KR100259434B1 - 감쇠력 가변식 진동댐퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차단밸브장치에 연결되는 컨테이너 튜브를 포함하며, 상기 차단밸브에 감쇠 매체를 공급하기 위한 고압 흐름 연결선과, 경우에 따라서는 컨테이너 튜브 내부에 위치하는 중간 튜브를 포함하며, 이때 컨테이너 튜브 와/혹은 실린더를 가지는 중간 튜브는 고압 흐름 연결선을 형성하고, 상기 실린더 내에서 피스톤로드의 피스톤이 축방향으로 미끄러지며, 상기 컨테이너 튜브 와/혹은 실린더 튜브는 고압 흐름 연결선에서 차단 밸브로 변화하는 기능을 하는 튜브 연결부를 구비하며, 컨테이너 튜브의 전이부를 형성하게 하는 적어도 하나의 튜브에 있는 튜브 연결부는 튜브의 내부 영역에 접촉하며, 개구부를 통해서 상기한 튜브로 돌출하는 플랜지를 구비하는 독립된 부품으로서 만들어진다.

Description

감쇠력 가변식 진동 댐퍼

본 발명은 감쇠력 가변식 진동 댐퍼에 관한 것이다.

DE 40 31 760 A1은 감쇠 유체로 채워진 실린더가 컨테이너 중심에 놓여진 감쇠력 가변식 진동 댐퍼를 개시하고 있다. 상기 컨테이너에 위치하는 밸브 장치에 바이패스 도관을 형성하기 위해서 상기 컨테이너와 상기 실린더 사이에는 내부 컨테이너 튜브가 배치된다. 상기 내부 컨테이너 튜브에는 밸브 장치의 연결부가 삽입되는 개구부가 구비되어 있다. 상기 개구부와 연결부 사이의 전이부는 외부로부터 내부 컨테이너 튜브 위에 배치된 실링 몸체에 의해 밀봉된다. 상기 실링 몸체는 그 안에 삽입되어 실질적인 밀봉 기능을 수행하는 시일(seal)을 갖는다.

이러한 해결방법은 비교적 높은 비용이 들긴 하지만 해결될 수 있는 두 가지문제를 수반한다. 우선, 상기 바이패스 도관 내에 유압이 리프트오프(lift off)방향으로 상기 연결부에 작용하여 이에 상응하는 높은 압력이 상기 시일에 가해진다는 것이다. 또한, 입체적으로 심하게 굴곡된 시일이 실링 몸체와 실린더 외부 직경 사이에 삽입되어야 하고, 실링 몸체 자체가 상기 실린더 외부 직경의 모든 변형에 적절히 대비하도록 제공되어야만 한다는 것이다.

DE 44 24 433 C1은 감쇠력 가변식 진동 댐퍼에 사용되는 중간 튜브에 관한것으로, 이 장치는, 밸브 시트 몸체를 덮개로 하고 제어 가능한 밸브와 함게 유압연결을 형성하는 튜브 연결부를 포함한다. 상기 튜브 연결부에는 사실상 튜브 연결부의 연장인 중간 링이 고정된다. DE 40 31 760 A1에 따른 제안과 비교해 볼때, 이러한 해결방법은 상기 중간 링이 고정되는 개구부가 중간 튜브의 직경에 상관없이 대체로 일정하게 유지되는 장점이 있으며, 이 결과 분명한 규격화 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 고정 작용에 요구되는 재료가 대부분 플라스틱으로 이루어지기 때문에 압력과 온도에 상대적으로 민감한 단점을 안고 있다.

독일 실용신안 DE-GM 92 06 568 U1호는 중간 튜브로부터 연장된 튜브 연결부를 갖는 일체형 중간 튜브를 개시하고 있다. 튜브 연결부의 길이가 긴 특별한 경우, 상기 중간 튜브 부분과 튜브 연결부 사이의 전이부를 제공하는 중간 튜브에는 반지름(radius)이 형성된다. 이러한 해결방법에 있어서, 재료의 유동성은 튜브 연결부의 형성과 관련하여 제한된다. 또한, 상기 튜브 및 연결부가 작동 압력을 견딜 수 있는 최소한의 벽두께는 유지되어야 한다.

DE 44 10 522 A1은 칼라 내부에서 용접된 튜브 연결부를 구비한 재킷 튜브를 갖는 유압 진동 댐퍼가 개시되어 있다. 상기 튜브 연결부와 칼라의 용접 이음매는 압력 테스트에 의하여 검사되는 것이 원칙이다. 더 나아가서, 용접 공정 후에 일반적으로 상기 재킷 튜브를 청소하는 작업이 필요하다.

DE 41 14 307 A1에는 다른 접근방법이 개시되어 있다. 튜브 연결부를 위한 접합면은 재킷 튜브와 일체로 평평하게 형성되어 있고, 상기 재킷 튜브 위에 조절 가능한 바이패스가 용접되어 있다. 상기 튜브 연결부는 외측으로부터 용접 공정을 위해 평평한 접합면에 위치하며, 이때 필요한 용접 이음매는 평평한 면에 위치하지만, 입체적으로 굴곡되지는 않는다.

본 발명의 목적은 본 발명의 규격화된 적용을 허용하는 한편 심지어 높은 작업 압력 및 온도에서도 제어 및 유지될 수 있는 컨테이너 튜브에 배치된 차단 밸브장치를 갖는 진동 댐퍼를 제공하는 것이다.

상기 본 발명에 따른 목적은 전이부를 형성하는 적어도 하나의 튜브의 튜브연결부가 독립적인 구성요소-여기서 구성요소는 상기 튜브의 내부 영역과 접하고 상기 튜브의 개구를 통해 돌출함-로 구성됨으로써 달성된다. 상기 튜브 연결부를 형성하기 위해 튜브에 디프 드로잉 가공(deep drawing)을 할 필요가 없는 장점이있다. 또한, 성형작업에 관련된 유동성이 더 이상 큰 역할을 하지 않기 때문에 재료의 선택이 한정되지 않는다. 내측에서 튜브 연결부를 배치하는 것은 진동 댐퍼의 일반적인 작동 압력이 독립된 튜브 연결부의 시트방향으로 작용하게 되는 현저한 효과를 갖게 된다. 따라서, 튜브 연결부의 고정위치는 변하지 않는다.

본 발명의 더욱 바람직한 구성은 상기 튜브의 개구부가 고압부(high-pressure partial length)를 위한 튜브들의 평평한 부위에 위치한다는 것이다. 상기 튜브의 내부 부위에 대한 충분히 큰 접촉면이 생기도록 플랜지가 특별한 반경을 갖도록 형성할 필요는 없다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 튜브의 개구부는 억지 끼워맞춤 또는 압축 끼워맞춤(interference fit or press fit)으로 튜브 연결부와 결합된다. 이러한 조립공정에서는 작동 압력은 생성되지 않으며, 튜브 연결부는 충분한 정도로 마찰 결합된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 튜브 연결부의 플랜지에는 실링 링(sealing ring)을 위한 환형 홈이 제공된다. 플랜지보다 튜브에 환형 홈을 형성하는 것에 많은 비용이 들기 때문에, 상기 환형 홈이 상기 튜브에 제공될 필요는 없다.

가장 경제적인 생산비용을 고려해 볼 때, 압축 끼워 맞춤을 위한 튜브 연결부는 플랜지에서 그 끝단까지의 길이보다 짧은 세로부(longitudinal portion)를 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 진동 댐퍼를 생산하는 공정에 있어서, 상기 튜브는 개구부를 갖는다. 이때 작업 공정은 안쪽으로부터 밖으로 향하게 되며, 독립된 구성요소의 형태인 연결부는 튜브의 내부 부위가 튜브 연결부의 플랜지에 접할 때까지, 상기 튜브의 개방단을 지나서 개구부를 통해서 삽입된다. 상기 개구부의 형성에 있어서, 진동 댐퍼의 외측에 불가피하게 생길 수 있는 날카로운 모서리 혹은 버(burr)는 상기 작업을 통해서 안전하게 될 수 있다. 이러한 제작 방법은 그 견고성을 검사할 필요가 없다.

도1은 진동 댐퍼의 일부분을 절개하여 보여주는 부분절개 단면도.

도2는 튜브 연결부를 구비한 컨테이너 튜브 또는 중간 튜브를 갖는 구성 유닛을 보여주는 단면도.

도3은 도2의 구성 유닛 중 컨테이너 튜브 또는 중간 튜브를 보여주는 단면도.

도4는 도2의 구성 유닛 중 튜브 연결부를 보여주는 단면도.

도5는 도2에서 튜브 연결부의 설치상태를 확대하여 보여주는 단면도.

이하, 본 발명의 실시예는 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세히 설명되어 질 수 있다.

도1에서 진동 댐퍼는 하나의 실런더(1)를 갖는데, 이 실린더에는 그 축 방향으로 이동 가능한 피스톤 로드(3)가 배치된다. 안내 및 밀봉 유닛(7)은 피스톤로드(3)를 실린더의 상단까지 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 한다. 실린더(1)내에서 피스톤 밸브 장치(11)를 갖는 피스톤 유닛(9)이 피스톤 로드(3)에 고정된다. 실린더(1)의 하단부는 바닥 밸브 장치(15)를 갖는 밑판(13)에 의해서 밀폐된다. 상기 실린더(1)는 컨테이너 튜브(17)에 의해 둘러싸인다. 상기 컨테이너 튜브(17)와 중간 튜브(5)는 균형 챔버를 구성하는 환형 공간(19)을 형성하게 된다.

상기 실린더(1) 내의 공간은 피스톤 유닛(9)에 의해서 제1 작동 챔버(21a)와 제2 작동 챔버(21b)로 분할된다. 상기 작동 챔버(21a,21b)에는 작동유가 채워진다. 상기 균형 챔버(19)는 높이(19a)까지 유체로 채워지고, 그 이상부터는 기체로 채워진다. 상기 균형 챔버(19)내에는 제1 흐름 연결선, 즉 고압부가 상기 실린더 및 중간 튜브에 의해 형성되며, 이 고압부는 상기 실린더(1)의 구멍(25)을 통해 제 2 작동 챔버(21b)와 연통된다. 컨테이너 튜브(17)의 측면에 설치된 차단 밸브 장치(27)는 상기 고압부와 인접해 있다. 도시되지는 않았지만, 이 차단 밸브 장치로 부터 제2 흐름 연결선, 즉 저압부가 상기 차단 밸브 장치에 의해 균형 챔버(19)로 통한다.

상기 피스톤 로드(3)가 실린더(1)의 위쪽, 즉 안내 및 밀봉 유닛을 향해 움직이면, 상기 상부 작동 챔버(21b)의 길이 및 체적은 줄어들게 된다. 이때 상부작동 챔버(21b)에서 생성된 과도한 압력은 차단 밸브 장치(27)가 잠겨 있는 한 하부 작동 챔버(21a)의 피스톤 밸브 장치(11)에 의해서 감소하게 된다. 상기 차단밸브 장치(27)가 열리게 되면, 유체는 고압부(23) 및 차단 밸브(27)를 통해서 상부 작동 챔버(21b)에서 균형 챔버(19)로 흘러 들어가게 된다. 따라서, 상기 피스톤로드(3)가 밖으로 움직일 경우, 진동 댐퍼의 감쇠 특성은 차단 밸브(27)의 개폐 정도에 따라 좌우되게 된다. 이때 차단 밸브는 단계적 혹은 연속적으로 조절될 수 있다.

상기 피스톤 로드(3)가 상기 실린더(1) 안으로 이동할 때는 하부 작동 챔버(21a)안에 초과 압력이 생성된다. 따라서, 유체는 피스톤 밸브 장치(11)를 통해서 하부 작동 챔버(21a)로부터 상부 작동 챔버(21b)안으로 흘러 들어가게 된다. 상기 피스톤 로드가 상기 실린더(1)안으로 들어감에 따라 압력을 받는 유체는 바닥 밸브배열(15)을 통하여 균형 챔버(19) 안으로 배출된다. 상기 피스톤 밸브 배열(11)의 압력 흐름 저항이 바닥 밸브 배열(15)의 저항보다 작기 때문에, 상부 작동 챔버(21b) 내에서 압력이 증가하게 된다. 상기 차단 밸브(27)가 열려져 있을 경우에 이렇게 증가된 압력은 고압부(23)를 통해서 다시 균형 챔버(19)로 유출된다. 다시 말해서, 본 발명에 의한 진동 댐퍼는 또한 차단 밸브(27)가 열려 있고 피스톤 로드가 안쪽으로 이동할 때 비교적 부드러운 특성을 나타내고, 피스톤 로드가 바깥쪽으로 이동할 때 상기 차단 밸브가 닫혀 있다면 비교적 강한 특성을 나타낸다는 것을 의미한다. 바이패스 역할을 하는 고압부(23)를 통한 유체 흐름의 방향은 피스톤로드가 안쪽으로 이동하거나 또는 바깥쪽으로 이동하는 것에 관계없이 항상 동일하다는 것을 알 수 있다.

도2는 중간 튜브(5) 및 독립된 튜브 연결부(29)로 구성된 구성 유닛을 도시하고 있다. 더욱이, 본 발명과 관련하여 상기 중간 튜브 대신에 컨테이너 튜브가 사용될 수 있다. 특별히 이러한 종류의 응용은 DE 34 34 877 A1의 도8에 상응하는 진동 댐퍼에 있어서 실행된다.

도3은 단일 부품으로서 중간 튜브(5)의 일례를 도시하고 있다. 실질적으로 상기 중간 튜브는 실링 비드(35)를 구비하는 가이드부(33)의 양단부에 연결되는 고압부 길이(31)로 형성된다. 상기 실링 비드는 균형 챔버(19)(도1 참조)와 관련된 고압부(23)를 밀봉하는 밀봉 장치를 수용하고 있다. 개구부(39)는 중간 튜브의 축을 가로질러 연장하는 평평한 부위(37)에 형성되어 있다.

상기 개구부를 형성할 때에, 펀칭 다이 혹은 펀칭 공구가 중간 튜브의 개방단 속으로 삽입되어 방사상 외측 방향으로 작업이 실행된다. 이러한 방법으로 부드러운 절단 요소는 상기 중간 관의 내부 부위에서 작업을 시작한다. 보통의 경우 위험한 펀칭된 부분(도시 생략)은 중간 튜브 외측으로 놓인다. 상기 개구부(39) 직경의 허용오차의 한도는 공칭값 보다 작다.

도4는 독립된 구성 요소로서 구성된 튜브 연결부(29)의 확대된 모습을 도시하고 있다. 상기 튜브 연결부의 끝부분에는 플랜지가 형성되어 있다. 상기 플랜지는 도2에서 도시된 실링 링(45)이 삽입되어 있는 환형 홈(43)을 구비한다. 상기 환형 홈의 외측 테두리에서 상기 플랜지는 접촉면(47)을 구비한다. 상기 중간튜브 또는 컨테이너 튜브의 개구부(39)와 압착하여 끼워 맞추기 위한 세로부(49)는 플랜지로부터 연장된다. 상기 세로부(49)의 외부 직경은 그 오차 한도가 공칭량 이상이다. 상기 세로부의 길이는 대체로 상기 컨톄이너 튜브 혹은 중간 튜브의 벽두께에 의해 제한된다. 상기 튜브 연결부가 전체로서 용이하게 조립될 수 있기 때문에 상기 세로부(49)보다 외부 직경이 작은 다른 튜브 연결부(51)가 세로부에 인접하게 된다. 상기 튜브 연결부는 상기 차단 밸브(27)(도1 참조)의 추가적인 구성 요소의 조립을 위한 경사면(53,55)을 갖는다.

도5와 관련하여 본 발명의 특히 바람직한 특징을 설명한다. 상기 설명된 바와 같이, 상기 중간 튜브(5)의 개구부(39)와 튜브 연결부(29)의 세로부(49)가 압착에 의해 끼워 맞추어지기 때문에, 상기 중간 튜브 혹은 컨테이너 튜브의 튜브연결부(29)가 안쪽으로부터 밖으로 개방단을 통해서 장착될 때 상기 튜브 연결부는 마찰 결합에 의해 그것의 한정된 설치 위치 내에만 계속적으로 고정된다. 상기 설치 위치는 상기 중간 튜브 내부의 평평한 지역과 관련된 접촉면(47)에 의해 정의된다. 상기 고압부(23) 내부의 작동 압력이 상기 튜브 연결부(29)의 내부 직경(59)에 대한 개구부(39)의 직경에 좌우되는 환형 링 표면(57) 위에 가해진다. 전체 플랜지면들이 안전하게 확보되는 것이 이상적이나, 이 경우 지지면(47)과 중간 튜브 내부의 평평한 부위 사이에서의 약간의 누출은 피할 수 없다.

