KR101423357B1 - 조인트 또는 베어링 유닛 - Google Patents

Abstract

핀(2)을 포함하고, 상기 핀(2)의 헤드 영역(3)은 조립된 상태에서 수용 소켓(4) 내에 지지되며 상기 소켓과 함께, 하우징(5)으로서 작용하는 수용 공간에 대해 축방향으로 이동 가능한, 조인트 또는 베어링 유닛(1)에 있어서,

조인트 또는 베어링 유닛(1)은 하우징(5) 내의 소켓(4)의 축 방향 운동과 관련해서 가스 스프링 또는 댐퍼로서 작용한다.

핀, 헤드 영역, 소켓, 하우징, 가스 스프링, 가스 댐퍼.

Description

조인트 또는 베어링 유닛{ARTICULATED OR BEARING UNIT}

본 발명은 청구항 1 또는 청구항 2의 전제부에 따른 조인트 및/또는 베어링 유닛 및 하나 또는 다수의 이러한 조인트 및/또는 베어링 유닛(들)을 특히 섀시 부품 및/또는 스티어링 부품에 포함하는 자동차에 관한 것이다.

특히 휠 캐리어 또는 유사한 섀시 부품 내의 조인트 유닛의 경우, 한편으로는 제조 공차의 보상 하에 핀의 헤드 영역을 수용하는 소켓의 조립 위치를, 조인트의 조립 위치가 주행 중에 나타나는 조건에 대해 최적화되도록 정해야 하는 문제가 있고, 다른 한편으로는 주행 작동 중 동적 하중을 헤드 위치의 재조절에 의해, 섀시 부품들의 응력 없는 결합이 가능해지도록 조정해야 하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 하우징 내에서 소켓의 축 방향 위치를 최적화하는 것이다.

상기 목적은 청구항 1 또는 청구항 2의 특징을 가진 조인트 또는 베어링 유닛에 의해 그리고 청구항 13의 특징을 가진 자동차에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항 3 내지 12에 제시된다.

본 발명에 의해, 핀의 헤드 영역을 수용하는 소켓이 그 하우징 내에서 규정된 방식으로 축 방향으로 이동 가능한, 조인트 및/또는 베어링 유닛이 제공된다. 따라서, 최적의 축 방향 조인트 배치와 관련한 제조 공차 및 동적 하중이 고려될 수 있다.

소켓과 하우징의 단부 사이의 공간이 폐쇄되어 압력 밀봉식 공간을 형성하고 그 안에 포함된 가스가 소켓의 축 방향 운동에 의해 압축될 수 있으면, 유닛의 스프링 및/또는 댐핑 기능은 영구적으로 보장된다. 밀봉 공간에 대한 폐쇄는 하우징 내로 커버의 추후 삽입에 의해 이루어질 수 있거나 및/또는, 특히 별도의 하우징을 생략하기 위해, 예컨대 커버 또는 하우징 벽 내로 밸브의 삽입에 의해 이루어질 수 있다. 모든 경우, 조립 중에 상기 공간의 환기가 가능해지므로, 헤드와 소켓의 축 방향 위치 설정이 임의로 이루어질 수 있고 조립 중에 압축된 가스에 대한 저항이 이루어지지 않아도 된다. 따라서, 특히 제조 공차가 고려될 수 있다.

압력 밀봉식 공간을 압축 가능한 가스로 채우는 것은 조립 후에 이루어질 수 있고, 예컨대 커버의 삽입시 하우징 내의 가스는 정상 압력 하에 있을 수 있다. 가스 충전을 조절하기 위한 밸브를 통해, 가스가 (높은) 과압 상태로 될 수 있다.

하우징을 폐쇄하기 위한 커버가 제공되면, 상기 커버는 그것을 지지하는 활형부를, 특히 소켓 방향의 활형부를 구비함으로써, 과압 가스의 외부로 작용하는 힘에 대항할 수 있다. 이러한 커버는 소켓의 축 방향 운동에 대한 기계적 스토퍼로서도 사용될 수 있다.

밸브의 사용에 의해, 압력 밀봉식 공간의 일체형 디자인이 가능하므로, 특정 용도에서는 별도의 하우징이 제공될 필요가 없고, 하우징이 기능 부품, 특히 휠 캐리어 또는 유사한 가이드 부품 내의 리세스로서 형성될 수 있고, 이는 제조를 용이하게 하고 부품을 절감한다.

