KR100297009B1 - 시일링 장치 - Google Patents

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KR100297009B1
KR100297009B1 KR1019990015131A KR19990015131A KR100297009B1 KR 100297009 B1 KR100297009 B1 KR 100297009B1 KR 1019990015131 A KR1019990015131 A KR 1019990015131A KR 19990015131 A KR19990015131 A KR 19990015131A KR 100297009 B1 KR100297009 B1 KR 100297009B1
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지오반니 베르토니
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베르토니 지오반니
베르코 쏘시에떼 퍼 아찌오니
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    • B62D55/08—Endless track units; Parts thereof
    • B62D55/088—Endless track units; Parts thereof with means to exclude or remove foreign matter, e.g. sealing means, self-cleaning track links or sprockets, deflector plates or scrapers
    • B62D55/0887—Track-articulation sealings against dust, water, mud or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

시일링 장치의 작동 수명이 적어도 크롤러 트랙의 나머지 부분의 작동 수명과 일치하도록, 탄성 환상 기소(19)는 제 1 환상 부분(37)과 제 2 환상 부분(38)으로 이루어진다. 제 1 환상 부분(37)은 벌지 형태의 횡단면을 가지지만, 제 2 환상 부분(38)은 보스 형태의 횡단면을 가진다. 환상 접촉면(41)은 제 1 환상 부분(37)의 경계를 따라 배치되고 상기 환상 접촉면은 환상 시일(16)이 조립될 때 시트(15)에 장착되지 않고, 강성 환상 시일링 기소(18)의 결합 평면(35)과 함께 0。 내지 30。 사이의 각 'α'를 형성한다.

Description

시일링 장치{SEALING DEVICE}
본 발명은 대형 불도저와 같은 땅을 고르는 기구의 크롤러 트랙에서 다양한 조인트 가동부의 급유를 유지하고, 이 장치의 수명이 크롤러 트랙의 다른 구성 성분의 수명만큼 유지되도록 보장하기 위한 시일링 장치에 관련된다.
공지된 대로, 민간용 또는 군사용인, 땅을 고르는 기계의 크롤러 트랙의 수명은 이 크롤러 트랙을 구성하는 핀 또는 부시의 마모도에 의해 결정된다.
이 마모 정도가 더 이상 수용할 수 없는 값에 도달할 때, 마모된 부품을 대체하려면 분해 수리해야 하고, 이 과정은 전체 크롤러 트랙과 모든 조인트 및 시일링 장치를 분해해야 한다. 왜냐하면 모든 조인트는 예외없이 초기 크기로 복구되어야 하기 때문이다. 분해하는데 필요한 특정 장비와 각 기계의 두 크롤러 트랙의 중량 및 크기를 고려하여, 기계 및 둘 이상의 크롤러 트랙이 있는 전문화된 작업장에서만 실제로 이 조작이 이루어질 수 있다. 이 조작의 복잡성을 보다 자세히 나타내기 위해서, 연료 비용 이외에, 정비하고 주기적으로 교체하는 비용을 포함해, 크롤러 트랙의 감가상각은 가동 비용에서 가장 큰 지출 항목이라는 것을 고려해야 한다.
시일링 장치는, 연마 이물체가 조인트로 통과하는 것을 막고 내부에서 윤활유를 유지하도록 보장하는 구성 성분이므로, 크롤러 트랙의 수명에 대해 중요하다는 것은 말할 필요도 없다. 실제로, 이물체가 조인트로 관통하면 시일링 장치의 표면을 포함해, 상대 운동할 때 표면의 마모를 일으킨다. 따라서 시일링 장치는 조인트로부터 윤활유가 누수되는 것을 방지하지 못하고 상대 운동 표면 사이에서 연마 이물체가 통과하는 것을 막지 못한다. 이것은, 대부분의 경우에 일단 시작되고 나면 비교적 빠르게 급속도로 마모가 진행되는 이유를 설명한다. 전술한 기술상의 문제점을 해결하기 위해서, 공지된 기술은 본 발명에 따른 시일링 장치와 비교해 한 단계 이전의 기술로 판단되는 1989년 7월 11일에 출원된 이탈리아 특허 제 1,230,329에 설명된 것을 포함해, 다양한 시일링 장치들이 있다. 본 발명을 좀더 잘 이해하기 위해서, 전술한 이탈리아 특허의 부호 번호와 일치하는 부호 번호는 하기 상세한 설명에서 사용된다.
