KR20230010205A - 가스압력 스프링 및 가스압력 스프링의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라이딩 가능하게 장착된 보상 피스톤(10)과 함께 작업 매체(1M)로 충진된 작업 챔버(1a)를 둘러싸는 작업 실린더(1)를 포함하는 가스 압력 스프링(50)에 관한 것이다. 슬라이딩 가능하게 장착된 작업 피스톤(2)은 작업 로드(6)에 고정된다. 온도가 상승하면 보상 챔버(16)의 보상 매체(16M)가 팽창된다. 상기 보상 피스톤(10)은 작업 챔버(1a)의 부피가 증가하도록 작업 매체(1M)의 압력과 보상 매체(16M)의 압력에 의해 작용된다. 가스 스프링력의 온도 의존성은 가능한 한 단순한 설계를 통해 감소되어야 한다. 이를 위해, 보상 챔버(16)는 작업 로드(16)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸여 있다. 따라서, 상기 보상매체(16M)는 밀집되게 수용 가능하고, 가스스프링(50)의 조립을 단순화할 수 있다.

Description

가스압력 스프링 및 가스압력 스프링의 제조방법

본 발명은

(a) 작업 실린더(working cylinder)에 대해 슬라이딩 가능하도록 장착된 보상 피스톤(compensating piston)과 함께, 작업 매체(working medium)로 충진된 작업 챔버(working chamber)를 둘러싸는 작업 실린더;

(b) 작업 실린더의 개구부(opening)를 통해 작업 챔버(working chamber) 내로 돌출되고, 스트로크 축(stroke axis)을 따라 슬라이딩 가능하도록 장착된 작업 로드(working rod);

(c) 작업 로드에 고정되고 스트로크 축(stroke axis)을 따라 슬라이딩 가능하도록 작업 챔버에 장착된 작업 피스톤(working piston);

(d) 보상 챔버(compensating chamber)에 배치되고 온도 상승 시 팽창하는 보상 매체(compensating medium); 및

(e) 작업 챔버의 부피가 증가하도록 작업 매체의 압력 및 보상 매체의 압력에 의해 작용하는 보상 피스톤(compensating piston)을 포함하는,

가스 압력 스프링(gas pressure spring)에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기 가스 압력 스프링을 제조하는 방법에 관한 것이다.

가스 압력 스프링은 일반적으로 질소로 채워져 가스 압력 스프링의 스프링력(spring forces)이 온도 변동에 영향을 받을 수 있다. 즉, 충전된 가스는 온도 T가 상승할 때 팽창하고 온도 T가 떨어지면 수축하거나, 가스 압력(gas pressure) p은 일정한 부피 V에서도 증가 또는 감소한다(이상 기체의 경우에 p*V = n*R*T 식이 적용됨).

일부 적용 시에, 이는 문제를 일으켜 이 물리적 효과를 완전히 또는 부분적으로 보상하는데 유리할 수 있을 것이다.

예를 들어, 차량의 뒷문(tail gate)에 사용될 때, 스프링력의 온도 의존성은 낮은 온도(예: -30 ~ 0C°, 예를 들어, 뒷문이 열린 상태를 안정적으로 유지하기 위해)에서도 충분한 스프링력을 제공하기 위해 대부분의 온도에서 요구되는 것보다 더 강하도록 가스 압력 스프링을 설계해야 한다.

그러나 이는 평균적으로 중간 온도(예: 0° ~ 25°C)에서 작동하기 때문에 평균적으로 가스 압력 스프링의 마모를 증가시킨다. 동시에, 수동 조작의 경우에 가스 압력 스프링을 재압축하기 위해 (예를 들어, 뒷문을 닫을 때) 비교적 큰 힘이 필요하기 때문에 고온 (예를 들어, 25°C 이상)에서 조작 용이성이 감소한다. 자동 구동(예: 자동 테일게이트: self-opening tailgate)의 경우에도 고온에서 스프링력을 극복하기 위한 더 높은 구동력도 필요하다.

선행기술

EP 1795777 B1은 보상 피스톤 장치와 함께 작업 매체로 채워진 작업 챔버를 한정하는 작업 실린더를 포함하는 가스 압력 스프링을 개시하고 있다. 작업 로드는 작업 실린더의 개구를 통해 작업 챔버 내로 활주 가능하게 돌출되며, 보상 피스톤 배열(compensating piston arrangement)은 작업 매체(working medium)의 압력과 보상 챔버(compensating chamber)에 제공된 보상 매체(compensating medium)의 압력에 의해 작용되며, 작업 실린더(working cylinder)의 부피가 증가하도록 온도 상승 시에 팽창한다. 일정 거리에서 작업 실린더를 둘러싸고 있는 보상 실린더(compensation cylinder)에서 제거된 단부에서 작업 실린더 너머로 연장되고 이 단부에서 닫힌다.

보상 챔버는 실질적으로 작업 실린더와 보상 실린더 사이의 링형 챔버(ring-shaped chamber)에 의해 형성된다. 따라서 보상 매체는 온도에 따라 작업 매체에 사용 가능한 부피를 조정함으로써 가스 압력 스프링 힘(gas pressure spring force)의 온도 의존성을 어느 정도 감소시킨다.

현재, 선행 기술의 문제를 해결하기 위해 다수의 최적이 아닌 해결 방안들이 제공되었다:

1. 예를 들어, 온도 종속 밸브(temperatrure-dependent valve)를 통해 저온에서 추가적인 부피를 활성시킴으로써 온도 보상(temperature compensation);

2. 서스펜션 스트러트(suspension struts)의 사용, 즉, 특히, 가스 압력 스프링과 기계적 스프링의 조합;

3. EP1795777B1에 개시된 온도 의존성을 줄이기 위한 보상 매체(compensation medium)의 사용.

상기 첫 번째 옵션(option)은 온도 보상의 정도가 제한되어 있으며 장치의 전체 길이가 극도로 늘어난다.

상기 두 번째 옵션은 충분한 치수의 서스펜션 스트럿이 이와 관련하여 제조 비용이 매우 고가이고 스프링 특성(spring characteristic)이 양호하지 않다는 점에서 불리하다. 그 외에도 온도 의존성을 완전히 제거할 수는 없는 단점이 있다.

상기 세 번째 옵션은 공지의 변형물(varients)에서, 매우 복잡하고 특히 조립과정과 관련하여 비용 효율적인 방식으로 구현될 수 없는 단점이 있다. 현재 이 구현은 수동 조립 라인 (즉, 주로 수동) 에서만 생산할 수 있으며 반자동(semi)- 또는 완전(fully) 자동 기계(automatic machine)로 생산하는 것은 불가능해 보인다.

발명의 목적

본 발명의 목적은 가능한 한 온도 의존성을 갖고 또한 동시에 가능한 한 단순한 설계를 갖는 도입부에서 언급된 유형의 가스 압력 스프링(gas presure spring)을 제공하는 것이다.

기술적 해결과제

본 발명의 주제(subject matter)는 상기 기술적 과제를 해결하는 청구항 1에 따른 가스 압력 스프링(gas pressure spring)을 제공하는 것이다.

마찬가지로, 상기 목적은 청구항 7에 따른 상기 가스 압력 스프링의 제조 방법에 의해 해결된다. 유리한 구현예는 종속항들로부터 나타난다.

작업 로드(working rod)에서 보상 챔버(compensation chamber)의 적어도 일부 배치는 온도 보상(temperature compensation)을 위한 보상 매체(compensation medium)를 포함하는 가스 압력 스프링(gas pressure spring)의 설계가 훨씬 더 적은 설치 공간을 요구한다는 점에서 유리하다. 예를 들어, 보상 매체를 위한 공간을 확보하기 위해, 작업 로드의 반경을 약간 증가시켜 변하지 않은 안정성으로 갖도록 공동(cavity)을 제공할 수 있다. 원칙적으로, 보상 매체는 전체 길이의 약간의 증가 또는 증가 없이 수용될 수 있다. 이는 다수의 적용 사례에서, 가스 압력 스프링의 가능한 한 전체 길이에 제한을 두는 것이므로 중요하다(예를 들어, 자동차 부문의 뒷문).

동시에 상기 보상 매체(compensation rod)는 작업 로드(working rod)와 함께 설치될 수 있고 결국 조립이 용이하다. 대조적으로, 예를 들어 EP1795777B1에 개시된 팽창 재료(expansion material)의 링형 배열(ring-shaped arrangement)로 인해 그 설계가 상당히 더 복잡해진다.

바람직하게는, 상기 보상 챔버(compensation chamber)는 보상 매체(compensation medium)에 대해 단단히 결합되도록 작업 로드(working rod)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸도록 하는 것이다.

특히, 상기 보상 챔버는 보상 매체에 대해 압력 안정적(pressure-stable)이 되도록 작업 로드에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸도록 한 것이다. 이러한 방식으로, 상기 작업 로드가 보상 매체와 작업 매체의 다양한 압력을 견딜 수 있게 하는 것이다.

상기한 서스펜션 스트럿(suspension strut)의 사용(옵션 2)과 비교 시, 본 발명의 제품은 값비싼 기계적 스프링이 필요하지 않아 생산 비용도 절감할 수 있다. 동시에 본 발명의 제품 무게도 서스펜션 스트럿을 사용할 때보다 전반적으로 더 가볍다.

본 발명에 따른 해결수단은 또한 온도 의존성 밸브(temperature-dependent valve, 옵션 1)보다 기능적으로 보다 우수한데, 즉, 온도 의존성의 보상(compensation) 수준이 더 높다.

본 발명의 가스 압력 스프링(gas pressure spring)은 보상 매체(compensation medium)를 포함한 기존 모델에 비해 조립이 용이하며, 또한 심지어 자동화 조립(automatic assembly)도 가능하다. 서비스 수명에 대한 불리한 영향은 예측되지 않으며, 보다 나은 온도 보상(temperature compensation)은 경향적으로, 더 나은 치수의 스프링력(spring force)을 가능하게 하여 평균적으로 마모현상도 감소가능하게 한다.

구현예에 대한 설명

바람직하게는, 상기 가스 압력 스프링(gas pressure spring)은 작업 피스톤(working piston) 및 작업 실린더(working cylinder)에 고정되고, 스트로크 축(stroke axis)을 따라 슬라이딩 가능하도록 장착되는 내부 챔버(inner chamber)를 갖는 보상 용기(compensation container)를 포함하고, 상기 보상 피스톤(compensation piston)은 내부 챔버(inner chamber)를 작업 매체(working medium)용 작업 챔버(working chamber)에 전도성(conductively)으로 연결된 내부 작업 챔버(inner working chamber); 및 작업 챔버에 대해 밀봉된 복구 챔버(return chamber)로 구분하게 하는 것이다.

상기 구현예는 상기 보상 용기(compensating container)가 작업 피스톤(working piston) 상에 미리 설치될 수 있고 이후 작업 피스톤(working piston)과 함께 작업 실린더에 한 단계 공정으로 장착될 수 있기 때문에 간단한 조립이 가능하게 한다. 또 다른 장착 단계는 보상 메커니즘(compensating mechanism)이 없는 가스 압력 스프링과 비교할 때 실질적으로 동일하게 유지되게 할 수 있다.

본 발명의 제 1구현예로서, 본 발명은 상기 작업 로드(working rod)는 보상 매체(compensating medium)의 압력에 의해 작업 로드 밖으로 구동될 수 있는 태핏(tappet)을 포함하고, 상기 태핏은 내부 작업 챔버의 부피가 증가하도록 보상 매체의 압력을 상기 보상 피스톤에 적용하는 것이다. 상기 태핏의 사용은 상기 보상 매체 부피상의 비교적 약간의 증가가 상기 태핏의 상대적으로 큰 축방향 스트로크(axial stroke)를 가능하게 하기 때문에 상기 보상 매체의 보다 밀집된 수용을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 상기 작업 챔버(working chamber)의 부피 변화는 보상 매체 자체의 부피 변화에 의해 달성될 필요는 없지만 상기 태핏 및 상기 작업 챔버의 상대적인 이동에 의해 달성될 수 있다.

