KR101385670B1 - 탄성 부싱, 특히, 합성 조향 부싱 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 동심으로 배치되고 엘라스토머 층(13)에 의해 서로 연결된 내부 코어(11) 및 외부 슬리브(12)를 구비하는 탄성 부싱(10), 특히, 합성 조향 부싱에 관한 것이다. 제한 요소(18, 19)는 내부 코어(11) 및 외부 슬리브(12) 사이에 배치되어서, 내부 코어(11)의 반경방향 움직임을 제한한다. 회부 슬리브(12)는 안쪽으로 구부러진 단부 영역(26)을 포함한다. 반경방향 및 축방향으로 클리어런스를 제공하는 비용 효율적인 탄성 부싱을 제공하기 위해서, 내부 코어(11)는 축방향으로 형성된 적어도 하나의 오목부(16)를 포함하고, 적어도 하나의 제한 요소(18, 19)가 오목부(16) 내에 견고하게 삽입되며, 제한 요소(18, 19)는 단부 영역(26)으로부터 축방향으로 떨어져 있고, 단부 영역(26)은 내부 코어(11)의 축방향 움직임을 제한한다. 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 탄성 부싱(10)을 만드는 방법에 관한 것이다.

Description

탄성 부싱, 특히, 합성 조향 부싱{ELASTIC BUSHING, IN PARTICULAR COMPOSITE STEERING BUSHING}
본 발명은 서로에 대해 동심으로 배치되고 엘라스토머 층에 의해 서로 연결된 내부 코어 및 외부 슬리브를 구비하는 탄성 부싱, 특히, 트위스트 빔 리어 엑슬(twist beam rear axle)로서, 내부 코어의 반경방향 움직임을 제한하는 제한 요소가 내부 코어와 외부 슬리브 사이에 배치되고, 외부 슬리브는 안쪽으로 구부러진 단부 영역을 구비하는 탄성 부싱에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 탄성 부싱을 만드는 방법에 관한 것이다.
상기 형태의 부싱들은 트위스트 빔 리어 엑슬들을 설치하기 위한 자동차 구조에 사용된다. 이를 위해서, 부싱들은 수용 러그(receiving lug) 내로 압착되고, 차체에 연결된 브라켓에 볼트에 의해서 고정된다. 훌륭한 조향 및 주행 특성들을 얻기 위해서, 반경방향 및 축방향으로 유격(play)의 한정된 양이 요구된다.
DE 196 38 554 A1은 서로에 대해서 동심으로 배치된 내부 코어 및 외부 슬리브를 구비하는 탄성 베어링을 개시한다. 내부 코어와 외부 슬리브 사이에는 탄성 층이 삽입된다. 외부 슬리브는 플랜지를 형성하기 위해 단부들이 구부러진다. 외부 슬리브의 내부 표면에 대해서 지탱하는 제한 요소가 엘라스토머 층과 플랜지 사이에 각각의 단부에서 삽입된다. 제한 요소와 내부 코어 사이에는 자유 공간이 제공되어서, 일정 수준의 유격(a degree of play)이 반경방향으로 제공된다. 그러나, 탄성 베어링은 축방향으로 어떠한 유격도 구비하지 않아서, 상기 축방향 유격을 제공하는 임무는 부싱이 차체에 연결되도록 하는 브라켓에 의해서 수행되어야 한다. 그 결과, 부싱은 축방향으로 유격을 제공하기 위해 비싼 브라켓이 요구된다는 결점을 구비한다.
DE 30 04 075 A1은 내부 코어 및 금속 외부 슬리브를 구비하고, 내부 코어 및 외부 슬리브가 서로에 대해서 동심으로 배치된 탄성 조인트를 개시한다. 내부 코어와 외부 슬리브 사이에는 엘라스토머 몸체가 삽입된다. 엘라스토머 몸체에 외부 슬리브를 축방향으로 고정하기 위해 엘라스토머 몸체에 각각의 단부측에서 두 개의 금속 링들이 부착되고, 금속 링들은 외부 슬리브와 마찰 접착(friction adhesion)을 만든다. 마찰 접착을 증가시키기 위해서, 금속 와이어 망이 엘라스토머 내에 삽입된다. 반경방향 유격을 만들기 위해서, 플랜지들과 내부 코어 사이에 자유 공간이 제공된다. 마찬가지로, 상기 부싱은 축방향으로 어떠한 유격도 구비하지 않아서, 상기 축방향 유격을 제공하는 임무는 비싼 브라켓에 의해서 수행되어야 한다.
