KR20140011977A - 주파수 선택적 댐핑력을 가진 진동 댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실린더 내에서 축 방향 이동 가능한 피스톤 로드를 포함하는 진동 댐퍼에 관한 것으로서, 피스톤 로드에는 하우징이 배치되어 있고, 하우징 내에는 보조 피스톤이 축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있으며, 보조 피스톤은 메인 피스톤이 배치된 피스톤 로드 섹션과 연결되고, 보조 피스톤과 메인 피스톤에는 피스톤 로드와 피스톤 로드 섹션의 두 개의 이동 방향에 대해 댐핑력을 생성하는 댐핑 밸브가 장착되어 있으며, 메인 피스톤은 실린더를 댐핑 매체로 채워진, 피스톤 로드 측면과 피스톤 로드에서 먼 작동 챔버로 분할하고, 보조 피스톤은 하우징을 두 개의 보조 챔버로 분할하며, 보조 피스톤은 전체 행정 경로에 걸쳐 피스톤 로드의 동일한 행정 속도에서 메인 피스톤의 댐핑력보다 항상 더 큰 댐핑력을 생성한다.

Description

주파수 선택적 댐핑력을 가진 진동 댐퍼{VIBRATION DAMPER WITH FREQUENCY-SELECTIVE DAMPING FORCE}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른 진동 댐퍼에 관한 것이다.

문헌 DE 10 2008 002 062 B3호에는 진폭에 따른 댐핑력을 가진 진동 댐퍼가 공지되어 있다. 도 1에 따른 실시예에서 메인 피스톤은 피스톤 로드 섹션을 통해 하우징 내의 보조 피스톤과 연결되고, 하우징은 다시 피스톤 로드에 고정되어 있다. 보조 피스톤은 벽부 내의 연결 채널과 함께 스로틀 밸브를 형성한다. 하우징 내에 있는 댐핑 매체가 연결 채널을 통해 하우징으로부터 밀릴 수 있기 때문에, 보조 피스톤이 양 연결 채널 사이에 위치할 경우, 메인 피스톤은 비교적 작은 힘으로 피스톤 로드에 대해 이동될 수 있다. 보조 피스톤이 연결 채널을 점차 차단할 경우, 메인 피스톤은 비로소 더 큰 댐핑력을 생성한다.

도 2에서, 보조 피스톤이 연결 채널을 차단하고 계속해서 하우징의 단부 방향으로 밀리게 될 경우, 보조 피스톤은 댐핑력을 생성하는 댐핑 밸브들을 추가로 갖게된다. 또한 이러한 변형예에서 메인 피스톤은 현저한 비율의 댐핑력을 생성한다. 보조 피스톤은 지정된 영역 상에서 전혀 댐핑력을 생성하지 않아야 하고 행정 단부에서야 비로소 일종의 유압 정지부 기능을 담당해야 한다. 이로 인해 상기 진동 댐퍼도 진폭 선택적 댐핑력의 기능을 갖게 된다.

급격하게 감소하는 댐핑력의 특성을 가진 진동 댐퍼에서, 진동 댐퍼의 고주파의 여기 시 엄청난 소음으로 들릴 수 있는 피스톤 로드 진동이 발생할 수 있다. 문헌 DE 10 2009 016 453 A1호에는 특정한 댐핑력에 피스톤 로드 지지를 조율시키는 것이 제안된다. 하지만 안타깝게도 이러한 구조 원칙은 더 큰 주파수 영역에 걸쳐서가 아니라, 단지 단일 주파수에서만 만족스럽게 기능할 뿐이다.

본 발명의 과제는 고주파의 여기 시에도 원하지 않는 피스톤 로드 진동이 저지되는 진동 댐퍼를 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 보조 피스톤이 전체 행정 경로에 걸쳐, 동일한 행정 속도에서 메인 피스톤의 댐핑력보다 항상 더 큰 댐핑력을 생성함으로써 해결된다.

메인 피스톤과 보조 피스톤의 조합에 의해 실제로 서로 연관되어 실행되는 두 개의 진동 댐퍼가 제공된다. 중간 연결된 보조 피스톤을 통해 감소된 큰 자극이 메인 피스톤에서 상응하게 발생하면, 보조 피스톤은 특히 고주파 진동 시 작동한다.

다른 바람직한 실시예에서, 보조 피스톤의 댐핑력 특성 곡선은 메인 피스톤의 댐핑력 특성 곡선과 같은 크기의 기울기를 가지는 것이 제공된다. 양 댐핑력 특성 곡선들은 각각 완제품에서 매우 양호하게 검사되어, 메인 피스톤과 보조 피스톤의 양 댐핑력 특성 곡선의 함수가 겹칠 때 원하는 작동 거동이 달성된다.

일 실시예에서 피스톤 로드 섹션은 연장부를 포함하고, 이 연장부는 보조 피스톤의 각 행정 위치에서 보조 피스톤으로부터 보조 챔버의 단부측의 경계벽부까지로 돌출된다.

바람직한 종속항에 따라 연장부의 행정 경로를 위한 수집 챔버가 보조 챔버에 연결된다.

