KR20160125509A

KR20160125509A - 단부 정지부를 구비한 진동 댐퍼

Info

Publication number: KR20160125509A
Application number: KR1020167026552A
Authority: KR
Inventors: 볼프강 헤르츠
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2016-10-31
Also published as: CN106133381A; US20170009840A1; DE102014203598A1; WO2015128142A2; WO2015128142A3

Abstract

본 발명은 댐핑 매체에 의해 작동되는 단부 정지부를 구비한 진동 댐퍼에 관한 것으로서, 상기 진동 댐퍼는 내부에 피스톤 로드가 축방향으로 이동 가능하게 안내된 실린더를 포함하고, 이때 피스톤 로드는 스로틀 링을 구동시키고, 상기 스로틀 링은, 감소된 직경을 갖는 실린더측 벽에서 피스톤 로드의 규정된 행정 위치로부터 압축 챔버를 제한하며, 상기 실린더는 댐핑 매체로 충전된 하나 이상의 작동 챔버를 포함하고, 상기 작동 챔버는 하나 이상의 스로틀 개구를 통해 압축 챔버와 연결되며, 스로틀 링은 하나 이상의 압력 보상 채널을 구비하여, 상기 압력 보상 채널을 통해 실린더측 벽의 방향을 향한 스로틀 링의 외부면이 스로틀 링의 단면에 대해 압축 챔버와 연결되어 있고 작동 챔버에 대한 압력 보상 채널의 배출부는 행정에 따라 폐쇄될 수 있다.

Description

단부 정지부를 구비한 진동 댐퍼{VIBRATION DAMPER HAVING AN END STOP}

본 발명은 청구범위 제1항의 전제부에 따른, 단부 정지부를 구비한 진동 댐퍼에 관한 것이다.

DE 10 2011 089 140 B3호에는, 피스톤 로드에 단부 정지부 링이 고정되어 있는 유압식 단부 정지부를 구비한 진동 댐퍼가 공지되어 있는데, 상기 링에는 스로틀 링이 축방향으로 지지된다. 스로틀 링은 반경 방향으로 예비 인장되어 있고 규정된 행정 위치로부터 실린더 벽에서 밀봉되는데, 상기 실린더 벽은 감소된 직경을 갖는다. 이러한 실린더 벽은 실린더와는 별도의 슬리브에 의해 또는 직접 실린더에 의해 형성될 수 있다.

한편, 스로틀 링이 외주연에서 밀봉되면, 스로틀 단면이 개방되는데, 상기 단면을 통해 댐핑 매체가 실린더의 단부 정지부 챔버로부터 작동 챔버 내로 밀리게 된다.

피스톤 로드의 정상 행정 범위에서는 스로틀 링이 작동하지 않고, 스로틀 링과 실린더의 내벽 사이에 분명한 환형 간극이 생성된다. 이러한 환형 간극은, 두 개의 래칭 설부들이 서로 맞물림으로써, 스로틀 링의 반경 방향 확장을 제한하는 결합부에 의해 규정된다. 기본적으로 결합부는 환형 간극을 유지하기 위해 필수 불가결한 것을 아니지만, 스로틀 링의 구조 및 취급을 간단하게 만든다.

현재, 스로틀 링은, 특히 감소된 직경을 갖는 영역 내에 진입하기 직전에 실린더 벽의 방향으로 반경 방향 외부로 특히 높은 부하를 받으면서 이 경우 실린더 벽을 통한 반경 방향 지지를 전혀 받지 못하는 것으로 드러났다. 한편으로는, 스로틀 링에 대해, 예컨대 결합부가 파괴되는 결과를 초래하는 높은 기계적 부하가 발생하고, 다른 한편으로는 감소된 직경을 갖는 영역으로의 전환부에서 분명한 힘 점프가 확인될 수 있다.