본 발명의 목적은 만들기에 저렴하면서 동시에 축방향 및 반경방향으로 일정 수준의 유격을 제공하는 도입부에서 특정된 형태의 탄성 부싱을 구체화하는 것이다.
상기 목적은, 도입부에서 특정된 형태의 부싱의 경우에, 내부 코어가 내부에 축방향으로 형성된 적어도 하나의 오목부를 구비하고, 적어도 하나의 제한 요소가 오목부 내에 양의 잠금 방식(positively locking manner)으로 삽입되며, 제한 요소는 단부 영역으로부터 축방향으로 이격되고, 단부 영역은 내부 코어의 축방향 움직임을 제한하는 것으로 달성된다.
제한 요소와 단부 영역 사이의 축방향 공간 및 제한 요소와 외부 슬리브 사이의 반경방향 공간의 결과로, 본 발명에 따른 탄성 부싱은 축방향 및 반경방향으로 유격을 구비한다. 이렇게, 이러한 기능들을 수행하기 위한 분리된 부품들이 여분으로 만들어진다. 그 결과, 본 발명에 따른 베어링은 이전의 탄성 베어링들보다 더 저렴한 해결책을 구성한다. 또한, 코어 내의 오목부들은 제한 요소들이 양의 잠금 형태로 수용되는 것을 보장해서, 탄성 부싱의 조립 동안에, 내부 코어에 대한 제한 요소들을 유리하게 고정하므로, 상기 제한 요소들이 미끄러지지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 탄성 베어링은 소형 디자인(compact design)을 구비한다.
각각의 하나의 제한 요소가 내부 코어의 맞은편 단부측들 상에 배치되는 것이 유리하다. 그러므로, 부싱은 모든 공간 방향들로 유격을 구비한다.
다른 유리한 변형 예에 있어서, 내부 코어는 일 단부측으로부터 타 단부측까지 축방향으로 연속으로 연장하는 네 개의 오목부들을 구비하고, 오목부들은 서로에 대해서 대략 90°로 배치된다.
유리하게는, 제한 요소는 내부 코어의 오목부 내에 양의 잠금 방식으로 삽입될 수 있는 네 개의 웹들을 구비한다. 이렇게, 내부 코어 상의 제한 요소의 정확한 배치가 보장된다.
제한 요소의 대응하는 환형 숄더가 맞물리는 숄더가 내부 코어 상에 제공되는 것이 유리하다. 그 결과, 설치 후에, 더 이상의 반경방향의 움직임이 가능하지 않도록 제한 요소가 내부 코어에 고정되어서, 외부 슬리브의 단부 영역들의 구부리기 동안에 탄성 부싱을 다루기 쉽게 한다. 또한, 두 개의 숄더들은 내부 코어 내로 제한 요소의 삽입 동안에 제한 요소를 위한 멈춤부로서 기능을 한다.
다른 유리한 변형 예에 있어서, 제한 요소와 엘라스토머 층 사이에 축방향 및/또는 반경방향으로 자유 공간이 제공된다. 이렇게, 축방향이나 반경방향 또는 축방향과 반경방향의 움직임 동안에, 처음에는 제한 요소가 엘라스토머 층에 대해서 인접하고, 상기 층의 두께 및 제한 요소의 재료 특성들에 따른 대응하는 댐핑을 받기 때문에, 점진적인 제한이 달성될 수 있다. 그 결과, 축방향 및 반경방향으로 존재하는 유격에 의해서뿐만 아니라, 제한 요소와 외부 슬리부 또는 단부 영역 사이에 제공된 엘라스토머 층에 의해서 주행 특성들이 설정될 수 있다.
유리하게는, 플랫 로드가 안에서 압착될 수 있는 개구부가 내부 코어 내에 형성된다. 플랫 로드에 의해서, 탄성 부싱은 예를 들어 차체에 고정될 수 있다.
유리하게는, 내부 코어는 압출 성형되어 길이가 절단된 외형으로 만들어지고, 특히, 알루미늄으로 만들어진다. 그러므로, 탄성 부싱은 낮은 전체 중량을 구비한다.
다른 유리한 변형 예에 있어서, 제한 요소는 플라스틱으로 만들어진다. 이렇게, 저렴한 제한 요소가 제공된다.
