KR950007167B1 - 공기스프링 단부재 및 공기스프링 조립체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기스프링 단부재 및 공기스프링 조립체

제1도는 종래 기술에 따른 관상 로울링 로우브(Rolling lobe)형 공기스프링의 우측 절반을 도시한 것으로 그 종축에 대하여 실질적으로 대칭인 공기스프링의 단면 사시도.

제2도는 종래 기술에 따른 다른 관상 로울링 로우브형 공기스프링의 우측 절반을 도시한 단면 사시도.

제3도는 본 발명에 따른 관상 로울링 로우브형 공기스프링의 우측 절반을 도시한 것으로, 그 종축에 대하여 실질적으로 대칭인 공기스프링의 단면 사시도.

제4도는 본 발명에 의하여 구체화된 흠영역을 도시한 제3도의 일부분의 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 공기스프링 단부재 12 : 축

14 : 홈영역 16 : 슬리이브

18 : 내부직경면 0,22 : 제1 및 제2쌍의 벽면

24 : 환상흠 34 : 수직벽

36 : 경사벽 38 : 만곡벽

[발명의 분야]

본 발명은 공기스프링 조립체에 관한 것으로, 특히 두 단부재, 가요성 관상 슬리이브와 한쌍의 체결링의 결합에 관한 것이고, 특히 외주면상의 슬리이브를 체결링에 의하여 부착하기 위한 홈영역을 갖는 단부재에 관한 것이다.

[발명의 배경]

다수의 수단은 로울링 로우브 공기스프링의 작동에 있어서 고장을 일으킬 수 있다. 부품자체의 결함의 명백한 가능성을 차지하고라도 조립체의 고정의 주 원인은 조립의 결여에 기인한다. 일반적으로 조립체는 체결링의 형태에 의하여 단부재에 대한 가요성 관상 공기슬리이브의 부착을 수반한다. 일반적으로 하나의 단부재는 하나의 단부 플러그일 것이며 다른 단부재는 피스톤의 형태이나 두개의 단부 플러그 또는 두개의 피스톤이 공기스프링 조립체로 사용될 것이다.

접속의 적합성을 결정하기 위해 균형을 맞추어야만 하는 요소는 단부재 및 체결링의 슬리이브의 압축정도와 슬리이브와 접촉되는 단부재상의 표면영역의 양과 체결링이 슬리이브에 대해 체결되는 스웨이지(swage) 될 수 있는 용이성과 소정의 부품이 서로 정렬되어 체결 단계전에 미리 조립단계로 유지될 수 있는 용이성이다.

공기스프링 조립체의 작동수명 동안 양호한 공기밀봉을 제공하기 위하여 단부재에 대항하는 슬리이브의 충분한 압축량을 제공하는 것이 필요하다. 그러나 압축의 크기는 공기스프링 부재가 팽창되고 그 정상작동을 통하여 굽어질때 체결링 또는 단부재의 표면영역에 의하여 공기슬리이브의 절단을 일으킬 정도로 너무 크지는 않아야 한다. 상당한 량의 힘이 정상작동시에 접속부에 작용하고 그 힘은 공기슬리이브를 체결링과 단부재 사이로부터 뽑아내려고 하는 경향이 있다. 정상작동을 통하여 또는 다른 원인을 통하여 클램프영역의 중심위치로부터 슬리이브를 단부재에 더이상 밀봉할 수 없을 정도까지 이동하게 될때 다른 문제점이 발생한다.

본 발명의 목적은 단부재 및 체결링 사이의 공기슬리이브를 빼내는데 필요한 발출력(pullout force)을 최대화하는 홈영역을 갖는 공기스프링 단부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그 결합에 사용된 체결링의 축이동을 방지하는 홈영역을 갖는 공기스프링 단부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 그 결합에 사용된 가요성 관상 슬리이브의 파단의 가능성를 최소화하는 홈영역을 갖는 공기스프링 단부재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기스프링 조립체의 예비조립에 조력할 뿐만 아니라 그 결합에 사용된 체결링의 자체 중심을 제공하도록 설계된 홈영역을 갖는 공기스프링 단부재를 제공하는 것이다.

