KR20190051038A - 가스 스프링의 과이동 압력 해소 - Google Patents

가스 스프링의 과이동 압력 해소 Download PDF

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Abstract

본 발명은 축방향으로 연장되는 측벽, 개방 단부 및 개방 단부로부터 이격된 폐쇄 단부 벽을 갖는 케이싱, 및 상기 케이싱 내에 수용되는 하우징 내에 슬라이딩 가능하게 수용되고, 돌출 위치와 퇴축 위치 사이에서 이동 가능한 피스톤 로드를 가진 가스 스프링에 관한 것이다. 피스톤 로드 둘레에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 통상적으로 케이싱의 축방향 외측으로 돌출하는 압력 해제 칼라는 피스톤 로드의 과이동 상태 중에 축방향 내측으로 변위되어, 피스톤 로드 시일의 일부분을 변위시켜 과압 해소 경로를 개방시켜 압력 챔버 내의 가압 가스가 가스 스프링 외부로 탈출하는 것을 가능하게 해준다.

Description

가스 스프링의 과이동 압력 해소
관련 출원
본 출원은 그 개시 내용이 여기에 참조되는 미국 가특허출원 제62/395,729호의 우선권을 주장한다.
발명의 분야
본 발명은 대체로 가스 스프링에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스 스프링의 과이동 압력 해소 피처(overtravel pressure relief feature)에 관한 것이다.
가스 스프링은 잘 알려져 있으며 판금 스탬핑 작업을 위한 프레스의 다이에 사용되어 왔다. 예를 들어 가스 스프링은 많은 다른 유형의 적용처들 중에서 프레스 쿠션으로서 사용될 수 있다. 종래의 가스 스프링은 케이싱, 케이싱 내에 지지되는 피스톤 로드, 리테이너에 의해 케이싱 내에 유지되어 케이싱 내에서 피스톤 로드를 가이드 및 유지시키는 베어링 및 시일 하우징, 및 일반적으로 일부 적용예에서 예를 들어 2,000 내지 5,000 PSI의 작동 압력의 질소인 가압 가스를 수용하기 위한 압력 챔버를 포함한다. 하우징은 케이싱 내에서 피스톤 로드의 이동을 가이드하기 위한 하나 이상의 베어링, 및 압력 챔버로부터의 누출을 방지하기 위한 하나 이상의 시일을 포함한다. 가압 가스는 피스톤 로드를 돌출 위치(extended position)로 바이어스(bias)하고, 피스톤 로드의 돌출 위치로부터 퇴축 위치(retracted position)로의 이동에 항복 가능하게(yieldably) 저항한다. 하지만 피스톤 로드는 설계 의도 퇴축 위치를 초과하여 과이동(overtravel)할 수 있으며, 이러한 과이동은 바람직하지 않은 과압(overpressure) 및 다른 바람직하지 않은 상태를 초래할 수 있다.
일부 구현예에서, 성형 장비용 가스 스프링은 측벽, 개방 단부 및 개방 단부로부터 대체로 축방향으로 이격된 폐쇄 단부를 가지며, 압력하의 가스를 수용하기 위한 압력 챔버를 부분적으로 한정하는 케이싱; 케이싱의 개방 단부에 인접하여 케이싱 내에 수용되는 피스톤 로드 하우징; 피스톤 로드 하우징 내에 수용되며, 돌출 위치와 퇴축 위치 사이에서 왕복 운동하는 피스톤 로드; 피스톤 로드를 둘러싸고 피스톤 로드 상에 지지되는 피스톤 로드 시일; 및 피스톤 로드를 둘러싸고, 피스톤 로드에 대해 슬라이딩 가능하게 이동 가능하며, 통상적으로 축방향으로 케이싱의 개방 단부를 넘어 돌출하는 외측 단부를 갖는 과이동 압력 해소 칼라(overtravel pressure relief collar)를 가질 수 있다. 과이동 압력 해소 칼라는 피스톤 로드 시일과 접촉하고, 피스톤 로드의 과이동 상태 중에 케이싱의 폐쇄 단부를 향한 과이동 압력 해소 칼라의 축방향 이동이 피스톤 로드로부터 피스톤 로드 시일의 적어도 일부분을 변위시켜 압력 챔버로부터 가스 스프링의 외부로의 압력하의 가스의 탈출을 위한 경로를 제공하도록 형성되는 내측 단부를 포함할 수 있다.
적어도 일부 구현예에서, 과이동 압력 해소 칼라는 또한 피스톤 로드를 위한 베어링면을 제공할 수 있고, 피스톤 로드의 돌출 위치와 퇴축 위치 사이에서의 피스톤 로드의 축방향 왕복 운동을 위한 유일한 가이드일 수 있다. 적어도 일부 구현예에서, 베어링이 피스톤 로드의 돌출 위치와 퇴축 위치 사이에서의 피스톤 로드의 축방향 왕복 운동을 가이드하기 위해 피스톤 로드 하우징에 의해 지지될 수 있다. 적어도 일부 구현예에서, 피스톤 로드 시일은 피스톤 로드 하우징에 의해 지지될 수 있으며, 다른 구현예에서, 피스톤 로드 시일은 케이싱에 의해 지지될 수 있다. 적어도 일부 구현예에서, 피스톤 로드 시일은 피스톤 로드와 밀봉 맞물림되는 내측 립 및 피스톤 로드 하우징 또는 케이싱 중 하나와 밀봉 맞물림되는 외측 립을 포함할 수 있다. 적어도 일부 구현예에서, 과이동 상태 중에, 과이동 압력 해소 칼라는 피스톤 로드 시일에 대해 축방향 내측 방향으로 이동하여, 칼라 내측 단부가 피스톤 로드 시일의 내측 립의 적어도 일부분을 반경방향으로 변위시켜 압력 챔버 내의 가압 가스가 시일을 통고하여 가스 스프링 외부의 대기로 탈출하는 것을 가능하게 해준다.
여기에 간단히 설명되는 첨부 도면과 관련하여 이하의 바람직한 실시예 및 최선의 모드의 상세한 설명이 이루어질 것이다.
도 1은 피스톤이 돌출 위치에 있고, 과이동 압력 해소 구성요소를 갖는 가스 스프링의 현시점에서 바람직한 형태의 단면도이다.
도 2는 설계 의도 최대 이동 위치에 있는 피스톤을 예시하는 도 1의 가스 스프링의 단면도이다.
도 3은 도 2의 원(N)으로부터 취해진 도 2의 가스 스프링의 일부분의 확대 부분 단면도이다.
도 4는 과이동 위치에 있는 피스톤을 예시하고, 스프링으로부터의 가스의 배기를 도시하는 도 1의 가스 스프링의 단면도이다.
도 5는 도 4의 원(M)으로부터 취해진 도 4의 가스 스프링의 일부분의 확대 부분 단면도이다.
도 6은 변형된 가이드 앤드 시일 어셈블리를 갖는 도 1의 부분 단면도이다.
도면을 더 상세히 참조하면, 도 1은 예를 들어 판금 스탬핑 다이 및 기계 프레스(도시되지 않음)와 같은 성형 장비에 사용될 수 있는 가스 스프링(10)을 도시한다. 일반적으로, 가스 스프링(10)은 케이싱(12), 케이싱(12)에 의해 지지되는 가이드 앤드 시일 어셈블리(guide and seal assembly)(14), 케이싱(12)에 의해 지지되고 가이드 앤드 시일 어셈블리(14)를 통해 연장되는 피스톤 로드(16), 및 압력 챔버(17)를 포함할 수 있다. 피스톤 로드(16)의 외측 축방향 단부는 다이 부재 또는 프레스의 다른 부분 또는 성형 장비(도시되지 않음)의 피스(piece)와 결합될 수 있다.
예를 들어, 하나 이상의 가스 스프링(10)이 성형 장비 내에서 성형 다이 또는 워크피스의 지지를 위한 가동 구성요소에 항복력(yielding force) 또는 복귀력(return force)을 제공하기 위한 다양한 구현예에 사용될 수 있다. 예를 들어, 바인더 링(binder ring) 구현예에서, 가스 스프링(10)은 성형 다이의 다른 부분이 워크피스를 성형, 절단, 연신 또는 굽힘 가공하는 동안에 금속 워크피스를 고정시키도록 성형 다이의 바인더 링에 항복력을 제공할 수 있다. 리프터(lifter) 구현에서, 가스 스프링(10)은 성형 다이의 표면으로부터 워크피스를 들어올리거나 워크피스의 제어를 유지하기 위해 항복력 및 복귀력을 제공할 수 있다. 캠 툴(cam tool) 구현예에서, 가스 스프링(10)은 캠 작동식 툴을 원점 위치(home position)로 복귀시키기 위한 항복력을 적용시킬 수 있다. 물론, 가스 스프링(10)은 광범위한 다른 구현예에서 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 가스 스프링(10)은 가스 스프링(10)의 피스톤 로드(16)의 과이동 상태인 경우의 과행정(overstroke) 또는 과이동 압력 해소 구성요소(overtravel pressure relief feature)(18)를 포함한다. 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 과이동 압력 해소 구성요소(18)는 가이드 앤드 시일 어셈블리(14)의 일부분일 수 있으며, 과이동 상태에서의 보호를 제공하기 위해 가압 가스가 압력 챔버(17) 외부로 연통되는 것을 가능하게 해주도록 기능할 수 있다. 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 과이동 상태의 경우, 과이동 압력 해소 구성요소(18)는 가스 스프링(10)의 압력 챔버(17) 내로부터 가압 가스를 방출시키기 위해 시일을 탈착(unseating)시키도록 변위될 수 있다. 여기에서 사용되는 용어 "과이동 상태(overtravel condition)"는 가스 스프링(10)이 상호 작용하게 되는 다이 부재 또는 임의의 다른 기계 구성요소가 피스톤 로드를 가스 스프링(10) 내에서의 설계 의도 위치를 초과하여 케이싱(12) 내로 퇴축되게 만든 상태를 포함한다.
도 1을 참조하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 케이싱(12)은 축방향으로 폐쇄 단부(22)와, 내부에 가이드 앤드 시일 어셈블리(14) 및 피스톤 로드(16)를 수용할 수 있는 개방 단부(24)에서 끝날 수 있는 측벽(20)을 포함할 수 있다. 압력 챔버(17)는 압력하의 가스를 수용하기 위해 적어도 부분적으로 측벽(20) 및 단부 벽(22)에 의해 형성된다. 도시된 실시예에서, 폐쇄 단부(22)는 측벽(20)에 커플링되어 예컨대 크림핑(crimping), 스웨이징(swaging) 또는 다른 성형에 의해 시일로 측벽(22)에 시일링되는 별도의 구성요소일 수 있다. 다른 실시예에서, 폐쇄 단부(22)는 용접 조인트를 통해 측벽(20)에 커플링되거나, 또는 측벽(20)과 일체로 제조될 수 있다. 케이싱(12)의 측벽(20)은 적어도 부분적으로 압력 챔버(17)를 한정하는 내면(26) 및 외면(28)을 갖는다. 케이싱(12)은 대체로 원통형일 수 있으며, 예를 들어 내면 또는 외면(26, 28) 중 적어도 하나가 원통형이다. 측벽(20)은 가스 스프링(10)을 조립된 상태로 유지시키기 위해 가이드 앤드 시일 어셈블리(14)의 적어도 일부분을 축방향으로 유지시키는 원주방향으로 연장된 리테이너 비드(30)를 가질 수 있다. 프레스 내에 가스 스프링(10)을 장착하고 배치시키는 것을 용이하게 하기 위해, 한 쌍의 길이방향으로 이격된 원주방향 그루브(32, 34)가 케이싱(12)의 외면(28)에 기계가공되거나, 성형되거나 또는 다른 방법으로 제공될 수 있다. 가스 스프링(10) 내로 가스를 받아들이기 위해, 케이싱(12)은 케이싱(12)의 폐쇄 단부(22)를 통해 임의의 적절한 방식으로 제공될 수 있는 통로 또는 충전 포트(36)를 포함할 수 있다. 가스 스프링(10)이 충전 포트(36)를 통해 가압되고 가스 스프링(10)이 가압되었을 때 충전 포트(36)를 폐쇄시키는 것을 가능하게 해주기 위해 충전 밸브(38)가 케이싱(12)에 의해 지지될 수 있다. 상기 충전 밸브(38)는 도시된 바와 같이 포핏 밸브일 수 있지만, 그 대신에 슈라더 충전 밸브 (Schrader fill valve) 또는 케이싱(12)의 폐쇄 단부(22)의 임의의 적절한 위치의 임의의 다른 적절한 유형의 밸브를 포함할 수 있다.
가이드 앤드 시일 어셈블리(14)는 케이싱(12)의 개방 단부(24) 내에 배치되거나 케이싱(12)의 개방 단부(24)에 근접하여 지지될 수 있으며, 케이싱(12)에 밀봉적으로 커플링될 수 있다. 가이드 앤드 시일 어셈블리(14)는 피스톤 로드 하우징(44) 및 피스톤 로드 하우징(44)에 의해 지지되는 가이드 베어링(46)을 포함할 수 있는 베어링 어셈블리를 포함할 수 있다. 가이드 앤드 시일 어셈블리(14)는 또한 피스톤 로드 하우징(44)과 개방 단부(24) 사이에 배치될 수 있는 로드 시일(48), 로드 시일(48)과 개방 단부(24) 사이에 배치될 수 있는 시일 백업(seal backup)(47), 시일 백업(47)과 개방 단부(24) 사이에서 지지될 수 있고 개방 단부(24) 외부로 돌출할 수 있는 로드 와이퍼(rod wiper)(50), 및 로드 와이퍼(50)의 일부분과 개방 단부(24) 사이에 지지될 수 있는 O-링을 포함할 수 있는 케이싱 시일(51)을 포함할 수 있다. 가이드 베어링(46)은 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있으며, 케이싱(12) 내에서의 축방향 왕복 운동하도록 피스톤 로드(16)를 안내하기 위해 피스톤 로드(16)와 슬라이딩 가능하게 맞물림하도록 치수 결정될 수 있다. 도시된 실시예에서, 가이드 베어링(46)은 임의의 적절한 저 마찰 재료로 이루어질 수 있는 부싱을 포함한다. 피스톤 로드 시일(48)은 케이싱(12)의 내면(26)과 접촉하는 반경방향 외측 립(48a) 및 피스톤 로드(16)의 외면과 접촉하는 반경방향 내측 립(48b)을 갖는 U자형 컵 시일을 포함할 수 있다.
피스톤 로드(16)는 퇴축 행정 및 돌출 또는 복귀 행정을 포함하는 가스 스프링(10)의 사이클에 걸쳐 돌출 위치(extended position)와 퇴축 위치(retracted position) 사이에서 축(A)을 따라 왕복 운동하도록, 적어도 부분적으로 케이싱(12) 내에 그리고 가이드 앤드 시일 어셈블리(14)를 통해 배치된다. 피스톤 로드(16)는 피스톤 로드(16)를 돌출 위치를 향해 그리고 퇴축 위치로부터 멀어지게 바이어스하도록 압력 챔버(17) 내의 가압 가스에 의해 작동된다. 피스톤 로드(16)는 가이드 앤드 시일 어셈블리(14) 및 피스톤 로드 하우징(44)을 통해 케이싱(12) 외부로 연장되며, 외측 축방향 단부(52) 및 케이싱(12) 내에 배치되어 반경방향으로 확대될 수 있는 내측 축방향 단부(54)를 포함한다. 예를 들어, 피스톤 리테이너(56)가 예컨대 피스톤 로드(16)의 스웨이징을 통해 내측 축방향 단부(54)에 커플링될 수 있다. 리테이너(56)는 피스톤 로드(16)를 케이싱(12) 내에 유지시키도록 피스톤 로드 하우징(44)의 일부분과 맞물림할 수 있다. 피스톤 로드(16)는 돌출 위치와 퇴축 위치 사이에서의 가이드 상대 이동을 위해 로드 시일(48)과 시일링 맞물림하고 있고, 피스톤 로드 베어링(46)과 슬라이딩 맞물림하고 있다.
도시된 바와 같이, 과이동 압력 해소 구성요소(18)는 칼라(60)를 포함할 수 있으며, 칼라(60)는 가이드 앤드 시일 어셈블리(14)와 케이싱 개방 단부(24) 사이에서 축방향으로 적어도 부분적으로 피스톤 로드(16) 둘레에 슬라이딩 가능하게 지지되고 시일 백업(47)에 의해 축방향으로 유지될 수 있다. 도시된 실시예에서, 칼라(60)는 원주방향으로 연속적이며, 원통형 내면을 갖는다. 칼라(60)는 케이싱(12)의 개방 단부(24)에 대해 축방향 내측에 배치되어 피스톤 로드 시일(48)과 접촉하는 내측 단부(62), 및 축방향으로 케이싱(12)의 개방 단부(24)를 넘어 개방 단부(24)에 대해 축방향 외측에 배치되는 축방향 외측 단부(64)를 포함한다. 다시 말해, 칼라(60)는 축방향으로 피스톤 로드 하우징(44)의 위쪽에서 피스톤 로드 하우징(44)을 넘어 그리고 축방향 외측 단부(64)에서는 케이싱(12)을 넘어 연장된다. 칼라(60)의 내측 단부(62)는 예를 들어 쇼울더를 가진 미늘(barb), 원통형 내면, 및 칼라(60)의 내면에 대해 0이 아닌 각도로 배치된 외면을 포함하는 베이어닛(bayonet) 형상 또는 웨지(wedge) 형상일 수 있다. 시일 백업(47)은 가스 스프링(10) 내에 칼라(60)를 축방향으로 유지시키기 위해 칼라 내측 단부(62)의 외경보다 작은 내경을 포함한다. 로드 와이퍼(50)는 축방향으로 칼라 외측 단부(64)를 넘어 돌출하고, 칼라(60)가 로드 와이퍼(50)에 의해 은폐되도록 피스톤 로드(16)와 맞물림될 수 있다.
가스 스프링(10)은 임의의 적절한 방식으로 조립될 수 있고, 그것의 다양한 구성요소들은 임의의 적합한 방식으로 제조될 수 있으며 임의의 적합한 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 케이싱(12)은 스틸과 같은 금속 관재(metal tube) 및/또는 금속 바 스톡(metal bar stock)으로부터 선삭(turning), 보링(boring), 드릴링, 태핑 및/또는 다르게 기계가공될 수 있다. 또 다른 예로, 칼라(60)는 예를 들어 스틸, 황동, 구리, 탄소 섬유, 폴리머 재료 및/또는 임의의 다른 적합한 재료로부터 제작될 수 있다.
작동 중에, 임의의 적절한 가압 장치(도시되지 않음)가 밸브(38)를 개방하여 가압 가스를 포트(36) 내로 도입하기 위해 포트(36)에 커플링될 수 있다. 일단 소정의 압력에 도달하면, 가압 장치는 밸브(38)가 폐쇄되고 그에 의해 압력 챔버(17) 내의 가압 가스를 밀봉하는 것을 가능하게 해주도록 퇴축될 수 있다.
사용 중에, 도 2를 참조하면, 다이 부재 또는 임의의 다른 기계 구성요소(도시되지 않음)가 피스톤 로드(16)를 축방향 내측 방향으로 케이싱(12) 내로 변위시켜, 압력 챔버(17) 내의 가스를 압축시킬 수 있다. 도 2는 케이싱(12)에 대해 피스톤 로드(16)의 설계 의도 최대 압축 위치에 있는 가스 스프링(10)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 이 위치에서, 피스톤 로드(16)의 축방향 최외측 표면은 축방향으로 과이동 압력 해소 구성요소(18)의 축방향 최외측 표면을 넘어 돌출한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 과이동 압력 해소 구성요소(18)는 시일(48)에 대해 이동하지 않았다.
하지만, 이와 대조적으로, 도 4를 참조하면, 다이 부재 또는 임의의 다른 기계 부품(도시되지 않음)이 피스톤 로드(16)를 축방향으로 케이싱(12) 내로 더 변위시킬 수 있다. 기계 구성요소가 가스 스프링(10)에 대해 설계 의도 위치를 초과하여 이동하게 되는 이러한 과이동 상태의 경우, 기계 구성요소는 과이동 해소 구성요소(18)의 축방향 외측 단부(64)에 충돌하여, 과이동 압력 해소 구성요소(18)의 변위를 발생시킨다. 과이동 압력 해소 구성요소(18)의 이러한 축방향 변위는, 도 4에 도시된 바와 같이 그리고 도 5에 더 명확하게 도시된 바와 같이, 로드 시일(48)의 일부분의 반경방향 외측 변위를 발생시키고, 이에 의해 압력 챔버(17) 내의 가압 가스가 피스톤 로드(16)와 로드 시일(48) 사이의 경로를 통해 가스 스프링(10)의 외부로 탈출하는 것을 가능하게 해준다.
예시된 실시예에서, 예를 들어, 과이동 상태 중에, 칼라(60)는 피스톤 로드 시일(18)에 대해 축방향 내측 방향으로 이동하여, 칼라 내측 단부(62)가 피스톤 로드 시일(48)의 내측 립(48b)을 반경방향으로 변위시켜 과압 해소 경로를 개방시켜 압력 챔버(17) 내의 가압 가스가 과압 해소 경로를 통해 가스 스프링(10) 외부의 대기로 탈출하는 것을 가능하게 해준다. 보다 구체적으로, 칼라 내측 단부(62)와 시일 내측 립(48b)의 대응하는 비스듬한/경사진 표면들이 협력 작동하여, 그들 사이의 상대 축방향 운동이 로드 시일(48)의 반경방향 외측 이동을 발생시켜, 로드 시일(48)과 피스톤 로드(16) 사이의 시일링 맞물림을 탈착 또는 해제시킨다.
도 6은 변형된 가이드 앤드 시일 어셈블리(14')를 제외하고는 가스 스프링(10)과 기본적으로 동일한 구조 및 구성을 갖는 가스 스프링(10')을 도시한다. 가스 스프링(10)의 구성요소들과 근본적으로 동일한 가스 스프링(10')의 구성요소들은 가스 스프링(10)의 대응 구성요소와 동일한 참조 번호로 식별되므로, 이들 구성요소에 대한 설명은 반복되지 않는다.
변형된 가이드 앤드 시일 어셈블리(14)는 환형 하우징(44')을 가지며, 이 환형 하우징(44')은 케이싱(12) 내에 슬라이딩 가능하게 수용되며, 개방 단부에 인접하여 하우징 내의 상보적(complementary) 환형 리세스(72 및 74) 내에 수용되는 2개의 세그먼트의 스플릿 링(70)에 의해 케이싱(12) 내에 제거 가능하게 유지된다. 로드 와이퍼(50')가 하우징(44')의 상단부의 환형 리세스(76) 내에 수용된다. 피스톤 로드 시일(48)이 피스톤 로드(16) 쪽으로 반경방향 내측으로 개방된 하우징(44')의 환형 리세스(78) 내에 수용되어 유지된다. 하우징(44')과 케이싱(12) 사이의 시일이 케이싱(12) 쪽으로 반경방향 외측으로 개방된 하우징(44')의 환형 리세스(84) 내에 수용되는 O-링 및 백킹 링(82)에 의해 제공될 수 있다. 피스톤 로드(16)는 피스톤 로드(16)가 그것의 완전 돌출 위치로 이동할 때 피스톤 로드에 확실한 정지(stop)를 제공하도록, 피스톤 로드(16)의 완전 돌출 위치에서 하우징(44')의 내측 단부(86)에 중첩되어 지지되는 일체형 리테이너(56')를 가질 수 있다.
과이동 압력 해소 칼라(60)는 피스톤 로드(16) 위에서 그 둘레에 그리고 하우징(44')을 통한 보어(88) 내에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 칼라(60)는 또한 피스톤 로드(16)의 돌출 위치와 퇴축 위치 사이에서의 피스톤 로드(16)의 왕복 이동을 가이드하는 유일한 베어링을 제공할 수 있다. 칼라(60)는 칼라의 베어링면(94)을 위한 적절한 윤활제를 수용하여 보유하기 위해 피스톤 로드(116) 쪽으로 반경방향 내측으로 개방되는 그루브(92)를 가질 수 있다.
피스톤 로드가 과이동 상태인 경우, 칼라(60)가 로드 시일(48)에 대해 축방향 내측으로 이동하여, 로드 시일(48)의 내측 립(48b)의 적어도 일부분을 피스톤 로드)16)로부터 변위시켜 과이동 압력 해소 경로를 개방시켜 압력 챔버(17) 내의 가압 가스가 과이동 압력 해소 경로를 통해 가스 스프링(10') 외부의 대기로 탈출하는 것을 가능하게 해준다. 사용 시, 가스 스프링(10')은 가스 스프링(10)과 동일한 방식으로 작동하므로, 그것의 작동에 대한 설명은 반복되지 않는다.
당업자는 본 발명의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 인지할 수 있음을 이해해야 한다. 도시되고 상술된 복수의 구성들은 단지 예시적인 것이며 완전하거나 철저한 리스트 또는 표식은 아니다. 물론, 다른 실시예 및 구현예가 본 개시 내용을 고려하여 달성될 수 있다. 상술한 실시예들은 설명을 위한 것으로 의도되며, 제한하려는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 이어지는 청구범위에 의해 한정된다.

Claims (18)

  1. 성형 장비용 가스 스프링에 있어서, 상기 가스 스프링은:
    축방향으로 연장된 측벽, 개방 단부, 상기 개방 단부로부터 축방향으로 이격된 횡방향으로 연장된 폐쇄 단부 벽, 압력하의 가스를 수용하기 위해 상기 측벽 및 상기 단부 벽에 의해 부분적으로 형성되는 압력 챔버를 포함하는 케이싱;
    상기 케이싱 내부에 지지되는 베어링 어셈블리로서,
    로드 내측 단부 및 상기 로드 내측 단부로부터 축방향으로 이격된 로드 외측 단부를 포함하는 피스톤 로드 하우징, 및
    상기 피스톤 로드 하우징에 의해 지지되는 피스톤 로드 베어링을 포함하는 베어링 어셈블리;
    돌출 위치와 퇴축 위치 사이에서 왕복 운동하도록 상기 피스톤 로드 베어링 내에 슬라이딩 가능하게 수용되는 피스톤 로드;
    상기 베어링 어셈블리와 상기 케이싱 개방 단부 사이에 지지되는 피스톤 로드 시일; 및
    상기 베어링 어셈블리와 상기 케이싱 개방 단부 사이에서 축방향으로 적어도 부분적으로 상기 피스톤 로드 둘레에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 축방향으로 상기 피스톤 로드 하우징을 넘어 돌출하는 칼라 외측 단부 및 상기 피스톤 로드 시일과 접촉하는 칼라 내측 단부를 갖는 과이동 압력 해소 칼라를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 로드 시일은 상기 케이싱의 내면과 접촉하는 반경방향 외측 립 및 상기 피스톤 로드의 외면과 접촉하는 반경방향 내측 립을 갖는 U자형 컵 시일인 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 과이동 압력 해소 칼라의 칼라 내측 단부는 베이어닛 형상인 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 로드 시일와 상기 케이싱의 개방 단부 사이에 배치되고, 상기 가스 스프링 내에 상기 칼라를 축방향으로 유지시키기 위해 상기 칼라 내측 단부의 외경보다 작은 내경을 포함하는 시일 백업을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 케이싱의 개방 단부에서 지지되고, 축방향으로 상기 칼라 외측 단부를 넘어 돌출하여 상기 피스톤 로드와 맞물림되는 와이퍼를 더 포함하여, 상기 칼라가 상기 와이퍼에 의해 은폐되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 피스톤 로드 시일은 상기 케이싱의 내면과 접촉하는 외측 립 및 상기 피스톤 로드의 외면과 접촉하는 내측 립을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  7. 제 6 항에 있어서, 과이동 상태 중에, 상기 칼라는 상기 피스톤 로드 시일에 대해 축방향 내측 방향으로 이동하여, 상기 칼라 내측 단부가 상기 피스톤 로드 시일의 내측 립을 반경방향으로 변위시켜 과압 해소 경로를 개방시켜 상기 압력 챔버 내의 가압 가스가 과압 해소 경로를 통해 상기 가스 스프링 외부의 대기로 탈출하는 것을 가능하게 해주는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  8. 