KR101048886B1 - 섀시 부품의 제조 방법 - Google Patents

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KR101048886B1
KR101048886B1 KR1020100124449A KR20100124449A KR101048886B1 KR 101048886 B1 KR101048886 B1 KR 101048886B1 KR 1020100124449 A KR1020100124449 A KR 1020100124449A KR 20100124449 A KR20100124449 A KR 20100124449A KR 101048886 B1 KR101048886 B1 KR 101048886B1
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joint cartridge
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프랑크 나흐바르
하우케 프렌젤
이그나시오 로보 카사노바
크리스티안 스텔터
볼프강 예켈
안드레아스 템멘
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

섀시 부품의 제조 방법에 있어서, 외부 면이 예비 코팅된 구조 부품(3)은 외부 면이 예비 코팅되며 조인트(2)로 예비 조립된 조인트 카트리지(5)와 재료 결합식 조인트 방법에 의해 영구적으로 고정 결합된다.

Description

섀시 부품의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING A CHASSIS COMPONENT}
본 발명은 섀시 부품의 제조 방법에 관한 것이다.
섀시 부품은 일반적으로 구조 부품 및 상기 구조 부품과 결합된 하나 또는 다수의 조인트를 포함한다. 예컨대, 이러한 섀시 부품은 2점 링크, 3점 링크 또는 플랜지 조인트를 형성하고, 조인트는 일반적으로 압입, 나사 결합 또는 니벳팅에 의해 구조 부품에 통합된다. 조인트를 일체형 구조 부품 하우징에 통합하는 것도 가능하다. 이러한 섀시 부품은 특히 하기의 단점을 갖는다: 큰 조립 공간 필요, 조인트 특성 값의 큰 변동, 큰 중량, 많은 수의 개별 부품, 부식성 영역(예컨대, 조인트의 롤링 에지), 반제품의 많은 재고 및 큰 로지스틱 비용.
DE 603 04 709 T2에는 스탬핑된 박판으로 형성된 바디를 포함하는 자동차용 휠 서스펜션 암이 공지되어 있으며, 상기 바디는 볼 조인트에 의해 휠 캐리어에 그리고 2개의 베어링에 의해 차체에 연결된다. 볼 조인트는 하부 홀더 및 커버를 포함한다. 상기 하부 홀더는 바디로 형성된 하우징 내로 삽입되고 측면 돌출부에 의해 하우징의 측면 에지 상에 놓이다. 상기 커버는 하부 홀더 상에 놓이고 레이저 용접에 의해 바디의 표면과 결합된다.
상기 휠 서스펜션 암에서, 하부 홀더 및 커버가 바디에 조립되는 동안, 공차들이 바람직하지 않게 가산될 수 있다. 또한, 바디, 하부 홀더 및 경우에 따라 커버가 조립 후 세척된 다음, 보호 코팅이 상기 부품들에 제공되어야 한다. 바디, 하부 홀더 및 경우에 따라 커버에 상이한 코팅을 제공하는 것은 많은 비용을 필요로 한다.
이러한 선행 기술을 기초로 본 발명의 과제는 전술한 방식의 섀시 부품에서 구조 부품 내에 조인트의 통합이 간단한 방식으로 매우 정확하게 이루어질 수 있게 하는 것이다. 또한, 조인트 및 구조 부품의 상이한 코팅들이 간단히 이루어져야 한다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제 1항에 따른 방법에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 제시된다.
본 발명에 따른 섀시 부품의 제조 방법에서, 외부 면이 예비 코팅된 구조 부품은 외부 면이 예비 코팅되며 조인트로 예비 조립된 조인트 카트리지와 재료 결합식 조인트 방법에 의해 영구적으로 고정 결합된다.
조인트로 예비 조립된 조인트 카트리지가 구조 부품과 결합되기 때문에, 조인트의 개별 부품을 구조 부품에 조립하는 것이 생략된다. 이로 인해, 구조 부품 내에 조인트의 통합시, DE 603 04 709 T2에 비해 공차 감소가 달성될 수 있다. 또한, 조인트 카트리지가 재료 결합식 조인트 방법에 의해 구조 부품과 결합되기 때문에, 조인트 카트리지와 구조 부품의 결합 과정이 매우 적은 공차로 이루어진다. 이로 인해, 구조 부품 내에 또는 상에 조인트의 압입, 나사 결합 또는 니벳팅에 의한 것보다 더 높은 정확도가 얻어질 수 있다. 끝으로, 조인트 카트리지 및 구조 부품이 예비 코팅되므로, 간단한 방식으로 조인트 카트리지와 구조 부품의 상이한 코팅이 가능한데, 그 이유는 조인트 카트리지와 구조 부품이 서로 독립적으로 예비 코팅될 수 있기 때문이다. 또한, 서로 결합될 부품들의 취급이 간단해지는데, 그 이유는 조립자가 코팅 과정 전에 접촉에 기인한 오염 때문에 필요할 수 있는 상기 부품들의 세척을 실시할 필요 없이, 조인트 카트리지 및 구조 부품을 주저 없이 접촉 및 고정시킬 수 있기 때문이다.
예비 코팅된 구조 부품은 특히 재료 결합식 조인트 방법에 의해 형성된 재료 결합식 결합부에 의해, 예비 코팅되며 조인트로 예비 조립된 조인트 카트리지와 영구적으로 고정 결합된다.
