KR20180005687A - 조정 가능한 스프링 지지대 - Google Patents

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KR20180005687A
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안드레아스 패트
요젭 렌
톰 슈나이더
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은 환형 액추에이터에 의해 축 방향으로 조정될 수 있는 스프링 리테이너를 포함하는 조정 가능한 스프링 지지대에 관한 것이며, 액추에이터는 압력 매체 공급 시스템을 통해 압력 매체를 공급받고, 환형 액추에이터는 압력 매체 공급 시스템에 대한 압력 매체 포트를 포함하며, 환형 액추에이터의 하우징은 압력 매체 공급 시스템의 하우징과 직접 연결된다.

Description

조정 가능한 스프링 지지대
본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따르는 조정 가능한 스프링 지지대에 관한 것이다.
DE 32 23 195 A1호에는, 제1 스프링 리테이너(spring retainer)와 제2 스프링 리테이너의 이격 간격이 압력 매체 작동형 액추에이터에 의해 변경될 수 있는 조건에서, 원하는 하중 지지 용량(load bearing capacity)을 달성하기 위해, 두 스프링 리테이너 사이에 배치되는 지지 스프링을 중심으로 제1 스프링 리테이너 및 제2 스프링 리테이너를 목표에 맞게 예압하는 조정 가능한 스프링 지지대가 공지되어 있다.
압력 매체로서는 유압 매체가 이용된다. 펌프는 저장 용기(storage container)에서 압력 매체를 액추에이터의 실린더 쪽으로 이송시킨다. 실린더 내에는 두 스프링 리테이너 중 일측 스프링 리테이너와 연결되어 있는 피스톤이 활주하는 방식으로 장착된다.
도면에서 알 수 있는 것처럼, 펌프와, 저장부와, 액추에이터 사이에 배관 시스템(pipeline system)이 제공되어 있다. 이런 구성 부품들의 분배의 경우, 전체 시스템이 차량 내에서 분배될 수 있고 이와 동시에 펌프 또는 저장부와 같은 개별 구성 부품들이 서로 더 멀리 이격되어도 차량 내에 배치될 수 있다는 장점이 있다. 그에 따라, 배관 및 조립 비용뿐 아니라 누출 위험도 증가한다.
또한, 각각의 차량 휠에 대해, 스프링 지지대를 통해 원하는 차체 레벨(vehicle body level) 또는 지지 스프링의 스프링 예압(spring preloading)을 설정할 수 있도록 하기 위해, 하나 이상의 유동 밸브가 요구된다.
본 발명의 과제는, 압력 매체 시스템을 포함하여 간단하게 조립될 수 있는 조정 가능한 스프링 지지대를 구현하는 것이다.
상기 과제는, 환형 액추에이터가 압력 매체 공급 시스템에 대한 압력 매체 포트를 포함하고 환형 액추에이터의 하우징은 압력 매체 공급 시스템의 하우징과 직접 연결되는 것을 통해 해결된다.
하나의 구조유닛으로서 완전한 압력 매체 시스템을 배치하는 것을 통해, 호스들 및 노출된 커플링들은 생략할 수 있다. 또한, 전체 조립은 간소화된다. 예컨대 하나의 휠 서스펜션에서 복수의 스프링 지지대가 이용되면, 예컨대 각각 하나의 전력 공급 단자와 하나의 CAN 버스 접속부만으로도 원하는 기능을 달성하기에 충분하다.
압력 매체 공급 시스템의 하우징은 적어도 펌프, 펌프 구동부 및 저장 용기를 지지한다. 그에 따라, 누출 위험이 있는 호스 연결부들은 생략될 수 있다.
또 다른 바람직한 구현예에서, 액추에이터의 하우징은 진동 댐퍼의 외부 실린더 상에 고정된다. 또한, 액추에이터의 하우징을 통해, 압력 매체 공급 시스템의 하우징 역시도 외부 실린더 상에 고정된다.
바람직한 종속 청구항에 따라서, 압력 매체 공급 시스템의 하우징은 외부 실린더의 종축에 대해 반경 방향으로 오프셋 되어 배치된다. 반경 방향으로 오프셋 된다는 용어는 진동 댐퍼 및 압력 매체 공급 시스템의 주축들(main axis)이 축 평행하지만, 서로에 대해 비스듬하게도 연장된다는 점을 의미할 수 있다.
바람직하게, 필요한 펌프 이송율을 추가로 높이지 않기 위해, 저장 용기는 펌프의 상부에 배치된다.
또한, 환형 액추에이터 하우징 및 압력 매체 공급 시스템의 하우징은 일체형으로 형성될 수 있다. 두 하우징은 하나의 단조 부품, 주조 부품 또는 심지어는 압출 부품에서 통합될 수 있다.
