 구비하는 피스톤-실린더 집합체에 있어서,
    상기 부분 작업 챔버들(24, 25)의 영역에 내부 나사선(27, 36)이 존재하고, 상기 내부 나사선은 상기 두 개의 부분 작업 챔버(24, 25)를 분리하는 피스톤(26)에 형성된 외부 나사선(23)과 상호 작용하며, 상기 피스톤(26)이 나사선 결합에 의해 길이 방향 중심축(A)을 따라서 축 방향으로 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    피스톤-실린더 집합체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 나사선(27)이 상기 실린더(2, 2″)의 내부 벽에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    피스톤-실린더 집합체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부 나사선(36)이 상기 실린더(2, 2″) 내부에 배치된 나사선 슬리브(35)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    피스톤-실린더 집합체.
  4. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 작업 챔버(10)가 상기 제 1 및 제 2 부분 작업 챔버(24, 25)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
    피스톤-실린더 집합체.
  5. 제 1 항 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 작업 챔버(10)가 상기 제 1 부분 작업 챔버(24)로부터 분리되어 있는 것을 특징으로 하는,
    피스톤-실린더 집합체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 작업 챔버(10)가 플레이트 형태의 분리 벽(38)에 의해서 상기 제 1 부분 작업 챔버(24)로부터 분리되어 있는 것을 특징으로 하는,
    피스톤-실린더 집합체.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 피스톤-실린더 집합체(1)의 실린더(2)가 제 1 실린더(2′)와 제 2 실린더(2")로 분할되는 것을 특징으로 하는,
    피스톤-실린더 집합체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 실린더(2′)가 상기 제 1 단부(3)에 마주 놓인 실린더 단부(42)를 갖고, 상기 실린더(2″)가 상기 제 2 단부(4)에 마주 놓인 실린더 단부(43)를 갖는 것을 특징으로 하는,
    피스톤-실린더 집합체.
  9. 제 8 항에 있어서,
    두 개의 실린더 단부(42, 43)가 서로 마주 놓이도록 상호 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
    피스톤-실린더 집합체.

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