KR101086195B1 - 공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈의 모울딩 및 가황처리 방법 및 장치 - Google Patents

공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈의 모울딩 및 가황처리 방법 및 장치 Download PDF

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콘티테크 루프트페더지스테메 게엠베하
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Abstract

본 발명은 공기 스프링-튜브형 롤링 벨로우즈의 모울딩에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 상기 튜브형 롤링 벨로우즈는 고무 또는 고무와 같은 성질의 탄성중합체로 이루어지고 고정 지지부에 의해 보강된다. 상기 공기 스프링-롤링 벨로우즈를 개별 피스톤상에서 신축가능하게 롤링할 수 있도록 하기 위해서는 원래 실린더형인, 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션이 약간 원추형이거나 병 모양으로 제공되어서 모울드 내에서 가황된다. 본 발명에 따라 개선된 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)를 팽창하기 위한 모울딩 방법에서, 최종 제품의 거의 두 배의 길이를 갖는 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 블래더(히터밴드, 10) 위로 가이드되고, 압축 공기가 상기 블래더(10) 내에 존재하는 압력 챔버(20) 내로 가압됨으로써 실리콘으로 이루어진 블래더(10)가 팽창되고 상기 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)을 외부 모울드(6)의 볼록한 내벽(18)에 대하여 가압함으로써, 상기 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 팽창 공정에 의해서 구조상으로 볼 때 축방향으로 짧아지며, 상기 블래더(10)의 축방향으로 이동가능한 단부측 고정 지지부(12, 14; 12', 14' 또는 12'', 14'')가, 팽창 및 상기 팽창에 따라 축방향 단축이 나타날 때 상기 블래더(10)에 가해지는 기계적 부하가 작아지는 방식으로 축방향으로 가이드된다. 상기 튜브형 롤링 벨로우즈는 자동차 공기 스프링에서 사용된다.