본 발명의 목적은 결합된 조인트 구조에 관계없이, 즉 크롤러 트랙이 고정된부시를 가지는 형태인지 또는 회전하는 부시를 가지는 형태인지 관계없이, 대응하는 크롤러 트랙의 작동 수명을 증가시키고 마모에 대한 저항을 가능한 한 높이도록 개선된 시일링 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은 간결성을 위해 참조되어야 하는 청구항 1항에 따른 땅을 고르는 차량의 가동부 사이에서 작동하는 시일링 장치에 의해 달성된다.
여기에서 얻은 경험에 따르면 불규칙성과 여러 가지 원인 때문에 크롤러 트랙 조인트가 마모된다는 사실을 고려할지라도 전술한 목적은 달성되고, 잘 알려진 사실에도 불구하고 전술한 목적이 달성되는 이유를 과학적인 용어로 설명하기는 어려우며, 전혀 마모되지 않도록 하지 못할 것이다. 마모는 장치가 접촉하는 재료, 주위 온도, 조작 종류(연속 또는 비연속), 충돌 및 상호작용, 조립하고 구성하는 동안 오차, 중단 시간 등에 따라 달라진다.
본 발명은 첨부 도면을 참고로 설명된다:
도 1 은 제 1 환상 기소의 횡단면도;
도 2 는 제 2 환상 기소의 횡단면도;
도 3 은 조립된 상태에서 제 1, 제 2 환상 기소 및 환상 시일의 횡단면도;
도 4 는 시트에 조립하는 동안 환상 시일을 나타낸 도면.
첨부 도면을 참고로, 본 발명에 따른 시일링 장치는 예를 들어 트랙이 있는 차량(10)을 위해, 관절식으로 연결된 조인트에 장착된다. 상기 시일링 장치는 지반-운동 차량을 위한 크롤러 트랙의 가동성 기계 부품(11,12,14) 사이에서 작동하고 여기에서 두 개의 기계 부품(11,14)과 축(36) 둘레에서 회전할 수 있으며 함께 연결하는 핀(13)은 윤활제의 시일링 영역에서 분배하기 위한 환상 챔버(15)를 한정하고 윤활제는 핀(13)에서 적절한 직경을 가지는 보어에 의해 형성된 축 방향 공동에 대부분 포함되고 핀(13)에 형성된 적절한 크기의 방사상 보어를 수단으로 부시(14)와 핀(13) 사이의 다수의 접촉면에 분배되어서, 상기 핀의 외부 실린더 표면과 축 방향 공동을 연결한다. 축방향 시일링 표면(24)과 방사상 시일링 표면(25)은 환상 챔버(15)의 경계를 따라 배치된다. 기계 부품(11,14)을 위한 환상 시일(16)과 스페이서 기소(17)는 챔버(15) 내에서 동축으로 수용된다. 상기 환상 시일(16)은 핀(13)을 둘러싸고 있는 스페이서 기소(17)를 에워싸고 있다. 상기 환상 시일(16)은 환상 시일링 기소(18) 및 탄성 환상 기소(19)로 이루어진다. 상기 환상 시일링 기소(18)(도 1 참조)는 원뿔형 경사면(32)에 의해 한쪽 면에서 경계를 정하는 L형 횡단면 또는 J형 횡단면을 형성하도록 방사상 부분(21)이 결합된 실린더형 부분(20)을 포함한다. 상기 탄성 환상 기소(19)는 챔버(15)의 방사상 시일링 표면(25)과 일치하고 환상 시일링 기소(18)를 바깥쪽에서 둘러싸고 있는 외부 방사상 표면(23)으로 이루어진다. 상기 탄성 환상 기소(19)는 함께 결합된 두 기계 부품(11,14) 중 하나의 방사상 시일링 표면(31)에 대해, 밀봉된 위치에서, 환상 시일링 기소(18)를 누르도록 만들어진다. 환상 시일링 기소(18)의 실린더형 부분(20)의 경계를 따라 내부 실린더형 표면(33)이 배치된다. 또 시일링 작용을 하는 방사상 부분(21)을 포함하는데, 이 부분은 높은 경도 계수를 가지는 물질로 만들어지고 직각으로 뻗어있는 실린더형 표면(34)이 경계를 따라 배치된다. 상기 환상 시일링 기소(18)는 단단한 환상 시일링 기소(18)의 정면 부분인 시일링 부분 또는 띠로 이루어진 시일링 표면(30)을 포함하고 상기 시일링 기소에 대해 밀봉하는데 필요한 압력을 유지하고, 윤활제의 누수 및 오염 물질의 침투를 방지하며 부시(14)의 정면에 대해 마찰 접촉한다. 시일링 띠는 원형 림인데, 이것은 약 60mm의 공칭 직경에 대해 1.5 내지 2.00mm 사이의 두께를 가진다. 시일링 띠의 두께는마찰 성질을 고려하여 결정된 크기를 가진다. 금속 형태의 물질에 대해 시일링 띠의 표면 거칠기는 0.005±0.003이다. 환상 시일링 기소(18)를 만드는데 사용되는 재료는 금속 또는 세라믹이나 합성재이다. 화학 공격을 견딜 수 있고 적절한 기계 강도를 가지도록 상기 재료는 녹슬지 않아야 한다는 것은 중요하다. 금속인 경우에, 크롬, 몰리브덴 및 바나듐을 기초로 한 고합금 주조 철을 이용하면 우수한 결과를 얻을 수 있는데, 화학 조성의 예를 들면 3.5%의 탄소, 1%의 실리콘, 1.00%의 망간, 15%의 크롬, 2%의 몰리브덴, 1%의 바나듐으로 구성될 수 있다. 상기 주조 철은 녹이 잘 슬지 않고 열처리한 후에 65 HRC 이상의 경도 계수를 가지게 된다.