첫 번째 해결 방안으로서, 스로틀 링의 반경 방향 벽 두께를 증가시키는 것이 제안되었다. 그러나, 경우에 따라 단부 정지부의 마찰을 증가시키는 더 큰 반경 방향 예비 응력이 스로틀 링에 가해지는 단점이 있다. 또한, 조립 공간의 여건에 따라 조립 공간상의 문제도 제기된다.

본 발명의 과제는 종래 기술로부터 공지된 스로틀 링의 반경 방향 확대의 문제를 최소화하는 것이다.

본 발명에 따라 상기 과제는, 스로틀 링이 하나 이상의 압력 보상 채널을 구비하여, 상기 압력 보상 채널을 통해 실린더측 벽의 방향을 향한 스로틀 링의 외부면이 스로틀 링의 단면과 관련하여 압축 챔버와 연결되어 있고 작동 챔버에 대한 압력 보상 채널의 배출부가 행정에 따라 폐쇄될 수 있는 것에 의해 해결된다.

하나 이상의 압력 보상 채널에 의해, 한편으로는 스로틀 링의 내부 직경 상에 압력 쿠션이 완화되고 압력에 따른 반력이 외부면에서 생성될 수 있어서, 결과적으로 스로틀 링은 단지 미미하게 발생하는 반경 방향 부하에만 노출된다. 스로틀 링이 압축 챔버 내로 진입하는 경우, 압력 보상 채널 자체는 전혀 댐핑력 기능을 발휘하지 않는다. 다른 한편으로는 정상 행정 영역과 단부 정지부의 사용의 조화로운 전이가 설정될 수 있다.

따라서, 스로틀 링은 실린더측 벽의 방향을 향한 외부면과 스로틀 링의 내부면을 연결하는 복수의 반경 방향 압력 보상 채널을 포함한다. 압력 보상 채널은 스로틀 링의 전체 반경 방향 폭에 결쳐 연장된다.

스로틀 링의 구조 높이에 대해 단부 정지부의 효과적인 행정 길이를 이용하기 위해서는, 감소된 직경을 갖는 실린더측 벽의 영역 내로 스로틀 링이 진입하는 경우에 하나 이상의 반경 방향 압력 보상 채널이 아직 개방되어 있는 것이 최적이다. 감소된 직경을 갖는 영역에 스로틀 링이 도달하게 되면, 여전히 스로틀 개구만이 작용할 수 있도록, 이제 압력 보상 채널은 더 이상 필요하지 않아서 폐쇄될 수 있다.

바람직한 일 종속 청구항에 따르면, 하나 이상의 압력 보상 채널은 스로틀 링의 전면에 대해 축방향 간격을 두고 구현된다. 이러한 유형의 스로틀 링은 높은 기계적 부하를 받을 수 있다.

대안적으로, 압력 보상 채널이 압축 챔버의 방향을 향한 전면 내로 오목하게 형성되어 외측의 외부면을 내부면과 연결시키는 것이 제안될 수 있다. 이와 같은 실시예는 특히 용이하게 제조될 수 있다.

또한, 스로틀 링은 복수의 축방향 포켓을 포함할 수 있는데, 상기 포켓은 스로틀 링의 외부면에 개방되고 압축 챔버에 이어진다.

특히 유리한 실시예에 따르면, 하나 이상의 축방향 포켓은 압축 챔버의 방향을 향한 전면을 관통한다. 이러한 실시예는 한편으로 사출성형 기술적으로 용이하게 제조되고 다른 한편으로 높은 기계적 강도를 갖는다.

이제, 도면 설명을 참조로 본 발명은 더욱 상세하게 설명된다.

도 1은 단부 정지부의 조립 상태를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 4는 압력 보상 채널을 구비한 스로틀 링을 도시한 도면이다.
도 5는 개방된 압력 보상 채널을 구비한 스로틀 링을 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 포켓 형태의 압력 보상 채널을 도시한 도면이다.

