KR20170106388A

KR20170106388A - 조정 가능 댐핑 밸브 장치

Info

Publication number: KR20170106388A
Application number: KR1020177022497A
Authority: KR
Inventors: 토마스 망어; 루카스 루만; 슈테판 슈미트
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2015-01-13
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2017-09-20
Also published as: WO2016113056A1; EP3245420B1; CN107110276B; US10760637B2; DE102015200348A1; US20180003259A1; EP3245420A1; CN107110276A

Abstract

본 발명은 전자기 액추에이터(7)에 의해 구동 가능한, 파일럿 밸브 바디(59)를 가진 파일럿 밸브(13)에 의해 제어되는 메인 밸브(15)를 포함하는, 진동 댐퍼를 위한 조정 가능 댐핑 밸브 장치(1)에 관한 것으로, 비상 작동 시 비상 작동 밸브가 메인 밸브(15)를 제어하며, 비상 작동 전기자(53)가 비상 작동 스프링(57)에 의해 파일럿 밸브(13)의 파일럿 밸브 바디(59)로 가압됨으로써, 상기 파일럿 밸브(13)가 비상 작동 밸브를 형성한다.

Description

조정 가능 댐핑 밸브 장치

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 조정 가능 댐핑 밸브 장치에 관한 것이다.

DE 10 2012 210 460 B3호로부터, 파일럿 밸브 및 메인 밸브를 포함하는 조정 가능 댐핑 밸브 장치가 공지되어 있다. 또한, 파일럿 밸브에 직렬로 비상 작동 밸브가 연결되며, 이 비상 작동 밸브는 댐핑 밸브 장치의 액추에이터에 대한 에너지 공급부의 고장 시, 비상 작동 상태를 취한다. 비상 작동 밸브에는 다시 하나 이상의 과압 밸브가 병렬로 연결되며, 이 과압 밸브는 댐핑 밸브 장치의 제어 챔버 내의 과압 시 개방됨으로써 최대 댐핑력 조정을 결정한다. 그럼으로써 댐핑 밸브 장치는, 서로 조정되어야 하고 상당한 제조 비용을 야기하는 4개 이상의 개별 밸브를 포함한다.

비상 작동 밸브는 환형 비상 작동 밸브 바디를 포함하고, 이 비상 작동 밸브 바디는 비상 작동 밸브 스프링에 의해 파일럿 밸브와 관련하여 분리된 밸브 시트면 상으로 가압된다.

DE 10 2010 063 386 B4호는 한 대안적 해결책을 개시하고 있다. 적어도 하나의 과압 밸브가 마찬가지로 비상 작동 밸브 내에 배치된다. 이를 위해, 예를 들어 비상 작동 밸브 내로 나사 결합되는, 설치 공간 수요가 적은 과압 밸브들이 제공된다. 이러한 유형의 과압 밸브들은 구성 유닛으로서 제공되며 비교적 저렴하다. 그러나 상기 유형의 과압 밸브들은 작은 구조 형상으로 인해, 예를 들어 폐쇄 스프링의 경우 제조 공차와 관련하여 비교적 민감하다. 이러한 문제는 폐쇄 스프링을 위한 조정 가능한 지지면에 의해 보상될 수는 있으나, 단일 과압 밸브를 통해 구현 가능한 용적 흐름이 비교적 적다. 그 결과, 복수의 과압 밸브가 제공되어야 하고, 그로 인해 조립 복잡성이 증가한다.

본 발명의 과제는, 종래 기술에 비해 전체 구성이 더 간단한 비상 작동 기능을 가진 조정 가능 댐핑 밸브 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제는, 비상 작동 전기자가 비상 작동 스프링에 의해 파일럿 밸브의 파일럿 밸브 바디로 가압되어, 상기 파일럿 밸브가 비상 작동 밸브를 형성하게 됨으로써 해결된다.

파일럿 밸브/비상 작동 밸브의 이중 기능에 의해 2개의 밸브, 다시 말해 기존의 비상 작동 밸브와 하나 이상의 과압 밸브가 생략될 수 있는 장점이 있다.