본 발명에 의해, 조립시, 소켓에 의해 형성된 "피스톤"의 축 방향 위치가 정확하게 조정될 뿐만 아니라, 이를 위해 제공될 수 있는 행정 거리가 예컨대 유입된 가스의 압력에 의해 또는 조절 가능한 스토퍼에 의해 정확히 조정될 수 있다. 핀의 헤드 영역을 둘러싸는 소켓이 축 방향 중심 조립 위치에서 하우징 내로 삽입될 수 있고 상기 조립 위치로부터 2개의 축 방향으로 2 내지 5 밀리미터의 행정 거리가 주어질 수 있다.

압력 밀봉식 공간을 오일로 25 내지 50%까지 추후에 채우는 것도 예컨대 밸브를 통해 가능하다. 이로 인해, 유지 관리가 용이해진다. 오일 윤활은 볼 헤드와 소켓 사이에서 그리고 소켓과 하우징 사이에서 밀봉 작용을 할 수 있다. 압력 밀봉식 공간 내의 과압 또는 저압에 의해, 동적 조건에 의존하는 윤활제 운동이 이루어질 수 있어서, 작동 중에도 그 기능이 항상 보장된다.

본 발명의 다른 장점 및 특징은, 도면에 도시되며 하기에 설명되는 본 발명의 실시예에 제시된다.

도 1은 압력 밀봉식 공간을 폐쇄하기 전, 조립 중에 본 발명에 따른 조인트 및/또는 베어링 유닛의 개략도.

도 2는 소켓의 축 방향 중심 위치에서 압력 밀봉식 공간의 폐쇄 후, 도 1과 유사한 도면.

도 3은 커버와 축방향으로 이동 가능한 헤드 영역과의 접촉시 도 2와 유사한 도면.

도 4는 커버에 마주 놓인 하우징 에지와 축방향으로 이동 가능한 헤드 영역과의 접촉시 도 3과 유사한 도면.

도 5는 핀의 방사 방향 선회시 도 2와 유사한 도면.

도 6은 커버 내에 밸브의 추가 형성시 도 2와 유사한 도면.

도 2에 예시적으로 도시된 본 발명에 따른 조인트 유닛(1)은 확대되어 예컨대 볼형으로 형성된 헤드 영역(3)을 가진 축방향으로 연장된 핀(2)을 포함한다. 상기 헤드 영역(3)은 헤드 영역을 수용하는, 일반적으로 영구 윤활식 소켓(4) 내에 그리고 상기 소켓(4)에 대해 이동 가능하게 지지될 수 있다. 여기에 도시된 소켓(4)은 링형이고, 핀 통과 부분 외에는 폐쇄될 수 있다.

소켓(4)은 예컨대 경우에 따라 섬유 강화된 플라스틱 -예컨대, PA, POM, PBT, PEEK 또는 상기 재료들의 교차 결합된 타입(예컨대 전자빔 교차 결합에 의해)- 또는 주조 강 또는 경화 강 또는 비철금속의 합금, 예컨대 구리로 형성될 수 있다.

또한, 소켓(4)은 방사방향 외부로 그리고 축방향으로 하우징(5) 내에 지지된다. 하우징(5)은 별도의 유닛으로 형성될 필요가 없고, 조립 상태에서 예컨대 조인트 유닛(1)을 둘러싸는 로드, 예컨대 휠 캐리어의 일체형 부품일 수 있다.

이러한 로드는 뜨거운 액상 재료로 예컨대 인서트 몰딩 또는 캡슐화에 의해, 예컨대 아연 다이캐스팅에 의해 제조될 수 있다. 로드는 후속하는 냉각 후에 몰드 내에서 강성 및 형태 안정성을 가지며, 추가의 후처리 없이 일체형 하우징(5)을 형성할 수 있다.

조인트 및/또는 베어링 유닛(1)은 또한 밀봉 슬리브를 포함하고, 상기 밀봉 슬리브는 종종 밀봉 벨로우즈로서 형성되며 여기에 도시되지 않는다. 상기 밀봉 슬리브는 하우징(5)에 의해 폐쇄되지 않은 핀(2)용 관통구(7)의 영역에 연결된다.

실시예에는 축방향 유격(Δs)을 가진 조인트(1)가 도시된다. 상기 유격은 한편으로는 섀시 내부에 예컨대 로드의 조립 및 분해를 위해 필요하다. 다른 한편으로는 작동 중에 하우징(5)에 대한 핀(2)의 헤드 영역(3)을 가진 소켓(4)의 축방향 운동이 가능하다.

핀 헤드(3)를 가진 소켓(4)의 소정 공차 보상식 축방향 위치 설정 가능성을 고려하기 위해, 소켓(4)과 하우징(5)의 단부(13) 사이의 공간(6)은 조립 후(도 1) 폐쇄되어 압력 밀봉식 공간을 형성한다(도 2). 폐쇄 후 그 안에 포함된 가스는 소켓(4)의 축방향 운동에 의해 압축 가능하며, 탄성적으로 및/또는 댐핑식으로 상기 운동에 대항한다.