도 1에는 이중관 댐퍼의 구조 형태를 갖는 진동 댐퍼(1)가 도시되어 있는데, 이때 본 발명은 이러한 구조 형태에 국한되지 않는다. 피스톤 로드(5)는 피스톤(7)과 함께 실린더(3) 내에서 축방향으로 이동 가능하게 안내된다. 실린더(3)는 피스톤(7)에 의해 피스톤 로드측 작동 챔버(9) 및 피스톤 로드에서 먼 작동 챔버(11)로 분할된다. 두 작동 챔버(9; 11)는 댐핑 매체로, 일반적으로는 유체 댐핑 매체로 완전히 충전되어 있다. 전체적인 진동 댐퍼는 단부측에서 피스톤 로드 안내부(13)에 의해 폐쇄된다. 피스톤 로드측 작동 챔버(9) 내에는 실린더(3) 내부에서 댐핑 매체에 의해 작동되는 단부 정지부(15)가 배치된다. 기본적으로 이러한 유형의 단부 정지부(15)는 피스톤 로드에서 먼 작동 챔버(11) 내에도 제공될 수 있다.

단부 정지부(15)는 피스톤 로드(5)에 지지된 스로틀 링(17)을 포함하고, 상기 스로틀 링은 감소된 직경을 갖는 실린더측 벽(19)에서 피스톤 로드(5)의 규정된 행정 위치로부터 압축 챔버(21)를 한정한다. 이러한 실시예에서 실린더측 벽(19)은 실린더(3)와 피스톤 로드 안내부(13) 사이에 고정되어 있는 슬리브(23)에 의해 형성된다. 기본적으로 실린더(3) 자체도 반경 방향 오목부를 포함하고, 상기 오목부는 압축 챔버(21)를 형성한다. 마찬가지로 압축 챔버(21)도 댐핑 매체로 완전히 충전되어 있다.

스로틀 링(17)을 지지하기 위해, 피스톤 로드(5)는 L자형 단면의 지지 링(25)을 구비하고, 상기 지지 링은 그루브(27) 내에 코킹(calking)되어 있다. 지지 링(25)의 원환형의 웨브(29)가 지지면(31)을 형성한다. 축방향으로 지지 링(25)의 상부에서 피스톤 로드(5)는, 스로틀 링(17)의 반경 방향 스프링 설부(35)와 함께 축방향 형태 결합 연결부를 형성하는 제2 그루브(33)를 갖는다. 스로틀 링(17)은 반경 방향으로 탄성 지지되고 축방향 한계에서도 지지면(31)에 의해 상승될 수 있다.

스로틀 링(17)은, 압축 챔버(21) 내에서 스로틀 링(17)의 위치와 상관없이 항상 개방되어 있는 하나 이상의 스로틀 개구(37)를 포함한다. 스로틀 개구(37)의 크기 및/또는 갯수는 원하는 단부 정지력에 따라 좌우된다. 본 실시예의 경우, 스로틀 개구(37)는 지지 링(25)을 향한 전면(39)에 구현되어 있다.

또한, 스로틀 링(17)은 하나 이상의 압력 보상 채널(41)을 포함하고, 상기 압력 보상 채널은 실린더측 벽(19)의 방향을 향한 스로틀 링(17)의 외부면(43)을, 행정에 따라 스로틀 링(17)의 단면과 관련하여 압축 챔버(21)와 연결시킨다. 압력 보상 채널(41)은 유압과 관련하여 스로틀 개구(37)에 평행하게 연결된다. 도 2 내지 도 4에는 스로틀 링(17)이 개별 부품으로서 다양한 관점에서 도시되어 있다. 도 2에는 스로틀 개구(37)를 구비한 전면(39)의 시점에서 스로틀 링(17)이 도시되어 있다. 스로틀 링(17) 내에 슬롯(47)의 로킹부(45)도 알아 볼 수 있어서, 결과적으로 스로틀 링(17)은 반경 방향으로 탄성을 가지며 반경 방향 예비 응력하에 압축 챔버(21)의 행정 영역 내에 위치한다. 도 3 및 도 4에서는, 실린더측 벽(19)의 방향을 향한 외부면(43)과 스로틀 링(17)의 내부면(49)을 연결시키는 압력 보상 채널(41)을 알아볼 수 있다. 도 3은, 스로틀 개구(37)와 압력 보상 채널(41) 사이에서 축방향으로 간격이 존재하는 것을 도시한다. 이러한 실시예에서는 압력 보상 채널(41)도 압축 챔버의 방향을 향한 전면(51)에 대해 축방향으로 간격을 갖는다.