재료 결합식 조인트 방법은 예컨대 납땜 또는 용접과 같은 열에 의한 재료 결합식 조인트 방법이거나 또는 이러한 조인트 방법을 포함하므로, 재료 결합식 조인트 방법은 열에 의한, 재료 결합식 조인트 방법이라고도 할 수 있다. 이러한 조인트 방법은 일반적으로 확산 프로세스와 관련되므로, 이 방법에 의해 형성된 결합부는 일반적으로 순수한 점착 결합, 예컨대 접착 결합보다 더 큰 강도를 갖는다. 조인트 방법은 바람직하게는 저에너지 조인트 방법이거나 또는 전체 에너지 적용이 적은 조인트 방법일 수 있다. 따라서, 조인트 카트리지 상에 또는 내에 배치된 하나 또는 다수의 열에 민감한 부품, 예컨대 플라스틱 베어링 셸이 조인트 방법과 관련된 열 도입에 의해 손상되지 않는 것이 보장될 수 있다. 특히, 재료 결합식 조인트 방법이 빔 용접, 바람직하게는 레이저 빔 용접이거나 또는 이러한 용접을 포함한다. 이로 인해, 구조 부품과 조인트 카트리지의 결합이 매우 낮은 공차로 달성될 수 있다.
조인트 카트리지는 조인트로 예비 조립된다. 이를 위해, 특히 조인트 내부 부품이 조인트 카트리지 내로 삽입되고 상기 조인트 카트리지 내에 이동 가능하게 지지된 후에, 구조 부품이 조인트 카트리지와 결합된다. 따라서, 조인트는 구조 부품과 관계없이 높은 정확도로 제조될 수 있다. 조인트 내부 부품은 바람직하게 조인트 카트리지로부터 연장된다.
조인트 카트리지와 구조 부품은 예비 코팅된다. 이를 위해, 조인트 카트리지와 구조 부품에 각각 코팅이 제공된 후에, 구조 부품이 조인트 카트리지와 결합된다. 바람직하게는 상기 코팅들이 상이하다. 바람직하게는 조인트 카트리지와 구조 부품에 서로 독립적으로 코팅이 제공된다. 바람직하게는 조인트 카트리지와 구조 부품은 상이한 코팅 방법에 의해 예비 코팅된다. 이 코팅들은 환경 영향, 예컨대 오염 및 습기로부터 조인트 카트리지와 구조 부품을 보호하기 위해 사용된다. 코팅은 바람직하게는 보호 코팅이다. 조인트 카트리지는 조인트로 예비 조립되기 전에 예비 코팅된다. 즉, 코팅이 조인트 카트리지에 제공된다.
구조 부품은 바람직하게는 침지 코팅, 특히 캐소드 침지 코팅에 의해 예비 코팅된다. 예컨대, 구조 부품이 예컨대 유기 물질을 포함하는 래커로 예비 코팅된다. 조인트 카트리지는 바람직하게 갈바닉 예비 코팅된다. 예컨대, 조인트 카트리지는 아연-철로 코팅된다.
예비 코팅된 구조 부품 및 예비 코팅된 조인트 카트리지는 바람직하게 재료 결합식 조인트 방법을 위해 예비 처리된다. 특히, 예비 코팅된 구조 부품 및 예비 코팅되어 조인트로 예비 조립된 조인트 카트리지가 재료 결합식 조인트 방법을 위해 예비 처리된다. 바람직하게는 조인트 카트리지, 특히 조인트로 예비 조립된 조인트 카트리지의 예비 코팅이 재료 결합식 조인트 방법의 실시 전에 부분적으로 제거되므로, 조인트 카트리지에 코팅 제거된 영역이 생긴다. 바람직하게는 조인트 카트리지의 코팅 제거 영역이 재료 결합식 조인트 방법에 의해 구조 부품과 결합된다. 조인트 카트리지의 예비 코팅의 부분적 제거는 바람직하게 레이저 코팅 제거 또는 다른 코팅 제거 방법에 의해 이루어진다.
특히, 구조 부품의 예비 코팅이 재료 결합식 조인트 방법의 실시 전에 부분적으로 제거되므로, 구조 부품에 코팅 제거된 영역이 형성된다. 바람직하게는 구조 부품의 코팅 제거 영역이 재료 결합식 조인트 방법에 의해 조인트 카트리지와 결합된다. 예비 코팅된 조인트 카트리지 및 예비 코팅된 구조 부품의 부분적 코팅 제거는 코팅되지 않은 조인트 카트리지와 코팅되지 않은 구조 부품의 재료 결합식 조인트보다 더 낮은 비용으로 실시될 수 있는 것으로 나타났다. 그 이유는 코팅되지 않은 부품들이 결합 후에 일반적으로 세척되어 코팅되어야 하기 때문이다.
본 발명의 개선예에 따라 예비 코팅된 구조 부품에 조인트 수용부가 형성되고, 상기 조인트 수용부 내에 예비 코팅되어 조인트로 예비 조립된 조인트 카트리지가 삽입된다. 특히, 예비 코팅된 구조 부품에 조인트 수용부가 형성되고, 상기 조인트 수용부 내에, 예비 코팅되어 조인트로 예비 조립된 조인트 카트리지가 재료 결합식 조인트 방법의 실시 전에 삽입된다. 바람직하게는 조인트 카트리지가 축 방향으로 조인트 수용부 내로 삽입된다. 구조 부품의 예비 코팅의 부분적 제거는 바람직하게 조인트 수용부의 형성 동안 이루어진다.