구조적 복잡성 외에, 축방향 설치 공간 이점도 달성될 수 있다.

잠재적인 제조 부정확성을 최소화하기 위해, 비상 작동 전기자의 가장자리 측이 파일럿 밸브 바디의 커버면 위에 지지된다. 비상 작동 전기자와 파일럿 밸브 바디 사이의 접촉원이 클수록, 치수 오류의 영향이 더 적다.

또 다른 바람직한 구성에서, 커버면은 비상 작동 전기자를 위한, 단차가 있는 접촉면을 가진 계단형 프로파일을 갖는다. 이러한 구조에 의해, 작은 면적만 정밀하게 제조되면 되기 때문에 가공 복잡성이 감소한다.

대안적으로 또는 부가적으로, 비상 작동 전기자가 파일럿 밸브 바디의 커버면을 향해 단차가 있는 받침면을 가질 수 있다.

바람직하게는 상기 받침면이 절삭 형상(cutting geometry)을 갖는다. 절삭 형상은 비상 작동 전기자와 파일럿 밸브 바디 사이의 선형 접촉을 목적으로 하며, 그럼으로써 비상 작동 전기자와 파일럿 밸브 바디 사이의 각도 에러가 간단히 보상될 수 있다.

비상 작동 전기자의 가동성을 촉진하기 위해, 비상 작동 전기자는 상기 비상 작동 전기자에 의해 서로 분리된 댐핑 밸브 장치의 챔버들을 서로 연결하는 유동 연통부를 갖는다. 그럼으로써 부압 또는 동압(dynamic pressure)을 유발할 수도 있는, 유압적으로 차단된 공간들이 형성되지 못한다.

예를 들어 비상 작동 전기자는 받침면의 영역에 하나 이상의 유동 통로를 가질 수 있다. 그럼으로써 비상 작동 전기자의 강도가 약화되지 않게 된다.

대안적으로 비상 작동 전기자는 그의 외표면에 하나 이상의 유동 연통부를 가질 수 있다.

이하 도면의 설명을 참조하여 본 발명을 더 상세히 설명한다.

도 1은 댐핑 밸브 장치의 단면도이다.
도 2는 피스톤 로드 상의 댐핑 밸브 장치의 도면이다.

도 1은 임의 구조 형태의 진동 댐퍼를 위한, 축방향으로 두 부분으로 구성된 댐핑 밸브 하우징(3)을 갖는 댐핑 밸브 장치(1)를 도시한다. 본 구성에서, 댐핑 밸브 장치(1)는 진동 댐퍼의 외측 실린더와 관련하여 외측 배치를 위한 것이나, 이러한 구성 원리는 예를 들어 피스톤 로드 상의 댐핑 밸브 장치에 간단하게 적용될 수 있다. 제1 댐핑 밸브 하우징 섹션(5) 내에는 이미 공지된 액추에이터(7)가 배치되며, 이 액추에이터는 전기자(11)를 통해 파일럿 밸브(13)에 작용하는 스풀(9)을 포함한다. 파일럿 밸브(13)에 의해, 진동 댐퍼 내에서 댐핑력을 생성하는 메인 밸브(15)가 제어된다. 파일럿 밸브 및 메인 밸브(13; 15)는 중간벽이 없는 관형 기본 형태를 가진 제2 댐핑 밸브 하우징 섹션(17) 내에 배치된다.

메인 밸브(15)는, 댐핑 밸브 하우징(3)에 대해 분리된 하우징 삽입체(21) 내에서 축방향으로 운동 가능하게 형성된 메인 밸브 바디(19)를 포함한다. 하우징 삽입체(21)는 컵 형태로 구현되고 제어 챔버(23)를 형성하며, 이 제어 챔버를 통해 메인 밸브(15)가 파일럿 밸브(13)에 의해 제어된다. 하우징 삽입체(21)의 바닥(25)은 개구(27)를 가지며, 이 개구 내에서 메인 밸브 바디(19)의 안내 샤프트(29)가 안내된다. 안내 샤프트(29) 내에는 축방향 채널(31) 및 횡방향 채널(33)이 연장되고, 이들 채널은 제어 챔버(23)를 관통구(35)를 통해 바닥(25)에서 파일럿 밸브(13)와 연결한다.