따라서, 작동 중에 가스 압축에 의해 조인트 또는 베어링 유닛(1)이 하우징(5) 내에서 소켓(4)의 축방향 운동과 관련해서 가스 댐퍼 및/또는 가스 스프링으로서 작용한다.

조립 중에, 공간(6)은 예컨대 밸브(8)(도 6)가 개방되거나 또는 단부측 커버(9)가 여전히 조립되지 않음으로써, 환기된다. 따라서, 핀 헤드(3)를 둘러싸는 소켓(4)은 피스톤처럼 하우징(5) 내로, 거기에 있는 가스 저장기에 저항할 필요 없 이, 삽입될 수 있다. 상기 저항은 조립시 적은 힘으로 인해 매우 어려울 것이다. 이로 인해, 도 2에 도시된 바와 같이, 중심 위치에 "피스톤"(4)의 정확한 위치 설정은 불가능할 것이다.

본 발명에 따라 소켓(4)은 상이하며 매우 정확하게 위치 설정 가능하다. 대개, 조립시 중심 위치가 선택된다.

따라서, 조립 종료시 하우징(5)의 폐쇄가 매우 중요하다. 실시예에서, 소켓(4)은 도시된 그 중심 위치로부터 상하로 각각 약 3.5 mm 정도 축 방향으로 이동 가능하다. 상기 행정 거리의 실질적인 부분은 조인트(1)의 결합할 부분들의 조립시 공차 보상을 위해 필요하며, 동적 하중을 위해 필요한 축방향 이동 거리는 이 경우 통상 약 1 밀리미터이다.

압력 밀봉식 공간(8)은 폐쇄시 압축 가능한 주변 공기로 정상 압력 미만으로 채워질 수 있다. 특히, 압력 밀봉식 공간에 도 6에 도시된 바와 같이, 가스 충전을 조절하기 위한 밸브(8)가 제공되는 경우, 과압 미만으로 불활성 가스 및/또는 공기 또는 다른 가스로 채우는 것도 가능하다. 요구 조건이 변할 때 또는 유지 관리의 범주에서 가스 압력의 후조절도 가능하다. 상기 밸브 또는 다른 밸브는 윤활제, 예컨대 고점성 오일로 공간(6)을 (재)충전하기 위해서도 사용될 수 있다. 사용되는 윤활제의 양은 소정 가스 스프링 특성에 의존한다. 폐쇄된 공간(6)은 전형적으로 약 25% 내지 50%까지 오일로 채워진다.

공간(6)의 압력 밀봉은, 상기 공간이 공간(6) 내 과압 가스를 유지할 뿐만 아니라, 동적 하중의 작용을 견디도록, 주어져야 한다. 윤활제에 의한 밀봉의 지 원도 이루어질 수 있으며, 이 경우 윤활제는 2중 기능을 한다.

여기에 도시된 도면에서는, 별도의 커버(9)를 통한 폐쇄가 이루어지며, 상기 커버(9)는 조립의 종료시에 하우징(5)의 축 방향으로 개방된 링형 플랜지(10) 상에 놓이고 상기 링형 플랜지(10)의 플랜징에 의해 고정된다(도 1로부터 도 2로 이행).

커버(9)는 그것을 지지하는 활형부(11)를 가지며, 상기 활형부는 적어도 동적 하중시 때때로 커지는 내부 압력에 대항하도록 소켓(4) 방향으로 성형된다.

전술한 바와 같이, 대안으로서 압력 밀봉식 공간(6)이 하우징(5)에 의해 둘러싸이고, 예컨대 하우징(5)이 휠 캐리어에 의해 일체형으로 형성되는 경우, 하우징의 측면 벽과 하우징의 단부측 커버는 서로 일체형으로 형성될 수 있다.

여기에 도시된 단부측 커버(9)는 하우징(5) 내에서 소켓(4)의 축 방향 운동에 대한 스토퍼를 형성한다. 상기 스토퍼 위치는 도 3에 도시된다. 커버(9)는 이를 위해 큰 벽 두께, 예컨대 강으로 형성시 1 내지 3 밀리미터의 벽 두께를 갖는다. 상기 스토퍼에 의한 행정 운동의 제한이 없으면, 밀봉 벨로우즈가 하우징(5) 내로 너무 깊게 들어갈 위험이 있다. 반대편 스토퍼(12)는 하우징(5) 자체의 내벽의 일 부분으로 형성되며 도 4에 도시된다. 상기 스토퍼에 의한 운동 제한에 의해 과압 밸브가 필요 없다.