과압 피크 또는 부압 피크가 발생하지 않도록 수집 챔버는 압력보상 개구를 작동 챔버로 포함한다.

선택적으로 보조 피스톤에 정지 스프링이 할당된다. 정지 스프링은 모든 조건 하에 하우징 내에서 보조 피스톤의 정지음을 저지한다.

하우징 내부에서 보조 피스톤의 지정된 위치의 관점에서 볼 때, 정지 스프링은 보조 피스톤을 하우징 내에서 출발 위치까지 예비 인장시킨다.

본 발명은 다음과 같은 도면 기술에서 더 상세히 설명된다.
도 1은 피스톤 로드측 하우징의 영역에서 진동 댐퍼의 단면도.
도 2는 정지 스프링을 가진 도 1에 따른 변형도.
도 3은 정지 스프링을 가진 도 1에 따른 변형도.

도 1은 실린더(3)를 가진 진동 댐퍼(1)의 단면을 도시하고, 실린더 내에 피스톤 로드(5)는 축 방향으로 이동 가능하게 안내된다. 피스톤 로드(5)는, 보조 피스톤(9)으로부터 두 개의 댐핑 매체로 완전히 채워진 보조 챔버(11, 13)로 분할되는 하우징(7)을 지지한다. 댐핑 밸브들(15, 17)은 상기 보조 피스톤(9)에서 보조 피스톤(9)의 양쪽 축 방향의 이동 방향으로 실행된다. 또한 보조 피스톤(9)은 피스톤 로드 섹션(19)을 포함하며, 피스톤 로드 섹션에는 하우징(7) 외부에 메인 피스톤(21)이 배치된다. 마찬가지로 메인 피스톤(21)은 메인 피스톤(21)이나 피스톤 로드(5)의 양쪽 축 방향의 이동방향에 대한 댐핑 밸브들(23, 25)을 갖는다. 보조 피스톤(9)과 메인 피스톤(21)에 있는 댐핑 밸브들(15, 17, 23, 25)은 동일한 행정 속도에서 메인 피스톤(21)의 댐핑력보다 보조 피스톤(9)의 댐핑력이 항상 더 큰 방식으로 상호 조율된다. 두 댐핑 밸브 그룹은 댐핑력 특성 곡선의 같은 크기의 기울기를 포함할 수 있다.

메인 피스톤(21)은, 댐핑 매체로 완전히 채워진 피스톤 로드측과 피스톤과 먼측의 작동 챔버들(27, 29)로 실린더(3)를 분할한다.

하우징(7)은 보조 피스톤(9)의 행정 경로의 영역에서 완전히 차단된다. 하우징(7)에 있는 보조 챔버(11)의 경계벽부(31)는, 수집 챔버(37)를 보조 피스톤(9)과 연결하는, 보조 피스톤(9)의 연장부(35)를 위한 관통 개구(33)를 포함한다. 연장부(35)는 길이는, 연장부가 보조 피스톤(9)의 각 행정 위치에서 수집 챔버(37) 내로 돌출되는 크기를 갖는다. 또한 연장부(35)의 직경은 메인 피스톤(21)과 보조 피스톤(9) 사이의 피스톤 로드 섹션(19)과 일치한다.

수집 챔버(37)에서 압력 패드를 방지하기 위해, 수집 챔버(37)는 피스톤 로드측의 작동 챔버(27)에 대해 압력보상 개구(39)를 갖는다.

예컨대 피스톤 로드와 먼 작동 챔버(29)의 압축을 초래하는 진동 댐퍼(1)에 대한 여기 시, 댐핑 매체는 이러한 작동 챔버(29)로부터 댐핑 밸브(23)를 통해 메인 피스톤(21)에서 밀리게 된다. 메인 피스톤(21)은 피스톤 로드 섹션(19)을 통해 보조 피스톤(9)에 지지된다. 그러나 보조 피스톤(9)의 댐핑력 특성 곡선이 메인 피스톤(21)에 비해 더 큰 댐핑력으로 설계되어 있기 때문에, 메인 피스톤에서의 댐핑력이 반드시 하우징(7) 내에서의 보조 피스톤(9)의 변위를 가져오는 것은 아니다. 그러면 메인 피스톤(21)과 피스톤 로드(5)는 극단의 경우 동시에 이동한다. 작은 댐핑력으로도 저지되는 더 큰 피스톤 로드 이동과 더불어 작은 여기 주파수들이 실제로는, 자주 발생한다. 느린 피스톤 로드 속도나 작은 주파수에서는 엄청난 소음이 발생하지 않는다.

그러나 여기가 규정된 주파를 넘으면, 보조 피스톤(9)에서 다시 댐핑력에 의해 반응력으로서 지지 되어야 하는 메인 피스톤(21)의 댐핑력도 증가한다. 그러면, 하우징(7)에서 보조 피스톤(9)은 경계벽부(31)의 방향으로 이동하여 댐핑력을 생성한다. 이때 메인 피스톤(21)은 한편으로 실린더(3)에 대해 강제적으로 이동하지만, 또한 피스톤 로드(5)에 대해서도 이동한다. 보조 피스톤(9)에서의 댐핑력이 커질수록, 메인 피스톤(21)과 피스톤 로드(5) 사이에서 상대 속도도 더 커진다. 그러면 기능적으로 두 진동 댐퍼는 차례로 작동한다. 이를 통해 고주파의 메인 피스톤 이동이 피스톤 로드(5)로부터 고립될 수 있어서 엄청난 소음은 저지되는 것을, 실험들에 의해 입증되었다.