환상 시일링 기소(18)의 실린더형 부분(20)은 핀(13) 또는 축(36)에서 입사하는 결합 평면(35)을 따라 방사상 부분(21)과 연결된다.
탄성 환상 기소(19)는 벌지(bulge)(37) 형태의 횡단면을 가지는 제 1 환상 부분과 보스(38) 형태의 횡단면을 가지는 제 2 환상 부분으로 이루어진다. 환상 접촉면(41)은 상기 제 1 환상 부분(37)의 경계를 한정하는데 환상 접촉면은 환상 시일(16)이 조립되었을 때 입사 결합 평면(35)과 함께 0。 내지 30。의 각 'α'를 가진다. 상기 입사 결합 평면(35)은 회전축(36)과 함께 22。 내지 38。 사이의 각 'β'를 이룬다.
제 2 환상 부분(38)은 축 방향 시일링 표면(24) 또는 환상 챔버(15)의 내부 직경보다 긴 직경을 가지는 제 1 첨점(40)을 형성하는 한 쌍의 외부 입사 평면(39)을 구성한다. 이런 식으로, 함께 연결하기 위해서 부품(11,12)을 수직으로 배치함으로써 실행되는 본 발명에 따른 장치와 관절식으로 이어진 조인트(10)를 조립하는동안, 탄성 환상 기소(19)는 환상 챔버(15)내에서 유지할 수 있고, 중력을 극복한다. 제 1 환상 부분(37)은 환상 챔버(15)의 바깥쪽을 향하고 있는 제 2 첨점(43)을 형성하기 위해서 제 1 환상 표면(41)에서 평평한 횡단면 모양을 가지는 제 2 환상 표면(42)으로 구성된다.
제 1 환상 부분(37)은 환상 챔버(15)의 내부를 향하는 리세스(46)의 경계를 한정하기 위해서 제 2 환상 부분(38)에 속하는 제 4 평평한 환상 표면(45)에서 원형의 횡단면을 가지는 제 3 환상 표면(44)으로 구성된다. 탄성 환상 기소(19)의 재료는 탄성중합체인데 이 탄성중합체는 윤활제와 물에 대해 화학 저항력이 있고 잘 마모되지 않으며 낮은 영구 설정값을 가지는 인열 강도를 가진다.
55 내지 75 쇼어(Shore) 'A'의 경도 계수를 가지는 니트릴 종류의 탄성중합체 혼합물로 우수한 결과를 달성할 수 있다. 또 상이한 사용 조건에 따라, 실리콘-함유 혼합물 또는 'Victon'으로 알려진 탄성중합체를 사용할 수 있다. 알려진 대로, 전술한 장치는 이탈리아 특허에서 부호 번호 22,26,27,28과 29로 나타낸 기소가 존재하지 않거나 다른 형태를 취한다는 점에서 공지된 장치와 상이하다.
스페이서 기소(17)와 시트(15)에 삽입된 환상 시일(16)의 결합 배치로 이해할 수 있는 시일링 장치의 조립은, 기계 부품(11)과 핀(13)을 맞물리게 하고 기계 부품(12)과 부시(14)를 맞물리게 하는 적절한 프레스를 사용하는 조인트(10)의 조립과 동시에 이루어져서, 마지막 조립 단계 동안 스페이서 링(17)에 의해 정해진 점까지 부시(14)의 정면에 의해 시일링 장치를 축 방향으로 압착한다. 환상 시일링 기소(18)가 금속으로 만들어지는 경우에, 전술한 조립 단계가 끝날 때 장치에의해 발생되는 축 방향 추력은 기선택된 물질의 성질에 따라 달라진다.