또한, 본 발명은 이하의 단계들을 포함하는 탄성 부싱을 만드는 방법에 관한 것이다. 우선, 내부 코어 및 외부 슬리브가 압출 성형된다. 그 뒤에, 내부 코어 및 외부 슬리브 사이에 엘라스토머 층이 삽입되고 가황된다. 그 뒤에, 두 개의 제한 요소들이 내부 코어의 각각 하나의 단부측에 부착되고, 제한 요소의 웹들이 내부 코어의 오목부들 내로 삽입된다. 그 뒤에, 외부 슬리브는 그 마주하는 단부들에서 구부러진다.
본 명세서의 내용 중에 포함되어 있음.
이하, 본 발명은 도면들에 도시된 예시적인 실시예를 기초로 더욱 구체적으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 베어링의 부분 단면도인 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 라인을 따르는 본 발명에 따른 베어링을 통한 횡단면도를 나타낸다.
도 3은 가황 생산 단계 직후에 본 발명에 따른 베어링을 통한 수평 단면도를 나타낸다.
도 4는 플랫 로드가 없는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ 라인을 따르는 본 발명에 따른 베어링을 통한 수평 단면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 베어링의 개개의 요소들의 사시도를 나타낸다.
도 1은 트위스트 빔 리어 엑슬을 위한 탄성 부싱(10)을 나타낸다. 부싱(10)은 내부 코어(11) 및 외부 슬리브(12)를 구비한다. 내부 코어(11) 및 외부 슬리브(12)는 서로에 대해서 동심으로 배치되고, 두 개의 슬리브들(11, 12) 사이에 삽입된 엘라스토머 층(13)에 의해서 서로 연결된다.
도 1 내지 5에서, 내부 코어(11)는 관통 개구부(14) 및 관통 개구부(14)에 평행하게 배치되고 관통 개구부(14)와 유사한 두 개의 개구부들(15)을 구비하고, 관통 개구부(14) 및 두 개의 개구부들(15)은 내부 코어(11)의 일단측으로부터 타단측까지 연속으로 연장하도록 설계된다. 도 5에 도시된 것과 같이, 네 개의 오목부들(16)이 내부 코어(11) 내에 형성되고, 오목부들은 내부 코어(11)의 일단측으로부터 타단측까지 축방향으로 연속으로 뻗고, 서로에 대해서 대략 90°의 각으로 배치된다. 또한, 내부 코어(11)는 숄더(17)를 구비한다.
도 1에 도시된 것과 같이, 탄성 부싱(10)은 제 1 제한 요소(18) 및 제 2 제한 요소(19)를 포함한다. 도 5를 참조하면, 제한 요소들(18, 19)는 환형 숄더(21)를 구비하는 환형 부분(20) 및 환형 부분(20)으로부터 돌출한 네 개의 대략 T-형 웹들(22)을 구비한다. 제한 요소들(18, 19)는 플라스틱으로 만들어진다.
도 2 및 3을 참조하면, 외부 슬리브(12)는 얇은 튜브(thin-walled tube)로 형성되고, 외부 슬리브(12)가 내부 코어(11)보다 더 길다.
부싱(10)을 만들기 위해서, 우선 내부 코어(11)가 압출 성형되고, 바람직한 길이로 절단된다. 마찬가지로, 외부 슬리브(12)가 압출 성형되고, 바람직한 길이로 절단된다. 내부 코어(11) 및 외부 슬리브(12) 모두는 금속 재료, 특히 알루미늄으로 만들어진다. 그 뒤에, 내부 코어(11) 및 외부 슬리브(12)는 가황 몰드 내로 배치되어서, 서로에 대해서 동심으로 배열된다. 그 뒤에, 엘라스토머 층(13)이 주입되고, 오목부들(16)은 엘라스토머 층(13)으로부터 자유롭게 유지되며, 내부 코어(11) 및 외부 슬리브(12)에 엘라스토머 층(13)을 결합 연결하도록 상기 엘라스토머 층이 마지막으로 가황된다. 도 3에서 볼 수 있는 것과 같이, 엘라스토머 층(13)은 제 1 부분(23), 제 2 부분(24) 및 제 3 부분(25)을 포함한다. 제 1 부분(23)은 내부 코어(11)를 외부 슬리브(12)에 연결하고, 두 개의 원형 만입부들(30)을 구비한다. 제 2 부분(24) 및 제 3 부분(25)은 외부 슬리브(12)의 단부측들의 방향으로 제 1 부분(23)으로부터 멀어지는 반대 방향들로 연장하고, 상기 부분들은 외부 슬리브(12)의 내측을 따라 뻗는다. 제 2 부분(24)이 제 3 부분(25)보다 더 두껍다. 그러나, 제 3 부분(25)이 제 2 부분(24)보다 더 두껍게 될 수도 있다. 또한, 두 부분들(24, 25)이 동일한 두께로 될 수도 있다.