정상 행정 범위 내에서 피스톤 로드의 진출 운동 시, 스로틀 링(17)과 실린더 벽 사이에 반경 방향 환형 간극이 발생한다. 댐핑 매체가 스로틀 링(17)을 외측에서 스쳐 지나 하나 이상의 피스톤 밸브(53) 방향으로 유동할 수 있기 때문에, 단부 정지부(15)는 작용하지 않다.

피스톤 로드(5)의 더 큰 행정 운동 시, 스로틀 링(17)은 단부 정지부(15)의 사용을 위해 유연한 전이를 야기하는 슬리브(23)의 유입 경사부(55)에 도달한다. 스로틀 링(17)이 유입 경사부(55)와 접촉하기 직전에, 스로틀 링(17)과 유입 경사부(55) 사이에 매우 작은 환형 간극이 제공된다. 개방 압력 보상 채널(41)이 압력 편차를 적어도 부분적으로 완화시킬 수 없는 경우, 이러한 작은 환형 간극 내에는 내부면(49)의 영역에서보다 더 작은 압력이 제공될 수 있을 텐데, 그 이유는 스로틀 링(17)이 감소된 직경을 갖는 실린더측 벽의 영역 내로 진입하는 경우, 압력 보상 채널은 여전히 개방되어 있기 때문이다. 압력 보상 작용으로 인해 스로틀 링(17)은 반경 방향으로 실제로 거의 확대되지 않고 슬리브(23)를 통해 압축 챔버(21) 내로 스로틀 링(17)의 추가의 진입 운동 시 이제 추가로 반경 방향으로 지지된다. 유입 경사부(55)의 단부에서 실린더측 벽(19)에 의해 작동 챔버(9) 내로의 압력 보상 채널(41)의 배출부는 폐쇄되고 이제 하나 이상의 스로틀 개구(37)만이 작용한다.

실린더 로드의 진입 운동 시, 스로틀 링(17)은 지지 링(25)에 의해 약간 상승되어 압축 챔버(21)의 충전을 위해 더 큰 단면이 제공될 수 있다.

도 5에 따른 실시예는 도 2 내지 도 4에 따른 실시예의 변형을 나타낸다. 압력 보상 채널(41)이 개방형 채널로서 구현된 것이 상이한데, 이러한 채널들은 압축 챔버(21)의 방향을 향한 전면(51)으로 오목하게 형성되고 스로틀 링(17)의 외부면(43)과 내부면(49)을 연결시킨다.