Description

공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈의 모울딩 및 가황처리 방법 및 장치 {MOULDING OF THE AIR SPRING-TUBE TYPE ROLLING BELLOWS}
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 장치의 3개의 상이한 실시예의 각각의 개략적인 종단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 배치의 개략적인 횡단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
2, 2a, 2b, ... 가황 장치
4 분리면
6 외부 이중 모울드
6a "상부" 절반부
6b "하부" 절반부
8a "상부" 절반부의 병 모양의 공동부
8b "하부" 절반부의 병 모양의 공동부
10 블래더
2, 12', 12'' "상부" 고정 지지부
14, 14', 14'' "하부" 고정 지지부
16 튜브형 롤링 벨로우즈-섹션, 블랭크(blank), 튜브형 롤링 벨로우즈-블랭크, 공기 스프링-블랭크, 이중 롤링 벨로우 즈
18 외부 모울드의 내벽
20 압력 챔버
22, 22' 피스톤 로드
24 공압 실린더
26 공압 실린더의 압력 챔버
28 피스톤
30 순환면
32 추가 피스톤 로드
34 드럼
38 조작 장치
40 작동 영역
본 발명은 청구항 1항 및 7항의 전제부에 따른 공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈를 모울딩하고 가황처리하기 위한 방법 및 상기 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.
자동차 공기 스프링에서 사용되는 튜브형 롤링 벨로우즈는 고무 또는 고무와 같은 성질의 탄성중합체로 이루어지고 고정 지지부에 의해 보강된다. 우선은 가황되지 않은 튜브형 블랭크(blank)의 형태로 제조가 이루어진다. 공기 스프링의 롤링 벨로우즈를 개별 피스톤상에서 신축가능하게 롤링할 수 있도록 하기 위해서는 원래 실린더형인, 튜브형 롤링 벨로우즈의 섹션이 약간 원추형이거나 병 모양으로 제공되어서 모울드 내에서 가황되어야만 한다.
본 발명은 튜브형 롤링 벨로우즈 블랭크의 모울딩 및 가황처리에 관한 것이다.
이에 관련한 종래기술이 US 3,057,768에 공지되어 있다. 원래는 실린더형인, 튜브형 롤링 벨로우즈 블랭크의 한 단부는 원추형으로 팽창되어 있다. 이를 위해서 히터밴드(heater band)가 튜브형 롤링 벨로우즈 블랭크 내부로 삽입되고 원추형 또는 병 모양의 공동부를 갖는 고정된 외부 모울드가 형성되어서, 양 단부가 폐쇄된 후에는 상기 히터밴드에 가열 증기가 공급된다. 이때 상기 블랭크는 압력과 열에 의해서 외부 모울드에 상응하는 형상을 갖게 되고 가황처리된다. 결국 상기 양 단부는 서로 다른 직경을 갖게 된다.
팽창되지 않는 블랭크 단부를 고정하는 것은 특별히 어려움이 없는 반면에 팽창되는 블랭크 단부를 고정하는 것은 어느정도 어려움을 동반하고 특별한 조처를 필요로 한다.
또한 팽창되는 블랭크 단부의 정확한 형상을 바라는 것도 불가능하다. 실제에 있어서 고정 단부를 재사용하는 것은 불가능하기 때문에 제거되어야만 한다. 즉 양 단부에 대량의 커팅이 존재한다.
본 발명의 목적은 언급한 단점들을 방지하고 튜브형 롤링 벨로우즈 블랭크의 팽창 및 가황을 위한 개선된 모울딩 방법을 제공하는 것이다.
청구항 1항 및 8항에 제시된 본 발명의 해결 방법은 이중 롤링 벨로우즈 장치를 사용하는데 있다.
본 발명의 기본적인 장점은 비용 및 품질 면에 있어서 사전 부풀림 없이도 가황 오류를 감소시킬 수 있다는데 있다. 본 발명에 따른 이중 롤링 벨로우즈 원리에 의해 두 배의 생산력이 달성된다. 중간 제품(이중 롤링 벨로우즈)의 중심에는 어떠한 파편도 존재하지 않는다. 자동화가 달성된다.
바람직한 실시예 및 개선예가 종속항에 제시된다.
튜브형 롤링 벨로우즈를 모울딩하기 위한 본 발명에 따른 구상 및 이에 따라 나타나는 장점들이 첨부된 도면에 의해 하기에서 더 자세히 설명된다.
도 1에서 종단면으로 도시된 장치(2)는 분리면(4)에서 축방향으로 두 부분으로 분할된 외부 이중 모울드(6), 즉 "상부" 절반부(6a) 및 "하부" 절반부(6b)로 이루어진다. 상기 두 개의 절반부(6a, 6b)는 바람직하게 전기적으로 가열된다. 상기 두 개의 절반부(6a, 6b)는 서로에 대해 경면대칭적으로 배치된 병 모양의 각각의 공동부(8a, 8b)를 가짐으로써, 공통의 공동부(8) 중심에는 볼록한 팽창부가 생성된다.
상기 이중 모울드(6) 내부에는 내열성 탄성중합체 재료, 바람직하게는 추가로 가교중합(架橋重合)처리된 실리콘으로 이루어진 실린더형 블래더(bladder)(10)가 축방향으로 연장되며, 상기 블래더(10)의 단부는 고정된다. "상부" 고정 지지부(12) 및 "하부" 고정 지지부(14)는 축방향으로 이동가능하다.