바람직하게는, 상기 보상 매체(compensation medium)는 팽창 물질(expanding material), 바람직하게는 팽창 왁스(expanding wax), 오일, 또는 2상 매체(two-phase medium)이며, 여기서 상기 보상 매체는 특히 EP 1 795 777 B1에 기술된 바와 같이 구성될 수 있으며, 상기 특허에서 언급된 장점이 전개될 것이다.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 본 발명의 상기 가스 압력 스프링(gas pressure spring)은 복구 챔버(return chember)에 수용된 복구 매체(return medium); 상기 작업 챔버, 바람직하게는 내부 작업 챔버(inner working chamber)의 부피가 감소되도록 상기 복구 매체(return medium)에 의해 작동되는 보상 피스톤(compensation piston)을 포함하는 것이다.

이러한 방식으로, 상기 구성은 가장 간단하고 가능한 방식으로, 낮은 온도에서 보상 매체가 수축하는 경우에, 상기 보상 피스톤이 또한 초기 위치로 복귀하는 것이 보장, 즉, 가역적 작동(reversible operation)이 보장되게 한다. 상기 보상 매체의 부피 감소와 함께, 상기 보상 챔버 부피의 상응하는 감소현상이 복구 매체(return medium)에 의해 유도될 것이다.

바람직하게는, 상기 복구회수 매체는 가스(gas), 특히 작업 매체(working medium)인 것이다. 이는 오로지 하나의 매체 또는 가스만 사용되기 때문에 가스 압력 스프링의 생산을 용이하게 한다. 상기 가스상 복구 매체(gaseous return medium)에 대하여 추가적인 또는 대체가능한 대안으로서, 상기 복구 매체는 복구 챔버(return chamber) 내에서의 기계적 복구 스프링(mechanical retrun spring)을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 목적은 상기한 구현예 중 하나에 따른 가스 압력 스프링의 제조 방법에 의해 해결되며, 상기 방법은 하기 단계임을 특징으로 한다:

(a) 가스 압력 스프링(gas pressure spring)을 위한 작업 실린더(working cylinder)를 제공하는 단계;

(b) 상기 가스 압력 스프링을 위한 보상 챔버(compensating chamber)를 포함하는 작업 로드(working rod)를 제공하는 단계;

(c) 상기 보상 챔버에 보상 매체(compensating medium)를 충진하는 단계; 및

(d) 상기 작업 실린더에 작업 로드를 장착하는 단계.

따라서, 선행 기술과는 대조적으로, 상기 보상 매체는 선행 기술에서도 제공되는 가스 압력 스프링의 "주요 구성 요소(main components)"와 함께 설치된다. 상기 방법에서, 기존의 가스압력 스프링에 비교 시에, 상기 보상매체를 포함하는 상기 가스 압력 스프링의 설치는 상당히 용이하게 되고, 심지어 자동 조립도 가능하게 한다.

본 발명의 하나의 구현예로서, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:

(a) 태핏(tappet) 및/또는 보상 용기(compensating container)를 장착 전에 작업 로드(working rod)에 고정하는 단계.

따라서, 상기 태핏 및/또는 보상 컨테이너뿐만 아니라 작업 로드를 함께 작업 실린더(working cylinder)에 삽입하여 설계를 단순화할 수 있다.

바람직하게는, 상기 방법은 하기 단계를 포함한다:

(a) 바람직하게는 작업 챔버(working chamber)와 복구 챔버(return chamber)를 작업매체(working medium), 바람직하게는, 작업 챔버(working chamber)와 복구 챔버(return chamber)사이의 체크 밸브(check valve)를 통해 동시에 충진하는 단계: 및

(b) 충진후 작업 챔버로부터 작업 매체 일부를 배출하는 단계.

이러한 방식으로, 상기 가스 압력 스프링의 조립이 가속화되고 용이해질 수 있다. 상기 작업 매체의 배출되는 일부는 가스 압력 스프링력(gas pressure spring force)의 정확한 조정을 용이하게 한다.

또한 본 발명에 따른 목적은 또한 하기한 요소를 포함하는 플랩(flab)용 드라이브 시스템(drive system)에 의하여 해결된다:

(a) 상기 플랩을 지지하기 위한 상기 구현예들 중 하나에 따른 가스 압력 스프링 및;

(b) 전기기계식 드라이브(elctromechanical drive), 예를 들어 선형 드라이브(linear drive), 특히, 상기 플랩을 구동하기 위한 스핀들(spindle).

예를 들어, 상기 플랩은 차량의 플랩, 특히 보닛(bonnet), 뒤문(테일게이트;tailgate), 부트 리드(boot lid) 또는 스윙 도어(swing door)일 수 있다.

플랩을 지지하기 위한 가스 압력 스프링과 플랩을 구동하기 위한 전기기계식 드라이브를 포함하는 플랩을 위한 구동 시스템(driving system)은 종래 기술에 알려져 있다.

일반적인 스프링 대신에 본 발명에 따른 가스 압력 스프링의 사용을 제외하고, 본 발명에 따른 구동 시스템은 예를 들어 DE 103 13 440 A1 또는 DE 10 2008 045 903 A1에 개시되어 있다.

상기 구동 시스템의 가스 압력 스프링은 중력에 대항한 어떤 위치에서도 플랩을 유지하는 역할을 하는 반면에 상기 전기기계식 드라이브는 플랩을 열고 닫는 역할을 한다. 게다가, DE 103 13 440 A1 및 DE 10 2008 045 903 A1에 개시된 바와 같이 플랩의 수동 조작이 고려될 수 있다.

가스 압력 스프링은 낮은 주변 온도에서도 플랩을 지지할 수 있을 정도로 높은 스프링력을 가져야 한다. 일반적인 가스 압력 스프링의 스프링력은 상승하는 온도에서 증가하기 때문에 고온에서 플랩을 닫기 위해 전기기계식 구동 장치 또는 작업자가 극도로 강한 힘을 가해야 한다. 따라서, 구동 시스템은 고가이고, 큰 설치 공간을 필요로 하고, 작동 시 많은 에너지를 소모하는 매우 강력한 전기 기계식 구동기를 포함해야 한다. 그 외에도 전기 기계식 드라이브 및 플랩에 기계적으로 연결된 기타 부품(예: 경첩)이 과도하게 마모될 것이다.

종래 기술에서, 이러한 문제는 가스 압력 스프링 대신에 서스펜션 스트럿을 사용함으로써 회피된다(예를 들어, DE 10 2008 045 903 A1, para. [0021]) . 서스펜션 스트럿은 거의 온도와 무관한 스프링력을 가질 수 있지만 비슷한 스프링력을 갖는 가스 압력 스프링보다 더 크고 무겁고 더 고가이다.

따라서, 표준 가스 압력 스프링 대신에 본 발명에 따른 온도 보상(temperature-compensated) 가스 압력 스프링을 사용함으로써, 특히 비용 효율적이고, 생산하기 쉽고, 내구성이 있고, 밀집(compact)하고, 에너지 효율적이고 운영하게 쉬운 플랩용 구동 시스템(drive system for a flap)이 제공된다.

표준 가스 압력 스프링 대신에 본 발명에 따른 온도 보상(temperature-compensated) 가스 압력 스프링을 사용함으로써, 특히 비용 효율적이고, 생산하기 쉽고, 내구성이 있고, 밀집(compact)하고, 에너지 효율적이고 운영하게 쉬운 플랩용 구동 시스템(drive system for a flap)이 제공된다.

도 1은 보상 피스톤의 제 1위치에 있는 본 발명에 따른 가스 압력 스프링의 구현예를 도시한 것이다.
도 2는 보상 피스톤의 제 2위치에 있는 도 1의 구현예를 도시한 것이다.

본 발명의 추가 이점, 목적 및 특징은 본 발명에 따른 주제가 예로써 예시된 첨부 도면 및 하기 설명에 기초하여 설명될 것이다. 여기서, 적어도 기능과 관련하여 실질적으로 동일한 특징은 도면에서 동일한 참조 번호로 지정될 수 있으며, 상기 특징은 반드시 참조 번호로 제공되고 모든 도면에서 설명되지 않는다.

도 1은 보상 피스톤의 제 1위치에 있는 본 발명에 따른 가스 압력 스프링의 구현예를 도시한 것이다.

도 2는 보상 피스톤의 제 2위치에 있는 도 1의 구현예를 도시한 것이다.

도 1 및 2

도 1 및 2에서, 작업 실린더(1)에 대해 슬라이딩 가능하도록 장착된 보상 피스톤(10)과 함께, 작업 매체(1M)로 채워진 작업 챔버(1a)를 한정하는 작업 실린더(1)를 포함하는 본 발명에 따른 가스 압력 스프링(50)의 제 1구현예가 도시되어 있다. 여기서, 스트로크 축(stroke axis; H)을 따라 슬라이딩 가능하게 장착된 작업 로드(6)가 작업 실린더(1)의 개구를 통해 작업 챔버(1a) 내로 돌출된다.

작업 로드(6) 상에, 스트로크 축(H)을 따라 슬라이딩 가능하게 작업 챔버(1a)에 장착된 작업 피스톤(2)이 고정된다. 작업 피스톤(2)은 작업 피스톤(2)이 이동될 때 작업 매체(1M)가 작업 피스톤(2) 주위를 흐를 수 없도록 작업 실린더(1)의 반경 방향 내벽을 향하는 링형 밀봉부(ring-shaped seal, 4)(예를 들어, O 링)를 포함한다. 따라서 작업 피스톤(2)의 이동은 먼저 작업 챔버(1a)의 압력 변화를 초래할 것이다. 그러나, 작업 피스톤(2)은 스로틀 보어(throttle bore; 미표시)를 포함할 수 있고/있거나 작업 실린더(1)의 반경방향 내벽은 압력 보상을 위해 작업 피스톤(2)의 스트로크 축(H)을 따라 길 이방향 홈(groove)을 가질 수 있다.

보상 매체(16M)는 보상 챔버(16)에 배치되고 온도 상승의 경우에 팽창한다. 보상 피스톤(10)은 작업 매체(1M)의 압력과 보상 매체(16M)의 압력에 의해 작용되어 작업 챔버(1a)의 체적이 증가된다.

여기서, 도 1은 고온 상황을 보여주고, 도 2는 저온 상황을 보여준다.

보상 챔버(16)는 여기에서 작업 로드(6)에 의해 부분적으로 둘러싸여 있다. 특히, 보상 챔버(16)는 작업 로드(6)와 태핏(110)으로 둘러싸여 있다.

가스 압력 스프링(50)은 내부 챔버(121)를 갖고 작업 피스톤(2)에 체결되고 스트로크 축(H)을 따라 슬라이딩 가능하도록 작업 실린더(1)에 장착되는 보상 컨테이너(120)를 포함한다. 보상 피스톤(10)은 작업 매체(1M)용 작업 챔버(1a)에 전도성으로 연결된 내부 작업 챔버(122); 및 작업 챔버(1a)에 대해 밀봉된 복구 챔버(15)로 내부 챔버(121)는 챔버를 분할한다. 이를 위해, 상기 보상 피스톤은 원주방향 봉인구(circumferential seal; 11), 예를 들어 O 링(ring)을 포함한다.

작업 챔버(1a)와 내부 작업 챔버(122)를 연결하기 위해, 예를 들어, 보상 용기(container; 120)와 작업 로드(6)를 연결하는 연결 부재(connecting member; 123)에 구멍(hole; 124)이 제공된다. (예를 들어, 스트로크 축(stroke axis, H)에 대해 방사상으로 보상 컨테이너(120)와 작업 실린더(1) 사이의 공간을 통해 또는 작업 실린더(1)의 내벽 또는 보상 용기(120)의 외벽에서 행정 축(stroke axis; H)을 따라 적어도 하나의 길이 방향 홈(groove)을 통해.)

작업 로드(6)는 보상 매체(16M)의 압력에 의해 작업 로드(6) 밖으로 구동될 수 있는 태핏(110)을 포함한다. 상기 태핏(110)은 내부 작업 챔버(122)의 부피가 증가하도록 보상 매체(16M)의 압력을 보상 피스톤(10)에 적용한다.

온도 상승이 발생할 경우에 태핏(110)을 작업 로드(6) 밖으로 구동하는 것은 스트로크 축(stroke axis; H)를 따라 보상 컨테이너(120)를 기준으로 보상 피스톤(10)의 이동(도면에서 위 방향)으로 이어질 것이다. 이러한 방식으로, 내부 작업 챔버(122) 및 이에 따라 작업 챔버(1M)에 이용 가능한 전체 작업 챔버(1a)가 확대된다. 도 1과 비교하여, 도 2는 저온에서의 상태를 나타내고, 도 2는 낮은 온도에서 태핏(110)이 작업 로드(6)로 보다 더 수축됨을 나타낸다.

보상 매체(16M)는, 예를 들어 팽창 재료, 바람직하게는 특히 가스 압력 스프링(gas pressure spring; 50)의 전체 작동 온도 범위에서 적어도 액체상 및 적어도 고체상을 포함하는 팽창 왁스(expanding wax)이다.

가스 압력 스프링(50)은 복구 챔버(15)에 배치된 복구 매체(15M)를 포함하며, 작업 챔버(1a), 바람직하게는 내부 작업 챔버(122)의 부피가 감소되도록 복구 매체(15M)에 의해 작용되는 보상 피스톤(10)을 포함한다. 이러한 방식으로, 하강 온도(dropping temerature; 도 1 -> 도 2)에서 보상 매체(16M)가 수축하는 경우에 보상 피스톤(10)도 초기 상태로 복귀하는 것이 가능한 한 가장 간단한 방식으로 보장될 수 있다. 즉, 가역적 작동(revrsible operation)이 보장된다. 보상 매체(16M)의 부피의 감소와 함께, 복구 매체(15M)는 보상 챔버(16)의 상응하는 부피 감소를 제공할 것이다. 복구 매체(15M)를 지지하기 위해, 가스 압력 스프링(50)은 또한 복구 챔버(15)에서의 복구 스프링(return spring)을 추가로 포함할 수 있다(상세한 구현예는 표시하지 않음).

바람직하게는, 상기 복구 매체(16M)는 가스, 특히 작업 매체(1M)이다. 이는 단지 하나의 매체(edium) 또는 가스(gas)가 사용되기 때문에 가스 압력 스프링(50)의 생산을 용이하게 한다.

도 1에서, 도 2의 상황과 비교하여, 작업 매체(1M)는 따라서 작업 피스톤(2)의 동일한 위치에서 더 큰 작업 챔버(1a)(특히 더 큰 내부 작업 챔버(122))에 배치된다. 따라서, 작업 매체(1M)의 압력의 온도 관련 증가는 내부 작업 챔버(122)의 부피 증가에 의해 부분적으로 또는 심지어 완전히 보상될 수 있다. 따라서 가스 압력 스프링(50)은 선행 기술보다 보다 작은 온도-의존적 스프링 압력(temerature-dependent spring pressure)을 제공한다.

1: 작업 실린더(working cylinder)
1a: 작업 챔버(working chamber)
1M: 작업 매체(working medium)
2: 작업 피스톤(woking piston)
4: 봉인구(Seal)
15: 복구 챔버(Return Chamber)
15M: 복구 매체(Return medium)
16: 보상 챔버(Compensating chamber)
16M: 보상 매체(Compensating medium)
50: 가스 압력 스프링(Gas pressure Spring)
110: 태핏(Tappet)
120: 보상 컨테이너(Compensating container)
121: 내부 챔버(inner chamber)
122: 내부 작업 챔버(inner working chamber)
123: 연결 부재(connecing member)
124: 구멍(hole)
H: 스트로크 축(stroke axis)

Claims (5)