바람직하게는 조인트 수용부가 빔 절삭, 특히 레이저 빔 용융 절삭에 의해 형성된다. 빔 절삭이 매우 적은 공차로 실시될 수 있기 때문에, 구조 부품에 조인트 수용부의 형성 및 위치 설정이 높은 정확도로 이루어진다.
조인트 수용부는 바람직하게 둥근, 둥글지 않은, 사각형, 직사각형 또는 다각형 원주 윤곽으로 형성된다. 이 윤곽은 특히 조인트 카트리지가 조인트 수용부 내로 삽입된 후 상기 조인트 카트리지를 둘러싸는 내주 윤곽일 수 있다. 조인트 수용부의 원주 윤곽은 바람직하게 조인트 카트리지의 외주 윤곽에 매칭된다. 따라서, 조인트 카트리지도 바람직하게 둥근, 둥글지 않은, 사각형, 직사각형 또는 다각형 원주 윤곽으로 형성된다. 둥글지 않은 또는 다각형 원주 윤곽으로 형성됨으로써, 재료 결합식 결합에 추가해서 형상-끼워맞춤 방식 회전 방지가 구현될 수 있다. 또한, 다각형 원주 윤곽에 의해, 축 방향에 대한 조인트 카트리지의 회전 위치가 미리 주어질 수 있다. 이에 반해, 둥근 원주 윤곽은 조립자가 조인트 카트리지를 축 방향에 대한 임의의 회전 위치로 조인트 수용부 내로 삽입할 수 있다는 장점을 갖는다. 바람직하게는 재료 결합식 조인트 방법에 의해 형성된 조인트 카트리지와 구조 부품 사이의 결합은 충분한 회전 방지를 형성하기에 충분할 정도로 강하다.
조인트 수용부는 바람직하게 조인트 카트리지가 삽입되는 리세스를 포함한다. 본 발명의 개선예에 따라, 조인트 수용부는 구조 부품을 통해 연장하는 홀을 포함하거나 또는 상기 홀을 형성하며, 상기 홀 내에 조인트 카트리지가 삽입된다. 조인트 수용부의 리세스는 특히 홀로 형성된다. 바람직하게는 홀이 축방향으로 구조 부품을 통해 연장된다. 연속하는 홀은 간단한 방식으로 전술한 빔 절삭 방법에 의해 높은 정확도로 형성될 수 있다.
조인트 카트리지는 바람직하게 방사방향 숄더를 가지며, 조인트 카트리지가 축 방향으로 조인트 수용부 내로 삽입될 때 상기 숄더가 구조 부품에 놓인다. 숄더는 특히 조인트 수용부의 에지에 접촉한다. 바람직하게는 숄더가 방사방향으로 조인트 수용부 또는 홀보다 긴 길이를 갖는다. 숄더가 구조 부품에 놓임으로써, 조인트 카트리지가 축 방향으로 조인트 수용부 내로 삽입될 때 위치 설정 보조부가 형성된다. 숄더는 특히 외부 숄더이다. 바람직하게는 숄더가 환형 숄더이다. 바람직하게 조인트 카트리지는 그 외주면에 환형 칼라를 갖고, 상기 칼라에 숄더가 형성된다. "방사방향" 이라는 표현은 특히 축 방향에 대해 수직으로 연장하는 임의의 방향을 나타낸다.
본 발명의 개선예에 따라, 조인트 카트리지의 외주면은 적어도 부분적으로 축 방향으로 가늘어지게 형성된다. 예컨대, 외주면은 적어도 부분적으로 축 방향으로 원추형으로 형성된다. 조인트 카트리지의 외주면의 가늘어지는 또는 원추형 디자인은 바람직하게 조인트 수용부 내로 조인트 카트리지의 삽입 동안 조인트 카트리지의 센터링을 위해 사용된다. 따라서, 예컨대 조인트 수용부의 직경에 있어서 가능한 공차가 보상될 수 있다.
바람직하게는 구조 부품이 하나 또는 다수의 다른 조인트와 고정 결합된다. 본 발명의 실시예에 따라, 구조 부품이 하나 또는 다수의 다른 조인트와 고정 결합된 후에, 조인트 수용부가 구조 부품에 형성된다. 특히, 조인트 수용부가 구조 부품에 형성되는 지점은 구조 부품과 고정 결합되는 다른 조인트(들)의 위치(들)에 따라 결정된다. 상기 위치들 또는 상기 위치들의 각각은 바람직하게 각각의 다른 조인트의 운동학적 포인트에 의해 표시되거나 또는 형성된다. 따라서, 구조 부품에 조인트 수용부가 형성되는 지점은 구조 부품과 고정 결합된 다른 조인트(들)의 운동학적 포인트(들)에 따라 결정된다. 이로 인해, 조인트 수용부가 구조 부품과 하나 또는 다수의 다른 조인트의 결합 전에 이미 형성되는 종래의 섀시 부품에 비해 명확한 정확성이 얻어질 수 있는데, 그 이유는 각각의 상기 다른 조인트의 조립이 위치 부정확성을 수반하기 때문이다. 따라서, 운동학적 관점에서 선행 기술에 비해 명확한 개선이 가능하다. 다른 조인트(들)는 바람직하게 고무 또는 탄성 중합체 베어링을 포함하거나 또는 이러한 베어링을 형성한다.
