KR20190017957A

KR20190017957A - 진동 댐퍼용 감쇠 밸브

Info

Publication number: KR20190017957A
Application number: KR1020197001021A
Authority: KR
Inventors: 알렉산다 크네체빅; 요에르크 뢰쎌러
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2016-06-16
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2019-02-20
Also published as: KR102309479B1; CN109312807B; WO2017215854A1; US20190249742A1; CN109312807A; DE102016210789B4; DE102016210789A1

Abstract

본 발명은 하나 이상의 통과 채널을 구비한 감쇠 밸브 몸체를 포함하는 진동 댐퍼용 감쇠 밸브에 관한 것이며, 통과 채널의 유출 측은 하나 이상의 밸브 디스크에 의해 적어도 부분적으로 덮이며, 하나 이상의 밸브 디스크는 통과 채널을 통한 유동 시 밸브 시트면으로부터 떼내어지고, 지지 디스크는 정지부로서 상승 이동을 제한하며, 지지 디스크는 밸브 디스크의 방향으로 탄성 중합체 지지부를 구비하며, 탄성 중합체 지지부는 복수의 개별 지지 부재에 의해 형성되고, 하나 이상의 밸브 디스크와 지지 디스크 사이에는 지지 디스크에 대해 이동 가능하게 장착되어 밸브 디스크의 상승 이동 특성을 결정하는 스페이서 디스크가 배치된다.

Description

진동 댐퍼용 감쇠 밸브

본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따르는 감쇠 밸브에 관한 것이다.

진동 댐퍼용 감쇠 밸브는 하나 이상의 통과 채널(passage channel)을 구비한 감쇠 밸브 몸체를 포함하며, 통과 채널의 유출 측은 하나 이상의 밸브 디스크에 의해 적어도 부분적으로 덮인다. 통과 채널을 통한 밸브 측에서의 유동 시, 밸브 디스크는 밸브 시트면(valve seat surface)으로부터 떼내어진다. 기계적 과하중으로부터 밸브 디스크를 보호하기 위해, 일반적으로 하나 이상의 지지 디스크가, 상승 이동(lifting-up movement)을 제한하는 정지부로서 이용된다. 지지 디스크는 가장 단순한 실시예에서 단순하면서도 일반적으로 금속인 링 디스크로서 구현된다. 이와 달리, 밸브 디스크는 한계 이내에서 탄성 변형 가능하게, 또는 스프링에 대항하여 축 방향으로 이동 가능하게 장착된다. 실시형태와 무관하게, 감쇠 모드에서 갑작스런 피크 하중이 있는 경우, 밸브 디스크가 지지 디스크에 부딪치는 결과가 발생한다. 이런 부딪침은 청각적으로 인지될 수 있다.

해결책은, 대개 적층 배치되는 복수의 밸브 디스크를 이용하는 것에 있을 수 있다. 적층을 통해, 디스크 패킷(disk packet)의 내부에서 지지 기능이 달성된다. 단점은, 밸브 디스크들이 경향적으로 강성인 경우 감쇠력 특성곡선의 상승이 발생한다는 점에 있다.

유형을 정의하는 DE 18 17 392 B2호로부터는, 지지 링에서의 밸브 디스크의 정지 이동을 상쇄시키는 탄성 중합체 링의 구조 형상인 탄성 중합체 지지부(elastomer support)를 포함하는 진동 댐퍼용 감쇠 밸브가 공지되어 있다. 탄성 중합체 링은 정지 기능에서 실링 링처럼 작용하며, 그럼으로써 단지 감쇠 밸브에서부터 감쇠 매체의 반경 방향 유동만이 수행될 수 있게 된다.

본 발명의 과제는, 개선된 유동 거동과 관련하여 유형을 정의하는 감쇠 밸브를 개량하는 것에 있다.

상기 과제는, 탄성 중합체 지지부가 복수의 개별 지지 부재에 의해 형성되고 하나 이상의 밸브 디스크와 지지 디스크 사이에는 지지 디스크에 대해 이동 가능하게 장착되어 밸브 디스크의 상승 이동 특성을 결정하는 스페이서 디스크(spacer disk)가 배치되는 것을 통해 해결된다.

지지 디스크는, 탄성 밸브 디스크를 위한 최대 상승 트래블(lift-off travel) 및 경우에 따른 경동원(tilting circle)을 결정하는 정지 부재로서 이용된다. 대개, 재료 두께 및/또는 지름에 대해서는 가장 단순한 수단들로 감쇠 밸브를 매칭시킬 수 있다.