1. (a) 작업 실린더(1)에 대해 슬라이딩 가능하도록 장착된 보상 피스톤(10)과 함께 기체상 작업 매체(1M)로 충진된 작업 챔버(1a)를 둘러싸는 작업 실린더(1);
   (b) 작업 실린더(1)의 개구부를 통해 작업 챔버(1a) 내로 돌출되고 스트로크 축(H)을 따라 슬라이딩 가능하게 장착되는 작업 로드(6); 및
   (c) 작업 로드(6)에 고정되고 스트로크 축(H)을 따라 슬라이딩 가능하도록 작업 챔버(1a)에 장착된 작업 피스톤(2);
   (d) 보상 챔버(16) 내에 배치되고 온도 상승 시 팽창하는 보상 매체(16M)를 포함하는 가스 압력 스프링(gas pressure spring)으로서,
   (e) 상기 보상 피스톤(10)은 보상 챔버(16)의 부피가 증가하도록 작업 매체(1M)의 압력 및 보상 매체(16M)의 압력에 의해 작용하며,
   여기에서 (f) 상기 보상 챔버(16)은 적업 로드(6)에 적어도 부분적으로 에워싸여져 있고;
   (g) 상기 가스 압력 스프링(50)은 내부 챔버(121)를 갖고, 작업 피스톤(2)에 고정되며, 스트로크 축(H)을 따라 슬라이딩이 가능하도록 작업 실린더(1)에 장착된 보상 용기(120)를 포함하며;
   (h) 상기 보상 피스톤(10)은 내부 챔버(121)를 작업 매체(1M)용 작업 챔버(1a)에 전도성으로 연결된 내부 작업 챔버(122) 및 작업 챔버(1a)에 대해 밀봉된 복구 챔버(15)로 구분하며;
   (i) 상기 가스 압력 스프링(50)은 복구 챔버(15)에 배치된 복구 매체(15M)를 포함하며,
   (j) 상기 보상 피스톤(10)은 내부 작업 챔버(122)의 부피가 감소되도록 복구 매체(15M)에 의해 작용되며,
   (k) 상기 복구 매체(15M)는 기체상 작업 매체(1M)이며,
   (l) 상기 가스 압력 스프링(50)은 작업 챔버(1a) 및 복구 챔버(15)에 작업 매체(1M)를 동시에 충진하기 위한 작업 챔버(1a) 및 복구 챔버(15) 사이에 위치한 체크 밸브를 포함함을 특징으로 하는, 가스 압력 스프링.
2. 제 1항에 있어서,
   (a) 상기 작업 로드(6)는 보상 매체(16M)의 압력에 의해 작업 로드(6) 밖으로 구동될 수 있는 태핏(110)을 포함하고;
   (b) 상기 태핏(110)은 내부 작업 챔버(122)의 부피가 증가하도록 보상 매체(16M)의 압력을 보상 피스톤(10)에 적용하는 것을 특징으로 하는 가스 압력 스프링.
3. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 따른 가스 압력 스프링(50)을 제조하는 가스압력 스프링의 제조방법에 있어서,
   a) 가스 압력 스프링(50)을 위한 작업 실린더(1)를 제공하는 단계;
   (b) 가스 압력 스프링(50)을 위한 보상 챔버(16)를 갖는 작업 로드(6)를 제공하는 단계;
   (c) 상기 보상 챔버(16)에 보상 매체(16M)를 충진하는 단계;
   (d) 상기 작업 실린더(1)에 상기 작업 로드(6)를 장착하는 단계;
   (e) 상기 작업 챔버(1a)와 복구 챔버(15) 사이의 가스압력 스프링(50)의 체크밸브를 통해 기체상 작업 매체(1M)를 작업 챔버(1a)와 복구 챔버(15)를 동시에 충진하는 단계; 및
   (f) 충진 후 작업 챔버(1a)에서 작업 매체(1M)의 일부를 배출함을 특징으로 하는, 가스압력 스프링의 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,
   장착 전에 태핏(110) 및/또는 보상 용기(120)를 작업 로드(6)에 고정하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 가스압력 스프링의 제조방법.
5. (a) 플랩을 지지하기 위한 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 따른 가스 압력 스프링(50), 및
   (b) 플랩을 구동하기 위한 전자기계적 드라이브, 바람직하게는 스핀들 드라이브(spindle drive)를 포함하는 플랩용 드라이브 시스템.
   

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