[발명의 개요]

본 발명에 따르면 원통형이며 종축과 단부재의 외주변상에 가요성 관상 슬리이브를 상기 단부재에 부착하기 위한 홈영역을 갖는 공기스프링 단부재에 있어서, 상기 홈영역은 상기 축에 평행하며 소정 높이(predetermined force)의 내부직경면을 구비하며 상기 내부직경면의 두 단부로부터 연장되어 방사상 외향분기(radially, outwardly, diverging)되는 제1쌍의 벽면과 상기 제1쌍의 벽면부터 연장되어 방사상 외향으로 더욱 분기되는 제2쌍의 벽면을 갖는다.

또한 (a) 두 단부를 갖는 가요성 관상 슬리이브와 (b) 한쌍의 체결링과 (c) 한쌍의 단부재를 포함하는 공기스프링 조립체에 있어서, 상기 각 단부재는 원통형이며 종축과 그 외주변상에 홈영역을 가지며 슬리이브의 각 단부는 하나의 링에 의하여 하나의 단부재에 부착되며, 상기 홈영역은 상기 축에 평행하며 소정 높이의 내부직경면을 구비하며 상기 내부직경면의 두 단부로부터 연장되어, 방사상 외향으로 분기한는 제1쌍의 벽면과 상기 제1쌍의 외벽면으로부터 연장되어 방사상 외향으로 더욱 분기하는 제2쌍의 벽면을 갖는다.

제1도는 종래의 공기스프링 조립체를 나타낸 것으로, 단부재(11)는 그 모서리를 슬리이브(16)안으로 끼워 넣음으로서 작동되는 한 세트의 톱니(32)를 특징으로 하는 체결영역을 갖는다. 또한 일반적으로 종래의 체결영역은 적어도 하나의 수직벽(34)과 경사벽(36) 또는 만곡벽(38)을 갖는다. 그와같은 배치는 톱니의 모서리와 슬리이브(16) 표면간의 접촉지점에서 국부적 압축영역을 제공하려는 경향으로 인해 슬리이브의 천공 또는 파단을 일으킬 수 있어서 조립체의 고장을 초래한다. 게다가 이 설계는 체결링(26)의 자체 중심(self-centering)을 위한 수단을 제공하지 못하며, 그 체결링(26)이 단부재(11)에 대해 축이동을 방지하지 못한다. 또한 클램프영역의 높이에 대한 체결링(26)의 높이는 슬리이브(16)에 대한 압축이 방사상 방향으로만 제공되도록 되어 있다.

제2도는 한 세트의 환상홈(24)과 경사벽(36)부분 또는 만곡벽(38)부분을 따라서 적어도 하나의 수직벽(34)부분을 특징으로 하는 클램프영역을 갖는 종래 기술의 로울링 로우브 공기스프링 조립체의 다른 형태를 도시하였다. 그와같은 설계는 슬리이브(16) 및 단부재(11)의 접촉영역을 최대화할 수 있으나 체결링(26)이 단지 방사상 방향으로만 압축을 제공하는 단점을 가지며, 자체 중심을 맞추지 않을 뿐만 아니라 단부재(11)에 관하여 미끄러지거나 이동하는 경향이 있다.

제3도는 본 발명에 따른 공기스프링 조립체(28)를 도시하였다. 공기스프링 조립체는 두 단부를 가지는 가용성 관상 슬리이브(16), 한쌍의 체결링(26)과 한쌍의 단부재(11)를 구비한다. 각각의 단부재(11)는 종축(12)과 그 외주변상에 홈영역(14)을 갖는 원통형이다. 각각의 슬리이브(16) 단부는 하나의 체결링(26)에 의하여 하나의 단부재(11)에 부착되어 밀봉된 챔버(30)를 형성한다.

홈영역(14)은 제4도를 참조로 하여 더 상세히 기술될 것이며, 도면부호 10은 공기스프링 단부재 조립체를 가리킨다. 단부재(11)의 홈영역(14)은 종축(12)에 평행한 소정 높이(hT)의 내부직경면(18)을 포함한다. 내부직경면(18)의 각 단부(A)로부터 연장되는 것은 축으로부터 측정된 예각(α)을 형성하는 방사상 외향으로 분기하는 제1쌍의 벽면(20)이다. 지점(B)에서 제1쌍의 벽면(20)으로부터 연장되는 것은 제1쌍의 벽면(20)의 예각(α)보다 적은 종축으로부터 각(β)으로 놓여 있는 방사상 외향으로 더 분기하는 제2쌍의 벽면(22)이다. 도시한 바와같이 홈영역(14)은 종축(12)에 수직하고, 내부직경면(18)을 2등분한 선(17)에 대하여 대칭이다.