또한 피스톤 로드(5)가 빠져나오고 이때 메인 피스톤(21)을 통해 피스톤 로드 측의 작동 챔버(27)가 압축되면, 동일한 작동 방식이 발생한다. 그러면 수집 챔버(37) 내에 연장부(35)의 삽입 깊이가 축소되지만, 메인 피스톤(21)을 향한 방향에 위치하는 보조 챔버(13)로부터 피스톤 로드(5) 방향에 위치하는 보조 챔버(11)로 댐핑 밸브(15)를 통해 댐핑 매체 부피가 펌핑 전환된다. 양 보조 챔버들(11, 13)은 정확하게 같은 양으로 서로 반대로 부피를 변경하기 때문에, 하우징(7)은 보조 피스톤(9)의 행정 경로 영역에서 차단되어 실행될 수 있다.

도 2에 따른 실시예는 도 1에 기초한다. 추가로 보조 피스톤(9)에 적어도 하나의 정지 스프링(41)이 할당된다. 예컨대 도 2에서 정지 스프링은, 각각 지지면(43, 45)에서 보조 피스톤(9)에서의 댐핑 밸브(15,17)에 대해 지지하는 탄성링으로서 실행된다. 보조 피스톤(9)과 피스톤 로드(5) 사이에 극단적으로 높은 상대 속도가 보조 피스톤(9)의 더 큰 행정 경로에 걸쳐 발생하면, 정지음은 탄성링(41)으로 인해 완화될 수 있다.

대안적으로 도 3에는, 더 큰 스프링 경로에 대해서도 정지 스프링(41)이 고안될 수 있고, 예컨대 보조 피스톤(9)을 하우징(7) 내에서 출발 위치까지 예비 인장시킬 수 있다.

1 진동 댐퍼
3 실린더
5 피스톤 로드
7 하우징
9 보조 피스톤
11 보조 챔버
13 보조 챔버
15 댐핑 밸브
17 댐핑 밸브
19 피스톤 로드 섹션
21 메인 피스톤
23 댐핑 밸브
25 댐핑 밸브
27 피스톤 로드 측의 작동 챔버
29 피스톤 로드와 먼 작동 챔버
31 경계벽부
33 관통 개구
35 연장부
37 수집 챔버
39 압력보상 개구
41 정지 스프링
43 지지면
45 지지면

Claims (7)

1. 실린더(3)내에서 축 방향 이동 가능한 피스톤 로드(5)를 포함하는 진동 댐퍼(1)이며, 피스톤 로드에는 하우징(7)이 배치되어 있고, 하우징 내에는 보조 피스톤(9)이 축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있으며, 보조 피스톤(9)은 메인 피스톤(21)이 배치된 피스톤 로드 섹션(19)과 연결되고, 보조 피스톤(9)과 메인 피스톤(21)에는 피스톤 로드(5)와 피스톤 로드 섹션(19)의 두 개의 이동 방향에 대해 댐핑력을 생성하는 댐핑 밸브(15, 17, 23, 25)가 장착되어 있으며, 메인 피스톤(21)은 실린더(3)를 댐핑 매체로 채워진, 피스톤 로드 측면과 피스톤 로드에서 먼 작동 챔버(27, 29)로 분할하고, 보조 피스톤(9)은 하우징(7)을 두 개의 보조 챔버(11, 13)으로 분할하는 진동 댐퍼에 있어서,
   보조 피스톤(9)은 전체 행정 경로에 걸쳐 피스톤 로드(5)의 동일한 행정 속도에서 메인 피스톤의 댐핑력보다 항상 더 큰 댐핑력을 생성하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
2. 제1항에 있어서, 보조 피스톤(9)의 댐핑력 특성 곡선은 메인 피스톤(21)의 댐핑력 특성 곡선과 같은 크기의 기울기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
3. 제1항에 있어서, 피스톤 로드 섹션(19)은 보조 피스톤(9)의 각 행정 위치에서 보조 피스톤(9)으로부터 보조 챔버(11)의 단부측 경계벽부(31)까지 돌출되는 연장부(35)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
4. 제3항에 있어서, 보조 챔버(11)에는 연장부(35)의 행정 경로를 위해 수집 챔버(37)가 연결되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
5. 제4항에 있어서, 수집 챔버(37)는 작동 챔버(27)로 압력보상 개구(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
6. 제1항에 있어서, 보조 피스톤(9)에 정지 스프링(41)이 할당되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
7. 제6항에 있어서, 정지 스프링(41)은 보조 피스톤(9)을 하우징(7) 내에서 출발 위치까지 예비 인장시키는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
   
   
   
   
   
   

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