도 4 및 5를 참조하면, 엘라스토머 층(13)의 가황 후에, 제한 요소들(18, 19)이 내부 코어(11)의 단부측들에 각각 부착된다. 이를 위하여, 제한 요소들(18, 19)의 웹들(22)이 오목부들(16) 내로 밀려 들어가고, 웹들(22)은 도 2에 도시된 것과 같이 오목부들(16) 내에 양의 잠금 방식으로 수용된다. 또한, 환형 부분(20)의 환형 숄더(21)가 내부 코어(11)의 숄더(17) 내로 맞물려서, 제한 요소들(18, 19)이 반경방향으로 고정된다.
내부 코어(11)의 각각의 단부측들에 대한 제한 요소들(18, 19)을 부착 후에, 외부 슬리브(12)의 각각의 단부가 내부 코어(11)의 방향으로 대략 직각으로 안쪽으로 구부러져서, 단부 영역(26)을 형성한다. 이에 의해서, 도 2 및 4에 도시된 것과 같이, 제 1 자유 공간(27)이 제 1 제한 요소(18), 외부 슬리브(12) 및 단부 영역(26) 사이에 그리고 제 1 제한 요소(18)와 제 2 부분(24) 사이에 형성된다. 제 2 자유 공간(28)은 제 2 제한 요소(19), 외부 슬리브(12) 및 단부 영역(26) 사이에 그리고 제 2 제한 요소(19)와 제 3 부분(25) 사이에 형성된다. 자유 공간들(27, 28)의 크기는 제 2 부분(24) 및 제 3 부분(25)의 두께에 의존한다. 마찬가지로, 도 2에 도시된 것과 같이, 자유 공간들은 웹들(22)과 엘라스토머 층(13) 사이에 형성된다. 두 개의 자유 공간들(27, 28) 및 웹들(22)과 엘라스토머 층(13) 사이의 자유 공간들은 각각 내부 코어(11)의 반경방향 또는 축방향으로의 움직임 또는 내부 코어(11)의 반경방향 및 축방향으로의 연합 움직임(combined movement)을 허락한다.
도 4를 참조하면, 단부 영역(26)은 제한 요소(18, 19)를 위한 축방향의 멈춤부로서 기능한다. 외부 슬리브(12)는 반경방향의 멈춤부로서 기능한다. 제한 요소들(18, 19)과 외부 슬리브(12) 또는 단부 영역(26) 사이에 위치되며 부분들(24, 25)로 형성된 엘라스토머 층으로 인해, 부분들(24, 25)에 대한 제한 요소들(18, 19)의 인접(abutment) 동안에 점진적인 제한이 달성될 수 있다. 부분들(24, 25)의 두께에 따라서 그리고 재료 특성들에 따라서 다른 강도를 얻을 수 있다.
부싱(10)을 (더욱 상세하게 도시되지 않은) 차체에 고정하기 위해서, 도 1 및 5에 도시된 것과 같이, 플랫 로드(29)가 관통 개구부(14) 내에 압착되고, 플랫 로드(29)는 도 1 및 5에 도시된 그것의 개구부들에 의해서 차체에 연결된다. 탄성 부싱(10)은 수용 러그 내로 압착된다.
탄성 부싱(10)은 축방향 및 반경방향으로 그것의 유격에 의해 특징지어지고, 생산하기 비싸거나 복잡한 어떠한 분리 부품들도 이러한 목적에 필요하지 않다. 이것은 첫 번째로 제한 요소들(18, 19)에 의해 두 번째로 외부 슬리브(12) 및 외부 슬리브(12)의 구부러진 단부 영역들(26)에 의해서 가능해진다. 또한, 제한 요소들(18, 19) 및 외부 슬리브(12) 또는 단부 영역들(26) 사이의 엘라스토머 층(13)으로 인해, 제한 요소들(18, 19)의 인접 동안에 점진적인 제한이 달성될 수 있어서, 이렇게 주행 특성들이 더욱 영향을 받을 수 있다. 또한, 탄성 부싱은 그것의 소형 디자인 및 저렴한 생산에 의해 특징지어진다. 또한, 내부 코어(11) 내의 오목부들(16)은 조립 동안에 내부 코어(11) 상에 제한 요소들(18, 19)의 정확한 배치 및 쉬운 조작을 허락한다.