특히 가늘고 긴 액추에이터는, 진동 댐퍼의 외부 실린더가 액추에이터의 압력 매체 챔버의 내부 벽부를 형성할 때 달성된다.
최대한 짧고 그에 따라 가벼운 지지 스프링을 이용할 수 있도록 하기 위해, 액추에이터는 진동 댐퍼의 외부 실린더의 반경 방향 단차부 상에서 지지된다. 단차부는 예컨대 스냅 링과 같은 적어도 하나의 별도의 부품에 의해 형성될 수 있지만, 외부 실린더의 견부에 의해서도 형성될 수 있다.
선택적으로, 조정 가능한 스프링 리테이너와 연결되는 액추에이터 피스톤은 회전 방지식으로 안내될 수 있다. 이런 옵션은, 조정 가능한 스프링 리테이너가 지지 스프링을 위해 경사진 지지면 또는 제2 스프링 리테이너에 대해 반경 방향으로 오프셋 된 지지면을 포함할 때 특히 유용하다.
스프링 리테이너의 최대 변위 경로는 기계식 정지부를 통해 제한될 수도 있다. 이런 구성은 조정 가능한 스프링 리테이너의 제어를 간소화시키는데, 그 이유는 최대 변위 경로가 매우 수월하게 감지될 수 있기 때문이다.
기계식 정지부의 구조적인 구현을 위해, 다양한 구조 형상들이 가능하며, 예컨대 외부 용기 상에 고정되는 스냅 링이 가능하다. 특히 간단한 해결책은, 진동 댐퍼의 외부 실린더가, 기계식 정지부를 형성하는 캡(cap)을 지지하는 것에 있다. 상기 유형의 캡은, 예컨대 진동 댐퍼의 압력 정지 버퍼(pressure stop buffer)를 지지할 수 있다.
본 발명은 하기의 도면 설명에 따라서 더 상세하게 설명된다.
도 1 및 도 2는 진동 댐퍼 상의 스프링 지지대를 각각 도시한 정면도 및 단면도이다.
도 3 및 도 4는 회전 방지된 스프링 리테이너를 포함하는 스프링 지지대를 각각 도시한 도면이다.
도 5는 개별 부품으로서 펌프 하우징을 도시한 도면이다.
도 6은 개별 부품으로서 전체 하우징을 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 9는 나사 체결형 전체 하우징을 각각 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에는, 환형 액추에이터(3)를 포함한 스프링 지지대(1)가 개요도로 도시되어 있으며, 환형 액추에이터의 하우징(5)은 임의의 구조 형상의 진동 댐퍼의 외부 실린더(7) 상에 고정되어 있다. 액추에이터(3)는 스프링 리테이너(9)를 축 방향으로 조정하는 역할을 한다. 이 경우, 액추에이터(3)는 압력 매체 공급 시스템(11)을 통해 압력 매체를 공급받는다.
압력 매체 공급 시스템(11)은 적어도 하나의 펌프(13)와, 하나의 펌프 구동부(15)와, 하나의 저장 용기(17)를 포함한다. 액추에이터(3)의 하우징(5)은 압력 매체 공급 시스템(11)을 위한 하우징(19)과 직접 연결된다. 두 하우징(5; 19) 간의 직접적인 연결은, 기계적으로 고정된 연결부가 존재하는 방식으로 이해되어야 한다. 필요에 따라 실링 수단들 또는 어댑터 부품들이 존재할 수 있지만, 이격 간격을 연결하는 호스 연결부들은 존재하지 않는다.
압력 매체 공급 시스템(11)의 하우징(19)은 적어도 펌프(13), 펌프 구동부(15) 및 저장 용기(17)를 지지한다. 하우징(19)은 구성 부품들(13; 15; 17)을 완전하게 감싸지 않아도 되고, 지지 기능을 충족하기 위해 적어도 포트면들을 제공하기만 하면 된다.
도 1 및 도 2에서 계속하여 확인되는 것처럼, 압력 매체 공급 시스템(11)의 하우징(19)은 진동 댐퍼의 종축(21)에 대해 반경 방향으로 오프셋 되어 배치된다. 본 변형예에서, 압력 매체 공급 시스템(11)의 주축(23)은 모든 평면에서 외부 실린더(7)의 종축에 대해 평행하게 연장된다.
도 2에 따르는 단면도에서 추가로 확인할 수 있는 점에 따르면, 저장 용기(17)는 펌프(13)의 상부에 배치된다. 저장 용기(17)의 바로 하부에서 펌프(13)는 펌프 하우징(25) 내에 배치되며, 이 펌프 하우징은 다시금 하우징(19)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸인다. 펌프(13)의 하부에는 바로 펌프 구동부(15)가 인접한다.