모울딩을 위해 최종 제품의 거의 두 배 길이를 갖는 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 블래더(히터밴드로도 언급됨, 10)에 의해 커버된다.
압력이 6 bar 보다 클 경우에는 압축 공기가 블래더(10)의 압력 챔버(20) 내로 가압된다. 이를 통하여 실리콘으로 이루어진 블래더(10)가 팽창되고 외부 모울드(6)의 내벽(18)에 대하여 상기 내벽을 둘러싸는 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)을 가압한다.
팽창 공정을 통해서 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 구조상으로 볼 때 축방향으로 짧아진다. 이와 같은 축방향 단축이 마찰을 통해서 블래더(10)에 작용함으로써 상기 블래더(10)가 특히 두 개의 고정 지지부(12, 14)에서 높은 기계적 부하를 받게 된다. 이러한 문제는 본 발명에 따르면, 블래더(10)의 축방향으로 이동가능한 고정 지지부(12, 14)가 팽창 및 상기 팽창에 따라 축방향 단축이 나타날 때 상기 블래더(10)에 가해지는 기계적 부하가 작아지는 방식으로 가이드됨으로써 해결된다.
가황처리는 외부 모울드(6)에 대한 사전팽창없이 실리콘-블래더(10) 내부로부터 이루어진다. 상기 외부 모울드(6)는 가황처리 시간 동안 가열된다. 가황처리 공정은 대략 20분 간의 가열시간이 흐른 후에 종결되고 블래더(히터밴드)(10) 내부의 공기가 주변에 방출된다. 따라서 상기 블래더(히터밴드)(10)는 원래의 직경으로 되돌아가게 된다. 외부 모울드(6)의 개방후에 가황처리된 이중 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 제거될 수 있다. 즉 결합될 두 개의 제품이 단지 한 단계에서 가황된다. 그리고 나서 경면대칭적으로 형성된 이중 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 중앙에서 분할됨으로써 같은 크기의 두 개의 롤링 벨로우즈가 생성된다.
도 2에 도시된 구조에서는 블래더(10)의 "상부" 고정 지지부(12')가 피스톤 로드(22)를 지나서 "하부" 고정 지지부(14')를 통해 가이드된다. 상기 피스톤 로드(22)와 "하부" 고정 지지부(14') 사이에는 미끄럼 베어링 및 시일(seal)이 존재한다. 이와 같은 배열상태로 인해, 롤링 벨로우즈 섹션(16)의 공급 및 한 측면으로부터의 가황물의 배출이 방해받지 않고 실행된다는 장점이 제공된다. 압력 챔버(20)는 피스톤 로드(22) 내부에 있는 중심 홀에 제공된다.
"하부" 고정 지지부(14')와 피스톤 로드(22)는 공압 실린더(pneumatic cylinder)(24)에 의해 연결된다. 상기 공압 실린더(24)의 압력 챔버(26)는 상기 압력 챔버(20)와 연결된다. 상기 피스톤(28)의 실린더면과 "하부" 고정 지지부(14')의 순환면(30)은 같은 크기이다. 이러한 이유에서 상기 "하부" 고정 지지부(14')가 각각의 가황 압력에 대하여 축방향으로 힘을 받지 않고 피스톤 로드(22)쪽으로 가이드된다.
상기 공압 실린더(24)의 축방향 행정은 적합한 측정 장치에 의해 기록된다. 상기 피스톤 로드(22)의 축방향 위치는, 상기 피스톤 로드(22)의 행정이 항상 공압 실린더(24) 행정의 두 배의 값을 갖도록 적합한 선형장치에 의해 제어된다. 이를 통하여 분리면(4)에 대해 대칭적인 모울딩이 달성된다.
이러한 형성은 선형장치가 피스톤 로드(22)에 소량의 힘만을 전달해도 된다는 장점을 갖는다.
도 3은 본 발명에 따른 가황장치의 또다른 실시예이다. 여기서는 블래더(히터밴드)(10)의 "상부" 고정 지지부(12'')가 피스톤 로드(22') 위를 지나서 "하부" 고정 지지부(14'')를 통해 가이드되어서 적합한 선형장치와 연결된다. 상기 "하부" 고정 지지부(14'')는 또다른 피스톤 로드(32)에 의해서도 마찬가지로 선형장치와 연결된다. 상기 두 개의 선형장치는 제어에 의해 가황압력의 작용과는 반대방향으로 작동됨으로써, 상기 블래더(히터밴드)(10)와 고정 지지부(12'', 14'') 간의 기계적 부하가 작아진다. 여기서도 분리면(4)에 대해 대칭적인 모울딩이 달성된다.
약 20분 간의 순환주기를 크게 단축하기 위해서 도 4에 도시된 본 발명에 따른 장치(2)의 개선예에서는 소위 "회전장치 구상"("회전장치" 34)이 제공된다. 이러한 경우에 8개의 전체 가황장치(2a, 2b, ...)가 리볼버(revolver)의 방식에 따라서 드럼(36) 상에 회전가능하게 배치된다. 고정된 조작 장치(38)는 작동영역(40)을 가지며, 상기 조작 장치(38)에 의해서 블랭크에 의한 코팅 및 가황된 개별 제품의 제거가 가능해진다.
본 발명에 의해 언급한 단점들을 방지하고 튜브형 롤링 벨로우즈 블랭크의 팽창 및 가황을 위한 개선된 모울딩 방법이 제공된다.