조인트는 특히 볼 조인트이거나 또는 볼 조인트를 형성한다. 바람직하게는 조인트 내부 부품이 볼을 가진 볼 핀을 형성하고, 상기 볼 핀의 볼은 구조 부품과 조인트 카트리지의 결합 전에 조인트 카트리지 내로 삽입되며 상기 조인트 카트리지 내에 이동 가능하게 지지된다. 볼 핀의 볼은 조인트 카트리지 내에 특히 회전 및/또는 선회 가능하게 지지된다. 바람직하게는 볼 핀이 조인트 카트리지 개구를 통해 조인트 카트리지로부터 연장된다. 본 발명의 개선예에 따라, 볼 핀은 베어링 셸 내에 슬라이딩 가능하게 지지되고, 상기 베어링 셸은 조인트 카트리지 내에 삽입되며 바람직하게는 플라스틱으로 이루어진다.
조인트 카트리지 개구의 영역 내의 조인트 카트리지의 벽은 바람직하게 볼 핀의 방향으로 변형, 특히 휘어진다. 이 경우, 벽의 변형될 영역은 바람직하게 조인트 카트리지의 예비 코팅을 갖지 않는데, 그 이유는 그렇지 않으면 이 영역 내의 예비 코팅이 벗겨질 수 있기 때문이다. 대안에 따라, 조인트 카트리지 개구의 영역 내의 조인트 카트리지의 벽은 볼 핀의 방향으로 예비 성형될 수 있다. 다른 대안에 따라, 조인트 카트리지 개구는 폐쇄 링으로 커버될 수 있고, 상기 폐쇄 링은 조인트 카트리지에 고정되며, 상기 폐쇄 링을 통해 볼 핀이 연장된다. 조인트 카트리지 개구의 영역 내의 조인트 카트리지의 벽의 변형에 의해, 폐쇄 링에 의한 것보다 작은 공차가 얻어질 수 있는데, 그 이유는 추가의 부품이 필요 없기 때문이다. 폐쇄 링 또는 벽의 예비 성형된 또는 변형된 영역은 조인트 볼을 바람직하게는 축 방향으로 커버하므로, 볼 핀은 축 방향으로 조인트 카트리지에 고정되고, 특히 상기 조인트 카트리지로부터 끌려 나오지 않을 수 있다. 조인트 카트리지 개구의 영역 내의 조인트 카트리지의 벽의 변형, 또는 조인트 카트리지에 폐쇄 링의 고정은 바람직하게는 구조 부품과 조인트 카트리지의 결합 전에 이루어진다.
본 발명의 실시예에 따라, 특히 조인트 카트리지 개구의 영역 내의 조인트 카트리지의 벽이 볼 핀의 방향으로 변형되거나 또는 폐쇄 링이 조인트 카트리지에 고정되기 전에, 볼 핀이 조인트 카트리지 개구를 통해 조인트 카트리지 내로 삽입된다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 조인트 카트리지는 조인트 카트리지 개구에 대향하는 조립 개구를 가지며, 상기 조립 개구를 통해 볼 핀이 조인트 카트리지 내로 삽입된다. 이는 특히 조인트 카트리지 개구의 영역 내의 조인트 카트리지의 벽이 볼 핀의 방향으로 예비 성형되는 경우이다. 볼 핀이 조인트 카트리지 내로 삽입된 후에, 특히 구조 부품이 조인트 카트리지와 결합되기 전에, 조립 개구는 바람직하게 하우징 커버로 폐쇄된다.
재료 결합식 조인트 방법에 의해 형성된 결합 영역, 특히 용접에 의해 형성된 용접 영역이 바람직하게는 밀봉 벨로우즈에 의해 커버된다. 이는 결합 영역 또는 용접 영역이 환경 영향으로부터의 보호를 위해 코팅에 의해 보호될 필요가 없으므로, 이러한 코팅의 제공이 생략될 수 있다는 장점을 갖는다.
밀봉 벨로우즈는 바람직하게 특히 동시에 조인트 카트리지 개구를 밀봉하는 조인트의 밀봉 벨로우즈일 수 있다. 바람직하게는 볼 핀이 밀봉 벨로우즈를 통해 연장되고, 상기 밀봉 벨로우즈는 특히 볼 핀 및 조인트 카트리지 및/또는 구조 부품에 밀봉 방식으로 놓인다. 밀봉 벨로우즈는 바람직하게 유연한 재료로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 밀봉 벨로우즈가 탄성 중합체 재료, 특히 고무로 이루어진다.
구조 부품은 바람직하게 금속으로 이루어진다. 조인트 카트리지도 바람직하게 금속으로 이루어진다.
본 발명에 의해, 구조 부품 내에 조인트의 통합이 간단한 방식으로 매우 정확하게 이루어진다.
이하에서, 본 발명은 도면을 참고로 바람직한 실시예로 설명된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섀시 부품의 사시도.
도 2는 도 1의 절단선 A-A를 따른 섀시 부품의 종단면도.
도 3은 도 2에 B로 표시된 부분의 확대도.
도 4는 도 1에 따른 볼 조인트의 사시도.