10 탄성 부시 11 내부 코어
12 외부 슬리브 13 엘라스토머 층
14 관통 개구부 15 개구부
16 오목부 17 숄더
18 제 1 제한 요소 19 제 2 제한 요소
20 환형 부분 21 환형 숄더
22 웹 23 제 1 부분
24 제 2 부분 25 제 3 부분
26 구부러진 단부 영역 27 제 1 자유 공간
28 제 2 자유 공간 30 만입부들

Claims (10)

  1. 서로에 대해서 동심으로 배치되고 엘라스토머 층(13)에 의해서 서로 연결된 내부 코어(11) 및 외부 슬리브(12)를 구비하고, 내부 코어(11)와 외부 슬리브(12) 사이에 내부 코어(11)의 반경방향 움직임을 제한하는 제한 요소(18, 19)가 배치되며, 외부 슬리브(12)는 안쪽으로 구부러진 단부 영역(26)을 구비하는, 탄성 부싱(10)으로서,
    내부 코어(11)는 그 안에 축방향으로 형성된 적어도 하나의 오목부(16)를 구비하고, 적어도 하나의 제한 요소(18, 19)가 양의 잠금 방식으로 오목부(16) 내로 삽입되며,
    제한 요소(18, 19)는 축방향으로 단부 영역(26)으로부터 이격되고,
    단부 영역(26)은 내부 코어(11)의 축방향의 움직임을 제한하고,
    단부 영역(26)은 제한 요소(18, 19)를 위한 축방향의 멈춤부로서 기능하는 탄성 부싱(10).
  2. 제1항에 있어서,
    각각 하나의 제한 요소(18, 19)가 내부 코어(11)의 맞은편 단부측 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성 부싱(10).
  3. 제1항에 있어서,
    내부 코어(11)는 축방향으로 일단측으로부터 타단측까지 연속으로 연장하는 네 개의 오목부(16)을 구비하고, 오목부(16)들은 서로에 대해서 90°로 배치되는 것을 특징으로 하는 탄성 부싱(10).
  4. 제1항에 있어서,
    제한 요소(18, 19)는 내부 코어(11)의 오목부(16) 내로 양의 잠금 방식으로 삽입될 수 있는 네 개의 웹(22)을 구비하는 것을 특징으로 하는 탄성 부싱(10).
  5. 제1항에 있어서,
    제한 요소(18, 19)의 대응하는 환형 숄더(21)와 맞물리는 숄더(17)가 내부 코어(11) 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 탄성 부싱(10).
  6. 제1항에 있어서,
    제한 요소(18, 19)와 엘라스토머 층(13) 사이에 축방향 및 반경방향으로 자유 공간(27, 28)이 제공되는 것을 특징으로 하는 탄성 부싱(10).
  7. 제1항에 있어서,
    플랫 로드(29)가 내부에 압착될 수 있는 개구부(14)가 내부 코어(11) 내에 형성된 것을 특징으로 하는 탄성 부싱(10).
  8. 제1항에 있어서,
    내부 코어(11)는 압출 성형되어 길이가 절단된 외형으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 탄성 부싱(10).
  9. 제1항에 있어서,
    제한 요소(18, 19)는 플라스틱으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 탄성 부싱(10).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 탄성 부싱(10)을 만드는 방법으로서,
    a. 내부 코어(11) 및 외부 슬리브(12)를 압출 성형하는 단계;
    b. 내부 코어(11)와 외부 슬리브(12) 사이에 엘라스토머 층(13)을 삽입하고, 엘라스토머 층(13)을 가황하는 단계;
    c. 두 개의 제한 요소(18, 19)를 내부 코어(11)의 각각 하나의 단부측에 부착하고, 제한 요소(18, 19)의 웹(22)이 내부 코어(11)의 오목부들(16) 내로 삽입되는 단계;
    d. 외부 슬리브(12)의 맞은편 단부를 구부리는 단계를 포함하는 탄성 부싱(10)을 만드는 방법.
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