KR20100016035A

KR20100016035A - 진동 댐퍼

Info

Publication number: KR20100016035A
Application number: KR1020097022639A
Authority: KR
Inventors: 군터 한드케; 만프레드 스쿨러; 클라우스 스트레츠; 조셉 렌
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2008-03-18
Publication date: 2010-02-12
Also published as: EP2139706B1; EP2139706A1; US20100111596A1; ATE545531T1; WO2008119462A1; DE102007015590B3

Abstract

본 발명은, 내측 원추면(7)을 구비한 요소가 고정되는 체결 원추부(5)를 구비한 실린더(3)에 관한 것으로, 실린더(3)와 상기 요소 사이에서 형상 결합 및 꼬임 방지 연결이 사실상 이루어지며, 원추형 연결부는 원주방향으로 작은 테이퍼 각도(α)와 큰 테이퍼 각도(β)를 갖는 2개 이상의 영역(5a, 5b)을 포함한다.

실린더, 휠 캐리어, 체결 원추부, 내측 원추면, 축방향 이탈 방지 장치

Description

진동 댐퍼{VIBRATION DAMPER}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 진동 댐퍼에 관한 것이다.

예컨대, GB 2 309 947 A1의 도 6에서는, 내측 원추부를 갖는 휠 캐리어(wheel carrier)가 고정 나사에 의해 부착될 수 있는 원추형 말단 부분을 포함하는 실린더형 관을 구비한 진동 댐퍼가 도시되어 있다.

본 발명에 속하는 일반적인 종류의 장치를 설명하는 DE 82 32 408 U1에서는 진동 댐퍼 및 휠 캐리어가 개시되어 있으며, 이들 또한 원추형 조인트(conical joint)에 의해 서로 고정된다. 또한, 꼬임 방지 장치(anti-twist device)가 사용되어, 휠 캐리어가 원주방향으로 적절히 향해지도록 보장한다.

원추형 조인트의 일반적인 문제로는, 테이퍼 각도가 비교적 작기 때문에, 직경상 매우 작은 편차로도 실린더 상에서 휠 캐리어의 축 변위를 어느 정도 일으킬 수 있다는 점이다. 그 결과, 이들 진동 댐퍼는 초기에 정해진 치수를 항상 갖도록 조립될 수 없다.

예컨대 DE 198 15 215 A1에 개시된 것과 같은 간단한 구조의 축방향 멈춤부(simple axial stop)를 사용하는 것이 언뜻 보면 이에 대한 명확한 해결수단으로 보인다. 그러나, 여기서의 문제는 축방향 멈춤부와 원추형 조인트가 서로에 대해 최적으로 정렬될 수 없다는 점이며, 이는, 축방향 멈춤부가 전혀 효과를 나타내지 못하거나, 휠 캐리어가 축방향 멈춤부에 이미 맞대어 있기 때문에, 원추형 조인트가 더이상 조임력(clamping forces)을 전달하지 못한다는 것을 의미한다.

본 발명의 목적은, 종래 기술로부터 알려진 축방향 위치결정 문제를 해결하는 진동 댐퍼(vibration damper)의 원추형 조인트를 구현하는 데 있다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은, 상기 원추형 조인트가 원주방향에서, 작은 테이퍼 각도를 갖는 영역과, 큰 테이퍼 각도를 갖는 영역의 둘 이상의 영역을 포함함으로써, 달성된다.

작은 테이퍼 각도는 마찰식 고정 연결 기능을 하고, 큰 테이퍼 각도는 멈춤 제한 기능을 한다. 원주방향을 따라 2개의 상이한 테이퍼 각도를 정렬시킨 결과, 부품을 제자리에 고정시키기 위한 꼬임 방지 기능이 얻어진다.

제자리에 고정시킬 요소에, 가장 효과적인 방식으로 기능할 수 있는 가이드 길이를 제공하기 위해, 연결될 2개의 요소 중 하나 이상의 요소는 오목형 원추면을 포함할 수 있다.

꼬임에 대한 저항을 증가시키기 위해, 체결 원추부는 횡축에 대해 대칭을 이루는 단면을 갖도록 형성될 수 있다.

한편, 실린더는, 축방향으로 연속하여 배치되며, 제자리에 고정시킬 요소의 2개의 내측 원추면과 대응하여 연결되는, 2개 이상의 원추부를 포함할 수 있다.

가능한 한 작은 유격을 갖고, 항상 적절한 각도를 유지하는 부착을 위하여, 제자리에 고정시킬 요소의 내측 원추면의 각도 및 실린더의 원추부의 각도는 약간 다르게 형성된다. 따라서, 제1 내측 테이퍼 각도가 이와 대응하는 실린더의 원추부의 테이퍼 각도보다 크고, 제2 내측 테이퍼 각도가 이와 대응하는 실린더의 원추부의 제2 테이퍼 각도보다 작도록, 제자리에 고정시킬 요소의 내측 원추면의 각도는 실린더의 원추부와 차이가 있으며, 이로써 내측 원추면의 에지가 가장 멀리 떨어진 부분에서 실린더의 원추부와 맞닿게 된다.

또한, 상기 내측 원추면은 상기 원추부를 향한 방향으로 볼록해질 수도 있다.

언더컷(undercut), 즉 복수의 내측 원추면 사이의 직경 증가를 피하기 위해, 내측 원추면의 반경은, 볼록형 내측 원추면에 대한 접선이 중심축에 평행하게 2개의 볼록형 내측 원추면 사이의 전이부에 형성된 접촉선을 지나도록, 선택된다.

내측 원추면이 가능한 한 용이하게 제조될 수 있도록, 볼록형 내측 볼록면이 두 원추면 상에 연장된다. 휠 캐리어는 적당한 연마용 드릴 또는 프로파일용 밀링 공구를 사용함으로써 매우 쉽게 제조될 수 있다.

원추형 조인트가 어떻게 설계되는지와는 무관하게, 실린더는, 2개의 요소의 조립 동안, 부착 부품이 실린더에 대해 나타내는 위치를 기록하는 마킹(marking)을 구비할 수 있다.

제자리에 고정시킬 요소를 통해 축방향으로 연장되도록 실린더를 설계하고, 실린더에 반경방향으로 변형될 수 있는 돌출 에지를 형성함으로써, 축방향으로의 요소 이탈 방지용 장치가 제공될 수 있다.

원추형 조인트에 가능한 가장 큰 유지력을 제공하기 위해, 작은 테이퍼 각도에 대한 접선은 한 쌍의 래커 금속 표면(lacquered metal surfaces)의 마찰 계수보다 작다.

이하, 첨부 도면의 간단한 설명을 기초로 하여, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 휠 캐리어(wheel carrier)를 구비한 실린더를 나타낸다.

도 2는 도 1의 실린더의 단면도를 나타낸다.

도 3은 도 1의 실린더의 입체도를 나타낸다.

도 4는 도 1의 실린더의 측면도를 나타낸다.

도 5는 횡축에 대하여 원추면의 대칭 구조를 갖는 실린더를 나타낸다.

도 6은 2개의 원추부가 축방향을 따라 연속하여 배치되는 실린더 및 휠 캐리어를 나타낸다.

도 7은 볼록형 내측 원추면을 갖는 구조의 상세도를 나타낸다.

도 8 및 도 9는 볼록형 내측 원추면을 구비한 도 6에 따른 실린더를 나타낸다.

도 1은 진동 댐퍼(1)의 일부로서, 부착 부품을 나타내는 휠 캐리어(wheel carrier)(4)가 실린더(3) 상에 제자리에 고정된 모습을 나타내고 있다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 실린더(3)는, 축방향으로 휠 캐리 어(4)의 내측 원추면(7)과 억지끼워 맞춤식으로 결합되는 체결 원추부(5)를 포함한다. 실린더(3) 및 체결 원추부(5)를 기초로 하여, 도 2 및 도 3은, 전체 원추형 조인트가 다양한 크기의 테이퍼 각도(α, β)를 갖는 2개 이상의 원주방향 영역(5a, 5b)을 포함하는 것을 나타내고 있다. 큰 원주방향 영역(5a)은 제2 원주방향 영역(5b)에 비해 작은 테이퍼 각도(α)로 형성된다. 체결 원추부 및 내측 원추부의 상이한 테이퍼 각도로 인해, 휠 캐리어와 실린더 사이에서 형상 결합 및 꼬임 방지 연결이 이루어진다.

도 5는, 체결 원추부(5)가 횡축(9)에 대해 대칭을 이루는 단면을 갖는, 즉 대향하는 원주방향 영역(5a, 5b)이 동일한 테이퍼 각도(α, β)를 갖도록 형성되어 있음을 나타낸다.

예비 시험을 통해, 3°내지 6°의 테이퍼 각도(α)가 큰 원주방향 영역(5a)에 바람직하고, 7°내지 10°의 테이퍼 각도(β)가 작은 원주방향 영역(5b)에 바람직하다는 것을 알 수 있었다. 작은 테이퍼 각도(α)를 갖는 큰 원주방향 영역(5a)은 실린더(3)와 휠 캐리어 사이에 부하 지지 연결(load-bearing connection)이 이루어지도록 되어있다. 큰 테이퍼 각도(β)는 축 위치결정과 꼬임 방지 기능을 보장한다. 테이퍼 각도(α, β)와 이들의 치수 공차의 적절한 조합에 의해, 2중 피트(double fit), 즉 원추형 조인트 전체의 치수 일치에 의해, 큰 원주방향 영역(5a) 상에 억지끼워 맞춤 결합이 형성되지 않는 것이 방지된다.

원추형 조인트가 견고하게 고정되도록 하기 위해, 작은 테이퍼 각도(α)는 한 쌍의 래커 금속 표면(lacquered metal surfaces)의 마찰 계수보다 작은 접선을 포함해야 한다.

또한, 도 1의 좌측 절반은, 연결될 2개의 요소 중 하나 이상의 요소, 본 경우에서는 휠 캐리어(4) 상에 오목한 외형이 형성되어 있음을 나타내고 있다. 따라서, 직경 및/또는 테이퍼 각도에 대하여 어떠한 치수 편차도 보상될 수 있고, 이에 따라 휠 캐리어(4)는 실린더(3) 상에서 가능한 긴 가이드 길이를 갖게 된다.

조립을 위해, 휠 캐리어(4)는 실린더(3)에 대하여 축방향으로 압입되어진다. 축방향 이탈 방지 장치(11)로, 실린더(3)는 제자리에 고정시킬 요소인 휠 캐리어(4)를 지나 연장될 수 있고, 실린더(3)의 돌출 에지(13)가 방사상 바깥방향으로 변형될 수 있다. 그 후, 에지(13) 또는 에지(13)의 일부는 휠 캐리어(4)의 단부면에 맞닿게 될 것이다.

또한, 도 1은 추가적인 특징으로서 마킹(marking)(17)을 나타내는데, 이 마킹은 제자리에 고정시킬 요소인 휠 캐리어(4)가 조립 공정 동안 나타내는 축방향 위치를 기록한다. 안쪽으로 매우 크게 변형되어 진동 댐퍼가 계획된 한계치를 초과하는 부하를 받을 때, 실린더(3)는 어떠한 환경 하에서도 휠 캐리어(4) 안으로 훨씬 더 압입되어질 수 있다. 이 축방향 변위는 마킹을 기초로 하여 결정될 수 있기 때문에, 차량을 검사하는 중에 진동 댐퍼가 과부하를 받았는지를 확인할 수 있다.

도 6은 상이한 테이퍼 각도(α, β)를 포함하고, 축방향으로 연속하여 배치되는 2개 이상의 원추부(5a 5b)를 구비한 실린더를 나타내고 있다. 또한, 휠 캐리어(4)는 상이한 테이퍼 각도(γ,δ)로 연속하여 배치된 내측 원추면(7a, 7b)을 가 지며, 작은 테이퍼 각도를 갖는 실린더 및 휠 캐리어(4) 상의 원추부(5a, 7a)는 억지끼워 맞춤식으로 테이퍼 연결되고, 큰 테이퍼 각도를 갖는 원추부(5b, 7b)는 좁은 범위의 공차 내에서 실린더(3)에 대한 휠 캐리어(4)의 축방향 위치를 유지한다.

축방향으로 중첩한 휠 캐리어 및 실린더에 대한 테이퍼 각도는 소정의 차이값을 갖도록 형성된다. 제1 내측 테이퍼 각도(γ)가 이와 대응하는 실린더의 제1 원추부(5a)의 제1 테이퍼 각도(α) 보다 크고, 제2 내측 테이퍼 각도(δ)가 실린더(3)의 원추부(5b)의 제2 테이퍼 각도(β)보다 작도록, 휠 캐리어의 내측 원추면(7a, 7b)의 각도(γ, δ)는, 휠 캐리어의 소정의 직경(D_RB) 및 실린더의 직경(D_RZ)에 대하여, 실린더의 원추부(5a, 5b)의 테이퍼 각도(α, β)와 차이가 있으며, 이로써 내측 원추면(7a, 7b)의 에지가 가장 멀리 떨어진 부분에서 실린더(3)의 원추부(5a, 5b)와 맞닿게 된다. 이에 따라, 휠 캐리어(4)와 실린더(3) 사이에 무간격 및 무소음 연결이 보장된다.

도 7은 도 6의 실시예에 대해 이루어질 수 있는 변형예를 나타낸다. 휠 캐리어(4)의 내측 원추면(7a, 7b)은 실린더(3)의 원추면(5a, 5b) 쪽으로 볼록하게 형성되고, 상이한 곡률 반경(R₁, R₂)를 갖는다. 내측 원추면(7a, 7b)의 부하 지지 접점(K_P)이 원으로 표시되어 있다. 2개의 볼록형 내측 원추면(7a, 7b) 사이의 전환부에서 접촉선(19)이 형성된다. 내측 원추면(7a, 7b)의 반경은, 접선(23)이 접촉선을 지나 내측 원추면(7b) 방향으로 실린더(3)의 중심축(21)에 평행하게 연장되도록 선택되어, 그 결과, 2개의 내측 원추면(7a, 7b)에 걸쳐 어떠한 곳에서도 언더 컷(undercut)이 형성되지 않는다.