또 다른 바람직한 구현예에서, 스페이서 디스크는 적어도 자신의 행정 트래블(stroke travel)의 일부에서 예압 없이 밸브 디스크에 대해 지지된다. 그에 따라, 스페이서 디스크는 외팔보 지지되며, 그리고 밸브 디스크에 폐쇄력을 가하지 않는다.

선택적으로, 하나 이상의 탄성 중합체 지지부는 적어도 탄성 중합체 지지부의 스프링 영역에서 스페이서 디스크를 축 방향으로 관통할 수 있다. 이를 위해, 스페이서 디스크는 개구부들을 구비할 수 있다.

간단한 조립과 관련하여, 스페이서 디스크는 지지 디스크의 플랜지 상에서 센터링된다. 지지 디스크는 경우에 따라 조립 캐리어(assembly carrier)로서 이용되며, 이런 경우 조립 캐리어 상에 스페이서 디스크(들)가 안착된다.

어떠한 상황에서도 충격 소음(impact noise)이 발생하지 않도록 하기 위해, 탄성 중합체 지지부는 정지 영역을 포함하며, 스페이서 디스크는 규정된 행정 트래블에서부터 상기 정지 영역 상에 지지된다.

서로 상이한 외경을 갖는 스페이서 디스크들의 적층된 패킷의 경우, 바람직하게는 스페이서 디스크는 탄력적으로 형성된다. 이런 경우, 스페이서 디스크는 밸브 디스크처럼 작용한다.

바람직한 일 종속항에 따라서, 개별 지지 부재들은 상이한 분할원들 상에 배치된다. 그 결과, 특히 스페이서 디스크가 밸브 디스크보다 더 작은 지름을 보유할 때, 감쇠 밸브의 매칭을 위한 또 다른 선택사항들이 제공된다. 이런 경우, 요컨대, 대개는, 단지 밸브 디스크만을 예압하는 탄성 중합체 지지 부재들; 및 스페이서 디스크에도 영향을 미치는 탄성 중합체 몸체들;을 제공할 수 있다. 이런 배치의 경우, 스페이서 디스크는 탄성 중합체 지지 부재들을 위한 개구부들을 포함하지 않아도 된다.

밸브 디스크의 상승 이동을 위한 누진적 반력(progressive counterforce)과 관련하여, 개별 지지 부재들은 밸브 디스크까지 서로 상이한 축 방향 이격 간격을 보유할 수 있다.

밸브 디스크 상의 지지부와 지지 디스크 상의 정지부 사이의 행정 영역에서 감쇠 밸브에서의 유출을 촉진하기 위해, 스페이서 디스크는 하나 이상의 통과 횡단면을 포함할 수 있다.

본 발명은 하기 도면의 기재내용에 따라서 더 상세하게 설명된다.

도 1은 감쇠 밸브를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 감쇠 밸브의 스페이서 디스크를 도시한 상면도이다.

도 1에는, 임의 구조의 진동 댐퍼를 위한 감쇠 밸브(1)가 도시되어 있다. 감쇠 밸브(1)는 피스톤 로드(5) 상에 고정되어 있는 감쇠 밸브 몸체(3)를 포함한다. 본 발명은 상기 유형의 실시형태로 제한되지 않으며, 그리고 예컨대 바텀 밸브(bottom valve)에서, 또는 가변 감쇠 밸브의 범위에서도 이용될 수 있다.

감쇠 밸브 몸체(3)는 진동 댐퍼의 실린더(7)를 피스톤 로드 측 작동 챔버(9)와 피스톤 로드 이격 측 작동 챔버(11)로 분할하며, 이 두 작동 챔버는 감쇠 매체로 충전되어 있다. 감쇠 밸브 몸체(3) 내에서는, 각각의 관류 방향을 위한 관통 채널들(13; 15)(through-channel)이 상이한 분할원들 상에 형성된다. 관통 채널들의 구성은 예시로서만 간주된다. 관통 채널들(13; 15)의 유출 측은 하나 이상의 밸브 디스크(17; 19)에 의해 적어도 부분적으로 덮인다.

피스톤 로드 이격 측 작동 챔버(11)에서부터 출발하여 밸브 디스크(17)에서의 유동 시, 밸브 디스크(17)는 자신의 밸브 시트면(21)으로부터 떼내어진다. 상승 이동은 탄성 중합체 지지부와 조합되어 지지 디스크(23)에 의해 제어되거나 감쇠 방식으로 제동된다. 탄성 중합체 지지부는 복수의 개별 지지 부재(25)에 의해 형성된다.

바람직하게는, 개별 지지 부재들(25)은 볼들(ball)로서 구현된다. 또한, 바람직한 경우는 배럴형 구조 형상(barrel-shaped structural shape)이다. 두 구조 형상은 간단하면서도 위치와 무관하게 장착된다.