임의적으로 그러나 적합하게 내부직경면(18)으로부터 방사상 내향 연장되는 적어도 하나의 홈(24)이 제공된다. 홈(24)은 슬리이브의 인장값을 증가시키기 위해 추가적인 마찰영역을 제공할 뿐만 아니라 특히 저범위의 작동온도에서 내부 유체의 누출을 방지하는데 조력하는 이중작용을 제공한다.

내부직경면(18)의 높이(hT)에 대략 동등한 높이(hR)를 갖는 슬리이브(16)의 체결링(26)이 협력하여 단지 기술된 바와같이 홈영역(14)을 갖는 단부재(11)의 사용은 체결링(26)이 제2쌍의 분기벽면(22)과 제1쌍의 분기벽면(20)에 의하여 홈영역내에 자체 중심될 뿐만 아니라 지점(C) 사이에 마찰접촉 영역을 최대화하는 조립체를 제공한다. 또한 그와같은 조립체는 세개의 평면을 따라서 최대 압축의 사용을 위해 즉 내부직경면(18)과 체결링(26)의 내부직경간의 방사상 압축과 방사상 외향 분기하는 제1쌍의 벽면(20) 사이에 작용하며 링(26)의 모서리 반경(21)에 수직인 부분적 축방향이며 부분적 방사상 압축력을 제공한다.

제2쌍의 벽면(22)의 각(β)에 대한 지점(B)에서 제1쌍의 벽 표면(20)의 각(α)사이의 원활한 전환은 슬리이브(16)안으로의 파단의 가능성을 방지하기 위해 제공될 뿐만 아니라 모서리 직경(D_L)의 최소화를 허용하기 위한 것이다. 모서리 직경(D_L)의 최소화는 크림핑(crimping) 작동전에 그림프되지 않은 체결링(26)에 의하여 슬리이브(16)의 압축을 덜 요구함으로써 조립을 크게 촉진할 수 있다. 제1쌍의 분기벽면에 대한 예각(α)은 약 40°내지 약 50°가 적합할 것이다. 아울러 제2쌍의 벽면을 위한 예각(β)은 약 20°내지 약 30°가 적합할 것이다.

본 발명의 단부재는 이용될 환경이나 조건에 따라서 아연, 알루미늄 또는 스테인레스강 같은 금속과 나이론, PVC 또는 ABS 같은 적합한 열가소성 수지 등의 적합한 재료로 제조된다. 단부재는 기계가공, 주조 또는 성형법의 어떤 공지된 방법에 의하여 생산될 것이다.

본 발명에 사용된 가요성 관상 슬리이브는 일반적으로 열경화성 또는 열가소성 또는 열가소성 탄성중합체로 공지된 다수의 중합재료의 하나에 의하여 제조된다. 일반적으로 로울링 로우브형 공기스프링에 사용된 슬리이브 중합기지내에 삽입된 다수의 강화층을 구비한다.

본 발명에 사용된 체결링은 구리, 스테인레스강 또는 알루미늄 같은 다수 금속중의 하나에 의하여 제조된다.

본 발명의 공기스프링의 제조는 예비조립단계와 크림핑단계를 포함한다. 예비조립단계에 있어서, 링이 슬리이브상의 위치에서 유지되고 단부재가 그 위치로 밀쳐지거나 단부재가 슬리이브내의 위치에서 유지되고 링이 그 위치로 당겨지게 된다. 단부재 및 링사이의 슬리이브를 크림핑하기 위한 다른 단계는 예정된 압력량을 링상에 가하거나 미리 설정된 크기로 크림핑함으로써 수행된다. 너무 적은 압축이 단부재에서 슬리이브의 인장 또는 단부재와 슬리이브 사이의 좋지 못한 공기밀봉에 기인하고 너무 많은 압축이 슬리이브 파단에 기인할때 사용주기가 짧아질 수 있으므로 적합한 압축량을 제공하도록 주의해야 한다. 각 α 및 β의 쌍은 자체 중심 만곡부(ramp)를 제공하며 상기 설계로 인해 설정 및 결정 크림프 지점이 제공되어 높은 슬리이브 벽 게이지 또는 좋지 못한 링 변위로 인한 좋지 못한 크림프의 가능성을 감축할 수 있다. 또한 이 각의 배열은 링에 의한 슬리이브 압축을 최소화하면서 높은 인장값을 성취할 수 있다.