Claims (14)

  1. 공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈를 모울딩 및 가황처리하기 위한 방법에 있어서,
    - 2개의 최종 제품을 제조할 수 있는 길이를 갖는 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 블래더(10) 위로 가이드되고,
    - 압축 공기가 상기 블래더(10) 내에 존재하는 압력 챔버(20) 내로 가압됨으로써 실리콘으로 이루어진 블래더(10)가 팽창되고 상기 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)을 외부 모울드(6)의 오목한 내벽(18)에 대하여 가압하여, 상기 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 팽창 공정에 의해서 구조상으로 볼 때 축방향으로 짧아지며,
    - 상기 블래더(10)의 축방향으로 이동가능한 단부측 고정 지지부(12, 14; 12', 14' 또는 12'', 14'')가, 팽창 및 상기 팽창에 따라 축방향 단축이 나타날 때 상기 블래더(10)에 가해지는 기계적 부하가 작게 유지되도록 축방향으로 가이드되는 것을 특징으로 하는,
    공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈를 모울딩 및 가황처리하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    - 상기 블래더(10)의 "상부" 고정 지지부(12'')가 "하부" 고정 지지부(14'')를 통해 연장되는 피스톤 로드(22')에 의하여 가이드되어서 적합한 선형 장치와 연결되고,
    - 상기 "하부" 고정 지지부(14'')가 또다른 피스톤 로드(32)에 의해 마찬가지로 선형 장치와 연결되며,
    - 상기 블래더(10)와 상기 고정 지지부(12'', 14'') 간의 기계적 부하가 작게 유지되도록 가황 압력에 따른 제어에 의해 상기 두 개의 선형 장치가 반대방향으로 가이드되는 것을 특징으로 하는,
    공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈를 모울딩 및 가황처리하기 위한 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 블래더(10)에 의한 가황처리가 사전팽창없이 상기 외부 모울드(6)에 대해 상기 블래더(10)의 내부로부터 이루어지고,
    상기 외부 모울드(6)가 가황시간 동안 가열되는 것을 특징으로 하는,
    공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈를 모울딩 및 가황처리하기 위한 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    가황처리된 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 상기 외부 모울드(6)의 개방 후에 제거되는 것을 특징으로 하는,
    공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈를 모울딩 및 가황처리하기 위한 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    경면대칭적으로 형성된 상기 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)이 중앙에서 분할됨으로써 같은 크기의 두 개의 롤링 벨로우즈가 생성되는 것을 특징으로 하는,
    공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈를 모울딩 및 가황처리하기 위한 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 압력 챔버(20)에 대한 공급이 상기 고정 지지부(12', 14' 또는 12'', 14'')를 연결시키는 피스톤 로드(22 또는 22') 내에 있는 중심 홀을 통해서 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    공기 스프링의 튜브형 롤링 벨로우즈를 모울딩 및 가황처리하기 위한 방법.
  7. 외부 모울드(6) 및 실린더형 블래더(10)를 구비하는 하나 이상의 가황 장치(2a, 2b)를 포함하는, 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실시하기 위한 장치에 있어서,
    - 상기 외부 모울드(6)가 분리면(4)에서 "상부" 절반부(6a) 및 "하부" 절반부(6b)로 분할되고, 상기 두 개의 절반부(6a, 6b)가 각각 병 모양의 공동부(8a, 8b)를 가지며 서로에 대해 경면대칭적으로 배치됨으로써, 상기 공통의 공동부(8)의 중심에 볼록한 팽창부(8)가 생성되고,
    - 상기 블래더(10)가 상기 외부 모울드(6) 내에서 축방향으로 연장되어서, 가황처리될 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)을 2개 제조할 수 있는 길이를 가지며, 상기 블래더(10)의 단부가 "상부" 고정 지지부(12, 12' 또는 12'') 및 "하부" 고정 지지부(14, 14' 또는 14'') 내에서 축방향으로 이동가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 블래더(10)의 "상부" 고정 지지부(12')가 상기 피스톤 로드(22)에 의해서 상기 "하부" 고정 지지부(14')와 축방향으로 이동가능하게 연결되며,
    상기 피스톤 로드(22)와 상기 "하부" 고정 지지부(14') 사이에 미끄럼 베어링 및 시일이 존재하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 "하부" 고정 지지부(14')와 상기 피스톤 로드(22)가 공압 실린더(24)에 의해 연결되고, 상기 공압 실린더(24)의 압력 챔버(26)가 상기 블래더(10)의 압력 챔버(20)와 연결되며, 상기 압력 챔버(26)와 접촉하는 상기 피스톤(28)의 실린더면과 상기 압력 챔버(20)와 접촉하는 상기 "하부" 고정 지지부(14')의 환형면(30)이 같은 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 피스톤 로드(22)의 행정이 항상 상기 공압 실린더(24) 행정의 두 배의 값을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 블래더(10)의 상기 "상부" 고정 지지부(12'')가 상기 피스톤 로드(22')에 의해서 상기 "하부" 고정 지지부(14'')를 통해 가이드되어서 선형장치와 연결되며,
    상기 "하부" 고정 지지부(14'')가 또다른 피스톤 로드(32)에 의해서 마찬가지로 선형장치와 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 두 개의 절반부(6a, 6b)가 전기적으로 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 7항에 있어서,
    상기 블래더(10)가 모울딩될 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)의 길이와 같은 길이를 가지며 내열성을 가진 탄성중합체 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 7항에 있어서,
    회전기(34)를 포함하고, 상기 회전기가,
    다수의 가황 장치(2a, 2b)가 회전가능하게 배치될 수 있는 드럼(36); 및
    상기 튜브형 롤링 벨로우즈 섹션(16)에 의한 코팅 및 가황처리된 개별 생성물이 배출될 수 있게 하는, 작동 영역(40)을 가진 조작 장치(38);를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
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