추력은 부시(14)의 시일링 표면으로 옮겨진다. 환상 시일링 기소(18)가 금속으로 만들어지는 경우에, 조립하는 동안 장치에 의해 발생되는 축 방향 추력은 200kg이다. 조립하는 중에, 탄성 환상 기소(19)는 점진적으로 변형된다. 특히, 보스(38) 형태의 횡단면을 가지는 제 2 환상 부분은 구부려지고, 리세스(46) 둘레에서 회전하여서 제 4 환상 평면(45)은 제 3 환상 표면(44)에 대해 압축된다.
이 과정이 실행될 때, 탄성 환상 기소(19)는 적절히 장착되고, 표면(41)이 리지드 환상 시일링 기소(18)의 입사 결합 평면(35)을 따라 배치되도록 변형되고 작동 위치를 취한다.
탄성 환상 기소(19)의 압축으로 인해 회전하고 변형되는 동안, 탄성 링(19)의 환상 표면(41)과 리지드 시일링 기소(18)의 입사 결합 평면(35) 사이의 초기 각 'α'는, 조인트를 조립하는 단계의 종반에 완전히 제거될 때까지 점진적으로 감소한다. 시일링 장치의 기능과 작동 수명을 향상시키기 위해서, 작동 조건하에 발생하는 추력(방사상 및 축방향) 값은 디자인 변수 내에서 고정되어 유지되어야 하고 조인트를 형성하는 다양한 기계 구성 부품을 제작하는 동안 발생하는 치수 오차에 의한 변화의 영향을 최소로 줄여야 한다. 이것은 하중 다이어그램을 근거로 달성되고, 이 그래프는 시트에 삽입되고 나면, 장치의 압축 운동에 의해 발생되는 추력을 나타낸다.
장치에 부여되는 압축이 바뀔 때 추력 값의 변화가 작을 수록, 모든 조건하에서, 작동 매개변수는 최적값 근처에서 유지될 가능성이 높다. 전술한 하중 다이어그램의 형태를 변조하는 효과적인 방법은, 이 목적에 적합한 형태로 두 개의 고리, 즉 탄성 고리(19)와 강성 고리(18)를 가지는 횡단면의 형태를 취하도록 만들어져야 하고, 이 연결부에서 특히 중요한 점은 디자인 단계에서 부여된 값을 각 'α'를 취해야 한다는 것이다. 그러므로 각 'α'는 장치의 최종 성능을 결정하는데 중요한 디자인 변수를 구성한다.
둘째, 시일링 장치의 감도를 작동이 이루어지는 시트에서 치수 변화량으로 감소시킴으로써 제작할 때 보다 큰 오차 범위 내에서 시트를 만들 수 있으므로, 기계 구성 부품(11,14,17,12)을 생산하는 동안 가격면에서 유리한 결과를 얻을 수 있다. 트랙 벨트를 제작하는데 필요한 많은 양의 구성 부품이 필요하다는 점을 고려하면, 전체 비용을 절감할 수 있다는 것은 중요한 장점이다.
본 발명의 목적은 결합된 조인트 구조에 관계없이, 즉 크롤러 트랙이 고정된 부시를 가지는 형태인지 또는 회전하는 부시를 가지는 형태인지 관계없이, 대응하는 무한궤도 트랙의 작동 수명을 증가시키고 마모에 대한 저항을 가능한 한 높이도록 개선된 시일링 장치를 제공하는 것이다.