하우징 삽입체(21)는 외부면에 프로파일부를 갖는다. 이에 의해, 댐핑 밸브 하우징(3)과 하우징 삽입체(21)의 서로를 향한 면들이 댐핑 밸브 장치(1) 내부의 댐핑 매체 흐름을 위한 하나 이상의 유동 채널(37)을 형성하며, 외측에서는 바닥(25)에 반경 방향 채널(55)이 제공되고, 이들 반경 방향 채널은 유동 채널들(37)로 이어진다.

메인 밸브(15)가 시트 밸브로 형성됨으로써, 메인 밸브 바디(19)는 메인 밸브 시트면(39) 상에 지지된다. 반경 방향으로 메인 밸브 시트면(39)의 외측에 하나 이상의 관류 채널(41)이 형성되고, 이 관류 채널은 반경 방향으로 댐핑 밸브 하우징(3) 내부에 배치된다. 하우징 삽입체(21)의 외측에 제공되는 유동 채널(37)은 하나 이상의 관류 채널(41)에 연결된다.

메인 밸브 시트면(39)은 다시 밸브 코어(43)에 의해 형성되고, 댐핑 밸브 하우징(3) 내에서 축방향으로 상기 밸브 코어의 상부에 하우징 삽입체(21)가 배치된다. 본 실시예에서, 밸브 코어(43)는 하나 이상의 밸브 디스크(47)와 상호 작용하는 댐핑 채널(45)을 포함한다. 그러나 이는 선택적이다.

하우징 삽입체(21)는 스프링 와셔 형태의 스프링 부재(49)에 의해 축방향으로 댐핑 밸브 하우징(3)의 지지면(51)에 대해 가압된다. 스프링 부재(49)는 다시 밸브 코어(43)에 지지된다.

기본적으로, 댐핑 밸브 장치(1)는 메인 밸브(15) 및 파일럿 밸브(13)에 의해 작동될 수 있을 것이다. 특히, 액추에이터(7)가 에너지를 더 이상 공급받을 수 없는 경우, 상기 조정 가능 댐핑 밸브 장치(1)가 비상 작동 기능을 담당한다.

제2 댐핑 밸브 하우징 섹션(17) 내에는 비상 작동 전기자(53)가 축방향으로 운동 가능하게 형성된다. 압축 스프링 형상의 비상 작동 스프링(57)이 파일럿 밸브(13)의 파일럿 밸브 바디(59) 상으로 비상 작동 전기자(53)를 가압한다. 비상 작동 스프링(57)은 하우징에 고정된 부품에 지지되고, 비상 작동 전기자(53)는 그 가장자리가 파일럿 밸브 바디(59)의 커버면(61)에 직접 접촉하여 지지된다.

커버면(61)은 비상 작동 전기자(53)를 위한, 단차가 있는 접촉면(63)을 가진 계단형 프로파일을 갖는다. 비상 작동 전기자(53)도 파일럿 밸브 바디(59)의 커버면(61)의 방향으로 단차가 있는 받침면(65)을 가지며, 이때 상기 받침면(65)은 절삭 형상을 갖는다.

비상 작동 전기자(53)는 공간적으로 액추에이터(7)의 요크 바디(67)와 하우징 삽입체(21)의 바닥(25) 사이에 배치됨으로써, 비상 작동 전기자의 2개의 행정 챔버(69; 71)를 나눈다. 행정 챔버들(69; 71) 중 하나에 동압이 형성될 수 없도록 하기 위해, 비상 작동 전기자(53)는 댐핑 밸브 장치(1)의 서로 분리된 두 행정 챔버(69; 71)를 서로 연결하는 하나 이상의 유동 연통부(73)를 갖는다.

