KR101299027B1 - 다양한 폭을 가진 미끄럼 베어링 부싱 또는 베어링 쉘의제조 방법 - Google Patents

다양한 폭을 가진 미끄럼 베어링 부싱 또는 베어링 쉘의제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다음과 같은 단계를 포함하는, 편평한 밴드 재료로부터 다양한 폭을 갖는 미끄럼 베어링 부싱 또는 베어링 쉘을 제조하는 방법에 관한 것이다:
- 부싱 또는 베어링 쉘 형상에 따라 편평한 밴드 재료에 홈을 형성하는 단계,
- 상기 편평한 밴드 재료를 부싱 또는 베어링 쉘 형태로 롤링 또는 만곡시키는 단계,
- 상기 홈을 따라 잔여 모서리 부위를 기계적으로 분리하는 단계,
- 최종 형태의 미끄럼 베어링 부싱 또는 베어링 쉘을 얻는 단계.
본 발명은 밴드 재료로부터 사다리꼴 또는 계단형 부싱과 같은 공지 형태의 부싱을 제조한다는 사상으로부터 출발한다. 먼저, 통상적인 원통형 부싱용으로 사용되는 직방형 단면을 가진 밴드를 준비한다. 편평한 밴드 재료에 홈을 도입할 수 있다.
미끄럼 베어링 부싱, 베어링 쉘, 밴드 재료, 압인, 절삭, 레이저 노칭

Description

다양한 폭을 가진 미끄럼 베어링 부싱 또는 베어링 쉘의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING SLIDING BEARING BUSHING OR BEARING SHELL HAVING VARYING WIDTH}
도 1은 기계적 분리(분해)에 의한 분리 과정 전후의 2개의 일측 경사형 부싱을 나타내는 개략도이다.
도 2는 분리 전 홈을 가진 원통형 부싱 재료 및 분리 후 얻어진 일측 경사형 부싱을 나타내는 개략도이다.
도 3은 분리 전 2개의 홈을 가진 원통형 부싱 재료와 분리 후 얻어진 2측 경사형 부싱을 나타내는 개략도이다.
도 4는 분리 전 홈을 가진 원통형 부싱 재료 및 분리 후 얻어진 일측 계단형 부싱을 나타내는 개략도이다.
도 5는 분리 전 2개의 홈을 가진 원통형 부싱 재료 및 분리 후 얻어진 2측 계단형 부싱을 나타내는 개략도이다.
본 발명은 편평한 밴드 재료로부터 다양한 폭을 가진 미끄럼 베어링 부싱 또 는 베어링 쉘을 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조되는 롤형 미끄럼 베어링 부싱 또는 베어링 쉘에 관한 것이다.
부싱 또는 하프-쉘(half-shell) 형태의 미끄럼 부재는 종종 밴드 형태의 원재료로부터 제조된다. 경제적인 제조 가능성 및 이로 인한 유리한 특성에 의해, 롤형 미끄럼 베어링 부싱이 자주 사용된다. 미끄럼 베어링 부싱의 원재료는 평활한 표면 및 일부의 경우 압인된 오일 홈(oil groove) 또는 홀(hole) 형태를 가진 밴드이다. 이러한 밴드는 통상적으로 판 형태 또한 부싱 형상으로 절단한 다음, 둥그렇게 만곡시킨다. 경우에 따른 실시형태에 있어서, 롤형 미끄럼 부재는 밴드 재료에 있어 각각의 요구 조건에 따라 매우 단순한 방법으로 적절하게 조절될 수 있다. 이러한 미끄럼 부재는 예를 들면 건축 장비 및 농기계와 같은 기계 구조물에 있어서, 특히 차량용 소형 연결봉 아이(eye)에서 연결봉 베어링 부싱 또는 피스톤 부싱으로서 사용된다.