도 8 및 도 9는 연속하여 배치되면서 상이한 각도(α, β)를 갖는 2개의 원추부(5a, 5b)를 포함하는 원추형 조인트를 나타내고 있다. 도 8에서, 각도는 α=5°및 β=7°의 공칭 치수 이하인 0.5°로 일정하게 표시된다. 볼록형 내측 원추면은 원추면(5a, 5b) 쪽으로 향해진다. 반경은, 내측 원추면(7)과 원추면(5a, 5b) 사이의 접점(K_P)이 정확히 원추형 조인트의 외부 경계 영역에 놓여지도록, 선택되었다.

도 9에서, 각도(α, β)는 0.5°씩 증가된 반면, 내측 원추면의 반경(R)은 동일하게 유지된다. 원추형 조인트 내부의 접점은, 위치가 기울어지지 않고, 어떠한 흔들림도 발생되지 않도록 하기에 충분한 축 간격을 두고 떨어져 있다. 보여질 수 있는 바와 같이, 실린더(3)의 높이와 휠 캐리어(4)의 높이 사이에 어떠한 축방향 편차도 사실상 존재하지 않는다.

Claims

체결 원추부를 구비하고, 내측 원추면을 갖는 요소를 제자리에 고정시키는 실린더에 있어서,

상기 실린더와 상기 요소 사이에서 형상 결합 및 꼬임 방지 연결이 이루어지고,

원추형 조인트는 원주방향으로 2개 이상의 영역(5a, 5b)을 포함하되, 그 중 일 영역은 작은 테이퍼 각도(α, δ)를, 다른 일 영역은 큰 테이퍼 각도(β, γ)를 갖는,

실린더.
제1항에 있어서,

연결될 2개의 요소(3, 4) 중 하나 이상의 요소는 오목형 원추면을 갖는 원추부(7a)를 포함하는, 실린더.
제1항에 있어서,

상기 체결 원추부(5a, 5b)의 단면이 횡축(9)에 대해 대칭을 이루는, 실린더.
제1항에 있어서,

상기 실린더(3)는 축방향으로 연속하여 배치된 2개 이상의 원추부(5a, 5b)를 포함하며, 상기 원추부는 제자리에 고정시킬 상기 요소(4)의 2개의 내측 원추면(7, 7a, 7b)과 대응하여 연결된, 실린더.
제4항에 있어서,

제1 내측 테이퍼 각도(γ)가 이와 대응하는 상기 실린더(3)의 상기 원추부(5a)의 테이퍼 각도(α)보다 크고, 제2 내측 테이퍼 각도(δ)가 이와 대응하는 상기 실린더(3)의 상기 원추부(5b)의 제2 테이퍼 각도(β)보다 작도록, 제자리에 고정시킬 상기 요소(4)의 상기 내측 원추면(7a, 7b)의 각도(γ, δ)는 상기 실린더(3)의 상기 원추부(5a, 5b)의 테이퍼 각도(α, β)와 차이를 가지며, 이로써 상기 내측 원추면(7a, 7b)의 에지가 가장 멀리 떨어진 부분에서 상기 실린더(3)의 상기 원추부(5a, 5b)와 맞닿게 되는, 실린더.
제4항에 있어서,

상기 내측 원추면(7, 7a, 7b)은 상기 원추부(5a, 5b) 쪽으로 볼록하게 형성된, 실린더.
제6항에 있어서,

상기 볼록형 내측 원추면(7b)에 대한 접선(23)이 중심축(21)에 평행하게 2개의 상기 볼록형 내측 원추면(7a, 7b) 사이의 전이부에 형성된 접촉선(19)을 지나는, 실린더.
제6항에 있어서,

상기 볼록형 내측 원추면(7)은 상기 두 원추면(5a, 5b)에 걸쳐 연장된, 실린더.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실린더(3)는, 조립 과정에서 부착 부품(4)이 상기 실린더에 대해 나타내는 위치를 기록하는, 마킹(marking)을 구비하는, 실린더.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 실린더(3)는 제자리에 고정시킬 상기 요소를 통해 축방향으로 연장되며, 상기 실린더(3)의 돌출 에지(13)가 반경방향으로 변형되어, 축방향 이탈 방지 장치(11)를 형성할 수 있는, 실린더.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 작은 테이퍼 각도(α)에 대한 접선은 한 쌍의 래커 금속 표면(lacquered metal surfaces)의 마찰 계수보다 작은, 실린더.