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전동 도어 시스템용 RENCOL® 톨러런스 링(Tolerance Ring)
자동차의 리프트게이트 또는 클로저 패널은 밴, 미니밴 또는 SUV 자동차의 후방 화물 영역을 여닫는 역할을 합니다. 일반적으로 이러한 클로저 패널은 차체 내 차량 후면에 있는 프레임에 장착됩니다.
도어 및 클로저에 대한 기술 혁신은 전동 리프트게이트와 측면 도어 개폐 메커니즘의 도입으로 주로 자동화에 집중되었습니다. 전동 리프트게이트에 사용되는 가장 일반적인 시스템은 스핀들 드라이브입니다. 그 이유는 대체품인 패시브 가스 스트럿과 달리 동일한 연결 피벗을 사용하여 프레임에 장착하도록 쉽게 설계할 수 있기 때문입니다. 전동 리프트게이트와 측면 도어는 과부하 또는 안전 메커니즘을 시스템에 통합해야 한다는 공통 요구 사항을 가집니다.
전동 리프트게이트는 이미 꽤 일반적입니다. 전동식 사이드 도어는 점점 대중화되고 있으며 현재 고급 차량에 적용되고 있습니다.
전동 도어 시스템 작동 원리
전동 시스템은 액추에이터에 연결된 무선 신호에 의해 작동됩니다. 액추에이터 내에서 작은 전기 모터는 랙과 피니언 기어와 같은 일련의 기어를 작동 시킵니다. 이것은 액추에이터 로드에 연결되어 활성화되면 도어의 잠금을 해제하고 모터가 측면 도어 또는 테일게이트를 엽니다.
이러한 전동 시스템에는 문과 차체 사이에 어떤 것이 끼이는 경우나 작동 방향과 반대로 문이 움직이는 경우에 보호해야 하는 여러 개의 작은 기어가 있습니다. 그러한 상황에서 구성 부품간의 미끄러짐(slip)이 발생하여 구성 요소와 끼인 물체가 손상되지 않도록 보호하는 과부하 보호가 필요합니다.
RENCOL® 톨러런스 링을 시스템을 과부하로부터 보호하기 위해 웜 기어 허브와 스핀들 드라이브 사이에 적용할 수 있습니다. 예를 들어, output 부분이 장애물에 부딪히거나 충격 하중을 받는 경우 RENCOL® 톨러런스 링은 웜 기어와 스핀들 드라이브 사이에 일시적인 미끄러짐(slip)을 발생하여 시스템이 손상되지 않도록 보호합니다. 또한 미끄러짐(slip) 후에 RENCOL® 톨러런스 링은 자동으로 재체결 되며 별도 재설정없이 문이 정상적으로 작동하게 합니다.
과부하 보호 기능 작동 원리
수동 또는 전동 스핀들을 통해 작동하는 테일게이트와 차량 측면 도어는 사람의 실수나 외부 충격 또는 시스템 과부하의 영향을 받을 수 있습니다. 슬립 클러치 또는 과부하 클러치는 토크 임계값을 초과할 때 구성 요소 사이에서 미끄러져 부품의 손상을 방지합니다.
RENCOL® 톨러런스 링은 시스템이 필요로 하는 원하는 수준에서 토크 보호를 제공하는 맞춤형으로 설계된 공간 절약형 기계식 슬립 클러치입니다. RENCOL® 톨러런스 링 슬립 클러치에 대해 더 자세한 내용은 RENCOL® 톨러런스 링 슬립 클러치에서 확인하실 수 있습니다.
전동 도어 시스템의 클러치로 RENCOL® 톨러런스 링을 사용하는 이유
전동 스핀들 드라이브 시스템에서 톨러런스 링을 사용하면 다음과 같은 여러 이점이 있습니다.
- 외부 충격, 예상치 못한 장애물 또는 최종 사용자 오류로 인한 손상으로부터 모터 및 기어를 보호합니다.
- 웜기어 허브와 스핀들 드라이브 사이에 구현 가능하여 공간을 절약할 수 있습니다. 톨러런스 링은 일반적인 마찰 클러치에 비해 전체 설계 공간을 줄이는 결합 구성 요소와 in-line으로 설치할 수 있습니다.