도 5는 도 1에 나타난 구조 부품의 조인트 수용부 내에 삽입된 상태에서 도 4에 따른 볼 조인트.
도 6은 도 5에 나타난 절단선 C-C를 따른, 조인트 수용부 내에 삽입된 볼 조인트의 부분 단면도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섀시 부품의 사시도.
도 8은 볼 조인트의 조립 전 도 7에 나타난 구조 부품의 평면도.
도 9는 도 7에 따른 볼 조인트의 사시도.
도 10은 도 7에 따른 구조 부품의 조인트 수용부 내에 삽입된 상태에서 도 9에 따른 볼 조인트.
도 11은 도 10에 나타난 절단선 D-D를 따른, 조인트 수용부 내에 삽입된 볼 조인트의 부분 단면도.
도 12는 용접 시임의 형성 후 도 10에 나타난 절단선 D-D를 따른 볼 조인트의 단면도.
도 13은 도 7에 나타난 절단선 E-E를 따른 볼 조인트의 단면도.
도 14는 도 5에 나타난 절단선 C-C 또는 도 10에 나타난 절단선 D-D를 따른, 조인트 수용부 내에 삽입된 볼 조인트의 부분 단면도; 볼 조인트가 조인트 수용부 내에 부분적으로만 삽입된 상태가 추가로 도시됨.
도 15는 조인트 수용부 내에 부분적으로만 삽입된 상태에서 변형된 볼 조인트의 단면도.
도 16은 조인트 수용부 내에 삽입된 상태에서 도 15에 따른 볼 조인트의 단면도.
도 1 내지 도 6에는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 섀시 부품(1)의 여러 도면이 도시되고, 볼 조인트(2)는 구조 부품(3) 내에 통합된다. 구조 부품(3)은 다른 차량 부품과 고정 연결될 수 있는 플랜지로서 형성된다. 이를 위해, 구조 부품(3)은 다수의 관통구(4)를 갖는다. 볼 조인트(2)는 조인트 하우징으로서 사용되는 조인트 카트리지(5)를 포함하고, 볼 핀(6)이 회전 및 선회 가능하게 상기 조인트 카트리지(5) 내에 지지된다. 볼 핀(6)은 조인트 카트리지(5)로부터 조인트 카트리지 개구(7)(도 2 참고)를 통해 연장된다. 조인트 카트리지 개구(7)는 밀봉 벨로우즈(8)에 의해 밀봉되고, 볼 핀(6)은 상기 밀봉 벨로우즈(8)를 통해 연장된다. 볼 조인트(2)의 종방향 중심축(9)은 축 방향(10)으로 연장한다. 상기 종방향 중심축(9)을 따른 섀시 부품(1)의 단면도가 도 2에 도시된다.
볼 핀(6)은 볼(11)을 포함하고, 상기 볼(11)은 볼 핀(6)의 축 방향 단부를 형성하며, 바람직하게는 플라스틱으로 이루어진 베어링 셸(12) 내에 슬라이딩 가능하게 지지된다. 베어링 셸(12)은 볼(11)과 함께 조인트 카트리지(5)의 내부 챔버(13) 내에 놓이며, 상기 조인트 카트리지(5) 내에서 종방향 중심축(9)을 중심으로 회전하지 않는다. 또한, 조인트 카트리지 개구(7)의 영역에서 내부 챔버(13)를 한정하는 조인트 카트리지(5)의 벽(14)은 볼 핀(6)의 방향으로 변형된다. 따라서, 벽(14)이 조인트 카트리지 개구(7)의 영역에서 베어링 셸(12) 및 볼(11)을 축 방향(10)으로 커버함으로써, 볼 핀(6) 및 베어링 셸(12)은 조인트 카트리지(5) 내에 축 방향(10)으로 고정된다. 조인트 카트리지 개구(7)로부터 먼, 베어링 셸(12)의 측면이 벽(14)에 접촉한다.
조인트 카트리지(5)는 축 방향(10)으로 구조 부품(3)을 통해 연장된 홀로서 형성된 조인트 수용부(15) 내에 놓인다. 조인트 카트리지(5)는 방사방향 외부 숄더(17)(도 3 참고)를 한정하는 환형의 방사방향 칼라(16)를 포함하고, 조인트 카트리지(5)는 방사방향 외부 숄더(17)에 의해 축 방향(10)으로 구조 부품(3)에 접촉한다. 따라서, 칼라(16)는 조인트 카트리지(5)를 축 방향(10)으로 구조 부품(3)에 고정시킨다. 또한, 조인트 카트리지(5)는 구조 부품(3)과 용접되고, 관련 용접 시임은 도면 번호 18로 표시된다. 용접 시임(18)은 바람직하게는 환형으로 형성된다. 용접 시임이 360°환형으로 형성되지만 반드시 그럴 필요는 없다.