문헌 DE 199 07 571 A1에는 원주 방향으로 다양한 부싱 폭을 갖는 롤형 미끄럼 베어링 부싱이 공지되어 있다. 이때, 상기 부싱은 미리 형성된 다양한 폭을 가진 스트립(strip) 형태의 절단부로부터 제조된다. 성형판의 측면 절단부를 변형시키기 전에 추가 공정 단계, 예를 들면 압인 공정을 통해 경사면을 마련한다. 다양한 부싱 폭은 특히 견고히 압착되어 있는 미끄럼 베어링 부싱의 중량을 감소시키며, 또한 연결봉 또는 피스톤의 기하학적인 모서리 형태에 따라 적절히 조절된다. 상기 미끄럼 베어링 부싱은 롤링 후에는 어떠한 추가적인 연삭 폭 가공 처리되지 않는다.
나아가, US 4,907,626호에는 밴드 형태의 재료로부터 제조된 롤형 미끄럼 베어링이 공지되어 있다. 상기 밴드 재료에는 홈이 마련되어 있으며, 변형 과정 전에 상기 홈을 따라 상기 밴드를 절단한다. 이어서, 이렇게 얻어진 밴드 절단부를 롤링하여 부싱을 제조한다.
상술한 바를 토대로, 본 발명의 목적은 미끄럼 베어링의 제조 방법을 개선하여 단순한 형태의 밴드로부터 복잡한 형태의 미끄럼 베어링을 경제적인 방법으로 제조하는데 있다.
본 발명은 청구범위 제 1항의 특징에 따른 방법 및 청구범위 제 15항의 특징에 따른 부싱 또는 하프-쉘에 관한 것이다. 추가적으로 기재되어 있는 청구항들은 본 발명의 유리한 형태 및 기타 형태를 나타낸다.
본 발명은 다음과 같은 단계를 포함하는, 편평한 밴드 재료로부터 다양한 폭을 갖는 미끄럼 베어링 부싱 또는 베어링 쉘을 제조하는 방법의 기술적인 내용을 포함하고 있다:
- 부싱 또는 베어링 쉘 형상에 따라 편평한 밴드 재료에 홈을 도입하는 단계,
- 상기 편평한 밴드 재료를 부싱 또는 베어링 쉘 형태로 롤링 또는 만곡시키는 단계,
- 상기 홈을 따라 잔여 모서리 부위를 기계적으로 분리하는 단계,
- 최종 형태의 미끄럼 베어링 부싱 또는 베어링 쉘을 얻는 단계.
본 발명은 밴드 재료로부터 사다리꼴 또는 계단형 부싱과 같은 공지 형태의 부싱을 제조한다는 사상으로부터 출발한다. 먼저, 통상적인 원통형 부싱용으로 사용되는 직방형 단면을 가진 밴드 절단부를 준비한다. 편평한 밴드 재료에 홈을 도입할 수 있다. 상기 도입된 홈에 의해 충분히 작은 두께를 갖는 잔여 재료로부터 잔류 브릿지(bridge)가 얻어지고, 상기 잔류 브릿지는 분리를 위한 소정의 절단 위치로서 사용된다. 상기 편평한 밴드 재료는 판형이거나 또는 천공된 직방형 절단부로 구성된 판형일 수 있다. 예를 들면 큰 밴드 절단부를 작은 관으로 만곡시킨 다음, 각각의 미끄럼 베어링을 분리한다. 상기 기계적 분리는 잔여의 모서리 부위를 단순한 방법으로 절단함으로써 수행될 수 있다. 절단된 홈의 측면에 대한 후가공은 전혀 필요하지 않거나 또는 단지 조금 필요할 뿐이다.
본 발명의 장점은 특히 단순한 밴드 형태로부터 복잡한 형태를 갖는 미끄럼 베어링을 경제적이고 비용이 적은 방법으로 제조할 수 있다는데 있다. 단순한 고유의 밴드 절단부로부터 원하는 부싱 형태를 얻을 수 있다. 따라서, 복잡한 미끄럼 베어링 형태에 대한 기본 원리는 처리하고자 하는 홈이 마련된 매우 단순한 원통형 미끄럼 베어링 재료에 있다. 구체적인 재료 특성이 제조 방법에 상응하여 활용된다. 상기 홈은 상기 부싱의 측면에 경사면을 제공하는데, 상기 경사면은 설치시에 구성 보조물로서 사용될 수 있다. 또한, 상기 홈의 형성에 의해 다양한 경사각이 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들면 경사형 또는 계단형 평면에 대한 고비용 및 비용 집약적인 절삭 가공을 필요로 하지 않는다.