상기 변형 실시예에서, 이하에서 전체 하우징으로도 지칭되는 액추에이터의 환형 하우징(5) 및 압력 매체 공급 시스템(11)의 하우징(19)은 일체형으로 형성된다. 일체형이란 용어는, 두 하우징(5; 19)이 최종 제조 상태에서 더 이상 비파괴 방식으로는 서로 분리될 수 없음을 의미한다.
전체 하우징(5; 19)은 외부 실린더(7)의 반경 방향 단차부(27) 상에서 지지된다. 여기서 반경 방향 단차부(27)는 외부 실린더(7)의 지름 확대부에 의해 형성된다.
조정 가능한 스프링 리테이너(9)는, 액추에이터(3)의 압력 매체 챔버(31) 내에서 축 방향으로 활주 변위 가능하게, 그리고 밀봉되어 장착되는 피스톤(29)과 연결된다. 이 경우, 진동 댐퍼의 외부 실린더(7)는 압력 매체 챔버(31)의 내부 벽부(33)를 형성한다.
압력 매체 챔버(31)는, 펌프(13)에 대한 전체 하우징(5; 19) 내의 압력 매체 포트(35)를 포함한다. 펌프 하우징(25)의 외주면(37)(도 5 참조) 상에서는, 압력 매체 채널(39)이 펌프 챔버(41)와 연결 채널(35) 사이에 형성된다. 펌프 하우징(25)은, 외주면의 영역에서, 하우징(19)의 내부 벽부(43)와 함께 주변 환경에 대해 압력 매체 채널(39)을 밀봉하도록, 정확한 치수로 제조된다.
스프링 리테이너의 축 방향 변위를 위해, 압력 매체는 펌프 구동부(15) 및 펌프(13)를 통해 저장 용기(17)로부터 압력 매체 채널(39) 및 압력 매체 포트(35)를 통과하여 미도시한 스프링의 힘에 대항하여 압력 매체 챔버(31) 내로 이송된다. 스프링 리테이너(9)의 변위 경로는 기계식 정지부(45)에 의해 제한된다. 이를 위해, 상기 변형예는, 외부 실린더(7)의 단부면(49) 상에 밀착되거나, 그 대안으로 형태 결합 연결부(51)를 통해 고정되는 캡(47)을 포함한다. 이런 경우에, 형태 결합 연결부(51)는 캡의 슬리브 섹션(55)과, 실린더(7) 상에서 원주방향으로 연장되는 방식으로 형성될 수 있는 적어도 하나의 그루브(57) 사이에서 잠금 비드부(53)(lock beading)를 통해 파지된다.
도 1 및 도 2에 따른 실시예에서, 스프링 리테이너(9)는 진동 댐퍼 또는 외부 실린더(7)의 종축(21)에 대해 직각으로, 그리고 동심으로 배치된다. 이와 달리, 도 3에 따르는 스프링 지지대(1)는 종축(21)과 관련한 경사 위치를 갖는 조정 가능한 스프링 리테이너를 포함한다. 스프링 리테이너(9)가 비스듬하게 배치되는 경우에는, 적합한 조치를 통해, 원주방향으로 정의된 경사 위치를 보장해야 한다.
이를 위해, 본 변형예에서 압력 매체 챔버(31)의 내부 벽부(33)이기도 한 액추에이터의 하우징(5)은 도 6에 도시된 바와 같이, 형태 결합 세그먼트(59)를 포함하며, 이 형태 결합 세그먼트는, 스프링 리테이너(9) 상에서 피스톤(29)의 대향 형태 결합 세그먼트(61)와 함께, 피스톤(29) 및 그에 따른 스프링 리테이너(9)가 회전 방지식으로 안내되게 한다.
도 1 및 도 2에 따르는 변형예에 대한 또 다른 차이점은, 스프링 리테이너(9)의 변위 경로를 제한하기 위한 기계식 정지부(45)가, 원주방향 그루브(63) 내에 고정되는 스냅 링에 의해 형성된다는 점에 있다. 이런 변형예는, 특히 스프링 리테이너(9)의 최대 변위 위치가 외부 실린더(7)의 단부면(49)까지 큰 이격 간격을 나타낼 때 제공된다.
도 4는, 전체 하우징(5; 19)의 지지를 위한 반경 방향 단차부(27)가 마찬가지로 그루브(67) 내의 스냅 링(65)에 의해 형성된다는 점에서 도 3과 구분된다.
도 7 내지 도 9에는, 액추에이터의 하우징(5) 및 압력 매체 시스템(11)용 하우징(19)이 별도로 제조될 수 있는 부품들로서, 이들 부품이 나사 체결되어 전체 하우징을 형성하는 일 실시형태가 도시되어 있다. 이를 위해, 하우징(5)은 압력 매체 공급 시스템(11)의 하우징(19)의 고정면들(71)을 위한 포트면들(69)을 포함한다.