Claims (14)

  1. 두 기계 부품(11,14)과 축(36) 둘레에서 회전할 수 있도록 상기 부품을 연결하는 핀(13)은, 축방향 시일링 표면(24)과 방사상 시일링 표면(25)에 의해 경계를 구성하는, 윤활제를 위한 환상 챔버(15)를 한정하고; 기계 부품(11,14)을 위한 환상 시일(16)과 스페이서 기소(17)는 상기 챔버(15) 내에 동축으로 수용되며; 환상 시일(16)은 강성 환상 시일링 기소(18)와 탄성 환상 기소(19)로 구성되고; 상기 환상 시일링 기소는 원뿔형 경사면(32)에 의해 안쪽으로 경계를 정하는 J형 또는 L형 횡단면을 형성하도록 방사상 부분(21)이 연결된 실린더형 부분(20)을 포함하며; 탄성 환상 기소(19)는 챔버(15)의 방사상 시일링 표면(25)의 모양과 일치하고 환상 시일링 기소(18)를 바깥쪽에서 둘러싸고 있는 외부 방사상 표면(23)을 포함하고; 상기 탄성 환상 기소(19)는 함께 결합된 두 기계 부품(11,14) 중 하나의 방사상 시일링 표면(31)에 대해, 밀폐된 위치에서, 환상 시일링 기소(18)를 누르도록 형성되며; 환상 시일링 기소(18)의 실린더형 부분(20)은 내부 실린더형 표면(33)에 의해 경계가 정해지고; 시일링 작용을 하는 환상 시일링 기소(18)의 방사상 부분(21)은 높은 경도 계수를 가지는 물질로 만들어지고 직각으로 뻗어있는 실린더형 표면(34)에 의해 바깥쪽에서 경계를 한정하며 정면에 하나 이상의 시일링 표면(30)을 포함하는, 지반-운동 차량을 위한 크롤러 트랙의 가동성 기계 부품(11,12,14) 사이에서 작동하는 시일링 장치에 있어서,
    ?? 환상 시일링 기소(18)의 실린더형 부분(20)은 핀(13) 또는 축(36)에 입사하는 결합 평면(35)을 따라 방사상 부분(21)에 결합되고;
    ?? 탄성 환상 기소(19)는 벌지(37) 형태의 횡단면을 가지는 제 1 환상 부분과 보스(38) 형태의 횡단면을 가지는 제 2 환상 부분으로 구성되고, 제 1 환상 부분(37)은 환상 접촉면(41)에 의해 경계가 한정되는데 이 접촉면은, 환상 시일(16)이 조립될 때, 입사 결합면(35)과 함께 0°내지 30°의 각 'α'를 이루는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 입사 결합면(35)은 회전축(36)과 22°내지 38°의 각 'β'를 이루는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 2 환상 부분(38)은 환상 챔버(15) 또는 축방향 시일링 표면(24)의 내부 직경보다 긴 직경을 가지는 제 1 첨점(40)을 형성하는 제 1 쌍의 외부 입사 평면(39)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 환상 부분(37)은 환상 챔버(15)의 외부를 향하는 제 2 첨점(43)을 형성하도록 제 1 환상 표면(41)에 입사하는 평평한 횡단면 형태를 가지는 제 2 환상 표면(42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 1 환상 부분(37)은 환상 챔버(15)의 내부를 향하는 리세스(46)의 경계를 한정하도록 제 2 환상 부분(38)에 속하는 제 4 평평한 환상 표면(45)에 입사하는 원형의 횡단면 형태를 가지는 제 3 환상 표면(44)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 환상 시일링 기소(18)는 실제로 밀폐하는데 필요한 압력이 가해지는 강성 시일링 기소(18)의 정면 부분인 시일링 띠를 포함하고 부시(14)의 정면에 대해 마찰 접촉하는 하나 이상의 시일링 표면(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 시일링 띠는 원형 림인데 이 림은 약 60mm의 공칭 직경에 대해 1.5 내지 2.00mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 금속재인 경우에, 시일링 띠의 표면 거칠기는 0.005±0.003인 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 환상 시일링 기소(18)를 만드는데 사용되는 재료는 금속이나 세라믹 또는 합성 재료인 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 환상 시일링 기소(18)를 만드는데 사용되는 재료는 녹슬지 않는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 환상 시일링 기소(18)를 만드는데 사용되는 재료는 3.5% 탄소, 1% 실리콘, 1.00% 망간, 15% 크롬, 2% 몰리브덴, 1% 바나듐의 조성을 가지는 크롬, 몰리브덴, 바나듐으로 이루어지고, 열처리 이후에, 65 HRC 이상의 경도 계수에 도달하고 녹슬지 않도록 처리된 고합금 주조 철인 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 탄성 환상 기소(19)를 만드는데 사용되는 재료는 윤활제와 물에 화학적으로 영향을 받지 않고 낮은 영구 설정 값을 가지는 인장 강도와 높은 마찰 저항을 가지는 탄성중합체인 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 탄성 환상 기소(19)를 만드는데 사용되는 재료는 55 내지 75 쇼어(shore) 'A'의 경도 계수를 가지는 니트릴 종류의 탄성중합체 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시일링 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 탄성 환상 기소(19)를 만드는데 사용되는 물질은 사용 조건에 따라 실리콘이나 '빅톤(Victon)'으로 알려진 탄성중합체로 구성된 혼합물 또는 다른 혼합물인 것을 특징으로 하는 장치.
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