상기 홈을 도입하기 위해서는 미끄럼 부재 재료에 다양하게 영향을 미칠 수 있는 다수의 공정 변수가 고려된다. 특히 경제적인 방법으로서 압인 공정에 의해 상기 홈을 마련하는 것이 바람직하다. 이 경우, 냉간 성형(cold forming)에 의해 국소 경화를 수행한다.
바람직한 일 실시형태에 있어서, 상기 홈은 절삭 공정에 의해 마련된다. 경화성 합금의 경우 절삭 공정이 특히 적합하다. 또한, 상기 홈을 따라 잔류되어 있는 비교적 적은 양의 브릿지 재료가 경화됨으로써 이에 상응하는 소정의 절단 위치가 형성되고, 기계적 분리시에 상기 소정의 절단 위치에서 바람직하게 갈라진다.
이와 달리, 상기 홈은 레이저 노칭(notching) 공정에 의해 마련될 수 있다. 이러한 구조 변형을 통해 상기 홈을 따라 국소 경화가 수행될 수 있다. 상기 경화를 통해, 분리 과정을 위해 필요한 소정의 절단 위치가 형성된다. 상기 홈의 위치에서의 국소적인 구조 변형이 있어날 때, 그 외의 미끄럼 부재 재료, 특히 하중이 미치는 미끄럼 평면 부위에서 미끄럼 특성이 적절히 조절될 수 있다는 장점이 있다.
또 다른 일실시형태에 있어서, 상기 홈은 롤 노칭 공정에 의해 마련될 수 있다. 상기 공정에 있어서, 기계적 냉간 성형에 의해 국소 경화를 수행한다.
본 발명의 바람직한 일실시형태에 있어서, 경화성 구리 합금이 재료로서 사용된다. 이와 관련하여, Cu-Sn-Ni 및 특히 CuSn6Ni6를 기재로 하는 구리 합금이 바람직하게 사용된다.
상기 홈을 따라 기계적으로 분리하기 전 재료 경화시에 300℃ 내지 450℃의 온도에서 1 내지 19시간 동안 노화를 수행한다. 경화를 통해, 특히 상기 홈을 따라 기계적 분리시 원하는 절단 거동에 따라 소정의 절단 위치를 형성한다. 재료 선정시, 상기 공정 단계에서 부싱을 전체적으로 경화 처리하는 것을 고려하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시형태에 있어서, 재료로서 경화성 구리 합금을 사용하지 않을 수도 있다. 구리 합금으로서, Cu-Sn-P, Cu-Zn-Si 또는 Cu-Sn, 바람직하게는 CuSn8을 기재로 하는 합금을 사용하는 것이 유리하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시형태에 있어서, 강철이 결합된 재료를 기재로 하는 재료 또는 다성분 베어링 재료가 사용된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 일 실시형태에 있어서, 상기 홈을 따라 기계적인 분리는 저온에서 실시될 수 있다. 예를 들면 액체 질소가 적합한데, 액체 질소는 기계적 분리시 절단 형태에 긍정적인 영향을 미친다.
상기 홈을 따라 분리하는 단계 이후, 상기 홈을 통해 제공된 소정의 절단면을 마무리 처리할 수 있다. 이 경우, 갈라져서 나타난 적은 양의 브릿지 재료의 거칠기(roughness)를 저비용으로 평탄하게 할 수 있다. 측면에 위치해 있는 경사면은 마무리 처리할 필요가 없다. 이는 진동 분쇄와 같은 단순한 방법으로 수행될 수 있다.
바람직하게는, 미끄럼 베어링을 코팅할 수 있다. 이 경우, 기계적 분리 과정 전후에 공지된 코팅법에 의해 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시형태에 있어서, 본 발명에 따른 방법에 의해 롤형 미끄럼 베어링 부싱 또는 반-쉘이 제조된다.
본 발명의 실시예는 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명된다.
모든 도면에 있어서, 서로 상응하는 부분은 동일한 참조 부호로 표시된다.