도 7 및 도 9에는, 도 1 내지 도 4에 따르는 하우징들(5; 19)의 정렬구조가 도시되어 있다. 상기 두 구성 간의 차이점은, 도 9에서는 나사 체결로부터 독립적인 형태 결합식 감압 연결부(73)가 존재한다는 점에 있다. 예로서, 두 하우징(5; 19)이 나사 결합을 더 용이하게 체결할 수 있도록 하기 위해 비록 서로 상대적으로 축 방향으로 정렬될 수 있게 하지만, 하우징들(5; 19) 간의 반경 방향 인출력은 감압 연결부(73)에 의해 흡수되게 하는 도브테일 가이드(dovetail guide)가 도시되어 있다. 감압의 출발점은 액추에이터(5)의 압력 매체 챔버(31) 내의 압력이다.
도 8에는, 두 하우징(5; 19)이 서로에 대해 비스듬하게 정렬될 수 있는 것이 명확하게 도시되어 있다. 이를 위해, 포트면들(69) 및 고정면들(71)은 그에 상응하게 각각의 하우징들(5; 19) 상에 배치된다. 이 경우, 도 8에 도시된 것처럼, 도 7에 따르는 하우징(19)을 이용하고 단지 액추에이터 하우징(5) 상의 포트면들(69)만을 그에 상응하게 정렬할 수 있다.
1: 스프링 지지대
3: 액추에이터
5: 하우징
7: 외부 실린더
9: 스프링 리테이너
11: 압력 매체 공급 시스템
13: 펌프
15: 펌프 구동부
17: 저장 용기
19: 하우징
21: 종축
23: 주축
25: 펌프 하우징
27: 단차부
29: 피스톤
31: 압력 매체 챔버
33: 내부 벽부
35: 압력 매체 포트
37: 외주면
39: 압력 매체 채널
41: 펌프 챔버
43: 내부 벽부
45: 정지부
47: 캡
49: 단부면
51: 형태 결합 연결부
53: 잠금 비드부
55: 슬리브 섹션
57: 그루브
59: 형태 결합 세그먼트
61: 대향 형태 결합 세그먼트
63: 그루브
65: 스냅 링
67: 그루브
69: 포트면
71: 고정면
73: 감압 연결부

Claims (11)

  1. 환형 액추에이터(3)에 의해 축 방향으로 조정될 수 있는 스프링 리테이너(9)를 포함하는 조정 가능한 스프링 지지대(1)로서, 상기 액추에이터(3)가 압력 매체 공급 시스템(11)을 통해 압력 매체를 공급받는, 조정 가능한 스프링 지지대에 있어서,
    환형 액추에이터(3)는 압력 매체 공급 시스템(11)에 대한 압력 매체 포트를 포함하며, 환형 액추에이터의 하우징(5)은 압력 매체 공급 시스템(11)의 하우징(19)과 직접 연결된 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  2. 제1항에 있어서, 압력 매체 공급 시스템(11)의 하우징(19)은 적어도 펌프(13), 펌프 구동부(15) 및 저장 용기(17)를 지지하는 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  3. 제1항에 있어서, 액추에이터(3)의 하우징(5)은 진동 댐퍼의 외부 실린더(7) 상에 고정된 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  4. 제1항에 있어서, 압력 매체 공급 시스템(11)의 하우징(19)은 외부 실린더(7)의 종축(21)에 대해 반경 방향으로 오프셋 되어 배치된 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  5. 제2항에 있어서, 저장 용기(17)는 펌프(13)의 상부에 배치된 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  6. 제1항에 있어서, 환형 액추에이터 하우징(5) 및 압력 매체 공급 시스템(11)의 하우징(19)은 일체형으로 형성된 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  7. 제3항에 있어서, 진동 댐퍼의 외부 실린더(7)는 액추에이터(3)의 압력 매체 챔버(31)의 내부 벽부(33)를 형성하는 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  8. 제3항에 있어서, 액추에이터는 진동 댐퍼의 외부 실린더(7)의 반경 방향 단차부(27) 상에서 지지되는 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  9. 제1항에 있어서, 조정 가능한 스프링 리테이너(9)와 연결된 액추에이터 피스톤(29)은 회전 방지식으로 안내되는 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  10. 제1항에 있어서, 스프링 리테이너(9)의 최대 변위 경로는 기계식 정지부(45)를 통해 제한되는 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
  11. 제10항에 있어서, 진동 댐퍼의 외부 실린더(7)는 기계식 정지부(45)를 형성하는 캡(47)을 지지하는 것을 특징으로 하는, 조정 가능한 스프링 지지대.
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