제 1 항에 있어서, 과이동 상태 중에, 상기 칼라는 상기 피스톤 로드 시일에 대해 축방향 내측 방향으로 이동하여, 상기 칼라가 상기 피스톤 로드 시일의 일부분을 반경방향으로 변위시켜 과압 해소 경로를 개방시켜 상기 압력 챔버 내의 가압 가스가 과압 해소 경로를 통해 상기 가스 스프링 외부의 대기로 탈출하는 것을 가능하게 해주는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 과이동 압력 해소 칼라는 또한 상기 피스톤 로드를 위한 베어링 어셈블리를 제공하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 과이동 압력 해소 칼라는 또한 내부에 윤활제를 수용하기 위해 상기 피스톤 로드 쪽으로 환형 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  11. 성형 장비용 가스 스프링에 있어서, 상기 가스 스프링은:
    축방향으로 연장된 측벽, 개방 단부, 상기 개방 단부로부터 축방향으로 이격된 횡방향으로 연장된 폐쇄 단부 벽, 및 내부에 압력하의 가스를 수용하기 위해 상기 측벽 및 상기 폐쇄 단부 벽에 의해 부분적으로 형성되는 압력 챔버를 포함하는 케이싱;
    내측 단부 및 상기 내측 단부로부터 축방향으로 이격되어 상기 케이싱의 개방 단부에 인접하여 상기 케이싱 내에 수용되는 외측 단부를 포함하는 피스톤 로드 하우징;
    상기 피스톤 로드 하우징을 통해 연장되고, 상기 압력 챔버 내에 수용되는 내측 단부 및 통상적으로 상기 케이싱의 외부에 위치하는 외측 단부를 갖는 피스톤 로드;
    상기 하우징에 의해 지지되고, 상기 피스톤 로드와 상기 하우징 사이에 시일을 제공하는 피스톤 로드 시일;
    상기 하우징에 의해 지지되고, 상기 하우징과 상기 케이싱 사이에 시일을 제공하는 시일; 및
    상기 피스톤 로드 둘레에 슬라이딩 가능하게 수용되고, 상기 하우징에 의해 슬라이딩 가능하게 지지되고, 축방향으로 상기 케이싱의 개방 단부를 넘어 돌출하는 칼라 외측 단부 및 상기 피스톤 로드 시일의 적어도 일부분과 접촉하도록 형성된 칼라 내측 단부를 갖는 과이동 압력 해소 칼라를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 피스톤 로드 시일은 상기 피스톤 로드 하우징의 내면과 접촉하는 반경방향 외측 립 및 상기 피스톤 로드의 외면과 접촉하는 반경방향 내측 립을 갖는 U자형 컵 시일인 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 과이동 압력 해소 칼라의 내측 단부는 베이어닛 형상인 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 칼라의 내측 단부에 인접한 상기 칼라의 일부분은 상기 가스 스프링 내에 상기 칼라를 유지시키기 위해 상기 하우징의 일부분과 중첩되는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 케이싱의 개방 단부에 인접하여 상기 칼라에 의해 지지되고, 축방향으로 상기 칼라 외측 단부를 넘어 돌출하여 상기 피스톤 로드와 맞물림되는 피스톤 로드 와이퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 피스톤 로드 시일은 상기 하우징의 내면과 접촉하는 외측 립 및 상기 피스톤 로드의 외면과 접촉하는 내측 립을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  17. 제 16 항에 있어서, 과이동 상태 중에, 상기 칼라는 상기 피스톤 로드 시일에 대해 축방향 내측 방향으로 이동하여, 과압 해소 경로를 개방시켜 상기 압력 챔버 내의 가압 가스가 과압 해소 경로를 통해 상기 가스 스프링 외부의 대기로 탈출하는 것을 가능하게 해주는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
  18. 제 11 항에 있어서, 과이동 상태 중에, 상기 칼라는 상기 피스톤 로드 시일에 대해 축방향 내측 방향으로 이동하여, 상기 칼라가 상기 피스톤 로드 시일의 일부분을 반경방향으로 변위시켜 과압 해소 경로를 개방시켜 상기 압력 챔버 내의 가압 가스가 과압 해소 경로를 통해 상기 가스 스프링 외부의 대기로 탈출하는 것을 가능하게 해주는 것을 특징으로 하는 가스 스프링.
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