도 6 내지 도 8은 복수의 축방향 포켓(57)을 구비한 스로틀 링(17)의 형태를 도시하며, 상기 포켓들은 스로틀 링(17)의 외부면(43)에 개방되고 압축 챔버(21)에 이어져 있다. 포켓은 스로틀 링(17)의 전체 반경 방향 폭에 걸쳐 연장되지 않아서, 결과적으로 언급한 슬롯(47)을 제외하고 연결되는 전면(39; 51)을 이루며, 상기 전면은 스로틀 링(17)을 기계적으로 강화시킨다. 포켓들(57) 사이에는, 포켓(57)이 아직 압축 챔버(21)에 연결되어 있는 경우 이미 작용하는 슬리브(23)의 내벽에 대한 안내면(59)이 형성된다. 포켓(57)이 압축 챔버의 방향을 향한 전면(51)을 관통하기 때문에, 이들 포켓은 영구 개방되어 있으므로, 결과적으로 스로틀 링(17)이 단부 정지부 기능을 발휘하게 되면, 포켓(57)에서의 유입에 의해 반경 방향 내부로 작용하는 압력 성분들도 제공된다. 따라서, 스로틀 링(17)과 슬리브(23) 또는 감소된 직경을 갖는 실린더측 벽(19) 사이에는 마찰력도 감소되어 발생한다. 포켓(57)은 영구적으로 개방되어 있으나, 압축 챔버(21)로부터 작동 챔버 내로 포켓(57)을 통한 댐핑 매체의 배출은 차단된다.

1 진동 댐퍼
3 실린더
5 피스톤 로드
7 피스톤
9 피스톤 로드측 작동 챔버
11 피스톤 로드에서 먼 작동 챔버
13 피스톤 로드 안내부
15 단부 정지부
17 스로틀 링
19 실린더측 벽
21 압축 챔버
23 슬리브
25 지지 링
27 그루브
29 웨브
31 지지면
33 제2 그루브
35 스프링 설부
37 스로틀 개구
39 전면
41 압력 보상 채널
43 외부면
45 로킹부
47 슬롯
49 내부면
51 전면
53 피스톤 밸브
55 유입 경사부
57 포켓
59 안내면

Claims

댐핑 매체에 의해 작동되는 단부 정지부(15)를 구비한 진동 댐퍼(1)로서, 상기 진동 댐퍼는 내부에 피스톤 로드(5)가 축방향으로 이동 가능하게 안내된 실린더(3)를 포함하고, 이때 피스톤 로드(5)는 스로틀 링(17)을 구동시키고, 상기 스로틀 링은, 직경이 감소된 실린더측 벽(19)에서 피스톤 로드(5)의 규정된 행정 위치로부터 압축 챔버(21)를 제한하며, 상기 실린더(3)는 댐핑 매체로 충전된 하나 이상의 작동 챔버(9; 11)를 포함하고, 상기 작동 챔버는 하나 이상의 스로틀 개구(37)를 통해 압축 챔버(21)와 연결되어 있는, 진동 댐퍼에 있어서,
스로틀 링(17)은 하나 이상의 압력 보상 채널(41; 57)을 구비하여, 상기 압력 보상 채널을 통해 실린더측 벽(19)의 방향을 향한 스로틀 링(17)의 외부면(43)이 스로틀 링(17)의 단면과 관련하여 압축 챔버(21)와 연결되어 있고 작동 챔버(9)에 대한 압력 보상 채널(41)의 배출부는 행정에 따라 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서, 스로틀 링(17)은, 실린더측 벽의 방향을 향한 외부면(43)과 스로틀 링(17)의 내부면(49)을 연결하는 복수의 반경 방향 압력 보상 채널(41)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서, 감소된 직경을 갖는 실린더측 벽(19)의 영역 내로 스로틀 링(17)이 진입하는 경우 하나 이상의 반경 방향 압력 보상 채널(41)은 아직 개방되어 있는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서, 하나 이상의 압력 보상 채널(41)은 스로틀 링의 전면(51)에 대해 축방향 간격을 두고 구현된 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서, 압력 보상 채널(41)은 압축 챔버(21)의 방향을 향한 전면(51) 내로 오목하게 형성되어 외부면(43)을 내부면(49)과 연결시키는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
제1항에 있어서, 스로틀 링(17)은, 스로틀 링(17)의 외부면(43)에 개방되고 압축 챔버(21)에 이어지는 복수의 축방향 포켓(57)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.
제6항에 있어서, 하나 이상의 축방향 포켓(57)은 압축 챔버(21)의 방향을 향한 전면(51)을 관통하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼.