KR20150112847A - 다단식 댐핑력 특성을 갖는 댐핑 밸브 장치 - Google Patents

다단식 댐핑력 특성을 갖는 댐핑 밸브 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 댐핑 매체의 유동 방향을 위해 유압식으로 병렬 연결된 2개 이상의 관류 채널들(5a, 5b, 6a, 6b, 6c)을 가지면서 메인 밸브 바디(2)와, 제1 추가 밸브 바디(3)와, 제2 추가 밸브 바디(4)를 포함하는 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치(1)에 관한 것으로서, 이때 2개 이상의 관류 채널들(5a, 5b, 6a, 6b, 6c)의 배출 횡단면들(7a, 7b, 8a, 8b)은 각각 하나 이상의 밸브 디스크(9, 10, 11)에 의해 영향을 받으며, 밸브 바디들(2, 3, 4)은 공통의 캐리어(12) 상에 축방향으로 고정되어 있고, 캐리어(12)는 밸브 바디들(2, 3, 4)을 관통하여 연장되며, 관류 채널들(6a, 6b, 6c) 중 하나 이상은 캐리어(12) 상에 구현되고, 제1 추가 밸브 바디(3) 및 하나 이상의 제1 밸브 디스크(10)를 포함하는 제1 추가 밸브(13)와, 제2 추가 밸브 바디(4) 및 하나 이상의 다른 별도의 밸브 디스크(11)를 포함하는 제2 추가 밸브(14)가 공통의 관류 채널들(6a, 6b, 6c)을 통해 서로 연결되어 유압식으로 직렬 연결됨으로써, 제2 추가 밸브(14)를 통해 유동하는 댐핑 매체의 관류량은 제1 추가 밸브(13)에 의해 제한된다.

Description

다단식 댐핑력 특성을 갖는 댐핑 밸브 장치{DAMPING VALVE ARRANGEMENT HAVING A MULTI-STEP DAMPING FORCE CHARACTERISTIC}
본 발명은 청구항 1에 따른 다단식 댐핑력 특성을 갖는 댐핑 밸브 장치에 관한 것이다.
자동차에서 진동 댐퍼의 역할은 평탄하지 않은 도로면에 의해 발생하는 진동을 댐핑하기 위한 것이다. 이 경우, 항상 안전한 주행과 쾌적한 주행 사이의 절충이 이루어져야 한다. 높은 주행 안정성을 위해서는, 댐핑 밸브 장치의 조정이 강건하고(hard) 댐핑력 특성이 높은 진동 댐퍼가 최적이다. 높은 쾌적성의 요구를 충족해야 하는 경우, 댐핑 밸브 장치의 조정은 가급적 유연해야(soft) 한다. 액츄에이터의 도움으로 전기에 의해 조절될 수 없는 종래의 댐핑 밸브 장치를 구비한 진동 댐퍼의 경우, 이러한 절충을 이루기가 쉽지 않을 수 있다.
DE 20 22 021 A1으로부터 4개 이상의 댐핑력 특성 영역을 포함하는 다단식 댐핑력 특성을 갖는 댐핑 밸브 장치가 공지되어 있다. 상기 장치는 상이한 개구 특성을 갖는 병렬 연결된 2개의 댐핑 밸브에 의해 구현되는데, 상기 밸브는 상이한 스로틀 작용을 갖는다.
DE 17 80 003 A1으로부터는 상이한 개구 특성을 갖는, 마찬가지로 2개의 댐핑 밸브를 포함하는 댐핑 밸브 장치가 공지되어 있다. 관류 채널은 피스톤 로드에서 직접 축방향 보어로서 구현된다. 이로써, 댐핑 매체는 추가 피스톤에 도달한다. 진동 댐퍼의 규정된 여기 주파수에서 추가 밸브를 향한 댐핑 매체의 유입이 스로틀링되어 차단됨으로써, 댐핑 특성이 변경된다.
마찬가지로, DE 10 2010 028 841 A1으로부터 메인 밸브와 추가 밸브를 포함하는 댐핑 밸브 장치가 공지되어 있으며, 상기 밸브들은 병렬 연결된 별도의 유압식 관류 채널들을 포함한다. 두 밸브 모두 캐리어에 축방향으로 고정되어 있다. 추가 밸브는 캐리어 내에 구현된 관류 보어를 통해 댐핑 매체를 공급 받는다. 메인 밸브 및 추가 밸브는, 두 밸브가 상이하게 선택된 댐핑 매체 압력으로부터 개방되어 밸브를 통한 댐핑 매체의 관류를 허용하도록 조정된다. 따라서, 두 밸브 중 단지 하나의 밸브만 또는 두 밸브 모두가 개방되는데, 이는 상이한 댐핑 특성을 나타낸다.
이러한 종래 기술을 배경으로, 본 발명의 과제는 다단식 댐핑력 특성을 갖는 댐핑 밸브 장치를, 상기 댐핑 밸브 장치가 간단한 구조를 갖고 사전 결정된 댐핑력 특성에 저렴한 비용으로 적응될 수 있도록, 더욱 발전시키는 데에 있다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 1의 특징부에 의해 해결된다. 다른 바람직한 실시예들은 도면뿐 아니라 종속 청구항들에 기재된다.
따라서, 댐핑 매체의 유동 방향을 위해 유압식으로 병렬 연결된 2개 이상의 관류 채널들을 가지면서 메인 밸브 바디와, 제1 추가 밸브 바디와, 제2 추가 밸브 바디를 포함하는 다단식 댐핑력 특성을 갖는 댐핑 밸브 장치가 제공되는데, 이때 2개 이상의 관류 채널들의 배출 횡단면들은 각각 하나 이상의 밸브 디스크에 의해 영향을 받으며, 밸브 바디들은 공통의 캐리어 상에 축방향으로 고정되어 있고, 관류 채널들 중 하나 이상은 캐리어 상에 구현되고, 제1 추가 밸브 바디 및 하나 이상의 제1 밸브 디스크를 포함하는 제1 추가 밸브와, 제2 추가 밸브 바디 및 하나 이상의 다른 별도의 밸브 디스크를 포함하는 제2 추가 밸브가 공통의 관류 채널들을 통해 서로 연결되어 유압식으로 직렬 연결됨으로써, 제2 추가 밸브를 통해 유동하는 댐핑 매체의 관류량은 제1 추가 밸브에 의해 제한된다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 제1 추가 밸브 바디 및 제2 추가 밸브 바디는 사실상 동일한 형태로 구현된다. 이로써, 대량 생산에서 동일 부품들의 이용이 가능하여 비용 절감을 가져온다.
가장 간단하고 이로써 유리한 일 변형 실시예에서, 메인 밸브 바디는 제1 추가 밸브 바디와 제2 추가 밸브 바디 사이에서 축방향으로 공통의 캐리어에 고정된다. 공통의 캐리어에 고정된 밸브 바디들은 이러한 방식으로 공통의 고정부에 의해 축방향으로 서로 적어도 간접적으로 조여져 있다.
구성 부품들의 바람직한 감소를 위해, 고정 수단은 자신의 고정 기능 이외에 캐리어에 구현된 관류 채널을 채널의 하나 이상의 단부에서 밀봉하도록 구현될 수 있다.
다른 바람직한 변형 실시예에 따르면, 캐리어는 원통형 외부형태를 갖고 캐리어 상에 구현된 관류 채널은 캐리어의 부분적인 편평부를 통해 구현된다.
제2 추가 밸브의 제1 밸브 디스크는 관류 개구를 포함하도록 제공될 수 있다. 이러한 개구는 단지 하나의 밸브 디스크를 사용하는 경우에 디스크 내 보어로서 구현될 수 있다. 이에 반해, 소위 디스크 패킷(즉, 서로 적층된 복수의 밸브 디스크)이 사용되는 경우, 밸브 디스크는 반경 방향으로 연장되는 하나 이상의 슬롯을 갖는다. 관류 개구의 갯수 및/또는 크기의 선택을 통해 댐핑 매체의 관류량이 설정될 수 있다.
이제 도면의 설명을 통해 본 발명이 더욱 상세히 기술된다.
도 1은 청구항 1에 따른 댐핑 밸브 장치의 일 실시예의 단면도이다.
도 2는 청구항 1에 따른 댐핑 밸브 장치의 일 실시예의 다른 단면도이다.
도 3은 추가 밸브 바디의 사시도이다.
도 4는 추가 밸브 바디의 평면도이다.
도 5는 추가 밸브 바디의 횡단면도이다.
도 6은 밸브 디스크의 평면도이다.
도 1에는 다단식 댐핑력 특성을 갖는, 청구항 1에 따른 댐핑 밸브 장치의 일 실시예가 도시된다.
도시된 댐핑 밸브 장치(1)는 댐핑 매체의 유동 방향을 위해 유압식으로 병렬 연결된 복수의 관류 채널들(5a, 5b, 6a, 6b, 6c)을 가지면서 메인 밸브 바디(2)와, 제1 추가 밸브 바디(3)와, 제2 추가 밸브 바디(4)를 포함한다. 관류 채널들(5a, 5b, 6a, 6b, 6c)의 배출 횡단면들(7a, 7b, 8a, 8b)은 각각 하나 이상의 밸브 디스크(9, 10, 11)에 의해 영향을 받는다. 밸브 바디들(2, 3, 4)은 공통의 캐리어(12) 상에 축방향으로 고정되어 있고, 이때 캐리어(12)는 밸브 바디들(2, 3, 4)을 관통하여 연장된다. 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에서 캐리어(12)의 기능은 피스톤 로드(25)의 피스톤 로드 저널(24)이 담당한다.
이 경우, 밸브 바디들(2, 3, 4)의 위치는, 메인 밸브 바디(2)가 제1 추가 밸브 바디(3)와 제2 추가 밸브 바디(4) 사이에서 축방향으로 공통의 캐리어(12)에 배치되도록 선택된다. 캐리어(12)는 원통형 기본 외부형태를 갖고 캐리어(12) 상에 구현된 관류 채널(6a, 6b, 6c)은 캐리어(12)의 부분적인 편평부를 통해 구현된다. 더 정확하게 말하자면, 캐리어(12)에서 관류 채널(6a, 6b, 6c)은 원통형 캐리어(12)의 부분적인 편평부를 통해 구현된다.
실질적으로 도 1 및 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 댐핑 밸브 장치는 제1 추가 밸브 바디(3) 및 하나 이상의 제1 밸브 디스크(10)를 포함하는 제1 추가 밸브(13)와, 제2 추가 밸브 바디(4) 및 하나 이상의 다른 별도의 밸브 디스크(11)를 포함하는 제2 추가 밸브(14)를 포함한다. 상기 두 추가 밸브(13, 14)는 공통의 관류 채널들(6a, 6b, 6c)을 통해 서로 연결되어 유압식으로 직렬 연결된다. 이에 의해 제2 추가 밸브(14)를 통해 유동하는 댐핑 매체의 관류량은 제1 추가 밸브(13)에 의해 제한된다. 또한, 도 1 및 도 2에는 메인 밸브(26)가 도시되어 있는데, 메인 밸브는 메인 밸브 바디(2)와, 메인 밸브 바디(2)를 축방향으로 커버하는 밸브 디스크(9)를 포함한다.
공통의 캐리어(12)에 고정된 밸브 바디들(2, 3, 4)은 공통의 고정부(15)에 의해 축방향으로 서로 적어도 간접적으로 조여지며, 이때 도 1 및 도 2에 도시된 실시예의 경우 고정부는 각각 하나의 피스톤 너트(22)와 하나 이상의 보상 디스크(23)를 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 공통의 고정부(15)는 캐리어(12) 상에 구현된 관류 채널(6a, 6b, 6c)을 피스톤 너트(22)를 향한 채널의 하나 이상의 단부에서 밀봉한다.
도 1에 도시된 바에 따르면, 제1 추가 밸브(13)의 밸브 디스크(10)는 복수의 관류 개구(16a)를 갖는다. 도 1과는 달리 도 2에는, 제1 추가 밸브(13)의 밸브 디스크(10)뿐만 아니라 제2 추가 밸브(14)의 밸브 디스크(11)도 관류 개구(16a, 16c)를 갖는, 본 발명에 따른 댐핑 밸브 장치의 일 실시예가 도시된다. 당연히, 관류 개구(16c)는 제2 추가 밸브(14)의 밸브 디스크(11)에만 구현될 수 있다. 마찬가지로 관류 개구(16b)는 메인 밸브(26)의 밸브 디스크(9)에 구현될 수 있다. 밸브 디스크 내에 구현된 관류 개구들(16a, 16b, 16c)을 갖는 밸브 디스크에 대한 실시예는 도 6에 도시되어 있다. 이 경우, 관류 개구들(16a, 16b, 16c)은 관통구, 보어 또는 슬롯으로서 구현되는 것과 같은 형태와 크기를 갖는다. 관류 개구(16a, 16b, 16c)의 형태와 크기의 선택에 의해 댐핑 매체의 관류량이 결정될 수 있다.
도 1 및 도 2에는, 제1 추가 밸브 바디(3)와 제2 추가 밸브 바디(4)가 사실상 동일한 형태로 구현되고 공통의 캐리어(12)에 서로 거울상 반전되어(mirror-inverted) 배치되어 있는 것이 도시되어 있다.
도 3, 도 4 및 도 5에 도시된 바에 따르면, 추가 밸브 바디(3, 4)는, 반경 방향 중심에 구현되고 캐리어의 관통을 위한 관통 개구(17)를 포함한다. 또한, 추가 밸브 바디(3, 4)는 반경 방향 내부에서 관통 개구(17) 주위의 환형 지지면(18)뿐만 아니라, 반경 방향 외부에서 추가 밸브 바디(3, 4)의 가장자리 영역의 환형 지지 에지(19)를 포함하고, 이때 상기 지지면과 지지 에지는 밸브 디스크(10, 11)를 축방향으로 지지해야 한다. 지지면(18)과 지지 에지(19) 사이에는 추가 밸브(13, 14)의 내부에 댐핑 매체의 최적의 분배를 위한 환형 링 트렌치(20)가 구현되어 있다. 또한, 추가 밸브 바디(3, 4)는 복수의 유동 채널들(21)을 포함하며, 상기 유동 채널들은 반경방향으로 지지면(18)을 관통하여 연장되고 관통 개구(17)를 링 트렌치(20)와 연결한다.
이하에서는 본 발명에 따른 댐핑 밸브 장치(1)의 기능에 대해 더욱 상세히 설명될 것이다. 이 경우, 소위 인장단계(traction step)에서 댐핑 밸브 장치(1)를 통한 댐핑 매체의 유동뿐만 아니라 댐핑 밸브 장치(1)를 통한 댐핑 매체 경로가 설명되며, 이러한 매체의 유동 및 경로는 댐핑력 특성에 영향을 주고 소위 댐핑력 특성단계를 유발한다. 여기서 도 1 및 도 2에 대한 설명이 연관된다. 인장단계는 댐핑 매체로 충전된 (도시되지 않은) 진동 댐퍼의 작동 실린더로부터 피스톤 로드가 인출되는 동안의 댐핑 밸브 장치(1)의 운동을 기술하는 것이다. 이러한 운동의 방향은 도 1 및 도 2에 화살표(R)로 표시되어 있다.
인장단계에서 압력 편차는 댐핑 밸브 장치(1)를 통한 댐핑 매체의 유동을 유발한다. 이 경우 댐핑 매체는 메인 밸브 바디(2)의 관류 채널(5a; 5b)를 통해 유동하여 메인 밸브(26)의 밸브 디스크(9) 내에 제공된 관류 개구(16b)를 통과한다.
메인 밸브 바디(2)의 관류 채널(5a; 5b)를 통해 관류하는 댐핑 매체의 양이 규정된 한계를 상회하면, 유동하는 댐핑 매체는 메인 밸브(26)의 밸브 디스크(9)를 개방함으로써 이에 의해 발생하는, 밸브 디스크(9)와 메인 밸브 바디(2) 사이의 갭을 통해 관류한다. 이러한 작동 상태는 도 1 및 도 2에 도시되어 있고 도면 부호 "I" 및 "II"로 표시되어 있다.
또한, 도 1 및 도 2에는 다른 작동 상태(III)가 도시되어 있다.
이 경우 댐핑 매체는 제1 추가 밸브(13)의 밸브 디스크(10)에서 관류 개구(16a)를 통해 제1 추가 밸브 바디(3)의 링 트렌치(20) 내로 유동한다. 압력 편차가 커지면, 댐핑 매체는 관류 채널들(6a, 6b, 6c)을 통해 제2 추가 밸브 바디(4)의 링 트렌치를 관류하고 제2 추가 밸브(14)의 밸브 디스크(11)를 개방함으로써 이에 의해 발생하는, 밸브 디스크(11)와 제2 추가 밸브 바디(4) 사이의 갭을 통해 관류한다.
압력이 커지면, 댐핑 매체 유동은 관류 개구(16a)를 통해 규정에 맞게 스로틀링된다. 댐핑 매체 유동의 규정된 스로틀링은 밸브 디스크 내에 규현된 관류 개구(16a)의 크기 및/또는 갯수의 선택에 의해 설정될 수 있다.
추가로, 도 2에는 다른 작동 상태(IV)도 도시되어 있다.
이 작동 상태는, 제1 추가 밸브(13)의 밸브 디스크(10)뿐 아니라 제2 추가 밸브(14)의 밸브 디스크(11)도 각각 하나 이상의 관류 개구(16a, 16c)를 포함하는 경우에 발생한다. 이러한 경우, 캐리어(12)가 약간 움직이면 댐핑 매체는 관류 개구(16a, 16c)를 통해 관류 채널(6a, 6b, 6c)뿐 아니라 다른 관류 개구(16c, 16a)를 관류할 수 있다.
1 댐핑 밸브 장치
2 메인 밸브 바디
3 제1 추가 밸브 바디
4 제2 추가 밸브 바디
5a, 5b 관류 채널
6a, 6b, 6c 관류 채널
7a, 7b 배출 횡단면
8a, 8b 배출 횡단면
9 메인 밸브의 밸브 디스크
10 제1 추가 밸브의 밸브 디스크
11 제2 추가 밸브의 밸브 디스크
12 캐리어
13 제1 추가 밸브
14 제2 추가 밸브
15 고정부
16a, 16b, 16c 관류 개구
17 관통 개구
18 지지면
19 지지 에지
20 링 트렌치
21 유동 채널
22 피스톤 너트
23 보상 디스크
24 피스톤 로드 저널
25 피스톤 로드
26 메인 밸브
R 인장단계의 방향
I, II, III, IV 댐핑 매체의 유동 방향

Claims (10)

  1. 댐핑 매체의 유동 방향을 위해 유압식으로 병렬 연결된 2개 이상의 관류 채널들(5a, 5b, 6a, 6b, 6c)을 가지면서 메인 밸브 바디(2)와, 제1 추가 밸브 바디(3)와, 제2 추가 밸브 바디(4)를 포함하는 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치(1)로서,
    2개 이상의 관류 채널들(5a, 5b, 6a, 6b, 6c)의 배출 횡단면들(7a, 7b, 8a, 8b)은 각각 하나 이상의 밸브 디스크(9, 10, 11)에 의해 영향을 받으며, 밸브 바디들(2, 3, 4)은 공통의 캐리어(12) 상에 축방향으로 고정되어 있고, 캐리어(12)는 밸브 바디들(2, 3, 4)을 관통하여 연장되며, 관류 채널들(6a, 6b, 6c) 중 하나 이상은 캐리어(12) 상에 구현되고, 제1 추가 밸브 바디(3) 및 하나 이상의 제1 밸브 디스크(10)를 포함하는 제1 추가 밸브(13)와, 제2 추가 밸브 바디(4) 및 하나 이상의 다른 별도의 밸브 디스크(11)를 포함하는 제2 추가 밸브(14)가 공통의 관류 채널들(6a, 6b, 6c)을 통해 서로 연결되어 유압식으로 직렬 연결됨으로써, 제2 추가 밸브(14)를 통해 유동하는 댐핑 매체의 관류량은 제1 추가 밸브(13)에 의해 제한되는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
  2. 제1항에 있어서, 메인 밸브 바디(2)는 제1 추가 밸브 바디(3)와 제2 추가 밸브 바디(4) 사이에서 축방향으로 공통의 캐리어(12)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공통의 캐리어(12)에 고정된 밸브 바디들(2, 3, 4)은 공통의 고정부(15)에 의해 축방향으로 서로 적어도 간접적으로 조여진 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 하나 이상의 항에 있어서, 공통의 고정부(15)는 캐리어(12) 상에 구현된 관류 채널(6a, 6b, 6c)을 채널의 하나 이상의 단부에서 밀봉하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 하나 이상의 항에 있어서, 캐리어(12)는 원통형 외부형태를 갖고 캐리어(12) 상에 구현된 관류 채널(6a, 6b, 6c)은 캐리어(12)의 부분적인 편평부를 통해 구현된 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
  6. 제1항에 있어서, 제1 추가 밸브(13)의 밸브 디스크(10) 및/또는 제1 추가 밸브(14)의 밸브 디스크(11)는 관류 개구들(16a, 16b, 16c)을 갖는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
  7. 제1항에 있어서, 제1 추가 밸브 바디(3) 및 제2 추가 밸브 바디(4)는 사실상 동일한 형태로 구현된 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
  8. 제1항에 있어서, 제1 추가 밸브 바디(3) 및 제2 추가 밸브 바디(4)는 공통의 캐리어(12)에 서로 거울상 반전되어(mirror-inverted) 배치된 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
  9. 제1항, 제7항 또는 제8항 중 하나 이상의 항에 있어서, 추가 밸브 바디(3, 4)는, 반경 방향 중심에 구현되고 캐리어의 관통을 위한 관통 개구(17)와, 반경 방향 내부에서 관통 개구(17) 주위의 환형 지지면(18)뿐만 아니라, 반경 방향 외부에서 추가 밸브 바디(3, 4)의 가장자리 영역의 환형 지지 에지(19)를 포함하고, 이때 상기 지지면과 지지 에지는 밸브 디스크(10, 11)를 축방향으로 지지하는 데에 이용되며, 지지면(18)과 지지 에지(19) 사이에는 추가 밸브(13, 14)의 내부에 댐핑 매체의 최적의 분배를 위한 환형 링 트렌치(20)가 구현된 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
  10. 제1항, 제7항, 제8항 또는 제9항 중 하나 이상의 항에 있어서, 추가 밸브 바디(3, 4)는, 반경방향으로 지지면(18)을 관통하여 연장되고 관통 개구(17)를 링 트렌치(20)와 연결하는 하나 이상의 유동 채널(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 댐핑 밸브 장치.
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