도면에 의해 설명된 실시예는 상기 개구부(39)가 형성될 때 생기는 펀칭된 부분이 상기 중간 튜브의 외측에 놓여지는 장점을 명백하게 보여준다. 상기 실링링(45)은 상기 개구부(39)의 재가공 없이 삽입 가능하다.

컨테이너 튜브의 전이부를 형성하는 적어도 하나의 튜브에 있는 튜브 연결부는 튜브의 내부 영역에 접촉하며, 개구부를 통해서 상기한 튜브로 돌출하는 플랜지를 구비하는 독립된 부품으로서 만들어진다. 상기 튜브 연결부를 형성하기 위한 튜브들의 디프 드로잉 가공은 필요 없다. 더 나아가서, 변형에 있어 유동성이 더이상 큰 역할을 하지 않기 때문에 재료의 선택이 제한되지 않는다. 내측으로부터의 튜브 연결부의 배치는 상기 진동 댐퍼의 우세한 작동 압력이 시트 방향으로 독립된 튜브에서 작용된다는 큰 장점을 가지고 있다. 그 점에 있어서 튜브 연결부의 고정위치는 항상 일정하게 된다.

상기 튜브의 개구부는 고압부를 위한 튜브들의 평평한 지역에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 튜브의 내부 영역과 관련된 충분히 큰 접촉면을 형성하기 위해 플랜지를 특별한 직경으로 형성할 필요가 없다.

Claims (6)

1. 컨테이너 튜브; 상기 컨테이너 튜브에 연결되는 차단 밸브 장치; 상기 차단 밸브 장치에 감쇠 매체를 공급하는 고압부;및 경우에 따라 상기 컨테이너 튜브의 내측에 배치되는 중간 튜브를 포함하고, 실린더(1)-여기서 실린더(1)의 내부에는 피스톤(9)이 피스톤 로드(3)의 축방향으로 미끄러짐-를 구비하는 상기 컨테이너 튜브(17) 및/또는 중간 튜브(5)가 고압부(23)를 형성하고, 상기 컨테이너 튜브(17) 및/또는 중간 튜브(5)가 고압부(23)에서 차단 밸브장치(27)로의 전이부인 튜브 연결부(29)를 갖고, 상기 튜브 연결부(29)가 전이부를 형성하는 컨톄이너 튜브(17)와 중간 튜브(5) 중 적어도 하나에서 상기 튜브의 내측 부위에 접하는 플랜지(41)를 갖는 독립된 구성 요소로서 구성되고, 상기 튜브 연결부(29)가 컨테이너 튜브(17)와 중간 튜브(5)의 개방단을 통해 내부로 들어가 상기 튜브들에 형성된 개구부(39)를 통해 안쪽에서 바깥쪽으로 압입되어 돌출하는 감쇠력 가변식 진동 댐퍼.
2. 제1항에 있어서, 상기 개구부(39)가 고압부를 위한 튜브(5,17)들의 평평한 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 진동 댐퍼.
3. 제1항에 있어서, 상기 개구부(39)가 튜브 연결부(29)와 압력 끼워 맞춤(press fit)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 진동 댐퍼.
4. 제3항에 있어서, 압력 끼워 맞춤을 위해 튜브 연결부(29)가 상기 플랜지(41)로부터 그 반대편에 위치하는 끝부분까지의 길이보다 짧은 세로부(49)를 갖는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가면식 진동 댐퍼.
5. 제4항에 있어서, 상기 튜브 연결부(29)의 플랜지(41)가 실링 링(45)을 위한 환형 홈(43)을 구비하는 것을 특징으로 하는 감쇠력 가변식 진동 댐퍼.
6. 중간 튜브를 갖는 제1항에 따른 감쇠력 가변식 진동 댐퍼의 제조방법으로서, 개구부-여기서 개구부는 상기 튜브의 내측에서 외측으로 향하는 작업공정에 의해 형성됨-를 갖는 상기 튜브를 제공하는 단계;및 플랜지를 갖는 독립된 구성요소인 튜브 연결부를 상기 튜브의 개방단을 경유하여 상기 개구부를 통해 그 내측에서 외측으로 상기 튜브 연결부의 플랜지가 상기 튜브의 내측 부위에 접할 때까지 끼워 넣는 단계를 포함하는 감쇠력 가변식 진동 댐퍼의 제조방법.

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