유동 연통부(73)는 선택적으로 받침면(65)의 영역에 예컨대 간단한 엠보싱 형태의 유동 통로로서 형성될 수 있다. 대안적으로 비상 작동 전기자가 그 외표면에 유동 연통부(73)를 가질 수 있다.

단면의 좌측 반부에는 종래기술에 필적하는 비상 작동 전기자의 전체 길이가 도시되어 있다. 단면의 우측 반부는, 본 발명에 의해 좁은 비상 작동 전기자(53)로 인해 달성될 수 있는 장착 공간 이점을 명료화한다.

댐핑 밸브 장치를 구비한 진동 댐퍼의 작업 운동 시, 댐핑 매체가 밸브 코어(43)의 관 연결부를 통해 댐핑 밸브 장치(1) 내로 침투된다. 이때, 댐핑 매체는 하나 이상의 댐핑 채널(45) 및 하나 이상의 밸브 디스크(47)를 통과한다. 이로 인해, 메인 밸브 바디(19)에 상승력이 작용한다. 댐핑 매체는 관통구(35)를 통해 제어 챔버(23)에 도달하고, 이로써 메인 밸브 바디(19)에 폐쇄력을 가한다. 파일럿 밸브(13)는 제어 챔버(23)로부터, 하우징 삽입체(21)와 제2 댐핑 밸브 하우징 섹션(17) 사이의 유동 채널(37) 내로의 방출 단면을 제어한다. 정상적인 에너지 공급 시 비상 작동 전기자(53)가 비상 작동 스프링(57)의 힘에 반하여 상승함으로써, 파일럿 밸브 바디(59)의 하중이 경감된다. 그러면 파일럿 밸브 바디(59)에 작용하는 폐쇄력은 이제 파일럿 밸브(13)의 전기자(11)에 작용하는 액추에이터(7)의 스프링 장치(75)에 의해서만 결정된다. 전기자(11)의 스프링 장치(75)와 비상 작동 스프링(57)은 기능상 병렬로 연결된다.

방출되는 댐핑 매체는 반경방향 채널(55) 및 유동 채널(37)을 통해, 제2 댐핑 밸브 하우징 섹션(17)과 밸브 코어(43) 사이의 환형 챔버에 도달하고, 상기 밸브 코어의 하나 이상의 관류 채널(41)을 통해 파일럿 밸브(13)의 댐핑 매체가 방출된다.

액추에이터(7)에 대한 에너지 공급에 장애가 있을 경우, 비상 작동 전기자(53)와 파일럿 밸브 바디(59) 간의 접촉을 통해 비상 작동 스프링(57)의 전체 폐쇄력이 작용한다. 스프링 장치(75)와 비상 작동 스프링(57)의 스프링 힘이 합쳐져서 파일럿 밸브 바디(59)에 작용하는 폐쇄력을 결정한다.

축방향 채널(31) 내 압력이 개방 방향으로 작용하여 파일럿 밸브 바디(59)를 상승시킨다. 이때, 제어 챔버(23) 내에 메인 밸브 바디(19) 상으로의 폐쇄 압력이 형성된다. 그 결과, 액추에이터(7)로의 전력 공급 장애 시에도 파일럿 밸브(13)가 비상 작동 기능을 수행한다.

메인 밸브 바디(19)가 메인 밸브 시트면(39)으로부터 상승 운동을 하면 댐핑 매체가 반경 방향 외부로 흐르고, 마찬가지로 하나 이상의 관류 채널(41)을 통해 댐핑 밸브 하우징(3)으로부터 방출된다.

그런 다음, 댐핑 매체는 도시되지 않은 보상 챔버 또는 작동 챔버 내로 흘러간다.