개별 지지 부재들(25)은 지지 디스크(23) 내에서 반경들(R₁ 및 R₂)을 갖는 상이한 분할원들(27; 29) 상에 배치되어 정지 평면을 형성한다. 자명한 사실로서, 또 다른 분할원 지름들 역시도 이용될 수 있다.

하나 이상의 밸브 디스크(17)와 지지 디스크(23) 사이에는 지지 디스크(23)에 대해 축 방향으로 이동 가능하게 장착되어 밸브 디스크(17)의 상승 이동 특성을 결정하는 하나 이상의 스페이서 디스크(31; 33)가 배치된다. 스페이서 디스크(31; 33)는 바람직하게는 적어도 자신의 행정 트래블의 일부에서 예압 없이 밸브 디스크(17)에 대해 지지된다. 도 1에 도시된 것처럼, 하나 이상의 개별 지지 부재(25)는 적어도 탄성 중합체 지지부의 스프링 영역(35)으로 스페이서 디스크(31; 33)를 축 방향으로 관통한다. 그에 따라, 스페이서 디스크(31; 33)는 진동 디스크(fluttering disk)로서 간주된다. 가장 단순한 실시예에서, 감쇠 밸브(1)는 오직 하나의 스페이서 디스크(31)만을 포함한다. 본 실시예에서는 2개의 적층된 스페이서 디스크(31; 33)가 적용된다. 외부 개별 지지 부재들은 반경 방향에서 상대적으로 더 작은 제1 스페이서 디스크(33)의 바깥쪽에 위치한다. 그 결과로, 외부 지지 부재들은 단지 간접적으로만 상대적으로 더 작은 스페이서 디스크(33)의 행정 이동에 영향을 미친다.

또한, 도 1에서 개시된 것처럼, 각각의 스페이서 디스크(31; 33)는 지지 디스크(23)의 플랜지(37) 상에서 센터링된다. 플랜지(37)를 통해, 밸브 디스크(17)는 내부 지지면(39)에 고정된다. 내부 지지면(39)은 반드시 밸브 시트면(21)의 평면에 위치하지 않아도 된다. 시트면(21)이 지지면(39)에 비해 상승되어 형성될 때, 규정된 높이 오프셋을 통해 예컨대 밸브 디스크(17)에 가해지는 추가적인 예압이 달성될 수 있다.

선택적으로, 개별 지지 부재는 정지 영역(41)을 포함할 수 있으며, 스페이서 디스크(33)는 규정된 행정 트래블에서부터 상기 정지 영역 상에 지지된다. 차이를 명확하게 하기 위해, 분할원(27) 상의 개별 지지 부재는, 개별 지지 부재들(25)의 관통을 위한 스페이서 디스크 내의 개구부들보다 더 큰 지름을 보유하는 정지 영역(41)을 포함한다. 이와 비교하여, 상대적으로 더 큰 분할원(29) 상의 개별 지지 부재들은 배럴 형태로 실질적으로 일정한 외경을 보유하여 형성된다.

또한, 스페이서 디스크(31; 33)는 탄력적으로도 형성될 수 있다. 특히 스페이서 디스크들(31; 33)의 적층 배치의 경우, 상대적으로 더 작은 스페이서 디스크(33)의 외경부는 가장 가깝게 위치한 스페이서 디스크(31)를 위한 경동원을 형성할 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 스페이서 디스크(31; 33)는 하나 이상의 통과 횡단면(45)을 포함할 수 있으며, 이 통과 횡단면을 경유하여 감쇠 매체는 피스톤 로드 이격 측 작동 챔버(11)에서부터 피스톤 로드 측 작동 챔버(9) 내로 유입될 수 있다.

관통 채널(13)을 통한 유동 시, 감쇠 매체는, 유출 개구부를 적어도 실질적으로 폐쇄하는 밸브 디스크(17)에 부딪친다. 관통 채널(13)과 작동 챔버(9) 사이에서 밸브 디스크(17) 상의 압력 차이는 밸브 시트면(21)으로부터 밸브 디스크(17)의 상승 이동을 야기한다. 상승 이동은 분할원들(27; 29) 상의 개별 지지 부재들(25)에 의해 상쇄된다. 밸브 디스크(17)까지 상대적으로 더 큰 분할원(29) 상의 개별 지지 부재들(25)의 축 방향 이격 간격(47)으로 인해, 밸브 디스크(17)가 개방 과정에서 상기 개별 지지 부재들에 도달할 때, 상기 밸브 디스크는 우선 반력을 가한다. 이 경우, 단지 상대적으로 더 적은 감쇠력만이 발생한다. 스페이서 디스크들(31, 33)은, 밸브 시트면으로부터 밸브 디스크(17)의 상승 과정의 개시 시점에, 영향력이 없는데, 그 이유는 스페이서 디스크(33)와 지지 디스크 사이에 여전히 이격 간격(49)이 존재하기 때문이다.