도 1은 기계적 분리(분해)에 의한 분리 과정 전후의 2개의 일측 경사형 부싱을 나타내는 개략도이다. 재료에 홈(3)을 형성함으로써, 기계적 분리를 위한 소정의 절단 위치로서 홈(3)을 통해 형성되는 잔여 브릿지를 이용한다. 이렇게 함으로써, 제조 공정 중에 홈(3)의 측면으로부터 경사면(4)이 형성되고, 상기 경사면은 설치를 위한 구성 보조물로서 사용된다. 경사각은 홈(3)의 도입시 노칭각에 따라 미리 설정된다. 상기 실시예에 따르면, 어떠한 폐기 재료도 발생하지 않는다. 필요한 경우, 잔여 브릿지를 따라 기계적인 분리에 의해 야기된 거칠기는 마무리 처리를 통해 평탄하게 할 수 있다.
도 2에는 분리 전 홈(3)을 가진 원통형 부싱 재료(1) 및 분리 후 얻어진 일측 경사형 부싱(2)이 도시되어 있다. 상기 분리된 모서리 부위(5)는 폐기 재료로서 재사용될 수 있다.
도 3은 분리 전 2개의 홈(3)을 가진 원통형 부싱 재료(1)와 분리 후 얻어진 2측 경사형 부싱(2)을 나타내는 도면이다. 양측 홈(3)을 통해, 2개의 측면에 각각의 경사면(4)이 형성된다. 이 경우, 남는 재료의 발생을 상당히 줄일 수 있으며, 도 1과 유사하게 상기 원통형 부싱 재료(1)를 길게 연장된 관체로 구성할 때 다수의 부싱(2)이 직접 인접하여 배치된다.
도 4는 분리 전 홈(3)을 가진 원통형 부싱 재료(1) 및 분리 후 얻어진 일측 계단형 부싱(2)을 나타내는 도면이다. 상기 홈(3)은 후속의 공정 단계에서 얻어지는 부싱(2)의 형상에 상응하도록 마련된다.
추가적인 실시예에 따르면, 분리 전 2개의 홈(3)을 가진 원통형 부싱 재료(1) 및 분리 후 얻어진 2측 계단형 부싱(2)이 도 5에 도시되어 있다. 2개의 측면에는 상응하는 경사면(4)이 형성되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 제조 방법에 의하면 단순한 형태의 밴드 재료로부터 복잡한 형태의 미끄럼 베어링을 경제적인 방법으로 제조할 수 있다.

Claims (15)

  1. Cu-Sn-Ni에 기초한 경화성 구리 합금을 사용한 편평한 밴드 재료로부터, 다양한 폭을 갖는 미끄럼 베어링 부싱(2)을 제조하는 방법으로서,
    - 편평한 밴드 재료에 홈(3)들을 형성하되, 잔여 재료의 브릿지가 홈들을 따라 형성되어 상기 홈들을 따라 소정의 절단 위치를 제공하도록 하는 단계,
    - 상기 편평한 밴드 재료를 부싱 형태로 롤링 또는 만곡시키는 단계,
    - 300℃ 내지 450℃의 온도에서 1 내지 19시간 동안 상기 브릿지에 대해 노화를 실시하는 단계,
    - 상기 홈을 따라 연장되는 브릿지를 기계적으로 분리하는 단계, 및
    - 최종 형태의 미끄럼 베어링을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 홈(3)이 압인 공정을 통해 마련되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 홈(3)이 절삭 공정에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 홈(3)이 레이저 노칭 공정에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 홈(3)이 롤 노칭 공정에 의해 마련되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서, 경화성 구리 합금으로서, Cu-Sn-P 또는 Cu-Zn-Si를 기재로 하는 합금이 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서, 상기 홈(3)을 따른 기계적인 분리는 저온에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 홈(3)을 따라 분리한 후 상기 홈을 통해 제공된 소정의 절단면이 마무리 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 미끄럼 베어링 부싱(2)이 코팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 1항에 따른 방법에 의해 제조된 롤형 또는 만곡형 미끄럼 베어링 부싱.
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