본 발명은 일측 관류 방향을 갖는 댐핑 밸브에서의 적용으로만 제한되지 않는다. 도 2에는 댐핑 매체로 채워진 2개의 작업 챔버(79; 81) 사이의 피스톤 로드(77)에 적용된 조정 가능 댐핑 밸브 장치(1)의 실시예가 도시되어 있다. 파일럿 밸브(13)와 메인 밸브(15)의 구조는 DE 10 2012 210 460 B3호로부터 상세히 공지되어 있다. 이와 달리, 마찬가지로 도 1에 따른 실시예와 동일한 구조의 파일럿 밸브 바디(59) 상에 직접 지지되는 도 1에 따른 비상 작동 전기자(53)가 사용된다. 이 실시예에서도 파일럿 밸브(13)가 비상 작동 밸브의 기능을 담당한다.

1: 댐핑 밸브 장치
3: 댐핑 밸브 하우징
5: 제1 댐핑 밸브 하우징 섹션
7: 액추에이터
9: 스풀
11: 전기자
13: 파일럿 밸브
15: 메인 밸브
17: 제2 댐핑 밸브 하우징 섹션
19: 메인 밸브 몸체
21: 하우징 삽입체
23: 제어 챔버
25: 바닥
27: 개구
29: 안내 샤프트
31: 축방향 채널
33: 횡방향 채널
35: 관통구
37: 유동 채널
39: 메인 밸브 시트면
41: 관류 채널
43: 밸브 코어
45: 댐핑 채널
47: 밸브 디스크
49: 스프링 부재
51: 지지면
53: 비상 작동 전기자
55: 반경 방향 채널
57: 비상 작동 스프링
59: 파일럿 밸브 바디
61: 커버면
63: 접촉면
65: 받침면
67: 요크 바디
69: 행정 챔버
71: 행정 챔버
73: 유동 연통부
75: 스프링 장치
77: 피스톤 로드
79: 작업 챔버
81: 작업 챔버

Claims

전자기 액추에이터(7)에 의해 작동 가능한, 파일럿 밸브 바디(59)를 가진 파일럿 밸브(13)에 의해 제어되는 메인 밸브(15)를 포함하는, 진동 댐퍼를 위한 조정 가능 댐핑 밸브 장치(1)이며, 비상 작동 시 비상 작동 밸브가 메인 밸브(15)를 제어하는, 조정 가능 댐핑 밸브 장치에 있어서,
비상 작동 전기자(53)가 비상 작동 스프링(57)에 의해 파일럿 밸브(13)의 파일럿 밸브 바디(59)로 가압되어, 상기 파일럿 밸브(13)가 비상 작동 밸브를 형성하는 것을 특징으로 하는, 조정 가능 댐핑 밸브 장치.
제1항에 있어서, 비상 작동 전기자(53)의 가장자리 측이 파일럿 밸브 바디(59)의 커버면(61) 위에 지지되는 것을 특징으로 하는, 조정 가능 댐핑 밸브 장치.
제2항에 있어서, 커버면(61)은 비상 작동 전기자(53)를 위한, 단차가 있는 접촉면(63)을 가진 계단형 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는, 조정 가능 댐핑 밸브 장치.
제2항에 있어서, 비상 작동 전기자(53)가 파일럿 밸브 바디(59)의 커버면(61)을 향해 단차가 있는 받침면(65)을 갖는 것을 특징으로 하는, 조정 가능 댐핑 밸브 장치.
제4항에 있어서, 받침면(65)이 절삭 형상을 갖는 것을 특징으로 하는, 조정 가능 댐핑 밸브 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비상 작동 전기자(53)는 상기 비상 작동 전기자(53)에 의해 서로 분리된 댐핑 밸브 장치(1)의 챔버들(69; 71)을 서로 연결하는 유동 연통부(73)를 갖는 것을 특징으로 하는, 조정 가능 댐핑 밸브 장치.
제6항에 있어서, 비상 작동 전기자(53)는 받침면(65)의 영역에 하나 이상의 유동 통로(73)를 갖는 것을 특징으로 하는, 조정 가능 댐핑 밸브 장치.
제6항에 있어서, 비상 작동 전기자(53)는 그의 외표면에 하나 이상의 유동 연통부(73)를 갖는 것을 특징으로 하는, 조정 가능 댐핑 밸브 장치.