- 동일한 결합 부품을 사용하여 테일게이트 또는 측면 도어의 무게에 적합한 토크 수준에서 슬립(보호)이 발생하도록 톨러런스 링을 설계할 수 있습니다. 이러한 유형의 시스템에 필요한 일반적인 슬립 토크는1.0Nm ~ 6.0Nm입니다.
- in-line 클러치로 사용할 때 시스템의 구성 요소 수를 줄여 시스템의 무게와 패키징 공간을 줄입니다.
- 톨러런스 링은 시스템 수명 동안 안정적인 토크 값을 제공합니다.
- 톨러런스 링은 개별 사이클 동안 일정한 토크 수준을 유지함으로써 사용자에게 일관되고 부드러운 느낌을 제공할 수 있습니다.
- RENCOL® 톨러런스 링은 구성 요소와 압입을 통해 조립되어 시스템에 쉽게 조립할 수 있습니다.
- RENCOL® 톨러런스 링은 최적의 토크 수준으로 맞춤 설계됩니다. 이를 통해 직경과 길이를 일정하게 유지하면서 원하는 토크 범위에서 사용할 수 있습니다.
- 시스템 관성을 줄이고 응답성을 높입니다.
- RENCOL® 톨러런스 링은 슬립이 발생한 후에 자동으로 재설정되므로 별도의 재설정이 필요 없으며 시간과 비용이 절약됩니다.
톨러런스 링은 독립 실행형 구성 요소가 아니라 더 큰 시스템의 일부입니다. RENCOL® 톨러런스 링은 개별 제품에 맞게 엔지니어가 설계합니다. 톨러런스 링은 단순한 형상이지만 복잡한 엔지니어링 구성 요소입니다. 톨러런스 링이 어떻게 작동하는지 이해하려면 톨러런스 링의 작동 원리 페이지를 방문하십시오.
설계 능력
슬립 클러치는 고유한 목적을 위해 특별히 설계되었으며 전 세계에 위치한 시험 시설을 이용하여 사내에서 시험되었습니다. 당사는 실제 사용되는 상대품과 정확한 테스트 조건을 사용하여 고객의 시스템과 100% 호환되는지 확인합니다.
일부 제품에서는 다수의 슬립 사이클에 걸쳐 일관된 토크가 필요합니다. RENCOL® 톨러런스 링은 다수의 슬립 사이클에서 토크 저하를 줄이도록 설계되어 시스템 수명 동안 일관된 성능을 제공합니다.
그림 1: 일반적인 톨러런스 링에 대한 이론적인 토크 범위입니다. 해당 범위를 벗어나는 제품의 경우, 당사에 문의하시기 바랍니다. contact us
RENCOL® 톨러런스 링은 수명 동안 일관된 반복성으로 슬립이 발생합니다. 슬립은 결합 구성 요소의 사양에 따라 달라질 수 있습니다. 500번의 슬립 사이클 시험 결과가 그림 2에 나와 있으며 스핀들 드라이브 과부하 보호 시스템의 일반적인 토크 슬립 수준을 나타냅니다. 양산 제품의 경우 최대 +/- 15%의 토크 안정성을 달성할 수 있습니다.
그림 2: 시스템의 500번 슬립 사이클 결과 그래프. 작동 7회만에 토크가 안정화되었으며 나머지 사이클 동안 일관된 토크를 제공하였습니다.
협업
설계에 대한 엔지니어 대 엔지니어 접근 방식은 각 톨러런스 링이 고객의 고유한 시스템 및 사양에 맞게 생성됨을 의미합니다. RENCOL® 엔지니어는 고객과 협력하여 고객의 시스템에 맞는 톨러런스 링을 설계할 것입니다. 시스템의 공간, 무게 및 패키징을 줄이고 각 톨러런스 링이 맞춤형으로 설계되기 때문에 토크 임계값을 요구 사항에 맞게 지정할 수 있습니다. 다른 대체품은 종종 더 무겁고 더 크거나 비싸며 모터 또는 시스템에 항상 완벽하게 맞는 것은 아닙니다.
Saint-Gobain 에 문의하시기 바랍니다.
저희 엔지니어는 고객과 긴밀히 협력하여 미래형 부품을 위한 맞춤형 제품을 개발할 수 있습니다. 더 자세한 내용은 저희에게 문의 바랍니다. contact us, e-mail: makingabigdifference@saint-gobain.com