KR20190018487A - 누가 감쇠력 특성곡선을 갖는 감쇠 밸브 장치 - Google Patents

누가 감쇠력 특성곡선을 갖는 감쇠 밸브 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 감쇠 밸브(5)를 포함하는 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치(1)에 관한 것이며, 감쇠 밸브는 제1 작동 영역에서 감쇠 매체의 유동 속도가 증가함과 더불어 통과 작동 위치로 전이되며, 누가 감쇠력 특성을 갖는 제2 작동 영역은 스로틀링 위치로 전이될 수 있는 밸브 몸체(35)와 연계되어 스로틀 지점(37)의 영향을 받으며, 밸브 몸체(35)는 감쇠 매체의 유동 속도가 증가함과 더불어 폐쇄 방향으로 이동되어 유압식으로 감쇠 밸브(5)와 직렬로 배치되며, 밸브 몸체(35)는 유동 안내면(39; 57)의 방향으로 반경 방향 폐쇄 이동을 실행하는 지름 가변형 링 부재로서 구현되며, 반경 방향 폐쇄 이동 시에는 규정된 최소 통과 횡단면이 유지된다.

Description

누가 감쇠력 특성곡선을 갖는 감쇠 밸브 장치
본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따르는 누가 감쇠력 특성곡선(progressive damping-force characteristic curve)을 갖는 감쇠 밸브 장치에 관한 것이다.
DE 10 2004 050 732 A1호로부터는, 자신의 상류에 스로틀 밸브가 연결되는 감쇠 밸브를 포함하면서 누가 감쇠력 특성곡선을 갖는 진동 댐퍼가 공지되어 있다. 감쇠 밸브는 유입 측과 유출 측 간의 압력 강하가 증가함과 더불어 개방된다. 스로틀 밸브는 반대되는 특성을 보유한다. 체적 유량이 증가함과 더불어 스로틀 밸브는 폐쇄 이동으로 전이된다. 폐쇄력은, 압력 힘과, 개방 유지력으로서 작용하는 반대되는 스프링 힘의 차로 결정된다.
상기 유형의 감쇠 밸브 구성의 장점은, 각각의 피스톤 로드 위치에서 감쇠력 상승이 달성될 수 있다는 점에 있다. 대개는 경로에 따른 견인 정지부(traction stop) 및 압축 정지부(compression stop)에 의존하지 않는다. 주요 단점은, 종래 진동 댐퍼와 비교하여 추가적인 원가 비용 및 장착 공간 손실에 있다.
본 발명의 과제는 종래 기술에서부터 공지된 문제들을 해결하는 것에 있다.
상기 과제는, 밸브 몸체가 유동 안내면(flow guiding surface)의 방향으로 반경 방향 폐쇄 이동(radial closing movement)을 실행하는 지름 가변형 링 부재(diameter-variable ring element)로서 구현되고, 상기 반경 방향 폐쇄 이동 시에는 규정된 최소 통과 횡단면(minimum passage cross-section)이 유지되는 것을 통해 해결된다.
큰 장점은, 극도로 단순하면서도 공간을 절약하는 부품이 이용될 수 있다는 점에 있다. 실제로 밸브 몸체에 대한 추가 장착 공간 소요는 없다. 규정된 최소 통과 횡단면은 감쇠 밸브 장치; 및 그에 따른 진동 댐퍼의 작동 이동;의 완전한 차단을 방지한다. 이런 밸브 원리의 경우, 협폭 간극(narrow gap)을 통과하는 매체의 유동 시에 한계 속도부터 반경 방향 흡인 작용(radial suction action)이 발생한다는 효과가 활용된다. 이런 흡인 작용은 밸브 부재의 반경 방향 폐쇄 이동을 야기한다.
일 변형예에서, 최소 통과 횡단면은 제한 링(limiting ring)을 통해 규정된다. 제한 링은 간단히 유동 안내면의 방향으로 위치 설정된다. 제한 링으로서는, 예컨대 단순한 리테이너 링(retainer ring)이 이용될 수 있다.
또한, 그 대안으로, 최소 통과 횡단면은 하나 이상의 정지 웨브(stop web)를 통해 규정될 수 있다. 이런 경우, 정지 웨브는 유동 안내면 상에 안착되고 그에 따라 추가 폐쇄 이동을 제한한다.
링 부재의 반경 방향 이동성을 촉진하기 위해, 링 부재는 반경 방향 압력 보상 채널들을 포함한다.
또한, 링 부재는 감쇠 밸브의 밸브 디스크 장착부의 지지 디스크 내에 배치될 수 있다. 거의 모든 감쇠 밸브는, 이제 링 부재의 구현과 더불어 추가 기능을 수행하는 지지 디스크를 포함한다.
또한, 그 대안으로, 링 부재는 견인 정지부 지지 디스크 내에도 형성될 수 있다. 가장 단순한 견인 정지부들 조차도 견인 정지부 지지 디스크를 필요로 하며, 그럼으로써 이런 구조 형상을 위해서도 행정 길이를 감소시키는 추가 부품은 이용되지 않아도 된다.
매우 조밀한 또 다른 구조 형상은, 링 부재가 감쇠 밸브의 고정 수단 내에 형성되는 것을 특징으로 한다.
링 부재가 지지 디스크 내에, 또는 견인 정지부 지지 디스크 내에 위치 설정되는 구조 형상들의 경우, 작동 실린더의 내벽부가 유동 안내면을 형성한다. 또한, 링 부재는 감쇠 밸브의 밸브 몸체로서의 피스톤의 피스톤 스커트(piston skirt)와 상호작용할 수도 있다.
그 대안으로, 또는 그에 추가로, 링 부재가 바텀 밸브(bottom valve)의 일부로서 구현되는 가능성도 있다.
하기 도면의 기재내용에 따라서는 본 발명은 더 상세하게 설명된다.
도 1은 감쇠 밸브 장치의 영역에서 진동 댐퍼의 절개 부분을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 대한 대안의 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 링 부재의 대안의 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 바텀 밸브로서의 감쇠 밸브 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 도 4와 관련한 링 부재를 도시한 도면이다.
도 1에는, 단지 절개 부분으로만 도시되어 있는 임의 구조의 진동 댐퍼(3)를 위한 감쇠 밸브 장치(1)가 도시되어 있다. 감쇠 밸브 장치(1)는, 피스톤(7)으로서 구현되어 피스톤 로드(9)에 고정되어 있는 감쇠 밸브 몸체를 구비한 제1 감쇠 밸브(5)를 포함한다.
감쇠 밸브 몸체(7)는 진동 댐퍼의 실린더(11)를 피스톤 로드 측 작동 챔버와 피스톤 로드 이격 측 작동 챔버로 분할하며, 상기 두 작동 챔버는 감쇠 매체로 충전되어 있다. 감쇠 밸브 몸체(7) 내에는 상이한 분할원들 상의 각각의 관류 방향을 위한 관통 채널들이 형성되어 있다. 관류 채널들의 구성은 단지 예시로만 간주된다. 관통 채널들(17; 19)의 유출 측은 하나 이상의 밸브 디스크(21; 23)로 적어도 부분적으로 덮인다.
그에 추가로, 진동 댐퍼는 견인 정지부(25)를 포함하며, 이 견인 정지부는 피스톤 로드(9)의 규정된 인출 이동부터 실린더 측 정지면에, 예컨대 피스톤 로드 가이드(27)에 접하게 된다.
견인 정지부(25)는, 형상 결합 연결부를 통해 피스톤 로드에 직접 고정되는 견인 정지부 지지 디스크(29)를 포함한다. 견인 정지부 지지 디스크(29)의 상면 상에는, 예시로서, 적은 반경 방향 예압을 통해 피스톤 로드(9)의 진동 운동 시에도 파지되는 환형 탄성 중합체 부재(31)가 안착된다. 탄성 중합체 부재(31)는 정지면 상의 정지점부터 추가적인 지지 스프링으로서 작용한다.
견인 정지부 지지 디스크(29)는 외주 그루브(33)(peripheral groove)를 포함하며, 이 외주 그루브 내에서는 지름 가변형 링 부재(35)가 안내된다. 이런 링 부재(35)는 반경 방향으로 탄성적이며, 그리고 감쇠 밸브 장치(1)의 일부로서 스로틀 지점(37)을 위한 밸브 몸체를 형성한다. 링 부재(35)는 실린더(11)의 내벽부와 함께 스로틀 지점을 형성하며, 내벽부(39)는 유동 안내면을 나타낸다.
링 부재는 외면에서 예컨대 스냅 링의 유형인 제한 링(41)을 지지한다. 반경 방향에서 링 부재의 안쪽에는 압력 보상 채널들(43)이 형성되며, 이 압력 보상 채널들은 링 부재(35)의 외주면(45)을 외주 그루브(33)의 일측 그루브 바닥부와 연결한다.
제1 작동 영역에서의 피스톤 로드 속도가 예컨대 2m/s 미만인 경우, 스로틀 지점(37)은 완전하게 개방된다. 이런 경우, 감쇠력은 단지 밸브 디스크들(21; 23)과 연계되어 관통 채널들(17; 19)에 의해서만 생성된다. 밸브 디스크들(21; 23)에서의 유동 동안 밸브 디스크들(21; 23)은 자신들의 밸브 시트면(47; 49)(valve seat surface)으로부터 떼내어진다. 상승 이동은 각각 하나의 지지 디스크(51; 53)에 의해 제한된다.
제1 작동 영역의 한계 속도보다 더 높은, 다시 말해 예시로서 명시된 2m/s보다 더 높은 피스톤 로드 속도를 갖는 제2 작동 영역에서, 링 부재(35)는 스로틀링 위치로 전이되고 이와 동시에 유동 안내면(39) 방향으로의 폐쇄 이동을 실행한다. 환상 간극으로서 형성된 스로틀 지점(37)에서의 감쇠 매체의 높은 유동 속도로 인해, 링 부재(35)의 반경 방향 확대를 야기하는 부압이 형성된다. 그러나 어떠한 경우에도 스로틀 지점(37)의 차단이 발생할 수 없도록 하기 위해, 규정된 최소 통과 횡단면은 제한 링(41)에 의해 유지된다.
도 2에는, 소결 기술로 제조되는 감쇠 밸브 몸체(7)를 포함하는 제1 감쇠 밸브의 대안의 실시예가 도시되어 있다. 감쇠 밸브의 작동 원리는 도 1에 따른 기재내용과 완전히 동일하다.
다만, 그와 다르게, 도 2에는, 밸브 디스크 장착부를 위한, 다시 말해 밸브 디스크들(21)을 위한 지지 디스크(51)의 내부에 링 부재(35)가 도시되어 있다.
도 2에는, 또한, 감쇠 밸브 장치(1)의 내부에 스로틀 지점(37)이 통합되는 가능한 제2 변형예가 도시되어 있다. 이 경우, 링 부재(35)는 피스톤 로드 상에서 감쇠 밸브 몸체(7)를 위한 고정 수단의 그루브(33) 내부에 형성된다. 여기서는 감쇠 밸브 몸체의 피스톤 스커트(59)의 내벽부가 유동 안내면으로서 이용된다.
도 3에는, 제한 링(41)에 대한 대안이 제시되어 있다. 탄성 중합체 부품으로서, 또는 슬롯이 있는 링으로서도 구현될 수 있는 링 부재(35)의 상면도에서는 정지 웨브(61)를 확인할 수 있으며, 이 정지 웨브는 링 부재(35)의 외주면(45) 상에 일체로 형성된다. 상기 정지 웨브(61)는 유동 안내면, 다시 말해 실린더(11) 또는 피스톤 스커트(59)의 내벽부(39; 57)에 접하며, 그리고 동일하게 스로틀 지점(37)의 완전한 차단을 방지한다. 피스톤 스커트(59)와의 상호작용 시에, 제한 링(41)을 포함하는 실시예의 경우와 동일하게, 특히 실린더(11)의 내벽부(39)와의 접촉을 통해 추가적인 마찰력은 발생하지 않을 수 있다.
도 4 및 도 5에는, 바텀 밸브의 구조 형상의 감쇠 밸브 장치(1)에서의 본 발명의 적용이 도시되어 있다. 감쇠 밸브 몸체(7)는, 링 부재(35)가 그 내에 고정되어 있는 그루브(33)를 포함한다. 그루브(33)는 반경 방향으로 제1 감쇠 밸브(5)를 위한 관통 채널들(17) 내에까지 연장된다. 커버 디스크(63)를 통해서는, 링 부재(35)가 축 방향으로 파지되고 그루브 측벽부가 형성된다. 본 변형예의 경우, 제2 작동 영역에서의 유동 속도에서, 링 부재(35)의 내경은 감소되며, 관통 채널들(17)은 유동 안내면들을 형성한다. 슬롯 기하구조는, 관통 채널들(17)의 완전한 차단이 발생할 수 없는 방식으로 치수 설계된다. 실제로 슬롯(63)을 형성하는 단부면들(67; 69)은 서로 접한다.
1: 감쇠 밸브 장치
3: 진동 댐퍼
5: 제1 감쇠 밸브
7: 감쇠 밸브 몸체
9: 피스톤 로드
11: 실린더
13: 피스톤 로드 측 작동 챔버
15: 피스톤 로드 이격 측 작동 챔버
17: 관통 채널
19: 관통 채널
21: 밸브 디스크
23: 밸브 디스크
25: 견인 정지부
27: 피스톤 로드 가이드
29: 견인 정지부 지지 디스크
31: 탄성 중합체 부재
33: 그루브
35: 링 부재
37: 스로틀 지점
39: 내벽부
41: 제한 링
43: 압력 보상 채널
45: 외주면
47: 밸브 시트면
49: 밸브 시트면
51: 지지 디스크
53: 지지 디스크
55: 고정 수단
57: 내벽부
59: 피스톤 스커트
61: 정지 웨브
63: 커버 디스크
65: 슬롯
67: 단부면

Claims (9)

  1. 제1 감쇠 밸브(5)를 포함하는 진동 댐퍼(1)용 감쇠 밸브 장치(1)로서, 제1 감쇠 밸브는 제1 작동 영역에서 감쇠 매체의 유동 속도가 증가함과 더불어 통과 작동 위치로 전이되며, 누가 감쇠력 특성을 갖는 제2 작동 영역은 스로틀링 위치로 전이될 수 있는 밸브 몸체(35)와 연계되어 스로틀 지점(37)의 영향을 받으며, 밸브 몸체(35)는 감쇠 매체의 유동 속도가 증가함과 더불어 폐쇄 방향으로 이동되어 유압식으로 감쇠 밸브(5)와 직렬로 배치되는, 상기 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치에 있어서,
    밸브 몸체(35)는, 유동 안내면(39; 57) 방향으로의 반경 방향 폐쇄 이동을 실행하는 지름 가변형 링 부재로서 구현되며, 상기 반경 방향 폐쇄 이동 시에는 규정된 최소 통과 횡단면이 유지되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최소 통과 횡단면은 제한 링(41)을 통해 규정되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 최소 통과 횡단면은 하나 이상의 정지 웨브(61)를 통해 규정되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치.
  4. 제1항에 있어서, 링 부재(35)는 반경 방향 압력 보상 채널들(43)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치.
  5. 제1항에 있어서, 링 부재(35)는 감쇠 밸브(5)의 밸브 디스크 장착부(21; 23)의 지지 디스크(51; 53) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치.
  6. 제1항에 있어서, 링 부재(35)는 견인 정지부 지지 디스크(29) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 링 부재는 감쇠 밸브(5)의 고정 수단(55) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치.
  8. 제7항에 있어서, 링 부재(35)는 감쇠 밸브(5)의 밸브 몸체로서의 피스톤의 피스톤 스커트(59)와 상호작용하는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치.
  9. 제1항에 있어서, 링 부재(35)는 바텀 밸브의 일부로서 구현되는 것을 특징으로 하는, 진동 댐퍼용 감쇠 밸브 장치.
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