조인트 카트리지(5)를 둘러싸는 밀봉 벨로우즈(8)의 하나의 축 방향 단부는 조인트 카트리지(5) 및 구조 부품(3)에 밀봉 방식으로 접촉하고, 용접 시임(18)을 커버한다. 또한, 볼 핀(6)을 둘러싸는 밀봉 벨로우즈(8)의 다른 축 방향 단부는 볼 핀(6)에 밀봉 방식으로 접촉한다. 따라서, 볼 조인트(2) 및 구조 부품(3)의 결합 영역은 환경 영향으로부터 보호된다. 조인트 수용부(15)를 한정하는 구조 부품(3)의 원주 윤곽(19; 홀 벽; 도 6 참고)은 방사방향으로 조인트 카트리지(5)에 접촉하므로, 방사방향으로 작용하는 힘이 최적으로 볼 조인트(2)로부터 구조 부품(3)으로 그리고 그 반대로 전달될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 섀시 부품(1)의 제조 방법이 설명된다. 먼저, 구조 부품(3)과, 도 4에 단독으로 도시된 볼 조인트(2)가 서로 독립적으로 제조된다. 밀봉 벨로우즈(8)는 볼 조인트(2) 상에 아직 장착되지 않았다. 그 후에, 볼 조인트(2)의 볼 핀(6)은 축 방향(10)으로 먼저, 칼라(16)의 숄더(17)가 축 방향(10)으로 구조 부품(3)에 접촉할 때까지, 조인트 수용부(15) 내로 삽입된다. 이러한 상태는 도 5 및 도 6에 나타나며, 도 6은 종방향 중심축(9)을 따른, 도 5의 상태에서의 볼 조인트(2)의 부분 단면도를 도시한다. 볼 조인트(2)가 구조 부품(3)의 조인트 수용부(15) 내로 삽입되는 동안, 조인트 카트리지(5)는 바람직하게 벽(14)의 휘어진 영역에 의해 방사방향으로 센터링된다. 상기 센터링은 종방향 중심축(9)을 따른 볼 조인트(2)의 단면도인 도 14에 개략적으로 나타난다. 조인트 카트리지 개구(7)의 영역에서 벽(14)의 변형된 영역이 조인트 카트리지(5)의 외주면(20)의 축 방향(10)으로 가늘어지는 영역으로 연장되고 조인트 카트리지(5)가 조인트 카트리지 개구(7)를 한정하는 벽(14)의 영역으로 먼저 구조 부품(3)의 조인트 수용부(15) 내로 삽입되기 때문에, 원주 윤곽(19)과 외주면(20)의 상호작용에 의해 조인트 카트리지(5)의 방사방향 센터링이 이루어진다. 도 14에는 구조 부품(3)이 2번 도시된다. 제 1 상태(I)에서, 조인트 카트리지(5)는 외주면(20)의 가늘어지는 영역에 의해 조인트 카트리지(5) 내에서 위치 설정된다. 조인트 카트리지(5)가 축 방향(10)으로 조인트 수용부(15) 내로 더 삽입됨으로써, 원주 윤곽(19)과 외주면(20)의 상호 작용은, 조인트 카트리지(5)가 조인트 수용부(15) 내에서 방사방향으로 센터링될 때까지, 나타난다. 조인트 카트리지(5)는 숄더(17)가 칼라(16)를 구조 부품(3)에 접촉시킬 때까지 조인트 수용부(15) 내로 축 방향(10)으로 삽입된다. 이러한 상태는 Ⅱ로 표시된다. 방사방향 센터링을 개선하기 위해, 추가로 조인트 카트리지(5)의 외주면(20)이 축 방향(10)으로 부분적으로 원추형으로 형성될 수 있으며, 이는 조인트 카트리지(5)의 변형 실시예를 도시하는 도 15 및 도 16에 나타난다. 변형 실시예에 따라, 외주면(20)은 축 방향(10)으로 원추형으로 연장하는 영역(21)을 포함하고, 상기 영역(21)은 조인트 수용부(15) 내로 조인트 카트리지(5)의 삽입 동안 원주 윤곽(19)과 접촉한다. 이로 인해, 조인트 카트리지(5)가 구조 부품(3)에 축 방향으로 고정되므로, 변형 실시예에 따라 숄더(17)를 가진 방사방향 칼라(16)가 생략될 수 있다. 도 15는 조인트 카트리지(5)가 부분적으로만 조인트 수용부(15) 내로 삽입된 상태를 도시하는 한편, 도 16은 조인트 카트리지(5)가 조인트 수용부(15) 내로 완전히 삽입된 상태를 도시한다.
조인트 카트리지(5)가 구조 부품(3)의 조인트 수용부(15) 내로 완전히 삽입된 후에, 레이저 빔 용접에 의해 용접 시임(18)이 형성되고 그 다음에 밀봉 벨로우즈(8)가 볼 조인트(2) 상에 장착된다.