스페이서 디스크(31)가 적어도 간접적으로 지지 디스크(23)에 인접할 때 비로소, 감쇠 밸브의 감쇠력 특성은 경향적으로 현저하게 상대적으로 더 높은 감쇠력으로 변동된다. 그런 다음, 스페이서 디스크(33)의 외경부는 밸브 디스크(17)를 위한 제1 경동원으로서 작용한다. 스페이서 디스크(31)가 마찬가지로 탄력적으로 형성된다면, 상대적으로 더 작은 스페이서 디스크(33)의 외경부는 밸브 디스크(17) 및 상대적으로 더 큰 스페이서 디스크(31) 모두를 위한 경동원으로서 작용한다. 개별 지지 부재들(25)을 통과하는 스페이서 디스크들(31; 33)의 관통으로 인해, 개별 지지 부재들은 스페이서 디스크들(31; 33)에 폐쇄력을 가하지 않는다.

두 스페이서 디스크의 최대 행정 이동 시에 비로소, 상기 스페이서 디스크들은 내부 개별 지지 부재들(25)의 정지 영역(41)에 인접한다. 전체적으로 변곡점 없는 감쇠력 특성곡선이 나타나며, 변곡점 없는 감쇠력 특성곡선은 항상 낮은 피스톤 로드 가속도 및 그에 따른 낮은 소음 부하를 초래한다.

1: 감쇠 밸브
3: 감쇠 밸브 몸체
5: 피스톤 로드
7: 실린더
9: 피스톤 로드 측 작동 챔버
11: 피스톤 로드 이격 측 작동 챔버
13: 관통 채널
15: 관통 채널
17: 밸브 디스크
19: 밸브 디스크
21: 밸브 시트면
23: 지지 디스크
25: 개별 지지 부재
27: 분할원
29: 분할원
31: 스페이서 디스크
33: 스페이서 디스크
35: 스프링 영역
37: 플랜지
39: 내부 지지면
41: 정지 영역
43: 개구부
45: 통과 횡단면
47: 이격 간격

Claims

하나 이상의 통과 채널(13; 15)을 구비한 감쇠 밸브 몸체(3)를 포함하는 진동 댐퍼용 감쇠 밸브(1)이며, 통과 채널의 유출 측은 하나 이상의 밸브 디스크(17; 19)에 의해 적어도 부분적으로 덮이며, 하나 이상의 밸브 디스크(17; 19)는 통과 채널(13; 15)을 통한 유동 시 밸브 시트면(21)으로부터 떼내어지고, 지지 디스크(23)는 정지부로서 상승 이동을 제한하며, 지지 디스크(23)는 밸브 디스크(17; 19)의 방향으로 탄성 중합체 지지부(25)를 구비하는, 상기 진동 댐퍼용 감쇠 밸브에 있어서,
상기 탄성 중합체 지지부는 복수의 개별 지지 부재(25)에 의해 형성되며, 그리고 하나 이상의 밸브 디스크(17)와 지지 디스크(23) 사이에는 지지 디스크(23)에 대해 이동 가능하게 장착되어 밸브 디스크(17)의 상승 이동 특성을 결정하는 스페이서 디스크(31; 33)가 배치되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브.
제1항에 있어서, 스페이서 디스크(31; 33)는 적어도 자신의 행정 트래블의 일부에서 예압 없이 밸브 디스크(17)에 대해 지지되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브.
제1항에 있어서, 하나 이상의 개별 지지 부재(25)는 적어도 상기 개별 지지 부재의 스프링 영역(35)에서 스페이서 디스크(31; 33)를 축 방향으로 관통하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브.
제1항에 있어서, 스페이서 디스크(31; 33)는 지지 디스크(23)의 플랜지(37) 상에서 센터링되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브.
제1항에 있어서, 개별 지지 부재(25)는 정지 영역(41)을 포함하며, 스페이서 디스크(33)는 규정된 행정 트래블에서부터 상기 정지 영역 상에 지지되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브.
제1항에 있어서, 스페이서 디스크(31; 33)는 탄력적으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브.
제1항에 있어서, 개별 지지 부재들(25)은 상이한 분할원들(27; 29) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브.
제1항에 있어서, 개별 지지 부재들(25)은 밸브 디스크(17)까지 서로 상이한 축 방향 이격 간격(47)을 보유하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브.
제1항에 있어서, 스페이서 디스크(31; 33)는 하나 이상의 통과 횡단면(45)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브.