도 5에는, 핀(2)의 순간적인 변위가 도시된다. 대안으로서, 하우징(5) 내에서 핀(2)의 영구적인 경사 조립도 가능하다.

조인트 또는 베어링 유닛(1)은 예컨대 수용부 내로 조이기 위한 수나사를 가질 수 있다. 대안으로서, 압입 및 축 방향 고정도 가능하다.

본 발명에 따른 실시예에서, 이러한 조인트 및/또는 베어링 유닛(1)은, 자동차에 조립시 조인트와 휠 캐리어 사이 또는 조인트(1) 자체의 개별 부품들 사이의 제조로 인한 공차 및 구조로 인한 공차를 보상하기 위해 그리고 동적 하중을 보상하기 위해, 특히 자동차의 섀시 부품 및/또는 스티어링 부품 내부에 사용될 수 있다.

Claims (13)

1. 핀(2)을 포함하고, 상기 핀(2)은 중심점을 갖는 구상(球狀)의 헤드 영역(3)을 가지며, 상기 핀(2)의 헤드 영역(3)은 조립된 상태에서 수용 소켓(4) 내에 지지되며 상기 소켓과 함께, 하우징(5)으로서 작용하는 수용 공간에 대해 축 방향으로 이동 가능한, 조인트 또는 베어링 유닛(1)에 있어서,

   상기 하우징(5)은 상기 축 방향을 정의하고,

   상기 수용 소켓(4)과 상기 헤드 영역(3)은, 상기 수용 소켓(4)이 상기 중심점을 지나는 상기 헤드 영역(3)의 최대 직경부를 에워싸도록, 서로 맞물리며,

   상기 수용 소켓(4)은, 상기 수용 소켓(4)의 외측면이 상기 하우징(5)의 내측면에 직접 지지된 채 상기 축 방향으로 이동 가능하고,

   조립 과정에서, 상기 헤드 영역(3)의 상기 중심점은, 상기 수용 소켓(4)의 상기 축 방향 위치 결정에 의해, 상기 축 방향을 따라 상기 축 방향 선상에서 선택된 위치에 고정되며,

   상기 수용 공간은, 하측이 상기 수용 소켓(4) 및 상기 헤드 영역(3)에 의해 그리고 상측이 상기 수용 공간의 상측 끝에서 상기 하우징(5)에 고정되는 커버(9)에 의해 축 방향으로 상하 범위가 정해지는, 압력 밀봉식 공간(6)을 형성하고,

   상기 압력 밀봉식 공간(6)에 채워지는 가스는 상기 수용 소켓(4)의 축 방향 상향 이동에 따라 압축되며,

   상기 조인트 또는 베어링 유닛(1)은 상기 하우징(5) 내의 상기 소켓(4)의 축 방향 운동과 관련해서 가스 스프링 또는 댐퍼로서 작용하는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 압력 밀봉식 공간(6)은 가스 충전을 조절하기 위한 밸브(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
5. 제 1항에 있어서, 상기 압력 밀봉식 공간(6)은 과압 가스로 채워질 수 있는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
6. 제 1항에 있어서, 상기 커버(9)는 그것을 지지하는 활형부(11)를 갖는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
7. 제 6항에 있어서, 상기 활형부(11)는 상기 소켓(4)의 방향으로 성형되는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
8. 제 1항에 있어서, 상기 압력 밀봉식 공간(6)은 하우징(5)에 의해 둘러싸이고, 상기 하우징의 측면 벽과 상기 하우징의 단부측 커버가 서로 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
9. 제 1항에 있어서, 상기 단부측 커버(9)는 상기 하우징(5) 내에서 상기 소켓(4)의 축 방향 운동에 대한 스토퍼로서 형성되는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
10. 제 1항에 있어서, 상기 하우징(5)은 휠 캐리어 또는 유사한 가이드 부품 내의 리세스로서 형성되는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
11. 제 1항에 있어서, 상기 핀(2)의 상기 헤드 영역(3)을 둘러싸는 상기 소켓(4)은 축 방향 중심 조립 위치에서 상기 하우징(5) 내로 삽입될 수 있고, 상기 조립 위치로부터 2개의 축 방향으로 2 내지 5 밀리미터의 행정 거리가 주어지는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
12. 제 1항에 있어서, 상기 압력 밀봉식 공간(6)은 오일로 25 내지 50% 까지 채워지는 것을 특징으로 하는 조인트 또는 베어링 유닛.
13. 제 1항, 제 4항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 조인트 또는 베어링 유닛을 섀시 부품 또는 스티어링 부품 내부에 포함하는 자동차.

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