구조 부품(3)과 조인트 카트리지(5)의 용접 전에, 구조 부품(3) 및 조인트 카트리지(5)의 외부 면에 각각 코팅(22 또는 23)이 제공되고, 조인트 카트리지(5)와 구조 부품(3)의 용접 전에, 영역(24) 내의 코팅(23)이 레이저 코팅 제거에 의해 다시 제거된다. 코팅(23)은 조인트 카트리지(5) 내로 볼 핀(6)의 삽입 전에 조인트 카트리지(5)의 외부 면에 제공되지만, 조인트 카트리지 개구(7)를 둘러싸는 조인트 카트리지(5)의 축 방향 단부 영역(25)에는 코팅(23)이 제공되지 않는다. 베어링 셸(12) 및 볼(11)의 삽입 후 단부 영역(25)이 변형되기 때문에, 변형 동안 영역(25) 내의 코팅이 벗겨질 수 있을 것이다. 또한, 조인트 수용부(15)가 형성되기 전에, 코팅(22)이 구조 부품(3)에 제공된다. 코팅(22)이 구조 부품(3)에 제공된 후에, 조인트 수용부(15)가 구조 부품(3) 내에 레이저 빔 절삭에 의해 형성된다. 이로 인해 조인트 수용부(15)를 둘러싸는 구조 부품(3)의 에지 영역(26)에서 코팅(22)이 제거된다. 이렇게 준비된 부품(2) 및 (3)들이 전술한 바와 같이 서로 삽입될 수 있고, 그 후에 코팅 제거 영역들(24) 및 (26)이 레이저 빔 용접에 의해 용접 시임(18)의 형성 하에 서로 결합될 수 있다. 밀봉 벨로우즈(8)의 장착 후에 용접 시임(18), 영역(24) 및 (26)의 남은 부분들 및 단부 영역(25)이 밀봉 벨로우즈(8)에 의해 환경 영향으로부터 보호된다.
도 7 내지 도 13에는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 섀시 부품(1)이 나타난다. 제 1 실시예와 유사한 또는 동일한 특징은 제 1 실시예와 동일한 도면 부호로 표시된다. 도 7에는 섀시 부품(1)의 사시도가 도시되고, 섀시 부품(1)은 3점 링크로서 형성되며 구조 부품(3)을 포함한다. 볼 조인트(2) 및 2개의 고무 베어링(27) 및 (28)은 구조 부품(3)과 고정 결합되고, 베어링(27) 및 (28)은 바람직하게는 섀시 부품(1)을 자동차의 차체에 연결하기 위해 사용된다. 볼 조인트(2)는 바람직하게는 섀시 부품(1)을 하나의 휠 캐리어에 연결하기 위해 사용된다.
도 8에는 구조 부품(3)의 평면도가 도시되며, 베어링들(27) 및 (28)은 구조 부품(3)과 고정 결합된다. 또한, 축 방향(10)으로 구조 부품(3)을 통해 연장되는 홀로서 형성된 조인트 수용부(15)가 도시되며, 볼 조인트(2)가 상기 조인트 수용부 내에 삽입된다. 조인트 수용부(15) 내에 볼 조인트(2)의 삽입 및 구조 부품(3)에 볼 조인트(2)의 고정은 제 1 실시예와 유사하게 이루어지므로, 이와 관련해서 제 1 실시예의 설명이 참고된다. 제 1 실시예와 유사하게, 조인트 수용부(15)가 구조 부품(3) 내에 레이저 빔 절삭에 의해 형성된다. 물론, 구조 부품(3)과 베어링들(27) 및 (28)의 결합 후에야 조인트 수용부(15)가 형성된다. 조인트 수용부(15)가 형성되는 지점(29)은 구조 부품(3)과 이미 고정 결합된 고무 베어링(27) 및 (28)의 위치들(30) 및 (31)에 따라 결정된다. 고무 베어링들(27) 및 (28)의 위치들(30) 및 (31)은 특히 그 운동학적 포인트로 표시된다. 또한, 지점(29)은 바람직하게는 구조 부품(3)과 고정 결합된 상태에서 볼 조인트(2)의 운동학적 포인트의 위치를 나타낸다. 특히, 지점(29)은 조인트 수용부(15)의 중심점을 나타낸다. 지점(29)이 결정된 후에, 레이저 빔 절삭에 의해 조인트 수용부(15)가 구조 부품(3) 내에 형성되고, 동시에 구조 부품(3)의 표면 코팅(22)이 조인트 수용부를 둘러싸는 영역(26)에서 제거된다. 그 후에, 예비 제조된 그리고 부분적으로 코팅 제거된 도 9에 따른 볼 조인트(2)가 도 10에 도시된 바와 같이 조인트 수용부(15) 내로 삽입된다. 절단선(9)을 따른 도 10의 볼 조인트(2)의 단면도가 도 11에 도시된다. 구조 부품(3)의 홀(15) 내로 볼 조인트(2)의 삽입 후에, 조인트 카트리지(5) 및 구조 부품(3)이 그 코팅 제거 영역(24) 및 (26)에서 도 12에 도시된 바와 같이, 용접 시임(18)의 형성 하에 서로 용접된다. 그리고 나서, 밀봉 벨로우즈(8)가 볼 조인트(2) 상에 장착된다. 절단선 9를 따른 도 7의 볼 조인트(2)의 단면도가 도 13에 도시된다. 볼 조인트(2) 및 상기 볼 조인트와 구조 부품(3)의 결합에 대한 다른 설명에는 제 1 실시예의 설명이 참고된다.
1 섀시 부품
2 볼 조인트
3 구조 부품
4 구조 부품 내의 관통구
5 조인트 카트리지
6 볼 핀
7 조인트 카트리지 개구
8 밀봉 벨로우즈
9 볼 조인트의 종방향 중심축
10 축 방향
11 볼 핀의 볼
12 베어링 셸
13 조인트 카트리지의 내부 챔버
14 조인트 카트리지의 벽
15 조인트 수용부
16 조인트 카트리지의 환형 칼라
17 방사방향 숄더
18 용접 시임
19 조인트 수용부의 원주 윤곽
20 조인트 카트리지의 외주면
21 조인트 카트리지의 외주면의 원추 영역
22 구조 부품의 표면 코팅
23 조인트 카트리지의 표면 코팅
24 조인트 카트리지의 코팅 제거 영역
25 조인트 카트리지의 축 방향 단부 영역
26 구조 부품의 코팅 제거 영역
27, 28 고무 베어링
29 조인트 수용부의 지점
30, 31 고무 베어링의 위치

Claims (20)

  1. 섀시 부품의 제조 방법에 있어서, 외부 면이 예비 코팅된 구조 부품(3)은 외부 면이 예비 코팅되며 조인트(2)로 예비 조립된 조인트 카트리지(5)와 재료 결합식 조인트 방법에 의해 영구적으로 고정 결합되며,
    상기 조인트 카트리지의 예비 코팅(23)은 상기 재료 결합식 조인트 방법의 실시 전에 부분적으로 제거되고, 상기 조인트 카트리지(5)의 코팅 제거 영역(24)은 상기 재료 결합식 조인트 방법에 의해 상기 구조 부품(3)과 결합되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 재료 결합식 조인트 방법은 열에 의한 재료 결합식 조인트 방법을 포함하며, 열에 의한 재료 결합식 조인트 방법에는 레이저 빔 용접이 포함되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 구조 부품(3)과 상기 조인트 카트리지(5)는 서로 상이한 코팅을 갖는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 조인트 카트리지(5)의 상기 예비 코팅(23)의 부분적 제거는 레이저 코팅 제거에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구조 부품(3)의 예비 코팅(22)은 상기 재료 결합식 조인트 방법의 실시 전에 부분적으로 제거되고, 상기 구조 부품(3)의 코팅 제거 영역(26)은 상기 재료 결합식 조인트 방법에 의해 상기 조인트 카트리지(5)와 결합되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  7. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 예비 코팅된 상기 구조 부품(3)에 조인트 수용부(15)가 형성되고, 예비 코팅된 상기 조인트 카트리지(5)가 상기 재료 결합식 조인트 방법의 실시 전에 축 방향(10)으로 상기 조인트 수용부(15) 내로 삽입되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 구조 부품(3)의 상기 코팅(22)의 부분적 제거는 상기 조인트 수용부(15)의 형성 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 조인트 수용부(15)의 형성이 빔 절삭에 의해 이루어지며, 상기 빔 절삭은 레이저 빔 용융 절삭이 포함되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  10. 제 7항에 있어서, 상기 조인트 수용부(15)는 둥근 원주 윤곽으로 형성되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 조인트 수용부(15)는 상기 구조 부품(3)을 통해 축 방향으로 연장되는 홀을 포함하거나 또는 상기 홀로 형성되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 조인트 카트리지(5)가 방사방향 숄더(17)를 가지며, 상기 조인트 카트리지(5)가 축 방향으로 조인트 수용부(15) 내로 삽입될 때 상기 방사방향 숄더(17)가 상기 구조 부품(3)에 놓이는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  13. 제 7항에 있어서, 상기 조인트 카트리지(5)의 외주면(20)은 적어도 부분적으로 축 방향(10)으로 가늘어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  14. 제 7항에 있어서, 상기 조인트 수용부(15)가 형성되기 전에, 하나 또는 다수의 다른 조인트(27, 28)가 상기 구조 부품(3)과 고정 결합되고, 상기 조인트 수용부(15)가 상기 구조 부품(3)에 형성되는 지점은 상기 구조 부품(3)과 고정 결합되는 상기 다른 조인트 또는 조인트들(27, 28)의 위치 또는 위치들에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 다른 조인트 또는 조인트들(27, 28)은 하나 또는 적어도 하나의 고무 베어링을 포함하거나 또는 상기 베어링을 형성하는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  16. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조인트(2)는 볼 조인트이거나 또는 볼 조인트를 형성하는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  17. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 볼(11)을 가진 볼 핀(6)이 제공되고, 상기 볼 핀의 볼(11)은 상기 조인트 카트리지(5)와 상기 구조 부품(3)의 결합 전에 상기 조인트 카트리지(5) 내로 삽입되므로, 상기 볼(11)을 가진 상기 볼 핀(6)이 상기 조인트 카트리지(5) 내에 이동 가능하게 지지되고, 상기 조인트 카트리지로부터 상기 조인트 카트리지 개구(7)를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 조인트 카트리지 개구(7)의 영역 내의 상기 조인트 카트리지(5)의 벽(14)이 상기 볼 핀(6)의 방향으로 변형되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  19. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 재료 결합식 조인트 방법에 의해 형성된 결합 영역(18)이 상기 조인트(2)의 밀봉 벨로우즈(8)에 의해 커버되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
  20. 섀시 부품의 제조 방법에 있어서, 외부 면이 예비 코팅된 구조 부품(3)은 외부 면이 예비 코팅되며 조인트(2)로 예비 조립된 조인트 카트리지(5)와 재료 결합식 조인트 방법에 의해 영구적으로 고정 결합되며,
    상기 구조 부품(3)의 예비 코팅(22)은 상기 재료 결합식 조인트 방법의 실시 전에 부분적으로 제거되고, 상기 구조 부품(3)의 코팅 제거 영역(26)은 상기 재료 결합식 조인트 방법에 의해 상기 조인트 카트리지(5)와 결합되는 것을 특징으로 하는 섀시 부품의 제조 방법.
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