본 발명의 목적을 위하여 실시예가 도시 및 설명되었으나, 본 발명의 정신 또는 범주의 이탈없이 다수의 변화 및 개조가 취해질 수 있다는 것을 당분야의 통상의 지식을 가진자는 명백하게 인식할 것이다.

Claims (13)

1. 원통형이며 종축과 단부재의 외주변상에 가요성 관상 슬리이브를 상기 단부재에 부착하기 위한 홈영역을 갖는 공기스프링 단부재에 있어서, 상기 홈영역은, 상기 축에 평행하며 소정 높이의 내부직경면을 구비하며 상기 내부직경면의 두 단부로부터 연장되어 방사상 외향 분기되는 제1쌍의 벽면과 상기 제1쌍의 벽면으로부터 연장되어 방사상 외향으로 더욱 분기되는 제2쌍의 벽면을 갖는 것을 특징으로 하는 공기스프링 단부재.
2. 제1항에 있어서, 상기 홈영역은 상기 축에 수직이고 내부직경면을 2등분하는 선에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는 공기스프링 단부재.
3. 제2항에 있어서, 상기 홈영역은 상기 내부직경면으로부터 방사상 내향으로 연장되는 적어도 하나의 홈을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 공기스프링 단부재.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1쌍의 벽면은 상기 축으로부터 측정된 예각으로 분기하고, 상기 제2쌍의 벽면은 상기 축으로부터 측정될때 상기 예각보다 적은 각으로 분기하는 것을 특징으로 하는 공기스프링 단부재.
5. 제4항에 있어서, 상기 예각은 약 40°내지 약 50°인 것을 특징으로 하는 공기스프링 단부재.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2쌍의 벽면각은 축으로부터 약 20°내지 약 30°인 것을 특징으로 하는 공기스프링 부재.
7. (a) 두 단부를 갖는 가요성 관상 슬리이브와 (b) 한쌍의 체결링과 (c) 한쌍의 단부재를 포함하는 공기스프링 조립체에 있어서, 상기 각 단부재는 원통형이며, 종축과 그 외주변상에 홈영역을 가지며, 슬리이브의 각 단부는 하나의 링에 의하여 하나의 단부재에 부착되며, 상기 홈영역은 상기 축에 평행하게 소정 높이의 내부직경면을 구비하며 상기 내부직경면의 두 단부로부터 연장되어 방사상 외향으로 분기하는 제1쌍의 벽면과 상기 제1쌍의 벽면으로부터 연장되어 방사상 외향으로 더욱 분기하는 제2쌍의 벽면을 갖는 것을 특징으로 하는 공기스프링 조립체.
8. 제7항에 있어서, 상기 체결링은 상기 내부직경면의 높이에 대략 동일한 높이를 갖자는 것을 특징으로 하는 공기스프링 조립체.
9. 제7항에 있어서, 상기 홈영역은 상기 축에 수직이고, 상기 내부직경면을 2등분하는 선에 대하여 대칭인 것을 특징으로 하는 공기스프링 조립체.
10. 제9항에 있어서, 상기 홈영역은 상기 내부직경면으로부터 방사상 내향으로 연장되는 적어도 하나의 홈을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 공기스프링 조립체.
11. 제7항에 있어서, 상기 제1쌍의 벽면은 상기 축으로부터 예각으로 분기하고, 상기 제2쌍의 벽면은 상기 축으로부터 측정될때 상기 예각보다 적은 각으로 분기하는 것을 특징으로 하는 공기스프링 조립체.
12. 제11항에 있어서, 상기 예각은 약 40°내지 약 50°인 것을 특징으로 하는 공기스프링 조립체.
13. 제12항에 있어서, 상기 제2쌍의 벽면의 작은 축으로부터 약 20°내지 약 30°인 것을 특징으로 하는 공기스프링 조립체.

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